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故障检修与技术维护 |
康明斯PT喷油泵供油不平均不足量和时间提前过晚的原因 |
摘要：喷油泵是柴油发电机燃油供给系统的重要部件。喷油泵将产生的高压柴油，按柴油发电机的工作顺序、负荷大小，定时、定量、均匀地通过喷油器供给各气缸。喷油泵被视为柴油发动机的“心脏”部件，它一旦出问题会使整个柴油发电机工作失常。康明斯公司现将柴油发电机喷油泵供油时间的调整及常见故障排除方法叙述如下，供柴油发电机维修人员参考。
一、燃油系统组成
柴油喷射系统其主要有直列柱塞式喷油泵系统、分配式喷油泵系统、泵喷嘴系统和电控共轨系统等。柱塞泵(pistonpump，plungerpump)是液压和气动传动中重要工作部件。柱塞泵属于容积式泵，往复泵。柱塞泵通过柱塞在柱塞缸体中作往复运动，改变密封工作腔容积来实现吸油或压油，造成柱塞缸体中密封容积的变化而产生的压力差而使流体介质进行工作。
柱塞泵一般分为单柱塞泵、卧式柱塞泵。按柱塞排列方式不同分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵。单柱塞泵结构组成主要有偏心轮、柱塞、弹簧、缸体、两个单向阀。柱塞与缸体孔之间形成密闭容积。偏心轮旋转一转，柱塞上下往复运动一次，向下运动吸油，向上运动排油。泵每转一转排出的油液体积称为排量，排量只与泵的结构参数有关。
1、径向柱塞泵
径向柱塞泵按柱塞径向排列平面数分为单排、双排和三排三类，每排最多可排列七个柱塞。全封闭的泵壳既可以安装在油箱里面，也可安装于油箱外部，根据用户要求，泵可以制有一个出口，也可以制有几个独立的出口，各出油口的输出流量和允许工作压力由与各输出油口相连的柱塞数量和直径决定。
2、轴向柱塞
轴向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与缸体中心轴平行的柱塞泵。轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的，它对液压油的污染较敏感，结构较复杂，造价较高。油泵工作时间较长，负荷较大或长时间空泵，或配合间隙过小，润滑不良，温度过高等原因均可造成柱塞卡死。
电控共轨单柱塞油泵的转动部件一般是由柴油机的曲轴通过一组传递动力的正时齿轮来驱动的，使柱塞按一定规律供油进行运转。轴承是单柱塞高压油泵的重要部件，如果轴承出现游隙，则不能保证油泵内部各磨擦副的正常间隙，同时也会破坏各磨擦副的静液压支承油膜厚度，降低油泵轴承的使用寿命。据油泵制造厂提供的资料，轴承的平均使用寿命为10000h，超过此值就需要更换新口。拆卸下来的轴承，没有专业检测仪器是无法检测出轴承的游隙的，只能采用目测，如发现滚柱表面有划痕或变色，就必须更换。
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KTA19康明斯发动机的PT喷油泵位置图 |
二、喷油泵供油不均
1、喷油泵供油不均匀的原因
（1）各分泵柱塞与套筒磨损不一致。
（2）有的柱塞黏住或其弹簧折断或弹力不足。
（3）有的调节齿圈或调解叉的固定螺钉松脱或调节齿圈与齿杆或调解叉与调节臂磨损不均而不一致。
（4）出油阀偶件磨损严重或弹簧折断。
（5）喷油泵凸轮与滚轮体不均匀地磨损。
（6）滚轮体调整螺钉调整不当或松动。
（7）机件故障引起的供油不均匀。
① 柴油发电机经长期使用，由于喷油泵驱动联轴节松旷或间隙过大，驱动齿轮磨损、侧隙增大，也会影响各缸供油均匀度。另外，高压油管接头因频繁振动或拧紧力不够的渗漏，以及拧紧力过大使接头金属脱落并堵塞油管，同样会引起各缸供油量的不均匀。
② 在喷油泵和调速器弹簧中，其中受力较强、变形较大、工作频率较高的当属柱塞弹簧。所以其折断频率也较高。轻者喷油量减少、各缸喷油量不均、各缸喷油间隔时间超差、喷油开始时间延迟；重者供油间断甚至不能供油。
2、故障诊断与排除方法
（1）检查方法一般运用断缸法：对单体式喷油泵柴油发电机而言，把某一缸的手泵把提起，使某一缸不工作，看频率表下降的程度，看各缸不工作时，频率下降是否一致，若不一致就说明两缸喷油泵供油不均匀。对组合式喷油泵而言，比如135系列柴油发电机，断缸的方法是用一个大螺钉旋具把某一缸的柱塞弹簧顶起即可，检查方法与单体式喷油泵是一样的，也就是看频率表下降的程度，各缸是否一致。
（2）打开喷油泵侧盖，检查该缸分泵柱塞是否黏住、弹簧是否折断，调节齿圈或调解叉固定螺钉是否松脱、滚轮体调整螺钉是否松动。（3）若上述均无问题，则应拆下喷油泵，检查柱塞偶件、调节齿圈与齿杆或调解叉与调节臂的配合间隙以及凸轮轴与滚轮体等磨损情况，并进行检修与调试。
