|
故障检修与技术维护 |
电控喷油器常见故障现象、原因分析及检修方法 |
摘要：所谓柴油机的故障是指柴油发电机各部分的技术状态，在工作一定时间后超出了允许的技术范围。其中，喷油器是柴油机的主要部件，它的工作状态直接影响到柴油机的工作性能。因此，了解和掌握喷油器工作原理、结构、以及故障产生的原因、特征及排除方法是很重要，详细内容请阅读康明斯公司在本文中主要讲述喷油器常见故障现象、原因分析和检修方法。
一、电控喷油器结构组成
喷油器作用是燃油从高压接头经进油通道送往喷油器，并经过进油节流孔进入阀控制室，而阀控制室经由电磁阀控制的回油节流孔与回油孔相通，原理如图1所示。喷油器由孔式喷油嘴、液压伺服系统、电磁阀等组件构成，如图2所示。
1、喷油器外壳
外壳位置如图2所示，主要包括进油孔和回油孔。
2、喷嘴
喷嘴部分如图2所示，包括针阀和喷油孔。
|
图1 柴油机喷油器工作原理图 |
图2 电控喷油器结构示意图 |
3、电控系统
喷油器内部装有整套的线圈组件。
（1）控制阀组件
为实现最小的反应时间和最小的能量消耗，其要求如下：
① 控制阀要尽量轻；
② 控制阀的行程要尽量短；
③ 控制阀排量的影响达到最小。
这意味着控制阀在关闭状态下要达到液压平衡。只用一支预紧力很小的弹簧保证控制阀与其底座的连接。抬升阀体只需要克服弹簧的阻力。
（2）过渡板
控制室内有控制针阀的小孔，包括控制室和三个喷射控制量孔以及针阀上面的复位弹簧。
NPO：针阀通道量孔，位置如图3所示；
INO：进油量孔，位置如图3所示；
SPO：溢油量孔，位置如图4所示。
|
图3 柴油机喷油器进油孔示意图 |
图4 柴油机喷油器溢油孔示意图 |
二、喷油器常见故障原因
1、喷油器的磨损
喷油器（以轴针式为例）经常发生磨损的部位是：密封锥面、轴针、导向部分及起雾化作用的锥体（倒锥体）等。
（1）密封锥面的磨损
针阀锥面与针阀体锥面的磨损是由于喷油器弹簧的冲击与柴油中杂质的作用所致，密封接触面位置如图5所示。磨损后使锥面密封环带接触面加宽、锥面变形、光洁度降低，其结果造成喷油嘴滴油，喷孔附近形成积炭，甚至堵塞喷孔。滴油严重的喷油嘴，在工作中还会出现发出断续的敲击声，柴油发电机工作不均匀，排气冒黑烟等现象。
（2）轴针与喷孔配合部分的磨损
轴针与喷孔配合部分的磨损是由于高压柴油夹带的杂质冲刷所致。磨损后使轴针磨成锥形（靠近喷孔头部磨损大些），喷孔扩大，喷油声音变哑。其结果造成喷雾质量不好，喷油角度改变，使柴油燃烧不完全，柴油发电机排气冒黑烟，并在喷孔附近、活塞及燃烧室内形成大量的积炭，同时柴油发电机功率下降。
（3）导向部分的磨损
导向部分的磨损是由于柴油带入杂质的作用所致。磨损后使导向部分磨成锥形（下端磨损大）。其结果使喷油器的回油量增多，供油量减少，喷油压力降低，喷油时间延迟（喷油特性曲线如图6所示）。最终导致柴油发电机启动困难（因为启动时转速低，柱塞供油时间增长，而大大地增加了回油），不能全负荷工作（因为它得不到全负荷的油量）。由于回油，造成喷油压力降低使喷油雾化不良，滴油和导致积炭，进而造成密封锥面密封不良等后果。起雾化作用的锥体的磨损一般较慢，它的磨损是由于柴油（夹带杂质）的射流冲击所致。因为射流的冲击打在锥体的中部，所以锥体的中部磨损较大，这样便使喷雾锥角增大，柴油射程缩短，而被喷到燃烧室壁上，形成油膜，不能及时完全地燃烧，造成与滴油情况相似的不良后果。
如密封锥面和针阀导向部分用眼睛能察觉出伤痕，说明零件表面已有磨损。针阀导向部分如有暗黄色的伤痕时，表明针阀过热变形而拉毛。当密封锥面仅有轻微磨损时，可研磨修复。当喷孔边缘破碎时，就必须更换。
图5 喷油器控制阀组件密封结构示意图 |
图6 柴油机喷油器喷油特性曲线图 |
2、喷油嘴卡住
（1）喷油嘴卡住的主要原因
