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零件装配与结构组成 |
康明斯喷油器构成和安装步骤 |
摘要：康明斯喷油器正确使用与维修对柴油发电机的动力性能和经济性能影响很大，因此，PT喷油器在柴油发电机上的安装与调整， 成为康明斯发动机维修、保养中的重点事项之一，也是使用单位感到不便的主要原因。本文将通过深入分析PT喷油器的工作过程和工作原理，说明PT喷油器在柴油发电机上的正确安装与调整方法，同时详细在本文中阐述了喷油器使用技术要点。
一、喷油器的分类
1、开式喷油器
开式喷油器结构简单，没有针阀控制喷油压力，一般在喷孔后装有止回阀，以防止燃气倒冲喷油器。这种喷油器雾化质量差，喷油后期有滴油现象，易引起燃烧不良而排气冒烟。因此在柴油机上已很少采用。
2、闭式喷油器
闭式喷油器克服了开式喷油器的缺点，它是依靠燃油本身的压力开启针阀后才开始喷油的，所以也称液压启阀式喷油器。由于在不喷射燃油时，针阀把燃油空间与燃烧隔开，所以称之为闭式喷油器。为了保证喷油器工作可靠，喷油器在工作时需向外散热。依靠喷油器本体与缸盖的贴合来传热并由燃油来冷却的称非冷却式喷油器，而有另设的柴油或淡水系统进行冷却的称冷却式喷油器。
闭式喷油器由针阀、针阀体、喷油器体、喷油器弹簧、喷油器压力调整螺钉、挺杆、护帽、紧帽（螺帽）等组成，如图1所示。
3、单孔式喷油器
按喷油嘴结构的不同，喷油器可分为单孔式（又称轴针式）和多孔式（又称针阀式）两种。
单孔式喷油器。当作用在针阀锥面上的高压燃油压力超过喷油器弹簧压力时，针阀开启，高压燃油从轴针与喷油孔之间的环形空间喷出。此时的压力叫喷油器的“启阀压力”。此压力可由调压螺钉调整，将调压螺钉按顺时针方向旋进，则启阀压力增大；反之，将调压螺钉按逆时针方向退出，则启阀压减小。当供油结束、油压下降至低于弹簧力时，针阀落座而停止喷油。此时所对应的燃油压力叫针阀落座压力。燃油从进油口进入喷油器，绝大部分从喷口进入气缸，而有一小部分起润滑作用的燃油经针阀与针阀体这副偶件之间的间隙，从回流管回流。
单孔式喷油器油孔直径较大，且有轴针在其中来回运动，故具有自洁作用，不易堵塞，工作可靠；但其喷出的雾化锥角较小，油束比较集中，多用于分隔式燃室中。
4、多孔式喷油器
多孔式喷油器的喷孔数目为4～12个，孔径为0.15～2.0mm。其孔径相对较小，雾化质量好，且喷孔角度使喷出的油束能与燃烧室形状有良好的配合。其基本原理及构件与单孔式相同，但有两处大的区别：一是针阀的头部并不像单孔式针阀那样为针状，而是圆锥状；二是针阀体上具有多个较小的喷油孔。如图2所示。
针阀和针阀体是经过选配互研的精密零件，配合间隙为0.0015～0.0025 mm。针阀密封锥面处与针阀体研磨后，形成一条密封环线，其宽度不大于3 mm。调压（紧）螺钉用于调整弹簧的压紧力，从而调整喷油器的喷油压力。
针阀体的端面的喷孔直径为1～3 mm，针阀头部插入针阀体喷孔中，二者之间有0.01～0.02 mm的环形缝隙。针阀开启时，柴油从环形缝隙喷出。
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图1 康明斯柴油机喷油器及油嘴组成 |
图2 柴油机喷油器的分类 |
二、喷油器的拆卸与组装步骤
喷油器是燃油供给系统中的重要零件，通常安装在进气歧管或气缸盖上，其作用是按照发动机ECU计算出的喷射正时和脉宽(喷油量)，向进气歧管或气缸内喷射燃油。在对发动机进行维修时需要将喷油器进行拆除，为了提高发动机的维修效率，使得人们对发动机喷油器的拆卸效率越来越重视。
1、拆下喷油器总成
在拆卸喷油器之前，我们首先需要做一些准备工作。首先，确保工作环境安全，没有明火或其他可能引起火灾的物品。其次，断开电源并等待发动机冷却。最后，将所需工具准备齐全，如扳手、螺丝刀、喷油器拆卸工具等。
传统发动机喷油器的拆卸采用的是人工手动拆卸的方式，操作人员通过手指直接抓取发动机喷油器，以达到对发动机喷油器的插拔效果。传统发动机喷油器的拆卸过程中，由于喷油器和缸盖之间的配合十分紧凑，再加上发动机有时运行时间比较长，积炭比较严重或者出现烧结的情况发生时，采用人工手动插拔的方式并不能有效的对喷油器进行拆卸，进而导致拆卸效率较低。因此需要采用专用的喷油器工具，其外形结构如图3、图4所示。
