專利名稱：一種單缸柴油機油量校正機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及單缸柴油機的油量校正技術領域，特別關于適用于單缸柴油機的油量校正機構的設計與制造。
背景技術：
21世紀以來，我國 內燃機行業(yè)迅速發(fā)展，隨著自主研發(fā)力度的加大和自主知識產權意識的加強，經(jīng)過近幾年的產品結構調整和經(jīng)營機制轉換，我國的內燃機產品已在整機性能和產能需求上已逐步適應了國內外市場的要求。2011年，我國單缸柴油機年產量達到了 849.9萬臺，出口 260多萬臺，占國外市場總量的65%。目前我國單缸柴油機產銷量占全球單缸柴油機總量90%的份額。單缸柴油機由于價格低廉，性能可靠穩(wěn)定，被廣泛配套用作發(fā)電機組、水泵機組、旋耕機、拖拉機、小型工程機械等，在我國農業(yè)生產領域發(fā)揮著舉足輕重的作用。目前單缸柴油機均采用機械式噴油系統(tǒng)。這種機械式噴油系統(tǒng)多由噴油泵、高壓油管和噴油器組成。噴油泵輸出油量的多少由油門撥叉的位置決定，油門撥叉的位置由調速器頂桿、油門彈簧和限油器校正桿三者之間的力矩平衡關系決定。柴油機在任意工況下進入氣缸的空氣質量是一定的，對于某一臺噴油正時正確的柴油機，其動力性、經(jīng)濟性和排放性能僅僅取決于噴入氣缸油量的多少。單缸柴油機均裝有限油器。限油器的主要作用是限制標定工況下油門撥叉的位置，從而限制標定工況的油量，保證柴油機功率不超過標定功率，能有效防止因供油量過多引起的冒黑煙、排放性能惡化、油耗上升。若不安裝限油器或其安裝位置不正確，會出現(xiàn)標定功率不正確。略低于標定轉速時，柴油機功率按調速特性變化，會造成功率偏大，煙度過高，排放超標，油耗上升。柴油機在起動時需要加大噴油量，約為標定工況的1.3 1.5倍。如186FA柴油機，為了保證起動性能，柴油機原裝的限油器起動油量行程較大、彈簧剛度太小，在標定工況不能起到限油作用；之后又有學者發(fā)明了一種具有起動加濃和防拆卸調整的限油裝置。該裝置可有效校正柴油機的油量，權衡功率、排放、油耗之間的關系，保證柴油機具有一定的扭矩儲備，綜合性能較好，已推廣使用。但該裝置起動彈簧預緊力較大，安裝該裝置后撥叉難以處于油量最大位置，起動時需反復撥動油門，保證其在大油量位置，若位置不正確，柴油機起動性能會惡化，起動較困難。且該裝置無法在安裝后進行校正行程的調整，使用不方便。為了校正柴油機供油量使其具有一定的扭矩儲備，限制其標定功率，且使其具有良好的起動性能，能保證起動加濃可靠、使用調整方便，發(fā)明了本油量校正機構。

發(fā)明內容
為了在柴油機速度特性上校正柴油機供油量使其具有一定的扭矩儲備，同時在標定工況限制其功率，起動時具有良好的起動性能，發(fā)明了本油量校正機構。該油量校正機構適用于單缸風冷、水冷柴油機，其特點是本結構打破現(xiàn)有結構的限油器的起動彈簧與校正彈簧為串聯(lián)或并聯(lián)結構，根據(jù)其起動、校正時的作用原理，分別將起動彈簧與校正彈簧設定與不同位置分離安裝，起動彈簧在柴油機正常工作時其作用力可忽略且能保證起動時油量撥叉肯定在最大油量位置；校正彈簧的校正行程可調，出廠調整方便，能滿足所用柴油機扭矩儲備要求。