CN203248259U - 一种单缸柴油机油量校正机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单缸柴油机油量校正机构，涉及单缸柴油机的油量校正技术领域，本实用新型的拨叉（1）空套在拨叉轴（5）上，两者相对转动；调速弹簧（101）设于调速弹簧钩板（6）上，调速弹簧钩板（6）固定在拨叉轴（5）上，且带动拨叉轴（5）转动；起动弹簧（3）一端与拨叉（1）相连，一端与起动弹簧钩杆（4）相连；限油抵板（7）固定在拨叉轴（5）上，限油抵板（7）与校正杆（8）接触。本实用新型既可以使柴油机在起动时达到起动油量的要求，能保证起动加浓的功能可靠，便于操作，使柴油机具有良好的起动性能，又可校正柴油机速度特性的油量，并能在装配调试过程中调整校正油量大小，使其具有所需的一定扭矩储备。

Description

一种单缸柴油机油量校正机构

技术领域

本实用新型涉及单缸柴油机的油量校正技术领域，特别关于适用于单缸柴油机的油量校正机构的设计与制造。

背景技术

21世纪以来，我国内燃机行业迅速发展，随着自主研发力度的加大和自主知识产权意识的加强，经过近几年的产品结构调整和经营机制转换，我国的内燃机产品已在整机性能和产能需求上已逐步适应了国内外市场的要求。2011年，我国单缸柴油机年产量达到了849.9万台，出口260多万台，占国外市场总量的65%。目前我国单缸柴油机产销量占全球单缸柴油机总量90%的份额。

单缸柴油机由于价格低廉，性能可靠稳定，被广泛配套用作发电机组、水泵机组、旋耕机、拖拉机、小型工程机械等，在我国农业生产领域发挥着举足轻重的作用。目前单缸柴油机均采用机械式喷油系统。这种机械式喷油系统多由喷油泵、高压油管和喷油器组成。喷油泵输出油量的多少由油门拨叉的位置决定，油门拨叉的位置由调速器顶杆、油门弹簧和限油器校正杆三者之间的力矩平衡关系决定。柴油机在任意工况下进入气缸的空气质量是一定的，对于某一台喷油正时正确的柴油机，其动力性、经济性和排放性能仅仅取决于喷入气缸油量的多少。

单缸柴油机均装有限油器。限油器的主要作用是限制标定工况下油门拨叉的位置，从而限制标定工况的油量，保证柴油机功率不超过标定功率，能有效防止因供油量过多引起的冒黑烟、排放性能恶化、油耗上升。若不安装限油器或其安装位置不正确，会出现标定功率不正确。略低于标定转速时，柴油机功率按调速特性变化，会造成功率偏大，烟度过高，排放超标，油耗上升。柴油机在起动时需要加大喷油量，约为标定工况的1.3～1.5倍。如186FA柴油机，为了保证起动性能，柴油机原装的限油器起动油量行程较大、弹簧刚度太小，在标定工况不能起到限油作用；之后又有学者发明了一种具有起动加浓和防拆卸调整的限油装置。该装置可有效校正柴油机的油量，权衡功率、排放、油耗之间的关系，保证柴油机具有一定的扭矩储备，综合性能较好，已推广使用。但该装置起动弹簧预紧力较大，安装该装置后拨叉难以处于油量最大位置，起动时需反复拨动油门，保证其在大油量位置，若位置不正确，柴油机起动性能会恶化，起动较困难。且该装置无法在安装后进行校正行程的调整，使用不方便。为了校正柴油机供油量使其具有一定的扭矩储备，限制其标定功率，且使其具有良好的起动性能，能保证起动加浓可靠、使用调整方便，发明了本油量校正机构。

发明内容

为了在柴油机速度特性上校正柴油机供油量使其具有一定的扭矩储备，同时在标定工况限制其功率，起动时具有良好的起动性能，发明了本油量校正机构。该油量校正机构适用于单缸风冷、水冷柴油机，其特点是本结构打破现有结构的限油器的起动弹簧与校正弹簧为串联或并联结构，根据其起动、校正时的作用原理，分别将起动弹簧与校正弹簧设定与不同位置分离安装，起动弹簧在柴油机正常工作时其作用力可忽略且能保证起动时油量拨叉肯定在最大油量位置；校正弹簧的校正行程可调，出厂调整方便，能满足所用柴油机扭矩储备要求。

