康明斯ptg調(diào)速器在柴油發(fā)電機(jī)上的控制和工作過(guò)程
pt燃油系統(tǒng)裝有ptg燃油泵調(diào)速器和mvs燃油泵調(diào)速器(或vs調(diào)速器)。了解掌握ptg型燃油泵調(diào)速器重要工作參數(shù)的調(diào)整,對(duì)維護(hù)和使用pt燃油系統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)是很有益處的。因此,康明斯公司在本文中著重介紹了ptg調(diào)速器的工作過(guò)程及原理,以便提高操作員后期維護(hù)和保養(yǎng)的水準(zhǔn)。
一、ptg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。pt燃油泵由柴油發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng),但它與柴油發(fā)電機(jī)之間無(wú)傳動(dòng)定時(shí)關(guān)系。因此,安裝時(shí)無(wú)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、ptg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ptg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ptg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。
二、ptg調(diào)速器控制和工作過(guò)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ptg調(diào)速器。ptg調(diào)速器只控制怠速和最高轉(zhuǎn)速,在急速和最高轉(zhuǎn)速之間直接由駕駛員通過(guò)節(jié)流閥控制供油。ptg調(diào)速器主要由柱塞、柱塞套、飛錘、壓力控制鈕、怠速?gòu)椈伞⒏咚購(gòu)椈傻冉M成。從齒輪泵經(jīng)濾清器來(lái)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(guò)程
怠速時(shí),節(jié)流閥關(guān)閉(由駕駛員操縱),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?gòu)椈缮员粔嚎s,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(lái)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(guò)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(guò)此時(shí)怠速?gòu)椈傻淖饔昧Γ苿?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?gòu)椈傻淖饔孟聣毫刂柒o左移,消除間隙后推動(dòng)柱塞左移,使怠速油道的通過(guò)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。
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),駕駛員踩下油門(mén)踏板,使節(jié)流閥打開(kāi),燃油通過(guò)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(guò)柱塞將怠速?gòu)椈蛇M(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(kāi)度和柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。節(jié)流閥開(kāi)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(guò)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(jiàn),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(guò)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(guò)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?gòu)椈傻膹椓Γ怪^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,ptg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(guò)程,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(kāi)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。
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(kāi)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。
4、低速轉(zhuǎn)矩校正
低速轉(zhuǎn)矩校正過(guò)程,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δ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。
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(kāi)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。
三、噴油泵及調(diào)速器的故障檢修
機(jī)械式噴油泵結(jié)構(gòu)圖
1、柱塞偶件的檢修
噴油泵解體、清洗后,主要對(duì)柱塞偶件進(jìn)行以下檢修:
(1)外觀目測(cè)
如發(fā)現(xiàn)如下情況之一應(yīng)更換:柱塞表面有明顯磨損溝槽的痕跡或裂紋;柱塞套筒內(nèi)表面有銹蝕和較深的刮痕或裂紋;柱塞端面、直槽、斜槽、環(huán)槽等邊緣有銹蝕或剝落等現(xiàn)象。
(2)滑動(dòng)性試驗(yàn)
與噴油器滑動(dòng)試驗(yàn)相同。
(3)密封性試驗(yàn)
在噴油器試驗(yàn)器上進(jìn)行:將各分泵的出油閥取出,閥座與密封墊保留在孔內(nèi),裝好出油閥壓緊座,放盡泵內(nèi)空氣,將出油閥與噴油器試驗(yàn)器用高壓油管連接好;移動(dòng)供油操縱桿使柱塞處于最大供油位置,再轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸,使柱塞上升到供油行程的中間位置,封閉住套筒上的進(jìn)、回油孔;用噴油器試驗(yàn)器泵油,至油壓達(dá)20mpa時(shí)停止泵油,然后測(cè)定油壓下降到10mpa所需的時(shí)間(試驗(yàn)器必須密封),新泵或大修后的ii號(hào)泵柱塞副少于12s為不合格。同一噴油泵各柱塞密封性差異應(yīng)小于15%。
也可采用簡(jiǎn)易辦法進(jìn)行密封性試驗(yàn):將柱塞偶件洗干凈后,使柱塞處于最大供油位置,用手指堵住柱塞套筒頂部和進(jìn)、回油孔,將柱塞由最上位置往下拉,此時(shí)應(yīng)感到有明顯的吸力,松開(kāi)柱塞后,如柱塞能迅速?gòu)椈兀瑒t可繼續(xù)使用,否則應(yīng)更換柱塞偶件。
2、出油閥偶件的檢修
(1)外觀目測(cè)
出油閥和閥座密封錐面磨損嚴(yán)重、有裂紋、表面金屬剝落、密封帶寬度和深度過(guò)大,減壓環(huán)帶磨損甚或者表面有銹蝕等應(yīng)更換。
(2)滑動(dòng)性試驗(yàn)
將出油閥偶件清洗干凈后垂直放置,并將閥體從閥座中抽出配合長(zhǎng)度的1/3,當(dāng)松手后出油閥在自身重力作用下應(yīng)能緩慢均勻地下落到底;把閥相對(duì)于閥座轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度重復(fù)上述試驗(yàn),結(jié)果應(yīng)該相同。
(3)密封性試驗(yàn)
在做滑動(dòng)試驗(yàn)時(shí),如用手指堵塞出油閥座的下方孔,出油閥下落到減壓環(huán)帶進(jìn)入閥座時(shí)應(yīng)能停住。在此位置時(shí),用手指輕輕壓入出油閥,放松手指后,出油閥應(yīng)能馬上彈回原位置。手指從下端面移開(kāi)時(shí),在自重的作用下,出油閥應(yīng)能完全落座。
上述柱塞式噴油泵的檢修方法同樣適用于分配式噴油泵的檢修。
3、調(diào)速器的檢修
調(diào)速器主要運(yùn)動(dòng)件的磨損、變形是影響其正常工作的主要因素。如正常情況下,當(dāng)操縱柄固定不動(dòng)時(shí),噴油泵供油拉桿或齒桿的軸向竄動(dòng)量為0. 5~1. 0mm,若各連接處磨損嚴(yán)重,則其竄動(dòng)量可達(dá)3~4mm或更大,導(dǎo)致供油量大范圍波動(dòng),調(diào)速器靈敏度降低,使柴油發(fā)電機(jī)工作不穩(wěn)定。
檢查各彈簧的自由長(zhǎng)度及彈力是否符合原廠規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如發(fā)現(xiàn)彈力減弱、扭曲、裂紋或折斷等情況,要更換新件。滾動(dòng)軸承若出現(xiàn)麻點(diǎn)、斑蝕過(guò)多或有剝落凹痕等損傷時(shí),應(yīng)更換。檢查磨損時(shí),可一手持內(nèi)圈,一手轉(zhuǎn)動(dòng)外圈,如果響聲不大且均勻,則軸承尚可使用。若轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活或有雜音,應(yīng)更換。飛塊結(jié)構(gòu)的調(diào)速器,飛塊襯套、支架和銷(xiāo)軸間的配合間隙要正確,兩飛塊的質(zhì)量差不得超過(guò)3g。
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