2024年6月5日发(作者:康淑兰)
设计与制造
・
机械研究与应用・
发动机欧Ⅳ排放试验燃油供给系统的设计改造
唐光华
(东风汽车公司技术中心试验部,湖北襄阳441004)
摘要:介绍了利用气动隔膜泵作为动力源,以压缩空气作为驱动力搭建的一套专用燃油供给系统设计方案,详细描
述了系统配置,方案实施,安装事项和验收方法。系统安全可靠高效,可满足发动机欧Ⅲ欧Ⅳ排放试验燃油供
给需要。对其他类似场所应用也具备一定的实用借鉴意义。
关键词:气动;隔膜泵;燃油供给
中图分类号:U464 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2011)05-0069-02
Design and improvement of fuel supply system for engine euroⅣemission test
Tang Guang-hua
(Test department ofDongfeng motor corporation technical center,Xiangyang Hubei 441004,China)
Abstract:111e special fuel supply system design is introduced in this paper which using pneumatic diaphragm pump to pro-
duce power and taking compressing air as drive power.The scheme,the implement of the project,the installation,check and
acceptance are described in detail,Through practice,it is proved that the system is safe and reliable,it can meet the demands
of fuel supply system for en ̄ne euroⅢand 1V,and it could provide some practice references for same working place.
Key words:pneumatic;diaphragm pump;fuel supply
1 引 言
发动机试验室l#和2#台架做发动机欧Ⅲ、欧Ⅳ
排放实验时,由于现有柴汽油临时供油系统已损坏,
且临时供油系统不符合消防安全,现试验室提出改造
要求。
由于试验燃料的不同,该系统独立于试验室主供
油系统之外。主系统采用电动燃油输送泵,多年运转
发现其缺点主要是压力波动较大、不易控制,齿轮泵
连续运转会导制发热密封损坏,油料有外泄并引发火
灾的危险,油罐埋于地下,进油管如果底阀损坏,油无
法吸上来。故新系统不再采用电动齿轮燃油泵,改用
一
图1系统连接图
表1主材表
种新型的气动隔膜泵来完成。
2方案特点、原理和优势
2.1主要工艺要求
试验台架处流量要求:柴油最大50L/h汽油最
大lOOL/h;压力要求为100kPa;压力允许波动的范围
±10kPa。
油罐、气源、管路、泵、其他辅助元件组成的系统
连接,如图1所示。
2.1 采用气动隔膜泵的优势
采用有动力源方式,系统核心部件采用英格索兰
燃油专用气动隔膜泵,以压缩空气作为驱动动力,搭
配其它辅助相匹配的元件,如气源气压稳定、油压调
节和稳定、阀门、指示仪表等,向台架提供所需压力和
流量的燃料,如表1所示。
对比电动式齿轮燃油输送泵,气动隔膜泵有其独
特优势:①由于用空气作动力,流量随背压(出口阻
力)的变化而自动调整;②在易燃易爆的环境中用气
动泵安全陛高且成本低。因其接地后不会产生火花,
工作中无热量产生,机器不会过热,流体不会过热所
以隔膜泵对流体的搅动最小;③隔膜泵体积小易于移
收稿日期:2011—08—19
作者简介:唐光华(1974一),男,湖北襄阳人,工程师,主要从事一线设备与维修技术工作。
・
69・
设计与制造
・
机械研究与应用・
