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柴油机燃油供给系统及其发展趋势

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:柴油机燃油供给系统的功用是把柴油和空气定时定量地分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,产生动力对外做功,最后将燃烧后的废气排出。由于直列式喷油系统存在供油量和供油正时不够精确、排放指标较差等缺陷,目前正在逐步被其他供油系统,如单体泵供油系统、电控共轨燃油喷射系统等所取代。农用单缸柴油机属于单体泵喷油系统,就目前而言,农用柴油机大多数还是采用传统的机械式燃油喷射系统。

柴油机燃油供给系统及其发展趋势

柴油机燃油供给系统的功用是把柴油和空气定时定量地分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,产生动力对外做功,最后将燃烧后的废气排出。传动的柴油机供油系统为直列柱塞式高压油泵供油系统(见图3-53)、VE分配式高压油泵供油系统和电控燃油喷射(包括单体泵和共轨等)系统等多种形式。直列式高压油泵可分为A泵、P泵、MW泵等多种结构类型。

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图3-53 柴油机传统供油系统示意图

1—喷油提前器 2—输油泵 3—油箱 4—手油泵 5—操纵手柄 6—调速器 7—喷油器 8—高压油管 9—柴油滤清器 10—高压油泵

(1)高压油泵的作用 提高油压(定压):将喷油压力提高到10~20MPa;控制喷油时间(定时):按规定的时间喷油和停止喷油;控制喷油量(定量):根据柴油机的工作情况,改变喷油量的多少,以调节柴油机的转速和功率

(2)对高压油泵的要求 按柴油机工作顺序供油,而且各缸供油量均匀;各缸供油提前角要相同;各缸供油延续时间要相等。油压的建立和供油的停止都必须迅速,以防止滴漏现象的发生。

由于直列式喷油系统存在供油量和供油正时不够精确、排放指标较差等缺陷,目前正在逐步被其他供油系统,如单体泵供油系统、电控共轨燃油喷射系统等所取代。

农用单缸柴油机属于单体泵喷油系统,就目前而言,农用柴油机大多数还是采用传统的机械式燃油喷射系统。

(3)喷油器的主要类型 柴油机具有热效率高、经济性好、故障少和排气污染小等特点,因此,大型农机设备(如拖拉机、联合收割机等)大都装用柴油机。近年来,随着柴油机自身的转速低、质量大和制造及维修费用高等缺点不断得到克服,应用范围不断扩大。

柴油机喷油器直接安装在柴油机气缸盖上,喷油器头部与高温燃烧室接触,其工作条件十分苛刻,因此它是影响柴油机设计指标和使用性能的关键部件之一。喷油器一般分开式和闭式两种。车用柴油机绝大多数采用闭式喷油器,其常见的形式有三种:孔式喷油器、轴针式喷油器和低惯量喷油器。

目前柴油机上多采用闭式喷油嘴,按其结构形式为孔式和轴针式两种基本形式,如图3-54所示。

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图3-54 闭式喷油器的两种基本形式

a)孔式 b)轴针式

孔式喷油器的针阀下端不伸出针阀体,喷油孔的直径为0.2~0.8mm的圆孔,喷孔有1~8个不等。轴针式喷油器的针阀下端较长,延伸出一伸入针阀体下端的轴针,轴针与针阀体下端的孔形成环状狭缝,喷油器喷油时,柴油从环状狭缝中呈空心圆柱状或空气圆锥状喷入燃烧室。

