柴油機調速器結構特點與檢修要點
摘要:調速器是柴油機重要部件,通過對其結構特點及檢修要點的介紹,提高人們對其的了解,減少機械故障的發生。
調速器的作用是在柴油機負荷變化時,能自動調節供油量,使柴油機的有效轉矩與外界負荷相適應。柴油機能在給定的轉速范圍內穩定工作。
1 安裝調速器的必要性
(1)發動機工作時,對其工作轉速是有要求的,當遇到特殊情況,突然停車而柴油機仍然在運轉,如果沒有調速器,在外界阻力為零時,柴油機輸出轉矩仍很大,無法與之平衡,柴油機轉速就會突然升高,直到發生“飛車”現象。“飛車”時,柴油機轉速大大超過設計所限制的最高轉速,各運動零件的慣性力大大增加,如不及時減小供油量,將會引起活塞、連桿等零件打穿缸體從汽缸中飛出,還可能發生打傷或打死人等重大事故。
(2)當外界阻力突然增大,而駕駛員未能及時地加大供油量,則轉速就會迅速下降直至熄火。
(3)發動機低速空轉(或稱怠速)時需要穩定,不熄火。
對轉速的這些要求,柴油機本身因其特性等原因不能滿足。為避免這種不正常情況的出現,柴油機上都設置一個能根據柴油機負荷的變化,自動地調節供油拉桿位置來控制供油量,使柴油機保持在某一轉速范圍內安全可靠并穩定地運轉的機構,這種機構就是調速器。
2 機械式調速器常見類型
由于機械式調速器的結構簡單、工作可靠等優點,它被廣泛地用于小功率及部份中功率的柴油機上。機械式調速器按其調節轉速范圍不同,可分為以下三種。
(1)單程式調速器。這是只能在一個規定轉速下起作用的調速器,一般用于要求恒定轉速的柴油機上,如驅動發電機、離心泵等的柴油機。這些機械要求在負荷變化情況下,能保證在規定轉速下運轉。
(2)兩極式調速器。這種調速器只在最低轉速和最高轉速時起作用,以保持低速不易熄火,高速時不發生“飛車”。在這兩個轉速之間不起調速作用,而由駕駛員控制供油量。常用于汽車柴油機上。
(3)全程式調速器。它不僅能保持低速穩定運轉和限制最高速,而且在這兩轉速范圍內的任何轉速下都能起作用,使柴油機保持某一轉速穩定運行。在拖拉機、工程機械、大型載重車、船舶等柴油機上都廣泛運用這種調速器。裝有這種調速器的拖拉機駕駛員只要扳動調速器的操縱手柄,即可選擇所需要的柴油機轉速,調速器就自動地調節供油量,使柴油機在選定的轉速下穩定地運行。這不僅改善了駕駛人員的勞動條件,同時也提高了工作質量和生產效率。
3 調速器的構造特點
調速器的構造特點大同小異,我們以ZHB噴油泵配用的是TA調速器為例來說明。TA調速器主要由殼體、驅動元件、感應元件、執行元件和控制元件等組成
(1)殼體由前、后兩體組成,為鑄鋁件。前體與噴油泵殼體相連,在其前壁上加工有凸輪軸軸承座孔和供油拉桿導孔。后體上面裝有呼吸器,擰下呼吸器可以從螺孔向調速器和噴油泵內腔加注潤滑油。加油時,應先擰下噴油泵下體側面的油面檢查螺釘,以孔溢油為宜。加油過多會破壞調速器正常工作,過少會加速內部零件的磨損。后體上還加工有安裝高速限制螺釘、怠速限制螺釘和調節軸的螺孔以及調節叉的軸孔。
(2)驅動元件。傳動盤內表面制有六條母線呈45。斜角的凹槽。它裝在凸輪軸伸出端的圓柱面上,用螺母壓緊,由傳力銷傳力,與噴油泵凸輪軸一起旋轉。
(3)感應元件。六個雙排鋼球成對地裝在鋅合金的飛球座內。飛球總成由支架支承,裝在傳動盤和推力盤斜面之間,由傳動盤凹槽帶動。
(4)執行元件。浮套在凸輪軸伸出端空心圓柱面上的推力盤,它與傳動板、軸承、軸承座壓合在一起。傳動板通過彈簧與供油拉桿相連。因此,供油拉桿既可隨推力盤同步移動,又可在停止供油時,單獨向后移動和復位。推力盤的圓柱面上套有尼龍套,以減緩飛球座總成對推力盤的沖擊。
(5)控制元件。調節軸上裝有4根彈簧,分別為啟動彈簧、怠速彈簧、高速彈簧和校正彈簧。剛度小的啟動彈簧套在最外面,彈簧前端直接壓在推力盤軸承座上,后端后彈簧座上有一定的預緊力。啟動時,啟動彈簧推壓軸承座前移,傳動板處于最前方。此時,供油量最大。內彈簧剛度較大,為高速彈簧,供油位置時,彈簧與座有2~3 mm間隙,在中、高速時與其他彈簧一起起調速作用。中間彈簧剛度較小,并有一定預壓量,支承在彈簧前、后座上,主要在怠速時起作用。校正彈簧剛度最大,裝在調節軸前端校正彈簧座與彈簧前座之間,彈簧之間裝有調整墊片,此墊片用來調整校正行程的。
4 調速器的檢修要點
(1)調速器經長期使用后,調節彈簧疲勞,剛度減弱,并因此而引起柴油機轉速降低,影響發動機功率的正常發揮。當剛度變化不很大時,可以通過改變調節彈簧的預拉力恢復調速器的正常作用。經過幾次調整無效時,則應更換新彈簧。
(2)如果調速杠桿長臂的叉口磨損,會使叉口與齒桿(或調節臂)球頭的配合松曠,容易引起發動機轉速不穩,嚴重時球頭還會從叉日中脫出,造成“飛車”事故,此時應更換調速杠桿。
(3)調速器檢修后進行裝復時,不要在鋼球上涂抹黃油,以免引起調速器工作失靈,甚至產生“飛車”事故。更換鋼球時,鋼球的規格必須相符,而且6個鋼球應同時更換。應該指出的是,絕不可采用減少鋼球數目或扎死調速彈簧的方法來提高發動機轉速,因為這樣容易引起“飛車”事故。
來源:農機使用與維修