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故障检修与技术维护 |
柴油发电机组喷油泵的检查与调整 |
摘要：对于柴油机无论是国产的或是引进国外的，在燃料供给系统中，燃油泵是非常关键的部件。它工作的好坏，直接关系到燃油的喷油压力，喷雾质量。 如果柴油发电机在工作中发生振动，并有敲击声或排气管冒黑烟等现象，一般是由于燃油泵或燃油调速系统零件发生故障而引起的，因此，应进行仔细检查并分析原因。为了保证柴油发电机正常运行，康明斯公司在本文论述了对喷油泵的安装、检查与调整提出了具有可操作性的方法，从而可保证充份发挥柴油发电机的动力性能和经济性能。
一、燃油泵的检查和调整
燃油泵在使用过程中，燃油泵的柱塞偶件，出油阀偶件及操纵机件和传动机构零件均会有磨损。若这些机件的磨损量超过规定值时，就会使燃油供给系统的供油量降低，各缸供油不均匀度增加，供油时间不准确，造成柴油发电机工作粗暴，怠速转速不平稳，启动困难，功率降低，油耗率增高等不良情况，因此，柴油发电机长期使用后应进行检查。
1、分列式燃油泵喷油时间的检查
（1）将第一缸高压油泵的高压油管拆下，装上定时管，然后压入柴油，直到玻璃管内看见油面为止。
（2）第1缸活塞在压缩冲程的上止点，再在飞轮上装一个360°的纸盘，并在飞轮壳上做一个记号，记下此记号相对位置，记号对准某一刻度（如0°）。
（3）慢慢转动飞轮，当玻璃管内的柴油刚刚上升时，停止转动飞轮，再看原记号0°位置距飞轮壳记号的刻度读数，此读数在说明书技术要求范围内，表明喷油时间合适，否则应进行调整。
调整时，先将高压油泵的锁紧螺帽松开，然后调节调整螺丝，螺丝旋进，供油时间落后，螺丝旋出，则供油时间提前。调好后将锁紧螺帽固紧。
2、组合式燃油泵喷油提前角的检查与调整
组合式燃油泵由油泵体、分泵、传动机构及油量控制机构组成，分泵泵油原理如图1所示，油量调节机构如图2所示。喷油提前角的检查和调整应按分泵和总泵顺序进行。
（1）分泵的检查与调整。
当调整某一汽缸喷油提前角时，应使该缸处于压缩冲程位置，同时该缸所对应的高压油泵的柱塞在上止点，即处于喷油位置。可按下面方法进行判断。
① 找飞轮上的记号
先使第1缸活塞处于上止点，再反转曲轴至上止点前喷油提前角的数值（直接喷射式燃烧室柴油机提前角约为28°～35°，分隔式燃烧室柴油机提前角为15°～20°），此时第1分泵柱塞应是喷油位置。
② 检查油泵柱塞被顶起最高位置
此时柱塞顶与出油阀座底平面之间间隙应为0.4～1.0mm，而活塞则处于压缩冲程上止点前28°～31°。由于机件在机器内部无法直接测量，可在外部间接测量，即在调整供油时间的基础上，用螺丝刀压缩柱塞弹簧，消除加在柱塞的压力，然后用0.4～1.0mm的厚薄规，在柱塞下端与调节垫块之间插试。若不符合要求，可增减垫块来调整。通过垫块每增加0.4mm，供油提前角约提前1°。第1分泵调整完后，以第1缸为基准，再按燃油泵的供油顺序和间隔角度调整其余各缸。
（2）总泵喷油提前角的调整。
分泵的喷油提前角调定后，可在曲轴前轴端装一刻度盘，机体盖上装一指针，使第1缸活塞到达压缩冲程的上止点，再反向转动约30°～40°；然后，转动曲轴使第1缸开始喷油，此时燃油泵联接器上的定时标记线应对准总泵端板刻线，此时从飞轮壳检视孔上观察，指针所指飞轮上的刻度即为喷油提前角。如果所指示的角度不是要求的范围时，可松开联轴器盘上的二个连接螺钉，慢慢转动曲轴，使联轴器盘转过一个要求的角度，传动轴接头上刻有分度线，每格3°，调整合适后，将二个连接螺钉固紧。
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图1 喷油泵分泵的泵油原理 |
图2 喷油泵油量调节机构分类 |
二、供油量的检查和调整
供油量的检查和调整，包括额定转速时供油、怠速时供油及停止供油等内容，各种供油量厂家在出厂前都经过反复试验后规定的，因此，必须符含说明书的要求。
1、供油量不均匀度的检查调整
当柴油发电机在供油不均匀度过大的情况下工作时，会使机器出现转速不稳定，震动严重及排气管冒黑烟等不良现象。由于各缸供油量不一致，燃油燃烧后产生的膨胀压力也不同，因此，柴油发电机运转时，就会出现忽快忽慢，尤其在低速运转时，更为明显。而且因供油量不同，可能在某缸内的柴油得不到完全燃烧，使排气管出现冒黑烟现象。多缸柴油发电机供油量不均匀度可由下式确定：
