柴油機VE型分配泵調速器的結構特點及其工作過程的研究
摘要:調速器是柴油機的重要組成部分,簡要分析了VE型分配泵調速器的結構,論述了其工作原理,對其工作過程進行研究,為更好地控制柴油機的工況提供幫助。
1 VE分配泵調速器的結構
VE分配泵全速調速器位于泵室內的上部,飛錘座架安裝在調速器軸上,一對傳動齒輪分別安裝在調速器軸和油泵傳動軸上。為提高調速器工作能力,并使調速器尺寸小而緊湊,則采用增速齒輪。如一分配泵所用齒輪的增速比為n調/n調泵≈1.6,由于調速器轉速高,加上調速系統阻力比直列泵明顯要小,所以只有小飛錘(每塊質量10g)就已有足夠的靈敏度。小飛錘都均勻裝在同一飛錘座架內,調速滑套套在調速器軸上,兩端分別承受飛錘離心力軸向分力(支持力)和調速器各種彈簧通過一組杠桿機構作用在滑套上的反作用力。這組杠桿十分緊湊,均屬沖壓件,由導向桿、張力桿、起動桿等桿件組成。導向桿安裝在泵體的兩個固定銷上,可以左右轉動,全負荷油量調節螺釘頂住導向桿的上端,下端由支承彈簧支撐而保持平衡,活動銷把張力桿和起動桿連接在一起,安裝在導向桿下部。活動銷同時穿過上述三杠桿,使它們之間能相對轉動。起動桿下端裝有球頭銷,球頭銷另一端與油量調節套連接。起動桿移動時通過球頭銷可改變油量調節套與柱塞上泄油孔的相對位置,以改變供油有效行程。
調速器上有一組彈簧,包括調速彈簧、怠速彈簧、起動彈簧,其中調速彈簧是拉簧,怠速彈簧為壓簧,起動彈簧屬板簧。
操縱桿裝在泵體上部,轉動它可以改變調速彈簧的預緊力,使調速器得到不同的起動轉速。
2 工作原理
VE型分配式噴油泵內裝的是機械式全程調速器,它由飛塊總成、滑套、桿件、調速彈簧所組成。柴油機工作時,噴油泵驅動軸通過調速器驅動齒輪帶動飛塊旋轉。旋轉的飛塊在離心力作用下向外張開,轉速越快,離心力越大。這個離心力通過滑套作用在起動桿上,再作用在拉桿的左側;另一方面,駕駛員踩下油門踏板時,通過控制桿拉伸調速彈簧,給它一個向左的預緊力,作用在拉桿的右側。如果駕駛員踩下油門踏板到某一位置不變,調速彈簧的預緊力就不變。當拉桿兩側的力平衡時,拉桿位置也不變,油量控制套位置也就不變,供油量不變,柴油機穩定運轉。當出現偶然因素使柴油機卸載而轉速升高時,飛塊離心力增大,拉桿左右兩側的作用力失去平衡,拉桿在滑套推動下圍繞固定在供油調節桿上的轉軸順時針方向轉過一個角度,油量控制套向左移,供油量減少,使柴油機轉速隨即下降恢復到原來轉速(實際上比原轉速略高)。同樣,當偶然因素使柴油機阻力增大而轉速下降時,飛塊離心力減小,拉桿左右兩側的作用力也會失去平衡,拉桿在調速彈簧拉動下圍繞調速軸逆時針方向轉過一個角度,油量控制套向右移,供油量增大,使柴油機轉速隨即上升恢復到原來轉速(實際上比原轉速略低)。
3 工作過程
3.1啟動過程
如圖1所示。啟動時,柴油機轉速為零。此時將油門踏板踏到底,調速桿移至全負荷位置,控制彈簧被拉伸,拉桿在彈簧張力作用下向左移動直至與限動器相接觸,此后,由于配重靜止不動,拉桿通過起動彈簧使控制桿壓向調速器套筒,飛錘處于完全閉合狀態。
通過支軸同控制桿連接的支承桿以支軸為軸向左移動,回油環向右移動至啟動加濃位置,供給柴油機啟動時所需的啟動加濃油量。
3.2怠速
柴油機啟動后,調速桿返回至怠速位置(油門踏板放松),如圖2所示。此時調速彈簧的彈力很小,調速器軸低速轉動,飛錘向外甩開,壓縮怠速彈簧和減振彈簧,使控制桿和拉桿向右移動,控制桿就以噴射器自動調節彈簧軸頂在拉桿上的那一點為支點向右轉動,同時支承桿也以支軸為支點向右轉動,回油環回到怠速位置。
柴油機在穩定的怠速下運轉,回油環應在飛錘離心力與怠速彈簧彈力和緩沖彈簧彈力平衡的位置。
3.3全負荷工況
如圖3所示。將油門踏板踩到底,使調速桿轉到全負荷位置,控制彈簧張力增大,減振彈簧被完全壓縮,怠速彈簧也被配重的離心力壓縮,拉桿被彈力所拉動,直到碰到上面的限動器并固定在此處不動,而控制桿則通過支軸與拉桿接觸,拉桿和支承桿也要因此而后移,使回油環保持在全負荷位置上。
將全負荷油量調節螺釘擰入,導桿就會以支軸為軸左轉,支軸桿也要以支軸為中 心左轉,回油環就會朝著增加供油量的方向移動。反之,擰出全負荷油量調整螺釘,導向桿以支軸為軸右轉,支承桿以支軸為中 心右轉,加油環便向減少供油量的方向移動。
3.4一般工況
一般工況噴射量自動調節(發生反校正作用)時,如果柴油機的轉速從全負荷位置進一步增大,飛錘的離心力大于反校正彈簧(如圖4)的安裝預緊力時,控制桿就會與各噴射量自動調節彈簧相接觸,壓縮內外調節彈簧,控制桿的上端以支軸為支點向左轉動。同樣通過支軸與控制桿相連的支承桿則以支軸為支點向左轉動,轉動的結果,使回油環向增加燃油噴射量的方向移動。
3.5最 高轉速限制
如圖5所示。最 高轉速的調節,噴射量自動調節過程結束,柴油機轉速進一步上升,配重離心力繼續增加,拉桿、控制桿和支承桿就會克服調速彈簧的張力以支軸為軸向右轉動,支承桿下端使回環左移,減少燃油噴射量,從而防止了柴油機超速。
4 結語
為滿足日益嚴格的排放法規,車用柴油機配套噴油泵性能的提高和功能的完善是當前主要的任務,VE型分配泵以其優良的性能成為小型高速柴油機的主要配套產品,但也存在其機械結構的局限性,對其調速器的研究對其今后的發展大有好處。
來源:農機使用與維修