PT泵燃油系统的组成及工作原理的研究

卢吉生

PT泵燃油系统具有结构简单、使用可靠、维修方便、体积小、重量轻等优点，目前已大量应用在柴油发动机上。详细分析了PT泵燃油系统的组成及工作原理，为使用者提供参考。

“PT”是英文“压力（pressure）”“时间（time）”的缩写，即靠压力一时间原理来调节喷油量。PT泵燃油系统主要是指在充满流体的系统中，任何压力的变化立即等量地传到整个系统；流体通过某一通道的流量与流体的压力、允许通过的时间和通过的截面积成正比。

1 PT泵燃油系统的组成

PT泵燃油系統由油箱、燃油滤清器、PT燃油泵、低压输油管、喷油器、摇臂、推杆、喷油器凸轮和回油管等组成，对于增压柴油机在PT燃油泵中还装有排气烟度限制器。各装置的功用如下。

（1）PT燃油泵。PT燃油泵为一低压输油泵，起输油和调整压力的双重作用，它能将从油箱吸回来的燃油压往喷油器，同时，在柴油负荷和转速变化时相应改变出口燃油压力，使喷油器的喷油量也随之变化。PT燃油泵有两种形式。

第一种形式称为PT-G型泵，它表示调速器控制。它包括三个主要部件：齿轮泵，将燃油自油箱吸出，进入调速器柱塞；调速器，控制相当于发动机最高转速和怠速转速时从齿轮泵流出的燃油量；节流阀，可以用手操纵控制在各种使用工况下流入喷油器的燃油量。

第二种形式称为PT-R型泵，它表示压力调节。它包括下列四个主要部件：齿轮泵，将燃油自油箱吸出，迫使燃油通过滤网进入压力调节器；压力调节器，限制流往喷油器的燃油压力；调速器，控制最高转速和怠速转速时的燃油量；节流阀，可用手操纵控制在各种使用工况下流入喷油器的燃油量。

（2）喷油器。根据PT燃油泵的出口燃油压力对喷油进行计量，然后依靠一套喷油器柱塞驱动机构在规定的时刻将燃油加压并喷火燃烧室，剩余的燃油经回油管返回油箱。

（3）喷油器柱塞驱动机构。它包括摇臂、推杆、喷油器凸轮等，喷油器凸轮与进排气凸轮同轴，通过此驱动机构对喷油器柱塞加压，柱塞上行四位则靠喷油器柱塞回位弹簧。

（4）排气烟度限制器。一般在增压的康明斯发动机上采用，其作用是协调涡轮增压器和PT燃油泵的工作，避免排气冒黑烟。涡轮增压器是利用发动机排出的废气驱动的。当柴油机负荷急剧改变和油门突然开大时，增压器的转速跟不上柴油机转速的改变。PT燃油泵的供油量则随着油门开度和柴油机转速而变化。这样，增压器的转速变化就滞后于PT燃油泵供油量的变化，因而进入燃烧室的空气量不足，容易引起排气冒黑烟。排气烟度限制器可在此时把PT泵供来的燃油旁通掉一部分，以便与进气量相适应，等到增压器转速上升，进气歧管压力升高后再恢复加大的供油量。

（5）节流阀轴操纵手柄能通过杆件与驾驶室的油门踏板相连，在怠速与最高转速之间完全由汽车驾驶员直接控制。

2 PT喷油器的工作原理

2.1安装法兰型的PT喷油器

安装法兰型的PT喷油器主要由喷油器体、柱塞、喷油器嘴头、调整垫片、柱塞回位弹簧、回油量孔和计量孔等组成。

安装法兰型的PT喷油器工作原理如下。

（1）喷油器柱塞开始上升时，燃油自进油道经喷油器柱塞上的环状空间，经一垂直油道流至环形槽。由于计量孔处于关闭状态，燃油不能自计量孔进入喷油器嘴的锥形空间（主量室），而通过回油量孔上升流回油箱；喷油器柱塞继续上升并打开主量孔，一定量的燃油吸入喷油器的压力室，其余燃油继续经回油孔旁通回油。

（2）当柱塞下降时，又将计量孔关闭。计量室中的燃油（对应的气缸处于压缩行程，一定量的压缩空气被压入该室）在强压下（约100 MPa）呈雾状喷入燃烧室，刚开始喷油瞬间，有一小部分空气与燃油混合气喷入气缸，这一小部分混合气可诱使燃油开始燃烧，以后喷入的燃油则能继续燃烧。

（3）当下降行程终了一直到下一工作周期开始的这一瞬间，油器柱塞锥形部分占据了整个计量室，喷油结束，燃油不再环绕油器体流动，柱塞的环状空间也就不与进油道连通。喷油器的计量孔用来控制燃油的流量和调节燃油压力。量油作用取决于主量孔的尺寸、喷油凸轮控制的主量孔开启的时间以及喷油器的进油压力三个要素。量孔的开启时间则随发动机转速的升高而缩短。

未经过调整的喷油器，由于有加工误差，虽然燃油压力相同，喷油量也多少有些偏差，所以要在喷油器试验台上进行喷油量试验和检查。

2.2圆筒形PT喷油器

该种喷油器使用较广（如美国的康明斯855系列和V系列发动机）。这种喷油器用于在气缸内有进油道的发动机，并且没有安装法兰，它靠安装轮或压板装在气缸盖上。

这类喷油器有PT型、PTB型、PTC型、PTD型，以及最新发展的低排放型PT-ECON型等。该喷油器的性能特点是喷油持续时间短，喷油压力高，停止喷油迅速（没有二次喷射现象）。结构特点是端阀与喷油器柱塞是分开的，端阀在计量室内是浮动的，有许多零件与PTD型喷油器可以互换。它主要由端阀、调整螺钉、跳动钮、喷油器体、回油孔、柱塞及内外弹簧组成。

PT-ECON型喷油器的工作原理如下。

（1）计童。柱塞升起，计量孔打开，端阀被弹簧顶起。跳动钮紧靠在柱塞的端面上，端阀上面有燃油通孔，上下计量孔相通。计量时端阀的圆柱形底部缩进与之精密配合的孔中，从而隔断了上下计量孔之间的通路，使被计量的燃油保存在计量室的上部。

（2）喷油。当柱塞下降并关闭计量孔时，计量过程结束。此时端阀的控制棱边沟通了计量室的上下油道，在柱塞向下运动时，由于计量室容积减少，喷油器内压力增加而开始喷油。由于上下计量室是连通的，两个计量室的压力相等，因而端阀的内弹簧只需克服惯性力就可以使端阀跟随柱塞运动。

（3）喷射结束。喷油一直持续到端阀靠近喷油嘴锥形座面，当端阀靠近锥形座底面时，环行油路截面积小于两喷孔截面积，节流作用开始。座面处的节流使端阀下面的压力减少，作用在端阀下面的液压力使端阀迅速落座。

（4）回油和排油。当端阀落座后就不再喷油。这时一个回油打开，防止燃油室中产生过高压力。在确定的回油孔下会使油压保持在标准范围，既能保证端阀密封，又能防止二次喷射。当柱塞继续向下运动时，从喷油计量室排出的燃油经过回油管到油箱。endprint