柴油機(jī)VE型分配泵調(diào)速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工作過程的研究

摘 要：調(diào)速器是柴油機(jī)的重要組成部分，簡(jiǎn)要分析了VE型分配泵調(diào)速器的結(jié)構(gòu)，論述了其工作原理，對(duì)其工作過程進(jìn)行研究，為更好地控制柴油機(jī)的工況提供幫助。

關(guān)鍵詞：VE分配泵調(diào)速器；結(jié)構(gòu)；工作原理；工作過程

中圖分類號(hào)：TK427 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.12.004

作者簡(jiǎn)介：李然捷（1963-），男，山東昌邑人，高級(jí)工程師，研究方向：機(jī)械五金產(chǎn)品檢驗(yàn)、測(cè)試，機(jī)械、五金產(chǎn)品質(zhì)量種裁、鑒定，E-mail：lrj001813@126.com。

1 VE分配泵調(diào)速器的結(jié)構(gòu)

VE分配泵全速調(diào)速器位于泵室內(nèi)的上部，飛錘座架安裝在調(diào)速器軸上，一對(duì)傳動(dòng)齒輪分別安裝在調(diào)速器軸和油泵傳動(dòng)軸上。為提高調(diào)速器工作能力，并使調(diào)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(diào)/n調(diào)泵≈1.6，由于調(diào)速器轉(zhuǎn)速高，加上調(diào)速系統(tǒng)阻力比直列泵明顯要小，所以只有小飛錘（每塊質(zhì)量10 g）就已有足夠的靈敏度。小飛錘都均勻裝在同一飛錘座架內(nèi)，調(diào)速滑套套在調(diào)速器軸上，兩端分別承受飛錘離心力軸向分力（支持力）和調(diào)速器各種彈簧通過一組杠桿機(jī)構(gòu)作用在滑套上的反作用力。這組杠桿十分緊湊，均屬?zèng)_壓件，由導(dǎo)向桿、張力桿、起動(dòng)桿等桿件組成。導(dǎo)向桿安裝在泵體的兩個(gè)固定銷上，可以左右轉(zhuǎn)動(dòng)，全負(fù)荷油量調(diào)節(jié)螺釘頂住導(dǎo)向桿的上端，下端由支承彈簧支撐而保持平衡，活動(dòng)銷把張力桿和起動(dòng)桿連接在一起，安裝在導(dǎo)向桿下部。活動(dòng)銷同時(shí)穿過上述三杠桿，使它們之間能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。起動(dòng)桿下端裝有球頭銷，球頭銷另一端與油量調(diào)節(jié)套連接。起動(dòng)桿移動(dòng)時(shí)通過球頭銷可改變油量調(diào)節(jié)套與柱塞上泄油孔的相對(duì)位置，以改變供油有效行程。

調(diào)速器上有一組彈簧，包括調(diào)速彈簧、怠速彈簧、起動(dòng)彈簧，其中調(diào)速彈簧是拉簧，怠速彈簧為壓簧，起動(dòng)彈簧屬板簧。

操縱桿裝在泵體上部，轉(zhuǎn)動(dòng)它可以改變調(diào)速彈簧的預(yù)緊力，使調(diào)速器得到不同的起動(dòng)轉(zhuǎn)速。

2 工作原理

VE型分配式噴油泵內(nèi)裝的是機(jī)械式全程調(diào)速器，它由飛塊總成、滑套、桿件、調(diào)速彈簧所組成。柴油機(jī)工作時(shí)，噴油泵驅(qū)動(dòng)軸通過調(diào)速器驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)飛塊旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的飛塊在離心力作用下向外張開，轉(zhuǎn)速越快，離心力越大。這個(gè)離心力通過滑套作用在起動(dòng)桿上，再作用在拉桿的左側(cè)；另一方面，駕駛員踩下油門踏板時(shí)，通過控制桿拉伸調(diào)速彈簧，給它一個(gè)向左的預(yù)緊力，作用在拉桿的右側(cè)。如果駕駛員踩下油門踏板到某一位置不變，調(diào)速彈簧的預(yù)緊力就不變。當(dāng)拉桿兩側(cè)的力平衡時(shí)，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(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)出現(xiàn)偶然因素使柴油機(jī)卸載而轉(zhuǎn)速升高時(shí)，飛塊離心力增大，拉桿左右兩側(cè)的作用力失去平衡，拉桿在滑套推動(dòng)下圍繞固定在供油調(diào)節(jié)桿上的轉(zhuǎn)軸順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，油量控制套向左移，供油量減少，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速隨即下降恢復(fù)到原來轉(zhuǎn)速（實(shí)際上比原轉(zhuǎn)速略高）。同樣，當(dāng)偶然因素使柴油機(jī)阻力增大而轉(zhuǎn)速下降時(shí)，飛塊離心力減小，拉桿左右兩側(cè)的作用力也會(huì)失去平衡，拉桿在調(diào)速彈簧拉動(dòng)下圍繞調(diào)速軸逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，油量控制套向右移，供油量增大，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速隨即上升恢復(fù)到原來轉(zhuǎn)速（實(shí)際上比原轉(zhuǎn)速略低）。

