康明斯 小松柴油發動機 PT泵(Pressure-Time)型供油系統
美國康明斯公司、日本小松制作所和康明斯公司技術合作生產的
PT(Pressure-Time)型供油系統.
PT燃油泵為低壓燃油泵,它提供給噴油器的供油壓力最大為2Mpa。PT燃油泵的基本功能為:將燃油從油箱輸送至發動機;為PT噴油器提供規定流量和壓力的燃油;控制和調節發動機的轉速、負荷及工況。
在PT燃油泵中,PT(G)型燃油泵為最基礎的燃油泵,結構最具有代表性。在PT(G)型燃油泵基礎上,根據配套機型的需要,康明斯發動機公司又研制開發了PT(G)-AFC、PT(G)-EFC、PT(G)-VS以及PT(G)-VS-AFC等多種類型燃油泵。
PT(G)型燃油泵主要由齒輪泵、減振器、節流軸、調速器、停車閥等幾部分組成。
為適應增壓發動機的要求,使燃油泵的供油壓力隨發動機增壓壓力的大小而變化,避免發動機低速時冒煙過多,康明斯發動機公司以PT(G)型燃油泵為基礎,發展了PT(G)-AFC型燃油泵。
PT(G)-EFC型燃油泵是在PT(G)型燃油泵的基礎上,增加了EFC電子燃油控制閥,主要應用于各種發電機組。
工作時負荷變化較大而工作轉速范圍寬廣的動力裝置,如大型載貨車、拖拉機、工程機械等,常要求燃油泵調速器在發動機全部工作轉速內實施控制作用,即要求燃油泵采用全程調速器。在基本的PT(G)型燃油泵上增加了VS調速器(機械離心作用全程調速器)發展成的PT(G)-VS型燃油泵就是適應這種要求的燃油泵。為了控制發動機工況變化時的排放和煙度,同樣可在PT(G)-VS型燃油泵的基礎上增加AFC裝置,構成PT(G)-VS-AFC型燃油泵。
PT燃油泵
2.1結構特點
PT燃油系是美國康明斯(CUMMINS)公司特有的燃油供給系,采用液壓原理工作,其第一個字母P即代表壓力(Pressure),第二個字母T代表PT噴油器控制燃油進入的計量時間(Time)。PT燃油系通過壓力和時間的協調配合,使燃油的供給計量和定時噴射等方面滿足發動機的理想工況。
目前,已有很多國家引進了它的生產技術,我國重慶發動機廠和重慶油泵油嘴廠分別引進了發動機主機和PT燃油系的生產技術。
PT燃油系由PT燃油泵和PT噴油器組成,具有結構簡單,使用可靠,維修方便,體積小、重量輕等優點。圖5所示為PT燃油系的組成及常用的4種噴油器。
圖5PT燃油系組成
2.2PT燃油泵工作原理
下面以裝置齊全的PT(G) VS AFC型燃油泵為例對PT燃油泵的工作原理進行分析。圖6所示為PT(G) VS AFC型燃油泵的剖面圖。
1.惰輪軸總成2.VS飛塊總成3.流向發動機的燃油4.停車閥5.VS調速器柱塞6.高速調整螺釘7.VS調速彈簧8.操縱軸9.怠速調整螺釘10.AFC柱塞套11.AFC柱塞12.AFC活塞13.減振器14.齒輪泵15.進油口16.壓力調節閥17.濾清器18.怠速調整螺釘19.調速彈簧20.怠速彈簧21.怠速柱塞22.油量調節螺釘23.調速器進油道24.調速器主出油道25.怠速出油道26.調速器柱塞27.高速扭矩彈簧28.飛塊總成29.飛塊輔助柱塞30.飛塊輔助彈簧31.燃油泵驅動軸32.AFC無空氣調節螺釘
圖6PT(G)VSAFC型燃油泵原理圖
圖7PT燃油泵的燃油流向
PT(G)VS AFC燃油泵主要與工程機械上帶增壓型發動機相配套,如TY220推土機(D85A-18)所匹配的NT855-C280發動機就是采用該泵。自然吸氣式N855發動機上應配置PT(G)VS燃油泵。在安裝AFC裝置的位置,可以設置EFC裝置,即電氣燃油控制器,這種PT泵用于發電機組中。因此在選用PT泵時其型號必須與發動機相配。
