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柱塞式噴油器的作用、行程和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
發(fā)布時間:2022-06-04 18:40:32  ▏閱讀:

 

使用說明書

發(fā)動機(jī)噴油器的分類、作用與結(jié)構(gòu)組成

 

柴油機(jī)的供油系統(tǒng)主要由噴油泵、噴油器、連接噴油泵與噴油器的高壓油管及濾器等連接附件組成。供油系統(tǒng)的最主要功用是保證柴油機(jī)具有良好的燃燒過程,保證柴油機(jī)的動力輸出和可靠性。供油設(shè)備中有三大精密偶件,它們的情況直接影響柴油機(jī)的燃燒情況。由于燃油品質(zhì)的影響這三對精密偶件也容易受到損壞、影響燃燒情況,現(xiàn)代柴油機(jī)大多使用回油孔或回油閥式噴油泵和閉式噴油器。

 

一、燃油供給系統(tǒng)的分類

 

燃油供給系統(tǒng)在柴油機(jī)的發(fā)展過程中經(jīng)歷了很長時間的演變,現(xiàn)在出現(xiàn)了各種不同類型?,F(xiàn)代的柴油機(jī)主要采用機(jī)械噴射系統(tǒng),其中以噴油器與噴油泵用高壓油管連接的供油系統(tǒng)應(yīng)該最為廣泛。另外,也有一些噴油泵與噴油嘴一體的供油系統(tǒng),近年來出現(xiàn)了一些新型的供油系統(tǒng),如高壓燃油共軌噴射系統(tǒng)。

 

二、供油系統(tǒng)的基本組成

 

柴油機(jī)的燃油供給系統(tǒng)一般由燃油儲存箱、低壓輸油泵、燃油濾清器、高壓噴油泵、噴油器以及中間連接的低壓高壓油管等部件組成。

 

供油系統(tǒng)組成圖-康明斯柴油發(fā)電機(jī)組.png

供應(yīng)系統(tǒng)流程圖

 

三、供油系統(tǒng)的基本作用和要求

 

燃油系統(tǒng)的作用是將一定數(shù)量的潔凈燃油,以足夠的壓力,嚴(yán)格按照噴油定時,在規(guī)定的時間內(nèi)以良好的霧化狀態(tài)噴入氣缸,與燃燒室內(nèi)的壓縮空氣相互混合形成均勻的混合氣體,保證氣缸內(nèi)燃燒的進(jìn)行,以實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)在功率、扭矩、轉(zhuǎn)速、油耗、噪聲、排污以及啟動和怠速等方面的要求。

供油系統(tǒng)基本要求應(yīng)達(dá)到以下基本要求∶

(1)良好的霧化狀態(tài)

(2)正確的噴油定時;

(3)供油量可以調(diào)節(jié)。

(4)噴油規(guī)律同混合氣形成與燃燒過程配合良好;

(5)供油設(shè)備工作可靠、使用壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、零件工藝性好、維修保養(yǎng)容易。

 

四、噴油器的作用和分類

 

1、噴油器的作用

    噴油器的作用是將來自噴油泵的高壓燃油霧化并均地按一定方向的噴射到燃燒室,以便和空氣混合形成最有利于燃燒的可燃混合氣。

2、噴油器的分類

噴油器按結(jié)構(gòu)形式分為開式噴油器和閉式噴油器兩種。

(1)開式噴油器。

開式噴油器結(jié)構(gòu)簡單,沒有針閥等閉鎖機(jī)構(gòu),其蓄壓室通過噴孔直接與燃燒室相通。當(dāng)噴油泵供油時,泵油壓力只要高于氣缸內(nèi)介質(zhì)壓力并克服噴孔節(jié)流阻力,燃油在壓力差的作用下,將燃油噴入氣缸。開式噴油器沒有針閥等運(yùn)動部件,結(jié)構(gòu)簡單;缺點(diǎn)是在低速、小負(fù)荷工況時,燃油霧化不良,燃油與空氣混合質(zhì)量不高,噴油終止時,又滴漏油現(xiàn)象,容易造成積碳、噴孔堵塞等問題,影響工作的可靠性,所以現(xiàn)代柴油機(jī)很少使用。

(2)閉式噴油器。

所謂閉式,就是在噴油器上安裝針閥,針閥被噴油器彈簧預(yù)緊壓在閥座上,形成噴油器閉鎖機(jī)構(gòu),它將高壓油路系統(tǒng)與燃燒室分開。這種閉式噴油器的優(yōu)點(diǎn)是,噴油開啟壓力可以通過調(diào)整針閥彈簧預(yù)緊力、噴油壓力大小和作用時間,可保證噴油的持續(xù)時間;噴油開始和結(jié)束迅速準(zhǔn)確;燃油被切斷后,無后滴現(xiàn)象。由于閉式噴油器這些優(yōu)點(diǎn),所以得到廣泛應(yīng)用。