喷油器主要部件喷油嘴(针阀和阀体),多采用耐热强度好的优质轴承钢制成,为不可互换的高压精密偶件,配合间隙为0.001~0.003mm。

1)孔式喷油器(见图3-55)。孔式喷油器由针阀、针阀体、顶杆、调压弹簧、调压螺钉及喷油器体等零件组成。

其中最主要的是用优质轴承钢制成的针阀和针阀体(一般称为喷油器或喷油头),两者合称为针阀偶件。喷油器工作时,由高压油泵输来的高压柴油,经过油管接头进入喷油器,再经过喷油器体上的进油道进入针阀体中部的环形高压油腔。油压作用在针阀的承压锥面上,对针阀形式一个向上的轴向推力。当此推力一旦大于调压弹簧的预紧压力及针阀偶件之间的摩擦力(此力很小),针阀立即上移,针阀下端密封锥面离开针阀体锥形环带,打开喷孔,于是柴油即以高压喷入燃烧室中。高压油泵停止供油时,高压油道内压力迅速下降,针阀在调压弹簧作用下及时回位,将喷孔关闭。孔式喷油器的喷孔数目多(一般为1~8个)、喷孔直径小(一般为0.2~0.8mm)、喷油压力高(一般为17~22MPa)、自洁能力差(喷孔易积炭和堵塞)、对柴油滤清质量要求高,它适用于对喷雾质量要求较高的直接喷射式燃烧室。例如,CA6110-2型柴油机所用的5孔闭式喷油器,其喷孔直径为0.32mm,喷油压力为17.2MPa;6120型柴油机所用的双孔闭式喷油器,其喷孔直径为0.42mm,喷油压力为17.5MPa。

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图3-55 孔式喷油器结构图

1—回油管螺栓 2—回油管衬垫 3—调压螺钉护罩 4、6—调压螺钉垫圈 5—调压螺钉 7—调压弹簧 8—顶杆 9—喷油器体 10—定位销 11—针阀 12—针阀体 13—喷油器锥体 14—紧固螺套 15—进油管接头 16—滤芯 17—进油管接头衬垫

2)轴针式喷油器(见图3-56)。轴针式喷油器的工作原理与孔式喷油器相似,只是结构上有所不同。其在针阀下端的密封锥面以下延伸出一个伸出孔外的轴针,其形状可以是倒锥形或圆柱形,从而使喷孔成为圆环状的狭缝。这样,喷油时喷柱将呈空心的锥状或柱状。喷孔通过断面与喷注锥角的大小取决于轴针的升程和形状,因此,要求轴针的形状加工十分精确。轴针式喷油器的喷孔直径大(一般为1~3mm),喷油压力低(一般为10~14MPa),自洁能力强(喷孔不易积炭和堵塞),喷油特性好(满足开始喷油少、中期喷油多、后期喷油少的要求),对柴油滤清质量要求低,它适用于对喷雾质量要求不高的涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室。例如4125A4型柴油机的喷孔直径为1.5mm,喷油压力为12.7MPa。

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图3-56 轴针式喷油器的喷孔结构

a)升程较小时 b)升程较大时

A—密封锥面处节流截面 B—喷油初期的节流截面 C—喷油中期的节流截面

3)低惯量喷油器(见图3-57)。传统的喷油器顶杆较长,调压弹簧位置距针阀较远,使针阀上下运动惯性增大,对针阀体上密封锥面的冲击加大,针阀对油压的反应灵敏度降低。为延长喷油器的使用寿命,提高针阀关闭速度,一般对于转速大于3000r/min的柴油机,应采用低惯量喷油器。但低惯量喷油器的弹簧外径小,机械应力热应力大,故对弹簧质量要求相对提高。此外,为进一步减小运动惯量,可采用减小针阀直径的方法进一步减小喷油器的运动惯量。低惯量喷油器对于防止针阀座面穴蚀、避免燃气倒流造成喷油器积炭卡死以及由于针阀反应不灵可能造成的滞后喷射等不良现象效果良好。例如,YG6105QC型柴油机即采用了低惯量喷油器。

(4)高压油泵的维修要点 高压油泵是柴油机燃油供给系统的重要部件,其工作状况好坏,直接影响柴油机的动力性、经济性和可靠性。正确维护是保证高压油泵正常工作和延长其使用寿命的重要前提。高压油泵的使用保养工作应做到以下“要点”:

