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柴油发电机喷油器压力、喷雾质量和密封性试验
发布时间:2022-04-28 20:38:38  ▏阅读:

摘要:喷油器性能的检验主要包括喷油器开始喷射压力的检查与调整,喷雾质量、密封性能的检查等。喷油器的试验应在专用的试验器上进行。试验器由手油泵、油箱压力表等组成。油箱的柴油经过滤清流入手油泵的油腔中,压动手油泵泵油时,高压油经油阀流入压力表和喷油器,使喷油器喷油。喷油压力及其变化情况可以从压力表上读出。本文系统阐述喷油器起始喷油压力的测定与调整方法、喷雾质量的检查标准以及密封性试验的具体操作流程,为柴油发电机喷油器的检修与调试提供技术指导。

 

一、喷油器起始喷油压力的测定和调整

 

喷油器工作不正常,通常导致喷油偶件工作不好,所以除了逐个检查喷油器其它零件的使用情况外,要对喷油器偶件着重检修。喷油器偶件配合面及针阀端面应色泽光亮,无损伤、无锈蚀,针阀和针阀体密封锥面应明亮、无麻点、无刻痕。针阀和针阀体是配对研磨加工而成,不能互换,所以在清洗时,不能混放,要成对分别清洗;当针阀卡死在针阀体中时应予更换。针阀和针阀体的积碳只能用专用工具来剔除,但需特别小心,不要碰伤配合面。

 

 

喷油器喷孔出口压力数据展示图.png

喷油器喷孔出口压力数据展示图

喷油器喷孔出口速度数据展示图.png

喷油器喷孔出口速度数据展示图

 

1. 起始喷油压力的测定方法与操作规范

(1)将喷油器安装到测试仪上(垂直向下),接上回油管。安装时应确保喷油器与测试仪高压油管的连接密封良好,防止高压油泄漏。用手拧紧连接螺母后,再用扳手稍加拧紧(约20~25 N·m),不可过紧以免损坏螺纹。

(2)摇动操纵杆数次,将管路内的空气排除干净。排空操作是保证测量准确的前提——若管路中存在空气,压力表的读数将低于实际喷油压力,导致误判。排空时应观察回油管中无气泡连续冒出后方可进行下一步操作。排空过程中注意观察压力表指针是否稳定,若指针剧烈抖动说明仍有空气。

(3)摇动操纵杆,待油压开始上升时,慢慢压下操纵杆,同时观察压力表和喷油器的工作状态,记下喷油器刚开始喷油瞬间的压力表数值,此压力值即为喷油器起始喷油压力。将其与原厂的标准值进行比较,如不符合要求,则应进行调整。

(4)测量时应注意:操纵杆下压速度应均匀缓慢(约每秒一次),速度过快会导致压力表读数偏高,速度过慢则可能因针阀卡滞导致读数偏低。对于多缸发动机,各缸喷油器的起始喷油压力偏差不应超过±0.5 MPa。若各缸偏差过大,会导致各缸喷油量不均,引起发动机运转不平稳和功率下降。

(5)重复测定至少3次,取平均值作为最终结果,以提高测量的可靠性。若三次测定值相差超过±0.3 MPa,应检查测试仪压力表是否正常、油路中有无空气或喷油器内部有无卡滞。

2. 起始喷油压力的调整步骤

(1)从喷油器测试仪上卸下喷油器,将其固定在台虎钳上(钳口应垫铜皮或软金属,防止夹伤喷油器体),松开喷油器上的盖形螺母和锁止螺母。

(2)将喷油器装回测试仪上,通过旋转调整螺钉,将起始喷油压力调至正确值。顺时针旋转调整螺钉可提高喷油压力,逆时针旋转可降低喷油压力。每次调整幅度不宜过大(一般不超过0.5 MPa),调整后应再次摇动操纵杆确认实际压力变化。

(3)调整完毕后,稍许拧紧锁止螺母,待喷油器从测试仪上卸下后,夹在台虎钳上再拧紧。拧紧锁止螺母时应注意力矩(一般约20~25 N·m),过紧可能损坏螺纹或导致调整螺钉变形,过松则在使用中可能因振动而改变设定值。

(4)调整完成后应再次在测试仪上复测,确认起始喷油压力稳定在规定值范围内。若调整多次仍无法达到规定值,可能为针阀弹簧疲劳或调整螺钉螺纹损坏,应更换相应零件后再行调整。

