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康明斯柴油機輸油泵結構組成和工作原理圖
發(fā)布時間:2022-11-18 14:24:49  ▏閱讀:

 

零件裝配與結構組成

康明斯柴油機輸油泵結構組成和工作原理圖

 

摘要:輸油泵的功能是將油箱內的油液提高一定壓力,以克服油液通過濾清器的阻力,保持連續(xù)不斷地向噴油泵輸送具有一定壓力和流量的柴油。其原理是在柴油機工作時,輸油泵利用其上部安裝的滾輪與噴油泵凸輪軸上的偏心輪作相對運動,使泵內活塞產生往復運動。利用這種抽吸作用,將柴油輸送到噴油泵內部的主油道中。同時,輸油泵還可根據柴油機負荷的大小,自動調整供入噴油泵的柴油量,一般康明斯柴油機輸油量應為全負荷最大噴油量的3-4倍。輸油泵的結構形式很多,康明斯公司在本文中主要就柱塞式柴油機輸油泵為例,介紹了其工作原理和結構組成。

 

一、燃油泵原理與類型

 

      輸油泵是使柴油產生一定的壓力,以克服濾清器和油道的阻力,并保證連續(xù)不斷地向噴油泵輸送足夠數(shù)量的柴油。因此,了解輸油泵原理之前,我們首先要了解燃油泵的作用和原理。

1、工作原理

      電動燃油泵相比機械式的確有一些優(yōu)勢,原理如圖1所示。通電后,電動燃油泵可以獨立地運轉。接通開關后,它們就可以泵送燃油。機械式燃油泵在輸送燃油前,發(fā)動機必須發(fā)動或運轉。另一個好處是電動燃油泵的安裝位置可以距離發(fā)動機更遠,這樣,發(fā)動機產生的熱量就不會使油泵內產生蒸汽,因此,可以減小氣阻的風險。電動燃油泵可以更好地配合裝有計算機控制系統(tǒng)的發(fā)電機組工作。另外,電動燃油泵消耗更小的摩擦功率。電動燃油泵還能比機械式燃油泵產生更高的壓力。根據發(fā)動機和制造商的不同,平均泵壓力為15~60 psi。

      圖2顯示的是控制電動燃油泵的電路。電流從蓄電池輸出,然后流到易熔線(圖中間)。易熔線與燃油泵繼電器相連。點火開關接通時,ECC電源繼電器內的線圈通電,使ECC電源繼電器開關閉合。當電源繼電器開關閉合時,燃油泵繼電器線圈會接著通電。一旦通電,泵繼電器開關就會閉合,然后電流通過一個常閉的延時開關。隨后,電流通向電動燃油泵,使泵電動機運轉。延時開關是一個安全裝置,只要發(fā)動機受到意外撞擊或發(fā)生事故,都會斷開電路。這樣防止發(fā)生碰撞時,燃油泵繼續(xù)輸送或濺出燃油。

 

電動燃油泵原理圖.png

圖1  電動燃油泵原理圖

電動燃油泵的電路控制圖.png

圖3 電動燃油泵的電路控制圖

 

2、燃油泵分類

(1)波紋管式電動燃油泵

       在波紋管式電動燃油泵中使用了金屬波紋管,而不是膜片。伸展或壓縮波紋管時可產生吸力和壓力。圖3所示波紋管式電動燃油泵使用電磁線圈來升高或降低波紋管。

      當電流通到電磁線圈時,電樞被吸引向下移動,使金屬波紋管伸長,真空將燃油吸入。當電樞到達最低點,電磁線圈接地,電流斷開,隨后回位彈簧向上推波紋管,由此產生壓力,迫使燃油流出燃油泵并進入噴油器。

(2)葉輪葉片式燃油泵

      葉輪葉片式電動燃油泵,該泵位于油箱內。這種泵有幾種不同的樣式,圖4顯示的是其中一種。電動機總成由電流控制。當電動機轉動葉輪時,燃油從泵的進油口處吸入。燃油經過加壓后,從出油口送出,然后輸送給發(fā)動機。進油端的葉輪起到蒸汽分離器的作用。該裝置以3500/min的轉速運轉。卸壓閥保持燃油泵壓力一直處于60~90 psi。在最極端的條件下,燃油泵會輸送比發(fā)動機能消耗的量更多的燃油。葉輪的結構設計使得它一側產生吸力,另一側產生壓力。通向油箱的進油口與產生吸力的一側相通。燃油經過泵的出油口被輸送給噴油器。

 

波紋管式電動燃油泵結構圖.png

圖3  波紋管式電動燃油泵結構圖

葉輪葉片式電動燃油泵結構圖-柴油發(fā)電機組.png

圖4  葉輪葉片式電動燃油泵結構圖

 