1)要把好柴油机的使用及过滤关,保证进入高压油泵内的柴油高度清洁。

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图3-57 低惯量喷油器的结构图

1—回油螺钉 2、5—垫片 3—螺母 4—调压螺钉 6—调压弹簧 7—喷油器体 8—顶杆 9—压紧螺套 10—针阀 11—针阀体 12—密封垫圈 13—防护套 14—钢球

2)要经常检查高压油泵及调速器内的机油量及其质量是否符合要求。

3)要定期检查、调整高压油泵供油提前角及各缸供油间隔角。

4)要定期检查调整高压油泵各缸的供油量。

5)要定期检查高压油泵凸轮轴间隙。

6)要定期就机检查出阀偶件的密封情况。

7)要使用标准的高压油管。

8)要定期检查相关键槽及固定螺栓的磨损情况。

9)要及时更换已磨损的柱塞及出油阀偶件。

10)要正确维护高压油泵的附件。

(5)喷油器的维修要点

1)喷油器的性能检查。检查喷油器的喷油压力和雾化状况,应在喷油器的试验仪上进行。试验仪由手动油泵、压力表和储油罐等组成。油罐内的柴油进入手动油泵,经过其加压后的高压柴油进入喷油器而呈雾状喷出。

①喷油压力的检查。检查时,放松喷油器上的调压螺钉,将喷油器装在试验仪上,上下反复压动试验仪上的手柄,使喷油器和高压油管内完全充满柴油。然后再缓慢地压动手柄,同时注意观察油压表读数。当读数开始下降时,即为喷油器的开启压力,其数值应符合标准要求。例如6135型柴油机的喷油压力为17.5MPa,否则就要调整。

②喷油器喷油质量的检查。应缓慢、连续地按下试验仪手柄以检查喷油器的喷油质量。对于多孔喷油器,各个喷孔喷出的油均应形成一个雾化良好小锥状油束,各油束的间隔角应符合原厂规定。对于轴针式喷油器,要求喷雾为圆锥形,不得偏斜,且油雾应细小而均匀。

性能良好的喷油器,喷油时应有明显、清晰的爆裂声,雾化锥角符合规定,无滴油现象,否则应重新清洗喷油器或更换偶件。

按动喷油器试验器手柄,将油压控制在0.98~1.98MPa,喷孔和紧固螺母周围在10s内不得出现滴漏现象,否则应重新装配和调整。再不符合要求时,应更换新偶件。

2)喷油器的检修要求。喷油器(嘴)偶件在长期的工作中,由于受到高压油的冲刷、机械杂质的研磨和压力弹簧的落座等联合作用,会使针阀和阀体的配合表面受到磨损,从而引起喷油前的泄漏和断油后的滴油现象,造成雾化不良、燃烧不完全、炭烟剧烈增加、积炭严重。所以,对喷油器必须进行定期维护。

①对于多缸柴油机,解体时要记住各喷油器的缸序。将喷油器从缸盖下卸下,进行简单的外部清洗,然后逐一解体、检验、组装,以防止不同喷油器的相同零件在组装时互相掺混。

②检验分为目测检查和滑动性试验。目测针阀和阀体的配合表面不得有烧灼或腐蚀现象;针阀的轴针不得有变形或其他损伤。做滑动性试验时,须将阀体倾斜60°左右,将针阀拔出约1/3行程后放开,针阀应能靠其自重平稳地下滑;转动针阀位置,重复上述操作,如果针阀不是在任何位置都能平稳地下滑,则应更换针阀偶件。

3)喷油器的组装。清洗本体及其油道,将调压弹簧、调压螺钉部分组装在一起。注意调压螺钉不能拧得太紧,这样在后期进行性能检查时便于排气和整体清洗。将可用的或更换后的针阀偶件放在装有干净柴油的塑料盒中,来回转动针阀进行彻底清洗。使喷油器调压部分(应在下方)固定在台虎钳上,将针阀偶件按定位要求扣在接合面上,而后拧紧偶件紧固螺套,再进行下面的性能检查。

