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柴油发电机单体泵拆卸、安装与正时调整指南
发布时间:2022-05-12 08:26:10  ▏阅读:

摘要: 喷油泵喷油提前角是影响柴油发电机工况的重要因素之一,而喷油泵在柴油机上的正确安装与否,将直接影响到喷油提前角的准确性。为此,在保证柴油发电机运行良好过程中必须首先对喷油泵进行正确的调整和安装。单体泵是用于产生喷油器喷射压力的装置,对于采用单体泵式电控燃油喷射系统的柴油发电机来说,气缸数与单体泵数量相等。单体泵属于第二代电控燃油喷射系统,按高压产生装置的不同,燃油喷射系统可分为分配泵、直列泵、泵喷嘴和单体泵电控燃油喷射系统。本文系统阐述单体泵的拆卸步骤——包括清洁、上止点定位、传感器及齿轮拆卸、管路与泵室取下、单体泵安全拆卸及挺柱取出等操作,并对每步的注意事项和安全要求进行说明;详细说明单体泵安装前的准备工作、凸轮轴安装、连接板与输油泵装配、六个缸单体泵部件的逐缸安装顺序与紧固力矩要求,以及泵室、齿轮、信号板和飞轮的安装与正时校对方法;最后归纳单体泵拆装过程中的常见故障及排查指南,为单体泵的拆装维修提供完整的技术参考。

 

一、单体泵的拆卸步骤

 

单体泵的拆卸是燃油系统维修中的精密作业,必须按标准化顺序进行,每一步操作均须注意安全和清洁要求。

1. 清洁与准备工作

(1)清洁单体泵室周围的脏物。使用清洁布和专用清洗剂清除泵室外部积聚的油污、灰尘和杂质,防止拆卸过程中杂质进入燃油系统或机油道。特别要注意清洁各油管接头和螺栓头部区域。

(2)转动柴油发电机至一缸压缩上止点位置。使用盘车工具顺时针转动曲轴,观察飞轮或减震器上的上止点标记,确认第一缸活塞处于压缩上止点。此位置是后续拆卸正时齿轮和安装时的基准,必须准确到位。气缸上止点和下止点标记如图1所示。

2. 传感器与齿轮拆卸

(1)拆下凸轮轴位置传感器和垫片。使用合适的套筒扳手拆下传感器固定螺栓,小心取出传感器及其下方的金属垫片,一同放置在清洁区内,避免损坏传感器敏感元件或丢失垫片。

(2)拆下齿轮室盖板,再卸下信号盘和正时齿轮。拆卸前须在齿轮和轴端对应位置做好清晰、不易擦除的配对记号,记录齿轮与轴的相对角度关系,这有利于下次装配时快速恢复正时关系。正时齿轮标记如图2所示。拆卸时注意齿轮背面可能存在的垫片或定位套,一并妥善保管。

3. 管路与泵室拆卸

(1)取下高压油管和各条低压油管。拆卸油管时应在管接头处使用两把扳手——一把固定油泵侧接头,一把松脱油管螺母,避免扭力传递至泵体内部。同时标记各油管对应的缸号,避免安装时错位。低压油管拆卸后须用洁净的堵头或布条封堵管口,防止异物落入。

(2)松开连接板螺栓和支承板螺栓,取下单体泵室。螺栓应按对角顺序逐步松开,避免因应力集中导致泵室变形。取下泵室后应将其放置在洁净的工作台上,并用干净的布覆盖泵室开口,防止杂物落入。

4. 单体泵的安全拆卸

(1)拆卸单体泵时,松开单体泵的两颗锁紧螺栓。先不要全部松开,仅松几度角后,用手轻轻摇动单体泵,让其在弹簧力的作用下松脱出来。若用手仍无法松动,可用木锤或铜棒轻轻敲击泵体侧面辅助振动松脱,但绝对不能敲击插接件部位,以免损坏电气接口。待单体泵离开密封部位脱离定位后再全部松开螺栓,取下单体泵,并立即在泵体上做好缸号记号,记录各缸单体泵的原始安装位置,以便安装时对号入座。

(2)安全注意事项。由于单体泵内部弹簧力极大(可达数百牛顿),在拆卸的时候一定要逐步、交替松开两颗螺栓,使弹簧力均匀释放,否则弹簧可能突然弹出,轻则损坏单体泵精密偶件,重则伤人。操作时应佩戴护目镜和防护手套。