使用的油箱的出油手阀。选配与隔膜泵匹配的进口
动,不需地基因占地面极小,安装简便经济。可作为
移动式物料输送泵。或是一些试验中保证没有杂质
污染原料。可以空运行,而不会有危险;④流量可调
节,可在燃料出口处加装节流阀来调节流量,具有自
英格索兰调压阀及阻尼器是为了保证油压稳定。为
防止隔出现膜泵在工作中的自停故障,装配压力保持
装置。油泵出口处和各试验室内出油口都安装燃油
压力表。压缩空气利用l#台架间地下室里已有的复
盛空压机提供,安装阀门、气动三联件和调压阀,保证
输送给隔膜泵的空气压力满足泵参数要求,也可订购
英格索兰气源气压稳定工具包。
吸的功能;⑤无复杂控制系统、电缆和保险丝等;⑥无
需润滑、维修简便,不会由于滴漏污染工作环境;⑦泵
始终保持高效,不会因为磨损而降低功效,不会过载
和发热;能量利用率高,时关闭出口,泵自动停机;无
动密封,维修简便避免泄漏,工作时无死点。
2.2气动隔膜泵的寿命
此类型泵由于是靠隔膜不断往复运动来达到输
液的目的,而隔膜往往是非金属材料制成,如橡胶、聚
四氟乙烯,非金属的疲劳寿命一般很短,现在国外气
动隔膜泵的疲劳寿命次数一般在2000万次左右,最
高的不超过50oo万次。而国内气动隔膜泵的疲劳寿
命次数一般在300万次以下。因为隔膜在泵内以很
快的速度进行往复运动,特别是气体压力在0.7MPa
时,往复次数达145 ̄/min,一般实际使用时,往复次
数在3O一60 ̄/min左右。如果按照每天使用lOh
计算,可使用3年,英格索兰官方网站对于隔膜泵的
保用期是5年。一般英格索兰燃油专用气动隔膜泵
进气压力调整到0.3—0.5 MPa。
3方案描述
在排放标准油料存放间内设置2个立式储油罐,
其中1个存放标准汽油,1个存放标准柴油。汽油储
油罐出来经阀门接一台汽油输送隔膜泵,至2#台架
试验问,柴油罐接另外一个柴油输送隔膜泵,至1#台
架试验间,油品输送终端每种油品均可送达1#和2#
试验间,同一时间只能供应一个台架试验。
(1)输油主管路采用不锈钢管,规格为
qbl6x2mm,最高使用压力≥2.5MPa。试验室内出油
口到油耗仪的小段管路采用汽车专用的输油软管。
压缩空气进入只有一根管道,利用这个预埋实现,分
两路送到两个隔膜泵。
(2)储油罐非标定做两个,柴、汽油各一个,每个
净容积大于550L,由于受到房间大小位置的限制,储
油罐采用立式设计,油罐尺寸和要求参见有关油罐设
计与制作规范,应具备进出油口,排污口,油料液位显
示指示;液位过低报警装置则视试验室要求而定。储
油箱放置在油料间的指定位置,下面固定有燃油泵和
燃油滤清器。
(3)燃油泵采用英格索兰气动隔膜泵,具有限压
溢流功能,其输出压力和流量可保证即使2台发动机
同时用油,试验室内出油口的压力调节在0.08—0.
15MPa,平均每个试验室的用油量不低于50kg/h。
(4)手阀采用法国进口产品。使用时,只打开要
.
70.
据了解,输送泵采用燃油专用的气动隔膜泵的供
油系统在东风公司商用车研发院,洪湖排气系统技术
中心,清华、湖北通达、奇瑞、柳州五菱、上海大众、一
汽大众、保定长城、东安发动机、沈阳航天三菱发动机
等使用中证明该系统稳定可靠,成熟。
4 系统配置和安装说明
连接油泵的进出油管采用软管连接;油泵本身有
一
个独立的溢流口,需与泵的进油人口连接,三通方
式;油泵可地面固定安装或者安装在牢靠的支架上;
空打保护器接在压缩空气进气三联件之后;油泵进油
和出油口需要安装手阀;稳压仪安装在使用地点,即
油耗仪的前端,进稳压器之前油必须过滤…,以保证
进油的清洁,防止损伤稳压仪;压缩空气进气压力调
整到0.4—0.55MPa,通过稳压器调整终端需要的压
力如0.1MPa。
5 验收要求 J
验收试验以检查出油口压力是否满足如下要求,
并恒压后是否有泄压状态;具体方式如下。
(1)气压检查柴、汽油供油管路安装完毕后应
加入0.5—0.7MPa较干净的压缩空气,检查所有接
头不得有泄漏,关闭所有阀门保压12h,压力降小于
60kPa;泄放管道压力再充入0.5—0.7MPa较干净的
压缩空气保持120s,充、放50次;再充入0.5~0.
