新聞主題	柴油機(jī)燃油供給與調(diào)速系統(tǒng)的輔助裝置

 

摘要：柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)的功用是根據(jù)柴油機(jī)工作要求，定時(shí)、定量地將良好霧化質(zhì)量的柴油以一定噴油規(guī)律噴入燃燒室與空氣混合，為柴油、空氣混合氣的形成與燃燒提供良好條件。柴油機(jī)中用于貯存、濾清和輸送燃油的裝置包括噴油泵、噴油器和調(diào)速器等主要部件，其中柴油機(jī)燃油供給與調(diào)速系統(tǒng)的輔助裝置主要包括柴油濾清器、油水分離器、輸油泵和燃油箱等。燃油系統(tǒng)應(yīng)能確保不間斷地供給發(fā)動(dòng)機(jī)清潔的燃油。柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)使用清潔的0#柴油。

 

1、柴油濾清器

 

     各種柴油本身含有一定量的雜質(zhì)，如灰分、殘?zhí)亢湍z質(zhì)等。重柴油與輕柴油相比，含雜質(zhì)更多。柴油在運(yùn)輸和儲存過程中，還可能混入更多的塵土和水分，儲存越久，由于氧化而生成的膠質(zhì)也越多。每噸柴油的機(jī)械雜質(zhì)含量可能多達(dá)100～250g，粒度為5～50μm。平均粒度為12μm的硬質(zhì)粒子，對柴油機(jī)供油系統(tǒng)精密偶件的危害性最大，有可能引起運(yùn)動(dòng)阻滯和各缸供油不均勻，并加速其磨損，以致柴油機(jī)功率下降、燃油消耗率增加。柴油中的水分還可引起零件銹蝕，膠質(zhì)有可能使精密偶件卡死，因此對柴油必須進(jìn)行過濾。除了在柴油注入油箱前必須經(jīng)過3～7天的沉淀處理外，在柴油供給系統(tǒng)中還應(yīng)設(shè)置燃油濾清器。小型單缸柴油機(jī)一般為一級濾清，大、中型柴油機(jī)多有粗、細(xì)兩級濾清器。有的在油箱出口還設(shè)置沉淀杯以達(dá)到多級過濾，確保柴油機(jī)使用的燃油清潔。

（1）種類

      柴油濾清器的種類很多，粗濾器用來濾除顆粒較大的雜質(zhì)，這樣可減少細(xì)濾器過濾的雜質(zhì)量，避免細(xì)濾器被迅速堵塞而縮短使用壽命。細(xì)濾器則應(yīng)能濾去對供油系統(tǒng)有危害的最小粒子，這種粒子的直徑約數(shù)微米。

（2）材質(zhì)

      柴油濾清器的濾芯采用的材料有金屬、毛氈、棉紗和濾紙等，目前，國內(nèi)外柴油機(jī)濾清器使用紙質(zhì)濾芯的比較廣泛。紙質(zhì)濾芯的使用，可以節(jié)省大量的毛氈及棉紗，而且紙質(zhì)濾芯性能好、重量輕、體積小、成本低。

（3）結(jié)構(gòu)

      燃油濾清器主要由濾芯、外殼及濾清器座三部分組成，如圖1所示柴油機(jī)燃油濾清器裝配剖面圖，各機(jī)型均通用，唯有溢流閥有兩種結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同機(jī)型選用不同的濾清器。

（4）工作原理

      燃油由輸油泵送入燃油濾清器，通過紙質(zhì)濾芯清除燃油中的雜質(zhì)后進(jìn)入濾油筒內(nèi)腔，再通過濾清器座上的集油腔通向噴油泵。濾清器座上設(shè)有回油接頭，內(nèi)裝溢流閥，當(dāng)燃油濾清器內(nèi)燃油壓力超過78kPa（0.8kgf/c㎡）時(shí)，多余的燃油由回油接頭回至燃油箱。連接低壓燃油管路應(yīng)按座上箭頭所指方向，不可接錯(cuò)。濾芯底部的密封墊圈裝在彈簧座內(nèi)，彈簧將密封墊圈緊貼在螺母的底面起密封作用。濾清器座和外殼之間靠拉桿連接，并有橡膠圈密封，濾清器座上端有放氣螺塞，在使用中可以松開放氣螺塞清除燃油濾清器的空氣。

（5）拆卸方法

      燃油濾清器用兩個(gè)M8-6H螺釘固定在機(jī)體或支架上，在使用中如發(fā)現(xiàn)供油不通暢，則有濾芯堵塞的可能。此時(shí)，應(yīng)停機(jī)放掉燃油，可直接在柴油機(jī)上松開拉桿螺母，卸下外殼，取出濾芯（見圖2），然后將濾芯浸在汽油或柴油中用毛刷輕輕地洗掉污物。如果濾芯破裂或難以清洗，則必須換新，然后按圖1裝好，并注入清潔的燃油。