三、喷油泵不喷油或喷油量不足
1、故障原因
（1）喷油泵凸轮轴断裂或联轴节主动盘或被动盘连接键损坏。
（2）供油齿杆卡死，使柱塞不能转动或转动量过小。
（3）油量调节齿圈（或调节叉）固定螺钉松动，使柱塞滞留在不供油位置上。
（4）柱塞卡住或柱塞弹簧折断，使其丧失泵油作用。
（5）柱塞偶件磨损严重。
（6）挺杆与柱塞间隙过大。
（7）出油阀卡死或其弹簧折断。
（8）出油阀密封不良。
（9）溢油阀密封不良或其弹簧折断。
2、故障诊断与排除方法
（1）接通起动机，查看喷油泵输入轴和凸轮轴是否转动，若不转动说明联轴节或凸轮轴或连接键已断裂或损坏，应进行修复。
（2）喷油泵转动正常，打开喷油泵侧盖，检查供油调节拉杆是否总处在不供油位置，供油调节齿圈（或调解叉）固定螺钉是否松脱，使柱塞滞留在不供油位置上，柱塞与柱塞套筒是否咬死。
（3）若上述均无问题，拆下高压油管，扳动手油泵，观察出油阀是否密封。若出油阀溢油，说明出油阀密封不良或其弹簧折断。应研磨出油阀偶件或更换出油阀偶件或出油阀弹簧。
（4）若喷油泵喷油量不足，主要原因是柱塞与套筒磨损严重或溢油阀密封不良。应更换柱塞偶件或溢油阀弹簧。
检查喷油泵柱塞磨损、柱塞弹簧折断和出油阀密封性的方法如下：
① 当断开某一缸高压油管后，如柴油发电机转速无变化，说明该缸工作不良。然后，把油门拉杆置于中速位置，用手指堵住高压油管端面的出油孔，立即记下时间，直到手指堵不住，柴油喷出来为止，看需要几秒钟。再把工作较好的某一缸的高压油管拆下，用同样的方法检查，并记下时间，两者比较一下如相差较大，说明时间长的那个缸的柱塞磨损。如断开某缸的高压油管后，柴油发电机转速无变化，且高压油管无油喷出或喷油极少，说明该缸柱塞弹簧折断。这时只需打开侧盖，用旋具上下拨动柱塞弹簧便可发现。
② 检查出油阀密封性，可将柴油发电机熄火，由下端断开所有高压油管，然后用手油泵泵油，如出油阀压帽无油冒出为正常。若出油阀压帽往外冒油，说明出油阀密封性不良，可进一步检查出油阀弹簧和密封圈。
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PT燃油系统原理图 |
四、喷油泵供油时间的调整
喷油泵的开始喷油时间和供油均匀度是在发动机上进行调整的。喷油开始的时间是以改变摇臂挺杆的长度来实现的。调整时应使相应缸泵喷油器处于不工作位置（排气门开启时），用专用的卡尺测量挺杆端面至泵喷油器体上平面的距离，其值应符合规定值。如不符合，应调整摇臂挺杆的高度，以达到要求的规定。如果挺杆的高度大于规定值，则需旋出挺杆。反之，如挺杆的高度小于规定值，则需旋进挺杆。这样便会改变柱塞相对于套筒上小孔的位置，从而改变喷油时间。
1、供油时间过早
（1）供油时间过早的原因：
① 联轴器的连接盘固定螺钉松动而位移（此原因会使总的供油时间过早）；
② 喷油泵挺柱上调整螺钉调整不当或走动；
③ 个别出油阀关闭不严。
（2）不良影响
① 当供油时间过早时，汽缸内发出有节奏的清脆的“当、当”金属敲缸声，启动困难，柴油发电机工作不柔和、功率不足、排气冒白烟并有“生油”味，低速时容易停车。
② 检查时可卸下第一缸高压油管，转动曲轴，注意观察喷油泵上出油阀紧座中的油面，在油面刚刚波动的瞬间，从飞轮上的供油定时刻线和飞轮壳上记号，看柴油发电机的喷油提前角是否符合规定。若不符合，应重新调整。有必要时再逐缸检查。
③ 供油时间过早时，汽缸内发出有节奏的清脆的“噹、噹”金属敲缸声，启动困难，
④ 柴油机工作不柔和、功率不足、排气冒白烟并有“生油”味，低速时容易停车。
（3）调整方法
检查时可卸下第一缸高压油管，转动曲轴，注意观察喷油泵上出油阀紧座中的油面，在油面刚刚波动的瞬间，从飞轮上的供油定时刻线和飞轮壳上记号，看柴油发电机的喷油提前角是否符合规定。若不符合，应重新调整。有必要时再逐缸检查。
2、供油时间过晚
（1）供油时间过晚的原因：
① 联轴器的连接盘固定螺钉松动而位移；
② 喷油泵挺柱上调整螺钉调整不当或走动；
③ 喷油泵驱动齿轮、挺柱、凸轮、柱塞与套筒等磨损过大等。
（2）不良影响
喷油时间过晚时，柴油发电机启动困难，启动后汽缸内发出低沉不清晰的敲击声，柴油发电机的转速不能随着油门加大而提高，机温高、功率下降、油耗增加、冒黑烟。
（3）调整方法
其检查方法与检查供油时间过早的方法相同。
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