康明斯M11发动机PT燃油系统培训课件
在世界范围内,仅仅只有美国康明斯发动机公司一家采用这种独特的PT供油系统,它是该公司的专利。    1954年开始装在康明斯发动机上,因此、它是一种较新的燃油系统。PT燃油系统是康明斯柴油机区别于其他柴油机的标志。其鉴别字母”PT”是”压力和时间的缩写。参考用油管尺寸 STC型PT 喷油器的特点 STC型喷油器的工作过程 STC型喷油器的工作过程 STC型喷油器的工作过程 PT燃油系统原理图 PT/STC燃油系统流向图 AFC(冒烟限制器)无空气螺钉 AFC控制柱塞 AFC弹簧膜片油去电磁阀油从油门轴来来自进气歧管的空气压力无空气状态 AFC(冒烟限制器)无空气螺钉 AFC控制柱塞 AFC 弹簧膜片油去电磁阀油从油门轴来来自进气歧管的空气压力空气工作状态 A . AFC无空气位置:我们知道发动机启动和低怠速运转时,其进气歧管的压力很低,这时较硬的AFC弹簧不能被压缩。因此,AFC控制柱塞靠近AFC盖板的一端,其AFC油道被柱塞台肩所堵塞,燃油只能从无空气针伐与节流孔之间的环形通道流向电磁伐,拧动无空气调节针伐,就可以改变环形通道的大小,从而控制该种工况下的燃油流量与压力,柱塞的这种位置,称作“无空气位置”。 B . AFC控制柱塞的开启位置:随着增压器转速增加,进气歧管的压力也在增加,这时气室的高压气体将作用于AFC膜片上,克服弹簧力使AFC柱塞移向远离盖板的一端。随着柱塞的移动,柱塞上的锥面使其油道逐步打开,燃油经该通道进入电磁伐,这样从油门轴来的燃油可由两个油道(无空气调节针伐及柱塞锥面)进入电磁伐。无空气调节针伐调整好后,其油道的大小是不变的,变化的只是柱塞处的油孔大小,因为AFC装置气室的进口是用一根管子与发动机进气歧管相连通的,即AFC气室里的空气压力与进气歧管内的压力是相等的,随着空气压力
继续增加,油孔也打开更大,直到通过此处的燃油节流损失最小,气室里空气压力就使AFC柱塞保持在最大油量位置(即油门轴全开,全负荷时)。        AFC 装置需在PT试验台上按照规范调预先整好。上面简单介绍了该装置的工作原理,那么,在柴油机上是如何控制烟度的呢?众所周知,柴油机在下述两种工况下烟度最高。(1)启动,(2)加速。启动时油量的控制是很显然的,它由无空气螺钉来调节。加速时,油量急剧增加,而空气压力由于增压器惯性的作用,增加的速度相对较慢,这就造成了空气量的不足,使燃油不能完全燃烧,这也是增压发动机冒烟的原因。如有了AFC装置,情况就不一样了,根据前面的介绍,加速时,虽然来自油门轴的燃油压力急剧增加,但其中有一部分压力会在进气压力增加之前损失掉,使燃油的增加速度与空气的增加速度保持一致,这样就保证了燃油能充分的燃烧。强调一点,AFC装置只有在加速时才起作用。减速时,随着空气压力的减小,AFC柱塞在回位弹簧的作用下,逐渐关闭AFC柱塞处的油道,甚至直到完全关闭。 VS(机械式全程)调速器的工作原理两极调速器对速度调整只有两点(1)控制低怠速,(2)控制高怠速。对于稳定中间工况的速度它无能为力,而VS调速器就可以维持某一转速下平稳的运转。带有VS调速器的PT 燃油泵上,两极调速器的油门轴处于最大油门开度并固定不动。从两极调速器来的燃油流经VS调速器后才到电磁伐,再去喷油器。 VS调速器的工作原理:当发动机在某一中间工况稳定运转时,若负荷突然增加,转速下降,飞块离心力减小,柱塞左移,VS调速器的油孔开度增大,从而造成燃油压力随之增大,发动机循环供油量也增加,使发动机转速升高,回到原来的稳定转速。其调速原理跟两极调速器是一样的,不同之处在于VS调速器的拐点随弹簧力的变化而变化。飞块总成 F推 VS柱塞油门控制轴高怠速调节螺钉怠速调节螺钉怠速弹簧和高速弹
