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技術(shù)文章
柴油泵工作原理
點(diǎn)擊次數(shù)：1482 發(fā)布時(shí)間：2014-12-22
1、吸油和壓油過(guò)程
噴油泵的吸油和壓油，由柱塞在柱塞套內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。當(dāng)柱塞位于下部位置時(shí)，柱塞套上的兩個(gè)油孔被打開(kāi)，柱塞套內(nèi)腔與泵體內(nèi)的油道相通，燃油迅速注滿油室。
當(dāng)凸輪頂?shù)綕L輪體的滾輪上時(shí)，柱塞便升起。從柱塞開(kāi)始間向上運(yùn)動(dòng)到油孔被柱塞上端面擋住前為止。在這一段時(shí)間內(nèi)，由于柱塞的運(yùn)動(dòng)，燃油從油室被擠出，流向油道。所以這段升程稱(chēng)為預(yù)行程。當(dāng)柱塞將油孔擋住時(shí)，便開(kāi)始?jí)河瓦^(guò)程。柱塞上行，油室內(nèi)油壓急劇升高。當(dāng)壓力超過(guò)出油閥的彈簧彈力和上部油壓時(shí)，就頂開(kāi)出油閥，燃油壓入油管送至噴油器。柱塞套上的進(jìn)油孔被柱塞上端面*擋住的時(shí)刻稱(chēng)為理論供油始點(diǎn)。
柱塞繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，供油也一直繼續(xù)著，壓油過(guò)程持續(xù)到柱塞上的螺旋斜邊讓開(kāi)柱塞套回油孔時(shí)為止，當(dāng)油孔一被打開(kāi)，高壓油從油室經(jīng)柱塞上的縱向槽和柱塞套上的回油孔流回泵體內(nèi)的油道。此時(shí)柱塞套油室的油壓迅速降低，出油閥在彈簧和高壓油管中油壓的作用下落回閥座，噴油器立即停止噴油。這時(shí)雖然柱塞仍繼續(xù)上行，但供油已終止。
柱塞套上回油孔被柱塞斜邊打開(kāi)的時(shí)刻稱(chēng)為理論供油終點(diǎn)。
從上述的吸油和壓油過(guò)程可見(jiàn)，在柱塞向上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，只是中間一段行程才是壓油過(guò)程，這一行程稱(chēng)為柱塞的有效行程。
2、油量調(diào)節(jié)
為了適應(yīng)柴油機(jī)負(fù)載的要求，噴油泵的供油量必須能夠在zui大供油量(全負(fù)荷)到零供油量(停車(chē))的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
供油量的調(diào)節(jié)是通過(guò)齒桿、轉(zhuǎn)動(dòng)套使噴油泵的全部柱塞同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
當(dāng)柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，供油開(kāi)始時(shí)間不變，而供油終了時(shí)間，則由于柱塞斜邊對(duì)柱塞套回油孔位置的改變而變更了。隨著柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不同，柱塞的有效行程也就不同，因而供油量也隨之改變。
柱塞對(duì)于不供油位1轉(zhuǎn)動(dòng)的角度越大，則柱塞上端面到打開(kāi)拄塞套回油孔的斜邊距離也越大，供油量也就越大，若柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)的角度較小，則斷油開(kāi)始較早，供油量也較小。當(dāng)柴油機(jī)停車(chē)時(shí)必須斷油，為此，可將柱塞上的縱向槽轉(zhuǎn)到正對(duì)著柱塞套上回油孔。此時(shí)，在整個(gè)柱塞行程中，柱塞套內(nèi)的燃油一直通過(guò)縱向槽、回油孔流回油道，沒(méi)有壓油過(guò)程，故供油量等于零。
因此，當(dāng)柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用改變供油量終點(diǎn)的時(shí)刻來(lái)調(diào)節(jié)供油量，這種方法稱(chēng)為供油終點(diǎn)調(diào)節(jié)法。
改變柱塞上斜邊的位置，就可得到其它的調(diào)節(jié)方法。下圖所示為三種油量調(diào)節(jié)方法的柱塞斜邊形狀。
