故障檢修與技術(shù)維護(hù) |
柴油機(jī)噴油器的拆裝順序與檢修方法 |
摘要:噴油器也是柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)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(zhì)量、油束和燃燒室的配合,而且影響噴油提前角、噴油延續(xù)時間和噴油規(guī)律,這些對發(fā)動機(jī)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(dāng)?shù)膰婌F錐角,并與燃燒室形狀配合。此外,在噴油結(jié)束時能迅速停止噴油,沒有滴油現(xiàn)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(jī)中已很少應(yīng)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(jīng)過噴孔噴入燃燒室,噴射壓力在10~20 MPa,它由噴油嘴偶件、調(diào)壓彈簧、噴油器體等組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)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(jī)上,按噴油嘴形式又分為長型和短型。噴孔數(shù)目為1~8個,噴孔直徑約為0.15~0.7mm。圖1所示為柴油機(jī)所用的長回孔噴油器,它由針閥、針閥體、頂桿、調(diào)壓彈簧、調(diào)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(yōu)質(zhì)合金鋼(GCr15)制成,并經(jīng)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(nèi)相應(yīng)的內(nèi)錐面配合,稱為密封錐面,以密封噴油器內(nèi)腔;中部錐面在閥體的環(huán)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(huán)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(diào)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(chǎn)生側(cè)向壓力。調(diào)壓彈簧的彈力可由調(diào)壓螺釘來調(diào)節(jié),調(diào)好后用調(diào)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(jīng)噴油器體與針閥體內(nèi)的油道進(jìn)入油腔,由于噴孔被針閥關(guān)閉,腔內(nèi)柴油壓力便迅速上升。當(dāng)作用在針閥承壓錐面上的柴油壓力大于調(diào)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(jié)流作用,被噴出的柴油形成霧狀的細(xì)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(xù)到噴油泵停止供油,并在噴油器腔內(nèi)油壓低于調(diào)壓彈簧彈力時,針閥在調(diào)壓彈簧作用下立即關(guān)閉噴孔,噴油才停止。
閉式噴油器的噴油壓力主要取決于調(diào)壓彈簧的予緊力,因此,調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧予緊力的大小可直接改變噴油壓力的大小。將調(diào)節(jié)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(diào)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(jīng)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(diǎn)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(gòu)成一個很小的環(huán)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(jù)不同的軸針形狀產(chǎn)生不同的噴霧狀況。這種噴油器的優(yōu)點(diǎn)是:軸針在噴孔中上下運(yùn)動,既能改善噴霧,又能自行清除積炭,使噴孔不易堵塞。缺點(diǎn)是噴霧質(zhì)量差,軸針加工精度要求高,制造困難。
圖1 孔式噴油器結(jié)構(gòu)圖 |
圖2 軸針式噴油器結(jié)構(gòu)圖 |
二、噴油器的拆裝及試驗(yàn)
1、噴油器的零件分解步驟
① 先松開調(diào)壓螺母,旋出調(diào)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(zhuǎn)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(yīng)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(xì)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(jìn)預(yù)先配有濾油芯子的進(jìn)油管接頭,緊壓銅墊圈達(dá)到密封不漏油。再將調(diào)壓彈簧、頂桿放進(jìn)噴油器體中,旋入調(diào)壓螺釘,直到剛接觸調(diào)壓彈簧為止,然后旋上調(diào)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(yīng)在試驗(yàn)臺上進(jìn)行密封和噴霧試驗(yàn),并進(jìn)行噴油開啟壓力的調(diào)整。