簧 VS调速器油油控制手动油门在不同的位置,可以调节发动机不同的转速,如图所示: n ↓→ F推↓→柱塞左移→通道增加→P↑→Q↑→n↑n ↑→ F推↑→柱塞右移→通道减小→P↓→Q↓→n↓ VS调速器可以保持发动
机在怠速到额定转速的任一转速上稳定运转 PT(D)型喷油器种类法兰式:现在很少使用圆柱式上止式:使用于CQ30290系列汽车,250KW 800KW等发电机组。调整方法为零间隙法(小扭矩法)非上止式:使用于其它机型,调整方法为千分表法(行程法) STC喷油器:使用于M600、G4、M11等发动机调整方法为零间隙法(大扭矩法90INLB)  PT(D)――STC型喷油器为达到严格的排放要求,康明斯发动机公司发展了一种新型的液压驱动的可变喷油正时控制系统,称为STC(Step Timing Control ――分步喷油正时控制系统。该系统与PT喷油器合为一体,称为PT(D)――STC型喷油器(简称STC型喷油器。STC型PT喷油器与常规PT(D)喷油器相比,主要增加了液压提前器及相关零件。STC型PT喷油器为分步正时控制喷油器。在起动和轻载工况下,采用“喷油提前正时方式”,即燃油在压缩循环中更早喷射;而在中、重载工况下采用“常态正时方式”,即燃油在压缩循环中更晚喷射。 PT(D)――STC型喷油器      STC 型PT喷油器具有下列优点:(1)在喷油提前正时方式下工作时:          a、改进在寒冷天气下的怠速特性;          b、减少在寒冷天气下发动机冒白烟;
c、改善轻载工况的燃油经济性;
d、减少喷油器积碳。(2)在常态正时方式下工作时:          a、控制气缸最高爆发压力;          b、降低NOx(氮氧化物)的排放。 PT(D)――STC型喷油器的工作原理      STC 型PT喷油器喷油提前角的提前是由STC控制阀输送出的压力润滑油(压力不低于10psi或69kPa)控制的。当压力润滑油充满于提前器柱塞与柱塞套之间的空间时,相当于“液体挺柱”,提前器柱塞通过它,作用于提前器柱塞套,从而在相同的喷油凸轮转角下,使喷油器柱塞下行,完成提前喷油。在常态正时方式下,STC控制阀关闭了压力润滑油输出通道,提前器柱塞与柱塞套之间没有压力润滑油,“液体挺柱”消失,在相同的喷油凸轮转角下,提前器柱塞与柱塞套直接形成刚性接触,喷油器柱塞恢复常态的下行,从而实现常态下的喷油正时。M11发动机结构特点注:当燃油(5)低于365kpa时,燃油压力开关(6)关闭,
发动机调速器控制阀  3 打开,机油流向(3),(7),(9),(8),喷油正时提前。燃油压力高达20000psi。燃油雾化优异,排放烟度小。性能标定方便,适应性好。可以选用汽车调速器或全程调速器。取消了高压油路,没有二次喷射的问题对于安装调试的问题不敏感。燃油计量  -凸轮处于小基园位置 -燃油从量孔流进喷油器 -计量柱塞顶端关闭了泄油口 -计量柱塞下端打开了计量口 -燃油进入油杯 -计量开始,凸轮仍然处于小基园 -进入油杯的油量取决于燃油压力和计量口打开的时间开始喷油  -凸轮处于从小基园转向大基园的上升段位置 -在凸轮作用下柱塞向下运动 -计量柱塞下端关闭了计量口 -油杯中燃油压力高于气缸压力时开始喷油 -计量柱塞顶端打开了泄油口 -燃油从泄油口流出而冷却喷油器,并维持油道的稳定压力 -喷油压力达到20000psi        在直列发动机中齿轮泵一般是右旋而V型发动机一般是左旋,这是因为
