機械全程式調速器的製作方法

2023-06-22 15:33:16

專利名稱：機械全程式調速器的製作方法
技術領域：
本發明屬於柴油機噴油泵的調速器領域，特別是一種用於直列式噴油泵的機械全程式調速器。
背景技術：
在用於柴油機噴油泵供油量控制的各種調速器中現在仍然以機械離心式調速器為主。日本電裝公司的R801全程式調速器和德國Bosch公司的RQV全程式調速器是廣泛用於各種車用柴油機直列式噴油泵的代表性產品。其中的R801調速器由於外形尺寸較小，調速性能良好，而且具有負校正功能和增壓補償器，近一、二十年間配柴油機的品種和數量正在逐步增長。(1、《柴油機燃油噴射》[日本]藤沢英也、川合靜男著，1988年出版，中譯本由機械工業出版社1992年出版；2、國外柴油機噴油泵用機械調速器的發展，宓浩祥《國外油泵油嘴》1982年第1期；3、Nippon Denso Ltd.日本電裝公司R801調速器使用手冊；4、R.Bosch Gmbh RQV GovernorWorkshop Manual)但是近年來又要求用於輕型汽車的小缸徑柴油機進一步減少汙染，降低排放，達到歐洲2號排放法規或更高的要求，特別是在這些柴油機採用了高壓噴射，小孔徑多孔噴油嘴和增壓中冷技術以後，要求直列式噴油泵的機械全程式調速器在現有R801調速器的基礎上進一步縮小外形尺寸，特別是減少縱向長度尺寸；加大怠速時的工作能力，加大中低速區域的負校正行程，進一步擴大調速器外特性的調整範圍。這些新的要求是包括R801在內的各種機械全程式調速器現有技術目前所無法達到的。

發明內容
本發明的目的是提供一種改進的用於直列式噴油泵的機械全程式調速器。該調速器外形尺寸小，工作效率高，具有較強的工作能力，而且負校正行程較大，還可以安裝增壓補償器，適用於低排放的輕型汽車小缸徑柴油機。
本發明所採用的技術方案是設計一種新的、改進的機械全程式調速器，它主要包括飛錘(1)、飛錘支架(2)、調速彈簧(3)、飛錘槓桿(4)、傳動銷(5)、伸縮軸(6)、支承槓桿(7)、浮動杆(8)、滑動支點(9)、油門手柄(10)、拉杆連接杆(11)、油量調節拉杆(12)、調速器殼體(13)和負校正裝置(20)等件，其主要特徵是a.其中飛錘(1)採用薄壁圓筒形加厚外緣的結構，單個飛錘(1)的質量小於260g，轉動慣量大於1268gcm2；b.其中的調速彈簧(3)直接安裝在飛錘(1)的內腔中；c.其中飛錘(1)的質量中心的運動軌跡和調速彈簧(3)的中心線重合。此外，這種調速器的負校正行程可以達到2.5至3.5mm，調速器殼體(13)的縱向長度尺寸L小於125mm，而且可以安裝增壓補償器(30)。
本發明和現有技術相比所具有的有益效果是縮小了外形尺寸，特別是減少了縱向長度尺寸，同時加大了怠速和低轉速時調速器的工作能力，加大了中低轉速區域的負校正行程，進一步擴大了調速器外特性的調整範圍。這種調速器適合配用PM型低排放、強化型直列式噴油泵(參見中國發明專利03107811.7)和其它小型直列式噴油泵，能滿足用於輕型汽車的小缸徑柴油機減少汙染、降低排放和採用高壓噴射、增壓中冷技術以及提高怠速穩定性和改善加速性能的要求。


圖1是本發明的實施例RWS調速器的縱剖面圖。
圖2是發明的實施例RWS調速器的供油量調節原理圖。
圖3是現有技術中R801調速器的供油量調節原理圖。
圖4是本發明和現有技術的飛錘結構的對比圖。
圖5是採用本發明的實施例RWS調速器靜力特性和現有技術的R801調速器靜力特性的對比。
圖6是採用本發明的RWS調速器的負校正裝置工作原理圖。
圖7是本發明的實施例RWS調速器的調速特性圖。
具體實施例方式以下結合

