专利名称：机械全程式调速器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于柴油机喷油泵的调速器领域，特别是一种用于直列式喷油泵的机械全程式调速器。
背景技术：
在用于柴油机喷油泵供油量控制的各种调速器中现在仍然以机械离心式调速器为主。日本电装公司的R801全程式调速器和德国Bosch公司的RQV全程式调速器是广泛用于各种车用柴油机直列式喷油泵的代表性产品。其中的R801调速器由于外形尺寸较小，调速性能良好，而且具有负校正功能和增压补偿器，近一、二十年间配柴油机的品种和数量正在逐步增长。(1、《柴油机燃油喷射》[日本]藤沢英也、川合静男著，1988年出版，中译本由机械工业出版社1992年出版；2、国外柴油机喷油泵用机械调速器的发展，宓浩祥《国外油泵油嘴》1982年第1期；3、Nippon Denso Ltd.日本电装公司R801调速器使用手册；4、R.Bosch Gmbh RQV GovernorWorkshop Manual)但是近年来又要求用于轻型汽车的小缸径柴油机进一步减少污染，降低排放，达到欧洲2号排放法规或更高的要求，特别是在这些柴油机采用了高压喷射，小孔径多孔喷油嘴和增压中冷技术以后，要求直列式喷油泵的机械全程式调速器在现有R801调速器的基础上进一步缩小外形尺寸，特别是减少纵向长度尺寸；加大怠速时的工作能力，加大中低速区域的负校正行程，进一步扩大调速器外特性的调整范围。这些新的要求是包括R801在内的各种机械全程式调速器现有技术目前所无法达到的。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种改进的用于直列式喷油泵的机械全程式调速器。该调速器外形尺寸小，工作效率高，具有较强的工作能力，而且负校正行程较大，还可以安装增压补偿器，适用于低排放的轻型汽车小缸径柴油机。
本实用新型所采用的技术方案是设计一种新的、改进的机械全程式调速器，它主要包括飞锤(1)、飞锤支架(2)、调速弹簧(3)、飞锤杠杆(4)、传动销(5)、伸缩轴(6)、支承杠杆(7)、浮动杆(8)、滑动支点(9)、油门手柄(10)、拉杆连接杆(11)、油量调节拉杆(12)、调速器壳体(13)和负校正装置(20)等件，其主要特征是a.其中飞锤(1)采用薄壁圆筒形加厚外缘的结构，单个飞锤(1)的质量小于260g，转动惯量大于1268g.cm2；b.其中的调速弹簧(3)直接安装在飞锤(1)的内腔中；c.其中飞锤(1)的质量中心的运动轨迹和调速弹簧(3)的中心线重合。此外，这种调速器的负校正行程可以达到2.5至3.5mm，调速器壳体(13)的纵向长度尺寸L小于125mm，而且可以安装增压补偿器(30)。
本实用新型和现有技术相比所具有的有益效果是缩小了外形尺寸，特别是减少了纵向长度尺寸，同时加大了怠速和低转速时调速器的工作能力，加大了中低转速区域的负校正行程，进一步扩大了调速器外特性的调整范围。这种调速器适合配用PM型低排放、强化型直列式喷油泵(参见中国实用新型专利03239591.4)和其它小型直列式喷油泵，能满足用于轻型汽车的小缸径柴油机减少污染、降低排放和采用高压喷射、增压中冷技术以及提高怠速稳定性和改善加速性能的要求。
图1是本实用新型的实施例的一种调速器的纵剖面图。
图2是实用新型的实施例的一种调速器的供油量调节原理图。
图3是现有技术中R801调速器的供油量调节原理图。
图4是本实用新型和现有技术的飞锤结构的对比图。
图5是采用本实用新型的实施例的一种调速器静力特性和现有技术的R801调速器静力特性的对比。
图6是采用本实用新型的一种调速器的负校正装置工作原理图。
