專(zhuān)利名稱(chēng)：一種單缸柴油機(jī)用帶油量校正的限油器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專(zhuān)利涉及單缸柴油機(jī)用帶油量校正的限油器技術(shù)，用于柴油機(jī)滿(mǎn)足移動(dòng)用 柴油機(jī)的性能要求。
背景技術(shù)：
單缸柴油機(jī)為滿(mǎn)足移動(dòng)用柴油機(jī)的性能要求需安裝帶油量校正的限油器，且制造 的參數(shù)需正確，否則柴油機(jī)可能達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的動(dòng)力性要求，或者出現(xiàn)柴油機(jī)冒黑 煙或排放超標(biāo)要求。如國(guó)內(nèi)年產(chǎn)近200萬(wàn)臺(tái)的186F系列柴油機(jī)，原主要配套固定用途的發(fā) 電機(jī)組、水泵機(jī)組等，以出口為主。柴油機(jī)原有一限油器，實(shí)際上是一個(gè)穩(wěn)速器，柴油機(jī)高于 標(biāo)定轉(zhuǎn)速突變負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)起到減少超速量，柴油機(jī)穩(wěn)定性改善的作用，由于限油器起動(dòng)油 量行程較大，故標(biāo)定工況不能起到限油作用。目前國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售使用186F等柴油機(jī)配套主要用 于旋耕機(jī)、拖拉機(jī)、小型工程機(jī)械作移動(dòng)用途的機(jī)械配套，原限油器不能起到標(biāo)定功率限制 作用，柴油機(jī)噴油泵油量調(diào)速撥叉實(shí)際使用中負(fù)荷增大，油量撥叉在調(diào)速?gòu)椈闪ψ饔孟掳?調(diào)速特性運(yùn)行，達(dá)全負(fù)荷時(shí)，扭矩會(huì)繼續(xù)增大超負(fù)荷繼續(xù)按調(diào)速特性運(yùn)行，供油量增大使柴 油機(jī)冒黑煙，直至供油量增加過(guò)多后黑煙滾滾而熄火，柴油機(jī)也不能滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)移動(dòng) 用途的柴油機(jī)考核要求，因此為防止超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)造成柴油機(jī)煙度大、油耗高，污染環(huán)境的問(wèn) 題，單缸柴油機(jī)應(yīng)安裝帶油量校正的限油器，將標(biāo)定工況的供油量限制在標(biāo)定功率位置，且 柴油機(jī)的性能滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)移動(dòng)用途的柴油機(jī)扭矩儲(chǔ)備和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)的考核要求， 有起動(dòng)加濃滿(mǎn)足起動(dòng)要求，因此需設(shè)計(jì)帶扭矩校正和起動(dòng)加濃校正的油量限制器，簡(jiǎn)稱(chēng)限 油器。

發(fā)明內(nèi)容
為解決原限油器不能起到標(biāo)定功率限制作用，柴油機(jī)噴油泵油量調(diào)速撥叉實(shí)際使 用中負(fù)荷增大，油量撥叉在調(diào)速?gòu)椈闪ψ饔孟掳凑{(diào)速特性運(yùn)行，達(dá)全負(fù)荷時(shí)，扭矩會(huì)繼續(xù)增 大超負(fù)荷繼續(xù)按調(diào)速特性運(yùn)行，供油量增大使柴油機(jī)冒黑煙，本發(fā)明提供了一種有油量校 正起動(dòng)加濃的限油器及制造方法。本發(fā)明的限油器由校正桿、校正器體、校正彈簧座、起動(dòng)彈簧、校正螺母和校正彈 簧構(gòu)成。其中校正桿、校正彈簧裝配在校正彈簧座內(nèi)，校正彈簧座裝配在校正器體校正彈簧 座內(nèi)，校正桿右端與校正彈簧座底部的間隙為扭矩校正用的油量校正行程ΔΧ;校正彈簧 座與校正器體之間安放的是起動(dòng)彈簧校正彈簧座，校正彈簧座與校正螺母的間隙為起動(dòng)所 需的油量校正行程ΔΥ ；校正桿前端與調(diào)速杠桿的一端接觸，調(diào)速杠桿撥動(dòng)噴油泵油量撥 叉改變供油量。本發(fā)明的工作原理和制造方法如下
確定限油器三個(gè)特征參數(shù)的量值及制造偏差，按柴油機(jī)速度特性的扭矩儲(chǔ)備性能要求 確定的油量校正行程、滿(mǎn)足冷起動(dòng)性能的起動(dòng)加濃行程和防止限油器在柴油機(jī)速度特性低 速誤起作用的起動(dòng)彈簧預(yù)緊力值。
