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柴油机燃油泵和喷油器试验台检测方法
发布时间:2023-08-31 13:44:06  ▏阅读:

 

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康明斯燃油泵和喷油器检测调校数据表

 

摘要: 柴油机燃油喷射系统的特性直接影响着柴油机的工作过程和性能指标,是柴油机改善排放、降低油耗和提高性能的关键部件。喷油泵试验台是油泵油嘴开发和调试的主要设备,柴油机的日益广泛应用和油泵油嘴技术的不断改进,对油泵试验台提出了新的要求。采用传感器及微计算机数据采集技术对泵压、嘴压、针阀升程和喷油量等参数进行连续快速测量已成为油泵试验台的发展趋势。

 

一、燃油泵调校

 

       康明斯PT泵燃油系统的主要特点是在燃油泵和喷油器燃油系统中,燃油产生高压、定时分配和油量调节则在燃油泵和喷油器中进行,其进入喷油器的燃油只有20%左右自喷油器喷入燃烧室,余下的燃油对喷油器进行冷却和润滑后返回油箱。由于PT燃油系统中燃油泵只输出低压油而没有高压油管,高转速下不存在压力波的问题,且喷油器柱塞下行速度快、喷孔尺寸小,因而喷油压力最高可100MPa,这有利于燃油雾化、燃烧充分、排污和经济性好。柴油机PT燃油泵的现场调整取决于柴油机状态、寄生负荷和所用仪表的精度,其调整检查方法请看本文中的详细说明。

1、测试系统总体结构

      PT燃油泵自动测试系统按照燃油泵测试工艺和工序设计,它能检测PT泵的燃油流量、油温、泵的转速、泵压力等,并能进行自动测试和保存记录,可自动测试多种型号燃油泵。
      测试系统总体结构如图1所示,外形如图2所示。由单片机、流量检测、压力检测、转速检测、测试检测、显示器、按键、RS232通讯等电路组成。单片机采用STC12C5410AD,该器件为C51内核。具有10位A/D转换器等。流量检测包括流量传感器和信号调理电路,压力检测包括压力传感器和信号调理电路,转速检测采用开关霍尔传感器,测试检测采用数字温度传感器DS18820。

2、调校步骤

      为保证柴油机技术性能的正常发挥,燃油泵必须在专用试验台上,按PT燃油泵校准数据表(见表1)进行调试。目前多采用流量计法,具体试验步骤如下。

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 将燃油泵安装到试验台上。

      燃油泵与驱动盘连接后,用清洁的试验油从燃油泵顶部的塞孔注满泵壳体及齿轮泵的进油孔。连接进油橡胶软管和冷却排油阀软管;检查稳压器是否稳定,以保证齿轮泵工作稳定;将各测量仪表的指针调在零位。

② 试运转。

      将试验台上的怠速小孔阀、节流阀、泄漏阀关闭,真空调整阀、断油阀和流量调整阀全开。燃油泵的节流阀处于全开位置,MVS调速器的双臂杠杆与高速限制螺钉接触。启动电动机使燃油泵以500r/min转速试运转。如果燃油泵不吸油,应检查进油管路中的阀是否打开、有无漏气现象,或者燃油泵旋转方向是否反了;试运转5min以上,让空气从油液中排出,油温升高到32~38℃。

③ 检查燃油泵的密封性。

      在500r/min的转速下,在打开流量调整阀的同时关闭真空调整阀,真空表读数应为40kPa;将少量轻质润滑脂涂在燃油泵前盖主轴密封装置处的通气孔上,没有被吸入则说明密封良好;检查节流阀的O形密封圈、计时表密封圈孔、MVS调速器双臂杠杆轴及调节螺钉、齿轮泵和壳体之间垫片等处的密封性。观察流量计燃油中有气泡时,则说明上述部分有空气进入燃油泵内。

④ 调节真空度。

      将试验台上的流量调整阀全开,燃油泵以柴油机的标定转速运转,调节真空调整阀使真空表读数为27kPa。

⑤ 调整流量计。

      燃油泵以柴油机标定转速运转,调节流量调整阀使流量计的浮子调到规定的数值。

⑥ 调整调速器的断开点转速。

      节流阀全开,提高燃油泵的转速至燃油压力刚开始下降时为止,检查燃油泵的断开点转速是否在规定值内。若低于规定值,可在调整弹簧与卡环之间增加垫片;反之应取出垫片。装有MVS调速器时,则用高速限制螺钉调整。

⑦ 检查燃油压力点。

      增加燃油泵转速,当燃油压力下降到276kPa时,检查燃油泵的转速是否在规定值范围内。使燃油泵的转速继续升高,其燃油压力应能降低到零点,否则说明燃油泵内的燃油短路。