(6)检查喷油器性能 对于大型柴油机特别是带涡轮增压器的柴油机,检查喷油器性能应在专用的试验器上进行。将喷油器从气缸盖上取下后放在喷油器试验器上,如图3-58所示。

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图3-58 喷油器试验器

1—油箱及滤清器 2—止回阀 3—放气螺钉 4—喷油泵 5—手柄 6—油压表 7—高压油管 8—调整螺钉 9—锁紧螺母

以船用12VE230ZC型柴油机为例,喷油器为闭式多孔型,喷油压力为(32±0.5)MPa。喷油嘴喷雾质量要符合以下要求:

1)喷出的燃油应成雾状,无肉眼可见的飞溅油粒,连续油柱和局部浓稀不均匀的现象。

2)喷油开始和终了时声音清脆,喷油迅速利落。

3)喷油开始前和终了后不得有渗漏,但允许喷孔周围有湿润的现象。

喷油器喷油嘴几种不同的喷雾状况如图3-59所示。

对于农用柴油机,若因条件所限,没有专门的喷油器试验器,可将调整好的标准喷油器与待检查的喷油器,安装在一个T形高压油管上,直接在柴油机上进行检查,如图3-60所示。

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图3-59 喷油嘴不同的喷雾状况

a)喷油孔堵塞 b)针阀动作不良 c)滴油 d)正常喷射

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图3-60 用T形三通接头检查喷油器

1—标准喷油器 2—T形接头 3—被检查喷油器

先将高压油管的下端连接在喷油泵上部的高压油管接头上,然后压动喷油泵柱塞弹簧或使柴油机运转,使喷油器喷油。观察比较两只喷油器的雾化程度,从而确定喷油器性能的好坏。

检查时也可将喷油器高压油管接头拧松,起动柴油机并使其怠速运转。此时,就会看到流出的柴油中含有少量气泡。若气泡量较多,说明喷油器喷油嘴针阀卡滞在不能关闭的位置上。若流出的柴油清洁无气泡,拧紧相应油管接头后柴油机转速不变化,且手摸该油管感到脉动很强,说明喷油嘴针阀卡滞在不喷油位置。对密封性差的喷油嘴偶件应及时检修或更换。

(7)喷油器正常的喷油压力及调整喷油压力 维护喷油器时,对其喷油压力进行检查调整,是一项要经常做的工作。喷油器喷油压力应符合各型号喷油器的规定值。例如R175型柴油机,要求此值为(14.2±0.5)MPa;S195型和S1100型柴油机,要求此值为(12.3±0.49)MPa;ZS1115型柴油机,要求此值为(18±0.5)MPa;6135型柴油机,要求此值为(17±0.5)MPa;康明斯B系列柴油机,要求此值为21~23MPa,WD165型柴油机。要求此值为(22.5±0.5)MPa。

如果不知道某型柴油机喷油器喷油压力的标准数值,可先测试该型柴油机正常工作喷油器的喷油压力,并以此为基准,对所维护的喷油器喷油压力进行调整。

(8)处理被烧蚀的喷油嘴针阀 柴油机喷油嘴针阀在使用中被烧蚀是一种常见的现象。烧蚀过的针阀不一定全部报废,抽出针阀后先观察其是否变为蓝色,若没有变为蓝色,则用清洁机油适当地研磨后,仍可继续使用;若变成蓝色,说明针阀已退火,应换用新件,不可勉强使用。否则,将使柴油机工况恶化。

(9)柴油机回油管回油量增加的原因 柴油机回油管回油,是由于喷油器未喷完的油经过喷油嘴针阀与针阀体之间的间隙,流回到回油管所致。正常情况下,数量应该很少。如果发现大量回油,说明喷油器体与喷油嘴针阀体之间的油道接触面接触不良,使柴油从此处流到喷油器上方,经回油管道漏出。

