故障檢修與技術(shù)維護(hù)

A型噴油泵調(diào)速器不穩(wěn)定和異響的檢修方法

摘要：A型噴油泵是一種較常見的柱塞式高壓油泵，它通過一組彈性柱塞將柴油壓縮至高壓，然后通過管路供給到噴油器，進(jìn)而噴射至柴油機(jī)缸內(nèi)。A型噴油泵常見的故障主要是柱塞磨損和調(diào)速系統(tǒng)兩個(gè)方面的原因，由于這些故障比較復(fù)雜而且可能交叉重疊，因此，只有找到正確的故障原因并采取正確的方法進(jìn)行修理才能解決問題。同時(shí)，對(duì)柱塞式噴油泵進(jìn)行定期維護(hù)也可以有效地延長其壽命，避免柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)不必要的損失。

 

一、柴油機(jī)噴油泵的常見故障

 

      噴油泵主要可分為柱塞式噴油泵和轉(zhuǎn)子分配式噴油泵。其中，柱塞式噴油泵是歷史最久且應(yīng)用最廣泛的，具有較高的可靠性。而轉(zhuǎn)子分配式噴油泵只有一對(duì)柱塞，主要依靠轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)燃油的增壓和分配。在我國，噴油泵以柱塞行程、泵缸中心距和結(jié)構(gòu)型式為基礎(chǔ)，再分別配以不同尺寸的柱塞，組成若干種在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)供油量不等的噴油泵，形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和A、B、P、Z幾個(gè)系列，以滿足各種柴油機(jī)的需要。圖1為轉(zhuǎn)子分配式噴油泵工作原理圖，圖2為柱塞式噴油泵（A型泵）結(jié)構(gòu)圖。

1、柱塞式噴油泵的主要磨損部位

（1）如果座孔平面與中心線不垂直，柱塞在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)卡滯或偏磨的現(xiàn)象，可鉸削泵體接觸表面。若為嚴(yán)重凹陷，應(yīng)更換泵體。

（2）噴油泵控制齒桿的直線度誤差若大于0.05mm，需對(duì)其進(jìn)行冷壓校正。控制齒桿與小齒輪的嚙合間隙不應(yīng)大于0.3mm，否則應(yīng)予更換。

（3）控制套筒與柱塞下端凸緣塊的配合間隙超過0.12mm時(shí)，必須修復(fù)或更換。若間隙過小，則應(yīng)銼修柱塞凸緣面。

（4）凸輪軸的直線度誤差若超過0.05mm，需用冷壓法對(duì)其校正。外形尺寸磨損量大于0.5mm時(shí)，應(yīng)更換新件。裝油封處的軸頸磨損量若大于0.1mm，可焊補(bǔ)后進(jìn)行車削加工，恢復(fù)其原尺寸。

（5）正時(shí)調(diào)整墊片單面磨損時(shí)，可翻轉(zhuǎn)使用另一面。兩面都使用過的墊片，可用研磨法修復(fù)。但若研磨量超過0.2mm，則應(yīng)廢棄不用。

（6）柱塞腳與彈簧下座之間的軸向間隙應(yīng)為0.2～0.3mm。間隙過小，將增大摩擦力，使柱塞與正時(shí)螺釘?shù)哪p加快。

（7）挺柱體與泵體的配合間隙應(yīng)為0.03～0.07mm，使用極限為0.2mm。若間隙超過0.2mm，應(yīng)予更換。但有修理?xiàng)l件時(shí)，可采取鍍鉻拋光法修復(fù)。加工后重新裝配挺柱時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格檢查與泵體的間隙。若間隙過小，可進(jìn)行鏜孔。鏜孔時(shí)，不能使座孔中心線產(chǎn)生偏移。