7MPa较干净的压缩空气关闭所有阀门保压24h,压
力降低小于60kPa。(保压试验时注意气温变化对压
力的影响,充人气压后稳定30min后再记录)。
(2)接地检查检查油管连接处两油管之间电
阻小于0.1Q,输、供油管两端用编织铜导线就近接
地,接地电阻小于0.1Q。
(3)供油压力检查输油泵工作时试验室用油
点压力波动小于±lOkPa油压力为lOOkPa,油耗仪电
磁阀开启时油压下降小于50kPa,并能正常供油。
(4)油压检查调节压力阀将供油压力提高到
250kPa 保压6h,检查供油管路,接头,阀门不得有任
何渗漏。
6结论
(1)现有主燃油供给系统采用的电动齿轮式输
(下转第72页)
设计与制造
・
机械研究与应用・
于一个平面内,(如图1(b)所示);在创建分型面时 (4)第四种类型为分型线在不同的曲面内分型
使用曲面类型中有界平面即可生成。创建的分型面
面的创建,零件图如图4(a)所示,其分型线如图4
如图1(c)所示。
(b)所示,其中1—2段、2—3段、3—4段、4—5段、5—6
(2)第二种类型为所有的分型线均在一个曲面
段、6—1段分属不同曲面。创建分型面时先在1、2、
内分型面的创建,如图2(a)所示,该零件图的分型线
3、4、5、6点添加分型段后再创建分型面。其中1—2
如图2(b)所示都在一个曲面内,在创建分型面时使 段、3—4段、5—6段采用有界平面方式创建分型面,1
用曲面类型中的扩大曲面即可生成。创建的分型面
点的方向为一YC,2、3点方向为+ ,4、5点方向为+
如图2(c)所示。
XC,6点方向为一yc;2—3段、4-5段以及6—1段使用
q■一跫
拉伸方式分别沿+ 、+ 、一yc方向创建曲面,最后
创建的分型面如图4(c)所示。
图2分型线在同一个曲面内分型面的创建
(3)第三种类型为分型线位于多个不同的平面
(a)零件图 零件分型线生成图
内分型面的创建,零件图如图3(a)所示,创建的分型
线如图3(b)所示,其中1—2段、2—3段、3—4段、4—1
段分属3个不同的平面。在创建这类分型面时,可分
别在1、2、3、4点添加分型段后再创建分型面。其中
(c)零件分型面生成图
1—2段、3—4段使用拉伸方法创建分型面,拉伸方向
图4分型线不在同一个曲面内分型面的创建
分别为+ 、一YC。1—3段、4—2段采用有界平面方式
创建分型面,l点的方向为+ 方向、4点方向为一
4结语
yc方向、3点方向为一YC方向,2点方向为+XC方向,
在利用UG MoldWizard软件进行注塑模分型面
最终分型面如图3(c)所示。 设计时,关键要判断自动创建分型线是否在同一个平
面或是曲面内,然后再采用相应创建曲面的方法创建
分型面。
01)霉件图(b)零件分型线生成图
参考文献:
零件分型面生成图
[1]刘保臣,杨晓东,申长雨.注塑模分型面设计方法及应用[J].工
图3分型线不在同一个平面内分型面的创建
程塑料应用,2007,35(3):64-66.
[2]李俊松.塑料模具设计[M].北京:人民邮电出版社,2007.
(上接第7O页)
作,试验室末端出13油压和流量随负载用油量的变化
油泵,根据发动机试验状况,每次试验供油需求最大
而变化,系统整体为开环控制,所以仍不能达到理想
约为lOL/min,而目前单台油泵的电机转速为I500r/
的控制精度。
arin,供油能力为50L/min。只要油泵启动,大部分油 但该燃油供给系统有效克服了上述问题,最大的
液走溢流通道,导致压力调节阀一直处于高负荷调节
优势就是安全可靠,高效稳定,系统搭建和敷设简单
状态,升温较快。主供油系统所用电子调节阀是密闭 灵活,费用经济,系统成熟可靠,具备一定的实用性,
隔爆型,由于温度上升,一定时间的积累后,调节阀便
适用场合较多。
会过热保护,停止自动调节,溢流出口流量不再变化,
极端情况下油泵压力急剧增大,会导致油泵轴封损
参考文献:
坏,引起漏油并可能引发火灾。
[1]王风喜,何强.液压与气动设备维修问答[M].北京:机械工业
(2)试验室主供油系统采用变频器控制油泵电
出版社,2006.
机转速来减小油泵油量,辅以固定位置调节阀一同工
[2]施振球.动力管道设计手册[M].北京:机械工业出版社,2006.
