康明斯PT柴油泵机理、组成及规格辨认

了解过柴油发电机组产品的人都清楚，PT燃油装置是康明斯公司的专利产品。其具有独特的超速保护装置、低压输油管、管路少、事故率低、可靠性高、高压喷射、燃烧充分的特性，并且装有燃油供油和回油单向阀，使用起来更加安全可靠。与其他传统燃油装置相比，PT燃油装置在构成、构造及作业机理上都有其过人之处。目前，国内的重庆康明斯公司生产的N、M、K系列大功率柴油发电机，一般均采用康明斯PT燃油系统。

     PT喷油泵根据柴油发电机的不同工况调整出适当的燃油压力（P），在该工况由喷油嘴确定的有效时间（T）内流入喷油嘴的油杯。这样流入油杯的循环油量（Q）就取决于燃油压力（P）和流动时间（T），即：Q≈P*T。因为喷油器的计量孔是经选择不变的，于是叫PT燃油系统。

      早期康明斯柴油发电机PT（压力一时间）燃油系统采用PTR（压力一时间调整器）式油泵。后来PIR型油泵已被眺型油泵所代替。PTG型油泵在某些方面与PTR油泵不同，其具体不一样点是燃油通道中压力调节手段不同。在PTR油泵中，较大的燃油通道压力是由一个单独的压力调节器控制的。而在PTG油泵中，较大的燃油通道改为由调速器来控制。PTG油泵多年来是康明斯柴油发电机的标准油泵。近年来因为对废气排放的重视，又开发和操作了PT（G）AFC油泵。这种油泵有个控制元件装在泵内，它可在柴油发电机不一样的运转工况下控制燃油管道中的压力。由于这种装置是根据进气管或增压压力来控制燃油量故AFC型号的意思为空气一燃油控制屏。

      目前，在康明斯柴油发电机上操作有四种规格的喷油泵：PT（G）型、PT（G）VS型、PT（G）AFC型及PT（G）-AFC型（设有空气/燃油控制）。燃油泵连接在空气压缩机、真空泵上，或由柴油发电机齿轮系驱动的喷油泵传动轴上。燃油泵主轴依次驱动齿轮泵、速度控制器和速度表轴。其中PT（G）型喷油泵总成由齿轮泵、标准速度控制器和节流阀三个详细部分构成。

       当燃油泵需要修复时，应对喷油泵进行识别，这样才能确定正确的修复和校准程序。康明斯柴油发电机不论是新的或修理后的燃油泵上面均有一块铭牌。铭牌上有一个号码，用来在燃油装置资料手册中查阅油泵的准确装配和调节的数据。康明斯喷油泵旧式铭牌和新式铭牌上的参数和符号的含义。

      PT燃油系统通过改变燃油泵的输油压力和喷油器的进油时间来改变喷油量，因此，把它命名为“PT燃油装置”或“压力一时间装置”，与其他机械高压泵相比优势如表1所列。由液压机理可知，液体流过孔道的流量与液体的压力、流通的时间及通道的截面积成正比。PT燃油系统即根据这一原理来改变喷油量。该装置的喷油泵进油口处设有量孔，其尺寸经过选择后不能改变。燃油流经量孔的时间则详细与柴油柴油发电机的速度有关，随转速升降而变化。因此，改变喷油量具体通过改变喷油咀进油压力来达到。

      在康明斯PT（G）型柴油泵燃油的输送量直接与燃油压力，输送燃油时间，燃油必须流经小孔的尺寸有关。带调速器的齿轮输油泵中的油路。当柴油发电机作业时，由主轴带动PT（G）泵的曲轴，使齿轮输油泵旋转，柴油从油箱吸出通过滤清器过滤后，经油管进入齿轮泵加压，经滤网再次滤清后，一路通向辅助速度控制器（MVS速度控制器）的一端，另一路流向标准调速板（PRG速度控制器）。进入标准调速板的柴油又分为两路：一路经节流阀7或怠速油道流向MVS调速板然后经节流阀流向PT喷油泵；一路流回齿轮泵。

      如果柴油发电机的工作转速介于怠速与高速之间某一转速运行，那么调速板对燃油流向不会有什么危害，在这种情况下，燃油受节流阀（即油门）调整，而油门由使用人员控制。当油门处于全油量位置时，PT（G）型油泵速度控制器通过节流阀控制送往燃油管道的较大燃油压力，能有效地调节送到柴油发电机去的燃油量。如果柴油发电机达到较高速度，无论油门位置怎么样，速度控制器就会推动调速器柱塞挡住输送燃油去喷油泵的油道，因而，达到限速的目的。当调速器切断通往喷油嘴的油道时，燃油便旁通回到油泵主壳体中，燃油可用来润滑调速板和调速器柱塞，当壳体中逐渐充满油时，燃油便回到齿轮泵吸油口一侧，以备再度使用。

 表1    康明斯PT柴油泵与机械高压泵性能对比

      PT燃油装置的外形如图1所示，其构造由齿轮式输油泵、稳压器、柴油过滤器、断油阀、节流阀及调速板等构造一体（如图2所示），并称此组合体为PT燃油泵。通常康明斯上只装PTG两极式速度控制器，而在发电机组上加装的有机械可变速度全程式调速板、可变速度全程式调速板或专用全速调速板。当只装PTG两极调速器时，节流阀与调速手柄连接，调整调速手柄可以使节流阀旋转，从而改变节流阀通过的截面积。若加装或全程式调速器，则节流阀保持全开位置不动，调速器在PTG速度控制器不起作用的转速范围内起调速功用。

