新聞主題	康明斯柴油機(jī)燃油泵泄漏（密封性）試驗(yàn)

 

摘要：柴油發(fā)電機(jī)組的燃油儲(chǔ)存在油箱中，通過油泵、油路等部件輸送到柴油機(jī)燃燒。燃油具有易燃易揮發(fā)的特點(diǎn)，對(duì)燃油系統(tǒng)的密封性和不間斷運(yùn)行提出了很高的要求。為保證柴油發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中的安全性能，同時(shí)減少燃油蒸汽對(duì)環(huán)境的污染，本文重點(diǎn)介紹燃油系統(tǒng)泄漏測(cè)試、連續(xù)性測(cè)試以及不適合測(cè)試的因素分析。

 

一、燃油密封測(cè)試原理

 

      燃油泵是柴油發(fā)電機(jī)組供油系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)燃油泵總成的密封性要求也很高。組裝好的燃油泵是一件式的總成，通常不進(jìn)行維修，因此在燃油泵組裝過程中準(zhǔn)確、快速的檢測(cè)就顯得尤為重要。

（1）泄漏測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：燃油系統(tǒng)油箱和碳罐密封后，加入3.63kPa壓縮空氣，300s內(nèi)系統(tǒng)壓降不大于490Pa。

 （2）連續(xù)性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：將油箱門和燃油系統(tǒng)碳罐密封后，加壓至3.63kPa,放完碳罐進(jìn)氣口，系統(tǒng)內(nèi)30-120℃殘壓不得高于0.98kPa。為保證生產(chǎn)線的節(jié)奏，油封測(cè)試設(shè)備對(duì)油封參數(shù)進(jìn)行等效轉(zhuǎn)換，泄漏測(cè)試要求：充氣壓力（6.0±0.3）kPa,3s壓降小于30Pa,壓降要求為1000Pa以上6s泄漏測(cè)試。

（3） 泄漏試驗(yàn)：用碳棒密封碳罐排氣管，向設(shè)備燃油管路充入壓縮空氣，要求系統(tǒng)壓力達(dá)到6±0.3kPa,待壓力穩(wěn)定后，進(jìn)行3s壓降試驗(yàn)，系統(tǒng)壓降3s不能超過30Pa。

（4） 連續(xù)性試驗(yàn)：在泄漏試驗(yàn)陽(yáng)性后，拔出碳罐通氣管上的碳棒，進(jìn)行6s壓降試驗(yàn)，6s壓降不能低于1000Pa。通過對(duì)燃油系統(tǒng)各部分性能的分析得知，油封測(cè)試線為加油口-油箱-蒸汽止回閥-回油管-碳罐總管-碳罐總管；無法檢查到管道的燃?xì)饴窂健z測(cè)不合格3處：

① 硬管充填、通風(fēng)管卡箍未擰緊、裝配不符合工藝要求、泄漏；

② 泄漏是由于未擰緊油封轉(zhuǎn)換測(cè)試連接造成的；

③ 碳罐排氣管載體堵塞導(dǎo)致泄漏。為后續(xù)的燃料壓實(shí)試驗(yàn)失效分析提供方便。

 

二、傳統(tǒng)燃油泵密封性檢測(cè)方法

 

      燃油泵低壓油腔的密封性一般在燃油泵總裝配后檢查。檢查前必須先對(duì)燃油泵總成進(jìn)行機(jī)械檢查，方法是：將燃油泵總成裝到試驗(yàn)臺(tái)支架上，用手轉(zhuǎn)動(dòng)燃油泵凸輪軸，當(dāng)各部件無卡滯現(xiàn)象且齒桿及各活動(dòng)部件能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，再檢查燃油泵總成內(nèi)部的機(jī)油量。一切準(zhǔn)備工作完畢后，將燃油泵接合器裝配到試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸上，連接好各缸對(duì)應(yīng)的高壓油管。打開電源開關(guān)并松開燃油泵放氣螺釘，按壓低壓油泵電機(jī)按鈕，直到燃油泵低壓油腔內(nèi)部的空氣排凈為止，然后緊固燃油泵放氣螺釘。調(diào)整進(jìn)入低壓油腔的柴油壓力至0.45MPa，觀察柱塞套與燃油泵泵體之間、出油閥緊座和定位螺釘?shù)忍幨欠衤┯汀Ｈ粲袧B油現(xiàn)象，應(yīng)立即排除故障。   

1、燃油泵泵體的維護(hù)

