CN107676182B - 燃油泵离心调速系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃油泵离心调速系统，包括飞锤转速反馈机构和油门控制机构，飞锤转速反馈机构包括一弹性的调速推杆和一对飞锤，油门控制机构包括油门拉板、油量控制拨叉和推臂，调速推杆一端与推臂始终保持点接触，当油门拉板处于高速位置、柴油机高速运转、负荷出现变动时，两飞锤依次通过调速推杆、推臂和油量控制拨叉，拨动燃油泵柱塞位置控制杆，控制燃油泵的供油量，实现降低柴油机转速波动率的目标；当油门拉板处于怠速位置、柴油机怠速运转时，调速推杆在弹簧复位力的作用下，快速回到怠速位置。本发明提高了两级调速系统的灵敏度和稳定性，并降低了转速波动率；还降低了制造及维护成本；提高了两级调速系统的启动性能。

Description

燃油泵离心调速系统

技术领域

本发明涉及柴油发动机领域，尤其是一种燃油泵离心调速系统。

背景技术

柴油机速度特性线是在为柴油机供油的燃油泵的油量控制拨叉位置不变条件下获得的，由于柴油机的速度特性线一般都是随转速上升而向上倾斜，高速时才略微转平缓，所以油量控制拨叉在小油量位置时，转矩和阻力矩一旦失衡，将引起较大的转速波动；另一方面，当油量控制拨叉固定在中大油量位置时，柴油机虽然能稳定在某一工况运行，但是负荷的稍微减小将引起柴油机转速的大幅增加，甚至引起“飞车”。为了避免出现高速时超速“飞车”和怠速不稳定的现象，必须在柴油机上加装调速器。

机械调速器的原理，是靠飞锤旋转时所产生的离心力和弹簧力的平衡来调节转速，当油门位置一定时，弹簧力一定，转速高则飞快旋转时所产生的离心力大，推动燃油泵柱塞位置控制杆，使供油量减少，从而降低柴油机的转速；柴油机转速低，则飞锤旋转时所产生的离心力小，拨回燃油泵柱塞位置控制杆，供油量增加，从而提高柴油机的转速，使柴油机的转速达到动态的稳定；加大或减小油门，实际上就是通过改变弹簧变形的尺寸而改变弹簧力，使得柴油机在新的转速下达到新的平衡从而改变柴油机的转速。但普通两级机械调速器仍有缺点，油门控制板到油泵控制拨叉一系列机构都是通过铰接结构连接，当配合不佳时调速灵敏度下降，调速率差，转速波动率大，同时必须将油门调整至最大位置，待启动后调整至怠速位置，造成启动燃油燃烧不完全，油耗较高、黑烟、废气排放严重的问题。

德国博世RQ两级机械调速器，油量控制板与以滑块铰接，滑块空套在牵引杠杆上，牵引杠杆一端与油量控制杆铰接，牵引杠杆另一端与飞锤机构铰接，整个调速系统是通过铰接和滑块机构连接，且必须将油门放置在最大位置才可启动发动机。该机械调速器不灵敏，稳定调速率差，转速波动率大；结构复杂，制造成本高；装配工艺复杂，可靠性也差；可维护性差；必须将油门放置在最大位置才可启动发动机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种灵敏度高、转速波动率低和在怠速油门下可直接启动的燃油泵离心调速系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种燃油泵离心调速系统，包括飞锤转速反馈机构和油门控制机构；

飞锤转速反馈机构包括飞锤、齿轮、调速推杆和设置在调速推杆上的弹性装置，飞锤设置于齿轮一端且与其铰接，调速推杆穿设于齿轮的中心孔内，调速推杆一端具有从飞锤端向外伸出齿轮中心孔的伸出端，伸出端中部具有轴环，飞锤上具有伸入轴环与齿轮之间间隙中的摆臂，轴环在弹性装置施加在调速推杆上的弹力作用下靠压在摆臂上；

油门控制机构包括拨叉复位拉簧、油量控制拨叉、推臂、油门复位拉簧、过渡装置和用于固定在柴油机机体上的油门控制面板，推臂下端通过过渡装置与油门控制面板相连，油量控制拨叉下端与油门控制面板铰接，油量控制拨叉上端在拨叉复位拉簧拉力的作用下始终靠压在推臂反面上端，推臂在油门复位拉簧和油量控制拨叉的双重作用下，其正面中部始终弹性靠压在调速推杆伸出端头部。