 

五、單體泵

 

單體泵是指每個氣缸各設(shè)一個噴油泵。

 

1、單體泵的結(jié)構(gòu)(如圖1所示)

 

柱塞式噴油器結(jié)構(gòu)圖-康明斯柴油發(fā)電機(jī)組.png

圖1 柱塞式噴油器結(jié)構(gòu)圖

 

2、柱塞與柱塞套筒偶件

柱塞與柱塞套筒是噴油器中的一對基本精密偶件,如圖4所示。柱塞與柱塞套筒間的精密配合才得以實(shí)現(xiàn)對燃油的增壓。一般柱塞塞偶件用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造,并進(jìn)行熱處理、精加工和配對研磨,使其配合間隙在0.0015~0.0025mm范圍內(nèi)。

柱塞為光滑的圓柱體,在上部有銑好的螺旋槽,利用直切槽或中心孔使槽和柱塞上端的泵油室相通。柱塞下部有彈簧座和十字凸塊,以便于柱塞能夠上下往復(fù)運(yùn)動,調(diào)節(jié)供油量。

柱塞套筒為光滑的圓柱形長孔,上部開有進(jìn)油和回油的小孔,與噴油泵殼體上的低壓進(jìn)油室相通。柱塞套筒安裝在噴油泵殼體座孔內(nèi),并用定位螺釘固定,一防止柱塞套筒轉(zhuǎn)動,如圖2所示。

柱塞與柱塞套筒結(jié)構(gòu)圖-康明斯柴油發(fā)電機(jī)組.png

圖2 柱塞與柱塞套筒

 

 

如圖3所示,柱塞的進(jìn)油、壓油、回油過程,柱塞在凸輪軸和柱塞彈簧的交替作作用下,做往復(fù)的上下運(yùn)動,也就是在上行和下行的過程中不停地進(jìn)油,壓油和回油。

 

柱塞的泵油過程圖-康明斯柴油發(fā)電機(jī)組.png

圖3 柱塞的泵油過程圖

 

(1)進(jìn)油過程:

柱塞在下行過程中,當(dāng)柱塞的上端下行至進(jìn)油孔時,在大氣壓及輸油泵的作用下,進(jìn)入柱塞套筒上部,直至下行過程完畢。

(2)壓油過程:

柱塞上行時,當(dāng)柱塞上端將進(jìn)油孔關(guān)閉使,燃油壓力升高,推開出油閥,將高壓燃油壓入高壓油管,直至斜槽上行到進(jìn)油孔時完畢。

(3)回油過程:

當(dāng)柱塞上斜槽上行到進(jìn)油孔下邊緣時,高壓油通過柱塞上的直曹回流到低壓油室,由于油壓的瞬間降低,出油閥在彈簧的作用下回位,油泵停止供應(yīng)。此時柱塞繼續(xù)上升,直至上升至最高點(diǎn)為止,都是回油過程。

柱塞由最低點(diǎn)移動到最高點(diǎn)所經(jīng)過的距離稱作柱塞行程,也就是噴油泵凸輪的最大升程。由上述泵油過程可知,噴油泵并不是在整個柱塞行程內(nèi)都供油,只是在柱塞頂面封閉柱塞套進(jìn)油孔到柱塞斜槽打開柱塞套進(jìn)油孔這段柱塞行程內(nèi)供油。稱這段柱塞行程為柱塞有效行程。顯然,柱塞有效行程越大,供油的持續(xù)時間越長,噴油泵每一次的泵油量即循環(huán)供油量便越多。欲改變柱塞有效行程,只需轉(zhuǎn)動柱塞,如圖5所示柱塞要增大有效行程,將柱塞逆時針轉(zhuǎn)動一定角度。

 

3、供油量的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

供油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(如圖4所示)的作用是執(zhí)行調(diào)速器的指令,以適應(yīng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)荷的變化,并且用來調(diào)節(jié)柴油機(jī)各個氣缸的均勻性。如圖所示,噴油泵的油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),有調(diào)節(jié)齒套和調(diào)節(jié)齒條組成,調(diào)節(jié)齒套在柱塞套筒的下部,齒套下部的卡槽與柱塞下部的凸耳鑲嵌,齒套上部的齒圈與調(diào)節(jié)齒條相嚙合,從而通過拉動調(diào)節(jié)齒套從而調(diào)節(jié)供油量。

 

油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)-康明斯柴油發(fā)電機(jī)組.png

圖4 油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

 

(1)供油定時的調(diào)節(jié)