r=Gmax - Gmin / Gcp*100%
式中，r—各缸供电不均匀度；
Gmax—单位时间内，各缸中最大供油量（g）；
Gmin—单位时间内，各缸中最小供油量（g）；
Gcp—平均供油量（g）。
一般多缸柴油发电机，在额定转速下满负荷运行时，供油不均匀度应不超过2%～3％，中等负荷时不超过8％，怠速时不应超过30％。
2、供油量的检查
检查油泵的供油均匀度，一般应在试验台上进行，调整试验时可用原有的喷油器或专用的标准喷油器，喷油压力按说明书规定的数据进行调整。如果没有试验台设备，也可用手摇试验调整，其方法如下：
将油泵装在台钳上，在油泵接合器上装上手摇机构，安好油管与喷油器及油箱的通路，并将齿杆处于供油位置，转动手摇机构约50次，同时旋开燃油泵的放气螺塞，放出油道中的空气。在每个喷油器喷嘴下装一个约100~150ml容积的量杯，供装油用。然后，以100转/分钟匀速转动油泵轴，使各喷嘴喷油200次或400次，最后检查各量杯所收集的油量，并按上述公式算出各分泵供油量差别的百分数，即该机供油不均匀度。为准确起见，试验应不少于2次。
3、供油量的调整方法
燃油泵调节机构分为两种，如图3、图4所示。在检查过程中，如果发现某分泵的供油量相差过大，可按下述方法调整：
（1）拔叉拉杆式油量调节机构
将燃油泵调整拉杆向停止供油方向拉出，便于松开调节拨又夹块上的锁紧螺钉，旋松后用一根细铁棒插入油量控制拨叉夹块上，再用小锤轻轻敲打，使控制拨又移动。若某一分泵的供油量过多，使它向右移动。如果供油量过少，则向反方向移动，调好后随即将拨又夹块固紧。
（2）齿圈齿条式油量调节机构
对于齿圈齿条式油量调节机构，可调节齿条和齿圈来达到各分泵供油量一致。
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图3 喷油泵齿圈齿条式油量调节机构原理 |
图4 喷油泵拔叉拉杆式油量调节机构原理. |
三、燃油泵精密偶件的检查
柴油发电机在使用过程中随着燃油泵柱塞偶件和出油阀偶件的磨损，其配合间隙增大，供油量和供油压力降低，供油时间延迟，各分泵喷油量的不均匀度将增加，造成柴油发电机工作不正常，因此，长期使用后对燃油泵的精密偶件应进行检查。
1、柱塞偶件的检查
柴油机喷油泵的柱塞偶件结构如图5所示。
（1）柱塞与套筒滑动性能的检查。
如图6所示。将柱塞偶件彻底清洗干净，并在柱塞上涂以柴油，插入套筒的1/3长度柱塞能在垂直或倾斜45°的条件下依靠自身重量自由滑下，即可认为间隙是合适的。柱塞在套筒内转动几个不同位置，反复试验几次，每次均应自由滑下。
（2）柱塞与套筒密封性的检查。
简单的检查方法，一只手握住套筒，用两个手指堵住套筒顶上的孔和侧面的进油孔，另一只手拉出柱塞，应感到有明显的吸力，放松柱塞，应能迅速回到原位，柱塞在几个不同位置，再反复试几次，每次均符合要求，表明它的密封性是良好的。
如果柱塞偶件使用较久，磨损不符合要求应进行修配，若磨损不太严重，可重新选配研磨后使用，若磨损严重，应更换新件，选配研磨，以达到两零件正常的0.0013～0.0015mm的配合间隙。
2、出油阀偶件的检查
柴油机喷油泵的出油阀偶件结构如图7所示。
（1）出油阀偶件的外观检验
出油阀偶件外观检验时发现有以下情况时应更换：
① 出油阀的减压环带有严重的磨损痕迹。
② 锥面磨损过多，并有金属剥落痕迹和划痕。
③ 出油阀体和阀座端面及锥面有裂纹。
④ 阀体或阀座锥面锈蚀。
（2）检查出油阀滑动性能
如图8（a）所示。将出油阀偶件放在柴油中浸泡1～2小时，取出后拿住阀座，在垂直位置抽出出油阀体约1/3，松开时，阀体应能靠自重，自由落到阀座支承面上，然后，将阀体旋转几个角度，再试几次结果一样为合格。
（3）检查出油阀的密封性能
如图（b）所示。用大拇指和中指拿住出油阀，食指按住出油阀体，用嘴吸出油阀座下平面的孔，并移于嘴唇，若能吸住，表明出油阀密封，这是一种简易的检查方法。正规的方法应用专用工具连同出油阀偶件接到喷油器试验器高压油管上去试验。
3、柱塞套筒与泵体的间隙
一般为0.016～0.10mm。如果间隙过大，会使套筒不牢固，增加柱塞与柱塞套筒的偏摆和磨损，使柱塞不能在套筒内沿轴线中心正常运动，并且经常会出现卡死现象。因此，间隙不符要求，应重新选配。
4、柱塞榫舌与小齿轮体下缘楔槽的装配间隙
