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性能特点和作用说明 |
电控喷油器回油量、气缸缺火检查和试验步骤 |
摘要：喷油器和燃油泵是柴油机燃烧系统中的核心部件，对于柴油机的性能和经济性具有重要影响。为了保证柴油机的正常运行和延长使用寿命，对燃油系统进行故障检修是必要的。因此，柴油机燃油系统的检修步骤旨在培养维修工掌握燃油系统的检修技能，了解燃油系统的工作原理和油路分布，以及熟悉喷油器的检修流程和注意事项。
一、 燃油系统作用与油路
1、燃油供给系统的功用
康明斯供油系统的核心部件喷油泵是单体的，与传统的机械式喷油泵相比，在结构形式上主要不同是每个油泵都是独立的，分别安装在柴油发电机气缸体上，对应每一气缸在气缸体上有安装单体泵的孔，六缸柴油机就有六个单体泵，（四缸柴油机就有四个单体泵），这六个单体泵是由整个柴油发电机的凸轮轴来驱动，也就是说单体泵一般作为整体部件装在柴油机的气缸体上，由配气凸轮轴上的喷射凸轮驱动。而传统的六缸柴油机的机械式喷油泵是布置在整机缸体的外侧，通过外部托架固定在柴油发电机缸体上，在喷油泵泵体内，有一根凸轮轴，专门驱动六套柱塞，通常称作一台喷油泵。
（1）在适当的时刻将一定数量的洁净柴油增压后以适当的规律喷入燃烧室。喷油定时和喷油量各缸相同且与柴油发电机运行工况相适应。喷油压力、喷注雾化质量及其在燃烧室内的分布与燃烧室类型相适应。
（2）在每一个工作循环内，各气缸均喷油一次，喷油次序与气缸工作顺序一致。
（3）根据柴油发电机负荷的变化自动调节循环供油量，以保证柴油发电机稳定运转，尤其要稳定怠速，限制超速。
（4）储存一定数量的柴油，保证发电机组的最大供油量。
2、 低压油路
低压油路中压力的稳定对柴油发电机的功率输出是至关重要的。在柴油发电机出现功率不足的情况时，应首先测量低压油路的压力，测量位置为低压油路外部接头处。P≥4.5bar，在柴油发电机转速为1500r/min时。其工作过程为：
柴油从柴油箱出来，经过燃油输油泵进入柴油滤清器过滤之后，非电控机型则进入铸在缸体内的低压油室，回油也在此油室内，低压油室的压力为5bar。电控柴油发电机柴油从柴油滤清器出来之后，从外部接头进入连接电控单体泵的金属低压油路，每个泵都单独与外面的燃油进油管连接。
燃油回油通道铸在气缸体上，如图2所示。低压油路内的燃油从单体泵经过很短的高压油管到喷油器，当压力达到220bar时，喷油器开启，将燃油呈雾状喷入到燃烧室，与空气混合而形成可燃混合气。从柴油箱到金属燃油管接头这段油路中的油压是由燃油输油泵建立的，而输油泵在柴油发电机额定转速下的出油压力一般为5bar左右，故这段油路称为低压油路，只用以向单体泵供给滤清的燃油。从单体泵到喷油器这段油路中的油压是由单体泵建立的，为1600bar左右。由于输油泵的供油量比单体泵的出油量大10倍以上，大量多余的燃油经限压阀和回油管流回柴油箱，并且利用大量回流燃油驱净油路中空气，有自动排气功能。
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燃油系统低压油路系统图 |
图2 柴油发电机供油系统工作流程图 |
二、柴油机气缸缺火检测
所谓缺火通俗的讲就是缺缸、断缸、不点火、燃烧不良。广义上讲由于可燃混合汽比过浓或过稀、发动机机械原因（汽缸压力是否达到标准）故障等引起的点火能量小、燃烧质量差、燃烧不完全或完全不燃烧的一种不正常的燃烧状况。主要表现在发动机启动抖动、加载有突突声和无力感、排出的尾气刺鼻恶臭并伴有发动机故障灯点亮。
1、温度指示剂标记法
如果发动机出现的症状显示喷油器可能无法点火，进行以下检查：
注：当症状仅出现在发动机低怠速或冷机运行时，此步骤可能不会有效。
（1）操作发动机至正常工作冷却液温度80℃。
（2）关闭发动机，并让排气歧管冷却10分钟。
（3）使用204℃温度指示剂（康明斯零件号3165163）在所有排气歧管端口表面做标记，如图3所示。标记必须尽可能地靠近缸盖，但不能直接作在排气歧管的安装法兰上。
（4）起动发动机，并轻载短时间运转。发动机不要重载运行，运行时间也不要过长，否则结果会不准确。
注：不推荐使用温度指示剂诊断气缸过热故障。
（5）如图4所示。如果204℃标记熔化，则颜色会消失，标记处仅会呈透明釉状。这表明气缸工作温度在204℃以上；如果204℃标记未熔化，标记颜色保持不变。这表明气缸工作温度没有达到或超过204℃，表明可能存在喷油故障。
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图3 柴油机温度指示剂标记 |
图4 柴油机气缸缺火试验步骤. |
2、康明斯故障诊断仪
此测试必须在发动机停机至少5分钟后进行。
如果发动机配备CM2150 ECM（如图5所示），用一块不起毛的布盖住螺塞。将高压燃油管最后一个喷油器的螺塞松开1/4至1/2圈。不必拆下螺塞以释放压力。连接INSITE™电子服务工具，然后通过监测燃油油轨压力核实燃油压力是否下降。
3、喷油器测试仪试验法
如果发动机出现的症状显示喷油器不发火，使用喷油器测试仪（零件号2892293）进行以下检查：
（1）通过4针接头将工具线束插入喷油器测试工具。
（2）通过9针接头将工具线束插入发动机线束。
（3）核实喷油器测试工具的黄色就绪指示灯是否点亮。如果没有点亮，核实9针接头的供电。如果点亮，继续步骤。
（4）将钥匙开关转到ON（接通）位置。
（5）通过2针接头将工具线束插入喷油器。
（6）完全按下并松开喷油器测试工具的“按下以开始测试”按钮。