 

圖1  柴油機(jī)燃油濾清器裝配剖面圖 1，5-墊圈；2-濾清器座；3-拉桿；4-放氣螺塞；6-拉桿螺母；7-卡簧；8-溢流閥；9-油管接頭；10，13，17-密封圈；11-密封墊圈；12-濾芯；14-托盤；15-彈簧座；16-殼體；18-彈簧

圖2  柴油機(jī)燃油濾清器拆除

 

 

2、油水分離器

 

      為了除去柴油中的水分，有的柴油機(jī)（如康明斯C系列），在燃油箱與輸油泵之間還裝有專門的油水分離器。其結(jié)構(gòu)如圖3所示，由分離器殼體、液面?zhèn)鞲衅鳌⒏∽雍褪謮耗て玫冉M成。

（1）工作過程

      來自燃油箱的燃油經(jīng)進(jìn)油口進(jìn)入油水分離器，并從出油口流出至輸油泵。燃油中的冷凝水在油水分離器內(nèi)分離并沉淀在分離器殼體的下部。裝在殼體下部的浮子隨著積聚在油水分離器殼體內(nèi)的冷凝水的增多而逐漸上升。當(dāng)浮子達(dá)到規(guī)定的放水水位時(shí)，液面?zhèn)鞲衅鲗㈦娐方油ǎ趦x表盤上的放水警告燈就發(fā)出放水信號，這時(shí)需及時(shí)松開油水分離器上的放水塞放水。手壓膜片泵供排水和排氣時(shí)使用。

（2）作用

① 過濾：燃油進(jìn)入過濾分離器后，固體雜質(zhì)被過濾層過濾掉。

② 分離：在破乳層，乳化油和水被分離。

③ 保存：在油水分離器中，小水滴會凝結(jié)成大水滴，儲存在集水箱中。

④ 沉淀：通過分離濾芯的拒水作用，將未來得及凝結(jié)的小水滴收集到沉淀池中，然后從排水閥排出。

⑤ 排放：分離了水的燃油從過濾分離器中排出。

 

圖3  柴油機(jī)油水分離器結(jié)構(gòu)圖

圖4  柴油機(jī)油水分離器位置圖

 

3、輸油泵

 

      輸油泵的功用是保證低壓油路中柴油的正常流動(dòng)，克服柴油濾清器和管道中的阻力，并以一定的壓力向噴油泵輸送足夠的柴油。

      柴油機(jī)所采用的輸油泵有活塞式、內(nèi)外轉(zhuǎn)子式、滑片式和膜片式等多種。在中小功率柴油機(jī)中常用活塞式輸油泵，活塞式輸油泵又稱柱塞式輸油泵，其構(gòu)造及工作原理如圖4所示。活塞式輸油泵主要由活塞、推桿、出油閥和手油泵等組成。用于推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的偏心輪通常設(shè)在噴油泵的凸輪軸上，因此輸油泵常和噴油泵組裝在一起。

（1）柴油機(jī)工作時(shí)，噴油泵凸輪軸由曲軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，偏心輪即隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)偏心輪凸起部分最高點(diǎn)向推桿位置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)［如圖4（a）所示］，推桿被推動(dòng)并使活塞移動(dòng)壓油，同時(shí)90壓縮活塞彈簧。由于活塞前端油腔中的柴油壓力提高，進(jìn)油閥在壓力作用下關(guān)閉，出油閥被推開，該油腔中的柴油經(jīng)出油閥和上出油道流入活塞靠推桿一端的油腔內(nèi)。

（2）當(dāng)偏心輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使凸起部分最高點(diǎn)逐漸遠(yuǎn)離推桿時(shí)【如圖4（b）所示］，柱塞彈簧推動(dòng)活塞和推桿回行，這時(shí)活塞后端油腔的油壓升高而前端油壓下降，出油閥關(guān)閉，活塞后端油腔中的柴油經(jīng)上出油道11流向噴油泵。進(jìn)油閥被推開，由柴油箱或者柴油濾清器來的柴油，經(jīng)進(jìn)油道8流入活塞前端油腔，使油腔充滿柴油，至此，活塞式輸油泵完成了一次壓油與進(jìn)油的過程。

