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柴油发电机喷油器压力和喷雾质量检修 |
摘要：电控柴油机喷油器是现代柴油发动机中常用的燃油喷射系统之一。它通过共轨技术、电动喷油控制和高压电喷油器等组件配合工作，实现了精确的燃油喷射控制，提高了发动机的燃烧效率和排放性能。本文将针对电控柴油机喷油器进行试验，收集并分析试验数据，以加深对其工作原理和性能的理解。本文将从试验背景、试验过程、试验数据分析等方面进行探讨。
一、喷油器常规检测内容
检查喷油器的喷油压力和雾化状况，应在喷油器的试验仪上进行，如图2所示。试验仅由手动油泵、压力表和储油罐等组成，储油罐内的柴油进入手油泵，经过手油泵加压后为喷油器供油。
1、喷油压力的检查
检查时，放松喷油器上的调压螺钉，将喷油器装到试验仪上，上下反复压动试验仪上的手柄，使喷油器和高压油管内充满柴油。然后缓慢地压动手柄，同时注意观察油压表读数。当读数开始下降时，即为喷油器的开启压力，其数值应符合标准要求。喷油器的调压方法，大多是通过调整调压螺钉来改变调压弹簧的预紧力；而有些机型，则是通过改变垫片的厚度来调压。
（1）按压仪器手柄时，没有漏气的声音，否则说明安装不好，漏油。
（2）喷油器的喷油压力是指喷油器开始喷油时仪表上的压力，通常大于20MPa。如果开启压力小于这个值，说明喷油器内部有泄漏，可以先拆卸维修。
（3）然后看喷油后喷油器的保持压力。压力应在30秒内保持不变，否则喷油器会损坏。在喷油器喷油过程中，还需要检查喷油器是否能在规定压力下将柴油喷入雾化油束。
（4）如果喷油器压力不符合要求，会严重影响柴油发电机的工作状态。机械注射器的压力通过压力调节螺钉的紧密度来校正，这可以通过打开压力调节螺母来看到。
（5）如果压力过低，会减慢喷油器的喷射速度，降低雾化锥角，从而导致柴油雾化的滴油现象。同时会增加喷油量，提前喷油时间，延迟喷油时间，导致燃烧不完全，排气冒黑烟，积碳。
（6）如果压力过高，会造成大量喷油泄压，缩短喷油时间，加速零件磨损，喷油比平时多，也造成浪费。
2、喷油质量的检查
（1）试验仪检测
应缓慢、连续地按下试验仪手柄以检查喷油器的喷油质量。对于多孔喷油器，各喷孔喷出的油均应形成一个雾化良好的锥状油束，各油束的间隔角应符合原厂规定。对于轴针式喷油器，要求喷雾为圆锥形，不得偏斜，且油雾应细小而均匀。
（2）纸板检测法
也可借助一张纸铺在板上对正喷嘴，两个喷油器的喷嘴与平板的距离相等。用直尺测量后定位,，用起动机带柴油发电机转动使两个喷油器同时喷一次油于纸上，查看喷出的两个油迹范围和均匀度是否相同。若两油迹不同，应检查被测者的喷孔内有无积炭或异物，若有应予以清除。若被测者的油迹面积小于标准喷油器喷出的油迹面积，说明其喷雾锥角不够，应查看喷孔是否烧蚀，必要时更换一副喷嘴。
（3）比较检测法
如果没有三通管，需检查喷雾质量时，可同时卸下两负荷喷油器的高压油管接头，一个接标准喷油器，另一个接被测喷油器。然后起动柴油发电机，观察两个喷油器的喷雾有无异样，若新旧喷油器的喷雾相同，说明被测者符合要求，否则应检修处理。采用这种方法不能进行喷油开启压力的比较，仅适合于喷雾质量检查。
3、喷油器喷雾锥角检查
在距喷油器正下方150～200mm处放置一张白纸，喷油后，根据喷射到白纸上的油迹直径与喷射距离检验喷油器的喷雾锥角。如是喷油器正常的喷雾锥角为4°，相当于油迹直径为10mm左右。若大于10mm，则喷雾锥角大，喷孔磨损应更换。对于单孔轴针式喷油器来说，油迹应是均匀的圆形。对于多孔对称型喷油器而言，各喷油孔喷出的油迹形状应相同，没有偏射、散射现象，喷雾形状似规则的锥体，且锥角符合规定。
4、针阀偶件密封性检修
针阀密封座面由于受到高压、高温燃气的冲击和烧蚀，以及针阀关闭时的冲击，容易出现麻点和凹陷，应检查其密封状态。检查可在喷油器试验台上进行。将喷油压力调至规定值，按动试验台供油手柄，当压力升高接近喷油压力，但还未喷油时，观察喷油器针阀喷孔周围，这时不应有浸油现象，但允许少量湿润。在喷油几次后，喷孔周围仍不允许有柴油聚集或严重浸油，否则应更换针阀偶件。密封锥面轻微磨损修复，在锥面上涂以少量氧化铬细研磨膏进行研磨，但不能沾及针阀体导向面。
5、针阀滑动性能检修
将在柴油中清洗干净的针阀放入阀体内，倾斜45°抽出针阀的1/3，然后松开手让针阀靠其自重下滑，要求针阀能在1/3s内徐徐滑下且无阻涩现象为合格。必要时对滑动性能不良而其他部位技术状态尚好的针阀进行研磨修复。具体方法是在配合表面上涂以凡士林油(或柴油)往复旋转针阀进行研磨，但不要进行拍击，研磨时间不可过长(防止研磨过量)。
6、喷油器总成的检修