图7是本实用新型的实施例的一种调速器的调速特性图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。图1中所示的是本实用新型的实施例的一种调速器的纵剖视图。它是一种机械全程式调速器，安装在直列式喷油泵的端面上。调速器由喷油泵凸轮轴(15)驱动。在图1和图2所示的该种调速器供油量调节原理图中，飞锤支架(2)固定在凸轮轴(15)的端部，2个飞锤(1)和6个调速弹簧(3)安装在飞锤支架(2)上，随凸轮轴(15)一起旋转。2个飞锤(1)在离心力的作用下克服调速弹簧(3)的压力沿半径方向向外运动。飞锤(1)的质量中心的运动轨迹和调速弹簧(3)的中心线重合。飞锤(1)运动时经飞锤杠杆(4)和传动销(5)带动伸缩轴(6)作轴向运动。伸缩轴(6)轴向运动时能使安装在固定支点上的支承杠杆(7)转动一个角度。支承杠杆(7)的一端与伸缩轴(6)上的槽活动连接，并且和浮动杆(8)的下支点铰接。浮动杆(8)的上支点经拉杆连接杆(11)和油量调节拉杆(12)连接。油量调节拉杆(12)向右移动时供油量减少，使转速降低；油量调节拉杆(12)向左移动时供油量增加，使转速升高。在浮动杆(8)的中间部位有一个滑槽，滑槽中装有滑动支点(9)，滑动支点(9)通过杆件和油门手柄(10)连接。当油门手柄(10)向顺时针方向转动时，滑动支点(9)向右移动，使油量调节拉杆(12)也向右移动，工作转速降低；当油门手柄(10)向逆时针方向转动时，滑动支点(9)向左移动，使油量调节拉杆(12)也向左，并使工作转速升高。因此这种全程式调速器可以通过油门手柄(10)的位置改变喷油泵的工作转速。此外，使滑动支点(9)在浮动杆(8)上的滑槽中移动位置还具有改变调速器杠杆比的作用。在浮动杆(8)中，上支点到滑动支点(9)的距离为M，下支点到滑动支点(9)的距离为N，杠杆比＝M∶N。怠速时滑动支点(9)向上移动，杠杆比小；高速时滑动支点(9)向下移动，杠杆比大。减小怠速时的杠杆比有利于提高调速器的工作能力，加大调速器克服各种阻力，控制油量调节拉杆(12)的力量，从而改善柴油机的怠速稳定性。而适当增大高速时的杠杆比，能保证高速时的调速率较小。本实用新型的一种调速器的杠杆比是怠速时为1，高速时为3.88。
本实用新型的一个主要特征是对飞锤(1)的结构尺寸进行了优化设计。在图4中表明了本实用新型所采用的飞锤结构和现有技术的差别。图4a表示该种调速器的飞锤，它采用薄壁圆筒形加厚外缘的结构，使大部分质量分布在离旋转中心较远的位置上，单个飞锤的质量小于260g，而转动惯量较大，可达到1268g.cm2。图4b表示德国Bosch公司的RQV调速器的飞锤，它采用厚壁圆筒形结构，质量大，单个飞锤质量为535g，体积也大。这种飞锤虽然具有较大的静力特性系数，从而使调速器具有较大的工作能力，但是由于调速器尺寸太大，因此无法在小缸径柴油机上配套应用。图4c表示日本电装公司R801调速器的飞锤。这种飞锤采用工作时绕飞锤支架上的支点旋转的结构，单个飞锤质量为357g。采用这种结构虽然调速弹簧(3)也可以直接安装在飞锤(1)的内腔中，但是飞锤(1)的质量中心的运动轨迹是一条圆弧，不能和调速弹簧(3)的中心线重合。根据计算，R801调速器飞锤的效率只有94％，本实用新型的一种调速器及RQV调速器飞锤的效率可达98％以上(参见[日本]藤沢英也、川合静男著《柴油机燃油喷射》中译本第82～83页)。从图4的对比中可以清楚地看出，该种调速器飞锤的尺寸最小，而RQV和R801调速器飞锤的尺寸都比较大。
在图5所示的该种调速器和R801调速器静力特性对比图中，纵坐标是代表调速器工作能力的静力特性系数A(g.cm)，横坐标代表调速器转速n。由图5可以看出，在低速时该种调速器的静力特性系数A比R801大，有利于改善怠速稳定性。而在高速时该种调速器的静力特性系数A比R801小，因而降低了高速时调速器零件受到的作用力，对提高调速器的工作可靠性有明显的效果。同时在图5中可以看到，该种调速器的静力特性曲线的斜率比R801小，是一种比较理想的静力特性系数曲线形状，能更好地满足调速器性能的要求。
