PT泵燃油系統的組成及工作原理的研究

盧吉生

PT泵燃油系統具有結構簡單、使用可靠、維修方便、體積小、重量輕等優點，目前已大量應用在柴油發動機上。詳細分析了PT泵燃油系統的組成及工作原理，為使用者提供參考。

“PT”是英文“壓力（pressure）”“時間（time）”的縮寫，即靠壓力一時間原理來調節噴油量。PT泵燃油系統主要是指在充滿流體的系統中，任何壓力的變化立即等量地傳到整個系統；流體通過某一通道的流量與流體的壓力、允許通過的時間和通過的截面積成正比。

1 PT泵燃油系統的組成

PT泵燃油系統由油箱、燃油濾清器、PT燃油泵、低壓輸油管、噴油器、搖臂、推桿、噴油器凸輪和回油管等組成，對于增壓柴油機在PT燃油泵中還裝有排氣煙度限制器。各裝置的功用如下。

（1）PT燃油泵。PT燃油泵為一低壓輸油泵，起輸油和調整壓力的雙重作用，它能將從油箱吸回來的燃油壓往噴油器，同時，在柴油負荷和轉速變化時相應改變出口燃油壓力，使噴油器的噴油量也隨之變化。PT燃油泵有兩種形式。

第一種形式稱為PT-G型泵，它表示調速器控制。它包括三個主要部件：齒輪泵，將燃油自油箱吸出，進入調速器柱塞；調速器，控制相當于發動機最高轉速和怠速轉速時從齒輪泵流出的燃油量；節流閥，可以用手操縱控制在各種使用工況下流入噴油器的燃油量。

第二種形式稱為PT-R型泵，它表示壓力調節。它包括下列四個主要部件：齒輪泵，將燃油自油箱吸出，迫使燃油通過濾網進入壓力調節器；壓力調節器，限制流往噴油器的燃油壓力；調速器，控制最高轉速和怠速轉速時的燃油量；節流閥，可用手操縱控制在各種使用工況下流入噴油器的燃油量。

（2）噴油器。根據PT燃油泵的出口燃油壓力對噴油進行計量，然后依靠一套噴油器柱塞驅動機構在規定的時刻將燃油加壓并噴火燃燒室，剩余的燃油經回油管返回油箱。

（3）噴油器柱塞驅動機構。它包括搖臂、推桿、噴油器凸輪等，噴油器凸輪與進排氣凸輪同軸，通過此驅動機構對噴油器柱塞加壓，柱塞上行四位則靠噴油器柱塞回位彈簧。

（4）排氣煙度限制器。一般在增壓的康明斯發動機上采用，其作用是協調渦輪增壓器和PT燃油泵的工作，避免排氣冒黑煙。渦輪增壓器是利用發動機排出的廢氣驅動的。當柴油機負荷急劇改變和油門突然開大時，增壓器的轉速跟不上柴油機轉速的改變。PT燃油泵的供油量則隨著油門開度和柴油機轉速而變化。這樣，增壓器的轉速變化就滯后于PT燃油泵供油量的變化，因而進入燃燒室的空氣量不足，容易引起排氣冒黑煙。排氣煙度限制器可在此時把PT泵供來的燃油旁通掉一部分，以便與進氣量相適應，等到增壓器轉速上升，進氣歧管壓力升高后再恢復加大的供油量。

（5）節流閥軸操縱手柄能通過桿件與駕駛室的油門踏板相連，在怠速與最高轉速之間完全由汽車駕駛員直接控制。

2 PT噴油器的工作原理

2.1安裝法蘭型的PT噴油器

安裝法蘭型的PT噴油器主要由噴油器體、柱塞、噴油器嘴頭、調整墊片、柱塞回位彈簧、回油量孔和計量孔等組成。

安裝法蘭型的PT噴油器工作原理如下。

（1）噴油器柱塞開始上升時，燃油自進油道經噴油器柱塞上的環狀空間，經一垂直油道流至環形槽。由于計量孔處于關閉狀態，燃油不能自計量孔進入噴油器嘴的錐形空間（主量室），而通過回油量孔上升流回油箱；噴油器柱塞繼續上升并打開主量孔，一定量的燃油吸入噴油器的壓力室，其余燃油繼續經回油孔旁通回油。

（2）當柱塞下降時，又將計量孔關閉。計量室中的燃油（對應的氣缸處于壓縮行程，一定量的壓縮空氣被壓入該室）在強壓下（約100 MPa）呈霧狀噴入燃燒室，剛開始噴油瞬間，有一小部分空氣與燃油混合氣噴入氣缸，這一小部分混合氣可誘使燃油開始燃燒，以后噴入的燃油則能繼續燃燒。

（3）當下降行程終了一直到下一工作周期開始的這一瞬間，油器柱塞錐形部分占據了整個計量室，噴油結束，燃油不再環繞油器體流動，柱塞的環狀空間也就不與進油道連通。噴油器的計量孔用來控制燃油的流量和調節燃油壓力。量油作用取決于主量孔的尺寸、噴油凸輪控制的主量孔開啟的時間以及噴油器的進油壓力三個要素。量孔的開啟時間則隨發動機轉速的升高而縮短。

未經過調整的噴油器，由于有加工誤差，雖然燃油壓力相同，噴油量也多少有些偏差，所以要在噴油器試驗臺上進行噴油量試驗和檢查。

2.2圓筒形PT噴油器

該種噴油器使用較廣（如美國的康明斯855系列和V系列發動機）。這種噴油器用于在氣缸內有進油道的發動機，并且沒有安裝法蘭，它靠安裝輪或壓板裝在氣缸蓋上。

這類噴油器有PT型、PTB型、PTC型、PTD型，以及最新發展的低排放型PT-ECON型等。該噴油器的性能特點是噴油持續時間短，噴油壓力高，停止噴油迅速（沒有二次噴射現象）。結構特點是端閥與噴油器柱塞是分開的，端閥在計量室內是浮動的，有許多零件與PTD型噴油器可以互換。它主要由端閥、調整螺釘、跳動鈕、噴油器體、回油孔、柱塞及內外彈簧組成。

PT-ECON型噴油器的工作原理如下。

（1）計童。柱塞升起，計量孔打開，端閥被彈簧頂起。跳動鈕緊靠在柱塞的端面上，端閥上面有燃油通孔，上下計量孔相通。計量時端閥的圓柱形底部縮進與之精密配合的孔中，從而隔斷了上下計量孔之間的通路，使被計量的燃油保存在計量室的上部。

（2）噴油。當柱塞下降并關閉計量孔時，計量過程結束。此時端閥的控制棱邊溝通了計量室的上下油道，在柱塞向下運動時，由于計量室容積減少，噴油器內壓力增加而開始噴油。由于上下計量室是連通的，兩個計量室的壓力相等，因而端閥的內彈簧只需克服慣性力就可以使端閥跟隨柱塞運動。

（3）噴射結束。噴油一直持續到端閥靠近噴油嘴錐形座面，當端閥靠近錐形座底面時，環行油路截面積小于兩噴孔截面積，節流作用開始。座面處的節流使端閥下面的壓力減少，作用在端閥下面的液壓力使端閥迅速落座。

（4）回油和排油。當端閥落座后就不再噴油。這時一個回油打開，防止燃油室中產生過高壓力。在確定的回油孔下會使油壓保持在標準范圍，既能保證端閥密封，又能防止二次噴射。當柱塞繼續向下運動時，從噴油計量室排出的燃油經過回油管到油箱。endprint