原因之一是:随着工作时间的增长,喷油嘴里的针阀与针阀体的间隙因磨损而增大,从间隙里泄漏的柴油也随之增多。原因之二是:拆装喷油器时不按技术要求进行,没有做到先拆调压弹簧,后拆喷油器紧固螺母,造成针阀体上端与喷油器体下端面压合不严。原因之三是:装配时两个平面上的杂物没有除净,或者喷油器紧固螺母拧得不紧,使两个紧压贴合端面的密封性被破坏。此外,针阀体表面受到含杂质的高压柴油冲蚀,有可能使得回油量增大。

495型柴油机的喷油器除了回油管的回油量突然增大外,有时也出现喷油嘴不喷油的现象。此时,只有将喷油器的调压螺钉拧很松,才会喷出一点儿油滴。其主要原因往往是将高压油管的横向油道与喷油器体挺杆导向部位击穿,使柴油向上从回油孔排出来。引起穿通的原因是横向油道在制造时钻得太深,或使用日久,被高压柴油横向击穿,与挺杆导向部位连通。

(10)检查出油阀偶件性能 出油阀偶件是喷油泵精密偶件之一,实际上是一个单向阀,它装在喷油泵壳体内柱塞的上端,由出油阀紧座压紧在喷油泵体上。其功用是,当喷油器停止供油时无滴油现象。

在柴油机上检查油阀偶件性能好坏的实用方法是,先拆下分泵高压油管,使喷油泵处于停止供油状态,然后用手压输油泵供油约1min,如果出油阀紧座接头处有柴油溢出,则说明出油阀锥面与阀座密封不严,或者是出油阀弹簧损坏。另一种方法是,使喷油泵处于供油状态,利用柴油的重力,观察出油阀偶件是否溢油或有气泡出现。

(11)修复性能变劣的出油阀偶件 不合格的出油阀偶件,一般都要成套更换。有条件的单位可采用重新组合和镀铬的方法修复。如果只是出油阀偶件密封锥面密封不良(见图3-61),可将出油阀偶件从喷油泵中取出后,用对研的方法进行修理。

研磨时,先在密封锥面上涂一层研磨砂,将阀装回后用手研磨,直至合乎要求为止。研磨完毕,必须彻底将研磨砂冲洗干净才能装机使用。

(12)喷油泵柱塞偶件配合间隙的正常值,其性能变劣的后果 柱塞偶件是喷油泵最主要的精密件之一,柱塞和套筒之间的配合间隙为0.001~0.003mm。当柱塞偶件磨损到一定程度后,就会出现供油压力下降、供油量减少等现象。实践证明,喷油泵柱塞偶件性能变劣往往会导致柴油机热机时难起动。这是因为冷车起动时,柴油的黏度较大,泄漏较少,喷油泵尚能喷入足够的柴油。当热车起动时,由于喷油泵及柴油滤清器的温度较高,柴油较稀,起动转速又低,柴油从柱塞偶件磨损处泄漏较多,造成起动油量不足,使柴油机难以正常起动。

(13)检查喷油泵柱塞偶件性能 判断柱塞偶件的磨损程度,通常有以下三种简易方法:

1)用一只规格为30MPa的压力表,逐次接到喷油泵各缸高压油管接头上,转动喷油泵凸轮轴,当喷油泵油压升高至25MPa左右时,停止转动凸轮轴。此时,若油压能保持3~5min无明显下降,说明柱塞偶件密封性良好。

2)用一个不通孔的螺母,将喷油泵上的高压油管接头堵死,然后用一橇杠均匀连续地撬起喷油泵挺柱,使喷油泵柱塞顶部柴油处于压缩状态。此时如撬杠总感不到压力,说明柱塞偶件的密封性差,不应继续使用。

