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STC康明斯喷油器的调整与检查及常见故障 |
摘要：康明斯柴油机步进喷油系统，简称STC，即分步喷油正时控制系统。该系统利用液压原理，控制喷油柱塞下行的开始时间，实现提前和延期喷油，达到有效控制气缸压力，提高燃油的燃烧效率，从而获得更大的功率该系统与喷油器合为一体，称为 PT（D）-STC型喷油器（简称STC喷油器）。 STC型喷油器与常规（D）型喷油器相比，增加了液压提前器、提前器锁紧螺母等零部件。
一、STC喷油系统概述
1、工作原理
一般的（D）型喷油器系机械式开式喷油器，常用于气缸盖Q内有进、回油道的康明斯系列柴油机。其基本功能为将燃油泵9送来的低压燃油转变为高压（约68.89-137.79 MPa）燃油喷入烧室对油进行计量与燃油泵共同作用以满足柴油机对燃油供油量的要求；协同喷油器驱动凸轮，在规定的时刻和期间内完成喷射过程，确保雾化《质量优良和喷射结束后无滴漏等不良现象。喷入柴油机的燃油量由计量孔前的燃油压力（燃油泵的供油压力）和计量孔开启的时间决定。在进入喷油器9的燃油中约有80%用于喷油器的冷却（回油）,因此喷油器有较长的使用寿命。
而STG型喷油器与一般的（D）型喷油器不同的是在启动和轻载工况下，采用“喷油提前正时方式，即燃油在压缩循环Q中更早喷射而在中、重载工况下使用常态正时方式",即燃油在压缩循环中更晚喷射。
STG型喷油器提前正时方式是由STC控制阀“输出的机油（压力不低于70 kPa）控制的。当压力润滑油充满提前器柱塞Q与柱塞套之间的空间时，相当于!液体挺柱”,提前器柱塞通过它作用于提前器柱塞套，从而在相同的喷油凸轮转角下使喷油器柱塞提前下行，完成提前喷油。在常态正时方式下，STC控制阀关闭了压力润滑油输出通道，提前器柱塞与柱塞套之间没有压力氵闰滑油，“液体挺柱"消失。在相同的喷油凸轮转角Q下，提前器柱塞与柱塞套直接形成刚性接触，喷/由器柱塞恢复常态下行，从而实现常态下的喷油正时Q。STC控制浅的开启或关闭是由燃油压力Q控制的，当燃油压力低于22]kPa时，STC控制阀处于开启状态，允许机油“输送到提前器，形成液体挺柱”。当燃油压力高于221 kPa时，STC控制关闭，机油输送到提前器的通路被切断， “液体挺柱”消失。
2、优点
（1）在喷油提前正时方式下工作时，能改进在寒冷天气下的怠速特性4和减少发动机冒白烟；提高轻载工况的燃油经济性Q减少喷油器积炭。
（2）在常态正时方式下工作时，能控制气缸最高爆发压力降低NOX（氮氧化物Q）的排放。N系列主要结构基本都一样.主要根据他的作业工况，会有一些变化，比如说进气增压冷却Q这些方面，或者加装其他的附属装置，如液压泵Q等。
二、喷油器的工作过程
1、旁通阶段
喷油器处于停止供油状态，柱塞被压在最低位置，柱塞中部细的部位把喷油器内部的进回油道勾通。这时燃油对喷油器进行冷却，并排除油道中的气体，柴油机在作功和排气冲程中喷油器柱塞一直处于这一状态。
2、计量（量油）阶段
当凸轮继续旋转到进气冲程后不久，由于凸轮外型曲线的变化，柱塞在弹簧的作用下升起，先将进、回油道切断，燃油旁通结束，量孔开始计量，燃油流至喷油器的油杯,此时由于油压低，喷孔直径小（^0.17mm）而不会漏油。当柱塞上升到最高位置后，凸轮外型曲线保持平稳，柱塞处在最高位置直到进气结束。在压缩冲程中，在凸轮曲线的作用下，柱塞缓慢下行，直至接近封闭计量孔，计量结束。
3、准备喷射阶段
计量结束后，柱塞下行到一定的位置，下部的油杯及油道就产生了一定的压力，使止回球阀落到球座上，关闭了进油道，柱塞继续下行把油道与油杯分开，由于柴油机转速高、计量时间短，其油杯不会被燃油充满，所以，这阶段只是压缩和部分地排除油杯中的气体，为喷射作准备。
4、喷射阶段
在柴油机压缩冲程接近终了时，凸轮外型曲线又有突然的变化，使柱塞快速下行，把油杯里的燃油以1056KG/CM2的高压，喷入汽缸内，在喷射的同时，柱塞中部细的部位又使进、回油道联通，燃油又开始旁通，柱塞最后落到油杯上，喷油结束。
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图1 STC工作原理示意图 |
图2 喷油器工作原理图 |
三、PT喷油器的调整与检查
1、止回球阀