2、柱塞式噴油泵驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要故障

      柱塞驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件是凸輪軸與挺柱總成，其主要損壞形式是凸輪表面的磨損。凸輪軸通常用20Cr鋼所制造，表面粗糙度為Ra0.4μm以下。當(dāng)凸輪表面經(jīng)滲碳淬火處理后，其淬硬層厚度約1mm，硬度在HRC60以上。當(dāng)凸輪表面磨損超過0.5mm時(shí)即不能繼續(xù)使用，應(yīng)更換新凸輪軸。在缺乏備件而又具有鍍鉻條件的情況下，可考慮用局部鍍硬鉻的方法來修復(fù)個(gè)別凸輪，鍍后的凸輪表面應(yīng)進(jìn)行修磨和拋光。如果凸輪表面有局部擦傷，或出現(xiàn)淡黃色的機(jī)油燒焦粘附的痕跡，通常這是柱塞發(fā)卡所致。須先消除柱塞發(fā)卡的故障，然后，用布片蘸研磨膏磨去變色的粘附物，使凸輪表面達(dá)到正常的光滑程度，再進(jìn)行拋光研磨。但須注意，拋光研磨時(shí)的溫度不能過高，以免表面退火。

3、柱塞式噴油泵柱塞偶件的主要故障

（1）磨損使間隙變大

      磨損使間隙變大是柱塞偶件常見的主要故障。其故障癥狀是供油量下降，柴油機(jī)動(dòng)力不足。如果懷疑是偶件磨損所致，可用簡便的方法作出初步的判斷：用手觸摸每根高壓油管，對(duì)于脈動(dòng)感較弱的高壓油管，從噴油器接頭處拆開，用一硬紙殼按接頭尺寸剪一小圓片(也可用銅皮)，裝進(jìn)接頭中并將接頭旋緊，以封閉該高壓油管的油路。然后，將齒條置于最大供油位置，打開噴油泵側(cè)蓋，用大螺絲刀撬動(dòng)對(duì)應(yīng)的柱塞彈簧座底部，使柱塞上下運(yùn)動(dòng)。若撬動(dòng)幾次就感到撬不動(dòng)了，說明柱塞偶件的磨損尚小；若撬動(dòng)數(shù)次后仍可撬動(dòng)，且不甚費(fèi)力，說明柱塞偶件已嚴(yán)重磨損，需要更換。

（2）柱塞發(fā)卡

      柱塞發(fā)卡是柱塞偶件另一種常見故障，尤其是當(dāng)燃油中含的水分和灰分較多時(shí)，極易出現(xiàn)這一故障。對(duì)于剛修過的噴油泵來說，柱塞發(fā)卡常是裝配不當(dāng)所致。若懷疑某缸柱塞發(fā)卡，可用手觸摸對(duì)應(yīng)的高壓油管。如果感到脈沖較弱且無規(guī)律.柴油機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻。即可判定為該故障。該故障大多需拆洗噴油泵，檢查柱塞表面.看有無卡痕和綠色銹蝕物。一般地說，卡痕雖能看到。但對(duì)柱塞運(yùn)動(dòng)不會(huì)有影響，只要清洗干凈即可恢復(fù)正常。若有綠色銹蝕則必須清除干凈并將表面磨光：

（3）柱塞磨損

      噴油泵柱塞磨損一般從頂端開始，逐漸將柱塞頭部磨成錐形。這種磨損很難用量具測出，但可用眼睛看出。在使用過的柱塞表面上，若有均布的縱向條紋，屬正常的磨合印跡。如果這種條紋在頂端變得模糊，或局部表面失去光澤而變暗(多數(shù)情況是在相對(duì)柱塞套的進(jìn)、出油孔方向上)，說明柱塞已存在磨損。如果柱塞上出現(xiàn)從頂端向下延伸、長度不一的細(xì)線，說明柱塞已嚴(yán)重磨損，不應(yīng)再繼續(xù)使用。柱塞套內(nèi)孔的磨損多出現(xiàn)在油孔附近，因而不易看清。柱塞通常以其表面狀態(tài)并結(jié)合撬動(dòng)柱塞試驗(yàn)來判斷是否需進(jìn)行更換。因柱塞與套是成對(duì)選配的，故須成對(duì)更換。

