康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

故障检修与技术维护

柴油发电机喷油器的检查与更换

 

摘要：康明斯柴油发电机对喷油器工作的基本要求是有一定的喷射压力、一定的射程和一定的喷雾锥角，喷雾良好，喷油终了能迅速停油，没有滴油现象。当燃油压力大于喷油器的开始喷油压力时，便克服弹簧预紧力将针阀顶开，燃油急速地喷入燃烧室。喷入燃烧室的燃油体积剧烈膨胀扩散，形成雾状，即为雾化。喷油器雾化不良，会造成柴油机怠速工作不良，耗油量增大，排气管冒黑烟、爆震等。康明斯公司在本文将喷油器的喷雾质量检查及喷油器雾化不良故障原因与排除方法，以及喷油器拆装步骤进行详细叙述，供于康明斯用户参考，以提高柴油发电机的维修水平。

 

一、喷雾质量检查与处理

 

1、喷油器质量要求

      康明斯喷油器压力和喷油量曲线如图1所示，喷孔流量曲线如图2所示。良好的喷油器应符合下列要求：

（1）喷油声音清脆。

（2）油束呈细雾状态，没有可见的油滴。

（3）没有偏射和滴油现象。

（4）经过多次喷射后，喷油嘴处是干的或稍有湿润。

 

图1  喷油器盛油腔压力和喷油率

图2  喷油器喷孔出口流量曲线

 

 

2、故障原因分析

      喷油器雾化不良（喷油成细线，或有后滴）的外部表现是柴油机温度较高，工作无力，气缸上部有敲缸声。排气管冒黑烟，部分未燃烧的柴油继续燃烧，伴有“噼啪”声响。由上可知，喷油器雾化不良，多数是由于进入喷油器环状油腔的燃油压力小于技术文件规定的开始喷油压力或燃油黏度过大所引起。图3为喷油器喷嘴放大图，不同喷孔的喷雾状态如图4所示。

（1）安装不当

      拆装喷油器时，安装不当或将精密偶件表面弄脏，或有燃气回漏现象，使喷油器过热，造成喷油器雾化不良。

（2）喷油器技术状况的影响。

      技术状况良好的喷油器，且燃油各项指标均符合要求，如果喷油器喷出的燃油雾化不良，多数是由于喷油器技术状况变坏所引起的。

（3）喷油器调压弹簧弹力过小。

      由喷油器工作原理可知，喷油器环状油腔的燃油压力大小随着调压弹簧调定的预紧力变化而变化，如果调压弹簧调定的预紧力过小，则环状油腔的燃油压力也就小，燃油分子的密度相应小，压力尚未继续增长，燃油分子密度尚未达到喷射时的理想密度，针阀被燃油推开而喷油。由于燃油分子密度不大，所以喷出喷油器体外的燃油膨胀扩散能量就小，即雾化不良。

（4）喷油嘴关闭不严。

      喷油器工作时针阀与阀座进行冲击振动，会使针阀的工作面出现疲劳裂纹而脱层变形，加之有机械杂质、液力流动冲刷和腐蚀等影响，使针阀与阀座的工作面粗糙度降低，密封性能变差而漏油，于是影响环状油腔燃油压力的升高和燃油分子密度不能增大而雾化不良。

（5）喷油嘴的配合偶件磨损。

      喷油器工作时，针阀频繁地往复运动，于是针阀杆与其配合件发生摩擦而引起磨损，加之燃油中的机械杂质在其配合间隙中形成磨料磨损，致使针阀杆与阀体的配合间隙增大。喷油时，就会有一部分燃油在压力作用下经针阀杆周围的缝隙漏回燃油箱。因此，降低喷油器的喷油压力而雾化不良。同时，还会减少喷油量，使发动机功率下降。

（6）燃油黏度的影响。

      黏度大的燃抽，喷入燃烧室的油滴直径较大，即雾化不良。

 

图3  喷油器喷嘴结构放大图

图4  喷油器喷雾状态对比图（喷射时间1.1秒）

 

 

3、故障诊断与排除

（1）发动机工作时，用手摸高压油管脉动情况。若脉动强度小于其他缸的高压油管，很有可能此缸喷油不良。应用扳手松开被怀疑气缸的高压油管接头使该缸断油，若发动机转速不发生变化，说明该缸喷油器有故障，应进行调校。

（2）如果更换柴油后明显的出现发动机功率下降，有排气管冒黑烟等不良现象，证明是因柴油质量不佳引起雾化不良，应予以更换。

（3）将喷油器从气缸上拆下，接上高压油管，旋下调压螺钉护帽，将调压螺钉拧进，同时用旋具撬动柱塞弹簧座，观察喷油状况，如雾化良好，说明原来喷油压力太低，应按规定压力调整，并拧上护帽。喷油压力调整方法：