      燃油泵泵體內(nèi)部柱塞套座孔與柱塞套凸肩相接觸的支承平面出現(xiàn)不平現(xiàn)象時(shí)，可用舊柱塞制作成研磨棒對(duì)燃油泵泵體內(nèi)部不平處進(jìn)行研磨或在銑床上銑削該支承平面。應(yīng)注意在加工過程中要保持支承平面與柱塞套座孔中心線的垂直度。經(jīng)過修理后的燃油泵泵體，要在裝配柱塞套前先加一個(gè)厚度適當(dāng)?shù)膱A墊片，裝配完畢后還要作低壓油腔密封性檢查。

2、滾輪體損傷后的檢查與維護(hù)

      滾輪體的構(gòu)造如圖1所示。由滾輪體、滾輪及調(diào)整墊塊等組成。滾輪內(nèi)套裝有滾輪襯套，它們之間可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪襯套也可以在滾輪軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。滾輪體裝在燃油泵下體的垂直孔內(nèi)，滾輪體一側(cè)開有軸向長(zhǎng)孔，定位螺釘尾部伸入此孔中。滾輪體主要是保證供油開始時(shí)刻的準(zhǔn)確性，對(duì)多缸柴油機(jī)而言，還要保證各缸供油時(shí)刻的一致性。起保證作用的部位是滾輪下部到調(diào)整墊塊上平面的高度H。當(dāng)燃油泵凸輪軸齒輪與曲軸齒輪相對(duì)位置一定時(shí)，H越大，柱塞關(guān)閉進(jìn)油孔的時(shí)刻越早，供油開始時(shí)刻也越早。調(diào)整墊塊在燃油泵出廠時(shí)已調(diào)好，不可隨意互換。

      若需維修，應(yīng)從燃油泵泵體內(nèi)拆下滾輪體后，首先要進(jìn)行外觀檢查。若滾輪體表面有過度磨損和拉傷及調(diào)整螺釘端面有磨損凹坑時(shí)，一般用肉眼就可觀察到。滾輪體的高度可用外徑千分尺進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果與技術(shù)說明書中的規(guī)定值進(jìn)行比較，它們之間的差值就是滾輪體和調(diào)整螺釘端面的磨損量。若磨損量過大時(shí)，可通過改變調(diào)整螺釘?shù)姆椒ㄟ_(dá)到滾輪體的高度要求。轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞機(jī)件（油量控制套筒）的檢查與維護(hù)。油量控制套筒與柱塞套之間以及油量控制套筒的直槽與柱塞凸耳之間的配合間隙應(yīng)符合制造廠規(guī)定的技術(shù)要求。若超過規(guī)定的技術(shù)數(shù)據(jù)，一般要進(jìn)行修理或更換新套筒組件。當(dāng)套筒直槽與柱塞凸耳之間配合過緊時(shí)，可對(duì)柱塞凸耳進(jìn)行銼削修復(fù)。    

3、油量調(diào)節(jié)齒桿的檢查與維護(hù)

      油量調(diào)節(jié)齒桿在長(zhǎng)期使用過程中易產(chǎn)生彎曲和嚙合間隙增大等故障。在一般情況下，調(diào)節(jié)齒桿的彎曲度應(yīng)小于0.05mm，大于0.05mm時(shí)則可進(jìn)行冷矯直。調(diào)節(jié)齒桿與調(diào)節(jié)齒圈的嚙合間隙大于0.22mm時(shí)，可通過選配調(diào)節(jié)齒圈或直接更換調(diào)節(jié)齒桿的方法達(dá)到嚙合要求。當(dāng)嚙合間隙超過規(guī)定值或齒桿出現(xiàn)彎曲時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中就會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定等故障現(xiàn)象。凸輪軸的檢查與維護(hù)。將凸輪軸從燃油泵泵體上拆下后，首先要進(jìn)行外觀檢查。若發(fā)現(xiàn)兩端的鍵槽松曠或螺紋損壞時(shí)，可采用焊補(bǔ)的方法進(jìn)行修復(fù)。當(dāng)凸輪軸的彎曲度大于0.07mm時(shí)，一般采用冷矯直法進(jìn)行修復(fù)。通過測(cè)量發(fā)現(xiàn)凸輪的磨損量過大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修理或更換新凸輪軸。

4、裝配要求

      燃油泵是柴油發(fā)電機(jī)中最精密的部件，其裝配技術(shù)要求如下：

（1）保證定時(shí)，嚴(yán)格按照規(guī)定的供油時(shí)刻開始供油并保持一定的供油持續(xù)時(shí)間，供油時(shí)間既不可過長(zhǎng)也不可過短；

