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故障檢修與技術維護 |
柴油發電機組噴油泵的檢查與調整 |
摘要：對于柴油機無論是國產的或是引進國外的，在燃料供給系統中，燃油泵是非常關鍵的部件。它工作的好壞，直接關系到燃油的噴油壓力，噴霧質量。 如果柴油發電機在工作中發生振動，并有敲擊聲或排氣管冒黑煙等現象，一般是由于燃油泵或燃油調速系統零件發生故障而引起的，因此，應進行仔細檢查并分析原因。為了保證柴油發電機正常運行，康明斯公司在本文論述了對噴油泵的安裝、檢查與調整提出了具有可操作性的方法，從而可保證充份發揮柴油發電機的動力性能和經濟性能。
一、燃油泵的檢查和調整
燃油泵在使用過程中，燃油泵的柱塞偶件，出油閥偶件及操縱機件和傳動機構零件均會有磨損。若這些機件的磨損量超過規定值時，就會使燃油供給系統的供油量降低，各缸供油不均勻度增加，供油時間不準確，造成柴油發電機工作粗暴，怠速轉速不平穩，啟動困難，功率降低，油耗率增高等不良情況，因此，柴油發電機長期使用后應進行檢查。
1、分列式燃油泵噴油時間的檢查
（1）將第一缸高壓油泵的高壓油管拆下，裝上定時管，然后壓入柴油，直到玻璃管內看見油面為止。
（2）第1缸活塞在壓縮沖程的上止點，再在飛輪上裝一個360°的紙盤，并在飛輪殼上做一個記號，記下此記號相對位置，記號對準某一刻度（如0°）。
（3）慢慢轉動飛輪，當玻璃管內的柴油剛剛上升時，停止轉動飛輪，再看原記號0°位置距飛輪殼記號的刻度讀數，此讀數在說明書技術要求范圍內，表明噴油時間合適，否則應進行調整。
調整時，先將高壓油泵的鎖緊螺帽松開，然后調節調整螺絲，螺絲旋進，供油時間落后，螺絲旋出，則供油時間提前。調好后將鎖緊螺帽固緊。
2、組合式燃油泵噴油提前角的檢查與調整
組合式燃油泵由油泵體、分泵、傳動機構及油量控制機構組成，分泵泵油原理如圖1所示，油量調節機構如圖2所示。噴油提前角的檢查和調整應按分泵和總泵順序進行。
（1）分泵的檢查與調整。
當調整某一汽缸噴油提前角時，應使該缸處于壓縮沖程位置，同時該缸所對應的高壓油泵的柱塞在上止點，即處于噴油位置。可按下面方法進行判斷。
① 找飛輪上的記號
先使第1缸活塞處于上止點，再反轉曲軸至上止點前噴油提前角的數值（直接噴射式燃燒室柴油機提前角約為28°～35°，分隔式燃燒室柴油機提前角為15°～20°），此時第1分泵柱塞應是噴油位置。
② 檢查油泵柱塞被頂起最高位置
此時柱塞頂與出油閥座底平面之間間隙應為0.4～1.0mm，而活塞則處于壓縮沖程上止點前28°～31°。由于機件在機器內部無法直接測量，可在外部間接測量，即在調整供油時間的基礎上，用螺絲刀壓縮柱塞彈簧，消除加在柱塞的壓力，然后用0.4～1.0mm的厚薄規，在柱塞下端與調節墊塊之間插試。若不符合要求，可增減墊塊來調整。通過墊塊每增加0.4mm，供油提前角約提前1°。第1分泵調整完后，以第1缸為基準，再按燃油泵的供油順序和間隔角度調整其余各缸。
（2）總泵噴油提前角的調整。