?。╝）為上述的供油終點(diǎn)調(diào)節(jié)法。適宜應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不變的柴油機(jī)上，也應(yīng)用在船用增壓柴油機(jī)上。
?。╞）為供應(yīng)始點(diǎn)調(diào)節(jié)法。由于螺旋斜邊向上傾斜，轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞調(diào)節(jié)油量時(shí)，供油始點(diǎn)改變而供油終點(diǎn)不變。這種調(diào)節(jié)方法曾認(rèn)為適用于直接帶動(dòng)螺旋槳的柴油機(jī)上，因?yàn)榘赐七M(jìn)特性運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷隨轉(zhuǎn)速而增加，噴油提前角也應(yīng)增大。但是實(shí)際上在低負(fù)荷工作時(shí)不利，所以在增壓比較高的船用柴油機(jī)已很少應(yīng)用，仍希望采用*種調(diào)節(jié)供油終點(diǎn)的方法。
?。╟）為供油始點(diǎn)和供油終點(diǎn)同時(shí)改變的方法。這種柱塞是通過(guò)適當(dāng)?shù)暮笠剖键c(diǎn)和提前終點(diǎn)來(lái)滿足減小噴油量要求的，所以它能控制整個(gè)燃燒過(guò)程，不論在低、高負(fù)荷時(shí)均在止上點(diǎn)附近進(jìn)行。這種調(diào)節(jié)方法適用于高增壓和轉(zhuǎn)速與負(fù)荷均變化的船用柴油機(jī)上。
在噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中，除了上述的齒桿式油量控制機(jī)構(gòu)之外，還有-種撥叉式油量控制機(jī)構(gòu)。在柱塞下端有一個(gè)調(diào)節(jié)臂，調(diào)節(jié)臂的球頭一端置于調(diào)節(jié)叉的槽內(nèi)，調(diào)節(jié)叉是用鎖緊螺釘固定在拉桿上，移動(dòng)拉桿，調(diào)節(jié)叉就帶動(dòng)柱塞旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到改變供油量的目的。它的優(yōu)點(diǎn)是加工簡(jiǎn)單，易于修理，油泵外形尺寸小，我國(guó)2號(hào)系列泵就采用這種控制機(jī)構(gòu)。
在上述噴油泵中，zui關(guān)鍵的零件是柱塞。
噴油泵的吸油和壓油，由柱塞在柱塞套內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。當(dāng)柱塞位于下部位置時(shí)，柱塞套上的兩個(gè)油孔被打開(kāi)，柱塞套內(nèi)腔與泵體內(nèi)的油道相通，燃油迅速注滿油室。
當(dāng)凸輪頂?shù)綕L輪體的滾輪上時(shí)，柱塞便升起。從柱塞開(kāi)始間向上運(yùn)動(dòng)到油孔被柱塞上端面擋住前為止。在這一段時(shí)間內(nèi)，由于柱塞的運(yùn)動(dòng)，燃油從油室被擠出，流向油道。所以這段升程稱(chēng)為預(yù)行程。當(dāng)柱塞將油孔擋住時(shí)，便開(kāi)始?jí)河瓦^(guò)程。柱塞上行，油室內(nèi)油壓急劇升高。當(dāng)壓力超過(guò)出油閥的彈簧彈力和上部油壓時(shí)，就頂開(kāi)出油閥，燃油壓入油管送至噴油器。柱塞套上的進(jìn)油孔被柱塞上端面*擋住的時(shí)刻稱(chēng)為理論供油始點(diǎn)。
柱塞繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，供油也一直繼續(xù)著，壓油過(guò)程持續(xù)到柱塞上的螺旋斜邊讓開(kāi)柱塞套回油孔時(shí)為止，當(dāng)油孔一被打開(kāi)，高壓油從油室經(jīng)柱塞上的縱向槽和柱塞套上的回油孔流回泵體內(nèi)的油道。此時(shí)柱塞套油室的油壓迅速降低，出油閥在彈簧和高壓油管中油壓的作用下落回閥座，噴油器立即停止噴油。這時(shí)雖然柱塞仍繼續(xù)上行，但供油已終止。
柱塞套上回油孔被柱塞斜邊打開(kāi)的時(shí)刻稱(chēng)為理論供油終點(diǎn)。
從上述的吸油和壓油過(guò)程可見(jiàn)，在柱塞向上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，只是中間一段行程才是壓油過(guò)程，這一行程稱(chēng)為柱塞的有效行程。
2、油量調(diào)節(jié)
