柴油机柱塞式燃油喷油泵调速器工作原理分类离心式调速器由哪几部分组成
柴油机调速器
车用柴油机工作时负荷经常变化,调速器的功用是根据柴油机负荷的变化,自动调节喷油泵的供油量,以保证柴油机在各缸工况下稳定运转。
喷油泵每一循环供油量主要取决于柱塞的有效行程,理论上说,当喷油泵调节拉杆的位置一定时,每一循环供油量应不变,但实际上,供油量还会受到柴油机转速的影响。当柴油机转速增加,从而喷油泵柱塞移动速度增加时,柱塞套上油孔的节流作用随之增大,于是在柱塞上移时,即使柱塞尚未完全封闭油孔,由于燃油一时来不及从油孔挤出,泵腔内油压也会增加而使供油时刻略有提前;同样道理,在柱塞上移到其斜槽已经与油孔接通时,泵腔内油压一时还来不及下降,从而使供油停止时刻略微延后。如图4-35所示。
喷油泵的速度特性对工况多变的车用柴油机是非常不利的。例如,满载汽车从上坡行驶刚刚过渡到下坡行驶时,柴油机突然卸荷,柴油机转速迅速上升,这时喷油泵上述速度特性的作用下,会自动将供油量增大,从而促使柴油机转速进一步升高,如得不到有效控制,可能会导致柴油机转速超过标定的最大转速,而出现“飞车”现象。此外,车用柴油机还经常在怠速工况下工作(如短暂停车、起动机等),即使柱塞保持在最小供油量位置不变,当负荷略有增大时,也会使柴油机转速略有降低。此时,由于喷油泵速度特性的作用,其供油量会自动减少,从而使柴油机转速进一步降低。如此循环作用,最后将使柴油机熄火。
由上述可见,由于喷油泵速度特性的作用,使柴油机转速的稳定性变差,特别是在高速和怠速时,根本无法满足正常工作要求。要使柴油机运转稳定,就必须在其阻力发生变化时,及时按实际需要改变供油量,同时修正由于喷油泵速度特性带来的不良影响,因此车用柴油机喷油泵都装有调速器。根据柴油机负荷的变化,通过调速器,喷油泵可自动调节供油量,以达到稳定怠速、限制超速,并保证柴油机在工作转速范围内任一选定的转速下稳定工作。
柱塞式喷油泵调速器
(1)柴油机离心式调速器的工作原理
简单的离心式调速器由飞锤、滑套、调速弹簧和调速杠杆等组成,如图4-36所示。
柴油机在工作时,通过曲轴驱动装在喷油泵凸轮轴后端上的飞锤旋转,飞锤受离心力的作用而向外飞开。此离心力产生的推力FA和调速弹簧的张力FB。在某一转速下相平衡,而使调速器和喷油泵保持在一定的位置下工作。
当柴油机的负荷(MQ)变化时,便引起一系列的变化,即柴油机转速变化—调速器转速变化—飞锤离心力及其产生的推力FA变化—FA与FB失去平衡—调速杠杆摆动—供油拉杆移动—供油量变化—柴油机的转矩(Me)曲线上升或下降与变化厂的负荷(MQ)重新平衡,而稳定到接近原来的转速。于是起到了负荷变化时,柴油机保持稳定运转的作用,这就是机械离心式调速器的基本原理。
① Me = MQ时,柴油机平衡,稳定运转;FA= FB ,调速器平衡,维持供油量。
② Me < MQ时,柴油机失去平衡,转速降低;FA < FB ,调速器失去平衡;自动加油,又获得新的平衡。
③ Me > MQ时,转速升高;FA> FB,自动减油,又获得新的平衡。
这样,柴油、喷油泵、调速器、喷油器就组成了一个封闭的自动调节系统。当负荷和转速改变时,柴油机的平衡状态遭到破坏,信息传给飞锤,立即发生反馈作用,供油量改变。同样,踏板上的信息输入调速器后(如改变调速弹簧的预紧力),破坏了调速器的平衡状态,马上反馈到柴油机中,使柴油机的转速按选定的转速运转。
(2)柴油机两速式调速器
两速式调速器不仅能保证柴油机在怠速时不低于某一转速,从而防止柴油机自动熄火,而且能够限制柴油机不超过某一转速,从而防止柴油机超速。柴油机处于中间转速时,调速器不起作用,此时柴油机的工作转速由驾驶员通过操纵喷油泵油量调节机构来调整。
图4 - 37所示为CA1091 K3型载货汽车柴油机所用的RAD型两速调速器,其调速原理结构示意图如图4-38所示。
