PT泵燃油系統(tǒng)的組成及工作原理的研究

盧吉生

PT泵燃油系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、維修方便、體積小、重量輕等優(yōu)點，目前已大量應(yīng)用在柴油發(fā)動機上。詳細分析了PT泵燃油系統(tǒng)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(diào)節(jié)噴油量。PT泵燃油系統(tǒng)主要是指在充滿流體的系統(tǒng)中，任何壓力的變化立即等量地傳到整個系統(tǒng)；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(tǒng)的組成

PT泵燃油系統(tǒng)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(diào)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(zhuǎn)速變化時相應(yīng)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(diào)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(diào)速器柱塞；調(diào)速器，控制相當于發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速和怠速轉(zhuǎn)速時從齒輪泵流出的燃油量；節(jié)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(diào)節(jié)。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(wǎng)進入壓力調(diào)節(jié)器；壓力調(diào)節(jié)器，限制流往噴油器的燃油壓力；調(diào)速器，控制最高轉(zhuǎn)速和怠速轉(zhuǎn)速時的燃油量；節(jié)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(jù)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(qū)動機構(gòu)在規(guī)定的時刻將燃油加壓并噴火燃燒室，剩余的燃油經(jīng)回油管返回油箱。

（3）噴油器柱塞驅(qū)動機構(gòu)。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(qū)動機構(gòu)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(fā)動機上采用，其作用是協(xié)調(diào)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(fā)動機排出的廢氣驅(qū)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(zhuǎn)速跟不上柴油機轉(zhuǎn)速的改變。PT燃油泵的供油量則隨著油門開度和柴油機轉(zhuǎn)速而變化。這樣，增壓器的轉(zhuǎn)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(yīng)，等到增壓器轉(zhuǎn)速上升，進氣歧管壓力升高后再恢復(fù)加大的供油量。

（5）節(jié)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(zhuǎn)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(diào)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(jīng)噴油器柱塞上的環(huán)狀空間，經(jīng)一垂直油道流至環(huán)形槽。由于計量孔處于關(guān)閉狀態(tài)，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(xù)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(xù)經(jīng)回油孔旁通回油。

（2）當柱塞下降時，又將計量孔關(guān)閉。計量室中的燃油（對應(yīng)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(xù)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(jù)了整個計量室，噴油結(jié)束，燃油不再環(huán)繞油器體流動，柱塞的環(huán)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(diào)節(jié)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(fā)動機轉(zhuǎn)速的升高而縮短。

未經(jīng)過調(diào)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(fā)動機）。這種噴油器用于在氣缸內(nèi)有進油道的發(fā)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(fā)展的低排放型PT-ECON型等。該噴油器的性能特點是噴油持續(xù)時間短，噴油壓力高，停止噴油迅速（沒有二次噴射現(xiàn)象）。結(jié)構(gòu)特點是端閥與噴油器柱塞是分開的，端閥在計量室內(nèi)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(diào)整螺釘、跳動鈕、噴油器體、回油孔、柱塞及內(nèi)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(guān)閉計量孔時，計量過程結(jié)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(nèi)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(nèi)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(jié)束。噴油一直持續(xù)到端閥靠近噴油嘴錐形座面，當端閥靠近錐形座底面時，環(huán)行油路截面積小于兩噴孔截面積，節(jié)流作用開始。座面處的節(jié)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(chǎn)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(xù)向下運動時，從噴油計量室排出的燃油經(jīng)過回油管到油箱。endprint