      由一对外啮合式齿轮构造。它装在泵売的后方。由喷油泵曲轴驱动主动齿轮，带动被动齿轮转动，使其对燃油产生挤压力，形成燃油所具备的压力（控制曲线所示），向整个燃油系统输送燃油。燃油进油口在齿轮泵的后部。在燃油泵的后端装设有脉冲消减器。它有个钢质膜片能吸收因齿轮泵作业时燃油中的脉冲，并使整个燃油装置的油流平顺。

      当使用一种限速型速度控制器时，节流器便控制柴油发电机高低息速间的转速。对有全程式速度控制器的油泵，则允许操作人员将柴油发电机转速调到运转工况。节流器是控制流向喷油咀燃油流量的器件。它由一根具有内孔的轴结构。在校准准确的燃油流量时，孔的大小是能够调节的。

      康明斯柴油发电机采用的调速器形式较多，下面讲解几种：

      又称标准调速器，它由一组弹簧和飞锤系统所控制，对柴油发电机具有两种调速作用：

（1）在怠速运转时调速起功能，当柴油发电机在怠速运行时，调速器飞锤发生离心力，拨动柱塞移动。此时速度控制器弹簧组中的怠时弹簧和螺钉的功用，使速度控制器柱塞的位置恰好使急速油口充分开启，让燃油流过，维持柴油发电机怠试运行。

（2）当柴油发电机超过较高转速时，速度控制器飞锤出现离心力增大，拨动柱塞位移，切断通向喷油器的燃油，并使燃油流回齿轮泵。因此，柴油发电机转速下降较高转速后，又使调速板柱塞处于供油状态。

（3）当柴油发电机处于怠速与较高转速之间运行工况时，标准调速器不起功用，柴油发电机所需的燃油量，由油门位置控制。如果负荷不变，可控制油门位置改变柴油发电机的速度。若速度不改变，同样亦可控制油门改变柴油发电机的负荷。

      用于柴油发电机组的柴油发电机，若采用人工来控制油门位置，来改变转建或负载是不稳定的。需要辅助速度控制器和标准速度控制器配合使用。在康明斯柴发机组上，采用二种辅助调速板：一种为MVS机械全程速度控制器，装在标准调速器壳体上部，作业原理如图4所示；另一种EFC电子调速器。EFC电子速度控制器，由电磁探头、调速控制及执行器等构成。电磁感应器装在飞轮罩上，将飞轮齿圈所感应到交流电讯号送到调速操作系统上，与原有的参考量进行比较，当出现差别量时，就会改变送到执行器的电流量，使执行器轴旋转。改变燃油系统的供油量，使柴油发电机的速度或容量改变。装上EFC电子调速板，应将其速度控制器的油门轴固定在全开位置，让燃油畅流。燃油由齿轮泵进人EFC执行器腔中，经控制后流向截止阀到喷油嘴。采用EFC电子调速装置时应注意下面问题：

（1）装配电磁感应器时，应保证感应器的顶部与齿圈齿顶之间的间隙为（0.71～1.07）mm。

      这种调速板一般在开架式的机组中，柴油发电机负荷改变时，能保持恒定的速度。乌德华德（Woodward）液力调速板。它利用柴油发电机润滑装置中有压力的机油作能量介质。其机油来自调速器驱动机构売的集油槽。当柴油发电机负载增加时，速度将下降，飞球向内运动，压下导引阀柱塞，这就使伺服活塞下面有机油压力，使活塞上升。伺服活塞的运动通过接头杆传到接头轴上，接头轴的传动使柴油发电机供油量增加。反之，供油量减少。

      它的功用是控制燃油的流向。由于受柱塞位移的限制，故调速柱塞采用2个节流孔。当飞锤离心力起功能时，就有其中一个节流孔对准套胃上上某一节流孔。柱塞套筒上有3个省油孔，距离飞锤较远的节流孔为进油孔，较靠近飞锤的节流孔为怠速油孔，另一只节流孔为供油孔，通向油门轴。

      它是用来控制柴油泵到喷油咀油路的开启和关闭的阀门。康明斯柴发机组一般采用电动节流阀，它是个电气操纵的电磁线圈阀，装在燃油泵的上部，可以让操作人员用发电用点火开关来起动柴油发电机或停机。当电磁线圈通电时，电磁阀即开启让燃油流往喷油嘴。当电磁线圈断电时，电磁阀关闭，停止向喷油泵供油，柴油发电机停机。线圈上装有一只球形捏手，如果电动失灵时，可用人工使用。当用起动开关进行电气操作时，应把球形捏手逆时针方向旋到较外面，以便电路接通时线圈开启节流阀。

图3  柴油发电机燃油压力控制曲线  MVS机械全程速度控制器工作机理图

      康明斯发电机组中的PT泵属于低压燃油泵，类型为较为基本的PT(G)型，具体由齿轮泵、脉冲消减器、两极速度控制器、减震器、节流阀、磁性滤清器、断油阀等38个具体零件组成。总结起来，PT泵通过利用叶轮的旋转出现离心力，从而将燃油从进口吸入泵体，并通过压缩作用将其推送至出口。这种作业机理使得燃油系统能够实现高效的燃油输送和压力提升。