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零件裝配與結構組成 |
康明斯柴油機高壓油泵調速器圖解 |
摘要：調速器是一種自動調節噴油泵供油量的裝置，它能根據柴油機負荷的變化，自動的作相應的調節，使柴油機能以較穩定的轉速進行運轉，從而保證柴油機既不會產生超速也不會在怠速時造成熄火。調速器只裝在柴油機上，這是由于柴油機本身工作的特點所決定的。由于噴油泵與調速器是連在一起的，為便于認識學習，所以將噴油泵與調速器一并講述，下面一節將重點講述調速器的作用和原理。
一、噴油泵的結構和工作原理
1、結構
以國產135基本型柴油機為例，均采用B系列和B系列強化型噴油泵。兩種泵的結構基本相同，B系列噴油泵的出油閥直徑均為6mm，柱塞直徑有9mm和10mm兩種。而B系列強化噴油泵的出油閥直徑為7mm，柱塞直徑有11mm、11.5mm、12mm等多種（B系列強化噴油泵，目前僅有六缸）。4缸直列式柴油機的燃油供給和調速系統，與6缸直列式柴油機相似。6,12缸噴油泵除缸數不同外，其主要結構基本相同，外觀結構如圖4-22所示，為多缸合成式。它均由噴油泵體、分泵、傳動機構及油量控制機構等組成。
每一分泵主要由出油閥緊座、出油閥彈簧、出油閥偶件、柱塞偶件、彈簧上座、彈簧下座、柱塞彈簧、油量控制套筒、調節齒輪、滾輪體部件等零部件組成。
柱塞偶件由柱塞與柱塞套研配組成。柱塞外圓上起控制油量作用的斜槽均為右向螺旋槽。柱塞中段法蘭凸塊嵌在油量控制套下端的導向槽中，柱塞套與油量控制套筒配合，油量控制套筒外圓裝有調節齒圈，并用螺釘固緊，調節齒圈又與調節齒桿相嚙合，構成齒條式油量控制機構如圖1（a）所示。
出油閥偶件為卸壓式出油閥。柱塞偶件及出油閥偶件均經互研成對，在修理拆裝及更換偶件時絕對不許單件調換。
2、噴油泵柱塞供油原理
當柱塞處于下止點位置時，柱塞套上的兩個油孔開放，柱塞上部的空間與油泵體內的油道相通，柱塞套內腔充滿燃油。在柱塞向上移動的初期，一部分燃油被擠壓倒流入油道中，這一過程一直延續到柱塞的頂面越過油孔的上緣為止，此后柱塞繼續向上移動，內腔燃油壓力急劇增高。出油閥即行開啟，燃油經過出油閥緊座而被壓入高壓油管中。由于柱塞繼續上移，使高壓油管及噴油器燃油壓力大為增加，當壓力超過噴油器開啟壓力時，噴油器針閥即自行開啟，高壓燃油開始噴射到燃油室中。柱塞供油一直延續到柱塞的螺旋形斜槽刃緣到達柱塞套油孔的下緣為止。
當柱塞套的油孔打開以后，噴油器噴油即行停止。高壓燃油經過柱塞的直槽和柱塞套上的油孔回流到油泵體的低壓腔中，柱塞上面的空間和油管中的壓力降低，出油閥在彈簧的作用下又落到閥座上。當柱塞在彈簧的作用下向下移動時，柱塞套中柱塞上面的空間又重新為燃油所充滿，準備下一工作循環。
噴油泵供油量的多少，取決于柱塞與柱塞套的相對位置，轉動柱塞，即能控制供油量。當調節齒桿移動時，齒圈連同油量控制套筒帶動柱塞旋轉，如果柱塞向右旋轉，供油量便增加，反之供油量則減少。一旦柱塞直槽與柱塞套的油孔相通時，則停止供油。
對用于12V135電站柴油機的12缸B型噴油泵，在其前端面的上方還裝有緩沖器，如圖1（b）所示，緩沖器由殼體、活塞、彈簧、彈簧座、油量調節螺釘、加油和放油螺塞等組成。用戶在使用過程中，應經常旋開加油螺塞進行檢查，確保緩沖器內充滿潤滑油。當噴油泵齒條通過裝于齒條頂端上的連接桿帶動緩沖活塞一起移動時，緩沖器上、下腔內的油通過調節螺釘的針閥孔自動回流，起到了緩沖作用，穩定了轉速。調節螺釘的位置，由工廠在臺架試驗時封定，一般在非特殊情況下不要隨便調節。