PT(G) VS AFC型燃油泵中的字母G代表調速器(Govern),V代表可以調節控制(Variable),S代表速度(Speed),A代表空氣(Air),F代表燃油(Fuel),C代表控制(Control)。
2.2.1燃油流向及各裝置作用
?。校匀加捅玫娜加土飨蛉鐖D7所示:
齒輪泵本身的供油壓力和流量與泵本身轉速成正比,這不符合發動機的理想特性,因此設有飛塊輔助柱塞29及彈簧30,它的作用是使低速燃油壓力有所提高。高速扭矩彈簧27的作用是使高速燃油壓力有所降低,這樣使發動機的特性更為理想。
PTG調速器的另一個重要作用就是控制發動機的最低和最高轉速。如圖6中所示位置,調速器柱塞26可以在怠速彈簧20與離心力相互作用下控制穩定的怠速。如果達到最高轉速,飛塊離心力增大,柱塞26右移,其柱塞截面變化的位置,右移到調速器主出油道24的位置,可以控制最高轉速??刂圃硎寝D速增高油道減小,使轉速不再升高;轉速降低油道加大,轉速不再降低,這種調速作用是兩極式的。
AFC裝置是利用增壓發動機進氣管的氣壓,來推動AFC活塞12和柱塞11并改變油道的通過能力,使氣缸進氣量與燃油供給量配合更為理想,AFC裝置即空氣燃油比例控制器。VS調速器是將PT泵用于工程機械時加裝的一個全程式調速器。
VS調速器同樣利用飛塊2的離心力和彈簧的相互作用來控制發動機轉速。由于彈簧彈力可由司機扳動操縱軸8來控制,因此司機將操縱桿扳到某一位置,彈簧7彈力即可在某一位置與離心力平衡,發動機即可在這一轉速下穩定工作。所以它是由司機控制的一個全程式調速器。PTG調速器主要是按轉速的高低來供油,VS調速器控制轉速。
2.2.2 PT噴油器的工作過程(圖8)
凸輪由發動機曲軸帶動,它的旋轉運動向上頂動滾輪隨動架、頂桿和搖臂調整螺絲。搖臂的另一端即可向下壓噴油器的柱塞,進行噴油。凸輪不頂時,噴油器的彈簧隨即使運動件回位。
PT泵將燃油直接輸送至氣缸蓋的油道內,每一個噴油器都承受PT泵所供油壓,燃油經噴油器進油口濾網、量孔塞、內部油道和止回球閥等直至噴嘴頭。由于柱塞的運動是發動機自身帶動的,因此柱塞上升燃油進入噴嘴頭計量的時間是隨發動機的轉速而變化,轉速高,進油時間短;轉速低,進油時間長。
凸輪有精確的形狀(圖9),它旋轉一周,曲軸旋轉兩周?;钊跉飧變鹊倪M氣、壓縮、作功和排氣4個行程,正好相應于凸輪的4個相位。凸輪處于小半徑時,柱塞在最高位置,噴嘴頭計量進油。凸輪在大半徑時,柱塞在最低位置。此時氣缸內高溫高壓氣體不會進入噴油器,燃油從旁通油道繼續流動可以冷卻噴油器。噴油器噴油是凸輪轉至相應氣缸內壓縮上死點前某一角度,它取決于頂桿的高度與活塞的對應位置,可用專門儀器檢查。如果不符合要求,可以調整墊片的厚度。
圖8PT噴油器及驅動機構
圖9 凸輪形狀圖
3 柱塞式燃油泵與PT燃油泵的比較
(1) 柱塞式燃油泵油量是通過改變柱塞有效行程控制;PT燃油泵油量是通過壓力和時間協調配合控制。
(2) 柱塞泵、分配泵噴油時間由泵本身確定,柱塞泵噴油時間由柱塞高度確定;PT泵與供油時間無關,其供油時間由噴油器的傳動件確定。
(3) 柱塞泵和分配泵每個缸都有高壓油管與噴油器相聯,泵噴油器將柱塞泵與噴油嘴合并,省去高壓油管;PT泵將燃油直接輸送至氣缸蓋的油道內,各噴油器同時承受PT泵的油壓。
(4) 柱塞式燃油泵由輸油泵供給0.1~0.5 MPa壓力的燃油;PT燃油泵未設輸油泵,PT泵本身按理想特性供油,壓力在0.1~1.4 MPa范圍內。
(5) 柱塞式燃油泵噴油壓力由噴油器彈簧彈力確定;一般為20 MPa左右;PT噴油器噴油壓力隨柱塞下降速度變化而變化,約68.89~137.79 MPa。
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