為了適應(yīng)柴油機(jī)負(fù)載的要求，噴油泵的供油量必須能夠在zui大供油量(全負(fù)荷)到零供油量(停車(chē))的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
供油量的調(diào)節(jié)是通過(guò)齒桿、轉(zhuǎn)動(dòng)套使噴油泵的全部柱塞同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
當(dāng)柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，供油開(kāi)始時(shí)間不變，而供油終了時(shí)間，則由于柱塞斜邊對(duì)柱塞套回油孔位置的改變而變更了。隨著柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不同，柱塞的有效行程也就不同，因而供油量也隨之改變。
柱塞對(duì)于不供油位1轉(zhuǎn)動(dòng)的角度越大，則柱塞上端面到打開(kāi)拄塞套回油孔的斜邊距離也越大，供油量也就越大，若柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)的角度較小，則斷油開(kāi)始較早，供油量也較小。當(dāng)柴油機(jī)停車(chē)時(shí)必須斷油，為此，可將柱塞上的縱向槽轉(zhuǎn)到正對(duì)著柱塞套上回油孔。此時(shí)，在整個(gè)柱塞行程中，柱塞套內(nèi)的燃油一直通過(guò)縱向槽、回油孔流回油道，沒(méi)有壓油過(guò)程，故供油量等于零。
因此，當(dāng)柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用改變供油量終點(diǎn)的時(shí)刻來(lái)調(diào)節(jié)供油量，這種方法稱(chēng)為供油終點(diǎn)調(diào)節(jié)法。
改變柱塞上斜邊的位置，就可得到其它的調(diào)節(jié)方法。下圖所示為三種油量調(diào)節(jié)方法的柱塞斜邊形狀。
?。╝）為上述的供油終點(diǎn)調(diào)節(jié)法。適宜應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不變的柴油機(jī)上，也應(yīng)用在船用增壓柴油機(jī)上。
?。╞）為供應(yīng)始點(diǎn)調(diào)節(jié)法。由于螺旋斜邊向上傾斜，轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞調(diào)節(jié)油量時(shí)，供油始點(diǎn)改變而供油終點(diǎn)不變。這種調(diào)節(jié)方法曾認(rèn)為適用于直接帶動(dòng)螺旋槳的柴油機(jī)上，因?yàn)榘赐七M(jìn)特性運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷隨轉(zhuǎn)速而增加，噴油提前角也應(yīng)增大。但是實(shí)際上在低負(fù)荷工作時(shí)不利，所以在增壓比較高的船用柴油機(jī)已很少應(yīng)用，仍希望采用*種調(diào)節(jié)供油終點(diǎn)的方法。
?。╟）為供油始點(diǎn)和供油終點(diǎn)同時(shí)改變的方法。這種柱塞是通過(guò)適當(dāng)?shù)暮笠剖键c(diǎn)和提前終點(diǎn)來(lái)滿足減小噴油量要求的，所以它能控制整個(gè)燃燒過(guò)程，不論在低、高負(fù)荷時(shí)均在止上點(diǎn)附近進(jìn)行。這種調(diào)節(jié)方法適用于高增壓和轉(zhuǎn)速與負(fù)荷均變化的船用柴油機(jī)上。
在噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中，除了上述的齒桿式油量控制機(jī)構(gòu)之外，還有-種撥叉式油量控制機(jī)構(gòu)。在柱塞下端有一個(gè)調(diào)節(jié)臂，調(diào)節(jié)臂的球頭一端置于調(diào)節(jié)叉的槽內(nèi)，調(diào)節(jié)叉是用鎖緊螺釘固定在拉桿上，移動(dòng)拉桿，調(diào)節(jié)叉就帶動(dòng)柱塞旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到改變供油量的目的。它的優(yōu)點(diǎn)是加工簡(jiǎn)單，易于修理，油泵外形尺寸小，我國(guó)2號(hào)系列泵就采用這種控制機(jī)構(gòu)。
在上述噴油泵中，zui關(guān)鍵的零件是柱塞。