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圖1 油量控制機構與緩沖器結構圖 |
二、調速器的結構及工作原理
1、調速器結構
調速器是保證柴油機可靠運行和轉速穩定性的機構。根據柴油機負荷的變化，調節供油量可保持所需的轉速。調速器與噴油泵連成一體，目前135基本型柴油機上所用的調速器都是全程機械離心式。B系列和B系列強化噴油泵所用調速器的結構，如圖2所示。
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圖2 噴油泵用調速器裝配剖面圖 |
調速器是由裝在噴油泵凸輪軸末端的調速齒輪部件驅動的。調速齒輪部件內裝有三片彈簧片，它對突然改變轉速能起緩沖作用。由于提高了調速飛鐵的轉速，使飛鐵的外形尺寸可以小些。兩個重量相等的飛鐵由飛鐵銷裝在飛鐵座架上。伸縮軸抵住調速杠桿部件中的滾輪，調速杠桿與噴油泵齒桿相連，調速彈簧的一端掛在調速杠桿上，另一端掛在調速彈簧搖桿上，擺動搖桿則可調節調速彈簧的拉力。調速器操縱手柄按柴油機用途不同有三種形式，如圖3（a）、（b）、（c）所示。其中微量調節操縱手柄如圖3（a）所示，用于柴油發電機組，如用于要求轉速較準確的直列式基本型柴油機和發電機組等。操縱機構上有高速限制螺釘，用來限制柴油機的最高轉速，即限制調速彈簧最大拉力時的手柄位置，在柴油機出廠時該螺釘已調整好，并加鉛封，用戶不得隨便變動。
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圖3 調速手柄示意圖 |
調速器后殼端裝有低速穩定器。由于安裝位置的關系，只有在6缸直列式柴油機的調速器后殼上才設有轉速表傳動裝置接頭。調速器前殼上裝有停機手柄，當柴油機工作結束或需要緊急停機時，向右扳動停機手柄即可緊急停機。調速器潤滑油與噴油泵不相通，加油時，由調速器上蓋板的加油口注入，油加到從機油平面螺釘孔口有油溢出為止。
2、調速器的工作原理
當柴油機在某一穩定工況工作時，飛鐵的離心力與調速彈簧拉力及整套運轉機構的摩擦力相平衡，于是飛鐵、調速杠桿及各機件間的相互位置保持不變，則噴油泵的供油量不變，柴油機在某一轉速下穩定運轉；當柴油機負荷減低時，噴油泵供油量大于柴油機的需要量，于是柴油機轉速增高，則飛鐵的離心力大于調速彈簧的拉力，平衡被破壞，飛鐵向外張開，使伸縮軸向右移動，從而使調速杠桿繞杠桿軸向右擺動。此時調速彈簧即被拉伸，噴油泵的調節齒桿向右移動，于是供油量減少，轉速降低。直至飛鐵的離心力與調速彈簧的拉力再次達到平衡，這時柴油機就穩定在比負荷減少前略高的某一轉速下運轉。當柴油機負荷增加時，噴油泵供油量少于柴油機的需要量而引起轉速降低，飛鐵的離心力小于調速彈簧的拉力，調速彈簧即行收縮，調速杠桿使調節齒桿向左移動，供油量增加，轉速回到飛鐵的離心力與調速彈簧的拉力再次達到平衡時為止。此時，柴油機穩定在比負荷增加前略低的某一轉速運轉（柴油機調速器操縱手柄位置不變，負荷變化后新的穩定運轉點的轉速取決于所用調速器的調速率，而不同型號柴油機的調速率是根據不同的使用要求確定的）。若要嚴格回到原來的轉速，則需調整調速器操縱手柄。
用于電站的135柴油機的調速器，在其殼體的右上方一般還裝有一塊扇形板的微調機構。當多臺柴油發電機組并聯工作時，可用此扇形板來調節柴油機的調速率。調節時，可旋松扇形板腰形孔上的螺母，慢慢轉動扇形板至所需調速率的位置并加以固定。
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