分泵的噴油提前角調定后，可在曲軸前軸端裝一刻度盤，機體蓋上裝一指針，使第1缸活塞到達壓縮沖程的上止點，再反向轉動約30°～40°；然后，轉動曲軸使第1缸開始噴油，此時燃油泵聯接器上的定時標記線應對準總泵端板刻線，此時從飛輪殼檢視孔上觀察，指針所指飛輪上的刻度即為噴油提前角。如果所指示的角度不是要求的范圍時，可松開聯軸器盤上的二個連接螺釘，慢慢轉動曲軸，使聯軸器盤轉過一個要求的角度，傳動軸接頭上刻有分度線，每格3°，調整合適后，將二個連接螺釘固緊。
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圖1 噴油泵分泵的泵油原理 |
圖2 噴油泵油量調節機構分類 |
二、供油量的檢查和調整
供油量的檢查和調整，包括額定轉速時供油、怠速時供油及停止供油等內容，各種供油量廠家在出廠前都經過反復試驗后規定的，因此，必須符含說明書的要求。
1、供油量不均勻度的檢查調整
當柴油發電機在供油不均勻度過大的情況下工作時，會使機器出現轉速不穩定，震動嚴重及排氣管冒黑煙等不良現象。由于各缸供油量不一致，燃油燃燒后產生的膨脹壓力也不同，因此，柴油發電機運轉時，就會出現忽快忽慢，尤其在低速運轉時，更為明顯。而且因供油量不同，可能在某缸內的柴油得不到完全燃燒，使排氣管出現冒黑煙現象。多缸柴油發電機供油量不均勻度可由下式確定：
r=Gmax - Gmin / Gcp*100%
式中，r—各缸供電不均勻度；
Gmax—單位時間內，各缸中最大供油量（g）；
Gmin—單位時間內，各缸中最小供油量（g）；
Gcp—平均供油量（g）。
一般多缸柴油發電機，在額定轉速下滿負荷運行時，供油不均勻度應不超過2%～3％，中等負荷時不超過8％，怠速時不應超過30％。
2、供油量的檢查
檢查油泵的供油均勻度，一般應在試驗臺上進行，調整試驗時可用原有的噴油器或專用的標準噴油器，噴油壓力按說明書規定的數據進行調整。如果沒有試驗臺設備，也可用手搖試驗調整，其方法如下：
將油泵裝在臺鉗上，在油泵接合器上裝上手搖機構，安好油管與噴油器及油箱的通路，并將齒桿處于供油位置，轉動手搖機構約50次，同時旋開燃油泵的放氣螺塞，放出油道中的空氣。在每個噴油器噴嘴下裝一個約100~150ml容積的量杯，供裝油用。然后，以100轉/分鐘勻速轉動油泵軸，使各噴嘴噴油200次或400次，最后檢查各量杯所收集的油量，并按上述公式算出各分泵供油量差別的百分數，即該機供油不均勻度。為準確起見，試驗應不少于2次。
3、供油量的調整方法
燃油泵調節機構分為兩種，如圖3、圖4所示。在檢查過程中，如果發現某分泵的供油量相差過大，可按下述方法調整：
（1）拔叉拉桿式油量調節機構
將燃油泵調整拉桿向停止供油方向拉出，便于松開調節撥又夾塊上的鎖緊螺釘，旋松后用一根細鐵棒插入油量控制撥叉夾塊上，再用小錘輕輕敲打，使控制撥又移動。若某一分泵的供油量過多，使它向右移動。如果供油量過少，則向反方向移動，調好后隨即將撥又夾塊固緊。
（2）齒圈齒條式油量調節機構
對于齒圈齒條式油量調節機構，可調節齒條和齒圈來達到各分泵供油量一致。
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圖3 噴油泵齒圈齒條式油量調節機構原理 |
圖4 噴油泵拔叉拉桿式油量調節機構原理. |
三、燃油泵精密偶件的檢查
柴油發電機在使用過程中隨著燃油泵柱塞偶件和出油閥偶件的磨損，其配合間隙增大，供油量和供油壓力降低，供油時間延遲，各分泵噴油量的不均勻度將增加，造成柴油發電機工作不正常，因此，長期使用后對燃油泵的精密偶件應進行檢查。