3. 影响起始喷油压力的因素

(1)针阀弹簧的弹力:弹簧弹力是决定起始喷油压力的主要因素。弹簧疲劳或弹力下降会导致起始喷油压力降低,此时仅靠调整螺钉无法完全恢复,需更换新弹簧。

(2)针阀与阀座的密封状态:若密封锥面有磨损、麻点或积碳,会导致密封不严,燃油在压力未达到设定值时即开始泄漏,使起始喷油压力读数偏低。

(3)喷油器内部油道清洁度:油道内有杂质或胶质沉积物会增加流动阻力,可能使压力表读数偏高。

 

喷油器检测装置-柴油发电机.png

 

二、喷雾质量的检查

 

将喷油器安装到测试仪上,以每分钟60~70次摇动操纵杆,根据喷油器的喷射状态来判断喷雾质量的好坏。喷雾质量直接决定燃油与空气的混合效果,进而影响燃烧效率和排放水平。

1. 喷雾质量的基本要求

(1)喷出的燃油应呈雾状,分布细微且均匀,不应有明显的飞溅油滴和连续的油珠,不应有局部浓稀不均、不良尾部喷射或不均匀等现象。良好的喷雾雾滴直径应小于0.025 mm,以保证在极短的时间内(约0.001~0.002秒)完成蒸发并与空气混合。雾滴过粗会导致燃烧不完全、冒黑烟和油耗增加。

(2)喷油开始和结束应明显,且应伴有清脆的声音;喷射前后不得有滴油现象;多次喷射后,喷油口附近应保持干燥或稍有湿润。清脆的“咔嗒”声表明针阀起落干脆、无卡滞;若声音沉闷或无声,可能为针阀卡滞或弹簧失效。滴油现象会导致喷油嘴积碳和燃烧恶化。

(3)喷雾锥角:正常情况是以喷口的中心线为中心,约成4°~15°的圆锥喷射状(具体锥角因喷油嘴类型和机型而异)。喷雾锥角过大可能导致燃油喷射到燃烧室壁面,造成燃油着壁和碳烟增加;锥角过小则燃油穿透力过强,可能无法有效利用燃烧室内的空气,造成混合气分布不均。

2. 喷雾锥角的测量方法

检查方法:在距喷油器的正下方100~200 mm处,放置一张白纸,摇动操纵杆使喷油器进行一次喷射,测出白纸上油迹的直径 D 及距喷油器口的距离 H,则喷雾锥角 α=2arctan(D/2H)。测量时应注意以下事项:

(1)白纸应平整放置,与喷油器轴线垂直,避免倾斜导致测量误差。

(2)喷射应快速完成(一次喷油),避免连续喷射造成油迹重叠,影响测量精度。

(3)用卡尺或分规测量油迹直径时,应在油迹的多个方向(至少三个方向)测量取平均值,避免因油迹不规则导致的误差。

(4)喷雾锥角的允许偏差一般为±1°,若偏差过大应调整或更换喷油器。

3. 喷雾异常的原因与处理

(1)若喷油呈线状或滴状,不形成雾状,通常由喷油嘴喷孔堵塞或针阀卡滞引起。此时应使用专用通针清理喷孔(严禁使用钢丝等硬质工具,以免损伤喷孔内壁),并检查针阀运动是否灵活。

(2)若喷雾锥角过小,可能为喷孔内壁积碳严重,使有效喷孔直径减小,需清洗喷油嘴。

(3)若喷雾锥角过大或喷雾偏斜,可能为喷孔磨损不均或喷孔边缘有损伤,应更换喷油嘴。

(4)若喷油开始和结束声音不明显,或喷油延迟,可能为针阀弹簧弹力不足或针阀导向面有拉毛,应检查并更换相关零件。

(5)若喷油后喷孔有滴油现象,说明针阀密封锥面密封不良,应研磨或更换针阀偶件。

4. 喷雾质量与发动机性能的关联

(1)良好的喷雾质量使燃油与空气在极短时间内形成均匀的可燃混合气,有利于缩短滞燃期、降低燃烧噪声和减少NOx生成。

(2)喷雾质量不良会导致局部燃烧不完全,产生黑烟和HC排放增加,同时使燃油消耗率上升(可增加5%~10%)。

(3)对于采用高压共轨系统的现代柴油机,喷雾质量还受喷射压力和喷孔数量的影响,因此在检查喷油器喷雾质量时,应确保测试仪的压力与发动机实际工作压力接近。

 

