齒輪泵
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齒輪泵的結(jié)構(gòu)、工作原理和易發(fā)故障 |
摘要：PT燃油供給系統(tǒng)與傳統(tǒng)的柴油機(jī)供給系統(tǒng)不同。其供油量的大小取決于燃油泵的輸出壓力P(Pressure)和噴油器的進(jìn)油時(shí)間T(Time),因而稱PT燃油供給系統(tǒng)。PT燃油供給系統(tǒng)在某些重型柴油發(fā)電機(jī)組和大型的工程機(jī)械應(yīng)用較多。PT燃油供給系統(tǒng)的組成由燃油箱、濾清器、PT燃油泵、噴油器、噴油器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括凸輪、滾輪、挺柱和搖臂等)及回油路等組成。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃油從燃油箱、經(jīng)濾清器進(jìn)入PT燃油泵。初步增壓到0.618 MPa~1.372MPa后，經(jīng)輸油泵將燃油輸送給噴油器。在噴油器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下，噴油器對(duì)燃油進(jìn)行計(jì)量和進(jìn)一步加壓(達(dá)到98MPa),并在規(guī)定時(shí)刻將燃油以霧狀從噴油器噴孔噴入燃燒室。同時(shí)多余燃油經(jīng)回油管流回柴油箱。噴油器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的凸輪與配氣凸輪同軸，凸輪的布置方式?jīng)Q定了柴油機(jī)的工作順序和噴油定時(shí)。
● 結(jié)構(gòu)
PT燃油泵的功用是將柴油適當(dāng)增壓并輸送到噴油器中，同時(shí)在柴油機(jī)工況改變時(shí)，相應(yīng)地調(diào)節(jié)供油量。
PT燃油泵主要由齒輪泵、穩(wěn)壓器、濾清器、PTG調(diào)速器、旋轉(zhuǎn)式節(jié)流閥和MVS調(diào)速器等部件組成。
齒輪泵由齒輪泵殼體(兩部分組成)、主動(dòng)齒輪(長(zhǎng)軸)、從動(dòng)小齒輪、襯墊等組成。
齒輪泵為燃油建立初步壓力，穩(wěn)壓器用于消除齒輪泵輸出油壓的波動(dòng)，PTG為兩速調(diào)速器，MVS為全速調(diào)速器。一般汽車柴油機(jī)上PT燃油泵只裝有PTG調(diào)速器，用來(lái)控制柴油機(jī)的怠速和最高轉(zhuǎn)速，中間轉(zhuǎn)速由旋轉(zhuǎn)式節(jié)流閥直接控制。在發(fā)電機(jī)組的柴油機(jī)上通常加裝MVS全程調(diào)速器，使柴油機(jī)可在操作員選定的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定工作。斷油閥是利用電磁力或手動(dòng)來(lái)切斷油路，使柴油機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
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1.轉(zhuǎn)速表驅(qū)動(dòng)軸
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16.濾油器來(lái)的燃油
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2.惰輪和軸
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17.油門軸
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3.空氣燃油控制器活塞
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18.怠速調(diào)節(jié)螺絲制器活塞
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4.全程（VS）調(diào)速器飛塊
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19.高速?gòu)椈?/div>
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5.到噴油器去的燃油
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20.怠速?gòu)椈?/div>
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6.電磁閥
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21.怠速?gòu)椈芍?/div>
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7.空氣燃油控制柱塞
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22.燃油控制柱塞塞
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8.空氣燃油控制柱塞套
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23.燃油控制緩沖器
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9.VS調(diào)速器柱塞
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24.燃油調(diào)節(jié)螺絲
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10.VS怠速?gòu)椈?/div>
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25.濾清器螺絲
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11.VS高速?gòu)椈?/div>
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26.調(diào)速器螺絲
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12.VS油門軸
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27.扭力彈簧
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13.齒輪泵
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28.調(diào)速器飛塊
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14.脈沖減震器
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29.調(diào)速器輔助柱塞
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15.空氣燃油控制針閥
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30.驅(qū)動(dòng)軸
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● 工作原理
（1）當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵時(shí)，齒輪泵隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速與柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一樣。旋轉(zhuǎn)的齒輪在吸油端產(chǎn)生真空并從油箱內(nèi)通過(guò)濾清器把油吸起后將油壓入高壓腔。齒輪泵出口的燃油壓力要比PT泵出口的壓力大4--5倍。齒輪泵的泵油特性是壓力隨轉(zhuǎn)速的升高而升高，如圖2所示。
（2）在直列柴油發(fā)電機(jī)中齒輪泵一般是右旋而V型柴油發(fā)電機(jī)一般是左旋，這是因?yàn)閭鲃?dòng)系布置及排列造成的?？得魉股a(chǎn)的齒輪泵在泵體上有左右旋標(biāo)記，如圖3所示。
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圖2 PT燃油系統(tǒng)齒輪泵泵油特性 |
圖3 PT燃油系統(tǒng)齒輪泵左右旋標(biāo)記 |
（3）齒輪泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。齒輪泵的尺寸基于柴油發(fā)電機(jī)所需要的燃油流量大小來(lái)定，柴油發(fā)電機(jī)用油愈多，就需要愈大的齒輪泵。這里所指的尺寸是齒輪的寬度。尺寸有7/16” 、3/4” 、1”和11/4”等。除PTH泵是11/4”外，其他都是1” 和3/4”齒輪泵，其中3/4” 齒輪泵用得最多。
（4）齒輪泵的異常磨損在正常情況下是很少出現(xiàn)的，如果燃油太臟、濾清不良（或?yàn)V清器損壞）可能會(huì)造成這種不良現(xiàn)象。康明斯柴油發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到在柴油發(fā)電機(jī)供油系統(tǒng)出故障時(shí)保護(hù)PT燃油泵，在齒輪泵的傳動(dòng)軸上設(shè)計(jì)了一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，為的是防止因齒輪泵卡死而導(dǎo)致PT泵嚴(yán)重?fù)p壞。在設(shè)計(jì)時(shí)將齒輪泵主動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)軸（長(zhǎng)軸）的中部，設(shè)計(jì)為一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)（直徑較小），如圖5所示。萬(wàn)一齒輪泵卡死，此處即斷裂從而保護(hù)PT泵其他零件不致?lián)p壞。當(dāng)然，油泵正常工作時(shí)薄弱環(huán)節(jié)的強(qiáng)度還是足夠的。
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圖4 PT燃油系統(tǒng)齒輪泵剖析圖 |
圖5 PT燃油系統(tǒng)齒輪泵傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié) |
以上所有的數(shù)據(jù)均是基于柴油發(fā)電機(jī)組帶燃油泵、水泵、機(jī)油泵、空濾器和消聲器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)獲得的，但不帶有充電機(jī)、空壓機(jī)、風(fēng)扇、選用設(shè)備和驅(qū)動(dòng)件。
以上所有的數(shù)據(jù)都是基于ISO 3046標(biāo)準(zhǔn)參考的條件—海拔110m（361ft），大氣壓力100kPa（29.53inHg），進(jìn)氣溫度25℃ (77°F)，相對(duì)濕度30%，使用標(biāo)準(zhǔn)No.2號(hào)柴油或符合ASTM D975的柴油。