3)将柱塞偶件从喷油泵中取出,用食指盖住柱塞套顶部,使柱塞处于中等或最大供油位置,将柱塞由最上位置往下拉,拉下的距离以柱塞上沿露出柱塞套油孔为限,若能感到对柱塞有一定吸力,迅速松开柱塞即能复位,说明柱塞偶件密封性良好。

(14)造成柱塞偶件早期磨损的主要原因 在正常情况下,柱塞偶件可使用较长时间,如果短时间内严重磨损,主要原因是燃油不清洁所致。以德国MAN B&W公司生产的V形16缸四行程(气缸直径为320mm)双燃料柴油机为例,它以净化后的原油为常用燃料,柴油为备用燃料。原油的净化处理对柴油机正常工作很重要。若使用只经过一次原油分油机净化处理的原油,其品质达不到要求,再加上燃油滤清器滤清效果差,就会使原油中的油漆和微小硬质颗粒进入喷油泵柱塞偶件中,导致柱塞偶件早期磨损。

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图3-61 出油阀偶件磨损部位

(15)柱塞余隙的检查和调整 柱塞余隙是指喷油泵供油凸轮在升程最高点时,柱塞顶端平面与出油阀座底部平面之间的间隙,也就是当柱塞顶部与出油阀座接触时柱塞底部与挺柱之间的间隙。这个间隙各型柴油机要求不一样,如6105型柴油机用的A型柱塞式喷油泵,要求为0.4~0.6mm。若此间隙过小或没有间隙,则在柴油机工作时即会造成柱塞顶部撞击出油阀座,严重时,还可能将柱塞、凸轮轴撞弯,或将喷油泵上体撞裂。

因此,调整供油时间的同时,应注意检查柱塞余隙。尤其在挺柱高度调整增加过多时,更需注意进行检查。

检查柱塞余隙的操作方法:转动曲轴使喷油泵凸轮到达升程的最高点,也就是柱塞上升到顶点,用螺钉旋具将柱塞弹簧托座向上撬起,使柱塞顶部与出油阀座底面接触,在柱塞尾部与挺柱之间插入塞尺,检查间隙的大小。

经过检查,如果仅个别气缸的柱塞余隙过小,可先将柱塞余隙过小的气缸按要求调整。再将其余气缸的柱塞余隙调整至规定值,然后重新检查调整供油提前角,校正供油时间。

(16)装配喷油泵柱塞偶件 柱塞偶件在装入喷油泵之前,应该检查其型号规格与所装的喷油泵是否一致。外形相同的柱塞套,可以有不同的柱塞直径。如果所装柱塞直径与柱塞套不对应,就不可能达到正常的供油量。

同一直径的柱塞,按喷油泵装在柴油机机体左边和右边,又分为“左机”和“右机”两种。柱塞头部的斜槽也分“左旋”和“右旋”两种,相应地用于“左机”和“右机”。装错时,会造成当喷油泵油量操纵杆向增加供油方向移动时,而柱塞都向减少供油方向移动,这样的喷油泵是无法正常工作的。维护或修理时,可用和原来旧件相互比较的方法来避免错误的产生。

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图3-62 柱塞与控制齿轮套筒的装配

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图3-63 齿杆和齿套的装配

1—控制齿轮套筒 2—调节齿杆 3—装配记号

柱塞套筒应从喷油泵泵体上部装入,装入时应将柱塞套上方的定位槽与定位螺钉对正。拧紧螺钉后,柱塞套应能上下自由滑动1~2mm。

对于用齿条控制油量的喷油泵(例如4135型柴油机等),安装时应该将柱塞上的凸块榫舌记号,与调节齿轮控制套筒上的切槽记号对准(见图3-62),调节齿杆上的记号应与调节齿轮控制套筒上的记号对准(见图3-63)。齿杆的记号一般标在齿杆中心位置上,有的产品用钢冲打一凹坑,有的车制成浅圆槽。

当碰到喷油泵齿杆和齿套上无记号或记号不清楚时,根据实践经验,安装时应使喷油泵处于停止供油位置,柱塞上的垂直切槽对准进油孔。用这种方法,可以避免因柱塞套定位螺钉不良装配而引起排气管大量冒黑烟的故障出现。