喷油器检修-柴油发电机.png

1—油罐;2—止回阀;3—放气螺钉;4—手压喷油泵;5—压油手柄;6—油压表;7—高压油管;8—喷油器;9—接油杯

 

三、喷油器密封性检查与试验

 

1. 导向部分配合严密性的检查

对导向部分配合严密性的检查,通常采用降压法。检查与试验时,将喷油器装在喷油器试验器上,把喷油压力调到19.6 MPa,观察由19.6 MPa下降到17.6 MPa时所经历的时间,正常为10秒。如果时间过短(小于5秒),说明喷油器导向部分的配合间隙过大,回油多,导致泄漏量增大,应更换针阀偶件;如果时间过长(超过20秒),说明导向部分有卡滞或拉毛现象,应拆检清洗,检查针阀导向面有无损伤。此试验应在油温为室温(20~25 ℃)的条件下进行,温度变化会改变燃油黏度,影响泄漏量。

2. 针阀密封锥面的密封性检查

检查时,以较慢的速度按压喷油器试验器手柄,使压力均匀升高到低于要求的喷油压力以下2 MPa,并保持在此压力下持续时间10秒以上。在此期间,喷孔附近不得有柴油集聚或渗漏现象,但允许有少量湿润(由于锥面微量燃油渗出,但未形成滴落)。当压力增至规定的喷油压力时,在喷油器开始喷油的瞬间,喷孔附近允许湿润,但不应有滴油现象。

如果喷孔滴油、渗漏油,说明针阀密封锥面密封不良,应对喷油嘴进行检修,如修后仍达不到上述要求,应更换。密封锥面的密封不良通常由以下原因造成:

  • 针阀锥面与阀座锥面磨损或产生麻点;

  • 针阀与阀座之间有积碳或硬质颗粒卡入;

  • 针阀导向部分磨损导致针阀偏心,锥面不能均匀贴合。

3. 喷油器座密封性检查

检查喷油器座密封性时,把喷油器安装在试验台上,均匀而缓慢地用手柄压油,使油压达到200 kPa(小于喷油器的开启压力),保持油压10秒,喷油器的喷嘴不应有油滴、漏油或渗油现象;或者当喷油试验器压力升至比规定喷油开启压力低200 kPa时,再使油压缓慢而均匀地上升,在此过程中,仔细观察喷油孔周围表面,不得有油液积聚。若达不到要求,就应分解喷油器进行清洗,若再次试验仍达不到要求,则应更换针阀偶件。

4. 密封性试验的注意事项

(1)密封性试验应在喷油器清洗干净后进行,试验前用清洁柴油冲洗喷油器内部,防止残留杂质影响判断。清洗时应注意针阀与针阀体不能互换,必须成对清洗和装配。

(2)试验过程中观察渗漏时,应在喷油嘴下方放置干净的白色滤纸,更容易发现微量渗漏。若滤纸上出现油渍且直径超过5 mm,表明密封性不合格。

(3)密封性试验应排除回油管中的回油干扰——回油是针阀导向间隙的正常泄漏,不应与密封锥面的泄漏混淆。若无法准确判断渗漏来自密封锥面还是导向间隙,可在喷油嘴下方用吸水纸局部检查。

 

 

总结

喷油器性能检验包括起始喷油压力测定与调整、喷雾质量检查和密封性试验三项核心内容。起始喷油压力通过专用试验器测定,若不符合标准值可通过调整螺钉进行调节,调整后需复测确认,各缸偏差不应超过±0.5 MPa。喷雾质量检查以每分钟60~70次的速度压油,观察喷雾的雾化均匀性、喷油边界的清脆性(伴有“咔嗒”声)以及喷雾锥角(通常4°~15°),用白纸油迹法可测定实际锥角。密封性试验包括导向部分配合严密性检查(降压法:19.6 MPa降至17.6 MPa,正常时间≥10秒)和针阀密封锥面密封性检查(低于喷油压力2 MPa下保压10秒,喷孔无滴漏)。针阀偶件为配对研磨件,不得互换,清洗和检修时应成对进行。密封性不合格时优先清洗,清洗后仍不合格则需更换偶件。喷油器检修后应在试验台上进行不少于5次喷射验证,确认合格后方可装机使用。规范的喷油器性能检验是保证柴油发电机燃烧效率、降低油耗和减少排放的关键措施。