注：为了清晰起见，插图4、图5中去掉了摇臂室壳体。
（1）如图4所示。对于顶部止动喷油器，使用喷油器拉拔器（康明斯零件号 3376497）。确保拉拔器臂牢固处在顶部止动螺钉的下面，拧紧夹紧环。使用滑锤拆下喷油器。
（2）如图5所示。对于标准喷油器，使用喷油器拉拔器（康明斯零件号 3376000 或 3376497）。将开口环放在喷油器上，在喷油器上滑动锁紧套环，使用滑锤拆下喷油器。
2、拆卸喷油器的外壳
拆卸喷油器的第一步是拆卸外壳。根据具体喷油器的型号和结构，使用相应的工具将外壳螺丝拧松，并将外壳从喷油器上取下。注意在操作过程中不要过度用力，以免损坏喷油器。
3、拆卸喷油器的连接部件
在拆卸喷油器的连接部件时，需要小心谨慎。首先，使用扳手或螺丝刀拆卸喷油器上的连接螺母或螺栓。注意，不同型号的喷油器连接部件有所不同，需要根据实际情况进行操作。然后，小心地将连接部件从喷油器上取下。
4、拆卸喷油器的喷油嘴
拆卸喷油器的喷油嘴需要格外小心，以免损坏喷油嘴。首先，使用合适的工具将喷油嘴固定螺丝拧松，并将喷油嘴从喷油器上取下。注意，喷油嘴上可能会有残留的燃油，要小心处理以免引起火灾。
5、清洁喷油器的部件
在拆卸喷油器的过程中，喷油器的部件可能会受到污染。因此，在进行维修或更换之前，需要先清洁喷油器的各个部件。使用专用的清洗剂或汽油将喷油器的部件彻底清洗干净，并用干净的布擦拭干燥。
6、更换喷油器的零件
如果喷油器需要更换零件，我们需要根据具体情况进行操作。根据喷油器的型号和零件的更换方式，使用相应的工具将旧零件拆卸下来，并将新零件安装到喷油器上。在更换零件时，要小心操作，确保零件安装牢固，不会松动或漏油。
7、组装喷油器
在清洁和更换喷油器的零件之后，我们需要将喷油器重新组装起来。按照相反的步骤，将喷油嘴、连接部件和外壳依次安装到喷油器上，并使用适当的工具将螺丝拧紧。确保每个部件都安装正确，并且没有松动。
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图3 柴油发动机喷油器拆卸装置 |
图4 发动机喷油器拆卸装置的连杆结构 |
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图5 喷油器拉拔器使用方法 |
图6 喷油器拉拔器拆卸步骤. |
三、喷油器装入机体技术要点和步骤
1、喷油器安装步骤
具体步骤分为五步，如图7所示。
（1）将喷油器插入气缸盖，如图8所示。推荐的预压紧力为1KN～2KN。
（2）完全松开压紧块或法兰，确保喷油器在气缸盖内正确定位和间隙配合。
（3）以3.5 kN～8 kN的力将高压接头预压紧（相当于M22×1.5的螺纹上施加15 N·m～20 N·m的力矩）
（4）将喷油器压紧，施加必要的喷油器压紧力，最大压紧力为15 kN。
（5）拧紧高压接头（跨接管），确保必要的密封压力（12 kN～22 kN ），相当于M22xl：5的螺纹上施加50 N·m～55 N·m的力矩。
注：此安装规范仅适用于有“跨接管”的喷油器结构。
2、喷油器附件安装步骤
（1）非STC喷油器
如图9所示。 安装压紧卡箍和自锁螺钉。均匀地交替拧紧螺栓，使卡箍处在喷油器体的中间位置。扭矩值：16.2 n•m[145 in-lb]。
注：配备STC喷油器的发动机上喷油器已安装有压紧卡箍。
（2）带STC喷油器
如图10所示。将O形圈安装在跨接管上。用清洁的发动机机油润滑O形圈。安装跨接管和铜密封垫圈。安装并拧紧接头螺钉。扭矩值：25 n•m[221 in-lb]。
注：完全止动STC喷油器的跨接油管缩短了8 mm[5/16 in]。
3、喷油器安装的注意事项
（1）全面检查康明斯喷油器各零件是否清洗干净。
（2）检查康明斯喷油嘴紧固螺帽的台阶是否产生滑角。如果台阶出现滑角，则使压紧螺帽不起作用，导致针阀卡滞，不能运动。因此，在换用新喷油嘴时，必须检查压帽的状态，对使用长久变形的压帽要更换，安装压帽时，扭紧力矩要适当，一般是60～80 N·m为宜，不要用力过大，否则容易损坏喷油器。当继续使用旧压帽时，必须认真清除其内腔的积碳，否则，容易使喷油嘴体歪斜变形，导致针阀运动不灵活，影响喷雾质量。