在PT（D）型喷油器内装配止回球阀是为了防止回压的升起而影响別的喷油器的量油。有缺陷的止回球和球座会引起柴油机反应不灵敏。柴油机正常停车，从怠速到停车约需1--2秒钟。如果密封不好，就会延长到5秒以上。
2、喷油器的使用
喷油器的使用应注意两点：
（1） 调整：柴油机上的任何调整，只要影响喷油器的柱塞行程,就要对喷油器的行程和气门间隙进行调整，否则将影响柴油机正常工作。调整方法应遵照柴油机使用保养说明书或维修手册的有关规定进行调整。
（2） 喷油器的有关修理及校定应由康明斯公司指定的售后网点来完成。
3、喷油器不工作
如果某缸喷油器停止喷油，柴油机肯定出现动力不足或工作不平稳等故障现象。造成喷油器不工作的原因有三点：
○ 柱塞咬死
○ 进油孔和滤网堵塞
○ 喷油孔堵塞
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图3 STC型PT燃油系统流向图 1- 燃油进口；2-燃滤器；3- 燃油泵；4- 流往喷嘴；5-喷油器；-回油管；7-齿轮泵冷却回油 |
图4 康明斯柴油机喷油正时调整示意图 |
四、PT燃油系常见故障处理
对于PT燃油系统（组成如图5所示）的一些常见故障，可在用户处进行简单处理以解决问题。
1、柴油机起动困难（不能起动）、功率不够或不能停车、不熄火时判定为停车阀故障：
（1）利用手动轴实现停车阀的开和关，将手动轴拧进去，直到拧不动为止，此为开；停车时将手动轴拧出来，也要拧到拧不动为止，此为关。
（2）拆解停车阀，清洗停车阀零件，并用金相砂纸研磨作用阀体内孔。
2、柴油机游车（转速不稳）时：
（1）拆卸EFC电子执行器，拆卸时先拧松安装螺钉。EFC电子执行器零件组成如图6所示。
（2）旋转EFC执行器15°，再取下执行器，清洗干净。
（3）然后按下述方法装回燃油泵体：将执行器插入燃油泵体，直到执行器法兰离燃油泵体约9.5mm，然后用手掌将执行器轻轻推入燃油泵EFC安装孔中，并转动30°，直到执行器法兰碰到燃油泵体。从最下端按顺时针方向拧紧安装螺钉，先用手拧紧，直至拧不动为止，再用扳手拧紧。
（4）需查看减振器膜片是否凹陷或是否有隐藏裂纹。先拆下减振器，再拆开减振器，查看减振器膜片是否凹陷或将减振器膜片落到一个坚硬的平面上，应有清脆的响声，若声音浊闷，则需更换减振器膜片。
3、当带AFC的柴油机加速时烟度过大或功率不够时，可调整无空气调整螺钉（仅限于单弹簧AFC即无空气调整螺钉在燃油泵体上时）；烟度大，往泵体里拧；功率不够，往外拧。注意：仅限拧进拧出半圈以内。
4、若确诊齿轮泵驱动轴已断，则可更换齿轮泵总成，先拆下故障齿轮泵总成，再更换从周转泵上拆下的齿轮泵总成。
5、对于全程泵、发电泵若遇柴油机功率不够，则可适当增大节流轴油门，即退前限位螺钉。若为车用泵或节流轴未锁定在全油门的油泵，则不可更改此油门。
6、 燃油泵怠速可调整：因燃油泵在试验台上调整的怠速是一个值，但适配的主机却千差万別，故燃油泵的怠速可调整。两极调速器的怠速在两极弹簧组罩壳内调整，vs调速器的怠速调整怠速调整螺钉。。
7、 更换停车阀前滤清器内的滤芯：注意滤芯装入时，小孔朝内，弹簧大端在外。
8、 更换喷油器O型圈、弹簧：
（1）更换时，保证无脏物进入喷油器内腔。
（2）更换弹簧后，回装喷油器柱塞，一定要保证喷油器柱塞干净无脏物，且保证无阻滞地旋入。
9、若遇说不清楚故障的情况，最好是带一台周转泵去，以免现场处理故障解决不了，要更换又得等，费时费力。
对于用户使用不当的情况，主要是用油清洁度不好，含杂质（水、腊、脏物）过多，造成燃油泵损坏的，首先承诺此次三包，然后告知用户注意事项，同时表明下不为例。
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图5 康明斯柴油机PT燃油系统组成图 |
图6 康明斯EFC电子执行器零件图 |
以上所有的数据均是基于柴油发电机组带燃油泵、水泵、机油泵、空滤器和消声器运转时获得的，但不带有充电机、空压机、风扇、选用设备和驱动件。
以上所有的数据都是基于ISO 3046标准参考的条件—海拔110m（361ft），大气压力100kPa（29.53inHg），进气温度25℃ (77°F)，相对湿度30%，使用标准No.2号柴油或符合ASTM D975的柴油。
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