 

 

一、喷油器起始喷油压力的测定和调整


喷油器工作不正常,通常导致喷油偶件工作不好,所以除了逐个检查喷油器其它零件的使用情况外,要对喷油器偶件着重检修。喷油器偶件配合面及针阀端面应色泽光亮,无损伤、无锈 蚀,针阀和针阀体密封锥面应明亮、无麻点、无刻痕。针阀和针阀体是配对研磨加工而成,不能互换,所以在清洗时,不能混放,要成对分别清洗;当针阀卡死在针阀体中时应予更换。针阀和针阀体的积碳只能用专用 工具来剔除,但需特别小心,不要碰伤配合面。


 

 

① 安装将喷油器安装到测试仪上(垂直向下),接上回油管,摇动操纵杆数次,将管路内的空气排除干净。

② 测定摇动操纵杆,待油压开始上升时,慢慢压下操纵杆,同时观察压力表和喷油器的工作状态,记下喷油器刚开始喷油瞬间的压力表数值,此压力值即为喷油器起始喷油压力。将其与原厂的标准值进行比较,如不符合要求,则应进行调整。

③ 起始喷油压力的调整

从喷油器测试仪上卸下喷油器,将其固定在台虎钳上,松开喷油器上的盖形螺母和锁止螺母,然后将喷油器装回测试仪上,通过旋转调整螺钉,将起始喷油压力调至正确值。调整完毕后,稍许拧紧锁止螺母,待喷油器从测试仪上卸下后,夹在台虎钳上再拧紧。


二、喷雾质量的检查


将喷油器安装到测试仪上,以每分钟60、70次摇动操纵杆,根据喷油器的喷射状态来判断喷雾质量的好坏。

喷油器喷雾的具体要求如下。

① 喷出的燃油应呈雾状,分布细微且均匀,不应有明显的飞溅油滴和连续的油珠,不应有局部浓稀不均不良尾部喷射不振匀等现象。

② 喷油开始和结束应明显,且应伴有清脆的声音;喷射前后不得有滴油现象;多次喷射后,喷油口附近应保持干燥或稍有湿润。

③ 喷雾锥角:正常情况是以喷口的中心线为中心,约成4°的圆锥喷射状。

检查方法:在距喷油器的正下方100~200mm处,放置一张白纸,摇动操纵杆使喷油器进行一次喷射,测出白纸上油迹的直径D及距喷油器口的距离H,则喷雾锥角:a=2arctan(D/2H);若不符合要求,则应清洗喷油器;若清洗后仍达不到要求,则应更换喷油器。

 

 

 

三、喷油器密封性检查与试验

 

1、导向部分配合严密性的检查

对导向部分配合严密性的检查,通常采用降压法。检查与试验时,将喷油器装在喷油器试验器上,把喷油压力调到19.6M Pa,观察由19.6M Pa下降到17.6M Pa时所经历的时间,正常为10s。如果时间过短,说明喷油器导向部分的配合间隙过大,回油就多;如果时间过长,说明导向部分有卡滞或拉毛现象。

2、针阀密封锥面的密封性检查

检查时,以较慢的速度按压喷油器试验器手柄,使压力均匀升高到低于要求的喷油压力以下2MPa,并保持在此压力下持续时间10s以上。在此期间,喷孔附近不得有柴油集聚或渗漏现象,但允许有少量湿润。 当压力增至规定的喷油压力时,在喷油器开始喷油的瞬间,喷孔附近允许湿润,但不应有滴油现象。

如果喷孔滴油、渗漏油,说明针阀密封锥面密封不良,应对喷油嘴进行检修,如修后仍达不到上述要求,应更换。检查喷油器座密封性时,把喷油器安装在试验台上,均匀而缓慢地用手柄压油,使油压达到 200kPa(小于喷油器的开启压力),保持油压10s,喷油器的喷嘴不应有油滴、漏油或渗油现象;或者当喷油试验器压力升至比规定喷油开启压力低200kPa时,再使油压缓慢而均匀地上升,在此过程中,仔细观察喷油孔 周围表面,不得有油液积聚。若达不到要求,就应分解喷油器进行清洗,若再次试验仍达不到要求,则应更换针阀偶件。

 


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