(17)常用的输油泵及功用 输油泵的功用是将柴油从油箱中吸出,压送到柴油滤清器,再输送到喷油泵。柴油机常用的输油泵有两种结构,即膜片式和柱塞式。

1)膜片式输油泵的结构及检查其性能。康明斯B系列柴油机采用膜片式输油泵,其结构如图3-64所示。从外形看,与汽油机用的输油泵类似,但该输油泵为一次性使用件。

判别模片式输油泵密封性能好坏的经验方法是:用嘴吸进油口,若能吸住舌尖,则为进油阀门密封性良好;堵住进油口,吸出油口,若能吸住舌尖,则为油杯衬垫、泵体和泵盖的接合密封良好;吹出油口,如吹不动,则为出油阀门密封性良好。

判别油泵效果好坏的方法是:将输油泵的进油口接上油管,并将油管的另一端插入柴油或水中,用于摇动摇臂,若出油口泵出的油(水)柱急促有力,则为泵油效果良好。

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图3-64 膜片式输油泵

a)正视图 b)A断面图

1—凸轮轴偏心轮 2—摇臂 3—泵膜拉杆 4—泵膜弹簧 5—泵膜 6—进油阀门 7—出油阀门

2)柱塞式输油泵的结构及检查其性能。柱塞式输油泵又称活塞式输油泵,其结构如图3-65所示。柱塞式输油泵在多缸柴油机上应用极广泛。以4135型柴油机为例,其密封性能好坏的判别方法是,在检查手油泵时用手掌堵住手油泵接油孔,上拉下压手油泵按钮,如果掌心感到有较大吸力,表明手油泵密封性良好,工作状态正常,可继续使用。

在进行输油泵的吸油性能检测时,将手油泵按钮拧紧,在输油泵进油口接头螺栓处装一根长2m、内径8mm的胶管,在输油泵出油口下面1m处放一个盛清洁轻柴油容器,并将胶管插入容器中。以60次/min的泵油速度操作手油泵,并观察输油泵是否吸进和泵出柴油。如果手油泵的泵油次数超过120次,输油泵尚未吸进和泵出柴油,说明输油泵吸油性能差,应及时修理或更换。

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图3-65 柱塞式输油泵

1—螺塞 2—平垫圈 3—活塞弹簧 4—活塞 5—推杆 6—输油泵体 7—挺杆 8—滚轮销 9—导向销 10—滚轮 11—锁圈 12—手油泵 13、19—垫圈 14—止回阀弹簧 15—止回阀 16—出油管螺栓 17—垫片 18—出油管接头 20—进油管螺栓

在进行输油泵输油压力检测时,可将输油泵装于柴油机上,并在输油泵与柴油滤清器之间串接一个油压表,起动柴油机,当达到正常转速时观察油压表上的压力变化情况:当转速在600r/min以上时,油压应不低于147kPa;当转速在750r/min、工作压力为205kPa时,输油泵应能连续供油,且供油量应不低于250mL/min。若压力过高,表明输油泵弹簧过硬,调压阀或滤清器工作不良;若压力过低,表明输油泵回位弹簧太弱或主腔柱塞与套之间密封性差。以上两种情况,均应及时查明原因,并加以排除。

(18)柴油滤清器的功用和常用形式 为了滤除柴油中的杂质,保证输给喷油泵的柴油清洁,柴油机都要安装柴油滤清器。

柴油机滤清器通常有两种形式:一种为单级滤清器,另一种为双级滤清器。单级滤清器主要用于195、1100、1105等型单缸小型柴油机上。东风汽车装用的康明斯6BT型柴油机则采用双级滤清器。这种滤清器通常由柴油滤清器(细滤)和油水分离器(粗滤)两部分组成。

