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康明斯動(dòng)力(深圳)有限公司

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康明斯PT燃油泵對(duì)供油量調(diào)整和控制過程
發(fā)布時(shí)間:2024-04-14 01:01:46  ▏閱讀:

 

新聞主題

康明斯PT(G)調(diào)速器在柴油發(fā)電機(jī)上的控制和工作過程

 

摘要:PT燃油系統(tǒng)是康明斯公司的專利,主要應(yīng)用在康明斯N855、M11和K19、K38、K50型號(hào)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上。由于PT燃油系統(tǒng)的柴油機(jī),噴油壓力高、排氣煙色好,在康明斯柴油發(fā)電機(jī)組市場(chǎng)應(yīng)用相當(dāng)廣泛。與一般柴油機(jī)的燃油系統(tǒng)相比,PT燃油系統(tǒng)在組成、結(jié)構(gòu)及工作原理上有很大的不同。因此,了解掌握PT(G)型燃油泵調(diào)速器重要工作參數(shù)的調(diào)整,對(duì)提高操作員后期維護(hù)和保養(yǎng)的柴油發(fā)電機(jī)組水準(zhǔn)是很有益處的。

 

一、PT(G)燃油系統(tǒng)工作原理

 

      PT燃油泵在燃油系統(tǒng)中起供油、調(diào)壓和調(diào)速等作用,它由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng),但它與柴油發(fā)電機(jī)之間無傳動(dòng)定時(shí)關(guān)系,整個(gè)燃油系統(tǒng)原理如圖1所示。因此,安裝時(shí)無需校對(duì)定時(shí)。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),曲軸的動(dòng)力經(jīng)曲軸正時(shí)齒輪傳給配氣凸輪軸正時(shí)齒輪,再經(jīng)附件驅(qū)動(dòng)齒輪、聯(lián)軸器帶動(dòng)PT泵主軸旋轉(zhuǎn)。于是就驅(qū)動(dòng)了齒輪泵、PT(G)調(diào)速器的飛錘和柱塞及計(jì)時(shí)器。柴油發(fā)電機(jī)工作時(shí),浮子油箱中的燃油經(jīng)燃油濾清器被吸入齒輪泵。齒輪泵輸送燃油井提供低壓壓力。在齒輪泵出口端有一鋼片式穩(wěn)壓器(脈沖減振器),用以吸收齒輪泵輸油時(shí)的壓力脈沖。燃油經(jīng)PT泵中的濾清器(具有濾網(wǎng)和磁鐵)去除雜質(zhì)和鐵屑后,分為兩路(當(dāng)裝有MVS調(diào)速器時(shí)),一路進(jìn)入PT(G)調(diào)速器;一路進(jìn)入MVS調(diào)速器柱塞端部的空腔。當(dāng)只裝有PT(G)調(diào)速器時(shí),進(jìn)入調(diào)速器的燃油經(jīng)調(diào)速器和節(jié)流閥調(diào)節(jié)壓力后,經(jīng)切斷閥和燃油分配歧管流往噴油器。調(diào)速器可以根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)供油壓力,從而控制柴油發(fā)電機(jī)的供油量。

1、齒輪泵工作原理

     齒輪泵由齒輪泵殼體(兩部分組成)、主動(dòng)齒輪(長(zhǎng)軸)、從動(dòng)小齒輪、襯墊等組成。齒輪泵是低壓供油泵,燃油壓力不超過10kg/cm2,它是柴油機(jī)曲軸齒輪通過附件傳動(dòng)裝置齒輪傳動(dòng),其轉(zhuǎn)速和柴油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速相等。齒輪泵上有一安全閥,以限制齒輪泵的最高壓力,起到安全保護(hù)作用。

      康明斯柴油機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí),考慮到在柴油機(jī)供油系統(tǒng)出故障時(shí)保護(hù)PT燃油泵,在齒輪泵的傳動(dòng)軸上設(shè)計(jì)了一個(gè)薄弱環(huán)節(jié),為的是防止因齒輪泵卡死而導(dǎo)致PT泵嚴(yán)重?fù)p壞,如圖2所示。在設(shè)計(jì)時(shí)將齒輪泵主動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)軸(長(zhǎng)軸)的中部,設(shè)計(jì)為一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)(直徑較?。┤鐖D1所示。萬一齒輪泵卡死,此處即斷裂從而保護(hù)PT泵其他零件不致于損壞。當(dāng)然,油泵正常工作時(shí)薄弱環(huán)節(jié)的強(qiáng)度還是足夠的。