调速器用螺钉与喷油泵泵体连接。两个飞块装在喷油泵凸轮轴上,当飞块向外张开时,飞块臂上的滚轮推动滑套沿轴向移动。导动杠杆的上端铰接于调速器壳上,下端紧靠在滑套上,其中部则与浮动杠杆铰接。浮动杠杆上部通过连杆与供油调节齿杆相连,起动弹簧装在浮动杠杆顶部,连云港Perkins帕金斯,2206A-E13TAG6柴油机上门维修电话一般多少钱,嘉峪关Perkins帕金斯403D-07G发动机进排气门、垫圈专业服务中心,文山Perkins帕金斯2206A-E15TAG3发动机喷油嘴多少钱网站,潍坊Perkins帕金斯403F-15发动机启动马达欢迎来电,德州Perkins帕金斯403D-15T发动机多小钱费用,大兴安岭Perkins帕金斯2806D-E18TAG1A发动机皮带在什么地方买,另一臂则由驾驶员通过加速踏板杆系操纵。速度调定杠杆、拉力杠杆和导动杠杆的上端均支承于调速器壳上的轴销上。用速度调整螺栓顶住速度调定杠杆,使装在拉力杠杆与速度调定杠杆之间的调速弹簧保持拉伸状态,因此在所有中间转速范围内,拉力杠杆始终靠在齿杆行程调整螺栓的头部。在拉力杠杆的中下部位置上有一个轴销,它插在支持杠杆上端的凹槽内。怠速弹簧装在拉力杠杆的下部,用于控制怠速。
两速调速器的工作原理如下:
①起动加浓。启动前,将控制杠杆推至全负荷供油位置I,如图4-38所示。受调速弹簧的拉动及齿杆行程调整螺栓的限制,拉力杠杆的位置保持不动。此时,支持杠杆绕D点向逆时针方向转动,浮动杠杆的上端通过连杆推动供油调节齿杆向供油增加的方向移动。同时,起动弹簧也对浮动杠杆作用一个向左的拉力,使其绕C点做逆时针方向的偏转,带动B点和A点进一步向左移动,结果滑套通过滚轮飞块收缩至处于向心极限位置为止,从而保证供油调节齿杆进入最大供油量位置,即起动加浓位置。此时的供油量为全负荷额定供油量的150%左右。
②稳定怠速。柴油机启动后,将控制杠杆拉到怠速位置II(如图4-39所示),柴油机便进入怠速工况。此时,作用在滑套上的力有3个:飞块的离心力、怠速弹簧的作用力及起动弹簧的作用力。当飞块离心力与怠速弹簧和起动弹簧的合力相平衡时,滑套便处于某一位置不动,亦即供油调节齿杆处于某一供油位置不动,柴油机就在某一相应的转速下稳定运转。若柴油机转速降低,飞块离心力减小,当与怠速弹簧的合力相平衡时,滑套便处于某一位置不动,亦即供油调节齿杆处于某一位置不动,柴油机就在某一相应的转速下稳定运转。若柴油机转速降低,飞块离心力减小,在怠速弹簧及起动弹簧的作用下,滑套将向左移动,使导动杠杆绕上端支承点顺时针方向偏转,从而带动浮动杠杆绕C点逆时针方向转动,使供油调节齿杆向供油量增加的方向移动,进而柴油机转速升高。
③正常工作时的油量调节。柴油机转速在怠速和额定转速之间,此时调速器不起作用,供油量的调节由驾驶员入为控制。
当柴油机转速超过怠速转速时,怠速弹簧被完全压入到拉力杠杆内,滑套直接与拉力杠杆的端面接触(如图4-40所示),此时怠速弹簧不起作用。由于拉力杠杆被很强的调速弹簧拉住,在柴油机转速低于额定转速时,作用在滑套上的飞块离心力不能推动拉力杠杆,因而导动杠杆的位置保持不动,即B点位置不会移动。若控制杠杆位置一定,则浮动杠杆的位置保持不动,即供油量不会改变。若此时需要改变供油量,驾驶员需改变控制杠杆的位置才能实现。由此可见,在全部中间转速范围内,调速器不起作用,供油量的调节由入工控制。
④限制超速。如图4 -41所示,柴油机转速超过额定转速时,飞块离心力就能克服调速弹簧的拉力,滑套推动拉力杠杆并带动导动杠杆绕其上支点向右偏转,使B点移动到B’点,D点移动到D’点,在拉力杠杆的带动下,支持杠杆绕其中间支点顺时针方向偏转,使C点移动到C’点;而由B’和C’点决定厂浮动杠杆也发生了顺时针方向的偏转,带动供油调节齿杆向供油减少的方向移动,从而限制柴油机转速不超过额定的工作转速。利用速度调整螺栓改变调速弹簧的预紧力,就可以调节调速器所能限定的柴油机最高转速。
(3)全速式调速器
全速式调速器不仅能保持柴油机的最低稳定转速,限制其最高转速,而且能根据负荷的大小,保持和调节柴油机在任一选定的转速下稳定工作。