二、輸油泵的構造

 

1、機械葉片式輸油泵

      輸油泵上的回轉筒與偏心鋼筒的內孔不同心,回轉筒上開有4道直槽,槽中裝有葉片,將偏心筒內部隔成A、B、C三個容積不等的空間。當回轉筒旋轉時,上述三部分空間空積隨之變化,A部分增大,C部分減小。容積增大時,產生真空度,燃油從進油口被吸入。容積減小時,燃油受到擠壓,從出油口被壓送出去。輸油泵供油量比柴油機的需要量大,因此出油口處壓力不斷升高。當壓力升高到一定時,克服調壓閥彈簧的壓力,將調壓閥打開,燃油從調壓活門處流回到進油口處,使輸油泵壓力保持在一定范圍內。使用時,通過調壓螺釘可以調節(jié)輸油泵的供油壓力。

      柴油機起動前,燃油依靠油箱油面的高度差產生的壓力,克服變路活門彈簧的彈力,將變路活門打開,燃油通過減壓閥上的小孔,進入出油口,送到燃油系統(tǒng)中去。

2、柱塞式輸油泵

      它由泵體、柱塞、止回閥、進油閥及手壓泵等組成。柱塞式輸油泵實質就是一個類似活塞加二個單向閥保證供油。供油動力可以是手動,也可以機械驅動,由于機械驅動力作用在滾輪上,因此,有時也稱為滾輪式輸油泵。

(1)柱塞

      柴油機在不同工況下工作時,燃油用量不同。當負荷大時,燃油消耗量大,使輸油泵出口處壓力降低,此時借助于柱塞彈簧推動柱塞,使柱塞沖程加大,泵油量增加。反之,柴油機負荷減小,燃油消耗量小,輸油泵出口處壓力增高,柱塞沖程減小,泵油量減少。

(2)泄油孔

      泄油孔用來排除泄漏到推桿與泵體間隙中的燃油,防止燃油沿推桿、挺桿進入凸輪室,沖淡凸輪室中的潤滑油。

(3)手油泵

      輸油泵上設有手油泵,用以排除燃油系統(tǒng)中的空氣,工作原理如圖5所示。使用時可將手柄上下拉動。當手柄上提時,手油泵柱塞向上移動,柱塞下方壓力減小,燃油從進油口頂開進油閥,通過油道進入輸油泵柱塞上方。當手柄向下壓時,進油閥關閉,輸油泵上方油壓增高,頂開止回閥,將燃油從出油口壓送出去。

      輸油泵是單作用活塞式,裝在噴油泵的側面,由噴油泵軸上的偏心輪驅動。其作用是從油箱吸入燃油,并以一定的壓力供給噴油泵足夠的燃油。柴油機起動前,用輸油泵上的手泵進行泵油并排除油路中的空氣,它能順利地把低于輸油泵中心1m內的燃油在0.5 min內吸上,泵油后須旋緊手柄螺帽。

(4)單向閥

      單向閥的作用是保持燃油按正確的方向流動。單向閥的工作原理如圖6所示。單向閥是由一個被彈簧壓在承座上的小片形成的。如果閥的右側產生吸力,那么小片會離開承座并將燃油吸入泵。如果小片的后側有壓力,那么它會被壓到承座上,如圖6(a)所示。同樣,如果閥的左側產生壓力,那么小片會打開閥并使液體流通,如圖6(b)所示。

 

柴油機手油泵工作原理圖.png

圖5  柴油機手油泵工作原理圖

單向閥的工作原理示意圖-柴油發(fā)電機組.png

圖6  單向閥的工作原理示意圖

 

三、輸油泵工作原理

 

      康明斯4、6缸B系列柴油機強化噴油泵采用滾輪式輸油泵,12缸系列柴油機噴油泵配用兩只滾輪式、進出油管接頭在左右兩側的輸油泵和一只單獨安裝在柴油機機體前端的手泵?;窘Y構如圖7所示。

      輸油泵的活塞與殼體的配合間隙為0.005~0.02mm。間隙太大供油率將下降。滾輪式輸油泵的頂桿與頂桿套也是經配對互研的偶件,間隙太大同樣也存在著漏油的弊病。手泵活塞與手泵體之間有橡膠密封裝置,除非手泵中的橡膠圈損壞,一般不宜拆動。12缸V形柴油機用的手泵沒有橡膠密封裝置,它是靠配合間隙(不大于0.02mm)來保證密封的。