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2024年6月5日发(作者:康淑兰)
设计与制造
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机械研究与应用・
发动机欧Ⅳ排放试验燃油供给系统的设计改造
唐光华
(东风汽车公司技术中心试验部,湖北襄阳441004)
摘要:介绍了利用气动隔膜泵作为动力源,以压缩空气作为驱动力搭建的一套专用燃油供给系统设计方案,详细描
述了系统配置,方案实施,安装事项和验收方法。系统安全可靠高效,可满足发动机欧Ⅲ欧Ⅳ排放试验燃油供
给需要。对其他类似场所应用也具备一定的实用借鉴意义。
关键词:气动;隔膜泵;燃油供给
中图分类号:U464 文献标识码:A 文章编号:1007-4414(2011)05-0069-02
Design and improvement of fuel supply system for engine euroⅣemission test
Tang Guang-hua
(Test department ofDongfeng motor corporation technical center,Xiangyang Hubei 441004,China)
Abstract:111e special fuel supply system design is introduced in this paper which using pneumatic diaphragm pump to pro-
duce power and taking compressing air as drive power.The scheme,the implement of the project,the installation,check and
acceptance are described in detail,Through practice,it is proved that the system is safe and reliable,it can meet the demands
of fuel supply system for en ̄ne euroⅢand 1V,and it could provide some practice references for same working place.
Key words:pneumatic;diaphragm pump;fuel supply
1 引 言
发动机试验室l#和2#台架做发动机欧Ⅲ、欧Ⅳ
排放实验时,由于现有柴汽油临时供油系统已损坏,
且临时供油系统不符合消防安全,现试验室提出改造
要求。
由于试验燃料的不同,该系统独立于试验室主供
油系统之外。主系统采用电动燃油输送泵,多年运转
发现其缺点主要是压力波动较大、不易控制,齿轮泵
连续运转会导制发热密封损坏,油料有外泄并引发火
灾的危险,油罐埋于地下,进油管如果底阀损坏,油无
法吸上来。故新系统不再采用电动齿轮燃油泵,改用
一
图1系统连接图
表1主材表
种新型的气动隔膜泵来完成。
2方案特点、原理和优势
2.1主要工艺要求
试验台架处流量要求:柴油最大50L/h汽油最
大lOOL/h;压力要求为100kPa;压力允许波动的范围
±10kPa。
油罐、气源、管路、泵、其他辅助元件组成的系统
连接,如图1所示。
2.1 采用气动隔膜泵的优势
采用有动力源方式,系统核心部件采用英格索兰
燃油专用气动隔膜泵,以压缩空气作为驱动动力,搭
配其它辅助相匹配的元件,如气源气压稳定、油压调
节和稳定、阀门、指示仪表等,向台架提供所需压力和
流量的燃料,如表1所示。
对比电动式齿轮燃油输送泵,气动隔膜泵有其独
特优势:①由于用空气作动力,流量随背压(出口阻
力)的变化而自动调整;②在易燃易爆的环境中用气
动泵安全陛高且成本低。因其接地后不会产生火花,
工作中无热量产生,机器不会过热,流体不会过热所
以隔膜泵对流体的搅动最小;③隔膜泵体积小易于移
收稿日期:2011—08—19
作者简介:唐光华(1974一),男,湖北襄阳人,工程师,主要从事一线设备与维修技术工作。
