船用柴油機(jī)噴油器故障及檢修淺析

陳文捷

摘要:柴油機(jī)是船舶的心臟,而噴油器又是柴油機(jī)的主要部件,它的工作狀態(tài)直接影響到柴油機(jī)的工作性能。因此,了解和掌握噴油器故障產(chǎn)生的原因、特征及排除方法是很重要。

關(guān)鍵詞:噴油器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)檢查調(diào)節(jié)

中圖分類(lèi)號(hào):TK42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)04(c)-0107-01

1噴油器的作用與要求

噴油器的作用是將噴油泵在一定時(shí)刻所供給的高壓燃油霧化成細(xì)微的燃油顆粒噴入氣缸,并分布到整個(gè)燃燒室中,使燃油的顆粒與空氣進(jìn)行良好的混合而形成可燃混合氣體。當(dāng)噴油器工作不良時(shí),會(huì)使柴油機(jī)起動(dòng)困難,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)冒黑煙,功率和經(jīng)濟(jì)性下降,轉(zhuǎn)速不穩(wěn)。出現(xiàn)噪音、“敲缸”、甚至滅火停車(chē)等現(xiàn)象。

柴油機(jī)對(duì)噴油器的工作要求是很?chē)?yán)格的。要有一定的噴油壓力,噴射距離(即射程)還要有一定的噴霧錐角,噴霧情況要良好,噴出的柴油顆粒既細(xì)小,又大小均勻。并能分布到整個(gè)燃燒室中,還應(yīng)與噴油泵協(xié)同一致。使之噴射,確保截然地死始和結(jié)束。

2噴油器種類(lèi)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

噴油器的種類(lèi)很多,當(dāng)前船舶柴油機(jī)中,絕大多數(shù)采用的是液壓?jiǎn)㈤y式噴油器(又稱(chēng)閉式)。這種噴油器的結(jié)構(gòu)情況對(duì)柴油機(jī)工作的影響,主要在于其前端核心部位的針閥和針閥體。液壓?jiǎn)㈤y式噴油器按噴孔數(shù)目可分為單孔噴油器和多噴孔噴油器兩種。

單孔噴油器只有一個(gè)噴孔,位于噴油嘴中央。噴孔直徑相對(duì)較大,啟閥壓力較低,噴油壓力相對(duì)較低,霧化質(zhì)量較差,多用于小型高速柴油機(jī)上。多孔噴油器有多個(gè)噴孔,可在噴油嘴頂端均布,或置于噴油嘴頂端單側(cè)。其孔徑相對(duì)較小,啟閉針閥的瞬時(shí)及噴油過(guò)程的噴油壓力較高,霧化質(zhì)量較好。其噴注形狀應(yīng)與燃燒室形狀匹配。多用于船用中、低速柴油機(jī)。

3噴油器故障分析及排除方法

噴油器位于燃燒室頂部,直接暴露在高溫高壓可燃混合氣體中,工作溫度高,工作條件差。熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷常常會(huì)引起針閥偶件密封不良、燃?xì)饣馗Z,甚至停止工作,此外,噴油器工作狀況的好壞,直接影響柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、排放、可靠性等。因此,對(duì)噴油器常見(jiàn)故障進(jìn)行分析及排除是十分必要的。

噴油嘴主要損壞形式是磨損。首先主要發(fā)生在針閥錐面和針閥體座面、針閥偶件圓柱配合面上;其次是針閥體端面腐蝕和噴孔的孔徑擴(kuò)大和失圓。這對(duì)精密偶件出現(xiàn)的問(wèn)題較多,噴油器經(jīng)常發(fā)生磨損的部位有密封錐面、噴孔、針閥與針閥孔導(dǎo)向面。

(1)針閥錐面和針閥體座面的磨損是由于噴油器彈簧的沖擊與柴油中雜質(zhì)的沖刷所致。密封錐面磨損后會(huì)使錐面密封環(huán)帶接觸面加寬、錐面變形,光潔度降低。其結(jié)果造成噴油嘴滴油,噴孔附近形成積炭,甚至堵塞噴孔。滴油嚴(yán)重的噴油嘴,在工作中還會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)的敲擊聲,導(dǎo)致柴油機(jī)工作不均勻,排氣冒黑煙等。排除的方法為:拆開(kāi)噴油器,在針閥頭部沾少許氧化鉻細(xì)研磨膏對(duì)錐面進(jìn)行研磨,然后用柴油洗凈,最后裝入噴油器進(jìn)行性能檢測(cè)。若性能檢測(cè)不合格,則需更換針閥偶件。實(shí)際維修過(guò)程中,特別要注意不要將研磨膏粘到針閥孔內(nèi),維修中如沒(méi)有研磨膏也可用牙膏或機(jī)油替代。

