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操作使用与维护保养 |
康明斯柴油发电机喷油泵的试验步骤、调整和维护方法 |
摘要：喷油泵是柴油发电机的重要零部件，其工作状况的好坏，直接影响柴油发电机的动力性、经济性和可靠性。因此，喷油泵作为柴油发电机经济性方面的参考指标之一，对其性能与精度要求很高。喷油泵维修后要进行必要的性能测定，调整喷油泵的供油量和对调速器进行调整，用来满足柴油发电机更好地发挥其动力性和经济性。康明斯公司在本文中介绍了喷油泵在试验台上测试步骤，并总结了喷油泵正确维护和调整方法。
一、喷油泵试验方法
喷油泵和调速器总成的试验一般应在专用的试验台上进行。试验用的柴油为0号或10号轻柴油，并必须经过滤清或沉淀。试验台上应使用具有相同流量特性的ZS12SJ1型标准喷油嘴。试验用的高压油管，内径为2mm±0.25mm，长度为600mm。试验调整前，先向喷油泵和调速器内注入机油至规定油面高度（即机油平面螺钉的高度）。同时接通进、回低压燃油管路和高压油管，松开泵体上的放气螺钉，开动试验台，放净喷油泵内的空气后，再把放气螺钉拧紧，然后将试验台转速开到标定转速运转15min，各接头处不应有燃油渗漏现象，各运动件应运转正常。
1、喷油泵试验台结构
喷油泵试验台是用来测定和调整喷油泵性能的装置，主要由带动喷油泵运转的传动装置、燃油供油部分和喷油泵泵油量油部分三大装置组成。其结构如图1所示，工作原理如图2所示。
（1）传动装置
由调速电机、皮带轮和传动头组成。其主要功能是按照测试的喷油泵的试验要求转速拖动喷油泵凸轮轴转动，使喷油泵工作。
（2）供油部分
包括低压柴油输油泵、油箱、供油循环管路。其功用是向被试验的喷油泵供给规定压力的轻柴油，代替柴油机的输油泵工作，提高试验精度。
（3）量油部分
包括高压油管、试验台喷油器、盛油量杯、倒油装置和喷油次数计数器等。其功用是测量喷油泵每个柱塞的供油量。
2、喷油泵试验准备
（1）拆掉泵前端的冒烟限制器，装上齿条行程量具，并将齿条行程对在"0"点上；
（2）喷油泵安装在试验台上，并在调速器及油泵部分各加入适量清洁的润滑油。油量40°±2°，油压1Kg/cm²，DC24V直流电源。同时将试验台的传动头接到喷油泵凸轮轴上。
（3）连接好输油管，以便让试验台为喷油泵供油，接上通向试验台喷油器的高压油管，以便量油；标准喷油器开启压力为∶172~175kg/cm²。
（4）打开喷油泵侧面的检查窗口，按照喷油泵供油量调整参数表计算各试验工况下的选定供油次数，计算供油量和允许的各缸供油量最大差值。压缩空气压力为2kg/cm²，并带稳压定值器的可调压力表。
3、设定测试参数
每一种机型喷油泵的每一个调整点都有相应的参数表，可根据参数表来设定和计算喷油次数的喷油量范围，如在测试中改变了测试条件和调整参数，计算和设定的供油量参数也会发生变化。测试时应根据情况计算和设定供油量和供油次数。
（1）供油次数和供油量的选定与计算
Ｑ＝ｎｑ/1000（ml）
式中：Q——供油量，这是在选定的供油次数内试验台量杯里的测得油量；
n——供油次数，须在计量喷油次数范围内，并应保证Q值不小于10ml（因为Q的数太小，读数误差会变大，以大于50ml为宜）；
q——柱塞每供油一次的供油量（ｍｍ３／次），可由参数表查得。
（2）各缸供油量最大差值的计算（这只是个参考值）
ΔQ=2iQ/100（ml）
式中：ΔQ——允许的供油量最大差值，若测值大于此值，说明不均匀度超差；
i——允许不均匀度，可由参数表查得，为一不带百分号的整数或小数；
Q——供油量，见式（1）中的计算值。
4、喷油泵试验步骤
由于柴油的粘度随温度变化很快，供油量也会随之变化。所以，试验工作应在常温（20℃左右）下进行。试验中用的柴油温度应控制在参数表推荐的范围内。试验前做下述预备操作：
（1）检查试验台传动头与柴油泵凸轮轴是否同心，各管接头是否有渗漏；
（2）开动试验台，缓缓提高转速至约500r·min-1左右，调整试验台输油泵压力至0.1-0.15MPa，排除喷油泵和管路中的空气；
（3）提高转速至800r·min-1左右运转5min，进一步检查运转情况和渗漏情况；
（4）提高转速至额定转速，察看调速器是否按时起作用；读齿条行程量具示数或从喷油泵的侧面检查窗口观察齿条和扇齿的动作，当转速提高到额定转速后，齿条若向减油方向移动，即说明调速器限速作用正常；
（5）可进一步做各种试验、调整和测量。