图4 - 42所示为国产A型喷油泵上采用的RSV型全速调速器,与RAD型两速调速器基本相同,但为了实现柴油机工作转速范围内的全速调节控制,因而增设了以下结构:
①在拉力杠杆的下端设转矩校正加浓装置,该装置由校正弹簧和转矩校正器顶杆组成,目的是在超负荷时使用。
②采用了弹力可调的调速弹簧,而没有专门的怠速弹簧,但在拉力杠杆的中部增设怠速稳定弹簧,目的是使发动机怠速时运转平稳。
③调速弹簧的弹簧摇臂上装有调整螺钉,它可以调整调速弹簧安装时预紧力的大小。
④在拉力杠杆的下端,增设可调的全负荷供油限位螺钉,以限制拉力杠杆的全负荷位置。在拉力杠杆的上方后面壳体上,装有怠速调整螺钉,用来调整怠速的高低,并限制弹簧摇臂向低速摆动的位置。
柴油机全速调速器的工作原理如下:
①起动加浓。如图4 - 43所示,启动前,起动弹簧的预紧力通过浮动杠杆、导动杠杆和调速套筒使飞块处于向心极限位置。
启动时,驾驶员将加速踏板踩到底,使操纵杆接触高速限位螺钉而置于起动加浓位置A,浮动杠杆把供油调节齿杆向左推至启动供油位置,从而使柴油机顺利启动。
②怠速工况。如图4 - 44所示,柴油机启动后,驾驶员松开加速踏板,操纵杆转至怠速位置。此时,调速弹簧处于放松状态。飞块的离心力通过调速套筒推动导动杠杆向右偏转,并带动浮动杠杆以下端为支点顺时针方向摆动,克服起动弹簧的推力,将供油调节齿杆拉到怠速位置。同时,调速套筒通过校正弹簧使拉力杠杆向右摆动,其背部与怠速稳定弹簧相接触。怠速的稳定平衡作用由调速弹簧、怠速稳定弹簧和起动弹簧共同来保持。
若怠速时转速升高,飞块的离心力加大,则怠速稳定弹簧受到更大的压缩,浮动杠杆带动供油调节齿杆向减少供油的方向移动,限制了柴油机转速上升;若怠速时转速降低,怠速稳定弹簧推动拉力杠杆向左摆动,通过调速套筒、导动杠杆和浮动杠杆使供油调节齿杆向增加供油的方向移动,从而使柴油机转速稳定在设定怠速值。
③额定工况。如图4-45所示,当驾驶员将加速踏板踩到底,使操纵处于极限位置A时,调速弹簧达到最大拉伸状态,此时拉力最大。张紧的调速弹簧将拉力杠杆拉靠在全负荷供油量限位螺钉上,并通过调速套筒、导动杠杆和浮动杠杆将供油调节齿杆推至全负荷供油位置,亦即柴油机在额定工况下工作。此时,飞块的离心力与调速弹簧的作用力平衡。
当负荷减小、转速升高时,飞块离心力增大,调速套筒推动拉力杠杆向右摆动,同时通过导动杠杆、浮动杠杆使供油调节齿杆向供油减少的方向移动,而使柴油机转速不再升高,从而限制了柴油机的最高空转转速。
④一般工况。当驾驶员将操纵杆置于怠速与额定工况之间的任一位置时,柴油机便在相应的某一转速下稳定运转。此时,拉力杠杆还没有触及全负荷供油限位螺钉。当柴油机转速改变时,飞块离心力与调速弹簧作用力的平衡被破坏,调速套筒产生轴向位移,并通过导动杠杆、浮动杠杆带动供油调节齿杆轴向移动,从而自动减少或增加供油量,以维持柴油机在给定的某一转速下稳定运转。
⑤转矩校正工况。柴油机在额定工况工作时,供油调节齿杆位于全负荷供油位置,如图4-45所示。当外界阻力增加,柴油机转速低于额定转速时,调速弹簧拉力大于飞块的离心力,从而使得拉力杠杆接触全负荷供油限位螺钉,调速器不起作用。此时,由于飞块离心力减小,被压缩的校正弹簧开始伸张,将调速套筒向左推移,带动导动杠杆和浮动杠杆向左偏摆,将供油调节齿杆向供油量增加的方向移动,使得柴油机的输出转矩增加,同时也限制了转速的进一步降低;反之,柴油机输出转矩降低,并限制转矩的进一步升高。当转速升到额定转速时,校正弹簧被压缩到极限位置,校正作用结束。转速超过额定转速时,飞块的离心力大于调速弹簧的作用力,调速套筒直接接触拉力杠杆,使拉力杠杆向右摆动,调速器开始起作用,即限制最高转速。由此可见,转速校正装置只是在转速低于额定转速时的一定范围内起作用。
⑥停油工况。需要停车时,驾驶员将调速器操纵转至最右边的停车位置B(如图4-45所示),而使供油调节齿杆右移至停油位置,使喷油泵停止供油,柴油机熄火停车。