本發(fā)明包括撥叉、撥叉擋板、起動彈簧、起動彈簧鉤桿、撥叉軸、調速彈簧鉤板、限油抵板、校正桿、校正器體、校正彈簧、校正螺母、螺母和調速彈簧；撥叉空套在撥叉軸上，兩者相對轉動；調速彈簧設于調速彈簧鉤板上，調速彈簧鉤板固定在撥叉軸上，且?guī)訐懿孑S轉動；起動彈簧一端與撥叉相連，一端與起動彈簧鉤桿相連；限油抵板固定在撥叉軸上，限油抵板與校正桿接觸，校正桿、校正彈簧、校正螺母裝配校正器體在內，校正彈簧一端抵著校正桿，一端抵著校正螺母，校正桿在校正器體的內沿校正器體的軸線移動，校正螺母有外螺紋，與校正器體的內螺紋配合內沿校正器體的軸線旋進或旋出；螺母旋在校正螺母上鎖緊校正螺母；校正器體安裝在柴油機機體上，并用鎖緊螺母鎖緊固定其位置；所述撥叉擋板固定安裝在撥叉軸，限制撥叉繞撥叉軸的一端轉動極限位置，起動時，撥叉與撥叉擋板的右側接觸，起動前調速器飛錘無離心力，由起動彈簧作用使撥叉拉到撥叉擋板右端位置，供給柴油機起動油量值；柴油機正常工作時，飛錘離心力作用推動滑套帶動撥叉的另一端轉動使撥叉始終保持與撥叉擋板的左側接觸，通過撥叉轉動調節(jié)油量使柴油機在工作區(qū)域內正常運行。限油抵板與調速彈簧鉤板為一體。

校正螺母沿校正器體的軸線旋進或旋出的距離為校正行程δ，校正行程δ的范圍為0.1mm 0.5_。由于調速器撥叉結構尺寸不同由柴油機噴油系統(tǒng)參數(shù)和柴油機性能計算決定。不同校正行程和校正彈簧的剛度能決定柴油機最大扭矩要求的轉速，δ值大小確定了柴油機在速度特性上的扭矩儲備，一般要求是由柴油機結構、用途在12-20%范圍或按用戶要求值確定δ值。本發(fā)明既可以使柴油機在起動時達到起動油量的要求，能保證起動加濃的功能可靠，便于操作，使柴油機具有良好的起動性能，又可校正柴油機速度特性的油量，并能在裝配調試過程中調整校正油量大小，使其具有所需的一定扭矩儲備，同時在標定工況下限制噴油泵的循環(huán)供油量，使柴油機在達到標定功率的條件下取得較好的經(jīng)濟性和排放性能，尤其是煙度較低，綜合性能理想，滿足國家標準及技術法規(guī)的相關要求。


圖1是本發(fā)明一種起動彈簧與校正彈簧分離安裝的單缸柴油機油量校正機構的示意圖。圖2是本發(fā)明單缸柴油機油量校正機構校正器結構圖。圖3是噴油泵速度特性及校正油量、起動加濃量的分析圖。圖4是186FA柴油機使用本油量校正機構的速度特性。圖1中，1、撥叉，2、撥叉擋板，3、起動彈簧，4、起動彈簧鉤桿，5、撥叉軸，6、調速彈簧鉤板，7、限油抵板。圖2中，8、校正桿，9、校正器體，10、校正彈簧，11、校正螺母，12、螺母，13、柴油機機體，14、鎖緊螺母。
具體實施例方式撥叉I空套在撥叉軸5上，兩者能相對轉動。調速彈簧鉤板6固定在撥叉軸5上，且可帶動撥叉軸5轉動，撥叉擋板2也固定在撥叉軸5上。起動彈簧3 —端與撥叉I相連，一端與起動彈簧鉤桿4相連。限油抵板7與調速彈簧鉤板6可為一體，也可單獨一個零件固定與撥叉軸5上，限油抵板7與校正桿8接觸，校正桿8、校正彈簧10、校正螺母11裝配校正器體9在內，校正彈簧10 —端抵著校正桿8, —端抵著校正螺母11，校正桿8可沿校正器體9的內壁移動，校正螺母11有外螺紋，與校正器體9的內螺紋配合可沿校正器體9旋進或旋出。螺母12旋在校正螺母11上，起到鎖緊校正螺母11的作用。校正器體9安裝在柴油機機體13上，并用鎖緊螺母14鎖緊保證其位置固定。圖3為柴油機噴油泵速度特性及校正油量、起動加濃量分析圖。噴油泵油量控制桿固定位置時可得出噴油泵速度特性，即圖3曲線I的EDA段，A點為標定工況噴油泵的循環(huán)供油量。曲線2是柴油機滿足國家標準或用戶要求的最大扭矩需求的噴油泵速度特性。根據(jù)柴油機最大扭矩、最大扭矩轉速和燃油消耗率可得出最大扭矩點噴油泵的循環(huán)供油量，即圖3中C點。C點與曲線I上D點油量的差值即為需要校正的油量。AC段是校正機構起作用的部分，合理設計校正彈簧并合理安裝校正器體位置，校正機構使噴油泵速度特性按照AC段運行。