故障檢修與技術維護 |
柴油機噴油器的拆裝順序與檢修方法 |
摘要:噴油器也是柴油機燃料供給系統的一個重要部件,其功能是將噴油泵送來的高壓柴油以霧狀噴射到燃燒室中,并與燃燒室中的壓縮空氣形成良好的可燃混合氣。噴油器不僅決定著柴油的噴霧質量、油束和燃燒室的配合,而且影響噴油提前角、噴油延續時間和噴油規律,這些對發動機的性能都有直接的影響。因此,對噴油器工作的基本要求是:有一定的噴射壓力和射程,以及適當的噴霧錐角,并與燃燒室形狀配合。此外,在噴油結束時能迅速停止噴油,沒有滴油現象。
一、噴油器分類
噴油器有開式和閉式兩種。開式噴油器的高壓油腔通過噴孔始終與燃燒室相通,中間無隔斷裝置,其噴射壓力約為100MPa,這種噴油器在近代柴油機中已很少應用,故不作介紹。閉式噴油器的高壓油腔與燃燒室之間有一針閥隔開,僅在噴油時才被打開,使高壓柴油經過噴孔噴入燃燒室,噴射壓力在10~20 MPa,它由噴油嘴偶件、調壓彈簧、噴油器體等組成。根據結構不同,閉式噴油器分為孔式、軸針式、平板式。下面只介紹孔式與軸針式噴油器。
1、孔式噴油器
孔式噴油器主要用在直接噴射式燃燒室的柴油機上,按噴油嘴形式又分為長型和短型。噴孔數目為1~8個,噴孔直徑約為0.15~0.7mm。圖1所示為柴油機所用的長回孔噴油器,它由針閥、針閥體、頂桿、調壓彈簧、調壓螺釘及噴油器體等組成。噴孔直徑為0.35mm,噴霧錐角為150,噴油壓力為17.5 MPa。
噴油嘴(包括針閥與針閥體),又稱針閥偶件,用優質合金鋼(GCr15)制成,并經熱處理和選配研磨成對,故不能互換。其配合間隙為0.001~0.0015mm。既要保證很好滑動,又要保證不漏油。針閥有兩個錐面,下部的錐面和閥體內相應的內錐面配合,稱為密封錐面,以密封噴油器內腔;中部錐面在閥體的環形油腔中,以承受油壓的軸向推力使針閥上升,稱為承壓錐面。針閥體上端有環形油槽及油道孔,下端有油腔及噴孔。針閥偶件用緊帽固緊在噴油器體上,調壓彈簧通過頂桿使針閥壓緊在閥座上,針閥和頂桿的接觸面成球面,可防止因頂桿彎曲而使針閥產生側向壓力。調壓彈簧的彈力可由調壓螺釘來調節,調好后用調壓螺母鎖緊。閉式噴油器的工作原理如圖4-46所示。來自噴油泵的高壓柴油經噴油器體與針閥體內的油道進入油腔,由于噴孔被針閥關閉,腔內柴油壓力便迅速上升。當作用在針閥承壓錐面上的柴油壓力大于調壓彈簧的彈力時,針閥便沿軸向升起,噴孔被打開,于是高壓柴油通過噴孔開始噴入燃燒室。由于噴孔的節流作用,被噴出的柴油形成霧狀的細小顆粒,與空氣迅速形成可燃混合氣。這一噴油過程一直延續到噴油泵停止供油,并在噴油器腔內油壓低于調壓彈簧彈力時,針閥在調壓彈簧作用下立即關閉噴孔,噴油才停止。
閉式噴油器的噴油壓力主要取決于調壓彈簧的予緊力,因此,調節調壓彈簧予緊力的大小可直接改變噴油壓力的大小。將調節螺釘向里旋時彈簧予緊力增大,噴油壓力提高;反之,噴油壓力降低。針閥升程受到噴油器體下端面及調壓彈簧予緊力的限制,因此該噴油器針閥的最大升程為0.45mm以保證斷油迅速。噴油器在工作期間,少量柴油從針閥與閥體之間漏出,經回油管流回柴油濾清器或油箱,同時對針閥偶件起潤滑作用。