首先要对喷油器拆卸与分解。由喷油泵上拆下高压油管、回油管，旋下喷油器固定螺栓，取下喷油总成，按顺序放置整齐，将外部清洗干净。将喷油器总成夹持在专用台虎钳上，旋下喷油器压紧螺帽，取出喷油嘴，再将固定套拧回原处(防止碰伤喷油器下端的研磨平面)。拆下喷油压力调整垫片、弹簧、弹簧座及针阀体与针阀，并按顺序成组摆放。
喷油器的检修主要是清除积碳、锈垢及对偶件的研磨，其他零件不予修理。清除积碳、锈垢时，外部积碳、锈垢应使用“00”号细砂纸(或木块)轻轻擦除。针阀体内压力室中的积碳，应使用与其形状相似的刮刀仔细刮除。喷孔内的积碳可用小控针清除。
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图1 喷油器结构示意图 |
图2 喷油器检查图 |
二、专业检校台试验过程
电控柴油机喷油器是柴油发动机中燃油系统的核心组件之一。它的工作原理是将高压的燃油通过共轨系统输送至电喷油器，再由电喷油器控制燃油喷射的时机、油量及喷雾形状。准确的喷油控制可以提高燃烧效率、降低排放和噪音。为了验证电控柴油机喷油器的性能，需要进行试验并收集试验数据。试验数据包括了喷油器的实际喷油量、喷射压力、喷雾形状等关键参数，这些数据将有助于评估喷油器的工作效果和性能。电控柴油机喷油器试验过程主要包括如下几个步骤：
1、实验准备
首先，需要准备好相应的试验设备和环境。试验设备包括高压共轨系统、电喷油器、测试仪器等。试验环境需要保持稳定，以确保试验数据的准确性。专业试验台外观如图3所示，结构原理如图4所示。
2、参数设置
在进行试验前，需要设置电控柴油机喷油器的参数。这些参数包括喷油时间、喷油量、喷射压力等。通过调整这些参数，可以模拟不同工况下的喷油情况。
3、试验操作
在参数设置完成后，开始进行试验操作。首先，打开高压共轨系统，将燃油送入共轨。然后，通过控制电喷油器的喷油时间和压力，观察喷油的情况。
4、数据采集
在试验过程中，需要采集和记录相关的试验数据。这些数据包括燃油喷射量、喷射压力、喷雾形状等。通过数据采集和记录，可以对电控柴油机喷油器的性能进行评估和分析。
5、数据分析
在试验结束后，对收集到的数据进行分析。可以通过数据分析，评估柴油电喷共轨喷油器在不同工况下的喷油性能和稳定性，并与设计要求进行比较。
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图3 电控柴油机喷油器试验台立面图 |
图4 柴油机喷油器试验台原理图 |
三、试验数据分析
图5、图6、图7、图8为电控喷油器的试验数据曲线图。根据收集到的试验数据，对电控柴油机喷油器进行分析，主要从以下几个方面进行讨论：
1、喷油量分析
通过试验数据中的喷油量信息，可以分析电控柴油机喷油器的喷油准确性和稳定性。比较不同工况下的喷油量，可以评估喷油器在不同负荷下的工作性能。
2、喷射压力分析
喷射压力是影响喷油性能的重要因素之一。通过试验数据中的喷射压力信息，可以评估电控柴油机喷油器的压力控制精度和稳定性。比较不同工况下的喷射压力，可以分析喷油器在不同负荷下的工作特性。
3、喷雾形状分析
喷雾形状直接影响燃烧过程和排放性能。通过试验数据中的喷雾形状信息，可以评估电控柴油机喷油器的喷雾均匀性和分散性。比较不同工况下的喷雾形状，可以分析喷油器在不同负荷下的喷雾特性。
4、稳定性分析
电控柴油机喷油器的稳定性对整个燃油系统的性能影响较大。通过试验数据，可以分析电控柴油机喷油器在长时间运行过程中的稳定性。通过比较不同时间段的试验数据，可以评估喷油器的工作稳定性和可靠性。
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图5 电控柴油机喷油器喷油量试验结果 |
图6 电控喷油器共轨压力曲线图（3次不同喷射质量） |
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图7 电控喷油器密封性函数分布图 |
图8 喷油器特性曲线场（不同压力等级） |
总结：
喷油器的工作原理非常简单，但是它对于发动机的性能和燃油经济性有着非常重要的影响。喷油器的喷油量、喷油时间和喷油角度等参数都需要精确控制，以确保发动机能够正常运行并达到最佳性能。同时，喷油器的设计和制造也需要考虑到燃油的种类、温度、压力等因素，以确保喷油器能够在各种工况下正常工作。其原理是高压油通过喷油器供油口泵进入，喷油器体内产生高压作用到喷油嘴锥面上，当油压超过调定值时喷油嘴阀芯开启，高压油从喷嘴小孔喷出，呈雾状到柴油发电机缸筒内燃烧，使活塞往复运行。某些喷油器的喷油压力可以调节(机械喷油器)，而其他喷油器的喷油压力不能调节(电磁阀喷油器)，具体取决于类型。对于机械喷油器的压力调整，需要先检测喷油器的压力，如果压力不在合适的范围内，再进行调整。
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