（3）由于柴油由輸油泵流向噴油泵是依靠彈簧推動(dòng)活塞而壓出的，因此輸油壓力由彈簧彈力所決定而保持在一定的范圍內(nèi)。活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到最前端，也即彈簧受到量大壓縮時(shí)的變形量，取決于偏心輪的偏心距（工作中是不可改變的）。活塞退回到最后端的位置，則為彈簧彈力與活塞后端油腔中油壓相等時(shí)的位置。當(dāng)噴油泵需要的柴油量大時(shí)，柴油由輸油泵后端油腔中流出較快，活塞沖程較長。當(dāng)秦油機(jī)負(fù)荷減小，需要的油量減少，活塞后端油腔中柴油流出較少，油壓相對升高［如圖4（c）所示］，活塞后退的沖程就短。因此這種輸油泵可保持輸油壓力一定，而輸油量測可根據(jù)需要而改變。

（4）輸油泵上還裝有手油泵，其作用是在柴油機(jī)尚未工作時(shí)，由人工用它來向供油系統(tǒng)內(nèi)壓油，以排除油道中的空氣。使用時(shí)，先提起手油泵活塞，進(jìn)油閥開啟，柴油即流入手油泵油差內(nèi)。然后將活塞壓下，使進(jìn)油閥關(guān)閉而出油閥開啟，柴油經(jīng)過出油閥流向噴油泵和各油道中去。使用完畢，應(yīng)將手柄上的螺塞旋緊，以免柴油機(jī)工作時(shí)，空氣進(jìn)入供油系統(tǒng)中。

 

圖4 柴油機(jī)活塞式輸油泵結(jié)構(gòu)圖 1-下出油道；2-出油閥；3-出油閥彈簧；4-出油接頭；5-手油泵；6-進(jìn)油閥；7-進(jìn)油閥彈簧；8-進(jìn)油道；9-進(jìn)油接頭；10-活塞；11-上出油道；12-泄油道；13-推桿；14-活塞彈簧；15-偏心輪；16-后腔；17-前腔

 

4、燃油箱

 

      燃油箱的功用是儲存柴油機(jī)工作時(shí)所需的柴油。其容量一般可供柴油機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)8～10h。燃油箱通常用薄鋼板沖壓后焊接而成，內(nèi)表面鍍鋅或錫，以防腐蝕生銹。

（1）機(jī)底油箱

      康明斯機(jī)組在功率400KW以下(含400KW)機(jī)組，可以選配機(jī)底油箱。

      機(jī)底油箱的容量可以保證機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行6～8小時(shí)。

（2）日用油箱

      日用油箱的容量一般不超過1m³(《民用建筑防火規(guī)范》)，并必須作防火措施。油箱應(yīng)用磚墻與機(jī)房隔開，并采用甲級防火門，門開啟方向?yàn)橛拖溟g向外。由于回油溫度較高，容易引起油箱間溫度上升，從而引起消防報(bào)警(同時(shí)也是一種消防隱患)，因此應(yīng)在油箱間加裝通風(fēng)裝置。

      油箱內(nèi)部通常用隔板將油箱隔成數(shù)格，防止設(shè)備工作時(shí)振動(dòng)引起油箱內(nèi)的柴油劇烈晃動(dòng)而產(chǎn)生泡沫，影響柴油的正常供給。油箱上部有加油口和油箱蓋，加油口內(nèi)裝有銅絲網(wǎng)，以防止顆粒較大的雜質(zhì)帶入油箱內(nèi)。油箱蓋上有通氣孔，保持油箱內(nèi)部與大氣相通，防止工作過程中油面下降使油箱內(nèi)出現(xiàn)真空度，使供油不正常。

（3）油管尺寸

       在油箱下部有出油管和放油開關(guān)，出油管口應(yīng)高出油箱底平面適當(dāng)高度，以免箱底沉積的雜質(zhì)由出油口進(jìn)入供油系統(tǒng)。油箱底部最低處還應(yīng)設(shè)置放油螺塞，以便清洗油箱時(shí)能將油箱底部的沉積物和水分清除干凈。在燃油箱上還應(yīng)設(shè)置油尺或油面指示裝置，使工作人員能隨時(shí)觀察到燃油箱內(nèi)存油量的多少，以便及時(shí)向燃油箱內(nèi)添加柴油。

      發(fā)電機(jī)組的進(jìn)回油管管徑不能小于機(jī)組進(jìn)回油管管徑，油管路采用黑鐵管或無縫鋼管，不能使用鍍鋅或者含鋅合金管。進(jìn)、回油管與機(jī)組用柔性連接，所有油管路及油箱需作接地處理，以防止靜電。

 

總結(jié)：

      了解柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理是一個(gè)合格操作人員的必修課，如果是電控機(jī)型，還需要理解共軌技術(shù)的特點(diǎn)作用與類型。從而最終掌握柴油機(jī)各種癥狀特征、測量、試驗(yàn)以及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)各部件常見故障的維修方法。

 

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