本發明的具體實施方式
。圖1中所示的是本發明的實施例RWS調速器的縱剖視圖。它是一種機械全程式調速器，安裝在直列式噴油泵的端面上。調速器由噴油泵凸輪軸(15)驅動。在圖1和圖2所示的RWS調速器供油量調節原理圖中，飛錘支架(2)固定在凸輪軸(15)的端部，2個飛錘(1)和6個調速彈簧(3)安裝在飛錘支架(2)上，隨凸輪軸(15)一起旋轉。2個飛錘(1)在離心力的作用下克服調速彈簧(3)的壓力沿半徑方向向外運動。飛錘(1)的質量中心的運動軌跡和調速彈簧(3)的中心線重合。飛錘(1)運動時經飛錘槓桿(4)和傳動銷(5)帶動伸縮軸(6)作軸向運動。伸縮軸(6)軸向運動時能使安裝在固定支點上的支承槓桿(7)轉動一個角度。支承槓桿(7)的一端與伸縮軸(6)上的槽活動連接，並且和浮動杆(8)的下支點鉸接。浮動杆(8)的上支點經拉杆連接杆(11)和油量調節拉杆(12)連接。油量調節拉杆(12)向右移動時供油量減少，使轉速降低；油量調節拉杆(12)向左移動時供油量增加，使轉速升高。在浮動杆(8)的中間部位有一個滑槽，滑槽中裝有滑動支點(9)，滑動支點(9)通過杆件和油門手柄(10)連接。當油門手柄(10)向順時針方向轉動時，滑動支點(9)向右移動，使油量調節拉杆(12)也向右移動，工作轉速降低；當油門手柄(10)向逆時針方向轉動時，滑動支點(9)向左移動，使油量調節拉杆(12)也向左，並使工作轉速升高。因此這種全程式調速器可以通過油門手柄(10)的位置改變噴油泵的工作轉速。此外，使滑動支點(9)在浮動杆(8)上的滑槽中移動位置還具有改變調速器槓桿比的作用。在浮動杆(8)中，上支點到滑動支點(9)的距離為M，下支點到滑動支點(9)的距離為N，槓桿比＝M∶N。怠速時滑動支點(9)向上移動，槓桿比小；高速時滑動支點(9)向下移動，槓桿比大。減小怠速時的槓桿比有利於提高調速器的工作能力，加大調速器克服各種阻力，控制油量調節拉杆(12)的力量，從而改善柴油機的怠速穩定性。而適當增大高速時的槓桿比，能保證高速時的調速率較小。本發明RWS調速器的槓桿比是怠速時為1，高速時為3.88。
本發明的的一個主要特徵是對飛錘(1)的結構尺寸進行了優化設計。在圖4中表明了本發明所採用的飛錘結構和現有技術的差別。圖4a表示RWS調速器的飛錘，它採用薄壁圓筒形加厚外緣的結構，使大部分質量分布在離旋轉中心較遠的位置上，單個飛錘的質量小於260g，而轉動慣量較大，可達到1268g.cm2。圖4b表示德國Bosch公司的RQV調速器的飛錘，它採用厚壁圓筒形結構，質量大，單個飛錘質量為535g，體積也大。這種飛錘雖然具有較大的靜力特性係數，從而使調速器具有較大的工作能力，但是由於調速器尺寸太大，因此無法在小缸徑柴油機上配套應用。圖4c表示日本電裝公司R801調速器的飛錘。這種飛錘採用工作時繞飛錘支架上的支點旋轉的結構，單個飛錘質量為357g。採用這種結構雖然調速彈簧(3)也可以直接安裝在飛錘(1)的內腔中，但是飛錘(1)的質量中心的運動軌跡是一條圓弧，不能和調速彈簧(3)的中心線重合。根據計算，R801調速器飛錘的效率只有94％，而RWS及RQV調速器飛錘的效率可達98％以上(參見[日本]藤沢英也、川合靜男著《柴油機燃油噴射》中譯本第82～83頁)。從圖4的對比中可以清楚地看出，RWS調速器飛錘的尺寸最小，而RQV和R801調速器飛錘的尺寸都比較大。
在圖5所示的RWS調速器和R801調速器靜力特性對比圖中，縱坐標是代表調速器工作能力的靜力特性係數A(gcm)，橫坐標代表調速器轉速n。由圖5可以看出，在低速時RWS的靜力特性係數A比R801大，有利於改善怠速穩定性。而在高速時RWS的靜力特性係數A比R801小，因而降低了高速時調速器零件受到的作用力，對提高調速器的工作可靠性有明顯的效果。同時在圖5中可以看到，RWS的靜力特性曲線的斜率比R801小，是一種比較理想的靜力特性係數曲線形狀，能更好地滿足調速器性能的要求。
