摘要：康明斯柴油发电机组由于采用了独特的PT燃油系统，其应用供油压力和供油时间这两个变量来控制调节燃油供油量，属于低压输油，高压喷射系统（98100~137100kPa），它具有结构简单、调整维修方便、可靠性高、燃油经济性好、排气中有害物质少、烟度小和重量轻等特点。由于采用了高压喷射，进而对进气涡流要求不高，因而缸盖内的进气道设计简单易于制造。本文围绕燃油泵的作用、燃油泵的部件组成及PT燃油泵维护要点三个方面，系统阐述PT燃油泵的储油与供油功能，详细介绍齿轮泵、脉冲膜片减振器、磁性滤网滤清器、旋转油门轴、电磁阀与MVS调速器等部件的结构与工作原理，深入分析MVS调速器的调压作用与调速作用机理，并从日常检查、定期维护与故障预防三个方面提出PT燃油泵的维护要求，为康明斯PT燃油系统的结构认知、维修保养与故障判断提供技术参考。
一、燃油泵的作用
康明斯燃油泵实物如图1所示，外观示意图如图2所示。其原理是PT燃油泵将燃油从油箱中吸起，经过滤清、调速器等送到喷油器，根据PT系统的设计，PT泵供给喷油器的燃油将有80%左右在工作中经喷油器又回到油箱，主要起冷却和润滑喷油器，并防止寒冷气候时燃油冻结及将PT系统里的空气带回油箱排掉的作用。燃油系统的功能是保障柴油发电机组运行所需燃油的正常储存和供给。
1. 储存
（1）主储油罐。主储油罐用于大量储存机组运行所需燃油，其容量应根据机组功率、运行时间与补给周期确定。
（2）日用油箱。日用油箱用于储存机组日常运行所需燃油，容量通常按机组满载运行2～8小时确定。
（3）油料管理。通过主储油罐、日用油箱等设备，储存机组运行所需要的燃油量，并应按先存先用原则安排油料使用，避免长期储存导致油料变质。
（4）储油安全。储油设备应满足防火防爆要求，设置通气孔、液位计与紧急排空阀，并定期排放底部水分与杂质。
2. 供给
（1）燃油输送泵。通过燃油输送泵将燃油从主储油罐输送至日用油箱或直接输送至发动机。
（2）燃油增压泵。通过燃油增压泵将燃油增压后送至喷油器，保证喷油器有足够的喷射压力。
（3）过滤器及阀门。通过过滤器及阀门等设备及管道，为柴油发电机组提供正常运行所需的燃油量，过滤器应定期更换，阀门应动作可靠。
（4）管道系统。燃油管道应采用碳钢加厚材质，避免使用铸铁、铝、镀锌或铜质管材与接头，管道应设置可靠的接地。
（5）供油保障。通过燃油输送泵、燃油增压泵、过滤器及阀门等设备及管道，为柴油发电机组提供正常运行所需的燃油量，确保机组在各种工况下均能获得稳定可靠的燃油供给。
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图1 康明斯柴油机PT燃油泵实物图 |
图2 PT（G）柴油泵（EFC系列）外形示意图 |
二、燃油泵的部件组成
1. 齿轮泵
（1）结构组成。齿轮泵由齿轮泵壳体(两部分组成)、主动齿轮(长轴)、从动小齿轮、衬垫等组成。
（2）驱动方式。当发动机驱动油泵时，齿轮泵随之转动，其转速与发动机转速一样。
（3）吸油与压油过程。旋转的齿轮在吸油端产生真空并从油箱内通过滤清器把油吸起后将油压入高压腔。
（4）压力特性。齿轮泵出口的燃油压力要比PT泵出口的压力大4~5倍。齿轮泵的泵油特性是压力随转速的升高而升高。
（5）维护要点。齿轮泵为免维护部件，但应定期检查其密封性与泵油压力，发现泵油压力不足时应检查齿轮磨损与壳体间隙。
2. 脉冲膜片减振器
（1）设置目的。根据齿轮泵工作特性，它所提供的燃油有较大的压力波动，这样就造成PT泵供油压力的波动。燃油压力波动太大将影响发动机正常工作。
（2）压力波动的影响。当发动机在某工况时，由于供油压力的波动，此时各个喷油器量油口的压力就不一样，这样各个喷油器的油杯进油量就不一样，结果是发动机各缸工作均匀性差、工作不平稳。