3 工作過程

3.1 啟動(dòng)過程

如圖1所示。啟動(dòng)時(shí)，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為零。此時(shí)將油門踏板踏到底，調(diào)速桿移至全負(fù)荷位置，控制彈簧被拉伸，拉桿在彈簧張力作用下向左移動(dòng)直至與限動(dòng)器相接觸，此后，由于配重靜止不動(dòng)，拉桿通過起動(dòng)彈簧使控制桿壓向調(diào)速器套筒，飛錘處于完全閉合狀態(tài)。

通過支軸同控制桿連接的支承桿以支軸為軸向左移動(dòng)，回油環(huán)向右移動(dòng)至啟動(dòng)加濃位置，供給柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí)所需的啟動(dòng)加濃油量。

3.2 怠速

柴油機(jī)啟動(dòng)后，調(diào)速桿返回至怠速位置（油門踏板放松），如圖2所示。此時(shí)調(diào)速彈簧的彈力很小，調(diào)速器軸低速轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)，控制桿就以噴射器自動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧軸頂在拉桿上的那一點(diǎn)為支點(diǎn)向右轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)支承桿也以支軸為支點(diǎn)向右轉(zhuǎn)動(dòng)，回油環(huán)回到怠速位置。

柴油機(jī)在穩(wěn)定的怠速下運(yùn)轉(zhuǎn)，回油環(huán)應(yīng)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(fù)荷工況

如圖3所示。將油門踏板踩到底，使調(diào)速桿轉(zhuǎn)到全負(fù)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(dòng)，直到碰到上面的限動(dòng)器并固定在此處不動(dòng)，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(huán)保持在全負(fù)荷位置上。

將全負(fù)荷油量調(diào)節(jié)螺釘擰入，導(dǎo)桿就會(huì)以支軸為軸左轉(zhuǎn)，支軸桿也要以支軸為中心左轉(zhuǎn)，回油環(huán)就會(huì)朝著增加供油量的方向移動(dòng)。反之，擰出全負(fù)荷油量調(diào)整螺釘，導(dǎo)向桿以支軸為軸右轉(zhuǎn)，支承桿以支軸為中心右轉(zhuǎn)，加油環(huán)便向減少供油量的方向移動(dòng)。

3.4 一般工況

一般工況噴射量自動(dòng)調(diào)節(jié)（發(fā)生反校正作用）時(shí)，如果柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速從全負(fù)荷位置進(jìn)一步增大，飛錘的離心力大于反校正彈簧（如圖4）的安裝預(yù)緊力時(shí)，控制桿就會(huì)與各噴射量自動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧相接觸，壓縮內(nèi)外調(diào)節(jié)彈簧，控制桿的上端以支軸為支點(diǎn)向左轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣通過支軸與控制桿相連的支承桿則以支軸為支點(diǎn)向左轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)果，使回油環(huán)向增加燃油噴射量的方向移動(dòng)。

3.5 最高轉(zhuǎn)速限制

如圖5所示。最高轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，噴射量自動(dòng)調(diào)節(jié)過程結(jié)束，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步上升，配重離心力繼續(xù)增加，拉桿、控制桿和支承桿就會(huì)克服調(diào)速彈簧的張力以支軸為軸向右轉(zhuǎn)動(dòng)，支承桿下端使回環(huán)左移，減少燃油噴射量，從而防止了柴油機(jī)超速。

4 結(jié)語

為滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)，車用柴油機(jī)配套噴油泵性能的提高和功能的完善是當(dāng)前主要的任務(wù)，VE型分配泵以其優(yōu)良的性能成為小型高速柴油機(jī)的主要配套產(chǎn)品，但也存在其機(jī)械結(jié)構(gòu)的局限性，對(duì)其調(diào)速器的研究對(duì)其今后的發(fā)展大有好處。endprint