      喷油器喷油压力的调整应在喷油器试验台上进行。

      将喷油器装在试验台上，均匀缓慢地压动试验台手柄，到喷油器开始喷油时，观察指针摆动到的最高压力处，即为喷油器的喷油压力。如果喷油压力不符合要求，应松开调压螺钉的锁母，拧动调压螺钉，向里拧喷油压力增大，向外拧喷油压力减小。在没有试验台的情况下，可在发动机上直接进行喷油压力的调整。把喷油器从气缸盖上拆下来，再装到高压油管上（要注意把高压油管两头的螺母拧紧）,把油门放在最大位置，快速摇转曲轴，先调低喷油压力，然后慢慢调高，当听到有清脆的喷油声，看到喷雾细碎，把手放到离喷油器嘴33cm远处，感觉到喷出的油束打在手上有力时，说明喷油压力基本符合要求。

（4）若喷油压力正常，应分解检查喷油器针阀是否卡滞，阀体密封面是否磨损或烧蚀，喷孔是否变大或被积碳堵塞。应修复或更换。

 

二、喷油器拆装步骤

 

      燃油供给系统是柴油发电机的重要组成部分，属于柴油发电机的心脏，而喷油器又恰恰是该系统最重要的部件。喷油器技术状态的好与否将直接影响着柴油发电机能否正常工作。喷油器不同于其它零部件，它的加工，装配精度要求很严，除非万不得已，不能随意拆卸。每拆装一次其使用寿命可缩短几十甚至几百小时。因此，拆装时要认真清洗，尤其是新更换的喷油嘴偶件更要认真彻底清洗。

1、拆装工具表和注意事项

（1）在拆卸安装时一定要保持清洁度。

（2）禁止在发动机运转过程中检修喷油器。

（3）在发动机关闭30秒后进行喷油器的检修。

（4）只能更换同一种型号的喷油器。

（5）更换完喷油器后要进行适配。

（6）在拆卸喷油器前一定要把启动电源关掉。

（7）准备好拆卸所用工具，如表1所列，实物如图5所示。

表1    柴油发动机喷油器部件拆卸工具统计表

 

2、喷油器总成的拆卸步骤

      喷油器所在部位如图6所示。

① 拆下汽缸盖罩壳以露出汽缸盖上部。

② 拆下这缸对应的高压油管，拆下高压过波管压紧螺母。

③ 用专用工具3164025从汽缸盖中拔出高压过渡管。

④ 拆下喷油器压板螺栓、球面垫圈、喷油器压板。

⑤ 将一个M8螺栓旋入喷油器顶部螺孔内，用扳手轻轻向上敲击拔出喷油器，检查有无垫片遗漏在喷油器孔内。

⑥ 将喷油器垫片套在喷油器头部，喷油然橡胶圈处涂抹凡士林（垫片总厚3mm，为防止垫片脱落可在垫片与喷油器间涂以黄油或凡士林）。

 

图5  拆装喷油器专用工具实物图

图6  喷油器高压油管拆除方法（所在位置）

 

3、安装步骤

① 安装前检查外观和清洁度。

      待装喷油器的密封铜垫和O型圈是否完好。对高压有管的管接头进行检查是否有破损和赃污，如有必要进行更换或处理。把待安装孔中用专用工具进行处理。

② 安装喷油器时必须使喷油器顶端定位销处于压板槽内。

③ 将喷油器放入，依次套进压板、球面垫圈，旋入压板螺栓，并以5N·m的力矩拧紧。

④ 从高压油管过渡管孔处观察，确认喷油器进油孔位于接管孔的中心，如图7所示。然后再将压板螺栓拧转90°。

⑤ 用力将高压油管沿接管孔轴线方向推到与喷油器接触，注意预先在接管的橡胶密封圈上均匀涂抹凡士林，同时要使接管上的定位球位于汽缸盖定位槽中。

⑥ 以55N·m的力矩拧紧接管压紧螺母。最后安装汽缸盖罩壳和高压油管。可以通过油嘴回油管的回油量来判断接管与喷油器的密封，回油量超过正常时，必须检查油嘴安装情况依次松开各缸高压油管，回油量减少的那个油嘴需要重新安装。

      最后，安装完成后对喷油器进行测试，喷雾状态达到正常雾化标准即可。如图8所示。

 

图7  喷油器对准入座

图8  柴油发电机安装后喷油状态

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