所述弹性装置包括调节装置以及分别套装在所述调速推杆中部的怠速弹簧和高速弹簧，调节装置设置在调速推杆另一端，调节装置包括分别套装在调速推杆上的高速弹簧调节套、怠速弹簧压套和移动套，调速推杆上设有限制移动套向调速推杆伸出端移动的轴肩，怠速弹簧两端分别与齿轮和怠速弹簧压套一端相抵，高速弹簧两端分别与高速弹簧调节套一端和移动套一端相抵，移动套另一端与调速推杆轴肩相抵。

所述调节装置还包括怠速弹簧调节螺母和怠速弹簧锁紧螺母，两者与所述高速弹簧调节套螺接，怠速弹簧调节螺母两端分别与怠速弹簧锁紧螺母和怠速弹簧压套另一端相抵，所述高速弹簧调节套通过滑键与调速推杆滑动连接，高速弹簧调节套另一端设有高速弹簧锁紧螺母，高速弹簧锁紧螺母与调速推杆另一端螺接。

所述齿轮包括齿圈和环状的飞锤座，两者固连后套装在调速推杆上，由设置在柴油机机体上的轴承转动支撑，所述飞锤设置于飞锤座外端，齿圈用于与设置在柴油机凸轮轴上的驱动齿轮相啮合。

所述调速推杆伸出端头部套装有推杆套，推杆套头部经封闭后呈球状，调速推杆通过推杆套头部与推臂正面中部点接触。

所述油门控制机构还包括油门拉板，所述油量控制拨叉和所述推臂分别设置在油门控制面板上方，拨叉复位拉簧两端分别与油门控制面板和油量控制拨叉相连，油量控制拨叉上端在拨叉复位拉簧拉力的作用下始终靠压在推臂反面上端，油量控制拨叉上端设有用于卡接燃油泵柱塞位置控制杆的卡槽，推臂通过过渡装置与设置在油门控制面板下方的油门拉板相连，油门拉板下端设有用于与油门拉线连接的连接孔，油门控制面板下底面设有用于限制油门拉板摆动幅度的限位装置。

所述过渡装置包括过渡连接板、转轴和铰轴，转轴穿设于油门控制面板上且与其转动连接，转轴两端分别与油门拉板上端和过渡连接板上端固连，铰轴两端分别与过渡连接板下端和推臂下端转动连接，所述油门复位拉簧两端分别与油门控制面板和铰轴一端相连后将铰轴拉向油门减小侧，推臂在油门复位拉簧和拨叉复位拉簧的双重作用下，其正面中部始终弹性靠压在调速推杆伸出端头部。

所述限位装置包括一对设置在油门控制面板下底面上的挡块，挡块上螺接有限位螺柱，限位螺柱上螺接有用于将其锁紧于挡块上的螺母，所述油门拉板被限制在两限位螺柱之间摆动。

本发明的有益效果是：本发明将传统的机械调速器分成两套独立的飞锤转速反馈机构和油门控制机构，在柴油发动机上装配后形成一套完整的燃油泵两级调速系统，该系统取消了飞锤负反馈与调速杠杆铰接加滑块的连接方式；提高了两级调速系统的灵敏度和稳定性，并降低了转速波动率；还降低了制造及维护成本；提高了两级调速系统的启动性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中本发明油门控制机构的右视图；

图3是图2的剖视图。

图中:1.调速推杆；2.高速弹簧锁紧螺母；3.高速弹簧调节套；4.怠速弹簧锁紧螺母；5.怠速弹簧调节螺母；6.怠速弹簧压套；7.轴环；8.轴承；9.怠速限位螺柱；10.怠速限位螺柱锁紧螺母；11.油门控制面板；12.摆臂；13.移动套；14.油门拉板；15.高速限位螺柱；16.高速限位螺柱锁紧螺母；17.齿圈；18.拨叉复位拉簧；19.油量控制拨叉；20.推臂；21.卡槽；22.推杆套；23.飞锤；24.连接孔；25.挡块；26.怠速弹簧；27.高速弹簧；28.滑键；29.油门复位拉簧；30.飞锤座；31.铰轴；32.过渡连接板；33.转轴。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1、2和3所示的一种燃油泵离心调速系统，包括飞锤转速反馈机构和油门控制机构，飞锤转速反馈机构包括调速推杆1和一对飞锤23，油门控制机构包括油门拉板14、油量控制拨叉19和推臂20，调速推杆1一端与推臂20始终保持点接触，当油门拉板14处于高速位置，柴油机高速运转，负荷出现变动时，两飞锤23依次通过调速推杆1、推臂20和油量控制拨叉19，拨动燃油泵柱塞位置控制杆，调节燃油泵的供油量，实现降低柴油机转速波动率的目标；当油门拉板14处于怠速位置，柴油机怠速运转时，调速推杆1在弹簧复位力的作用下，快速回到怠速位置，从而实现燃油泵的两级调速。

