新聞主題	柴油機燃油供給與調速系統的輔助裝置

 

摘要：柴油機燃油供給系統的功用是根據柴油機工作要求，定時、定量地將良好霧化質量的柴油以一定噴油規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、噴油器和調速器等主要部件，其中柴油機燃油供給與調速系統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。燃油系統應能確保不間斷地供給發動機清潔的燃油。柴油發電機組應使用清潔的0#柴油。

 

1、柴油濾清器

 

     各種柴油本身含有一定量的雜質，如灰分、殘炭和膠質等。重柴油與輕柴油相比，含雜質更多。柴油在運輸和儲存過程中，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也越多。每噸柴油的機械雜質含量可能多達100～250g，粒度為5～50μm。平均粒度為12μm的硬質粒子，對柴油機供油系統精密偶件的危害性最大，有可能引起運動阻滯和各缸供油不均勻，并加速其磨損，以致柴油機功率下降、燃油消耗率增加。柴油中的水分還可引起零件銹蝕，膠質有可能使精密偶件卡死，因此對柴油必須進行過濾。除了在柴油注入油箱前必須經過3～7天的沉淀處理外，在柴油供給系統中還應設置燃油濾清器。小型單缸柴油機一般為一級濾清，大、中型柴油機多有粗、細兩級濾清器。有的在油箱出口還設置沉淀杯以達到多級過濾，確保柴油機使用的燃油清潔。

（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，這樣可減少細濾器過濾的雜質量，避免細濾器被迅速堵塞而縮短使用壽命。細濾器則應能濾去對供油系統有危害的最小粒子，這種粒子的直徑約數微米。

（2）材質

      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，國內外柴油機濾清器使用紙質濾芯的比較廣泛。紙質濾芯的使用，可以節省大量的毛氈及棉紗，而且紙質濾芯性能好、重量輕、體積小、成本低。

（3）結構

      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所示柴油機燃油濾清器裝配剖面圖，各機型均通用，唯有溢流閥有兩種結構，根據不同機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，通過紙質濾芯清除燃油中的雜質后進入濾油筒內腔，再通過濾清器座上的集油腔通向噴油泵。濾清器座上設有回油接頭，內裝溢流閥，當燃油濾清器內燃油壓力超過78kPa（0.8kgf/c㎡）時，多余的燃油由回油接頭回至燃油箱。連接低壓燃油管路應按座上箭頭所指方向，不可接錯。濾芯底部的密封墊圈裝在彈簧座內，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M8-6H螺釘固定在機體或支架上，在使用中如發現供油不通暢，則有濾芯堵塞的可能。此時，應停機放掉燃油，可直接在柴油機上松開拉桿螺母，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（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。其結構如圖3所示，由分離器殼體、液面傳感器、浮子和手壓膜片泵等組成。

（1）工作過程

      來自燃油箱的燃油經進油口進入油水分離器，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的冷凝水的增多而逐漸上升。當浮子達到規定的放水水位時，液面傳感器將電路接通，在儀表盤上的放水警告燈就發出放水信號，這時需及時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使用。

（2）作用

① 過濾：燃油進入過濾分離器后，固體雜質被過濾層過濾掉。

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  柴油機油水分離器結構圖

圖4  柴油機油水分離器位置圖

 

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，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。

      柴油機所采用的輸油泵有活塞式、內外轉子式、滑片式和膜片式等多種。在中小功率柴油機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。用于推動活塞運動的偏心輪通常設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）柴油機工作時，噴油泵凸輪軸由曲軸驅動旋轉，偏心輪即隨之轉動。當偏心輪凸起部分最高點向推桿位置轉動時［如圖4（a）所示］，推桿被推動并使活塞移動壓油，同時90壓縮活塞彈簧。由于活塞前端油腔中的柴油壓力提高，進油閥在壓力作用下關閉，出油閥被推開，該油腔中的柴油經出油閥和上出油道流入活塞靠推桿一端的油腔內。

（2）當偏心輪繼續轉動，使凸起部分最高點逐漸遠離推桿時【如圖4（b）所示］，柱塞彈簧推動活塞和推桿回行，這時活塞后端油腔的油壓升高而前端油壓下降，出油閥關閉，活塞后端油腔中的柴油經上出油道11流向噴油泵。進油閥被推開，由柴油箱或者柴油濾清器來的柴油，經進油道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。活塞往復運動時，當活塞運動到最前端，也即彈簧受到量大壓縮時的變形量，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的位置。當噴油泵需要的柴油量大時，柴油由輸油泵后端油腔中流出較快，活塞沖程較長。當秦油機負荷減小，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，而輸油量測可根據需要而改變。

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

 

圖4 柴油機活塞式輸油泵結構圖 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-進油閥；7-進油閥彈簧；8-進油道；9-進油接頭；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工作時所需的柴油。其容量一般可供柴油機連續運轉8～10h。燃油箱通常用薄鋼板沖壓后焊接而成，內表面鍍鋅或錫，以防腐蝕生銹。

（1）機底油箱

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

      機底油箱的容量可以保證機組滿負荷運行6～8小時。

（2）日用油箱

      日用油箱的容量一般不超過1m³(《民用建筑防火規范》)，并必須作防火措施。油箱應用磚墻與機房隔開，并采用甲級防火門，門開啟方向為油箱間向外。由于回油溫度較高，容易引起油箱間溫度上升，從而引起消防報警(同時也是一種消防隱患)，因此應在油箱間加裝通風裝置。

      油箱內部通常用隔板將油箱隔成數格，防止設備工作時振動引起油箱內的柴油劇烈晃動而產生泡沫，影響柴油的正常供給。油箱上部有加油口和油箱蓋，加油口內裝有銅絲網，以防止顆粒較大的雜質帶入油箱內。油箱蓋上有通氣孔，保持油箱內部與大氣相通，防止工作過程中油面下降使油箱內出現真空度，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，出油管口應高出油箱底平面適當高度，以免箱底沉積的雜質由出油口進入供油系統。油箱底部最低處還應設置放油螺塞，以便清洗油箱時能將油箱底部的沉積物和水分清除干凈。在燃油箱上還應設置油尺或油面指示裝置，使工作人員能隨時觀察到燃油箱內存油量的多少，以便及時向燃油箱內添加柴油。

      發電機組的進回油管管徑不能小于機組進回油管管徑，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、回油管與機組用柔性連接，所有油管路及油箱需作接地處理，以防止靜電。

 

總結：

      了解柴油機燃油系統的基本結構和工作原理是一個合格操作人員的必修課，如果是電控機型，還需要理解共軌技術的特點作用與類型。從而最終掌握柴油機各種癥狀特征、測量、試驗以及柴油發動機各部件常見故障的維修方法。

 

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