供油定時是指噴油泵對柴油機(jī)供油的正確時刻,而供油時刻用供油提前角表示。供油提前角是指柱塞上行關(guān)閉回油孔開始供油時,該缸曲柄距離上止點(diǎn)的曲軸角度。這個角度的大小主要取決于凸輪在凸輪軸上圓周方向的安裝位置、傳動齒輪的安裝位置,泵座墊片的厚度以及調(diào)節(jié)螺釘?shù)牡男龈叨鹊龋?dāng)然還受各個相對運(yùn)動部件之間的相互磨損的影響。

由于凸輪在凸輪軸上圓周方向的安裝位置、傳動齒輪的安裝位置的誤差以及各個相對運(yùn)動件間的磨損,噴油泵的供油提前角需要進(jìn)行微調(diào),以保證多缸噴油泵各缸供油提前角或供油間隔角相同。調(diào)節(jié)時,旋出調(diào)整螺釘,柱塞位置升高,柱塞套油孔提前被封閉,供油提前,即供油提前角增大。擰入調(diào)整螺釘,則使供油遲后,供油提前角減小。對各缸的供油定時調(diào)整螺釘逐個調(diào)節(jié)之后,可以使各缸供油提前角或供油間隔角達(dá)到一致。但是也要注意,調(diào)節(jié)螺釘只能用來微調(diào),若供油提前角過大,柱塞上行時會撞擊到出油閥座造成損壞。

(2)單體泵的三種油量調(diào)節(jié)方式

當(dāng)柴油機(jī)的工況發(fā)生改變時,噴油泵的供油量應(yīng)隨之改變,供油量的改變時通過改變柱塞的有效行程來實(shí)現(xiàn),柱塞的有效行程由供油的始點(diǎn)和終點(diǎn)共同決定,因此通過改變供油始點(diǎn)或終點(diǎn)來改變供油量,因而可將油量調(diào)節(jié)的方式分為三種,即終點(diǎn)調(diào)節(jié)式、始點(diǎn)調(diào)節(jié)式和始終點(diǎn)調(diào)節(jié)式。

 ● 終點(diǎn)調(diào)節(jié)式

終點(diǎn)調(diào)節(jié)式噴油泵柱塞的頭部為平頂,斜槽在下面,如圖5所示,通過轉(zhuǎn)動柱塞改變供油終點(diǎn),不改變供油的始點(diǎn)來改變供油量。在終點(diǎn)調(diào)節(jié)式噴油泵中,供油量越大,供油持續(xù)時間越長,供油終點(diǎn)越滯后。這種調(diào)節(jié)方式主要適用于轉(zhuǎn)速恒定的發(fā)電柴油機(jī)。

 

終點(diǎn)調(diào)節(jié)式 -康明斯柴油發(fā)電機(jī)組.png

圖5 終點(diǎn)調(diào)節(jié)式

 

● 始點(diǎn)調(diào)節(jié)式

始點(diǎn)調(diào)節(jié)式噴油泵柱塞與終點(diǎn)調(diào)節(jié)式相反,它的斜槽在柱塞上面,如圖6(左圖)所示,通過改變供油提前角改變供油始點(diǎn),不改變供油終點(diǎn)來改變供油量。在始點(diǎn)調(diào)節(jié)式噴油泵中,供油量越大,供油始點(diǎn)越提前,供油提前角越大。這種調(diào)節(jié)方式主要適用于轉(zhuǎn)速經(jīng)常改變的船舶主機(jī)。

 

始點(diǎn)-始終點(diǎn)調(diào)節(jié)式柱塞 -康明斯柴油發(fā)電機(jī)組.png

始點(diǎn)-始終點(diǎn)調(diào)節(jié)式柱塞 

 

 

● 始終點(diǎn)調(diào)節(jié)式

始終點(diǎn)調(diào)節(jié)式噴油泵的柱塞頭部上下各有一個斜槽,如圖6(右圖)所示,供油的始點(diǎn)和終點(diǎn)都隨供油量的改變而改變,供油量減小時,供油始點(diǎn)延后,終點(diǎn)提前,反之相反。

 

4、組合式噴油泵

組合式噴油泵是將各個氣缸的單體泵集中安裝到一個泵體內(nèi),供噴油用的凸輪也集中安裝到一根凸輪軸上,里面的各個分泵通過高壓油管連接到各個氣缸的噴油器上,其結(jié)構(gòu)和工作原理與單體泵基本相同。組合式噴油泵多用于小型多缸高速柴油機(jī)。組合式噴油泵的供油提前角由嚙合齒輪的相對位置和可調(diào)聯(lián)軸器來確定,若各個氣缸的供油定時不符合規(guī)定,則可以用適當(dāng)厚度的墊片來調(diào)節(jié)。

 

 

 

 


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