所述飞锤转速反馈机构还包括齿轮和设置在所述调速推杆1上的弹性装置，齿轮包括齿圈17和环状的飞锤座30，两者固连后套装在调速推杆1上，由设置在柴油机机体上的轴承8转动支撑，齿圈17用于与设置在柴油机凸轮轴上的驱动齿轮相啮合；调速推杆1与飞锤座30滑动连接，调速推杆1一端具有从飞锤座30沿轴向向外延伸的伸出端，该伸出端头部套装有推杆套22，推杆套22头部经封闭后呈球状，调速推杆1通过推杆套22头部与推臂20正面中部始终保持点接触；所述两飞锤23镜像设置于飞锤座30外端，飞锤23与飞锤座30铰接，伸出端中部具有轴环7，飞锤23上具有伸入轴环7与飞锤座30之间间隙中的摆臂12，轴环7在弹性装置施加在调速推杆1上的弹力作用下靠压在摆臂12上。

所述弹性装置包括调节装置以及分别套装在所述调速推杆1中部的怠速弹簧26和高速弹簧27，怠速弹簧26套装在高速弹簧27上，调节装置设置在调速推杆1另一端，调节装置包括分别套装在调速推杆1上的高速弹簧调节套3、怠速弹簧压套6和移动套13，调速推杆1上设有限制移动套13向调速推杆1伸出端移动的轴肩，怠速弹簧26两端分别与飞锤座30和怠速弹簧压套6一端相抵，高速弹簧27两端分别与高速弹簧调节套3一端和移动套13一端相抵，移动套13另一端与调速推杆1轴肩相抵。

所述调节装置还包括怠速弹簧调节螺母5和怠速弹簧锁紧螺母4，两者套装在高速弹簧调节套3上且分别与其螺接，怠速弹簧调节螺母5两端分别与怠速弹簧锁紧螺母4和怠速弹簧压套6另一端相抵，扳动怠速弹簧调节螺母5，使怠速弹簧压套6沿轴向移动，即可调节怠速弹簧26的预压缩量，用以设置柴油机的怠速转速，调节完毕，扳动怠速弹簧锁紧螺母4，将怠速弹簧调节螺母5的位置锁死在相对位置L2即可；高速弹簧调节套3通过滑键28与调速推杆1滑动连接，高速弹簧调节套3另一端设有高速弹簧锁紧螺母2，高速弹簧锁紧螺母2与调速推杆1另一端螺接，调速推杆1另一端端面中心设有便于人们调节怠速弹簧26和高速弹簧27预压缩量的内六角孔，扳动高速弹簧锁紧螺母2，将其调整至相对位置L1，通过高速弹簧调节套3即可调节高速弹簧27的预压缩量，用以设置柴油机的标定转速。

所述油门控制机构还包括过渡装置、拨叉复位拉簧18和用于固定在柴油机机体上的油门控制面板11，所述油量控制拨叉19和所述推臂20分别设置在油门控制面板11上方，拨叉复位拉簧18两端分别与油门控制面板11和油量控制拨叉19相连，油量控制拨叉19上端在拨叉复位拉簧18拉力的作用下始终靠压在推臂20反面上端，油量控制拨叉19上端设有用于卡接燃油泵柱塞位置控制杆的卡槽21，油量控制拨叉19下端与油门控制面板11铰接，推臂20通过过渡装置与设置在油门控制面板11下方的所述油门拉板14相连，油门控制面板11下底面设有用于限制油门拉板14摆动幅度的限位装置。

所述过渡装置包括过渡连接板32、转轴33、铰轴31和油门复位拉簧29，过渡连接板32设置在油门控制面板11上方，转轴33穿设于油门控制面板11上且与其转动连接，转轴33两端分别通过方身方孔结构与油门拉板14上端和过渡连接板32上端固连，铰轴31两端分别与过渡连接板32下端和推臂20下端转动连接，油门复位拉簧29两端分别与油门控制面板11和铰轴31一端相连后将铰轴31拉向油门减小侧，油门复位弹簧29用于保证松开油门拉板14后，油门拉板14能快速回到怠速位置，油门拉板14下端设有用于与油门拉线连接的连接孔24，油门拉线与油门相连，推臂20在油门复位拉簧29和拨叉复位拉簧18的双重作用下，其正面中部始终弹性靠压在调速推杆1一端，随着油门拉板14转动位置的变化，推杆套22与推臂20接触点随之不断变化，从而改变了油门拉板14控制油量控制拨叉19的杠杆比，最终实现加减油门的控制。