一般为0.015～0.08mm。如磨损后间隙超出范围，会出现供油控制呆滞现象，影响柴油发电机调速时转速过程的圆滑性，因此，磨损后应换新件。
5、调节齿轮与齿杆
在使用时间比较久后，也会有较大的磨损，其配合间隙为0.025～0.05mm。若磨损过甚，会使供油量不匀，引起柴油发电机转速忽快忽慢，故应更换新件。
6、调节齿杆与泵体孔衬套的配合间隙
一般为配合间隙0.032～0.10mm。间隙过大或过小，会造成柴油发电机转速不稳，出现忽高忽低游车现象，甚至可能产生飞车。因此，当配合间隙超过0.10mm时，应更换新衬套。新衬套的外圆与泵体孔配合过盈为0.03～0.075mm。
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图5 柴油机喷油泵柱塞偶件的结构 |
图6 喷油泵柱塞滑动性能试验 |
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图7 柴油机喷油泵出油阀偶件的结构 |
图8 喷油泵出油阀密封性能检验 |
四、PT燃油泵的拆装步骤
1、PTG燃油泵拆卸程序
在拆卸油泵之前，先用清洗液和压缩空气清洗整台燃油泵，然后，按下面步骤进行拆卸：
（1）取下截流阀及脉冲衰减器与齿轮泵的紧固螺钉。
（2）用木铘头或塑料郇头轻轻敲击，把齿轮泵从主泵体上取下。然后，取下油门轴固定定位的弹性卡环，并取出油门轴。
（3）用卡环夹钳，取下调速器垫片组的卡环和调速器弹簧组仵
（4）卸下螺钉，取下前盖，并将调速器柱塞从主泵壳体中拉出。
（5）卸去转速表传动组件的紧固螺帽，并用铜质冲头和锤子，把转速表组件从泵的壳体中小心地打出。
（6）取出调速器飞锤辅助柱塞，用起拔器把调速器组件从泵的前盖板上取出，并把泵传动壳体放在热水中加热取出。
（7）取下传动齿轮后面的卡环，从壳体内取出传动轴。并用锤子和密封件起拔器把传动轴密封件从前壳体上取下来。
（8）把燃油泵所有零件浸在清洗溶液中进行彻底清洗，再用压缩空气进行冲刷和吹干。
2、燃油泵安装程序
首先应核实柴油发电机第1缸仍处于压缩冲程，并且定时螺钉是否仍旋入飞轮中。然后，按下列步骤进行安装。
（1）将定时销装入油泵以便使凸轮轴锁紧在第1缸处。
（2）将组装好的油泵装到柴油发电机位置上用螺钉固紧，在法兰和输油管处用新密封件进行密封。
（3）把自动提前装置螺丝孔与油泵对齐，并将其固定在凸轮轴上的螺钉用扳手扳紧。
（4）从油泵凸轮轴上取下定时销，并从飞轮上取出定时螺钉。然后，转动柴油发电机两圈并设法重装定时螺钉和销子。若装不进去，就松开固定自动提前装置的螺钉，轻轻拍击直到销子能装入油泵凸轮轴之后，上紧螺钉取下销子。
（5）安装高压油管、输油管、油门连接杆件及紧急停车装置。
（6）向油泵和燃油管路中充油放气。
3、喷油泵复验
喷油泵调试后的复验应注意以下事项：
① 喷油泵和调速器调试后，应对所有试验项目进行复验，以免调整过程中出现互相影响，尤其是调速器起作用的转速与供油量调试中的影响。如发现问题要及时排除。
② 将各部紧固螺钉、调整螺钉仔细拧紧，以防止在发动机工作中出现松动现象，造成故障。
③ 从试验台上拆下喷油泵后，倒掉原有机油，用柴油清洗后按规定加入干净的机油。
④ 用油漆在油量调节齿条与油量调节套筒或调节拉杆与拨叉结合处，以及调速器各调整螺钉处做出位置标记。
⑤ 装好喷油泵侧盖和调速器盖，在出油阀接头处加盖防尘罩，在喷油泵进、出油口及输油泵进、出油口加上防尘螺塞，以防灰尘落入。
⑥ 在各重要调整部位加铅封。
总结：
柴油机喷油泵通常安装在柴油机的侧面，由螺钉固紧在附设于机体的托架上。它由泵体、分泵、传动机构及油量控制机构所组成。柱塞套筒是一个具有互成180°的两个油孔的圆筒，此油孔与喷油泵体内的油道相通。柱塞与柱塞套筒为精密偶件，经研磨配成对，更换时需成对更换。喷油泵供油量的多少取决于柱塞与柱塞套的相对位置，单缸供油量的调整通过转动柱塞上的油量控制机构从而转动单缸柱塞来实现，整机供油量的调整是通过拉动齿条或通过调节拉杆移动使各缸柱塞同时转动来实现供油量的变化。开始供油时间是由柱塞遮住柱塞套上油孔的时间来决定的，所以供油时间的调整以变更柱塞的高度位置来调整，单缸开始供油时间的调整通过改变滚轮体的高度来实现，而整机供油时间的调整则在喷油泵装复柴油机时通过调整凸轮轴和柴油机曲轴的相对位置来实现。
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