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图1 柴油机喷油泵试验台示意图 |
图2 柴油机喷油泵试验台原理图 |
二、喷油泵参数不符的调整方法
康明斯柴油发电机喷油泵和调速器总成试验调整内容及步骤如下。
1、喷油泵供油时间的调整
① 面对接合器规定的凸轮轴转向，慢慢转动凸轮轴，观察与喷油泵第一缸相连接的标准喷油器的回油管孔口，当孔口的油液开始波动的瞬时即停止转动，记录下试验台刻度盘的读数。然后以第一缸为基准，用同样的方法的供油顺序测定其他各缸和第一缸开始供油时间相隔的角度，要求与规定角度的偏差不得超过±30’，否则应调整滚轮体的高度。调整时只要旋上或旋下滚轮体上的调节螺钉即可。在规定范围内调整达到后紧固调节螺钉（注意：滚轮体部件高度有两种，用于不同机型）。
② 调整后检验柱塞与出油阀顶平面的间隙，此间隙应为0.4~1mm。检验时可用厚薄规插入滚轮体上定时调节螺钉与柱塞底平面之间进行测量。
2、喷油泵各缸供油量的调整
喷油泵在标定转速和怠速时的供油量，应达到规定的数值：否则应按下列方法进行调整：将喷油泵调节齿杆向停止供油的方向拉出，用小旋具松开调节齿轮上的锁紧嫘钉，用一根细铁棒插入油量控制套筒的小孔中，轻轻敲击，改变调节齿轮与油量控制套筒的相对位置。如果分泵供油量过多，使它向左转（接合器端）；供油量过少则向右转。调整后仍紧固锁紧螺钉。
3、喷油泵调速器的调整
（1）齿杆定零位
N= 800rpm，将齿杆向停油方向推到底，此时定位齿杆零位，然后松开齿杆，调整停车限位螺钉使S=0.3~0.7mm左右。
（2）标定点行程调整
将调速手柄靠向高速限位螺钉，N从800rpm下降至600rpm，调节大头螺钉，使S=13.0~13.1mm（标定行程）。N=1375~1385rpm（起作用转速），调整高速限位螺钉，使S=12.2mm，固定高速限位螺钉。
（3）校正点行程调整
调速手柄靠向高速限位螺钉，N=750rpm，装入校正器部件，使S=14.0~14.2mm。N=900rpm，检查S=13.6~13.8mm，如不对可调整校正弹簧预紧力。N=750rpm时，调整各缸油量达到规范要求（Q=36.6~37.8cc/400次），如不对可调整校正器部件。
（4）检查调速率位置
调速手柄靠向高速限位螺钉，N=1564~1560rpm，S及油量必须符合要求（S=6mm，Q<6cc/400次），如不符可用弹簧摇臂上的调整螺钉调整和高速限位螺钉微调来达到要求。
（5）增压补偿器的调整
装上增压补偿器（注意装配位置和方向），转速N=500rpm，通入压缩空气。压力P=O时，检查S=13.1mm~13.2mm，如不对可调整增压补偿器上部的调节轴;P1=0.5kg/cm²时，检查S=13.6~13.7mm，如不对可调整增压补偿器调节螺套;当P2=0.7kg/cm²时，检查S>14mm。
（6）怠速点调整
N=375rpm，旋入怠速限位螺钉，使S1=9.5~9.6mm。再装入稳定装置，使S2=10~10.1mm，S2=S1+0.5mm。检查怠速油量Q=3.2~6.4cc/400次;N=650~700rpm时，检查S=6mm。
（7）起动点的调整
拆下齿杆行程表，装好螺钉及齿杆护帽，使转速为100rpm，电磁阀接通DC24V直流电源，听到嗒一声后即断电（一般不大于10秒），检查油量（Q>10cc/100次）。
（8）注意事项
调整完毕后，将正时销调头安装，拧紧并帽，（拧紧力矩为3~5Nm）;但在发动机上安装好油泵后，必须再将正时销调头安装，拧紧并帽，拧紧力矩为25~35N.m）。
三、喷油泵的日常维护工作
对喷油泵实施正确的维护是保证柴油机正常工作的重要一环，常见的喷油泵的结构组成如图3、图4所示。
1、保证燃油质量和过滤效果
一般来说，柴油发电机对燃油滤清器要求远比汽油机高得多。因此，首先在使用时要选用符合要求牌号的柴油，而且至少经过48h沉淀；其次，加强对柴油滤清器的清洁保养，及时清洗或更换滤芯；最后根据作业环境条件及时对柴油箱进行清洗，彻底去除油箱底部的油泥及水分，柴油中的任何杂质都会对喷油泵柱塞、出油阀偶件及传动部件造成严重的腐蚀或磨损。
2、经常检查喷油泵的机油量及质量