      在齒輪泵上方有個(gè)彎頭,內(nèi)部有冷卻單向閥,彈簧柱塞結(jié)構(gòu)。其作用是在柴油機(jī)停車時(shí),電磁閥以關(guān)閉,但柴油機(jī)和齒輪泵不能立即停轉(zhuǎn),最后可持續(xù)7-10秒,此時(shí),齒輪泵泵出的油就由此閥流回到燃油箱,把齒輪泵的熱量帶走,起到冷卻作用。該閥開啟壓力為0.028MPa-0.036MPa,該閥在PT泵工作時(shí),因泄漏出的油壓力高于此壓力,所以始終有油回流到燃油箱,對(duì)齒輪泵起到冷卻作用。

2、調(diào)速器工作原理

      兩極調(diào)速器對(duì)速度調(diào)整只有控制低怠速和高怠速兩點(diǎn)。對(duì)于穩(wěn)定中間工況的速度它無能為力,而VS調(diào)速器就可以維持某一轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)。帶有VS調(diào)速器的PT燃油泵上,兩極調(diào)速器的油門軸處于最大油門開度并固定不動(dòng)。從兩極調(diào)速器來的燃油流經(jīng)VS調(diào)速器后才到電磁伐,再去噴油器。VS調(diào)速器的工作原理:當(dāng)柴油機(jī)在某一中間工況穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),若負(fù)荷突然增加,轉(zhuǎn)速下降,飛塊離心力減小,柱塞左移,VS調(diào)速器的油孔開度增大,從而造成燃油壓力隨之增大,柴油機(jī)循環(huán)供油量也增加,使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高,回到原來的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。其調(diào)速原理跟兩極調(diào)速器是一樣的,不同之處在于VS調(diào)速器的拐點(diǎn)隨彈簧力的變化而變化。

      VS調(diào)速器可以保持柴油機(jī)在怠速到額定轉(zhuǎn)速的任一轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

 

康明斯PT燃油系統(tǒng)工作原理.png

圖1  康明斯PT燃油系統(tǒng)工作原理

PT燃油系統(tǒng)齒輪泵傳動(dòng)軸示意圖.png

圖2  PT燃油系統(tǒng)齒輪泵傳動(dòng)軸示意圖

 

二、PT(G)調(diào)速器控制和工作過程

 

      對(duì)于一般使用條件下的發(fā)電機(jī)組,其PT泵往往只裝有PT(G)調(diào)速器。PT(G)調(diào)速器只控制怠速和最高轉(zhuǎn)速,在急速和最高轉(zhuǎn)速之間直接由操作員通過節(jié)流閥控制供油。PT(G)調(diào)速器主要由柱塞、柱塞套、飛錘、壓力控制鈕、怠速彈簧、高速彈簧等組成。從齒輪泵經(jīng)濾清器來的燃油經(jīng)供油管路和柱塞套上的油孔進(jìn)入柱塞中段凹陷部分的環(huán)狀空間,并由此經(jīng)怠速油路或正常工作油路到噴油器。同時(shí),燃油還由柱塞的軸向孔流到柱塞與壓力控制鈕之間。柴油發(fā)電機(jī)工作時(shí)(起動(dòng)時(shí)除外),在燃油壓力的作用下,柱塞與壓力控制鈕之間形成一個(gè)間隙,部分燃油經(jīng)此間隙和旁通油路回到齒輪泵的入口處。

1、怠速控制怠速工作過程

      PT燃油系統(tǒng)低怠速調(diào)節(jié)狀態(tài)如圖3所示,高怠速調(diào)節(jié)狀態(tài)如圖4所示。怠速時(shí),節(jié)流閥關(guān)閉,正常工作油路被切斷,這時(shí)柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很低,飛錘的離心力很小,急速彈簧稍被壓縮,柱塞處于接近最左端的位置。怠速油路(它的斷面較小)與從齒輪泵來的供油進(jìn)油道接通,燃油從怠速油路不經(jīng)節(jié)流閥直接經(jīng)過切斷閥送往噴油器,維持柴油發(fā)電機(jī)急速所需的油量。此時(shí)若柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高,毛錘的離心力增大,超過此時(shí)怠速彈簧的作用力,推動(dòng)柱塞略向右移,柱塞上的臺(tái)階將怠速油路的流通面積遮住一部分,對(duì)燃油產(chǎn)生較大的節(jié)流作用,使經(jīng)怠速油路到噴油器的油壓下降,因而怠速油量減少,限制了怠速轉(zhuǎn)速的升高、柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí),在怠速彈簧的作用下壓力控制鈕左移,消除間隙后推動(dòng)柱塞左移,使怠速油道的通過斷面積增大,噴油量相應(yīng)增加,使柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速回升。