本实用新型包括拨叉、拨叉挡板、起动弹簧、起动弹簧钩杆、拨叉轴、调速弹簧钩板、限油抵板、校正杆、校正器体、校正弹簧、校正螺母、螺母和调速弹簧；拨叉空套在拨叉轴上，两者相对转动；调速弹簧设于调速弹簧钩板上，调速弹簧钩板固定在拨叉轴上，且带动拨叉轴转动；起动弹簧一端与拨叉相连，一端与起动弹簧钩杆相连；限油抵板固定在拨叉轴上，限油抵板与校正杆接触，校正杆、校正弹簧、校正螺母装配校正器体在内，校正弹簧一端抵着校正杆，一端抵着校正螺母，校正杆在校正器体的内沿校正器体的轴线移动，校正螺母有外螺纹，与校正器体的内螺纹配合内沿校正器体的轴线旋进或旋出；螺母旋在校正螺母上锁紧校正螺母；校正器体安装在柴油机机体上，并用锁紧螺母锁紧固定其位置；所述拨叉挡板固定安装在拨叉轴，限制拨叉绕拨叉轴的一端转动极限位置，起动时，拨叉与拨叉挡板的右侧接触，起动前调速器飞锤无离心力，由起动弹簧作用使拨叉拉到拨叉挡板右端位置，供给柴油机起动油量值；柴油机正常工作时，飞锤离心力作用推动滑套带动拨叉的另一端转动使拨叉始终保持与拨叉挡板的左侧接触，通过拨叉转动调节油量使柴油机在工作区域内正常运行。限油抵板与调速弹簧钩板为一体。

校正螺母沿校正器体的轴线旋进或旋出的距离为校正行程δ，校正行程δ的范围为0.1mm～0.5mm。由于调速器拨叉结构尺寸不同由柴油机喷油系统参数和柴油机性能计算决定。不同校正行程和校正弹簧的刚度能决定柴油机最大扭矩要求的转速，δ值大小确定了柴油机在速度特性上的扭矩储备，一般要求是由柴油机结构、用途在12-20%范围或按用户要求值确定δ值。

本实用新型既可以使柴油机在起动时达到起动油量的要求，能保证起动加浓的功能可靠，便于操作，使柴油机具有良好的起动性能，又可校正柴油机速度特性的油量，并能在装配调试过程中调整校正油量大小，使其具有所需的一定扭矩储备，同时在标定工况下限制喷油泵的循环供油量，使柴油机在达到标定功率的条件下取得较好的经济性和排放性能，尤其是烟度较低，综合性能理想，满足国家标准及技术法规的相关要求。

附图说明

图1是本实用新型一种起动弹簧与校正弹簧分离安装的单缸柴油机油量校正机构的示意图。

图2是本实用新型单缸柴油机油量校正机构校正器结构图。

图3是喷油泵速度特性及校正油量、起动加浓量的分析图。

图4是186FA柴油机使用本油量校正机构的速度特性。

图1中，1、拨叉，2、拨叉挡板，3、起动弹簧，4、起动弹簧钩杆，5、拨叉轴，6、调速弹簧钩板，7、限油抵板。图2中，8、校正杆，9、校正器体，10、校正弹簧，11、校正螺母，12、螺母，13、柴油机机体，14、锁紧螺母。 

具体实施方式

拨叉1空套在拨叉轴5上，两者能相对转动。调速弹簧钩板6固定在拨叉轴5上，且可带动拨叉轴5转动，拨叉挡板2也固定在拨叉轴5上。起动弹簧3一端与拨叉1相连，一端与起动弹簧钩杆4相连。限油抵板7与调速弹簧钩板6可为一体，也可单独一个零件固定与拨叉轴5上，限油抵板7与校正杆8接触，校正杆8、校正弹簧10、校正螺母11装配校正器体9在内，校正弹簧10一端抵着校正杆8，一端抵着校正螺母11，校正杆8可沿校正器体9的内壁移动，校正螺母11有外螺纹，与校正器体9的内螺纹配合可沿校正器体9旋进或旋出。螺母12旋在校正螺母11上，起到锁紧校正螺母11的作用。校正器体9安装在柴油机机体13上，并用锁紧螺母14锁紧保证其位置固定。

