美國康明斯(CUMMINS)公司生產的柴油機采用噴油壓力特別高的燃油噴射系統(tǒng),以獲得良好的噴霧質量。PT系列燃油噴射系統(tǒng),主要由泵一噴油器(簡稱PT噴油器)和帶調速器的低壓齒輪輸油泵(簡稱PT泵)所組成。該燃油噴射系統(tǒng)的循環(huán)供油量取決于PT泵向PT噴油器輸送的柴油壓力的大小及PT噴油器中計量量孔開啟時間的長短。PT泵向PT噴油器輸送的柴油壓力由調速器來調速。由于循環(huán)供油量取決于柴油的壓力(Pressure)及時間(Time)兩個因素,因此,簡稱PT系列燃油噴射系統(tǒng)。
1.PT系列燃油噴射系統(tǒng)的組成及原理
PT系列燃油噴射系統(tǒng)由主油箱、浮子油箱、柴油濾清器、PT泵、PT噴油器、驅動機構及進油、回油管路所組成。油路中還有一個手油泵,用以冷車啟動時向進氣管噴油。
PT系列燃油噴射系統(tǒng)的噴油壓力取決于PT噴油器的泵油作用,其大小高達107800~117600kPa(1100~1200kgf/cm2)。而噴射系統(tǒng)的噴油時刻、噴油延續(xù)時間及噴油規(guī)律由驅動PT噴油器的凸輪輪廓線來決定。
PT系列燃油噴射系統(tǒng)是用壓力和時間兩個因素來調節(jié)供油量。我們知道單位時間內通過某量孔液體的流量G為
在時間t內通過量孔的流量為自,可見.當PT噴油器中計量量孔截面一定時,則每循環(huán)油量就取決于計量量孔的開啟時間t和單位時間流量G,而流量G與計量量孔前后的壓差P的平方根成正比。當驅動PT噴油器的凸輪外形確定之后,其開啟時間t只取決凸輪軸的轉速,量孔前后的壓力差則取決于從PT泵輸向PT噴油器的柴油壓力。在壓力和時間這兩個因素中,PT泵輸出的油壓可用調速器進行控制,因此,通常用調速器調節(jié)油壓,就可調節(jié)噴向汽缸的循環(huán)供油量。
2.PT系列燃油泵
康明斯柴油機的燃油泵簡稱PT泵。早期康明斯發(fā)動機PT(壓力一時間)燃油系統(tǒng)采用PTR(壓力一時間調節(jié)器)式油泵。后來PIR型油泵已被眺型油泵所代替。PTG型油泵在某些方面與PTR油泵不同,其主要不同點是燃油通道中壓力調節(jié)方法不同。在PTR油泵中,最大的燃油通道壓力是由一個單獨的壓力調節(jié)器控制的。而在PTG油泵中,最大的燃油通道改為由調速器來控制。PTG油泵多年來是康明斯柴油機的標準油泵。近年來由于對廢氣排放的重視,又開發(fā)和使用了PT(G)AFC油泵。這種油泵有個控制元件裝在泵內,它可在柴油機不同的運轉工況下控制燃油管道中的壓力。由于這種裝置是根據(jù)進氣管或增壓壓力來控制燃油量故AFC型號的意思為空氣一燃油控制器。
目前,在康明斯柴油機上使用有四種型號的燃油泵:PT(G)型、PT(G)VS型、PT(G)AFC型及PT(G)-AFC型(設有空氣/燃油控制)。
(1)PT(G)型燃油泵的結構燃油泵連接在空氣壓縮機、真空泵上,或由發(fā)動機齒輪系驅動的燃油泵傳動軸上。燃油泵主軸依次驅動齒輪泵、調速器和轉速表軸。
PT(G)型燃油泵總成。它由齒輪泵、標準調速器和節(jié)流閥三個主要部分組成。
①齒輪泵:由一對外嚙合式齒輪組成。它裝在泵売的后方。由燃油泵主軸驅動主動齒輪,帶動被動齒輪轉動,使其對燃油產生擠壓力,形成燃油所具備的壓力,向整個燃油系統(tǒng)輸送燃油。燃油進油口在齒輪泵的后部。在燃油泵的后端裝設有脈沖消減器。
②脈沖消減器:它有個鋼質膜片能吸收因齒輪泵工作時燃油中的脈沖,并使整個燃油系統(tǒng)的油流平順。
③節(jié)流器(油門):當使用一種限速型調速器時,節(jié)流器便控制柴油機高低息速間的轉速。對有全程式調速器的油泵,則允許操作人員將柴油機轉速調到運行工況。
節(jié)流器是控制流向噴油器燃油流量的器件。它由一根具有內孔的軸構成。在校準正確的燃油流量時,孔的大小是能夠調節(jié)的。
④調速器:康明斯柴油機采用的調速器形式較多,下面介紹幾種:
1)機械式調速器。又稱標準調速器,它由一組彈簧和飛錘系統(tǒng)所控制,對柴油機具有兩種調速功能:
(a)在怠速運轉時調速起作用,當柴油機在怠速運行時,調速器飛錘產生離心力,撥動柱塞移動。此時調速器彈簧組中的怠時彈簧和螺釘?shù)淖饔?,使調速器柱塞的位置恰好使急速油口充分開啟,讓燃油流過,維持柴油機怠試運轉。
(b)當柴油機超過最高轉速時,調速器飛錘產生離心力增大,撥動柱塞位移,切斷通向噴油器的燃油,并使燃油流回齒輪泵。因此,柴油機轉速下降最高轉速后,又使調速器柱塞處于供油狀態(tài)。
(c)當柴油機處于怠速與最高轉速之間運轉工況時,標準調速器不起作用,柴油機所需的燃油量,由油門位置控制。如果負荷不變,可控制油門位置改變柴油機的轉速。若轉速不改變,同樣亦可控制油門改變柴油機的負荷。
2)輔助調速器。用于柴油發(fā)電機組的柴油機,若采用人工來控制油門位置,來改變轉建或負荷是不穩(wěn)定的。需要輔助調速器和標準調速器配合使用。在康明斯柴油發(fā)電機組上,采用二種輔助調速器一種為MVS機械全程調速器,裝在標準調速器殼體上部;另一種EFC電子調速器。EFC電子調速器,由電磁傳感器、調速控制及執(zhí)行器等組成。
電磁傳感器裝在飛輪罩上,將飛輪齒圈所感應到交流電訊號送到調速控制器上,與原有的參考量進行比較,當出現(xiàn)差異量時,就會改變送到執(zhí)行器的電流量,使執(zhí)行器軸旋轉。改變燃油系統(tǒng)的供油量,使柴油機的轉速或功率改變。
裝上EFC電子調速器,應將其調速器的油門軸固定在全開位置,讓燃油暢流。燃油由齒輪泵進人EFC執(zhí)行器腔中,經控制后流向截止閥到噴油器。