 

圖1  柴油機(jī)燃油系統(tǒng)原理

圖2  A型噴油泵結(jié)構(gòu)示意圖

 

二、噴油泵的調(diào)速器常見故障

 

      柱塞式噴油泵的調(diào)速器屬于飛塊式，通常與A型噴油泵匹配，原理如圖3所示。它的速度感應(yīng)件為飛塊，其有效的剛度可變的調(diào)速彈簧使得調(diào)速器在高速和怠速時(shí)有較小的調(diào)速率，其調(diào)速工況如圖4所示。飛塊式調(diào)速器屬于直接作用式，工作中飛塊、拉力桿、滑套等零件受力較大，磨損較快。飛塊的磨損對(duì)調(diào)速器性能有較大的影響。另外，調(diào)速彈簧的擺角決定調(diào)速彈簧的有效剛度，調(diào)速不當(dāng)會(huì)使調(diào)速彈簧的特性曲線斜率發(fā)生較大的變化，調(diào)速器會(huì)出現(xiàn)調(diào)速不穩(wěn)定現(xiàn)象而失去調(diào)速功能。

1、調(diào)速不穩(wěn)

（1）故障現(xiàn)象

      柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，排煙時(shí)有、時(shí)無，發(fā)電機(jī)頻率也不穩(wěn)定。

（2）故障分析

      柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)速時(shí)高時(shí)低，排煙異常，主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)速表上指針波動(dòng)較大、發(fā)電機(jī)頻率指針來回波動(dòng)，這種故障現(xiàn)象一般在柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后發(fā)生怠速時(shí)更為明顯，從柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)中的聲音也可以很明顯地感覺到。這種故障一般是由于燃油調(diào)速系統(tǒng)的作用失常所造成的。

（3）故障原因

① 調(diào)速彈簧預(yù)緊力不適當(dāng)。

      當(dāng)調(diào)速彈簧的預(yù)緊力不同時(shí)，柴油機(jī)的調(diào)速率將隨之改變。若增大預(yù)緊力，調(diào)速彈簧的有效剛度則相應(yīng)減小，調(diào)速率隨之增大;反之，調(diào)速率減小。調(diào)速彈簧的預(yù)緊力通過擺臂上的螺釘進(jìn)行調(diào)整。

②飛塊磨損。

      飛塊的常見磨損主要發(fā)生在銷孔和飛塊短臂。飛塊短臂的推腳因磨損使其長度縮短。工作過程中飛塊的張角變大，將導(dǎo)致調(diào)速器起作用轉(zhuǎn)速降低，致使調(diào)速率增大。

③ 起動(dòng)彈簧脫落或折斷。

      飛塊式調(diào)速器的起動(dòng)彈簧調(diào)速杠桿的上端拉向加油方向，一旦調(diào)速器各鉸接點(diǎn)有間隙，該彈簧能夠克服間隙來保持調(diào)速穩(wěn)定;但當(dāng)它折斷或脫落時(shí)，將會(huì)造成調(diào)速器調(diào)速不穩(wěn)。

④ 機(jī)油過多、黏度過大或調(diào)速器內(nèi)部不清潔。

      機(jī)油過多、過臟，以及鉆度過大均影響飛塊、滑套的正常運(yùn)動(dòng)，會(huì)使阻力增加，導(dǎo)致調(diào)速器調(diào)速率增大。

⑤ 供油齒桿行程調(diào)整不當(dāng)。

      飛塊式調(diào)速器供油拉桿的行程通過全負(fù)荷供油限止螺釘進(jìn)行調(diào)整。該螺釘?shù)奈恢脹Q定廠飛塊高速起作用點(diǎn)的張開角，當(dāng)擰緊螺釘時(shí)，供油拉桿行程將隨之增大;反之，供油拉桿行程會(huì)隨之減小。