2、軸針式噴油器
軸針式噴油器的特點是單孔,孔徑較大,一般為1~3mm。針閥端頭有一定形狀的銷針(軸針),插入噴孔中,與噴孔構成一個很小的環狀間隙(約為0.013~0.025mm),高壓柴油通過此間隙噴出。軸針的形狀有圓柱形和倒錐形,如圖2所示。噴出的柴油根據不同的軸針形狀產生不同的噴霧狀況。這種噴油器的優點是:軸針在噴孔中上下運動,既能改善噴霧,又能自行清除積炭,使噴孔不易堵塞。缺點是噴霧質量差,軸針加工精度要求高,制造困難。
圖1 孔式噴油器結構圖 |
圖2 軸針式噴油器結構圖 |
二、噴油器的拆裝及試驗
1、噴油器的零件分解步驟
① 先松開調壓螺母,旋出調壓螺釘,再將噴油器倒夾在臺虎鉗中,松出噴油器緊帽,如圖3所示。
② 拆出其余零件在清潔的柴油或汽油中清洗。噴油嘴頭部積炭可以用銅絲刷除去,如圖4(a)所示。如針閥咬住時,用鋼絲鉗襯墊軟布夾住針閥尾端,稍加轉動用力拉出,如圖4(b)所示。
圖3 噴油器緊帽的拆裝圖 |
圖4 清除噴油嘴頭部積炭 |
③ 針閥錐面污物按圖5(a)所示方向沿銅絲刷表面清除,并用相應大小的鉆頭或鋼絲疏通噴油孔及油路,如圖5(b)和圖6(a)所示。
④ 最后將噴油嘴偶件放在柴油中來回拉動針閥清洗,如圖6(b)所示,使針閥能自由滑動為止。
圖5 噴油器清洗 |
圖6 噴油嘴偶件的清洗 |
2、噴油器裝配步驟
① 在整個噴油器裝配過程中,必須保證零件清潔,特別是噴油嘴偶件本身和噴油器體端面等密封處,即使細小雜物、塵埃也會造成偶件的滑動性阻滯和接觸面的密封性不良。噴油器緊帽和噴油嘴接觸的肩胛面要求光潔平整,不許留有積炭或毛刺,否則會影響噴油嘴偶件安裝的同軸度和垂直度,從而引起噴油嘴的滑動性不良。
② 裝配時,先旋進預先配有濾油芯子的進油管接頭,緊壓銅墊圈達到密封不漏油。再將調壓彈簧、頂桿放進噴油器體中,旋入調壓螺釘,直到剛接觸調壓彈簧為止,然后旋上調壓螺母。
③ 把噴油器倒夾在臺虎鉗上,裝上噴油嘴偶件,擰緊緊帽,其擰緊力矩為59~78 N.m(6~8kgf.m)。扭矩過大會引起針閥體變形,影響針閥的滑動性,過小又會造成漏油。
④ 裝配好的噴油器總成應在試驗臺上進行密封和噴霧試驗,并進行噴油開啟壓力的調整。
3、噴霧試驗
使用時間較長的噴油器,可在試驗臺上進行噴霧試驗,如發現有下列不正常的現象應進行拆檢:
① 噴油開啟壓力低于規定值;
② 噴出燃油不霧化,切斷不明顯或有滴油現象;
③ 噴孔堵塞,4個噴孔噴出油霧束不均勻,長短不一;
④ 噴油嘴頭部嚴重積炭。
三、噴油器檢修
1、服務站檢修要求
(1)能通過與客戶交流、查閱相關維修技術資料等方式獲取柴油機信息。
(2)能根據故障現象制定正確的柴油機維修計劃。
(3)能正確選擇檢測和診斷設備對噴油器引起的故障進行診斷。
(4)能使用萬用表、故障診斷儀、示波器對噴油器控制電路進行檢測。
(5)能正確記錄、分析各種檢測結果并做出柴油機故障判斷。
(6)能按照正確操作規范進行噴油器的更換。
(7)能正確檢查噴油器故障的修復質量。
(8)能根據環保要求,正確處理對環境和人體有害的廢料和柴油機損壞的零部件。
2、維修要求