5. 挺柱与凸轮轴拆卸

(1)取下挺柱定位螺栓,将挺柱从泵室中取出。取出时注意挺柱导向槽的朝向(指向观察窗面),记录其方向以便复装时保持一致。

(2)松开连接板螺栓,取下凸轮轴。取下时注意轴上的轴承和定位套是否随轴脱落,如有脱落应单独保管并标记位置。

(3)清洗各零件,特别是泵室的各机油道。使用专用清洗剂和细长毛刷清洗所有油道,再用压缩空气从一端向另一端吹扫,确保油道内无残留杂质、金属屑或旧密封胶。清洗完成后用洁净的布覆盖所有零件,等待安装。

 

柴油机气缸上止点和下止点.png

气缸上止点和下止点

柴油机正时齿轮标记.png

正时齿轮标记

 

二、单体泵的安装

 

柴油机的单体泵燃油系统结构如图3所示,单体泵外形三维图如图4所示。

1. 安装前的准备工作

(1)清洗干净装配工具,清洗干净的工具放到工具盒内保洁待用。

(2)先后检查凸轮轴润滑油孔、滚轮油道、柴油油道、机油主/横油道、油温传感器安装孔、放气螺孔以及底面各回油孔是否干净。所有油道应畅通无堵塞,如有堵塞需用压缩空气吹通或用细钢丝疏通。

(3)检查各轴承衬套是否有刮伤、转动、移动、油孔不对正等问题,必要时更换损坏的衬套。

(4)检查各缸的三道密封带是否有毛刺,如有毛刺应使用细油石修整,确保密封带光滑无凸起。

(5)检查各螺孔螺纹是否有损坏问题,必要时用丝锥修复螺纹,确保螺栓能够按标准力矩拧紧。

2. 凸轮轴安装

将单体泵凸轮轴安装到泵体上。装凸轮轴时先在泵室衬套内表面和凸轮轴轴颈上涂上适量的干净机油,凸轮轴装入泵室后要用手检查转动灵活性,应能轻松转动无卡滞。

3. 连接板安装

把喷油泵连接板装到单体泵室前端。先在连接板前端装上定位套(2个/台),接着安装O形密封圈(3个/台,装在连接法兰槽上)、定位套(2个/台)、螺栓(4个/台)。螺栓应分两次均匀拧紧至规定力矩。

4. 隔圈、止推片与输油泵安装

(1)将隔圈、止推片安装到连接板上。

(2)安装输油泵,将传动套连接到输油泵,再加垫片后装好。固定输油泵后,要用手检查凸轮转动灵活性,转动要灵活无卡滞,并且凸轮轴的轴向间隙大于0.50mm。将凸轮轴拨向前端,检查正时挡板与隔圈的轴向间隙为0.16mm~0.26mm,如不符合应调整垫片厚度。

5. 六个缸单体泵部件的安装

(1)在挺柱体外表面涂上一层机油,用手拿挺柱将挺柱放入单体泵室内。注意:将挺柱装入单体泵室内腔时,要将挺柱的导向槽朝向泵室的观察窗所在的面。

(2)用铁丝从泵室的定位销安装孔拨正滚轮的导向槽,使导向槽正好对正定位销安装孔。

(3)在定位销装上O形密封圈,并在O形密封圈外表面涂一层润滑脂。然后装到泵室并卡住滚轮体,先不拧紧定位销,待检查挺柱上下滑动性后再拧紧。

(4)用小铁钩勾住滚轮内腔的一个小孔,上下拖动铁线时滚轮也能够上下滑动自如无任何卡滞现象。否则要查清原因,排除故障。检查灵活性后取下小铁钩放到工具盒内。

(5)用手检查凸轴转动的回转力矩,凸轴转动是否轻松自如。

(6)在单体泵的三个O形密封圈上涂适量机油,将单体泵装到泵室内。装入时不能刮伤O形密封圈。

(7)用专用套筒转动凸轮轴,使第一缸单体泵凸轮轴的凸轮朝向下方。在单体泵上装上螺栓并拧紧。拧紧螺栓时要分三次均匀平衡地拧紧——第一次拧到螺栓刚好贴单体泵,第二次拧到30N·m,第三次拧到60N·m。

(8)用同样的方法装另外5个单体泵。用带表盘的扳手复校准6个单体泵的固紧螺栓,拧紧力矩为60N·m。用扭力扳手检查凸轴转动的回转力矩,拧紧力矩范围80~120N·m。