所述限位装置包括一对设置在油门控制面板11下底面上的挡块25，右边的挡块25上螺接有高速限位螺柱15，高速限位螺柱15上螺接有用于将其锁紧于该挡块25上的高速限位螺柱锁紧螺母16；左边的挡块25上螺接有怠速限位螺柱9，怠速限位螺柱9上螺接有用于将其锁紧于该挡块25上的怠速限位螺柱锁紧螺母10，油门拉板14被限制在两限位螺柱之间摆动；油门拉板14向左摆动直至油门拉板14与怠速限位螺柱9相抵，此时柴油机处于怠速运行状态；油门拉板14向右摆动直至其与高速限位螺柱15相抵，此时柴油机相对应地处于高速运行状态。

工作时，先调节怠速弹簧26和高速弹簧27的预压缩量，以及设置高速限位螺柱15和怠速限位螺柱9的位置，当柴油机处于高速运行状态，负载减小时，柴油机转速增大，导致两飞锤23转速增加，两飞锤23在离心力的作用下向外翻转，飞锤23的摆臂12克服作用在调速推杆1上的弹簧力，通过轴环7迫使调速推杆1右移，调速推杆1右端的推杆套22依次推动推臂20和油量控制拨叉19右摆，油量控制拨叉19同时拨动燃油泵上的柱塞位置控制杆，使燃油泵的供油量减少，从而降低柴油机的转速；负载增加时，柴油机转速降低，导致两飞锤23转速降低，作用在飞锤23上的离心力变小，两飞锤23向内翻转，调速推杆1在弹簧复位力的作用下左移，而推臂20和油量控制拨叉19在跟随调速推杆1左摆的同时，拨动燃油泵上的柱塞位置控制杆，使燃油泵的供油量增加，从而提高了发动机的转速，实现了降低柴油机转速波动率的目标；同理，当柴油机处于怠速运行状态，负载变动导致两飞锤23转速变动而向外或向内翻转时，通过调速推杆1的左右移动，带动推臂20和油量控制拨叉19左右摆动，进而拨动燃油泵上的柱塞位置控制杆，调节燃油泵的供油量，实现降低柴油机转速波动率的目标。

本发明的油门控制机构与飞锤转速反馈机构独立分开，然后在整机上可靠安装，使空套在调速推杆1上的推杆套22与油门控制机构始终保持点接触，推杆套22的球头与推臂20理论上只是点接触，调速推杆1的轴向移动与推臂20的圆周运动始终保持在同一平面内，推杆套22球头润滑油孔增强了润滑效果，减少了两飞锤23转动时产生的摩擦阻力，提高了飞锤23的传递效率，增强了调速系统的灵敏度，实现了简单高效的速度控制。

为使发动机可在怠速油门下直接启动，采用减少齿圈17齿数的方法，以提高飞锤23的转速，增大飞锤23转动时产生的离心力；为了克服飞锤23的离心力，调速弹簧26和高速弹簧27的弹簧刚度也必须相应增大，调速弹簧26和高速弹簧27的弹簧刚度增大会使弹簧力更平稳，发动机低速运转时就不易出现“游车”的现象，发动机低速启动也就不用担心怠速油门转速不稳而无法启动；同时柴油机在标定点运行时不易受负荷突减引起转速较大波动，甚至出现“飞车”的情况。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种燃油泵离心调速系统，其特征是：包括飞锤转速反馈机构和油门控制机构；

飞锤转速反馈机构包括飞锤(23)、齿轮、调速推杆(1)和设置在调速推杆(1)上的弹性装置，飞锤(23)设置于齿轮一端且与其铰接，调速推杆(1)穿设于齿轮的中心孔内，调速推杆(1)一端具有从飞锤(23)端向外伸出齿轮中心孔的伸出端，伸出端中部具有轴环(7)，飞锤(23)上具有伸入轴环(7)与齿轮之间间隙中的摆臂(12)，轴环(7)在弹性装置施加在调速推杆(1)上的弹力作用下靠压在摆臂(12)上；