⑥ 怠速穩(wěn)定螺釘調(diào)整不當(dāng)造成怠速不穩(wěn)。

      該螺釘與調(diào)速彈簧聯(lián)合控制調(diào)速怠速，當(dāng)發(fā)現(xiàn)調(diào)速器調(diào)速不穩(wěn)時(shí)，應(yīng)將噴油泵拆下進(jìn)行檢查和調(diào)試。檢查時(shí)，先檢查起動(dòng)彈簧連接是否可靠，工作是否良好;然后檢查后蓋內(nèi)部各機(jī)件的鉸點(diǎn)是否松曠，檢查飛塊的磨損程度以及滑套的軸向間隙;最后在試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)調(diào)速器部分進(jìn)行調(diào)試,使之符合規(guī)定。

2、調(diào)速器異響

      飛塊式調(diào)速器磨損后，運(yùn)動(dòng)件的干涉與摩擦?xí)a(chǎn)生異響。主要的異響原因有：

① 飛塊掃膛

      若飛塊推腳及各鉸點(diǎn)磨損過度，則會(huì)造成飛塊張角過大而碰到調(diào)速器殼，致使出現(xiàn)掃膛現(xiàn)象。

② 滑套軸承損壞

      有些飛塊式調(diào)速器用滾動(dòng)軸承作支承滑套，該處軸承損壞后會(huì)引起調(diào)速器異響。

3、調(diào)速系統(tǒng)檢修方法

（1）調(diào)速彈簧的檢修

      若調(diào)速器彈簧出現(xiàn)扭曲、裂紋、彈力減弱及折斷等，則應(yīng)更換新件。

（2）飛塊支架及鉸鏈連接部位的檢修

      對(duì)采用飛塊結(jié)構(gòu)的調(diào)速器，應(yīng)保證飛塊、支架及銷軸三者的配合間隙。如果飛塊支承孔和飛塊推腳磨損嚴(yán)重，則會(huì)使飛塊實(shí)際擺動(dòng)中心向內(nèi)偏移，使得飛塊推腳半徑縮短。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定的情況下，調(diào)速套筒的位移量比未磨損前的要小，從而影響調(diào)速器的調(diào)速特性。若上述三者的配合達(dá)不到技術(shù)條件的要求，可通過鉸削飛塊銷軸孔，換上加粗的銷軸來解決。

（3）調(diào)速套筒的檢修

① 在調(diào)速彈簧為拉力彈簧的調(diào)速器中，其調(diào)速套筒環(huán)槽與浮動(dòng)杠桿橫銷將產(chǎn)生磨損，當(dāng)配合間隙超過規(guī)定時(shí)，可將浮動(dòng)杠桿上的橫銷和調(diào)速套筒一起拆下，然后轉(zhuǎn)動(dòng)90°再裝上，這樣可以減小配合間隙。

② 調(diào)速器套筒的內(nèi)孔磨損后，應(yīng)更換新襯套。修理后，調(diào)速套筒在軸上應(yīng)運(yùn)動(dòng)自如，無卡滯現(xiàn)象。調(diào)速套筒端面的推力軸承，應(yīng)視情況更換。

③ 調(diào)速器各操縱連接部位應(yīng)連接可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，配合間隙符合規(guī)定，在操縱臂位置不變動(dòng)的情況下，供油拉桿或齒桿的軸向位置游動(dòng)量應(yīng)在0. 5-1. 00 mm 。

 

圖3  A型泵調(diào)速器工作原理圖

圖4  A型泵調(diào)速器最高轉(zhuǎn)速工況示意圖

 

三、A型噴油泵供油正時(shí)的校正

 

      在噴油泵的使用過程中，其凸輪和柱塞都會(huì)產(chǎn)生磨損。凸輪磨損會(huì)使柱塞頂面關(guān)閉進(jìn)油孔變晚；柱塞磨損會(huì)使燃油壓力上升速度減慢，二者磨損后都會(huì)使供油正時(shí)推遲，供油提前角變小。如果各缸凸輪磨損不一致。還會(huì)造成各缸提前角不一致。若出現(xiàn)上述情況。則須重新校正噴油泵的供油正時(shí)標(biāo)記，使各缸供油間隔角一致。首先應(yīng)校正第一缸的供油正時(shí)，方法有二：