6. 泵室与齿轮安装

(1)把单体泵室装到齿轮室盖板上。

(2)安装燃油喷射泵齿轮,键槽在上面与泵体方向一致(与垂直方向成15°夹角)。

(3)安装喷油泵齿轮分两种情况。第一次正常装机时,在第一缸上止点的前提下,齿轮正时标识采用点对点装配。当曲轴经过盘车后,齿轮正时标记位置已有变化,如拆卸喷油泵齿轮调整角度重新装复时,已不能再按齿轮正时标识点对点对齐装配。在这种情况下采用测量第一缸凸轮轴升程的方法装配:把柴油发电机第一缸活塞处于压缩上止点;在单体泵室第一缸孔处用0~10mm范围的百分表顺时针转动单体泵凸轮轴,当在某个角度范围内百分表指针保持不动时(即基圆处),把百分表指针对“0”;继续顺时针转动凸轮轴,当指针升程至7.60mm时装好齿轮;安装正时信号板。

7. 飞轮与信号板安装

(1)转动柴油发电机到第一缸压缩上止点。

(2)面对信号盘前端,将信号盘上φ8mm的通孔与单体泵泵齿轮上的定位销孔对齐,然后观察正时信号盘端面上的刻度线是否位于正时齿轮壳上传感器安装孔的中心线上,要求刻线与传感器安装孔的中心线偏差为±1.5°。

(3)校对正时信号盘的装配是否正确,即把柴油发电机盘到第一缸活塞压缩上止点时,油泵凸轮轴键槽与垂直方向夹角为15°,正时信号盘端面上的刻度线是否位于正时齿轮壳上传感器安装孔的中心线上。

8. 管路安装与燃油排空

(1)安装机油进油管组件和回油管组件,安装好喷油器和高压油管以及泵室其他油管。

(2)燃油系统排空操作:先松开油水分离器上面的放气螺栓,用手油泵泵油,泵到没有空气为止,然后上紧放气螺栓。松开柴油细滤器的出油管螺栓,用手油泵泵油,泵到没有空气为止,然后上紧出油管螺栓。松开泵室上面的放气螺栓,用手油泵泵油,泵到没有空气为止,然后上紧放气螺栓。松开高压油管,用手油泵泵油,泵到没有空气为止,上紧高压油管螺栓。注意:不要使用启动机来拖动柴油发电机进行排空,以免因润滑不足造成运动件损坏。

 

柴油机单体泵供油系统组成结构图.png

图3  单体泵供油系统组成结构图

单体泵燃油系统示意图-柴油发电机组.png

图4  单体泵燃油系统示意图

 

三、单体泵拆装过程中的常见故障与排查指南

 

1. 拆卸阶段常见故障

(1)单体泵无法从泵室中松脱。现象:两颗锁紧螺栓已完全松开,但单体泵仍卡在泵室中无法取出。可能原因:O形密封圈因高温老化粘连在泵室内壁;泵体与泵室之间因积碳或锈蚀卡滞。排查方法:用木锤从侧面轻轻敲击泵体,使其产生振动;在泵体与泵室接缝处喷洒少量渗透润滑剂,等待数分钟后再次尝试。如仍无法取出,应使用专用拉拔工具,切勿使用管钳等粗暴工具强行旋转或撬动。

(2)正时齿轮标记模糊不清。现象:拆卸前未做清晰记号,或原有记号被油污覆盖,无法辨识原始装配位置。排查方法:若无明确标记,须在重新装配时采用百分表法校准第一缸凸轮轴升程,按“升程7.60mm”标准重新确定齿轮位置,不可凭感觉估算。

(3)挺柱滚轮卡滞。现象:拆卸挺柱后发现滚轮不能自由转动或上下滑动受阻。可能原因:机油中的杂质进入滚轮与导向槽之间造成磨损或拉伤。排查方法:检查挺柱外表面和导向槽内壁有无划痕或毛刺,轻微损伤可用细油石修整,严重损伤应更换新挺柱。

2. 安装阶段常见故障

(1)凸轮轴安装后转动卡滞。现象:凸轮轴装入泵室后用手转动阻力过大或存在死点。可能原因:轴承衬套安装偏斜或油孔不对正;轴颈与衬套间未充分润滑;轴向间隙不符合要求(应大于0.50mm)。排查方法:检查轴承衬套是否到位,油孔是否对正;确认润滑油已均匀涂抹;用塞尺测量轴向间隙,若小于0.50mm应调整垫片厚度。

