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柴油发电机组燃油泵与喷油器的调校及检测方法
发布时间:2023-08-31 13:44:06  ▏阅读:

摘要: 燃油泵与喷油器是柴油发电机组燃油系统中功能互补的两大核心部件——燃油泵负责“输送和加压”,喷油器负责“精准喷射”。本文系统阐述两者的作用与安装位置,以康明斯PT燃油系统为例,详述基于微机自动测试系统的燃油泵调校步骤(含真空调节、流量调整、断开点转速、燃油压力及泄漏量等11项关键参数),并介绍喷油器的结构分类、油量数据、喷雾检查及快速检测试验方法,为燃油系统调试与故障排查提供完整技术指引。

 

一、 燃油泵与喷油器的作用与定位

 

燃油泵和喷油器是柴油发电机组燃油系统中功能完全不同、但又相互配合的核心部件——燃油泵负责“输送和加压”,喷油器负责“精准喷射”。

1. 燃油泵的作用与位置
(1)主要作用:为喷油泵持续不断地提供足够数量和一定压力的清洁柴油,供油量通常是最大喷油量的3~4倍,多余的燃油通过回油管流回油箱,起到循环和冷却作用。
(2)安装位置:通常安装在发动机机体侧面,由发动机凸轮轴通过机械方式驱动。

2. 喷油器的作用与位置
(1)主要作用:将高压燃油雾化成极细小的油雾颗粒,使燃油与空气充分混合,保证燃烧完全高效,满足特定喷射压力、射程和喷雾角度要求。
(2)安装位置:安装在气缸盖上,喷油嘴直接伸入燃烧室内部。

 

二、 PT燃油泵的调校(以康明斯PT系统为例)

 

康明斯PT燃油泵系统的主要特点:燃油产生高压、定时分配和油量调节均在泵和喷油器中进行,进入喷油器的燃油仅约20%喷入燃烧室,余下对喷油器冷却润滑后返回油箱。由于无高压油管,高转速下不存在压力波问题,喷油压力最高可达100MPa,有利于燃油雾化、燃烧充分。

PT燃油泵自动测试系统基于单片机(STC12C5410AD,C51内核,10位A/D转换器),由流量检测(传感器+调理电路)、压力检测、转速检测(开关霍尔传感器)、温度检测(DS18B20)、显示器、按键及RS232通讯等电路组成,可实现全数字化自动测试并保存记录。

调校步骤(流量计法) :

表1    PT燃油泵校准数据

 

泵代号
GR-J053
GR-J028
GR-J012
GR-J021
GR-J048
GR-J045
GR-J069
GR-J077
GR-J036
标定功率/1×735W
123
165
210
230
230
300
230
210
189
最大转矩/1×9.8N·m
55
76
80
90
90
110
94
85
80
真空度/1×133Pa
203.2/1650
203.2/1700
203.2
203.2
203.2
203.2
203.2/1900
203.2/1900
203.2
流量计流量/kg/h
109
168
193
218
182
218
218
195
173
调速器
断开点转速
1770~1790
1810~1840
2110~2130
2110~2130
2130~2160
2120~2150
2020~2040
2040~2060
1860~1880
28N/c㎡时转速
1920
2060
2335
2350
2370
2350
2250
2280
2080
泄漏量/mL/min
25~70
25~70
35
35
35
35
25~70
25~70
25~70
怠速燃油压力N/c㎡
1.41~1.48
1.34~1.55
0.70
0.70
1.05~1.12
1.34~1.41
1.34~1.41
2.11~2.18
1.05
燃油出口压力N/c㎡
4.71
7.73
9.85
14.76
10.55
12.65
12.65
11.81
8.19
检查点燃油压力N/c㎡
2.67~3.09
5.13~5.34
7.56~7.97
8.65~9.20
6.71~7.20
8.44~9.14
9.56~10.12
8.30~8.72
5.04~5.46
飞锤助
推器
控制压力N/c㎡
1.27~1.69
3.30~3.87
2.38~2.80
4.04~4.88
2.10~2.93
2.11~2.81
3.37~4.22
2.52~3.09
3.08~3.64
凸出量/mm
21.5~22.0
23.5~24.0
21.08~21.59
21.84~22.36
21.00~21.80
20.57~21.08
21.5~22.0
21.5~22.0
22.8~23.5
弹簧零件号
143874
143847
143847
143847
143847
143847
143874
143874
143852
垫片数
2
6
0
2
0
0
2
2
10
齿轮泵尺寸/mm
19.05
怠速弹簧柱塞零件号
141630*67
141632*32
138862*45
141626*12
140418*37
139618*52
141631*25
141631*25
140418*37
转矩校
正弹簧
康明斯零件号
 /
138780
139584
138782
138782
138780
139584
138780
138768
色标
 /
蓝-褐
红-蓝
红-蓝
蓝-褐
垫片数
 /
0.51×1
0
0.51×3
0.51×3
0
0
0
0
自由长度/mm
 /
16.26~16.76
弹簧直径/mm
1.12
1.30
1.19
1.19
1.12
1.30
1.12
1.12
调速器
弹簧
康明斯零件号
143853
143254
143252
153236
153236
143252
143252
143252
143253
色标
红-黄
红-褐
绿-蓝
绿-蓝
红-黄
垫片数
0.51×6
0.51×5
0.25×1
0.51×4
0.51×6
0.51×6
0.51×9
0.51×3
0.25×2
0.51×7
0.51×4
自由长度/mm
37.77
37.77
37.77
34.59
37.77
37.77
37.77
37.77
37.77
弹簧直径/mm
2.03
1.83
2.03
2.18
2.18
2.03
2.03
2.63
2.03
调速器飞锤零件号
146437
调速器柱塞零件号
可选择169660,169661,169662,169663,169664,169665,169666,169667
MVS
调速器
弹簧零件号
109686
109686
0
0
0
0
109687
109687
109687
色标
0
0
0
0
垫片数
0.51×3
0.51×3
0
0
0
0
0.51×6
0.51×6
0.51×3
喷油器零件号
BM-68974
BM-68974
BM-68974
BM-68974
BM-51475
BM-68974
BM-68974
BM-68974
BM-68974
喷嘴喷孔尺寸
孔数-孔径x角度8-0.007×17
喷油量/mL/次
132/1000
132/1000
132/1000
132/1000
153
132/1000
132/1000
132/1000
132/1000