（2）在保證定量噴油時(shí)，可根據(jù)負(fù)載的大小供給適當(dāng)?shù)挠土浚谷加途哂凶銐虻膲毫Γ允谷加瞳@得良好的噴霧質(zhì)量；

（3）供油開始和結(jié)束時(shí)要迅速、干脆，避免噴油器產(chǎn)生滴油或不正常的噴射現(xiàn)象。

圖1  進(jìn)出油閥在燃油泵位置示意圖

圖2  滾輪體在燃油泵位置圖

 

三、智能在線燃油泵密封檢測(cè)

 

      以PLC為主要元件，配以機(jī)械箱、氣動(dòng)箱、Del17050工控板和ATEQD520泄漏檢測(cè)儀，組成專用柴油發(fā)電機(jī)燃油泵總成泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)外觀如圖3、圖4所示。該控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的測(cè)控技術(shù)，將先進(jìn)的傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)集于一身，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)、智能化過程控制。它是在PTC的基礎(chǔ)上，利用軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制系統(tǒng)的硬件部分，通過測(cè)量設(shè)備、軟件工程等技術(shù)手段，開發(fā)出自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。  

      S7-200PLC控制系統(tǒng)的主要元件根據(jù)ATEQD520泄漏計(jì)的測(cè)試壓力、泄漏量、測(cè)試狀態(tài)和各種傳感器的反饋信號(hào)控制氣動(dòng)回路的運(yùn)行和機(jī)械單元的運(yùn)行角度.PLC將單站控制狀態(tài)鏈接到PTU,PTU將單站控制狀態(tài)與對(duì)PLC主機(jī)的反饋進(jìn)行整合，從而控制第四站的運(yùn)行。裝配好油泵總成后進(jìn)行法蘭、油路和油壓的泄漏試驗(yàn)，如果試驗(yàn)充分，則進(jìn)行油泵總成的標(biāo)定和鉸孔操作；如果其中一個(gè)失敗，則僅對(duì)掃描碼執(zhí)行操作并記錄測(cè)試結(jié)果。該系統(tǒng)適用范圍廣，工作靈活。有4種工作模式，分別為單步、一循環(huán)、自動(dòng)啟動(dòng)和復(fù)位。

      該設(shè)備設(shè)有4個(gè)工位，分別檢查法蘭的密封性、供油回油路的密封性，然后根據(jù)控制結(jié)果對(duì)油泵進(jìn)行標(biāo)定和清掃。在自動(dòng)模式下，可以同時(shí)監(jiān)測(cè)三個(gè)油泵總成。該控制系統(tǒng)在單循環(huán)和自動(dòng)運(yùn)行中都有一個(gè)問題，即對(duì)油泵總成進(jìn)行一次完整的控制動(dòng)作后，如何通過儀表顯示三個(gè)控制結(jié)果，因?yàn)樾孤┍砜刂戚敵鲂盘?hào)時(shí)間短，在下一個(gè)循環(huán)開始前只能節(jié)省一個(gè)循環(huán)，并且只有在法蘭檢查，油路和油壓后才能讀取指示器讀數(shù)，并且在法蘭檢查后轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)油泵總成時(shí)，檢查法蘭的法蘭下一個(gè)油泵總成覆蓋了上一個(gè)油泵總成的法蘭檢查結(jié)果，那么油路監(jiān)測(cè)也是如此，因此需要在每個(gè)油泵總成檢測(cè)到相同的情況后，將監(jiān)測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)到變量存儲(chǔ)器中內(nèi)容不重疊。

 

 

圖3  燃油泵密封性檢驗(yàn)裝置左視圖

圖4  燃油泵密封性檢驗(yàn)裝置整體圖

 

總結(jié)：

      燃油泵總成氣密性在線檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)批量產(chǎn)品的整個(gè)測(cè)試過程智能化控制，系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，最高可連續(xù)168h。與手工測(cè)試手段相比，可保證測(cè)量的實(shí)時(shí)性，防止人為誤差。測(cè)試精度達(dá)到0.001L/H,具有較高的測(cè)試精度。該測(cè)試系統(tǒng)還具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，一個(gè)油泵的所有數(shù)據(jù)連同產(chǎn)品系列號(hào)及評(píng)價(jià)結(jié)果全部?jī)?chǔ)存，該系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互界面，客戶端可以對(duì)油泵的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和打印輸出。工作人員可以及時(shí)了解與產(chǎn)品相關(guān)的全面信息。并且實(shí)際應(yīng)用證實(shí)了本檢測(cè)系統(tǒng)和控制程序的正確性與可靠性，大大地提高了檢測(cè)的效率和精度。

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