(2)单体泵O形密封圈损伤。现象:安装单体泵时感觉阻力异常,装入后怀疑密封圈被切伤。可能原因:安装角度不正,密封圈在进入泵室时被锐边割伤。排查方法:安装前用专用导引套或倒角工具处理泵室入口边缘,安装时保持单体泵轴线与泵室孔轴线重合,缓慢推入,不可强行敲击。

(3)齿轮正时偏差过大。现象:齿轮点对点装配后,百分表测量凸轮轴升程不在7.60mm附近。可能原因:曲轴未准确位于一缸压缩上止点;齿轮安装时键槽角度偏差。排查方法:重新确认上止点位置(可通过飞轮标记和凸轮轴定位销双重核对),松开齿轮重新调整角度。

(4)信号板安装后传感器无法读取信号。现象:安装完成后发动机无法起动或运行不稳,诊断仪显示凸轮轴/曲轴位置信号丢失。可能原因:信号盘上φ8mm通孔未与泵齿轮定位销孔完全对齐;刻度线偏离传感器安装孔中心线超过±1.5°。排查方法:重新校对信号盘位置,用百分表确认偏差在允许范围内。

3. 燃油系统排空不彻底的故障

(1)起动困难或运行不稳。现象:安装完成后发动机无法起动,或起动后转速不稳定、冒白烟。可能原因:燃油系统内残留空气未排净。排查方法:按排空步骤重新从油水分离器、细滤器、泵室到高压油管逐级排空,注意每级排空前先确认手油泵供油压力充足,排空后须拧紧放气螺栓。

(2)高压油管渗漏。现象:发动机运行后高压油管接头处有柴油渗出。可能原因:排空时高压油管未上紧至规定力矩;管接头锥面有划伤。排查方法:用扭力扳手将高压油管接头螺母拧紧至规定力矩(通常为25~30N·m),如仍渗漏应拆下检查接头锥面,必要时更换油管。

4. 安装后的综合验证

(1)手动盘车检查。全部安装完成后,使用盘车工具手动转动曲轴至少两圈,确认无干涉、无异常阻力,同时观察飞轮上止点标记与信号盘刻度是否一致。

(2)起动验证。起动发动机后怠速运行3~5分钟,检查各油管接头有无渗漏,听诊有无异常机械噪音,观察排烟是否正常。若排烟持续异常,应按“燃油系统排空”步骤重新排气。

(3)正时复验。发动机稳定运行后,使用诊断仪读取凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信号一致性,确认两者相位差符合厂家技术规范。

 

 

总结: 单体泵的拆卸与安装是柴油发电机燃油系统维修中的精密作业,必须严格遵循操作规程。拆卸时,应先清洁周边区域并将发动机转动至一缸压缩上止点,拆卸正时齿轮时做好记号,拆卸单体泵时必须逐步松开两颗锁紧螺栓,让其在弹簧力作用下自然松脱,严禁强行敲击或一次全部松开,以防弹簧力伤人损件。拆卸后须彻底清洗各油道并用压缩空气吹通。安装前的准备工作应涵盖油道清洁、衬套检查、密封带检查和螺纹检查等全项内容。安装时须按先凸轮轴、再连接板与输油泵、后逐缸安装单体泵的顺序进行,其中挺柱导向槽必须朝向观察窗面,定位销安装后须验证挺柱上下滑动自如。六缸单体泵螺栓须分三次均匀紧固(30N·m→60N·m复校验)。齿轮正时安装分两种情况:首次装机采用点对点标识装配;盘车后重新装复时须采用百分表测量第一缸凸轮轴升程法,在升程达到7.60mm时固定齿轮。信号盘安装时φ8mm通孔须与定位销孔对齐,传感器安装孔中心线偏差控制在±1.5°以内。燃油系统排空须从油水分离器、柴油细滤器、泵室到高压油管逐级进行,全程使用手油泵操作,严禁起动机拖动排空。油泵凸轮轴装配时轴向间隙应大于0.50mm,正时挡板与隔圈轴向间隙为0.16mm~0.26mm,安装完成后须用扭力扳手确认凸轴转动回转力矩在80~120N·m范围内。拆装过程中常见故障包括单体泵卡滞、挺柱滚轮卡滞、O形密封圈损伤、齿轮正时偏差、信号板偏差和排空不彻底六类,排查时应从清洁度、间隙测量、标记对齐和手动验证四个方面逐项检查。掌握上述拆卸步骤、安装顺序、正时调整方法及常见故障排查指南,是确保单体泵式电控燃油喷射系统正确维修和喷油提前角准确性的技术基础。


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