・
69・
设计与制造
・
机械研究与应用・
使用的油箱的出油手阀。选配与隔膜泵匹配的进口
动,不需地基因占地面极小,安装简便经济。可作为
移动式物料输送泵。或是一些试验中保证没有杂质
污染原料。可以空运行,而不会有危险;④流量可调
节,可在燃料出口处加装节流阀来调节流量,具有自
英格索兰调压阀及阻尼器是为了保证油压稳定。为
防止隔出现膜泵在工作中的自停故障,装配压力保持
装置。油泵出口处和各试验室内出油口都安装燃油
压力表。压缩空气利用l#台架间地下室里已有的复
盛空压机提供,安装阀门、气动三联件和调压阀,保证
输送给隔膜泵的空气压力满足泵参数要求,也可订购
英格索兰气源气压稳定工具包。
吸的功能;⑤无复杂控制系统、电缆和保险丝等;⑥无
需润滑、维修简便,不会由于滴漏污染工作环境;⑦泵
始终保持高效,不会因为磨损而降低功效,不会过载
和发热;能量利用率高,时关闭出口,泵自动停机;无
动密封,维修简便避免泄漏,工作时无死点。
2.2气动隔膜泵的寿命
此类型泵由于是靠隔膜不断往复运动来达到输
液的目的,而隔膜往往是非金属材料制成,如橡胶、聚
四氟乙烯,非金属的疲劳寿命一般很短,现在国外气
动隔膜泵的疲劳寿命次数一般在2000万次左右,最
高的不超过50oo万次。而国内气动隔膜泵的疲劳寿
命次数一般在300万次以下。因为隔膜在泵内以很
快的速度进行往复运动,特别是气体压力在0.7MPa
时,往复次数达145 ̄/min,一般实际使用时,往复次
数在3O一60 ̄/min左右。如果按照每天使用lOh
计算,可使用3年,英格索兰官方网站对于隔膜泵的
保用期是5年。一般英格索兰燃油专用气动隔膜泵
进气压力调整到0.3—0.5 MPa。
3方案描述
在排放标准油料存放间内设置2个立式储油罐,
其中1个存放标准汽油,1个存放标准柴油。汽油储
油罐出来经阀门接一台汽油输送隔膜泵,至2#台架
试验问,柴油罐接另外一个柴油输送隔膜泵,至1#台
架试验间,油品输送终端每种油品均可送达1#和2#
试验间,同一时间只能供应一个台架试验。
(1)输油主管路采用不锈钢管,规格为
qbl6x2mm,最高使用压力≥2.5MPa。试验室内出油
口到油耗仪的小段管路采用汽车专用的输油软管。
压缩空气进入只有一根管道,利用这个预埋实现,分
两路送到两个隔膜泵。
(2)储油罐非标定做两个,柴、汽油各一个,每个
净容积大于550L,由于受到房间大小位置的限制,储
油罐采用立式设计,油罐尺寸和要求参见有关油罐设
计与制作规范,应具备进出油口,排污口,油料液位显
示指示;液位过低报警装置则视试验室要求而定。储
油箱放置在油料间的指定位置,下面固定有燃油泵和
燃油滤清器。
(3)燃油泵采用英格索兰气动隔膜泵,具有限压
溢流功能,其输出压力和流量可保证即使2台发动机
同时用油,试验室内出油口的压力调节在0.08—0.
15MPa,平均每个试验室的用油量不低于50kg/h。
(4)手阀采用法国进口产品。使用时,只打开要
.
70.
据了解,输送泵采用燃油专用的气动隔膜泵的供
油系统在东风公司商用车研发院,洪湖排气系统技术
中心,清华、湖北通达、奇瑞、柳州五菱、上海大众、一
汽大众、保定长城、东安发动机、沈阳航天三菱发动机
等使用中证明该系统稳定可靠,成熟。
4 系统配置和安装说明
连接油泵的进出油管采用软管连接;油泵本身有
一
个独立的溢流口,需与泵的进油人口连接,三通方
式;油泵可地面固定安装或者安装在牢靠的支架上;
空打保护器接在压缩空气进气三联件之后;油泵进油
和出油口需要安装手阀;稳压仪安装在使用地点,即
油耗仪的前端,进稳压器之前油必须过滤…,以保证
进油的清洁,防止损伤稳压仪;压缩空气进气压力调
整到0.4—0.55MPa,通过稳压器调整终端需要的压
力如0.1MPa。
5 验收要求 J
验收试验以检查出油口压力是否满足如下要求,
并恒压后是否有泄压状态;具体方式如下。
(1)气压检查柴、汽油供油管路安装完毕后应
加入0.5—0.7MPa较干净的压缩空气,检查所有接
头不得有泄漏,关闭所有阀门保压12h,压力降小于
60kPa;泄放管道压力再充入0.5—0.7MPa较干净的
压缩空气保持120s,充、放50次;再充入0.5~0.