油门控制机构包括拨叉复位拉簧(18)、油量控制拨叉(19)、推臂(20)、油门复位拉簧(29)、过渡装置和用于固定在柴油机机体上的油门控制面板(11)，推臂(20)下端通过过渡装置安装在油门控制面板(11)上，油量控制拨叉(19)下端与油门控制面板(11)铰接，油量控制拨叉(19)上端在拨叉复位拉簧(18)拉力的作用下始终靠压在推臂(20)反面上端，推臂(20)在油门复位拉簧(29)和油量控制拨叉(19)的双重作用下，其正面中部始终弹性靠压在调速推杆(1)伸出端头部；

所述油门控制机构还包括油门拉板(14)，所述油量控制拨叉(19)和所述推臂(20)分别设置在油门控制面板(11)上方，拨叉复位拉簧(18)两端分别与油门控制面板(11)和油量控制拨叉(19)相连，油量控制拨叉 (19)上端在拨叉复位拉簧(18)拉力的作用下始终靠压在推臂(20)反面上端，油量控制拨叉(19)上端设有用于卡接燃油泵柱塞位置控制杆的卡槽(21)，推臂(20)通过过渡装置与设置在油门控制面板(11)下方的油门拉板(14)相连，油门拉板(14)下端设有用于与油门拉线连接的连接孔(24)，油门控制面板(11)下底面设有用于限制油门拉板(14)摆动幅度的限位装置；

所述过渡装置包括过渡连接板(32)、转轴(33)和铰轴(31)，转轴(33)穿设于油门控制面板(11)上且与其转动连接，转轴(33)两端分别与油门拉板(14)上端和过渡连接板(32)上端固连，铰轴(31)两端分别与过渡连接板(32)下端和推臂(20)下端转动连接，所述油门复位拉簧(29)两端分别与油门控制面板(11)和铰轴(31)一端相连后将铰轴(31)拉向油门减小侧，推臂(20)在油门复位拉簧(29)和拨叉复位拉簧(18)的双重作用下，其正面中部始终弹性靠压在调速推杆(1)伸出端头部；

所述限位装置包括一对设置在油门控制面板(11)下底面上的挡块(25)，挡块(25)上螺接有限位螺柱，限位螺柱上螺接有用于将其锁紧于挡块(25)上的螺母，所述油门拉板(14)被限制在两限位螺柱之间摆动。

2.根据权利要求1所述的燃油泵离心调速系统，其特征是：所述弹性装置包括调节装置以及分别套装在所述调速推杆(1)中部的怠速弹簧(26)和高速弹簧(27)，调节装置设置在调速推杆(1)另一端，调节装置包括分别套装在调速推杆(1)上的高速弹簧调节套(3)、怠速弹簧压套(6)和移动套(13)，调速推杆(1)上设有限制移动套(13)向调速推杆(1)伸出端移动的轴肩，怠速弹簧(26)两端分别与齿轮和怠速弹簧压套(6)一端相抵，高速弹簧(27)两端分别与高速弹簧调节套(3)一端和移动套(13)一端相抵，移动套(13)另一端与调速推杆(1)轴肩相抵。

3.根据权利要求2所述的燃油泵离心调速系统，其特征是：所述调节装置还包括怠速弹簧调节螺母(5)和怠速弹簧锁紧螺母(4)，两者与所述高速弹簧调节套(3)螺接，怠速弹簧调节螺母(5)两端分别与怠速弹簧锁紧螺母(4)和怠速弹簧压套(6)另一端相抵，所述高速弹簧调节套(3)通过滑键(28)与调速推杆(1)滑动连接，高速弹簧调节套(3)另一端设有高速弹簧锁紧螺母(2)，高速弹簧锁紧螺母(2)与调速推杆(1)另一端螺接。

4.根据权利要求1所述的燃油泵离心调速系统，其特征是：所述齿轮包括齿圈(17)和环状的飞锤座(30)，两者固连后套装在调速推杆(1)上，由设置在柴油机机体上的轴承(8)转动支撑，所述飞锤(23)设置于飞锤座(30)外端，齿圈(17)用于与设置在柴油机凸轮轴上的驱动齿轮相啮合。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的燃油泵离心调速系统，其特征是：所述调速推杆(1)伸出端头部套装有推杆套(22)，推杆套(22)头部经封闭后呈球状，调速推杆(1)通过推杆套(22)头部与推臂(20)正面中部点接触。