图3为柴油机喷油泵速度特性及校正油量、起动加浓量分析图。喷油泵油量控制杆固定位置时可得出喷油泵速度特性，即图3曲线1的EDA段，A点为标定工况喷油泵的循环供油量。曲线2是柴油机满足国家标准或用户要求的最大扭矩需求的喷油泵速度特性。根据柴油机最大扭矩、最大扭矩转速和燃油消耗率可得出最大扭矩点喷油泵的循环供油量，即图3中C点。C点与曲线1上D点油量的差值即为需要校正的油量。AC段是校正机构起作用的部分，合理设计校正弹簧并合理安装校正器体位置，校正机构使喷油泵速度特性按照AC段运行。以上过程中，在标定工况点，飞锤102的离心力的推力欲使滑套103向右移动，推动拨叉1绕拨叉轴5逆时针转动，使拨叉1上端靠在拨叉挡板2上，通过拨叉挡板2的作用力与调速弹簧101的力平衡，限油器校正杆8的受力为0，当柴油机按速度特性运行转速下降时，图1中飞锤102的离心力减小使滑套103向左移动。拨叉1绕拨叉轴5顺时针转动，图2中的校正弹簧10受力被压缩一距离，校正弹簧力和滑套的离心力的推力的作用力矩与调速弹簧力矩产生力矩平衡，则拨叉头部与拨叉挡板2向右移动一定的微小距离，使喷油泵油量控制杆移动相同距离，增加一定的循环供油量，每一个转速点实现调速弹簧的力矩与校正弹簧力和滑套的离心力的推力的作用力矩的新平衡点，位移量大小决定循环供油量。校正行程结束时，是对应C点转速及DC之间油量差，转速再降低，由于校正器是刚性的，喷油泵速度特性沿ADE平行线CB供油。

合理设计起动弹簧3及拨叉挡板2的开档尺寸与滑套位置尺寸匹配，可以使起动时喷油泵的循环供油量满足起动要求。起动时，柴油机先静止不转，飞锤102无离心力，所以无论调速弹簧101在何位置，起动弹簧3总是将拨叉1推动最大油量位置，此时拨叉1靠在拨叉挡板2的右边，油量最大为起动加浓，由于起动弹簧刚度很小，在正常工作时，此弹簧力可忽略不计。图3中，安装本油量校正机构后，柴油机从起动到标定工况喷油泵速度特性运行曲线为GKBCA。