 

PT燃油泵低怠速調(diào)節(jié)示意圖.png

圖3  PT燃油泵低怠速調(diào)節(jié)示意圖

PT燃油泵高怠速調(diào)節(jié)示意圖.png

圖4  PT燃油泵高怠速調(diào)節(jié)示意圖

 

2、正常工況和高速控制  

      柴油發(fā)電機(jī)在正常工作時(shí)(轉(zhuǎn)速在怠速與標(biāo)定轉(zhuǎn)速之間),使節(jié)流閥打開,燃油通過正常工作油路和節(jié)流閥送往噴油器,這時(shí)由于轉(zhuǎn)速的升高,飛錘的離心力通過柱塞將怠速彈簧進(jìn)一步壓縮,柱塞處于中間位置,柱塞上的臺(tái)階處于怠速油路與正常工作油路之間,正常工作油路始終處于接通狀態(tài)送往噴油器的油壓(也就是節(jié)流閥后的油壓)取決于節(jié)流閥的開度和柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。節(jié)流閥開度越大,送往噴油器的油壓會(huì)越高(因?yàn)楣?jié)流閥的節(jié)流作用減小了),噴油器計(jì)量孔每循環(huán)的進(jìn)油量就越多,因而提高了柴油發(fā)電機(jī)負(fù)荷能力。

      當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí),飛錘的離心力增大,推動(dòng)柱塞右移。由于調(diào)速器起作用前,在燃油壓力的作用下,壓力控制鈕與柱塞兩者的端面保持間隙,部分燃油從此間隙經(jīng)旁通油道流回。柱塞右移將使間隙減小,使通過旁通油道的同油量減少,柱塞套筒內(nèi)腔的油壓即出油口的燃油壓力隨之增高,從而使噴油量不會(huì)因轉(zhuǎn)速升高噴油器進(jìn)油時(shí)間縮短而減少。反之亦然。

      由此可見,在PT燃油系統(tǒng)中,噴油器的進(jìn)油時(shí)間和PT泵的出油壓力始終處于動(dòng)態(tài)適應(yīng)過程,從而使噴油器每循環(huán)的噴油量滿足柴油發(fā)電機(jī)的不同工況要求。這就是壓力—時(shí)間(PT)系統(tǒng)工作的基本原理。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過標(biāo)定轉(zhuǎn)速并繼續(xù)升高時(shí),飛錘離心力進(jìn)一步增大,克服高速彈簧的彈力,使柱塞繼續(xù)右移,柱塞上的臺(tái)階將正常工作油路遮住一部分或全部,由于出油口的節(jié)流作用,供油壓力急劇下降,噴油量隨之迅速減少,從而限制了柴油發(fā)電機(jī)超速。這時(shí),較多的燃油經(jīng)旁通油路回到齒輪泵的吸油端,PT(G)調(diào)速器的作用限制了柴油發(fā)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。

3、高速轉(zhuǎn)矩校正  

      高速轉(zhuǎn)矩校正過程如圖5所示,高速轉(zhuǎn)矩彈簧裝在柱塞套筒和柱塞之間,當(dāng)飛錘因離心力張開而使高速轉(zhuǎn)矩彈簧壓縮時(shí),高速轉(zhuǎn)矩彈簧將阻止柱塞體右移。調(diào)速器高速時(shí)供油曲線如圖6所示。

      柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí),高速轉(zhuǎn)矩彈簧處于自由狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速時(shí),高速轉(zhuǎn)矩彈簧開始與柱塞套筒接觸。隨著轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高,柱塞右移,轉(zhuǎn)矩彈簧也逐漸被壓縮,阻止柱塞的移動(dòng)和間隙Δ的減小,從而延緩了燃油壓力的增高,使噴油量相對(duì)減少,最終使柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速升高而有較大的下降,以提高柴油發(fā)電機(jī)高速時(shí)的適應(yīng)性。

 

PT燃油泵高速時(shí)轉(zhuǎn)矩校正示意圖.png

圖5  PT燃油泵高速時(shí)轉(zhuǎn)矩校正示意圖

PT燃油泵高速時(shí)供油壓力曲線.png

圖6  PT燃油泵高速時(shí)供油壓力曲線

 

