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康明斯PT(G)型燃油泵的作用和结构组成(图示) |
摘要:康明斯柴油发电机组由于采用了独特的PT燃油系统,其应用供油压力和供油时间这两个变量来控制调节燃油供油量,属于低压输油,高压喷射系统(98100~137100kPa),它具有结构简单、调整维修方便、可靠性高、燃油经济性好、排气中有害物质少、烟度小和重量轻等特点。由于采用了高压喷射,进而对进气涡流要求不高,因而缸盖内的进气道设计简单易于制造。
一、燃油泵的作用
康明斯燃油泵实物如图1所示,外观示意图如图2所示。其原理是PT燃油泵将燃油从油箱中吸起,经过滤清、调速器等送到喷油器,根据PT系统的设计,PT泵供给喷油器的燃油将有80%左右在工作中经喷油器又回到油箱,主要起冷却和润滑喷油器,并防止寒冷气候时燃油冻结及将PT系统里的空气带回油箱排掉的作用。燃油系统的功能是保障柴油发电机组运行所需燃油的正常储存和供给。
1、储存
通过主储油罐、日用油箱等设备,储存机组运行所需要的燃油量。
2、供给
通过燃油输送泵、燃油增压泵、过滤器及阀门等设备及管道,为柴油发电机组提供正常运行所需的燃油量。
图1 康明斯柴油机PT燃油泵实物图 |
图2 PT(G)柴油泵(EFC系列)外形示意图 |
二、燃油泵的部件组成
1、齿轮泵
齿轮泵由齿轮泵壳体(两部分组成)、主动齿轮(长轴)、从动小齿轮、衬垫等组成。当发动机驱动油泵时,齿轮泵随之转动,其转速与发动机转速一样。旋转的齿轮在吸油端产生真空并从油箱内通过滤清器把油吸起后将油压入高压腔。齿轮泵出口的燃油压力要比PT泵出口的压力大4~5倍。齿轮泵的泵油特性是压力随转速的升高而升高。
2、脉冲膜片减振器
根据齿轮泵工作特性,它所提供的燃油有较大的压力波动,这样就造成PT泵供油压力的波动。燃油压力波动太大将影响发动机正常工作.当发动机在某工况时,由于供油压力的波动,此时各个喷油器量油口的压力就不一样,这样各个喷油器的油杯进油量就不一样,结果是发动机各缸工作均匀性差、工作不平稳为防止这种现象,办法是加装一个脉冲膜片减振器并通过一个钻孔与齿轮泵高压腔连通.当一个较高压力波作用在金属膜片上时,膜片压缩它背后的空气,部分压力波能量被吸收,压力波峰值降低,随后、一个较小的压力波作用在膜片上时膜片背后的空气将它推出,给出了部分能量。压力波峰值上升,从而,使供油压力较为平稳。
3、磁性(滤网)滤清器
在压力的作用下,燃油流入一个小的磁性滤清器里它一般位于油泵的顶端(有些位于底部)。这样。PT系统就有两道滤清装置,磁性滤清器主要滤掉齿轮泵带来的油里面的金属粉末杂质及磨损铁屑。该滤清器应遵守维修手册中的要求,经常用压缩空气进行清洗,滤网在安装时应注意方向,有孔的一端朝向泵体里面。油从滤网流出经油孔流至调速器室。
4、旋转油门轴(节流轴)
油门轴结构如图3所示。来自调速器的燃油都要通过油门轴,受油门轴的控制,然后再向喷油器供油。旋转油门轴有两种结构形式,老式油门轴是由柱塞和垫片组成,用增减垫片来改变柱塞里油道大小,以调整供油压力,如图4所示。新式的油门轴是一个带螺纹的柱塞组成的,柱塞拧进拧出来控制油道的大小。新式油门轴是目前普遍采用的一种油门轴,凡经过试验台架调好的油门轴,均用一个小的钢球封死,不允许随意改变。
图3 PT燃油泵油门轴结构 |
图4 PT燃油泵油门轴泄漏量调整 |
5、电磁阀(停车阀)
PT燃油泵上一般使用两类电磁阀,一类是标准电磁阀,一类是快速启动电磁阀标准电磁阀组成:线圈,阀壳体,片状弹簧,阀片,手动调节,螺钉等。停机电磁阀原理如图5、图6所示。
图5 康明斯PT燃油泵切断阀工作原理(断开状态) |
图6 康明斯PT燃油泵切断阀工作原理(接通状态) |
6、MVS调速器
调速器位置如图7所示。燃油由齿轮泵升压经膜片式稳压器消除压力波动后送到滤清器,由滤清器出来的燃油分成两路;一路进入PTG调速器;另一路进入MVS调速器柱塞端部的空腔内。进入PTG的燃油有三个可能的流向:一个是经节流阀进入MVS调速器;另一个经怠速油道直接接到MVS调速器而送到喷油器;第三个是部分柴油经旁通油道直接流回齿轮泵的入口。