① 喷油器与气缸盖上的喷油器安装孔间的铜垫不平，密封不严；喷油器安装歪斜，在工作中漏气，使喷油嘴局部温度过高而烧坏。为此，喷油器安装到气缸盖上去时，要注意将固定喷油器的两个螺母分两到三次对称均匀地拧紧，并拧到规定力矩，不要用力过小或过大。不使喷油器歪斜，紫铜垫圈要平整、完好，更不要漏装以防漏气。但这个密封紫铜垫圈只能安装一个，多装了就改变了喷油嘴装入的深度，使喷射的柴油与空气混合不良，冒黑烟。
② 喷油器没有定期保养和调整喷油压力。
③ 喷油嘴内由于柴油带进来的杂质或积炭而使针阀卡住。
④ 喷油嘴针阀锥面密封不严，渗漏柴油。当其端面因渗漏柴油而潮湿时，就可能引起表面燃烧。燃烧的热量直接影响喷油嘴，从而使喷油嘴烧坏。
⑤ 柴油发电机的工作温度过高，也能使针阀卡住。
（2）分析与处理措施
① 针阀如果在开启状态时卡住，则喷油嘴喷出的柴油就不能雾化，也不能完全燃烧。此时就会有大量冒黑烟现象发生。未燃烧的柴油还会冲到气缸壁上稀释机油，加速其他机件的磨损。如果针阀在关闭状态卡住，喷油泵的供油压力再大，也不能使针阀打开，那么这个气缸就不能工作。总之，不管针阀是在开启状态卡住，还是在关闭状态卡住，都会使柴油发电机工作不均匀，并使功率显著下降。
② 针阀在关闭状态卡住时，还会在燃烧系统中产生高压敲击声。这时可根据喷油泵发响的位置，利用停止供油的方法检查，或立即停止运转检查，以免顶坏喷油泵的机件。
③ 喷油嘴卡住后不一定全部报废。有时用较软的物体（如木棒等）除去针阀上的积炭，并用机油进行适当的研磨后，仍可继续使用。若喷油嘴卡住后拔不出来，可将喷油嘴放入盛有柴油的容器内，并将其加热至柴油沸腾开始冒烟时为止。然后将喷油嘴取出，夹在台虎钳上用一把鲤鱼钳（钳口应包块铜皮等软物）夹住针阀用力拔，一面拔，一面旋转，反复多次即可将喷油嘴针阀拔出。
如果需更换新的喷油嘴时，应把新的喷油嘴放在80℃的柴油里煮几十分钟，等喷油嘴偶件内的防锈油溶解后，再用清洁柴油清洗。如果只清洗而不煮，就不能完全洗净喷油嘴偶件内的防锈油，工作时容易使针阀积炭、胶结甚至卡住。
3、喷油很少或喷不出油
（1）主要原因
① 由于柴油不清洁或积炭，喷油嘴堵塞，而不能喷油。这时应用粗细合适的铜丝疏通喷孔和油道，并用压缩空气吹净。
② 油路中有空气、燃油系统漏油严重、喷油泵工作不正常等都会引起不喷油或喷油很少。
③ 喷油压力调得过大、针阀与针阀体配合太松、针阀卡住等都会使喷油嘴不喷油。
（2）分析与检查
喷油很少或不喷油对柴油发电机的影响与前述供油过少或不供油相同。
检查的方法是用启动机启动一下柴油发电机（对可用手摇启动的柴油发电机而言，用摇手柄转动曲轴即可），将油门放在供油位置，将手放在高压油管上面或仔细倾听，如高压油管中有脉动或喷油嘴和高压油管内发出“咣、咣”的声音，表示喷油嘴有油喷出；如无脉动或响声，则证明喷油器有故障。
4、喷油质量不好
喷油质量不好包括：喷油嘴雾化不良，喷雾形状不对，不能迅速停止喷油（停止后仍有滴油现象）等等。
（1）雾化不良的原因：
① 调整喷油压力的弹簧弹力减弱或折断，使喷油压力过低。
② 喷孔磨损、积炭堵塞或烧坏。
③ 针阀与针阀体密封不严。
④ 有积炭将针阀卡住，或由于过热使针阀咬在打开的位置上而雾化不良。
（2）喷雾形状不对的原因：
① 喷油嘴的喷孔和轴针磨损不均或喷孔处有积炭。
② 喷油压力过大或过小。
（3）不能迅速停止喷油（滴油）的原因：
① 调整喷油压力的弹簧弹力减弱或折断，使喷油压力过低。
② 针阀与针阀体不密封。
③ 针阀被积炭胶住或卡住在打开的位置。
④ 出油阀关闭不严或出油阀减压环磨损。
喷油质量不好使混合气形成不好，燃烧不完全，致使柴油发电机启动困难，启动后输出功率下降、耗油量增加、转速不稳，柴油漏入曲轴箱中冲稀机油，排气冒黑烟，低速时容易使柴油发电机停车，有时还产生敲击声。
检查的方法：在柴油发电机运转过程中，采用断缸法（用旋具撬住某一缸的柱塞弹簧），如某缸经停止供油后，机器运转无变化，但排黑烟减少，即该缸喷油质量不好。应将该缸喷油器卸下，放在喷油器实验台上进行检查，或将喷油器卸下后，在外面仍接在本柴油发电机喷油泵的高压油管上，将喷油泵侧盖卸下，用旋具撬动柱塞弹簧座，做泵油动作，检查喷油嘴喷油情况。喷油质量不好，应将喷油器拆散检查和调整，拆散时应先放在汽油中浸润后拆散，再放在木块上磨去积炭。磨损过大的喷油嘴应更换。
