康明斯PTG调速器在柴油发电机上的控制和工作过程

康明斯ptg调速器在柴油发电机上的控制和工作过程
pt燃油系统装有ptg燃油泵调速器和mvs燃油泵调速器（或vs调速器）。了解掌握ptg型燃油泵调速器重要工作参数的调整，对维护和使用pt燃油系统的柴油发电机是很有益处的。因此，康明斯公司在本文中着重介绍了ptg调速器的工作过程及原理，以便提高操作员后期维护和保养的水准。
一、ptg燃油系统工作原理
pt燃油泵在燃油系统中起供油、调压和调速等作用。pt燃油泵由柴油发电机驱动，但它与柴油发电机之间无传动定时关系。因此，安装时无需校对定时。当柴油发电机运转时，曲轴的动力经曲轴正时齿轮传给配气凸轮轴正时齿轮，再经附件驱动齿轮、联轴器带动pt泵主轴旋转。于是就驱动了齿轮泵、ptg调速器的飞锤和柱塞及计时器。
柴油发电机工作时，浮子油箱中的燃油经燃油滤清器被吸入齿轮泵。齿轮泵输送燃油井提供低压压力。在齿轮泵出口端有一钢片式稳压器(脉冲减振器)，用以吸收齿轮泵输油时的压力脉冲。燃油经pt泵中的滤清器(具有滤网和磁铁)去除杂质和铁屑后，分为两路(当装有mvs调速器时)，一路进入ptg调速器；一路进入mvs调速器柱塞端部的空腔。当只装有ptg调速器时，进入调速器的燃油经调速器和节流阀调节压力后，经切断阀和燃油分配歧管流往喷油器。调速器可以根据柴油发电机转速的变化自动调节供油压力，从而控制柴油发电机的供油量。
二、ptg调速器控制和工作过程
对于一般使用条件下的发电机组，其pt泵往往只装有ptg调速器。ptg调速器只控制怠速和最高转速，在急速和最高转速之间直接由驾驶员通过节流阀控制供油。ptg调速器主要由柱塞、柱塞套、飞锤、压力控制钮、怠速弹簧、高速弹簧等组成。从齿轮泵经滤清器来的燃油经供油管路和柱塞套上的油孔进入柱塞中段凹陷部分的环状空间，并由此经怠速油路或正常工作油路到喷油器。同时，燃油还由柱塞的轴向孔流到柱塞与压力控制钮之间。柴油发电机工作时(起动时除外)，在燃油压力的作用下，柱塞与压力控制钮之间形成一个间隙，部分燃油经此间隙和旁通油路回到齿轮泵的入口处。
1、怠速控制怠速工作过程
怠速时，节流阀关闭(由驾驶员操纵)，正常工作油路被切断，这时柴油发电机转速很低，飞锤的离心力很小，急速弹簧稍被压缩，柱塞处于接近最左端的位置。怠速油路(它的断面较小)与从齿轮泵来的供油进油道接通，燃油从怠速油路不经节流阀直接经过切断阀送往喷油器，维持柴油发电机急速所需的油量。此时若柴油发电机的转速升高，毛锤的离心力增大，超过此时怠速弹簧的作用力，推动柱塞略向右移，柱塞上的台阶将怠速油路的流通面积遮住一部分，对燃油产生较大的节流作用，使经怠速油路到喷油器的油压下降，因而怠速油量减少，限制了怠速转速的升高、柴油发电机转速降低时，在怠速弹簧的作用下压力控制钮左移，消除间隙后推动柱塞左移，使怠速油道的通过断面积增大，喷油量相应增加，使柴油发电机转速回升。
2、正常工况和高速控制
柴油发电机在正常工作时(转速在怠速与标定转速之间），驾驶员踩下油门踏板，使节流阀打开，燃油通过正常工作油路和节流阀送往喷油器，这时由于转速的升高，飞锤的离心力通过柱塞将怠速弹簧进一步压缩，柱塞处于中间位置，柱塞上的台阶处于怠速油路与正常工作油路之间，正常工作油路始终处于接通状态送往喷油器的油压(也就是节流阀后的油压)取决于节流阀的开度和柴油发电机的转速。节流阀开度越大，送往喷油器的油压会越高(因为节流阀的节流作用减小了)，喷油器计量孔每循环的进油量就越多，因而提高了柴油发电机负荷能力。
当柴油发电机转速升高时，飞锤的离心力增大，推动柱塞右移。由于调速器起作用前，在燃油压力的作用下，压力控制钮与柱塞两者的端面保持间隙，部分燃油从此间隙经旁通油道流回。柱塞右移将使间隙减小，使通过旁通油道的同油量减少，柱塞套筒内腔的油压即出油口的燃油压力随之增高，从而使喷油量不会因转速升高喷油器进油时间缩短而减少。反之亦然。
由此可见，在pt燃油系统中，喷油器的进油时间和pt泵的出油压力始终处于动态适应过程，从而使喷油器每循环的喷油量满足柴油发电机的不同工况要求。这就是压力—时间(pt)系统工作的基本原理。当柴油发电机转速超过标定转速并继续升高时，飞锤离心力进一步增大，克服高速弹簧的弹力，使柱塞继续右移，柱塞上的台阶将正常工作油路遮住一部分或全部，由于出油口的节流作用，供油压力急剧下降，喷油量随之迅速减少，从而限制了柴油发电机超速。这时，较多的燃油经旁通油路回到齿轮泵的吸油端，ptg调速器的作用限制了柴油发电机的最高转速。