噴油器零件清洗后如發現有下列不正常的情況,應進行修理或更換:
① 與針閥體結合的噴油器體端面有較小損傷時,可在拔出兩只定位銷后,在研磨平板上研磨如圖7(a)所示。在拔定位銷時注意不要碰毛端面。
② 噴油器調壓彈簧表面擦傷、出現麻點或永久變形時應更換。
③ 噴油器緊帽內肩胛及孔壁積炭應徹底清除。
④ 噴油嘴偶件徑部磨損,嚴重漏油的應更換。
⑤ 噴孔有磨損和增大等缺陷時,影響噴霧質量的應更換。
⑥ 針閥和針閥體密封座面磨損不太嚴重時,可用氧化鋁研磨膏互研修復,如圖7(b)所示。互研時,不要用力過猛,密封面達到研出一條均勻的不太寬的密封帶即可。
⑦ 由于柴油機汽缸內燃氣回竄或細小雜質侵入噴油嘴中,造成針閥變黑或卡死,經清洗和互研后視情況的嚴重程度復用或更換。
3、噴油器清潔方法
柴油發電機在使用過程中應及時清洗噴油器和噴油器進油口濾網 ,并對噴油器進行檢查、維護和調整。柴油發電機每工作2000h ,應將噴油器及進油口濾網清洗一次。
(1)濾網清洗方法
把連接 PT泵和所有噴油器進油口的接頭松開 ,再把夾板固定螺絲擰松 ,油管移至一邊 ,取出各濾網并洗凈 ,濾網如有破損 ,應及時更換 ,并按相反順序裝復。如果在拆洗濾網時 ,濾網上附有金屬沫 ,表示PT泵有異常磨損 ,應立即修校PT燃油泵。
(2)噴油器的清洗方法
噴油器筒頭使用過久 ,在其外部頂端噴孔處會有積炭 ,嚴重時 ,會堵塞噴孔。每個筒頭上有 8 個噴孔 ,在一般情況下 ,有 2~3 個噴孔堵塞不會使柴油發電機功率顯著降低 ,不會妨礙柴油發電機的正常工作 ,但也要及時檢查清洗。方法為 :拆下噴油器 ,取下柱塞回位彈簧 ,將一張白紙置于工作臺上 ,一手拿噴油器 ,另一手輕推柱塞 ,燃油噴射到白紙上 ,就可以判明噴孔是否堵塞 ,如有堵塞 ,應用洗油洗凈,如圖8所示 。嚴禁用金屬絲疏通 ,以免捅傷噴孔 ,影響噴霧質量。
圖7 噴油器研磨方法 |
圖8 噴油器拆解后清洗方法 |
總結:
柴油機所用的噴油器,除噴油嘴結構及噴油開啟壓力有差異外,其他零件均可通用。噴油嘴偶件經選配研磨成對并經液壓密封檢驗,使用時要保持高度清潔并不許單件調換,柴油機工作時,噴油嘴若有故障,柴油機就會產生冒黑煙、功率不足和油耗上升等弊病。為此,用戶可按下述方法進行檢查:先讓柴油機怠轉,分別松開各缸高壓油管,使噴油器轉換停止噴油,同時觀察排氣煙色,當有故障的噴油器停止噴油后,排氣煙色就會明顯好轉,柴油機的轉速變化很小或不變,若是正常的噴油器停止噴油,排氣煙色無明顯變化,而轉速明顯下降,對已損壞的噴油嘴必須根據柴油機型號選裝相應的新噴油嘴,否則將影響柴油機的正常工作。此外,噴油器的噴射開啟壓力是靠頂桿上方的調壓彈簧的壓力大小來控制的。使用過程中用戶根據需要應定期檢查噴油壓力。此壓力過高或過低都將直接影響柴油機的性能,為了保證進入噴油嘴的燃油清潔,在噴油器進油管接頭內裝有濾油芯子,它與進油管接頭的配合間隙為0.025~0.055mm,發現燃油不清潔或長期使用后應進行清洗。
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