確定單缸柴油機(jī)限油器校正行程Δ X，該單缸柴油機(jī)最大扭矩點(diǎn)的性能所需油量 和噴油泵速度特性在最大扭矩點(diǎn)的實(shí)測(cè)油量的差值確定，起動(dòng)加濃行程的起動(dòng)加濃油量由 該種單缸柴油機(jī)起動(dòng)所需油量與噴油泵速度特性在起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)的實(shí)測(cè)油量的差值確定；首 先確定單缸柴油機(jī)剛性限油時(shí)柴油機(jī)全負(fù)荷速度特性，得出扭矩、功率、燃油消耗率可得出 噴油泵速度特性，然后根據(jù)柴油機(jī)要求的最大扭矩值、最大扭矩轉(zhuǎn)速值與相應(yīng)轉(zhuǎn)速的燃油 消耗率值，得出最大扭矩工況點(diǎn)所需循環(huán)噴油量和校正油量Δ Kb，由校正油量」Kb確定出 制造限油器用的校正行程ΔΧ。限油器起動(dòng)加濃行程ΔΥ由起動(dòng)加濃油量確定，柴油機(jī)起動(dòng)油量一般為標(biāo)定工況 點(diǎn)噴油量的1. 3 1. 5倍，據(jù)此得出柴油機(jī)起動(dòng)時(shí)所需的實(shí)際循環(huán)供油量值，此值與剛性限 油的噴油泵速度特性的起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)供油量的差值即為起動(dòng)所需的校正加濃油量，根據(jù)此 起動(dòng)校正加濃油量得出噴油泵有效供油行程的增量，從而得出限油器起動(dòng)加濃行程ΔY。起動(dòng)彈簧預(yù)緊力確定，限油器的起動(dòng)彈簧預(yù)緊力大小應(yīng)大于在柴油機(jī)速度特性最 低工作轉(zhuǎn)速時(shí)限油器的校正桿上所受的調(diào)速系統(tǒng)的作用力。使用限油器具有以下有益效果能保證柴油機(jī)起動(dòng)容易，滿(mǎn)足國(guó)家移動(dòng)用途柴油 機(jī)考核要求(扭矩儲(chǔ)備大于12%)，實(shí)際使用減少柴油機(jī)冒黑煙的工作狀況，柴油機(jī)煙度強(qiáng)制 要求不大于4. 5FSU，不使用限油器，柴油機(jī)會(huì)黑煙滾滾，煙度可達(dá)7 10FSU，造成燃燒不完 全，所以使用限油器也節(jié)省了燃油，有環(huán)保節(jié)能的效果。


圖1為單缸柴油機(jī)用帶油量校正的限油器。圖2為裝剛性限油器的單缸柴油機(jī)速度特性。圖3為噴油泵速度特性及校正油量、起動(dòng)加濃量的分析。圖4為186FA柴油機(jī)速度特性。圖中，(1)校正桿、(2)校正器體、(3)校正彈簧座、(4)起動(dòng)彈簧、(5)校正螺母和 (6)校正彈簧。
具體實(shí)施例方式圖1是單缸柴油機(jī)用有油量校正的限油器結(jié)構(gòu)。本發(fā)明由校正桿1、校正器體2、校正彈簧座3、起動(dòng)彈簧4、校正螺母5和校正彈簧 6構(gòu)成。所述校正桿1、校正彈簧4裝配在校正彈簧座3內(nèi)，校正桿1右端與校正彈簧座3 底部的間隙為扭矩校正用的油量校正行程ΔΧ為0. 13—0. 17mm，校正彈簧座3與校正器體 2之間安放的是起動(dòng)彈簧，校正彈簧座3與校正螺母5的間隙為起動(dòng)加濃校正行程ΔΥ為 0.85—0.93mm，能保證柴油機(jī)容易起動(dòng)且不冒黑煙。校正桿前端與調(diào)速杠桿的一端接觸， 調(diào)速杠桿撥動(dòng)噴油泵油量撥叉改變供油量。柴油機(jī)起動(dòng)彈簧預(yù)緊力大于校正桿在柴油機(jī)速 度特性上的最低轉(zhuǎn)速時(shí)的作用力，其特征能使柴油機(jī)在速度特性上工作時(shí)起動(dòng)彈簧不起作 用，防止柴油機(jī)冒黑煙，有效控制柴油機(jī)的煙度，減少柴油機(jī)的使用油耗。下面以186FA柴油機(jī)限油器為例，限油器制造參數(shù)的確定方法。限油器校正行程ΔΧ、起動(dòng)所需的油量校正行程Δ Y及起動(dòng)彈簧預(yù)緊力三個(gè)參數(shù) 是限油器制造的關(guān)鍵，數(shù)值大小與柴油機(jī)最大扭矩、柴油機(jī)煙度和排放有直接關(guān)系。
