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零件裝配與結(jié)構(gòu)組成 |
康明斯柴油機高壓油泵調(diào)速器圖解 |
摘要：調(diào)速器是一種自動調(diào)節(jié)噴油泵供油量的裝置，它能根據(jù)柴油機負(fù)荷的變化，自動的作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，使柴油機能以較穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行運轉(zhuǎn)，從而保證柴油機既不會產(chǎn)生超速也不會在怠速時造成熄火。調(diào)速器只裝在柴油機上，這是由于柴油機本身工作的特點所決定的。由于噴油泵與調(diào)速器是連在一起的，為便于認(rèn)識學(xué)習(xí)，所以將噴油泵與調(diào)速器一并講述，下面一節(jié)將重點講述調(diào)速器的作用和原理。
一、噴油泵的結(jié)構(gòu)和工作原理
1、結(jié)構(gòu)
以國產(chǎn)135基本型柴油機為例，均采用B系列和B系列強化型噴油泵。兩種泵的結(jié)構(gòu)基本相同，B系列噴油泵的出油閥直徑均為6mm，柱塞直徑有9mm和10mm兩種。而B系列強化噴油泵的出油閥直徑為7mm，柱塞直徑有11mm、11.5mm、12mm等多種（B系列強化噴油泵，目前僅有六缸）。4缸直列式柴油機的燃油供給和調(diào)速系統(tǒng)，與6缸直列式柴油機相似。6,12缸噴油泵除缸數(shù)不同外，其主要結(jié)構(gòu)基本相同，外觀結(jié)構(gòu)如圖4-22所示，為多缸合成式。它均由噴油泵體、分泵、傳動機構(gòu)及油量控制機構(gòu)等組成。
每一分泵主要由出油閥緊座、出油閥彈簧、出油閥偶件、柱塞偶件、彈簧上座、彈簧下座、柱塞彈簧、油量控制套筒、調(diào)節(jié)齒輪、滾輪體部件等零部件組成。
柱塞偶件由柱塞與柱塞套研配組成。柱塞外圓上起控制油量作用的斜槽均為右向螺旋槽。柱塞中段法蘭凸塊嵌在油量控制套下端的導(dǎo)向槽中，柱塞套與油量控制套筒配合，油量控制套筒外圓裝有調(diào)節(jié)齒圈，并用螺釘固緊，調(diào)節(jié)齒圈又與調(diào)節(jié)齒桿相嚙合，構(gòu)成齒條式油量控制機構(gòu)如圖1（a）所示。
出油閥偶件為卸壓式出油閥。柱塞偶件及出油閥偶件均經(jīng)互研成對，在修理拆裝及更換偶件時絕對不許單件調(diào)換。
2、噴油泵柱塞供油原理
當(dāng)柱塞處于下止點位置時，柱塞套上的兩個油孔開放，柱塞上部的空間與油泵體內(nèi)的油道相通，柱塞套內(nèi)腔充滿燃油。在柱塞向上移動的初期，一部分燃油被擠壓倒流入油道中，這一過程一直延續(xù)到柱塞的頂面越過油孔的上緣為止，此后柱塞繼續(xù)向上移動，內(nèi)腔燃油壓力急劇增高。出油閥即行開啟，燃油經(jīng)過出油閥緊座而被壓入高壓油管中。由于柱塞繼續(xù)上移，使高壓油管及噴油器燃油壓力大為增加，當(dāng)壓力超過噴油器開啟壓力時，噴油器針閥即自行開啟，高壓燃油開始噴射到燃油室中。柱塞供油一直延續(xù)到柱塞的螺旋形斜槽刃緣到達(dá)柱塞套油孔的下緣為止。
當(dāng)柱塞套的油孔打開以后，噴油器噴油即行停止。高壓燃油經(jīng)過柱塞的直槽和柱塞套上的油孔回流到油泵體的低壓腔中，柱塞上面的空間和油管中的壓力降低，出油閥在彈簧的作用下又落到閥座上。當(dāng)柱塞在彈簧的作用下向下移動時，柱塞套中柱塞上面的空間又重新為燃油所充滿，準(zhǔn)備下一工作循環(huán)。
噴油泵供油量的多少，取決于柱塞與柱塞套的相對位置，轉(zhuǎn)動柱塞，即能控制供油量。當(dāng)調(diào)節(jié)齒桿移動時，齒圈連同油量控制套筒帶動柱塞旋轉(zhuǎn)，如果柱塞向右旋轉(zhuǎn)，供油量便增加，反之供油量則減少。一旦柱塞直槽與柱塞套的油孔相通時，則停止供油。
對用于12V135電站柴油機的12缸B型噴油泵，在其前端面的上方還裝有緩沖器，如圖1（b）所示，緩沖器由殼體、活塞、彈簧、彈簧座、油量調(diào)節(jié)螺釘、加油和放油螺塞等組成。用戶在使用過程中，應(yīng)經(jīng)常旋開加油螺塞進(jìn)行檢查，確保緩沖器內(nèi)充滿潤滑油。當(dāng)噴油泵齒條通過裝于齒條頂端上的連接桿帶動緩沖活塞一起移動時，緩沖器上、下腔內(nèi)的油通過調(diào)節(jié)螺釘?shù)尼橀y孔自動回流，起到了緩沖作用，穩(wěn)定了轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)螺釘?shù)奈恢?，由工廠在臺架試驗時封定，一般在非特殊情況下不要隨便調(diào)節(jié)。
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圖1 油量控制機構(gòu)與緩沖器結(jié)構(gòu)圖 |
二、調(diào)速器的結(jié)構(gòu)及工作原理
1、調(diào)速器結(jié)構(gòu)