1、柱塞偶件的檢查
柴油機噴油泵的柱塞偶件結構如圖5所示。
（1）柱塞與套筒滑動性能的檢查。
如圖6所示。將柱塞偶件徹底清洗干凈，并在柱塞上涂以柴油，插入套筒的1/3長度柱塞能在垂直或傾斜45°的條件下依靠自身重量自由滑下，即可認為間隙是合適的。柱塞在套筒內轉動幾個不同位置，反復試驗幾次，每次均應自由滑下。
（2）柱塞與套筒密封性的檢查。
簡單的檢查方法，一只手握住套筒，用兩個手指堵住套筒頂上的孔和側面的進油孔，另一只手拉出柱塞，應感到有明顯的吸力，放松柱塞，應能迅速回到原位，柱塞在幾個不同位置，再反復試幾次，每次均符合要求，表明它的密封性是良好的。
如果柱塞偶件使用較久，磨損不符合要求應進行修配，若磨損不太嚴重，可重新選配研磨后使用，若磨損嚴重，應更換新件，選配研磨，以達到兩零件正常的0.0013～0.0015mm的配合間隙。
2、出油閥偶件的檢查
柴油機噴油泵的出油閥偶件結構如圖7所示。
（1）出油閥偶件的外觀檢驗
出油閥偶件外觀檢驗時發現有以下情況時應更換：
① 出油閥的減壓環帶有嚴重的磨損痕跡。
② 錐面磨損過多，并有金屬剝落痕跡和劃痕。
③ 出油閥體和閥座端面及錐面有裂紋。
④ 閥體或閥座錐面銹蝕。
（2）檢查出油閥滑動性能
如圖8（a）所示。將出油閥偶件放在柴油中浸泡1～2小時，取出后拿住閥座，在垂直位置抽出出油閥體約1/3，松開時，閥體應能靠自重，自由落到閥座支承面上，然后，將閥體旋轉幾個角度，再試幾次結果一樣為合格。
（3）檢查出油閥的密封性能
如圖（b）所示。用大拇指和中指拿住出油閥，食指按住出油閥體，用嘴吸出油閥座下平面的孔，并移于嘴唇，若能吸住，表明出油閥密封，這是一種簡易的檢查方法。正規的方法應用專用工具連同出油閥偶件接到噴油器試驗器高壓油管上去試驗。
3、柱塞套筒與泵體的間隙
一般為0.016～0.10mm。如果間隙過大，會使套筒不牢固，增加柱塞與柱塞套筒的偏擺和磨損，使柱塞不能在套筒內沿軸線中心正常運動，并且經常會出現卡死現象。因此，間隙不符要求，應重新選配。
4、柱塞榫舌與小齒輪體下緣楔槽的裝配間隙
一般為0.015～0.08mm。如磨損后間隙超出范圍，會出現供油控制呆滯現象，影響柴油發電機調速時轉速過程的圓滑性，因此，磨損后應換新件。
5、調節齒輪與齒桿
在使用時間比較久后，也會有較大的磨損，其配合間隙為0.025～0.05mm。若磨損過甚，會使供油量不勻，引起柴油發電機轉速忽快忽慢，故應更換新件。
6、調節齒桿與泵體孔襯套的配合間隙
一般為配合間隙0.032～0.10mm。間隙過大或過小，會造成柴油發電機轉速不穩，出現忽高忽低游車現象，甚至可能產生飛車。因此，當配合間隙超過0.10mm時，應更換新襯套。新襯套的外圓與泵體孔配合過盈為0.03～0.075mm。
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圖5 柴油機噴油泵柱塞偶件的結構 |
圖6 噴油泵柱塞滑動性能試驗 |
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圖7 柴油機噴油泵出油閥偶件的結構 |
圖8 噴油泵出油閥密封性能檢驗 |
四、PT燃油泵的拆裝步驟
1、PTG燃油泵拆卸程序