通过对图2和图3所示的该种调速器和现有技术中R801调速器供油量调节原理图的对比，可以看出在R801调速器中飞锤(1)张开时通过传动销(5)和传动板(16)带动伸缩轴(6)作轴向移动。而在图2所示的该种调速器已取消了传动板(16)，从而减少了调速器的轴向尺寸。同时，如前所述，由于该种调速器飞锤的尺寸较小，也是使调速器壳体(13)的纵向长度L能够小于125mm的一个重要原因。该种调速器壳体(13)的纵向长度比R801调速器减少了33mm。
图6所示的采用本实用新型的一种调速器的负校正装置适用于校正柴油机全油门低速段的供油特性曲线，能解决柴油机低速段全负荷冒烟问题，能改善柴油机全油门低速段的排气烟度、降低油耗。现有技术中，如R801调速器等也都装有负校正装置，但是其负校正行程只有1.5～2mm，在和某些柴油机配套时，尚不能满足某些发动机的性能要求。实施本实用新型的一种调速器采用图6所示的负校正装置(20)，它由限位板(21)、浮动臂(22)、拉簧(23)、扭矩凸轮(24)、调整螺栓(25)、调整螺栓(26)等件所组成；由于在设计中合理分配了支承杠杆(7)的行程，在保证起动行程的前提下，使负校正行程达到2.5～3.5mm，可以满足各种车用柴油机的配套要求。
在图1右上角画出了实施本实用新型的一种调速器上所安装的一个增压补偿器(30)，该增压补偿器(30)主要由补偿器体(31)、补偿器盖(32)、膜片(33)、补偿器弹簧(34)和中心杆(35)等组成。增压或增压中冷柴油机采用了具有增压补偿器的调速器和喷油泵后，能够根据增压压力的变化适当地调节不同转速下的供油量，以满足柴油机各项性能指标的要求。
图7是本实用新型的实施例的一种调速器的调速特性图。图中纵坐标Q代表供油量，单位是每200次喷射所供的燃油体积cm3。横坐标代表喷油泵或柴油机的转速(r/min)。图中特性线1是油门手柄(10)处于全负荷位置时的外特性曲线。图中特性曲线2是油门手柄(10)处于怠速位置时的怠速特性。图中其余各条斜线分别代表这种机械全程式调速器当油门手柄(10)处于各个中间位置时的供油量特性。由图7可以看出实施了本实用新型的实施例的一种调速器具有良好的校正功能、怠速特性和全程调速特性。
权利要求1.一种机械全程式调速器，它主要包括飞锤(1)、飞锤支架(2)、调速弹簧(3)、飞锤杠杆(4)、传动销(5)、伸缩轴(6)、支承杠杆(7)、浮动杆(8)、滑动支点(9)、油门手柄(10)、拉杆连接杆(11)、油量调节拉杆(12)、调速器壳体(13)和负校正装置(20)等件，其主要特征是a.其中的飞锤(1)采用薄壁圆筒形加厚外缘的结构，单个飞锤(1)的质量小于260g，转动惯量大于1268g.cm2；b.其中的调速弹簧(3)直接安装在飞锤(1)的内腔中；c.其中飞锤(1)的质量中心的运动轨迹和调速弹簧(3)的中心线重合。
2.根据权利要求1所述的机械全程式调速器，其特征是其中的负校正装置(20)，由限位板(21)、浮动臂(22)、拉簧(23)、扭矩凸轮(24)、调整螺栓(25)、调整螺栓(26)等件所组成，其中浮动臂(22)通过拉簧(23)固定在浮动杆(8)上，然后通过拉杆连接杆(11)与油量调节拉杆(12)连接在一起，由浮动杆(8)将飞锤(1)的离心力传递到浮动臂(22)上，其运动轨迹由扭矩凸轮(24)来决定，从而实现负校正行程，达到2.5～3.5mm。
3.根据权利要求1所述的机械全程式调速器，其特征是其中的调速器壳体(13)的纵向长度L小于125mm。
专利摘要本实用新型属于柴油机喷油泵的调速器领域，特别是一种用于直列式喷油泵的机械全程式调速器。其主要特征是a.飞锤采用薄壁圆筒形加厚外缘的结构，单个飞锤的质量小于260g，转动惯量大于1268g·cm
文档编号F02D1/04GK2672298SQ0325072
公开日2005年1月19日 申请日期2003年4月23日 优先权日2003年4月23日
发明者缪雪龙, 陈希颖, 王先勇, 李成相 申请人:无锡油泵油嘴研究所