調(diào)速器是保證柴油機可靠運行和轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性的機構(gòu)。根據(jù)柴油機負(fù)荷的變化，調(diào)節(jié)供油量可保持所需的轉(zhuǎn)速。調(diào)速器與噴油泵連成一體，目前135基本型柴油機上所用的調(diào)速器都是全程機械離心式。B系列和B系列強化噴油泵所用調(diào)速器的結(jié)構(gòu)，如圖2所示。
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圖2 噴油泵用調(diào)速器裝配剖面圖 |
調(diào)速器是由裝在噴油泵凸輪軸末端的調(diào)速齒輪部件驅(qū)動的。調(diào)速齒輪部件內(nèi)裝有三片彈簧片，它對突然改變轉(zhuǎn)速能起緩沖作用。由于提高了調(diào)速飛鐵的轉(zhuǎn)速，使飛鐵的外形尺寸可以小些。兩個重量相等的飛鐵由飛鐵銷裝在飛鐵座架上。伸縮軸抵住調(diào)速杠桿部件中的滾輪，調(diào)速杠桿與噴油泵齒桿相連，調(diào)速彈簧的一端掛在調(diào)速杠桿上，另一端掛在調(diào)速彈簧搖桿上，擺動搖桿則可調(diào)節(jié)調(diào)速彈簧的拉力。調(diào)速器操縱手柄按柴油機用途不同有三種形式，如圖3（a）、（b）、（c）所示。其中微量調(diào)節(jié)操縱手柄如圖3（a）所示，用于柴油發(fā)電機組，如用于要求轉(zhuǎn)速較準(zhǔn)確的直列式基本型柴油機和發(fā)電機組等。操縱機構(gòu)上有高速限制螺釘，用來限制柴油機的最高轉(zhuǎn)速，即限制調(diào)速彈簧最大拉力時的手柄位置，在柴油機出廠時該螺釘已調(diào)整好，并加鉛封，用戶不得隨便變動。
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圖3 調(diào)速手柄示意圖 |
調(diào)速器后殼端裝有低速穩(wěn)定器。由于安裝位置的關(guān)系，只有在6缸直列式柴油機的調(diào)速器后殼上才設(shè)有轉(zhuǎn)速表傳動裝置接頭。調(diào)速器前殼上裝有停機手柄，當(dāng)柴油機工作結(jié)束或需要緊急停機時，向右扳動停機手柄即可緊急停機。調(diào)速器潤滑油與噴油泵不相通，加油時，由調(diào)速器上蓋板的加油口注入，油加到從機油平面螺釘孔口有油溢出為止。
2、調(diào)速器的工作原理
當(dāng)柴油機在某一穩(wěn)定工況工作時，飛鐵的離心力與調(diào)速彈簧拉力及整套運轉(zhuǎn)機構(gòu)的摩擦力相平衡，于是飛鐵、調(diào)速杠桿及各機件間的相互位置保持不變，則噴油泵的供油量不變，柴油機在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)；當(dāng)柴油機負(fù)荷減低時，噴油泵供油量大于柴油機的需要量，于是柴油機轉(zhuǎn)速增高，則飛鐵的離心力大于調(diào)速彈簧的拉力，平衡被破壞，飛鐵向外張開，使伸縮軸向右移動，從而使調(diào)速杠桿繞杠桿軸向右擺動。此時調(diào)速彈簧即被拉伸，噴油泵的調(diào)節(jié)齒桿向右移動，于是供油量減少，轉(zhuǎn)速降低。直至飛鐵的離心力與調(diào)速彈簧的拉力再次達(dá)到平衡，這時柴油機就穩(wěn)定在比負(fù)荷減少前略高的某一轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。當(dāng)柴油機負(fù)荷增加時，噴油泵供油量少于柴油機的需要量而引起轉(zhuǎn)速降低，飛鐵的離心力小于調(diào)速彈簧的拉力，調(diào)速彈簧即行收縮，調(diào)速杠桿使調(diào)節(jié)齒桿向左移動，供油量增加，轉(zhuǎn)速回到飛鐵的離心力與調(diào)速彈簧的拉力再次達(dá)到平衡時為止。此時，柴油機穩(wěn)定在比負(fù)荷增加前略低的某一轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)（柴油機調(diào)速器操縱手柄位置不變，負(fù)荷變化后新的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)點的轉(zhuǎn)速取決于所用調(diào)速器的調(diào)速率，而不同型號柴油機的調(diào)速率是根據(jù)不同的使用要求確定的）。若要嚴(yán)格回到原來的轉(zhuǎn)速，則需調(diào)整調(diào)速器操縱手柄。
用于電站的135柴油機的調(diào)速器，在其殼體的右上方一般還裝有一塊扇形板的微調(diào)機構(gòu)。當(dāng)多臺柴油發(fā)電機組并聯(lián)工作時，可用此扇形板來調(diào)節(jié)柴油機的調(diào)速率。調(diào)節(jié)時，可旋松扇形板腰形孔上的螺母，慢慢轉(zhuǎn)動扇形板至所需調(diào)速率的位置并加以固定。
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