本实用新型单缸柴油机的油量校正机构的技术方案说明如下： 

本油量校正机构工作原理如图1。起动时，柴油机转速为零，飞锤102无离心力，滑套（103）对拨叉1没有作用力。拨叉1受到起动弹簧3的作用处在喷油泵油量最大位置，柴油机可以较容易起动。柴油机起动后，调速器飞锤102因离心力张开，滑套103向拨叉方向移动并与拨叉1接触，滑套103对拨叉1有作用力，该力使得柴油机拨叉1迅速往油量减小的方向转过，靠在拨叉挡板2的左边，拨叉挡板2、拨叉轴5、调速弹簧钩板6连接在一起，调速弹簧力通过拨叉挡板2与拨叉1的接触点把调速弹簧101的作用力与滑套103的作用力平衡，位置一定，使喷油泵的供油量也一定，适合该转速工况的需求。柴油机起动后，由于调速弹簧101和滑套103对拨叉1的力较大，起动弹簧3的作用力可忽略。在调节油门手柄使调速弹簧钩板6向油量增大方向转动的过程中，校正弹簧10通过校正杆8对限油抵板7有作用力，拨叉1在滑套、调速弹簧、校正弹簧三个力的作用下处于平衡位置，校正杆8移动了校正行程δ，在喷油泵速度特性上表现为AC段（如图3）。合理设计校正弹簧10的刚度、校正行程δ即可实现对柴油机供油量的校正，使其在某个转速下出现最大扭矩并满足国家法规要求或用户需求。由于校正器体9为刚性，校正行程结束后校正杆8对拨叉挡板7一直有作用力，并阻止拨叉1继续往油量增大方向旋转。合理安装校正器体9在柴油机上的位置即可实现对柴油机最大供油量的限制，从而限制柴油机的标定功率。柴油机安装本油量校正机构后保证了起动时不论油门操作手柄控制在何位置（调速弹簧力大小不同），起动弹簧作用使油量总为起动油量，具有很好的起动性能，起动容易；且可以对柴油机的油量进行校正，图2校正杆8与校正螺母11之间的距离决定校正油量大小，在柴油机出厂试验时，此距离可通过螺母12松动调整到所需一定的扭矩储备的要求的距离，达到要求后拧紧螺母12来自锁，不需将限油器拆卸调整，不会出现油量过大冒黑烟的现象。校正器体9安装在机体13的位置调整保证柴油机在标定功率位置，因此柴油机使用保证此限油器具有功率限定、扭矩校正调整方便，调整精确，使柴油机动力性、经济性、烟度和排放综合性能优良。图4为安装了该油量限制机构的186FA柴油机试验得到的柴油机速度特性，速度特性上扭矩满足国家标准不小于12%的情况下，烟度值在2.2FSU以下，油耗指标等综合性能都满足标准要求。 

Claims (3)

1.一种单缸柴油机油量校正机构，其特征在于，包括拨叉（1）、拨叉挡板（2）、起动弹簧（3）、起动弹簧钩杆（4）、拨叉轴（5）、调速弹簧钩板（6）、限油抵板（7）、校正杆（8）、校正器体（9）、校正弹簧（10）、校正螺母（11）、螺母（12）和调速弹簧（101）；拨叉（1）空套在拨叉轴（5）上，两者相对转动；调速弹簧（101）设于调速弹簧钩板（6）上，调速弹簧钩板（6）固定在拨叉轴（5）上，且带动拨叉轴（5）转动；起动弹簧（3）一端与拨叉（1）相连，一端与起动弹簧钩杆（4）相连；限油抵板（7）固定在拨叉轴（5）上，限油抵板（7）与校正杆（8）接触，校正杆（8）、校正弹簧（10）、校正螺母（11）装配校正器体（9）在内，校正弹簧（10）一端抵着校正杆（8），一端抵着校正螺母（11），校正杆（8）在校正器体（9）的内沿校正器体（9）的轴线移动，校正螺母（11）有外螺纹，与校正器体（9）的内螺纹配合内沿校正器体（9）的轴线旋进或旋出；螺母（12）旋在校正螺母（11）上锁紧校正螺母（11）；校正器体（9）安装在柴油机机体（13）上，并用锁紧螺母（14）锁紧固定其位置；所述拨叉挡板（2）固定安装在拨叉轴（5），限制拨叉（1）绕拨叉轴（5）的一端转动极限位置，起动时，拨叉（1）与拨叉挡板（2）的右侧接触，起动前调速器飞锤（102）无离心力，由起动弹簧（3）作用使拨叉（1）拉到拨叉挡板（2）右端位置，供给柴油机起动油量值；柴油机正常工作时，飞锤离心力作用推动滑套（103）带动拨叉（1）的另一端转动使拨叉（1）始终保持与拨叉挡板（2）的左侧接触，通过拨叉（1）转动调节油量使柴油机在工作区域内正常运行。

2.根据权利要求1所述的一种单缸柴油机油量校正机构，其特征在于，所述校正螺母（11）沿校正器体（9）的轴线旋进或旋出的距离为校正行程δ，校正行程δ的范围为0.1mm～0.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种单缸柴油机油量校正机构，其特征在于，所述限油抵板（7）与调速弹簧钩板（6）为一体。

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