3、高速转矩校正
高速转矩校正过程，高速转矩弹簧装在柱塞套筒和柱塞之间，当飞锤因离心力张开而使高速转矩弹簧压缩时，高速转矩弹簧将阻止柱塞体右移。
柴油发电机转速较低时，高速转矩弹簧处于自由状态。当转速升高到最大转矩转速时，高速转矩弹簧开始与柱塞套筒接触。随着转速继续升高，柱塞右移，转矩弹簧也逐渐被压缩，阻止柱塞的移动和间隙δ的减小，从而延缓了燃油压力的增高，使喷油量相对减少，最终使柴油发电机的转矩随转速升高而有较大的下降，以提高柴油发电机高速时的适应性。
4、低速转矩校正
低速转矩校正过程，在飞锤柱塞的左端装有低速转矩弹簧(亦称飞锤助推弹簧)。当转速降低时，飞锤柱塞左移，低速转矩弹簧被压缩，使飞锤柱塞的移动受阻，调速柱塞左移亦受阻，从而延缓了间隙δ的增大和燃油压力的下降，使喷油量相对增加、因此，低速转矩弹簧的作用是当柴油发电机低速运转时，使其转矩适当增大，以提高柴油发电机在低速时的适应性。
长期使用后，喷油泵柱塞偶件的磨损、变形等，会造成柴油机供油开始滞后和结束提前、供油量不足、各缸供油量及供油时刻不均匀；出油阀偶件的磨损造成喷油提前，发生二次喷射或滴油现象，喷油持续期延长，供油量增加。这些都将导致燃烧恶化，引起怠速运转不稳、起动困难、油耗增加、功率下降、排气冒黑烟和工作粗暴等现象。
三、喷油泵及调速器的故障检修
机械式喷油泵结构图
1、柱塞偶件的检修
喷油泵解体、清洗后，主要对柱塞偶件进行以下检修：
（1）外观目测
如发现如下情况之一应更换：柱塞表面有明显磨损沟槽的痕迹或裂纹；柱塞套筒内表面有锈蚀和较深的刮痕或裂纹；柱塞端面、直槽、斜槽、环槽等边缘有锈蚀或剥落等现象。
（2）滑动性试验
与喷油器滑动试验相同。
（3）密封性试验
在喷油器试验器上进行：将各分泵的出油阀取出，阀座与密封垫保留在孔内，装好出油阀压紧座，放尽泵内空气，将出油阀与喷油器试验器用高压油管连接好；移动供油操纵杆使柱塞处于最大供油位置，再转动凸轮轴，使柱塞上升到供油行程的中间位置，封闭住套筒上的进、回油孔；用喷油器试验器泵油，至油压达20mpa时停止泵油，然后测定油压下降到10mpa所需的时间（试验器必须密封），新泵或大修后的ii号泵柱塞副少于12s为不合格。同一喷油泵各柱塞密封性差异应小于15%。
也可采用简易办法进行密封性试验：将柱塞偶件洗干净后，使柱塞处于最大供油位置，用手指堵住柱塞套筒顶部和进、回油孔，将柱塞由最上位置往下拉，此时应感到有明显的吸力，松开柱塞后，如柱塞能迅速弹回，则可继续使用，否则应更换柱塞偶件。
2、出油阀偶件的检修
（1）外观目测
出油阀和阀座密封锥面磨损严重、有裂纹、表面金属剥落、密封带宽度和深度过大，减压环带磨损甚或者表面有锈蚀等应更换。
（2）滑动性试验
将出油阀偶件清洗干净后垂直放置，并将阀体从阀座中抽出配合长度的1/3，当松手后出油阀在自身重力作用下应能缓慢均匀地下落到底；把阀相对于阀座转过一个角度重复上述试验，结果应该相同。
（3）密封性试验
在做滑动试验时，如用手指堵塞出油阀座的下方孔，出油阀下落到减压环带进入阀座时应能停住。在此位置时，用手指轻轻压入出油阀，放松手指后，出油阀应能马上弹回原位置。手指从下端面移开时，在自重的作用下，出油阀应能完全落座。
上述柱塞式喷油泵的检修方法同样适用于分配式喷油泵的检修。
3、调速器的检修
调速器主要运动件的磨损、变形是影响其正常工作的主要因素。如正常情况下，当操纵柄固定不动时，喷油泵供油拉杆或齿杆的轴向窜动量为0. 5～1. 0mm，若各连接处磨损严重，则其窜动量可达3～4mm或更大，导致供油量大范围波动，调速器灵敏度降低，使柴油发电机工作不稳定。
检查各弹簧的自由长度及弹力是否符合原厂规定的技术标准。如发现弹力减弱、扭曲、裂纹或折断等情况，要更换新件。滚动轴承若出现麻点、斑蚀过多或有剥落凹痕等损伤时，应更换。检查磨损时，可一手持内圈，一手转动外圈，如果响声不大且均匀，则轴承尚可使用。若转动不灵活或有杂音，应更换。飞块结构的调速器，飞块衬套、支架和销轴间的配合间隙要正确，两飞块的质量差不得超过3g。

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