（7）如果绿色合格指示灯点亮，则喷油器工作。
（8）如果红色故障指示灯点亮，则喷油器出现故障，必须更换。
重复步骤（5）和（6）测试所有喷油器。
4、红外测温仪测量法
使用红外测温仪进行缺火试验。如果发动机出现的症状显示喷油器不发火，进行以下检查：
（1）操作发动机至正常工作冷却液温度80℃。
（2）一旦发动机到达正常工作温度，继续操作发动机并进行以下检查。
（3）使用红外测温仪（零件号3164487）或等同工具测量并记录排气歧管端口的表面温度，如图6所示。
注：尽可能靠近缸盖，且在每个排气歧管端口的相同位置测量是非常重要的。
（4）如果排气歧管端口表面温度比所有排气端口的平均表面温度低40℃（对于电动喷油器），则表明可能是喷油器发生了故障。
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图5 柴油机电子控制模块CM2150 ECM |
图6 柴油机排气温度测试 |
三、电控喷油器回油量试验
喷油器之所以回油量大，主要是因为内部存在高压泄露，当柴油由高压急速降到低压的过程当中会释放大量的热量，这些热量会随着柴油回流方向逐步传递给喷油器各零部件。而喷油器的电磁铁是回油必经之路，因此，一般情况下只要测量电磁铁表面温度状况就可以鉴别出喷油器内部泄露状况。
1、电控喷油器回油流量测试
（1）从位于发动机左排的回油歧管块上拆下喷油器回油软管。仅拆下回油歧管缸体端的软管，如图7所示。
（2）测试期间，必须盖好回油壳体中的活接头，防止燃油泄漏。可以用零件号3164801或等同物盖好活接头。
（3）将喷油器回油软管接入一个量筒中以便收集回油流。量筒的容量必须至少为300 ml[10 oz]，外形如图8所示。
（4）断开各个单独的2针喷油器电气接头（QSK38为12针，QSK50为16针）。采用QSK38、QSK50和QSK60（CM850模块化共轨系统）故障诊断和排除手册（公告号4021533）中的下述步骤。
（5）在回油软管接入量筒的情况下，按照10秒钟的间隔以最小150 rpm的转速马达盘车发动机30秒。
注意：起动马达不要过热。否则可能损坏起动马达。
（6）30秒钟的马达盘车循环内收集的燃油量必须少于表1所示的油量。
表1 测得的电控喷油器回油流量
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发动机
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容量
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QSK38
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150 ml [5 oz]
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QSK50
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200 ml [6.75 oz]
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（7）拆下阳性接头上的盖，然后将回油软管安装到回油壳体上。
（8）拧紧软管。扭矩值：45 n•m[33 ft-lb]。
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图7 喷油器回油软管拆除 |
图8 喷油器收集回油量筒 |
2、电控喷油器回油流量隔离测试
（1）排放LTA冷却系统的冷却液。
（2）拆卸进气歧管。
（3）通过连接到回油壳体上的回油管将回油软管安装到1号LB气缸上的空心螺栓位置。QSK38和QSK50的回油软管的零件号是4918679。
（4）将喷油器回油管回油软管的一端插入一个小号量筒内，收集回油。
（5）断开各个单独的2针喷油器电气接头（QSK38为12针，QSK50为16针），如图9所示。采用QSK38、QSK50和QSK60（CM850模块化共轨系统）故障诊断和排除手册（公告号4021533）中的下述步骤。
（6）在回油软管接入量筒的情况下，按照10秒钟的间隔以最小150 rpm的转速马达盘车发动机30秒，如图10所示。记录所收集的燃油量。
（7）调换1 LB和2 LB气缸之间的回油软管和空心螺栓。
（8）将喷油器回油管回油软管的一端插入一个小号量筒内，收集回油。
（9）按照10秒钟的间隔以最小150 rpm的转速马达盘车发动机30秒。记录所收集的燃油量。
（10）重复上述步骤，记录两排所有气缸的回油流量。如果任何气缸上的喷油器的泄漏量高于隔离喷油器回油流量：15ml；0.5fl-oz，则更换喷油器。
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图9 喷油器电气接头断开 |
图10 柴油机回油流量试验的转速和时间 |
总结：
总结起来，柴油机喷油器的检修目的在于培养维修工掌握喷油器的工作原理和构造，掌握喷油器的检修技能，熟悉喷油器的检修流程和注意事项。通过学习，可以提高对柴油机喷油器的理解和掌握，为今后从事柴油机维修和保养工作打下坚实的基础。在维修过程中，严格按照操作规程进行操作，不仅要注重技术操作的准确性，还要注重操作的规范性和效率，以提高工作效率和质量。
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