⑧ 标定转速与最大转矩点转速时的燃油出口压力的调试。

      从燃油压力为零开始,降低燃油泵转速至标定转速,检查燃油出口压力是否符合规定值。未装MVS调速器时用增减垫片调整,装用MVS调速器时,用转动节流阀调整螺钉调整;燃油泵转速下降到最大转矩点转速时,检查燃油出口压力是否符合规定值。可用改变助推柱塞伸出量来调整,即增加低速转矩校正弹簧的垫片,使燃油压力上升,反之使燃油压力下降。

⑨飞锤助推压力的检查。

      使燃油泵以800r/min的转速运转,检查燃油出口压力是否符合规定值。调整方法也是用增减低速转矩校正弹簧的垫片。应该注意的是,垫片厚度改变后需重新进行上述第④~⑧项内容的调整。

⑩ 怠速转速及其燃油出口压力的调整。

      关闭PT泵试验台上的节流阀、泄漏阀和流量调整阀,打开怠速小孔阀,将燃油泵节流阀轴处于怠速位置,使燃油泵怠速运转,检查燃油出口压力是否符合规定值。可用怠速调整螺钉调整。

⑪ 节流阀泄漏量的检查。

      使PT燃油泵试验台上的流量调节阀和怠速小孔阀处于关闭状态,打开节流阀和泄漏阀,当节流阀处于怠速位置时使燃油流入量杯中,泄漏量应符合规定值。PTG调速器用拧动节流阀前限位螺钉来调整泄漏量,而MVS调速器用增减怠速弹簧座外侧的泄漏调整垫片进行调整。

      重复进行一次上述③~⑪项内容的检查、调整后,对PT燃油泵的节流阀限制螺钉、MVS调速器的高速限制螺钉、计时表等予以铅封。

 

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

 

二、喷油器的调校

 

      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,其结构如图3所示。喷油器按其结构不同可分为轴针式、球阀式和片阀式等;按阻值不同可分为低电阻型和高电阻型,低电阻型喷油器的阻值为2~3Q,高电阻型喷油器的阻值为13~17Q;按驱动方式不同可分为电压驱动和电流驱动,电压驱动适合于高电阻型喷油器和串有附加电阻的低电阻型喷油器,电流驱动适合于低电阻型喷油器。

1、喷油器的油量数据

      部分PT(D型)喷油器的油量数据见表2。

(1)把喷油器安装在PT喷油器试验台上,首先检查漏油量是否符合规定。可用柱塞与套筒相互研磨予以保证。

(2)喷雾形状的检查。在PT喷油器试验台上用343.4kPa的压力将燃油从喷孔喷出,各油束喷入目标环的相应指示窗口时即表示喷雾角度良好。无专用试验台时可用目测。

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
 

 

① 这些喷油器的油量是在ST-790试验台上以60%行程数测量的。

② 这些喷油器的油量是在ST-790试验台上以80%行程数测量的。

③ 喷油量的检查。

      就机检查如图4所示。若无法解决,应上专业试验台。在PT喷油器试验台上检查喷油量是否符合规定值。可更换进油量孔调节塞,使喷油量符合要求。

 

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

 

 

2、喷油器快速检测的试验方法

      柴油发电机喷油器常见试验步骤如图5所示,快速检测装置结构如图6所示。

(1)将待检测的喷油器安装在安装台上;

(2)打开第一开关,第一气缸的活塞杆带动进油嘴向喷油器移动,直至抵紧在喷油器的进油口处;打开第二开关,第二气缸的活塞杆推动横板和定位块向下移动,直至抵紧在喷油器的出油口处;

(3)打开进油开关,泵油依次经过进油管、定位块以及出油管输出;

(4)转动扳手,将挺柱体从底座中旋出,顶块、滑块和抵触杆向上移动,滑块将喷油器的滚轮体向上顶起,抵触杆与百分表的测量头接触,滚轮体将柱塞芯向上移动,柱塞芯将柱塞套的吸入口堵塞,喷油器停止出油。

      通过采用上述技术方案,操作人员将喷油器穿过安装孔,齿杆从让位孔中穿过,最后将喷油器固定在安装台上;操作人员分别打开第一开关、第二开关和进油开关;再转动扳手,将挺柱体从底座中旋出,挺柱体将顶块、滑块和抵触杆向上顶起,滑块将喷油器中的滚轮体向上顶起,抵触杆将百分表的测量头向上顶起,滚轮体将柱塞芯向上移动,直至柱塞芯将柱塞套的吸入口封闭,喷油器停止出油,从而可以方便快捷的测量出柱塞芯封闭柱塞套吸入口的运动距离。

 

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:

      PT泵调校试验台是一种基于微机的自动测试系统,实现流量、压力、转速和油温的全数字化和自动化测试,并具有燃油流量检测、油泵压力检测、油温检测、转速检测等功能,根据需要可开发与PC机的通讯功能,实现个人电脑监控管理测试系统。由于受传感器的限制,本系统的流量、压力和温度有一定测量范围,使用时应注意。本系统电路结构简单、成本较低,为PT泵自动检测提供了一种较理想的测试平台。

 

 

 


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