      輸油泵的工作原理如圖8所示。當輸油泵滾輪和頂桿處于噴油泵偏心輪的最低位置時,由于彈簧的作用推動活塞向上運動,活塞上腔燃油被排擠出去,這時出油側單向閥關閉,燃油被送至燃油濾清器,而在活塞下腔形成一空間,進油側的單向閥被打開,吸入燃油,如圖8(a)所示。偏心輪繼續(xù)轉動,活塞開始向下移動,直至滾輪和頂桿與偏心輪最高點接觸,燃油被擠壓打開出油側的單向閥而進入活塞上空腔,如圖8(b)所示。如此循環(huán)不斷,將燃油吸入和排送出去。當出油管路阻力加大至活塞兩端的油壓相對等時,活塞不再隨頂桿移動而維持平衡,輸油泵停止工作,如圖8(c)所示。

 

柴油機輸油泵基本結構示意圖.png

圖7  柴油機輸油泵基本結構示意圖

輸油泵工作原理-柴油發(fā)電機組.png

圖8  輸油泵工作原理圖

 

四、輸油泵的檢查及拆裝步驟

 

1、輸油泵損壞檢查

     輸油泵經長期使用后,零件應進行檢查,方法如下:

① 單向閥平面如有磨損、凹陷、麻點等現(xiàn)象,應用研磨膏在平甲板上研磨。嚴重者應換新。 

② 殼體上的單向閥座表面磨損嚴重或不平整時應更換。

③ 頂桿與頂桿套磨損嚴重以致間隙增大,密封性變差,柴油泄漏太多,則須連同殼體更換,或選配加大尺寸的頂桿,須經過互研。

④ 進油管接頭內的粗濾網芯子,極容易被棉絮狀雜物堵塞,影響供油。故應經常注意燃油的清潔及清除濾網芯上的污物。

⑤ 手泵活塞的橡膠圈損壞時,應及時更換。12缸V形柴油機用的手泵活塞處漏油表明配合面磨損,間隙增大了,需要重新選配。

2、輸油泵拆裝步驟

      在進行輸油泵的拆裝之前,需要準備必要的工具和材料,包括扳手、千斤頂、細油杯、清潔劑等。同時,要在操作前仔細閱讀操作手冊,確保自己了解拆裝流程,避免造成不必要的損失。

(1)拆卸輸油泵

① 拆卸套筒

      首先需要拆卸套筒和止動螺母,并將其拆開。需要注意的是,在拆卸過程中要注意保護好套筒和止動螺母,避免損壞。

② 拆卸進油口

      將進油口上的接頭拆開,并拆卸進油口。在拆卸時需要注意保護好密封圈,避免損壞。

③ 拆卸輸出口

      將輸出口上的接頭拆開,并拆卸輸出口。在拆卸時同樣需要注意保護好密封圈。

④ 拆卸泵體

      將泵體拖出,并使用千斤頂將其拆卸。在拆卸時需要注意掌握好方向和力度,避免對泵體造成損壞。

⑤ 拆卸導向鐵

      將導向鐵與定子架分離,并拆卸導向鐵。需要注意不要將定子架損壞,在拆卸過程中要輕拿輕放。

(2)安裝輸油泵

 安裝導向鐵

      安裝導向鐵時需要注意定位,保證其安裝正確。在安裝時可以添加少量潤滑油,提高裝配效果。

 安裝泵體

      在安裝泵體時需要注意方向,要保證其正面都朝向皮帶。安裝時可將泵體的支撐墊板擦拭干凈,并加適量潤滑油,降低摩擦損傷。

 安裝輸出口和進油口

      在安裝輸出口和進油口時都需要注意密封圈的安裝位置和狀態(tài),以保證密封效果。安裝時要加適量潤滑油,方便套接。

 安裝止動螺母和套筒

      在安裝止動螺母和套筒前,需要將其清洗干凈,確保沒有雜質。在安裝時需要保證其緊固力度,并注意套筒的方向和位置。

      輸油泵重新裝配后要求輸油泵的活塞和頂桿等運動零件,在整個行程中應活動良好,不準有阻滯及卡死現(xiàn)象。壓動手泵應輕便靈活。安裝單向閥彈簧時要注意,單向閥彈簧必須準確地嵌在彈簧槽中。

 

總結:

      綜上所述,輕輕易易就能看出輸油泵的性能和故障對柴油發(fā)電機的運行非常重要,任何一個燃油系統(tǒng)的錯誤都可能對柴油機造成毀滅性后果,因此定期進行檢查和維護非常有必要。一旦出現(xiàn)任何故障,應該及時地找到解決的方法,讓柴油發(fā)電機保持最佳的狀態(tài),保證供電安全。

 


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