（3）减振原理。为防止这种现象，办法是加装一个脉冲膜片减振器并通过一个钻孔与齿轮泵高压腔连通。当一个较高压力波作用在金属膜片上时，膜片压缩它背后的空气，部分压力波能量被吸收，压力波峰值降低，随后、一个较小的压力波作用在膜片上时膜片背后的空气将它推出，给出了部分能量。压力波峰值上升，从而，使供油压力较为平稳。
（4）维护要点。应定期检查膜片有无破裂或老化，膜片损坏会导致减振效果下降，供油压力波动加剧。
3. 磁性（滤网）滤清器
（1）安装位置。在压力的作用下，燃油流入一个小的磁性滤清器里它一般位于油泵的顶端（有些位于底部）。
（2）双重滤清。这样，PT系统就有两道滤清装置，磁性滤清器主要滤掉齿轮泵带来的油里面的金属粉末杂质及磨损铁屑。
（3）清洗要求。该滤清器应遵守维修手册中的要求，经常用压缩空气进行清洗，滤网在安装时应注意方向，有孔的一端朝向泵体里面。
（4）油路走向。油从滤网流出经油孔流至调速器室。
（5）维护要点。应定期清洗磁性滤清器，发现滤网破损或磁性减弱时应及时更换。
4. 旋转油门轴（节流轴）
（1）基本功能。油门轴结构如图3所示。来自调速器的燃油都要通过油门轴，受油门轴的控制，然后再向喷油器供油。
（2）老式油门轴。旋转油门轴有两种结构形式，老式油门轴是由柱塞和垫片组成，用增减垫片来改变柱塞里油道大小，以调整供油压力，如图4所示。
（3）新式油门轴。新式的油门轴是一个带螺纹的柱塞组成的，柱塞拧进拧出来控制油道的大小。新式油门轴是目前普遍采用的一种油门轴。
（4）调整限制。凡经过试验台架调好的油门轴，均用一个小的钢球封死，不允许随意改变。
（5）维护要点。油门轴为精密部件，维修时应避免碰撞或划伤，调整后应重新在试验台上校验供油压力。
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图3 PT燃油泵油门轴结构 |
图4 PT燃油泵油门轴泄漏量调整 |
5. 电磁阀（停车阀）
（1）类型划分。PT燃油泵上一般使用两类电磁阀，一类是标准电磁阀，一类是快速启动电磁阀。
（2）标准电磁阀组成。标准电磁阀组成：线圈，阀壳体，片状弹簧，阀片，手动调节，螺钉等。
（3）工作原理。停机电磁阀原理如图5、图6所示。断电状态下阀片在片状弹簧作用下关闭油路，发动机停机；通电状态下线圈产生电磁力吸引阀片打开油路，发动机运行。
（4）维护要点。应定期检查电磁阀动作是否灵活，线圈有无烧损，阀片有无卡滞，发现异常应及时更换。
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图5 康明斯PT燃油泵切断阀工作原理（断开状态） |
图6 康明斯PT燃油泵切断阀工作原理（接通状态） |
6. MVS调速器
（1）基本结构。调速器位置如图7所示。燃油由齿轮泵升压经膜片式稳压器消除压力波动后送到滤清器，由滤清器出来的燃油分成两路；一路进入PTG调速器；另一路进入MVS调速器柱塞端部的空腔内。
（2）燃油流向。进入PTG的燃油有三个可能的流向：一个是经节流阀进入MVS调速器；另一个经怠速油道直接接到MVS调速器而送到喷油器；第三个是部分柴油经旁通油道直接流回齿轮泵的入口。
（3）柱塞配合。从齿轮泵来的燃油经进油口进入调速柱塞中段的环形空间，一部分燃油从环形腔经径向孔流过节流阀或怠速油道，而最后流向喷油器。另一部分燃油从调速柱塞的中心油道流入调速柱塞与怠速柱塞之间油腔。由于燃油压力的作用，两者端面不相接触，而保持一定的间隙，该间隙与旁通油道相通。流到该间隙处的燃油经旁通油道流回齿轮泵。
（4）调压作用。发动机工作时，调速柱塞受到飞块离心力的轴向分力和调速弹簧、怠速弹簧的压力作用。当发动机转速升高时，飞块离心力增大，调速柱塞右移，间隙减小而节流作用加强，因此输出的燃油压力增高，补偿了由于转速上升时喷油器进油时间缩短使循环供油量减少的影响。反之，转速下降时，输出燃油压力下降。其压力曲线如图8所示。