3、噴霧試驗(yàn)
使用時間較長的噴油器,可在試驗(yàn)臺上進(jìn)行噴霧試驗(yàn),如發(fā)現(xiàn)有下列不正常的現(xiàn)象應(yīng)進(jìn)行拆檢:
① 噴油開啟壓力低于規(guī)定值;
② 噴出燃油不霧化,切斷不明顯或有滴油現(xiàn)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(yán)重積炭。
三、噴油器檢修
1、服務(wù)站檢修要求
(1)能通過與客戶交流、查閱相關(guān)維修技術(shù)資料等方式獲取柴油機(jī)信息。
(2)能根據(jù)故障現(xiàn)象制定正確的柴油機(jī)維修計(jì)劃。
(3)能正確選擇檢測和診斷設(shè)備對噴油器引起的故障進(jìn)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(jìn)行檢測。
(5)能正確記錄、分析各種檢測結(jié)果并做出柴油機(jī)故障判斷。
(6)能按照正確操作規(guī)范進(jìn)行噴油器的更換。
(7)能正確檢查噴油器故障的修復(fù)質(zhì)量。
(8)能根據(jù)環(huán)保要求,正確處理對環(huán)境和人體有害的廢料和柴油機(jī)損壞的零部件。
2、維修要求
噴油器零件清洗后如發(fā)現(xiàn)有下列不正常的情況,應(yīng)進(jìn)行修理或更換:
① 與針閥體結(jié)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(diào)壓彈簧表面擦傷、出現(xiàn)麻點(diǎn)或永久變形時應(yīng)更換。
③ 噴油器緊帽內(nèi)肩胛及孔壁積炭應(yīng)徹底清除。
④ 噴油嘴偶件徑部磨損,嚴(yán)重漏油的應(yīng)更換。
⑤ 噴孔有磨損和增大等缺陷時,影響噴霧質(zhì)量的應(yīng)更換。
⑥ 針閥和針閥體密封座面磨損不太嚴(yán)重時,可用氧化鋁研磨膏互研修復(fù),如圖7(b)所示。互研時,不要用力過猛,密封面達(dá)到研出一條均勻的不太寬的密封帶即可。
⑦ 由于柴油機(jī)汽缸內(nèi)燃?xì)饣馗Z或細(xì)小雜質(zhì)侵入噴油嘴中,造成針閥變黑或卡死,經(jīng)清洗和互研后視情況的嚴(yán)重程度復(fù)用或更換。
3、噴油器清潔方法
柴油發(fā)電機(jī)在使用過程中應(yīng)及時清洗噴油器和噴油器進(jìn)油口濾網(wǎng) ,并對噴油器進(jìn)行檢查、維護(hù)和調(diào)整。柴油發(fā)電機(jī)每工作2000h ,應(yīng)將噴油器及進(jìn)油口濾網(wǎng)清洗一次。
(1)濾網(wǎng)清洗方法
把連接 PT泵和所有噴油器進(jìn)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(wǎng)并洗凈 ,濾網(wǎng)如有破損 ,應(yīng)及時更換 ,并按相反順序裝復(fù)。如果在拆洗濾網(wǎng)時 ,濾網(wǎng)上附有金屬沫 ,表示PT泵有異常磨損 ,應(yīng)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(yán)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(fā)電機(jī)功率顯著降低 ,不會妨礙柴油發(fā)電機(jī)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(yīng)用洗油洗凈,如圖8所示 。嚴(yán)禁用金屬絲疏通 ,以免捅傷噴孔 ,影響噴霧質(zhì)量。
圖7 噴油器研磨方法 |
圖8 噴油器拆解后清洗方法 |
總結(jié):
柴油機(jī)所用的噴油器,除噴油嘴結(jié)構(gòu)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(jīng)選配研磨成對并經(jīng)液壓密封檢驗(yàn),使用時要保持高度清潔并不許單件調(diào)換,柴油機(jī)工作時,噴油嘴若有故障,柴油機(jī)就會產(chǎn)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(jìn)行檢查:先讓柴油機(jī)怠轉(zhuǎn),分別松開各缸高壓油管,使噴油器轉(zhuǎn)換停止噴油,同時觀察排氣煙色,當(dāng)有故障的噴油器停止噴油后,排氣煙色就會明顯好轉(zhuǎn),柴油機(jī)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速明顯下降,對已損壞的噴油嘴必須根據(jù)柴油機(jī)型號選裝相應(yīng)的新噴油嘴,否則將影響柴油機(jī)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(diào)壓彈簧的壓力大小來控制的。使用過程中用戶根據(jù)需要應(yīng)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(jī)的性能,為了保證進(jìn)入噴油嘴的燃油清潔,在噴油器進(jìn)油管接頭內(nèi)裝有濾油芯子,它與進(jìn)油管接頭的配合間隙為0.025~0.055mm,發(fā)現(xiàn)燃油不清潔或長期使用后應(yīng)進(jìn)行清洗。
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