以上過程中，在標定工況點，飛錘102的離心力的推力欲使滑套103向右移動，推動撥叉I繞撥叉軸5逆時針轉動，使撥叉I上端靠在撥叉擋板2上，通過撥叉擋板2的作用力與調速彈簧101的力平衡，限油器校正桿8的受力為0，當柴油機按速度特性運行轉速下降時，圖1中飛錘102的離心力減小使滑套103向左移動。撥叉I繞撥叉軸5順時針轉動，圖2中的校正彈簧10受力被壓縮一距離，校正彈簧力和滑套的離心力的推力的作用力矩與調速彈簧力矩產生力矩平衡，則撥叉頭部與撥叉擋板2向右移動一定的微小距離，使噴油泵油量控制桿移動相同距離，增加一定的循環(huán)供油量，每一個轉速點實現(xiàn)調速彈簧的力矩與校正彈簧力和滑套的離心力的推力的作用力矩的新平衡點，位移量大小決定循環(huán)供油量。校正行程結束時，是對應C點轉速及DC之間油量差，轉速再降低，由于校正器是剛性的，噴油泵速度特性沿ADE平行線CB供油。合理設計起動彈簧3及撥叉擋板2的開檔尺寸與滑套位置尺寸匹配，可以使起動時噴油泵的循環(huán)供油量滿足起動要求。起動時，柴油機先靜止不轉，飛錘102無離心力，所以無論調速彈簧101在何位置，起動彈簧3總是將撥叉I推動最大油量位置，此時撥叉I靠在撥叉擋板2的右邊，油量最大·為起動加濃，由于起動彈簧剛度很小，在正常工作時，此彈簧力可忽略不計。圖3中，安裝本油量校正機構后，柴油機從起動到標定工況噴油泵速度特性運行曲線為GKBCA。本發(fā)明單缸柴油機的油量校正機構的技術方案說明如下:
本油量校正機構工作原理如圖1。起動時，柴油機轉速為零，飛錘102無離心力，滑套
(103)對撥叉I沒有作用力。撥叉I受到起動彈簧3的作用處在噴油泵油量最大位置，柴油機可以較容易起動。柴油機起動后，調速器飛錘102因離心力張開，滑套103向撥叉方向移動并與撥叉I接觸，滑套103對撥叉I有作用力，該力使得柴油機撥叉I迅速往油量減小的方向轉過，靠在撥叉擋板2的左邊，撥叉擋板2、撥叉軸5、調速彈簧鉤板6連接在一起，調速彈簧力通過撥叉擋板2與撥叉I的接觸點把調速彈簧101的作用力與滑套103的作用力平衡，位置一定，使噴油泵的供油量也一定，適合該轉速工況的需求。柴油機起動后，由于調速彈簧101和滑套103對撥叉I的力較大，起動彈簧3的作用力可忽略。在調節(jié)油門手柄使調速彈簧鉤板6向油量增大方向轉動的過程中，校正彈簧10通過校正桿8對限油抵板7有作用力，撥叉I在滑套、調速彈簧、校正彈簧三個力的作用下處于平衡位置，校正桿8移動了校正行程I在噴油泵速度特性上表現(xiàn)為AC段(如圖3)。合理設計校正彈簧10的剛度、校正行程δ即可實現(xiàn)對柴油機供油量的校正，使其在某個轉速下出現(xiàn)最大扭矩并滿足國家法規(guī)要求或用戶需求。由于校正器體9為剛性，校正行程結束后校正桿8對撥叉擋板7一直有作用力，并阻止撥叉I繼續(xù)往油量增大方向旋轉。合理安裝校正器體9在柴油機上的位置即可實現(xiàn)對柴油機最大供油量的限制，從而限制柴油機的標定功率。柴油機安裝本油量校正機構后保證了起動時不論油門操作手柄控制在何位置(調速彈簧力大小不同)，起動彈簧作用使油量總為起動油量，具有很好的起動性能，起動容易；且可以對柴油機的油量進行校正，圖2校正桿8與校正螺母11之間的距離決定校正油量大小，在柴油機出廠試驗時，此距離可通過螺母12松動調整到所需一定的扭矩儲備的要求的距離，達到要求后擰緊螺母12來自鎖，不需將限油器拆卸調整，不會出現(xiàn)油量過大冒黑煙的現(xiàn)象。校正器體9安裝在機體13的位置調整保證柴油機在標定功率位置，因此柴油機使用保證此限油器具有功率限定、扭矩校正調整方便，調整精確，使柴油機動力性、經(jīng)濟性、煙度和排放綜合性能優(yōu)良。圖4為安裝了該油量限制機構的186FA柴油機試驗得到的柴油機速度特性，速度特性上扭矩滿足國家標準不小于12%的情況下，煙度值在2.2FSU以下，油耗指標等綜合性能都滿足 標準要求。