限油器校正行程ΔΧ由柴油機(jī)需校正的油量確定，柴油機(jī)的校正油量包括兩部 分，一部分取決于柴油機(jī)用噴油泵的結(jié)構(gòu)參數(shù)的組合，參數(shù)組合決定了噴油泵速度特性各 轉(zhuǎn)速下的油量值；另一部分取決于柴油機(jī)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的扭矩儲(chǔ)備值及轉(zhuǎn)速值要求， 即柴油機(jī)速度特性要達(dá)到的實(shí)際性能，扭矩值及燃油消耗率的數(shù)值。確定單缸柴油機(jī)限油 器校正行程ΔΧ，首先需知道單缸柴油機(jī)剛性限油時(shí)柴油機(jī)全負(fù)荷速度特性，如圖2所示， 根據(jù)圖2得出扭矩、功率、燃油消耗率可得出噴油泵速度特性，見(jiàn)圖3曲線1的EDA段所示， A為標(biāo)定工況點(diǎn)的循環(huán)供油量。然后根據(jù)柴油機(jī)要求的最大扭矩值、最大扭矩轉(zhuǎn)速值與圖1 中相應(yīng)轉(zhuǎn)速的燃油消耗率值，可得出最大扭矩工況點(diǎn)所需循環(huán)噴油量(圖3的C點(diǎn)油量值)， C點(diǎn)與曲線1上的D點(diǎn)的油量差為校正油量Δ Kb。由校正油量」Vb確定出制造限油器用的 校正行程Δ X (圖1)，如186F系列柴油機(jī)Δ X為0. 13 0. 17mm,此值能使柴油機(jī)扭矩儲(chǔ)備 在12 20%之間，也給生產(chǎn)制造提供了公差范圍，太大扭矩儲(chǔ)備會(huì)使柴油機(jī)煙度超標(biāo)。限油器起動(dòng)加濃行程ΔΥ由起動(dòng)加濃油量確定，柴油機(jī)起動(dòng)油量一般為標(biāo)定工況 點(diǎn)噴油量的1.3 1.5倍，據(jù)此得出柴油機(jī)起動(dòng)時(shí)所需的實(shí)際循環(huán)供油量值，見(jiàn)圖3中G點(diǎn)。 而根據(jù)剛性限油的噴油泵速度特性(圖3，曲線1)在起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)供油量是圖3中的H點(diǎn)，圖 3中曲線2是柴油機(jī)滿(mǎn)足最大扭矩要求的噴油泵速度特性，曲線2與曲線1在最大扭矩轉(zhuǎn) 速后(C、D點(diǎn)后)兩者是基本平行(兩者不同供油位置的噴油泵速度特性)，。對(duì)應(yīng)起動(dòng)轉(zhuǎn)速 時(shí)供油量是圖3中的G點(diǎn)，G點(diǎn)與K點(diǎn)之間的差值即為起動(dòng)所需的校正加濃油量，根據(jù)此 起動(dòng)校正加濃油量得出噴油泵有效供油行程的增量，從而得出限油器起動(dòng)加濃行程ΔΥ，如 186F系列柴油機(jī)ΔΥ為0. 85 0. 93mm。起動(dòng)彈簧預(yù)緊力是限油器的另一個(gè)非常重要參數(shù)，要求需保證在柴油機(jī)速度特性 上起動(dòng)彈簧不起作用，如起動(dòng)彈簧在某一轉(zhuǎn)速其作用，彈簧被壓縮，限油器的校正桿移動(dòng)使 供油量增大，扭矩會(huì)增大，但起動(dòng)行程大，彈簧剛度小，會(huì)引起柴油機(jī)冒黑煙。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 按非道路用途柴油機(jī)速度特性的最低轉(zhuǎn)速必須是標(biāo)定轉(zhuǎn)速的55%以下，因此柴油機(jī)至少在 50%標(biāo)定轉(zhuǎn)速前起動(dòng)彈簧不能起作用，即此時(shí)起動(dòng)彈簧預(yù)緊力必須大于限油器頂桿的受力 (此力大小與調(diào)速器結(jié)構(gòu)、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速等有關(guān))。按調(diào)速器工作原理得出限油器頂桿的受力 后，給出起動(dòng)加濃彈簧剛度和預(yù)緊力來(lái)滿(mǎn)足起動(dòng)彈簧預(yù)緊力的要求。圖4是用本發(fā)明設(shè)計(jì)的限油器用于186FA柴油機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)得到的柴油機(jī)速度特 性，該機(jī)扭矩儲(chǔ)備達(dá)13. 6 %，最大扭矩轉(zhuǎn)速為2800r/min，柴油機(jī)考核范圍煙度為2. 2FSU， 滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)考核指標(biāo)的要求。
權(quán)利要求