5、喷油压力过高或过低
柴油机喷油器的燃油压力和喷射压力曲线分别如图7、图8所示。
（1）喷油压力过高的主要原因：
① 调压弹簧压力调整过大。
② 针阀粘在针阀体内。
③ 喷孔堵塞。
（2）喷油压力过低的原因：
① 调压弹簧压力调整过小或折断。
② 调压螺钉松动。
③ 针阀导向部分与针阀体间隙过大或针阀锥面密封不严。
④ 喷油嘴与喷油器体接触面密封不严。
这时应进行相应的调整和修理。喷油器喷油压力在各机说明书中都有明确规定，不应随便调整得过高或过低，否则将造成柴油发电机各缸工作不均匀、功率下降甚至导致燃烧室及活塞等零件的早期磨损。一般来说，喷油压力如果调整过低将使喷油的雾化情况大大变坏，柴油消耗量增加，不易启动。即使启动后排气管也会一直冒黑烟，喷油嘴针阀也易积炭。喷油压力调整过高也不好，此时往往易引起机器在工作时产生敲击声，并使功率下降，同时也容易使喷油泵柱塞偶件及喷油器早期磨损，有时还会把高压油管胀裂。
|
图7 喷油器燃油压力曲线图 |
图8 电控喷油器喷射压力曲线图 |
三、喷油器调试
重新装配喷油器的后，应进行测试，检查其喷油量、喷雾形状和喷射角度等参数是否正常。若发现异常情况，需要重新检查和调整，直至喷油器的工作正常。
1、喷油压力的检查与调整
喷油器洗净后，应装在喷油器试验器上测试开始喷油压力和喷射雾化质量。
测试前，应操纵喷油器试验器手柄反复多次做压油动作，使喷油器和高压油管内完全充满柴油，然后再缓慢压油（以50次/min为宜），同时观察压力表。当压力表的读数开始下降时，即为喷油器开始喷油压力（开启压力），其值应符合标准。若开启压力的值不符合标准，应根据结构拧动调压螺钉或更换调整垫圈加以调整，调整后将锁紧螺母拧紧并再次测试开启压力，直到符合要求为止。
2、喷射质量检查
喷射质量检查包括喷雾形状、断油干脆程度和喷雾锥角的检查。最常用的检查方法是目测喷雾形状，倾听喷雾声响，检查喷雾锥角。
检查喷雾形状时，以3~5次/s的速度压手柄（相当于喷油泵怠速时的泵油速度）。这时喷出的油雾应是细小均匀的，不允许有肉眼可分辨出来的线条状油流或断续飞溅的较大油粒。放慢手柄速度（1次/s）时，喷雾颗粒会变粗，但基本仍应保持发散而成油雾状，不允许呈线条状油流。对于多孔式喷油器，各喷孔应形成一个雾化良好的小锥状油束，各油束间隔角应符合原厂规定。
3、密封性检查
检查阀座密封性时，可操纵喷油器试验器手柄，使其油压保持在比开始喷油压力标准值小2MPa的位置10s，这时喷油嘴端部不应有油滴流出（稍有湿润是允许的），且油压从19.6 MPa下降到17.6 MPa的时间在10 s以上。如时间过短，可能是油管接头处漏油、针阀体与喷油器体平面配合不严、密封锥面封闭不严、导向部分磨损造成间隙过大等原因造成的。
总结：
在喷油器进行组装前，务必确保各个零件干净无油污，避免污染喷油器内部。然后按照喷油器的组装顺序，将各个零件逐步安装到位，确保装配的准确性和稳定性。此外，在组装过程中，注意使用适量的润滑剂，以减少零件之间的摩擦。通过上述对喷油器检修和维护，可以有效保证喷油器的性能和使用寿命，提高柴油发电机组的工作效率和经济性。同时，检修过程中需要注意安全，避免在喷油器工作时造成意外伤害。希望本文对您有所帮助。
----------------
以上信息来源于互联网行业新闻，特此声明！
若有违反相关法律或者侵犯版权，请通知我们！
温馨提示：未经我方许可，请勿随意转载信息！
如果希望了解更多有关柴油发电机组技术数据与产品资料，请电话联系销售宣传部门或访问我们官网：https://www.11fdj.com
- 上一篇：移动电站柴油发电机组的性能设计
- 下一篇：核安全级柴油发电机组的设计依据