（5）调速作用。当发动机转速超过额定转速并继续升高时，调速柱塞进一步右移，压缩调速弹簧，使通往旋转式节流阀的油道逐渐关小，输出燃油压力急剧下降，喷油量减少。转速达最高值时，柱塞右移至极限位置，节流阀通道几乎被关闭，大量燃油经旁通油道流回齿轮泵，进一步使油压降低，供油量减少，从而限制了发动机最高转速。
（6）怠速稳定。怠速时，操纵旋转式节流阀使其关闭，燃油自怠速油道流出，维持怠速运转。若转速下降，调速柱塞左移，怠速油道的通过截面积增大，燃油量增加，转速相应回升。反之，转速升高时，飞块离心力增加，调速柱塞右移使怠速油道通过截面积减小，使怠速油量减少，限制了怠速转速的升高，从而稳定了怠速转速。
（7）维护要点。应定期检查调速柱塞与怠速柱塞的磨损情况，发现间隙过大或动作卡滞时应及时修复或更换；调速弹簧弹力衰减时应更换。
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图7 PT燃油泵调速器位置图
1-输油泵；2-稳压器；3-PTG调速器；4-主轴传动齿轮；5-主轴；6-调速器传动齿轮；7-节流阀；8-柴油滤清器；9-断油阀；10-MVS调速器 |
图8 PT燃油泵调速器压力曲线图 |
三、PT燃油泵维护要点
1. 日常检查
（1）检查燃油泄漏。每日检查PT燃油泵各结合面、管接头与油封处有无燃油渗漏，发现渗漏及时处理。
（2）检查油路密封。检查低压油路密封性，防止空气进入油路形成气阻，影响供油稳定性。
（3）检查电磁阀动作。启动与停机时观察电磁阀动作是否正常，听有无异常声响。
（4）检查燃油压力。通过检测接头检查PT泵供油压力，与标准值对比判断供油系统工作状态。
2. 定期维护
（1）清洗磁性滤清器。按维修手册要求定期用压缩空气清洗磁性滤清器，滤网安装时注意方向，有孔的一端朝向泵体里面。
（2）更换燃油滤清器。按说明书规定周期更换燃油滤清器，保持燃油清洁，减少柱塞偶件与喷油器磨损。
（3）检查脉冲膜片减振器。定期检查脉冲膜片减振器膜片有无破裂或老化，膜片损坏会导致供油压力波动加剧。
（4）校验调速器。按说明书要求定期在试验台上校验PTG调速器与MVS调速器，确认调压特性与调速特性符合要求。
（5）检查油门轴。检查油门轴动作是否灵活，油门轴为精密部件，维修时应避免碰撞或划伤。
3. 故障预防
（1）使用合格燃油。使用符合标准的清洁柴油，避免燃油中杂质与水分加速柱塞偶件与喷油器磨损。
（2）保持油路清洁。定期排放油箱底部水分与杂质，防止杂质进入PT燃油泵内部。
（3）避免超负荷运行。机组应按额定功率运行，避免长时间超负荷导致燃油系统热负荷过高。
（4）规范停机操作。停机前应卸载后怠速冷却3～5分钟，避免高温骤停导致燃油系统部件热应力过大。
（5）建立维护记录。将每次检查、清洗、校验与更换件记录归档，便于跟踪PT燃油泵工作状态与制定维修计划。
总结
康明斯PT燃油系统采用供油压力与供油时间两个变量控制燃油供油量，属于低压输油、高压喷射系统，具有结构简单、调整维修方便、可靠性高、燃油经济性好、排气有害物质少、烟度小、重量轻等特点。PT燃油泵由齿轮泵、脉冲膜片减振器、磁性滤网滤清器、旋转油门轴、电磁阀与MVS调速器等部件组成。齿轮泵提供压力并随转速升高而升高；脉冲膜片减振器吸收压力波动，保证供油压力平稳；磁性滤清器滤除金属粉末与磨损铁屑；旋转油门轴控制通往喷油器的供油量；电磁阀实现停机控制；MVS调速器通过调速柱塞与怠速柱塞的配合实现调压与调速功能，限制最高转速并稳定怠速转速。在维护方面，应做好日常检查、定期维护与故障预防，通过检查燃油泄漏与油路密封、清洗磁性滤清器、更换燃油滤清器、检查脉冲膜片减振器、校验调速器及使用合格燃油等措施，保障PT燃油泵长期稳定工作。唯有准确理解各部件结构与工作原理并规范维护，方能保障柴油发电机燃油供给稳定可靠。
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