一種單缸柴油機(jī)用帶油量校正的限油器，其特征是由校正桿(1)、校正器體(2)、校正彈簧座(3)、起動(dòng)彈簧(4)、校正螺母(5)和校正彈簧(6)組成；所述校正桿(1)、校正彈簧(4)裝配在校正彈簧座(3)內(nèi)，校正桿(1)右端與校正彈簧座(3)底部的間隙為扭矩校正用的油量校正行程ΔX；校正彈簧座(3)與校正器體(2)之間安放的是起動(dòng)彈簧，校正彈簧座(3)與校正螺母(5)的間隙為起動(dòng)加濃校正行程ΔY；校正桿(1)前端與調(diào)速杠桿的一端接觸，調(diào)速杠桿撥動(dòng)噴油泵油量撥叉改變供油量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單缸柴油機(jī)用帶油量校正的限油器，其特征是所述扭 矩校正用的油量校正行程ΔΧ為0. 13—0. 17mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單缸柴油機(jī)用帶油量校正的限油器，其特征是所述起 動(dòng)加濃校正行程ΔΥ為0. 85—0. 93mm。
4.一種單缸柴油機(jī)用帶油量校正的限油器的制造方法，其特征是確定限油器三個(gè)特 征參數(shù)的量值及制造偏差，按柴油機(jī)速度特性的扭矩儲(chǔ)備性能要求確定的油量校正行程、 滿(mǎn)足冷起動(dòng)性能的起動(dòng)加濃行程和防止限油器在柴油機(jī)速度特性低速誤起作用的起動(dòng)彈 簧預(yù)緊力值；確定單缸柴油機(jī)限油器校正行程ΔΧ，該單缸柴油機(jī)最大扭矩點(diǎn)的性能所需油量和噴 油泵速度特性在最大扭矩點(diǎn)的實(shí)測(cè)油量的差值確定，起動(dòng)加濃行程的起動(dòng)加濃油量由該種 單缸柴油機(jī)起動(dòng)所需油量與噴油泵速度特性在起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)的實(shí)測(cè)油量的差值確定；首先確 定單缸柴油機(jī)剛性限油時(shí)柴油機(jī)全負(fù)荷速度特性，得出扭矩、功率、燃油消耗率可得出噴油 泵速度特性，然后根據(jù)柴油機(jī)要求的最大扭矩值、最大扭矩轉(zhuǎn)速值與相應(yīng)轉(zhuǎn)速的燃油消耗 率值，得出最大扭矩工況點(diǎn)所需循環(huán)噴油量和校正油量Δ。由校正油量」Kb確定出制造 限油器用的校正行程ΔΧ;限油器起動(dòng)加濃行程ΔΥ由起動(dòng)加濃油量確定，柴油機(jī)起動(dòng)油量一般為標(biāo)定工況點(diǎn)噴 油量的1. 3 1. 5倍，據(jù)此得出柴油機(jī)起動(dòng)時(shí)所需的實(shí)際循環(huán)供油量值，該值與剛性限油的 噴油泵速度特性的起動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)供油量的差值即為起動(dòng)所需的校正加濃油量，根據(jù)此起動(dòng) 校正加濃油量得出噴油泵有效供油行程的增量，從而得出限油器起動(dòng)加濃行程ΔΥ ；起動(dòng)彈簧預(yù)緊力確定，限油器的起動(dòng)彈簧預(yù)緊力大小應(yīng)大于在柴油機(jī)速度特性最低工 作轉(zhuǎn)速時(shí)限油器的校正桿上所受的調(diào)速系統(tǒng)的作用力。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種單缸柴油機(jī)用帶油量校正的限油器及其制造方法，制造時(shí)應(yīng)確定限油器三個(gè)特征參數(shù)的量值及制造偏差，按柴油機(jī)速度特性的扭矩儲(chǔ)備性能要求確定的油量校正行程、滿(mǎn)足冷起動(dòng)性能的起動(dòng)加濃行程和防止限油器在柴油機(jī)速度特性低速誤起作用的起動(dòng)彈簧預(yù)緊力值。限油器由校正桿(1)、校正器體(2)、校正彈簧座(3)、起動(dòng)彈簧(4)、校正螺母(5)和校正彈簧(6)構(gòu)成。使用該限油器可以保證在柴油機(jī)全負(fù)荷能滿(mǎn)足扭矩儲(chǔ)備要求，又能防止供油量繼續(xù)增大而引起黑煙，滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)移動(dòng)用途的柴油機(jī)扭矩儲(chǔ)備和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)的考核要求以及排放、煙度要求；在起動(dòng)時(shí)滿(mǎn)足起動(dòng)加濃要求，柴油機(jī)起動(dòng)容易。
文檔編號(hào)F02D1/04GK101949329SQ201010521350
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者關(guān)濤, 劉勝吉, 李曉東, 王建 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)