7MPa较干净的压缩空气关闭所有阀门保压24h,压
力降低小于60kPa。(保压试验时注意气温变化对压
力的影响,充人气压后稳定30min后再记录)。
(2)接地检查检查油管连接处两油管之间电
阻小于0.1Q,输、供油管两端用编织铜导线就近接
地,接地电阻小于0.1Q。
(3)供油压力检查输油泵工作时试验室用油
点压力波动小于±lOkPa油压力为lOOkPa,油耗仪电
磁阀开启时油压下降小于50kPa,并能正常供油。
(4)油压检查调节压力阀将供油压力提高到
250kPa 保压6h,检查供油管路,接头,阀门不得有任
何渗漏。
6结论
(1)现有主燃油供给系统采用的电动齿轮式输
(下转第72页)
设计与制造
・
机械研究与应用・
于一个平面内,(如图1(b)所示);在创建分型面时 (4)第四种类型为分型线在不同的曲面内分型
使用曲面类型中有界平面即可生成。创建的分型面
面的创建,零件图如图4(a)所示,其分型线如图4
如图1(c)所示。
(b)所示,其中1—2段、2—3段、3—4段、4—5段、5—6
(2)第二种类型为所有的分型线均在一个曲面
段、6—1段分属不同曲面。创建分型面时先在1、2、
内分型面的创建,如图2(a)所示,该零件图的分型线
3、4、5、6点添加分型段后再创建分型面。其中1—2
如图2(b)所示都在一个曲面内,在创建分型面时使 段、3—4段、5—6段采用有界平面方式创建分型面,1
用曲面类型中的扩大曲面即可生成。创建的分型面
点的方向为一YC,2、3点方向为+ ,4、5点方向为+
如图2(c)所示。
XC,6点方向为一yc;2—3段、4-5段以及6—1段使用
q■一跫
拉伸方式分别沿+ 、+ 、一yc方向创建曲面,最后
创建的分型面如图4(c)所示。
图2分型线在同一个曲面内分型面的创建
(3)第三种类型为分型线位于多个不同的平面
(a)零件图 零件分型线生成图
内分型面的创建,零件图如图3(a)所示,创建的分型
线如图3(b)所示,其中1—2段、2—3段、3—4段、4—1
段分属3个不同的平面。在创建这类分型面时,可分
别在1、2、3、4点添加分型段后再创建分型面。其中
(c)零件分型面生成图
1—2段、3—4段使用拉伸方法创建分型面,拉伸方向
图4分型线不在同一个曲面内分型面的创建
分别为+ 、一YC。1—3段、4—2段采用有界平面方式
创建分型面,l点的方向为+ 方向、4点方向为一
4结语
yc方向、3点方向为一YC方向,2点方向为+XC方向,
在利用UG MoldWizard软件进行注塑模分型面
最终分型面如图3(c)所示。 设计时,关键要判断自动创建分型线是否在同一个平
面或是曲面内,然后再采用相应创建曲面的方法创建
分型面。
01)霉件图(b)零件分型线生成图
参考文献:
零件分型面生成图
[1]刘保臣,杨晓东,申长雨.注塑模分型面设计方法及应用[J].工
图3分型线不在同一个平面内分型面的创建
程塑料应用,2007,35(3):64-66.
[2]李俊松.塑料模具设计[M].北京:人民邮电出版社,2007.
(上接第7O页)
作,试验室末端出13油压和流量随负载用油量的变化
油泵,根据发动机试验状况,每次试验供油需求最大
而变化,系统整体为开环控制,所以仍不能达到理想
约为lOL/min,而目前单台油泵的电机转速为I500r/
的控制精度。
arin,供油能力为50L/min。只要油泵启动,大部分油 但该燃油供给系统有效克服了上述问题,最大的
液走溢流通道,导致压力调节阀一直处于高负荷调节
优势就是安全可靠,高效稳定,系统搭建和敷设简单
状态,升温较快。主供油系统所用电子调节阀是密闭 灵活,费用经济,系统成熟可靠,具备一定的实用性,
隔爆型,由于温度上升,一定时间的积累后,调节阀便
适用场合较多。
会过热保护,停止自动调节,溢流出口流量不再变化,
极端情况下油泵压力急剧增大,会导致油泵轴封损
参考文献:
坏,引起漏油并可能引发火灾。
[1]王风喜,何强.液压与气动设备维修问答[M].北京:机械工业
(2)试验室主供油系统采用变频器控制油泵电
出版社,2006.
机转速来减小油泵油量,辅以固定位置调节阀一同工
[2]施振球.动力管道设计手册[M].北京:机械工业出版社,2006.
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