从齿轮泵来的燃油经进油口进入调速柱塞中段的环形空间,一部分燃油从环形腔经径向孔流过节流阀或怠速油道,而最后流向喷油器。另一部分燃油从调速柱塞的中心油道流入调速柱塞与怠速柱塞之间油腔。由于燃油压力的作用,两者端面不相接触,而保持一定的间隙,该间隙与旁通油道相通。流到该间隙处的燃油经旁通油道流回齿轮泵。
(1)调压作用
发动机工作时,调速柱塞受到飞块离心力的轴向分力和调速弹簧、怠速弹簧的压力作用。当发动机转速升高时,飞块离心力增大,调速柱塞右移,间隙减小而节流作用加强,因此输出的燃油压力增高,补偿了由于转速上升时喷油器进油时间缩短使循环供油量减少的影响。反之,转速下降时,输出燃油压力下降。其压力曲线如图8所示。
(2)调速作用
当发动机转速超过额定转速并继续升高时,调速柱塞进一步右移,压缩调速弹簧,使通往旋转式节流阀的油道逐渐关小,输出燃油压力急剧下降,喷油量减少。转速达最高值时,柱塞右移至极限位置,节流阀通道几乎被关闭,大量燃油经旁通油道流回齿轮泵,进一步使油压降低,供油量减少,从而限制了发动机最高转速。
怠速时,操纵旋转式节流阀使其关闭,燃油自怠速油道流出,维持怠速运转。若转速下降,调速柱塞左移,怠速油道的通过截面积增大,燃油量增加,转速相应回升。反之,转速升高时,飞块离心力增加,调速柱塞右移使怠速油道通过截面积减小,使怠速油量减少,限制了怠速转速的升高,从而稳定了怠速转速。
图7 PT燃油泵调速器位置图
1-输油泵;2-稳压器;3-PTG调速器;4-主轴传动齿轮;5-主轴;6-调速器传动齿轮;7-节流阀;8-柴油滤清器;9-断油阀;10-MVS调速器 |
图8 PT燃油泵调速器压力曲线图 |
三、康明斯燃油泵的发展
2007年6月8日,康明斯第十三家在华生产企业—康明斯燃油系统(武汉)有限公司在武汉市经济技术开发区正式奠基,计划2008年初投产,这将是康明斯在北美以外的第一家燃油系统生产基地,标志着康明斯中国本地化生产能力的一次新的跃升。
武汉已经成为康明斯在华业务发展的前沿,除燃油系统新厂外,康明斯与东风公司合作设立的中国技术中心和康明斯华中地区分销服务中心也都设在武汉。据康明斯燃油系统武汉工厂总经理熊振洪介绍,该工厂总投资1000万美元,生产包括康明斯共轨燃油泵、CELECT喷油器/燃油泵在内的柴油发电机燃油系统产品和相关零部件,主要面向国内市场。这是康明斯继美国印第安纳、得克萨斯和墨西哥华雷斯(JUAREZ)之后第一次在北美以外设立燃油系统生产厂,是康明斯进一步加强发电机在华本地化生产能力的一项关键举措。
随着排放法规日趋严格和燃油价格不断攀升,柴油发电机用户企盼新一代发电机在满足环保排放的同时,具有更高的可靠性、耐久性、动力性和燃油经济性,先进的燃油系统是达到这些要求的关键技术之一。康明斯是唯一一家拥有柴油发电机五大关键系统—即进气处理系统(涡轮增压器)、燃烧优化系统、电控系统、燃油系统、滤清和后处理系统设计和制造能力的跨国柴油发电机企业。
燃油系统是现代柴油发电机的关键技术,康明斯致力于用本地生产的发电机产品来满足日益严格的环保标准和客户对发电机的性能要求,武汉工厂生产的燃油系统产品将为东风康明斯和西安康明斯的发电用柴油机提供鼎力支持。
总结:
燃油系统是康明斯柴油发电机组的重要组成部分, 为发电机组的正常启动、运行、试验提供必须的燃油贮量 ,在系统设计时要考虑燃油贮存、输送、泄放等方面的要求。 康明斯燃油系统业务部为9升至78升排量范围的柴油发电机设计、开发和制造新型燃油系统以及电控模块的再制。瑞典斯堪尼亚公司是康明斯燃油系统的全球战略合作伙伴,双方已合作组建了两家合资企业,分别生产高压喷射系统和超高压喷射系统。作为中国柴油发电机行业最大的外商投资者,康明斯目前在华拥有四家发电机合资厂、一个发电机组组装厂和八家零部件厂,产品线涵盖柴油和天然气发电机、发电机组、交流发电机、涡轮增压器、滤清器、排气系统和燃油系统等领域。康明斯还领先所有外资柴油机公司,率先在华设立了地区研发中心。
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