(1)安装:将燃油泵安装到试验台,从顶部塞孔注满泵壳体及齿轮泵进油孔,连接进油软管和冷却排油阀软管,检查稳压器,各仪表指针调零。
(2)试运转:关闭怠速小孔阀、节流阀、泄漏阀,全开真空调整阀、断油阀和流量调整阀,节流阀全开,MVS调速器双臂杠杆与高速限制螺钉接触。以500r/min试运转5min以上,排尽空气,油温升至32~38℃。
(3)密封性检查:500r/min下关闭真空调整阀、打开流量调整阀,真空表读数应为40kPa;涂轻质润滑脂于主轴密封通气孔,未被吸入即密封良好;检查节流阀O形圈、计时表密封圈孔、MVS调速器双臂杠杆轴及调节螺钉、齿轮泵与壳体垫片等处密封性。
(4)调节真空度:流量调整阀全开,柴油机标定转速下调节真空调整阀使真空表读数为27kPa。
(5)调整流量计:标定转速下调节流量调整阀使流量计浮子调至规定数值。
(6)调整断开点转速:节流阀全开,提高转速至燃油压力刚开始下降时,检查断开点转速是否在规定值内——低于规定值增加垫片,反之取出垫片(MVS调速器用高速限制螺钉调整)。
(7)检查燃油压力点:增加转速,燃油压力降至276kPa时检查转速是否在规定范围,继续升高转速压力应降至零点,否则说明内部燃油短路。
(8)标定与最大转矩点压力调试:从零压力降低转速至标定转速,检查燃油出口压力是否符合规定值(未装MVS调速器用增减垫片调整,装用MVS调速器用节流阀调整螺钉调整);降至最大转矩点转速时检查压力,通过改变助推柱塞伸出量(增减低速转矩校正弹簧垫片)调整。
(9)飞锤助推压力检查:800r/min下检查燃油出口压力是否符合规定值,用增减低速转矩校正弹簧垫片调整。注意垫片厚度改变后须重新执行(4)~(8)项调整。
(10)怠速压力调整:关闭节流阀、泄漏阀和流量调整阀,打开怠速小孔阀,节流阀轴处于怠速位置,用怠速调整螺钉调整。
(11)节流阀泄漏量检查:关闭流量调节阀和怠速小孔阀,打开节流阀和泄漏阀,节流阀处于怠速位置时使燃油流入量杯,泄漏量应符合规定值(PTG调速器用节流阀前限位螺钉调整,MVS调速器用增减怠速弹簧座外侧泄漏调整垫片调整)。
复查后对节流阀限制螺钉、MVS调速器高速限制螺钉、计时表等铅封。

 

喷油泵调校测试系统结构框图.png

图1  喷油泵调校测试系统结构框图

柴油发电机燃油泵试验台.webp.png

图2  柴油发电机燃油泵试验台

 

三、 喷油器的结构与调校

 