在拆卸油泵之前，先用清洗液和壓縮空氣清洗整臺燃油泵，然后，按下面步驟進行拆卸：
（1）取下截流閥及脈沖衰減器與齒輪泵的緊固螺釘。
（2）用木铘頭或塑料郇頭輕輕敲擊，把齒輪泵從主泵體上取下。然后，取下油門軸固定定位的彈性卡環，并取出油門軸。
（3）用卡環夾鉗，取下調速器墊片組的卡環和調速器彈簧組仵
（4）卸下螺釘，取下前蓋，并將調速器柱塞從主泵殼體中拉出。
（5）卸去轉速表傳動組件的緊固螺帽，并用銅質沖頭和錘子，把轉速表組件從泵的殼體中小心地打出。
（6）取出調速器飛錘輔助柱塞，用起拔器把調速器組件從泵的前蓋板上取出，并把泵傳動殼體放在熱水中加熱取出。
（7）取下傳動齒輪后面的卡環，從殼體內取出傳動軸。并用錘子和密封件起拔器把傳動軸密封件從前殼體上取下來。
（8）把燃油泵所有零件浸在清洗溶液中進行徹底清洗，再用壓縮空氣進行沖刷和吹干。
2、燃油泵安裝程序
首先應核實柴油發電機第1缸仍處于壓縮沖程，并且定時螺釘是否仍旋入飛輪中。然后，按下列步驟進行安裝。
（1）將定時銷裝入油泵以便使凸輪軸鎖緊在第1缸處。
（2）將組裝好的油泵裝到柴油發電機位置上用螺釘固緊，在法蘭和輸油管處用新密封件進行密封。
（3）把自動提前裝置螺絲孔與油泵對齊，并將其固定在凸輪軸上的螺釘用扳手扳緊。
（4）從油泵凸輪軸上取下定時銷，并從飛輪上取出定時螺釘。然后，轉動柴油發電機兩圈并設法重裝定時螺釘和銷子。若裝不進去，就松開固定自動提前裝置的螺釘，輕輕拍擊直到銷子能裝入油泵凸輪軸之后，上緊螺釘取下銷子。
（5）安裝高壓油管、輸油管、油門連接桿件及緊急停車裝置。
（6）向油泵和燃油管路中充油放氣。
3、噴油泵復驗
噴油泵調試后的復驗應注意以下事項：
① 噴油泵和調速器調試后，應對所有試驗項目進行復驗，以免調整過程中出現互相影響，尤其是調速器起作用的轉速與供油量調試中的影響。如發現問題要及時排除。
② 將各部緊固螺釘、調整螺釘仔細擰緊，以防止在發動機工作中出現松動現象，造成故障。
③ 從試驗臺上拆下噴油泵后，倒掉原有機油，用柴油清洗后按規定加入干凈的機油。
④ 用油漆在油量調節齒條與油量調節套筒或調節拉桿與撥叉結合處，以及調速器各調整螺釘處做出位置標記。
⑤ 裝好噴油泵側蓋和調速器蓋，在出油閥接頭處加蓋防塵罩，在噴油泵進、出油口及輸油泵進、出油口加上防塵螺塞，以防灰塵落入。
⑥ 在各重要調整部位加鉛封。
總結：
柴油機噴油泵通常安裝在柴油機的側面，由螺釘固緊在附設于機體的托架上。它由泵體、分泵、傳動機構及油量控制機構所組成。柱塞套筒是一個具有互成180°的兩個油孔的圓筒，此油孔與噴油泵體內的油道相通。柱塞與柱塞套筒為精密偶件，經研磨配成對，更換時需成對更換。噴油泵供油量的多少取決于柱塞與柱塞套的相對位置，單缸供油量的調整通過轉動柱塞上的油量控制機構從而轉動單缸柱塞來實現，整機供油量的調整是通過拉動齒條或通過調節拉桿移動使各缸柱塞同時轉動來實現供油量的變化。開始供油時間是由柱塞遮住柱塞套上油孔的時間來決定的，所以供油時間的調整以變更柱塞的高度位置來調整，單缸開始供油時間的調整通過改變滾輪體的高度來實現，而整機供油時間的調整則在噴油泵裝復柴油機時通過調整凸輪軸和柴油機曲軸的相對位置來實現。
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