（3）对于使用时间长的喷油器，由于喷油嘴针阀尾部台肩对喷油器体端面的长期冲击磨损，而产生凹坑，使针阀升程增大（正常值为0.35～0.45 mm）而影响喷油，这时可采用研磨的办法去消除磨痕。研磨时，将喷油器体接触面用细研磨膏在平板玻璃上研磨，喷油器体中心线应和平板玻璃平面垂直。另外，还要检查顶杆下端凹位的小钢球，如丢失应重新安装上一个直径1 mm的钢球。同时，组装喷油器时应先把调压弹簧放松致自由状态，以免喷油器安装前事先顶压针阀，使之安装不正而影响工作。
（4）装配时，喷油器帽通过支承台肩将针阀体上端面与喷油器体下端面严密压紧。针阀的末端呈倒锥体柱销形状，倒锥体柱销插入针阀体的喷孔中，形成一个倒锥体环形缝隙，当针阀升起喷油时，可形成正锥体雾状油束，大大改善喷雾质量。
（5）安装时，为了使喷油器的进油孔与高压油管螺母接头对正，应先把高压油管螺母接头与喷油器进油孔螺栓连接起来，然后分2～3次均匀拧紧喷油器固定螺栓，再拧紧高压油管螺母接头。
（6）康明斯喷油器密封垫圈不可漏装。密封垫圈使用目的不仅是为防止漏气，起密封作用，同时也是为了保证喷油器有一个最佳位置，使柴油发电机工作时获得最佳经济性和动力性。如果漏装了密封垫圈，喷油器与喷油器座孔结合处密封不好而造成漏气。若有漏气声就应拆下喷油器检查是否漏装垫圈，切不可盲目地拧紧喷油器螺母，如果座孔中没有垫圈或垫圈由于长期使用已失效了，就应重新装上或调换一个合格的密封圈。密封圈规格有严格要求，如垫圈过厚或过薄，都会破坏喷油器的最佳工作位置和工作性能。
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图7 柴油机喷油器安装方法 |
图8 喷油器在柴油机上的安装位置 |
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图9 喷油器压紧螺钉和卡箍安装 |
图10 STC喷油器接头安装螺钉安装 |
四、喷油器使用需注意事项
（1）合理使用柴油发电机，按照季节选用柴油。
康明斯喷油器针阀偶件的配合精度极高，并且喷孔孔径很小，因而必须严格按照季节变化选用规定牌号的清洁柴油，否则喷油器就不能正常工作。
（2）保证柴油发电机工作温度正常。
要保证这一点， 必须校准供油时间和配气相位， 并做到柴油发电机不长期超负荷作业等。另外， 还需保证冷却系统的技术状态正常， 水温适宜（保持在80～90 ℃ 之间） 。检修柴油发电机时要仔细清除燃烧室， 进、排气门， 活塞， 缸套， 排气管及喷油嘴周围的积碳， 根据它们的技术状态决定予以修复或更换。否则上述各处积碳过多， 就会使发动机散热不良， 排气不畅， 局部温度过高， 从而烧死喷油嘴偶件。
（3）康明斯新喷油器在使用前，必须清除防锈油。
康明斯新喷油器偶件上都涂有防锈油。由于防锈油的黏度较大，在常温下不易被柴油溶解，如不清除就直接装机使用，就会影响喷油的雾化性能，针阀容易被卡死。
（4）冬季启动柴油发电机时减压杆在预热位置时不要供油。
当柴油发电机在工作当中断续冒黑烟时，要及时找出喷雾不好的喷油嘴，单缸柴油发电机的喷油嘴只能在喷油器试验器上检查，在多缸机上，可用“断缸”法确定故障所在的汽缸。
（5）注意清除积碳。
由于柴油和空气在汽缸内燃烧，会有一些柴油燃烧不完全而形成积碳，直接影响柴油发电机散热。当喷油器使用1～2月后，应将其拆下，放在柴油中清洗，用旧锯片刮净压紧螺母和针阀体外部的积碳。另用细钢丝刷刷净喷孔、喷针周围的积碳，并清除喷油器紧帽下垫的紫铜垫圈积碳和汽缸盖座孔内的杂质和积碳。
总结：
喷油器是柴油发电机的精密偶件之一，其功用是将喷油泵供给的高压燃油以雾状形式直接喷入燃烧室，并合理地分布，以便形成可燃的混合气。喷油器正确使用与维修对于柴油发电机的动力性能和经济性能影响很大，尤其是冬季使用的柴油发电机，对喷油器的使用要求就更高了。通过拆装步骤，我们可以成功地拆卸喷油器进行维修或更换。然而，在进行拆卸喷油器的过程中，应格外小心，以免损坏喷油器或引起其他安全隐患。如果对拆卸喷油器的步骤和操作不熟悉，建议寻求康明斯发电机厂家和售后部的帮助，以确保工作的安全和有效进行。
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