通過對圖2和圖3所示的RWS調速器和現有技術中R801調速器供油量調節原理圖的對比，可以看出在R801調速器中飛錘(1)張開時通過傳動銷(5)和傳動板(16)帶動伸縮軸(6)作軸向移動。而在圖2所示的RWS調速器已取消了傳動板(16)，從而減少了調速器的軸向尺寸。同時，如前所述，由於RWS調速器飛錘的尺寸較小，也是使調速器殼體(13)的縱向長度L能夠小於125mm的一個重要原因。RWS調速器殼體(13)的縱向長度比R801調速器減少了33mm。
圖6所示的採用發明的RWS調速器的負校正裝置適用於校正柴油機全油門低速段的供油特性曲線，能解決柴油機低速段全負荷冒煙問題，能改善柴油機全油門低速段的排氣煙度、降低油耗。現有技術中，如R801調速器等也都裝有負校正裝置，但是其負校正行程只有1.5～2mm，在和某些柴油機配套時，尚不能滿足某些發動機的性能要求。實施本發明的RWS調速器採用圖6所示的負校正裝置(20)，它由限位板(21)、浮動臂(22)、拉簧(23)、扭矩凸輪(24)、調整螺栓(25)、調整螺栓(26)等件所組成；由於在設計中合理分配了支承槓桿(7)的行程，在保證起動行程的前提下，使負校正行程達到2.5～3.5mm，可以滿足各種車用柴油機的配套要求。
在圖1右上角畫出了實施本發明的RWS調速器上所安裝的一個增壓補償器(30)，該增壓補償器(30)主要由補償器體(31)、補償器蓋(32)、膜片(33)、補償器彈簧(34)和中心杆(35)等組成。增壓或增壓中冷柴油機採用了具有增壓補償器的調速器和噴油泵後，能夠根據增壓壓力的變化適當地調節不同轉速下的供油量，以滿足柴油機各項性能指標的要求。
圖7是本發明的實施例RWS調速器的調速特性圖。圖中縱坐標Q代表供油量，單位是每200次噴射所供的燃油體積cm3。橫坐標代表噴油泵或柴油機的轉速(r/min)。圖中特性線1是油門手柄(10)處於全負荷位置時的外特性曲線。圖中特性曲線2是油門手柄(10)處於怠速位置時的怠速特性。圖中其餘各條斜線分別代表這種機械全程式調速器當油門手柄(10)處於各個中間位置時的供油量特性。由圖7可以看出實施了本發明的實施例RWS調速器具有良好的校正功能、怠速特性和全程調速特性。
權利要求
1.一種機械全程式調速器，它主要包括飛錘(1)、飛錘支架(2)、調速彈簧(3)、飛錘槓桿(4)、傳動銷(5)、伸縮軸(6)、支承槓桿(7)、浮動杆(8)、滑動支點(9)、油門手柄(10)、拉杆連接杆(11)、油量調節拉杆(12)、調速器殼體(13)和負校正裝置(20)等件，其主要特徵是a.其中的飛錘(1)採用薄壁圓筒形加厚外緣的結構，單個飛錘(1)的質量小於260g，轉動慣量大於1268g.cm2；b.其中的調速彈簧(3)直接安裝在飛錘(1)的內腔中；c.其中飛錘(1)的質量中心的運動軌跡和調速彈簧(3)的中心線重合。
2.根據權利要求1所述的機械全程式調速器，其特徵是其中的負校正裝置(20)，由限位板(21)、浮動臂(22)、拉簧(23)、扭矩凸輪(24)、調整螺栓(25)、調整螺栓(26)等件所組成，其負校正行程達到2.5～3.5mm。
3.根據權利要求1所述的機械全程式調速器，其特徵是其中的調速器殼體(13)的縱向長度L小於125mm。
4.根據權利要求1所述的機械全程式調速器，其特徵是該調速器上可以安裝一個增壓補償器(30)，該增壓補償器(30)主要由補償器體(31)、補償器蓋(32)、膜片(33)、補償器彈簧(34)和中心杆(35)等組成。
全文摘要
本發明屬於柴油機噴油泵的調速器領域，特別是一種用於直列式噴油泵的機械全程式調速器。其主要特徵是a.飛錘採用薄壁圓筒形加厚外緣的結構，單個飛錘的質量小於260g，轉動慣量大於1268g.cm
文檔編號F02D1/04GK1540148SQ0312840
公開日2004年10月27日 申請日期2003年4月23日 優先權日2003年4月23日
發明者繆雪龍, 陳希穎, 王先勇, 李成相 申請人:無錫油泵油嘴研究所