传动系布置及排列造成的。康明斯生产的齿轮泵在泵体上有左右旋标记。如图所示:右旋齿轮泵左旋齿轮泵标记在右标记在左齿轮泵的尺寸基于发动机所需要的燃油流量大小来定,发动机用油愈多,就需要愈大的齿轮泵。这里所指的尺寸是齿轮的宽度。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”齿轮泵,其中3/4”齿轮泵用得最多。齿轮泵的异常磨损在正常情况下是很少出现的,如果燃油太脏、滤清不良(或滤清器损坏)可能会造成这种不良现象。康明斯发动机在设计时,考虑到在发动机供油系统出故障时保护PT燃油泵,在齿轮泵的传动轴上设计了一个薄弱环节,为的是防止因齿轮泵卡死而导致PT  泵严重损坏。在设计时将齿轮泵主动齿轮驱动轴(长轴)的中部,设计为一个薄弱环节(直径较小)如图所示:万一齿轮泵卡死,此处即断裂从而保护PT泵其他零件不致损坏。当然,油泵正常工作时薄弱环节的强度还是足够的。主动齿轮驱动轴(长轴)薄弱环节齿轮泵的尺寸基于发动机所需要的燃油流量大小来定,发动机用油愈多,就需要愈大的齿轮泵。这里所指的尺寸是泵油齿轮的宽度。尺寸有7/16”、3/4”、
1”和5/4”等。除PTH泵是5/4”外,其他都是1”和3/4”齿轮泵,其中3/4”齿轮泵用得最多。齿轮泵的异常磨损在正常情况下是很少出现的,如果燃油太脏、滤清不良(或滤清器损坏)可能会造成这种不良现象。齿轮泵脉冲膜片减振器根据齿轮泵工作特性,它所提供的燃油有较大的压力波动,这样就造成PT泵供油压力的波动。燃油压力波动太大将影响发动机正常工作。如图所示:当发动机在某工况时,由于供油压力的波动,此时各个喷油器量油口的压力就不一样,这样各个喷油器的油杯进油量就不一样,结果是发
动机各缸工作均匀性差、工作不平稳。压力时间喷油器供油压力脉冲减振后的燃油压力某一时刻的压力波动 1 5 3 6 2 4      为防止这种现象,办法是加装一个脉冲膜片减振器并通过一个钻孔与齿轮泵高压腔连通。脉冲膜片减振器的结构如图所示:当一个较高压力波作用在金属膜片上时,膜片压缩它背后的空气,部分压力波能量被吸收,压力波峰值降低,随后、一个较小的压力波作用在膜片上时膜片背后的空气将它推出,给出了部分能量。压力波峰值上升,从而,使供油压力较为平稳,如图所示:脉冲膜片减振器膜片空气压力波动较大的燃油齿轮泵压力波动较小的燃油磁性滤清器磁性(滤网)滤清器在压力的作用下,燃油流入一个小的磁性滤清器里它一般位于油泵的顶端(有些位于底部如PT--VS油泵)。这样。PT系统就有两道滤清装置,磁性滤清器主要滤掉齿轮泵带来的油里面的金属粉末杂质及磨损铁屑。该滤燃油泵及喷油器所用滤芯(网)尺寸 146483滤网:为30×250目普通波纹状蒙耐尔金属滤网,采用两种金属丝织成,金属丝直径为φ.0079[φ0.201]和φ.0043[φ0.109],用于 PT燃油泵上齿轮泵后的燃油滤清。 3090769滤网:为80×700目斜荷兰式织物,镍200金属滤网,采用两种金属丝织成,金属丝直径为φ.004[φ0.10]和φ.003[φ0.076],用于PT燃油泵上停车阀前的燃油滤清。3008706滤网:厚.026-.030[0.66-0.76],上层滤网:200目, 金属丝直径为[φ0.053],内层滤网40目/英寸, 金属丝直径为[φ0.25],用于N 、K, M11系列发动机喷油器上。