4、低速轉(zhuǎn)矩校正  

      低速轉(zhuǎn)矩校正過程如圖7所示。在飛錘柱塞的左端裝有低速轉(zhuǎn)矩彈簧(亦稱飛錘助推彈簧)。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí),飛錘柱塞左移,低速轉(zhuǎn)矩彈簧被壓縮,使飛錘柱塞的移動(dòng)受阻,調(diào)速柱塞左移亦受阻,從而延緩了間隙的增大和燃油壓力的下降,使噴油量相對(duì)增加。因此,低速轉(zhuǎn)矩彈簧的作用是當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),使其轉(zhuǎn)矩適當(dāng)增大,以提高柴油發(fā)電機(jī)在低速時(shí)的適應(yīng)性。調(diào)速器低速時(shí)供油曲線如圖8所示。

      長(zhǎng)期使用后,噴油泵柱塞偶件的磨損、變形等,會(huì)造成柴油機(jī)供油開始滯后和結(jié)束提前、供油量不足、各缸供油量及供油時(shí)刻不均勻;出油閥偶件的磨損造成噴油提前,發(fā)生二次噴射或滴油現(xiàn)象,噴油持續(xù)期延長(zhǎng),供油量增加。這些都將導(dǎo)致燃燒惡化,引起怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)、起動(dòng)困難、油耗增加、功率下降、排氣冒黑煙和工作粗暴等現(xiàn)象。


PT燃油泵低速時(shí)轉(zhuǎn)矩校正示意圖.png

圖7  PT燃油泵低速時(shí)轉(zhuǎn)矩校正示意圖

PT燃油泵低速時(shí)供油壓力曲線.png

圖8  PT燃油泵低速時(shí)供油壓力曲線

 

三、PT燃油泵供油量調(diào)整步驟

 

      調(diào)整PT燃油泵的供油量需要遵循一定的步驟和原則,以確保發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行和性能。以下是調(diào)整PT燃油泵供油量的步驟:

1、確定調(diào)整部位

      首先需要找到柴油泵上被鉛塊封栓起來的螺絲,并旋開鉛塊外殼以取出鉛塊。這時(shí)可以看到兩個(gè)螺絲,一個(gè)旋得比較深,一個(gè)旋得比較淺,調(diào)節(jié)進(jìn)油量時(shí),應(yīng)調(diào)節(jié)旋得比較淺的螺絲,即偏向外面的那個(gè)。

2、松開緊固螺釘

      松開扇形齒圈(或調(diào)節(jié)叉)的緊固螺釘,以便于調(diào)整油量控制套(或調(diào)節(jié)叉)。

3、調(diào)整螺絲

      使用專用工具輕輕敲打油量控制套(或調(diào)節(jié)叉),使其左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn),從而改變每缸的供油量大小。在調(diào)整各缸供油量及其均勻度后,必須將扇形齒圈(或調(diào)節(jié)叉)的緊固螺釘旋緊。

4、調(diào)整柱塞

      通過撥叉或齒條轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞,改變柱塞的有效供油行程,以此調(diào)節(jié)供油量的大小。如果是機(jī)械泵,可以在噴油泵里面調(diào)整齒桿行程,從而增大供油量。

注意:由于供油量調(diào)整涉及到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和安全性,建議找康明斯公司售后人員進(jìn)行調(diào)整,以避免不必要的麻煩。

5、壓力檢查

      利用柴油機(jī)和測(cè)功器對(duì)柴油機(jī)加載,檢查調(diào)速器斷開點(diǎn)轉(zhuǎn)速和燃油的出口壓力。如果壓力不在規(guī)定范圍內(nèi),應(yīng)按照特定的方法進(jìn)行調(diào)整,確保PT燃油泵的燃油出口壓力不超過最高規(guī)定值。

      在進(jìn)行供油量調(diào)整時(shí),應(yīng)保證油量不得高于規(guī)范供油量,并且要注意不要調(diào)整過多,以免影響柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速和性能。

 

 

總結(jié):

      PT燃油泵的精確調(diào)整取決于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)、負(fù)荷情況和所用儀表的精確程度。除上述文章中調(diào)整要點(diǎn)外,由于PT燃油系中的噴油器價(jià)格比較昂貴,使用時(shí)還應(yīng)特別注意其維護(hù)和檢修。為此應(yīng)當(dāng)妥善保管和過濾燃油,每天作業(yè)前要擰松燃油箱和燃油濾清器的放水開關(guān),排除積水、雜質(zhì),定期清洗或更換燃油濾清器。因此,只有在這種對(duì)康明斯PT燃油系的使用和調(diào)整有著充分認(rèn)識(shí)的前提下,才有可能讓柴油發(fā)電機(jī)組得到穩(wěn)定的電力輸送。


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