1、溢油法

      拆下一缸高壓油管及出油閥緊座，搖轉(zhuǎn)曲軸。當(dāng)一缸出油閥處停止溢油時(shí)，此時(shí)提前器殼上的刻線應(yīng)與泵體前端面上的正時(shí)指示片上刻線對(duì)準(zhǔn)。如果沒有對(duì)準(zhǔn)，可松開提前器后面的驅(qū)動(dòng)接頭緊固螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)提前器殼，使之對(duì)準(zhǔn)。

2、測時(shí)管法

      先取一段玻璃管和一截高壓油管(噴油泵接頭端的一段)，中間用橡膠管套接在一起，作為測時(shí)管，將其裝在噴油泵高壓油管接頭處。在提前器外圓上以原刻線為0點(diǎn)，每隔60°作一刻線記號(hào)，將外圓圓周均分為6等分。將從機(jī)上卸下的噴油泵夾持好，給其低壓油道輸送70KPa左右壓力的柴油(應(yīng)與該車所用燃油牌號(hào)相同)，按噴油泵工作時(shí)旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)凸輪軸，擰松放氣螺塞，以將油路中空氣排盡。此時(shí)，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)噴油泵，注意觀察測時(shí)管里的油面。只要油面一動(dòng)，立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)提前器外殼上的刻線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)正時(shí)片上的刻線。如果二者的刻線尚差一點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，說明正時(shí)超前(這種情況極為少見)。反之，說明供油滯后。按點(diǎn)火順序依次檢查其它各缸的供油時(shí)刻，與所作各缸的刻線記號(hào)最大偏差量不得超過0.5°。若偏差量大于0.5°，即需進(jìn)行校正。其方法步驟如下：

① 打開噴油泵側(cè)面的檢查窗口，找準(zhǔn)要調(diào)的該缸所對(duì)應(yīng)的柱塞及挺柱；

② 擰松該挺柱上的正時(shí)螺釘鎖緊螺母；

③ 若正時(shí)滯后，可旋出正時(shí)螺釘少許，將鎖緊螺母鎖緊后再試。反之，則旋入螺釘少許；

④ 每次調(diào)后，都要小心地慢轉(zhuǎn)凸輪軸，使柱塞升程達(dá)到最高點(diǎn)。然后用大改錐撬起柱塞尾部，用塞尺測量柱塞尾部與正時(shí)螺釘頭之間的間隙，此間隙不得小于0.4mm。以防柱塞頂?shù)匠鲇烷y座，使兩組偶件遭到傷損。如果該間隙只有小于0.4mm才能滿足正時(shí)要求，則必須換用新柱塞偶件。

 

總結(jié)：

      A型噴油泵為柱塞式噴油泵，其凸輪升程為8mm，柱塞直徑為7～9mm，分泵設(shè)置最多可達(dá)12個(gè)，適用于氣缸直徑在105～135mm、額定轉(zhuǎn)速在1500r/min的東風(fēng)康明斯柴油發(fā)電機(jī)組。與I、Ⅱ、Ⅲ號(hào)系列柱塞泵相比較，該泵采取齒桿機(jī)構(gòu)控制油量，滾輪體傳動(dòng)件的工作高度用調(diào)整螺釘進(jìn)行調(diào)整，泵體為整體式鋁鑄件。A型噴油泵由于工作可靠性增大，故在中、小型東風(fēng)康明斯柴油機(jī)上得到越來越廣泛的運(yùn)用。總之，在遇到柱塞式噴油泵出現(xiàn)異常的問題時(shí)，我們需要先確定故障產(chǎn)生的原因，然后采取相應(yīng)的措施加以排除。

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