每次启动柴油发电机前都应检查喷油泵内机油的量及其质量情况（靠发动机强制润滑的喷油泵除外），确保机油数量足够，质量良好，如果机油因混入水或柴油而变质，轻者造成柱塞及出油阀偶件的早期磨损，导致柴油发电机动力不足，启动困难，严重时造成柱塞及出油阀偶件的腐蚀锈蚀。由于油泵内漏、出油阀工作不良、输油泵挺杆与壳体磨损、密封圈损坏，都会使柴油漏入油池而稀释机油，因此应根据机油的质量情况及时更换，更换时要对油池进行彻底清洗，把油池底部的油泥等杂质清除干净，否则使用不长时间机油又会变质。机油的数量不可过多或过少，调速器内加油过多，易导致柴油发电机“飞车”，加油过少又将使润滑不良，应以机油尺或机油平面螺钉为准。另外当柴油发电机较长时间不使用时，一定要检查油泵油池中机油内是否有水、柴油等杂质，如有要立即更换，否则由于长时间存放，水分极易使柱塞、出油阀偶件锈蚀卡死而报废。
3、定期调整喷油泵提前角及间隔角
在使用时，由于联轴节联接螺栓的松动，凸轮轴及滚轮体部件的磨损，常导致供油提前角及各缸供油间隔角发生变化，使柴油燃烧变坏，柴油发电机的动力性、经济性变差，同时启动困难，运转不稳，发出异响及过热等。在实际使用中，多数驾驶员重视整体供油提前角的检查调整，却忽视了供油间隔角（涉及单泵供油提前角调整）的检查调整，导致整体调整后虽然第一缸供油正时，但其余各缸由于凸轮轴、滚轮传动部件的磨损等原因使供油并不一定正时，同样会导致柴油发电机启动困难、动力不足、运转不平稳，尤其对于使用时间较长的喷油泵来说，更要重视对供油间隔角的检查调整。
4、定期检查凸轮轴间隙
对喷油泵凸轮轴的轴向间隙要求很严，一般在0.03～0.15mm之间，该间隙过大，会加剧滚轮传动部件对凸轮工作表面的冲击，从而加大凸轮表面的早期磨损，改变供油提前角度；凸轮轴轴承轴、径间隙过大，易造成凸轮轴运转不平稳，油量调节拉杆抖动，供油量发生周期性变化，使柴油发电机运转不平稳，因此要定期检查调整。凸轮轴轴向间隙过大时，可在两侧加入垫片调整，径向间隙过大，一般要更换新品。
5、就机检查出阀偶件的密封
喷油泵工作一段时间，通过检查出油阀的密封情况可以对柱塞的磨损及油泵工作情况做粗略的判断，从而有利于确定修理及保养方法。检查时，拧开各缸高压油管接头，用输油泵之手油泵泵油，如此时发现喷油泵顶部油管接头有油流出，则说明该出油阀密封不良（当然如出油阀弹簧折断也会出现这种情况），如多缸出现密封不良现象，则应对喷油泵进行彻底调试保养，更换偶件。
6、使用标准的高压油管
喷油泵在供油过程中，由于柴油的可压缩性、高压油管的弹性，高压柴油会在管内形成压力波动，压力波在管内传递需要一定时间，为保证各缸供油间隔角一致、供油量均匀、柴油发电机工作平稳，高压油管的长度及管径是经过测算而选定的。因此当某缸高压油管损坏时，应用标准长度和管径的油管更换。而在实际使用中，由于缺少标准油管，用其它油管代用，不考虑油管的长度、管径是否相同，使油管长度及管径相差很大，虽然可以应急使用，但将导致该缸的供油提前角度及供油量发生变化，致使整机工作不平稳，因此在使用中一定要使用标准的高压油管。
7、定期检查键槽及螺栓的磨损
相关键槽及螺栓主要是指凸轮轴键槽、联轴节凸缘键槽（用联轴节传递动力的油泵）、半圆键以及联轴节固定螺栓。喷油泵凸轮轴键槽、凸缘键槽、半圆键由于长期使用，轻者发生磨损，使键槽变宽，半圆键安装不牢，供油提前角发生改变；重者键子滚落，导致动力传递失效，因此要定期检查，及时修复或更换已磨损的部件。
8、正确维护喷油泵的附件
泵体侧边盖、油尺、加油塞（呼吸器）、溢油阀、油池螺堵、油平面螺钉、油泵固定螺栓等，要保证完好无损，这些附件对喷油泵的工作起着至关重要的作用。如侧边盖可防止灰尘、水份等杂质的侵入，呼吸器（带滤网） 能有效防止机油变质，溢油阀保证燃油系统具有一定压力而不进入空气等。因此必须对这些附件加强保养，发现损坏或丢失要及时维修或更换。
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图3 机械式喷油泵结构图 |
图4 柱塞式喷油泵结构图 |
总结：
除了上述文章中的试验和调整方法，此外一定要注意，哪怕是同一型号的喷油泵总成，也很多参数需要重新调整。所以，喷油泵装配完成以后，并不等于喷油泵总成具有相同或相等的参数值（如多缸喷油泵总成的各缸每循环供油量值、各缸油量均匀度、供油始点——预行程、调速率、断油转速、开始起作用转速等），故必须经过调试，才能满足配套使用要求。 总之，喷油泵总成只有按康明斯公司技术要求经过严格调试后，才能满足柴油机的配套要求，使柴油机获得良好的性能指标。
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