權利要求
1.一種單缸柴油機油量校正機構，其特征在于，包括撥叉(I)、撥叉擋板(2)、起動彈簧(3)、起動彈簧鉤桿(4)、撥叉軸(5)、調速彈簧鉤板(6)、限油抵板(7)、校正桿(8)、校正器體(9)、校正彈簧(10)、校正螺母(11)、螺母(12)和調速彈簧(101);撥叉(I)空套在撥叉軸(5)上，兩者相對轉動；調速彈簧(101)設于調速彈簧鉤板(6)上，調速彈簧鉤板(6)固定在撥叉軸(5)上，且?guī)訐懿孑S(5)轉動；起動彈簧(3)—端與撥叉(I)相連，一端與起動彈簧鉤桿(4)相連；限油抵板(7)固定在撥叉軸(5)上，限油抵板(7)與校正桿(8)接觸，校正桿(8)、校正彈簧(10 )、校正螺母(11)裝配校正器體(9 )在內，校正彈簧(10 ) —端抵著校正桿(8 )，一端抵著校正螺母(11)，校正桿(8)在校正器體(9)的內沿校正器體(9)的軸線移動，校正螺母(11)有外螺紋，與校正器體(9)的內螺紋配合內沿校正器體(9)的軸線旋進或旋出；螺母(12)旋在校正螺母(11)上鎖緊校正螺母(11);校正器體(9)安裝在柴油機機體(13)上，并用鎖緊螺母(14)鎖緊固定其位置；所述撥叉擋板(2)固定安裝在撥叉軸(5)，限制撥叉(I)繞撥叉軸(5)的一端轉動極限位置，起動時，撥叉(I)與撥叉擋板(2)的右側接觸，起動前調速器飛錘(102)無離心力，由起動彈簧(3)作用使撥叉(I)拉到撥叉擋板(2)右端位置，供給柴油機起動油量值；柴油機正常工作時，飛錘離心力作用推動滑套(103)帶動撥叉(O的另一端轉動使撥叉(I)始終保持與撥叉擋板(2)的左側接觸，通過撥叉(I)轉動調節(jié)油量使柴油機在工作區(qū)域內正常運行。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種單缸柴油機油量校正機構，其特征在于，所述校正螺母(11)沿校正器體(9)的軸線旋進或旋出的距離為校正行程δ，校正行程δ的范圍為0.1mm 0.5mmο
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種單缸柴油機油量校正機構，其特征在于，所述限油抵板(7)與調速彈簧鉤 板(6)為一體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單缸柴油機油量校正機構，涉及單缸柴油機的油量校正技術領域，本發(fā)明的撥叉(1)空套在撥叉軸(5)上，兩者相對轉動；調速彈簧(101)設于調速彈簧鉤板(6)上，調速彈簧鉤板(6)固定在撥叉軸(5)上，且?guī)訐懿孑S(5)轉動；起動彈簧(3)一端與撥叉(1)相連，一端與起動彈簧鉤桿(4)相連；限油抵板(7)固定在撥叉軸(5)上，限油抵板(7)與校正桿(8)接觸。本發(fā)明既可以使柴油機在起動時達到起動油量的要求，能保證起動加濃的功能可靠，便于操作，使柴油機具有良好的起動性能，又可校正柴油機速度特性的油量，并能在裝配調試過程中調整校正油量大小，使其具有所需的一定扭矩儲備。
文檔編號F02D1/04GK103244282SQ20131016895
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月10日 優(yōu)先權日2013年5月10日
發(fā)明者劉勝吉, 陳玉煒, 王建, 賈和坤, 劉東雷 申請人:江蘇大學