(19)更换和维护柴油滤清器 当柴油机工作时,柴油首先经油水分离器粗滤,除掉水分和滤去部分杂质,再流经柴油滤清器细滤,以保证柴油的洁净度

柴油滤清器的纸滤芯只能一次性使用,不允许清洗后再用。换用新滤芯时,一定要使用合格的产品,且应注意不要漏装密封圈。

双级柴油滤清器的第一级滤清器为油水分离器。使用前,应该拧松阀塞放水。柴油机使用500h或汽车行驶近2万km后,一般应更换双级滤清器。滤清器为不可拆式,需整体更换。

(20)造成柱塞偶件柱塞发卡的原因及检查处理 当喷油泵柱塞在套中卡涩时,会造成拨叉拨不动柱塞,使调速器无法工作,易引起柴油机飞车事故。引起柱塞发卡的常见原因有以下三个方面:

1)清洗不干净或乱拆乱装。清洗时必须清洗两次,先用干净的轻柴油洗掉柱塞套上的防锈油,再进行第二次清洗。清洗时千万不要用手摸柱塞的摩擦表面。这是因为手上往往会有汗液黏膜,黏膜抹在柱塞的摩擦表面上很难洗掉。由于柱塞和套筒配合间隙极小,因而会使柱塞在套中发生卡涩。另外,喷油泵柱塞偶件是经过精密加工和选配的,没有互换性,拆卸后必须成套妥善保管,否则,会破坏原来的配合关系,造成滑动不灵活。

检查柱塞偶件是否卡涩的方法是:将柱塞和柱塞套用柴油清洗干净,并在柱塞表面涂以柴油后,插入柱塞套内孔。滑动性能良好的柱塞偶件,当柱塞插入柱塞套内孔1/2~1/3长度时,在柱塞套垂直或倾斜45°的情况下,应该能依靠柱塞的自重,轻松自如缓慢下滑到尽头,再将柱塞抽出,转动任何角度,其结果应该相同。

2)柱塞和柱塞套的安装位置变形。如果柱塞套肩胛面和喷油泵盖支撑面接触处不平,则当柱塞套压紧后会引起柱塞套变形,使柱塞在柱塞套中发卡。

检查接触面是否平整的方法,以6110型柴油机用的A型柱塞式喷油泵为例,先将喷油泵从柴油机上拆下,连通低压油路,再将油箱开关打开,使喷油泵内充满柴油,并用棉纱把喷油泵外部擦干净。如果发现挺柱处漏油,即说明喷油泵盖壳体内的支柱面不平,造成柴油渗漏。

此时,可用普通车床对喷油泵盖支柱面进行车削,车削的深度一般为0.15~0.20mm。车削后柱塞肩胛面与泵盖支柱面之间加0.15~0.20mm厚的铜垫,且加垫后应检查供油时间。必要时,还要调整喷油泵挺柱的高度。其他型号的柴油机,有的泵盖支撑面本身就附带有铜垫,此时只需换用新件即可。

若没有车削条件,也可采用研磨法维修。操作方法是:在一个废旧的柱塞套筒孔内插一根筷子,且需插正插紧,然后在套筒肩胛处涂上研磨砂,像研磨气门与气门座的密封性一样,一手持壳体,一手不停旋转研磨套筒,直至将支柱面磨平。

3)柱塞定位螺钉太长。在实际工作中,柱塞定位螺钉顶死柱塞套,使柱塞套在泵体内不垂直而变形的现象时有发生。

在安装柱塞定位螺钉时,要求定位螺钉与柱塞套回油孔之间保持0.2mm左右的距离。对于进、回油孔在同一个平面上的柱塞套,虽然定位螺钉未顶住柱塞套,但是因距离过小,会产生节流效应,在回油过程中,限制了高压油腔压力迅速下降,也会使柱塞在套中发卡,影响柱塞正常供油。此外,出油阀座拧紧力矩过大、铜垫破裂,也是使柱塞在套筒中发卡的常见原因。

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