喷油器主要由阀体、针阀、回位弹簧、衔铁、电磁线圈、进油滤网和线束插接器等组成,按结构分为轴针式、球阀式和片阀式;按阻值分为低电阻型(2~3Ω)和高电阻型(13~17Ω);按驱动方式分为电压驱动(适用于高电阻型及串附加电阻的低电阻型)和电流驱动(适用于低电阻型)。

1. 喷油器油量数据与检查
部分PT(D型)喷油器1000次行程油量在99~185mL之间,试验台座量孔为0.508mm(0.020in)或0.660mm(0.026in),适配NTA855、VTA28、KTAA19等机型。
(1)漏油量检查:安装于PT喷油器试验台,检查漏油量是否符合规定,可用柱塞与套筒相互研磨保证。
(2)喷雾形状检查:343.4kPa压力下喷油,各油束喷入目标环相应指示窗口即表示喷雾角度良好(无专用台时目测)。
(3)喷油量检查:若不符规定值,可更换进油量孔调节塞调整。

表2    部分PT(D型)喷油器的油量数据 

 

序号
喷油器
总成号
套筒与
柱塞号
套筒参
考件号
喷油器
嘴头件号
喷油器嘴头
(喷孔数-尺
寸×角度)
1000次行程
的油量/mL
试验台喷油器
座量孔/mm(in)
发动机
型号
1
BM-87914
3011964
187370
208423
8-0.007×17
131~132
0.508(0.020)
NTA855
2
73502
40063
187326
178186
7-0.06×3
131~132
0.505(0.020)
V-555
3
73786
40063
187326
555021
7-0.0055×5
99~100
0.508(0.020)
V-504
4
40222
3011965
190190
215808
7-0.008×4
162~163
0.508(0.020)
VT-903
5
40253
40178
205458
206572
8-0.011×10
184~185
0.660(0.026)
KTAA19
6
40402
40178
205458
3001314
10-0.0085×10
184~185
0.660(0.026)
KTA19
KTAA19
7
40458
40178
205458
3000908
9-0.0085×10
184~185
0.660(0.026)
KT-1150
KTAA19
8
3003937
3011965
190190
3003925
8-0.008×18
113~114
0.508(0.020)
NV-855
9
3003941
3011965
190190
3003925
8-0.008×18
177~178
0.508(0.020)
VTA28
10
3003946
3011965
190190
3003926
8-0.007×17
113~114
0.508(0.020)
VTA28
11
3245421
3245422
187370
208423
8-0.007×17
131~132
0.508(0.020)
NH-220
12
3275275
73665
555729
3275266
7-0.006×5
144~145
0.508(0.020)
VT-555
13
3012288
300107
190190
3003925
8-0.008×18
121~122
0.508(0.020)
NTC-350
14
3003940
3011965
190190
3003925
8-0.008×18
177~178
0.660(0.026)
NTA855
VTA28

2. 快速检测试验方法
(1)将喷油器安装在安装台上。
(2)打开第一开关使进油嘴抵紧进油口;打开第二开关使横板和定位块抵紧出油口。
(3)打开进油开关,泵油经进油管、定位块及出油管输出。
(4)转动扳手使挺柱体从底座旋出,顶块、滑块和抵触杆上移,滑块将滚轮体上顶,抵触杆与百分表测量头接触,滚轮体将柱塞芯上移直至堵塞吸入口,喷油器停止出油。通过百分表读数测量柱塞芯封闭吸入口的运动距离。

 

喷油器外形及内部结构图.png

图3  喷油器外形及内部结构图

喷油器周围燃油泄漏检查.png

图4  喷油器燃油泄漏检查

柴油机电控喷油器试验框图.png

图5  柴油机喷油器试验框图

柴油机喷油器快速检测试验装置.png

图6   柴油机喷油器快速检测试验装置

 


总结

康明斯PT燃油系统的调校须按11步标准流程在专用试验台上进行:安装→试运转(500r/min,油温32~38℃)→密封性检查(真空度40kPa)→真空度调节(27kPa)→流量调整→断开点转速调整→压力点检查→标定/最大转矩点压力调试→飞锤助推压力检查→怠速调整→泄漏量检查,复查后铅封。喷油器调校须检查漏油量、喷雾形状(343.4kPa压力下目标环法)及喷油量(可更换进油量孔调节塞),快速检测装置通过挺柱体-滑块-滚轮体-柱塞芯的机械联动与百分表读数实现柱塞行程的便捷测量。基于单片机的自动测试系统实现了流量、压力、转速、油温的全数字化检测,为PT泵调校提供了高效、精准的技术平台。在实际运维中,应严格按专用试验台校准数据表(含泵代号、标定功率、流量、断开点转速、各压力点等参数)执行调试,确保燃油系统处于最佳工作状态。


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