(2)針閥偶件圓柱配合面是由于柴油中含有雜質(zhì)所致。磨損大部分發(fā)生在導(dǎo)向部分的下端,使針閥導(dǎo)向部分表面呈細(xì)微的軸向劃痕。其結(jié)果使噴油嘴的回油量增多,噴油量減少,噴油壓力降低,噴油時(shí)間延遲,噴油霧化不良和滴油,并造成積炭。這種狀態(tài)下,柴油機(jī)既不能全負(fù)荷工作,也會(huì)造成起動(dòng)困難。為防止針閥及針閥孔導(dǎo)向面磨損,應(yīng)按時(shí)保養(yǎng)柴油濾清器,經(jīng)常排放濾清器和油柜內(nèi)的沉淀油,以防灰砂雜質(zhì)的侵入而加速針閥偶件的磨損。對(duì)于磨損嚴(yán)重的針閥,應(yīng)及時(shí)更換新的針閥偶件。

(3)針閥體端面噴油嘴噴孔的直徑一般在0．12mm～0．8mm,噴孔直徑擴(kuò)大是由于高壓柴油夾帶的雜質(zhì)長(zhǎng)期沖刷的結(jié)果。噴孔磨損后孔壁上出現(xiàn)細(xì)密的軸向溝痕,噴孔加大和失圓,導(dǎo)致噴油壓力下降,噴射距離縮短,柴油霧化不良,缸內(nèi)積碳增多。針閥體噴孔周?chē)袝r(shí)會(huì)產(chǎn)生積炭,不僅影響燃油霧化,也會(huì)使針閥體過(guò)熱而損壞。針閥體積炭時(shí),可用銅絲刷清除。噴孔堵塞時(shí)可用通孔工具清通。通孔時(shí),應(yīng)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)工具,切勿用力過(guò)猛,以免通絲針折斷在噴孔內(nèi)。

通過(guò)加強(qiáng)柴油機(jī)噴油器的故障分析及排除工作,能有效降低柴油機(jī)的故障率。噴油器的故障會(huì)直接導(dǎo)致柴油機(jī)工作不正常,但柴油機(jī)的故障并非都由噴油器引起。因此,對(duì)噴油器故障的判斷應(yīng)仔細(xì),不可貿(mào)然對(duì)噴油器進(jìn)行拆檢,從而破壞其加工與裝配精度,造成不必要的損失。此外,為減少?lài)娪推鞴收?延長(zhǎng)噴油器的使用壽命,平時(shí)應(yīng)做好對(duì)噴油器的維修、保養(yǎng)工作。

4柴油機(jī)噴油器的檢查和調(diào)節(jié)

根據(jù)柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,必須堅(jiān)持對(duì)噴油器進(jìn)行定期的預(yù)防性檢查和不定期的診斷性檢查。檢查中如有發(fā)現(xiàn)不適之處,必須隨時(shí)加以維修和調(diào)節(jié),以保證噴油器始終具有良好的霧化質(zhì)量。檢查內(nèi)容包括啟閥壓力、霧化質(zhì)量和針閥偶件密封性三項(xiàng)。

(1)噴油器啟閥壓力的檢查和調(diào)節(jié)。啟閥壓力是指針閥在燃油壓力作用下克服調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力而開(kāi)啟的最低噴射壓力,對(duì)霧化質(zhì)量影響很大。故所有柴油機(jī)都規(guī)定了噴油器的啟閥壓力,一般為20MPa～35MPa,啟閥壓力的檢查,是把噴油器固定在高壓油管接頭上,并把截止閥打開(kāi)。打開(kāi)噴油器放氣閥,用手搖桿泵油,當(dāng)放氣閥處有油溢出時(shí),關(guān)閉放氣閥急速泵油幾次,讓柴油沖洗噴孔等處。然后用手搖桿緩慢泵油,開(kāi)始噴油時(shí)的壓力就是噴油器的啟閥壓力。如此值與規(guī)定值不符,則可通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)行調(diào)節(jié),直到滿(mǎn)意為止。

(2)噴油器密封性的檢查。

噴油器密封性檢查包括針閥與針閥體圓柱面和針閥與閥座錐面兩處密封性的檢查。

噴油器針閥與針閥套密封性的檢查,是在油壓升至略低于啟閥壓力下,觀察其油壓降落速度。若超過(guò)規(guī)定范圍則說(shuō)明針閥與針閥套間隙過(guò)大,密封性不良,產(chǎn)生漏油。

針閥錐面與針閥座密封性,也是在上述試驗(yàn)裝置上進(jìn)行檢查。此時(shí)可在油壓升至接近噴油器啟閥壓力時(shí),以每分鐘10次的速度壓油,使油壓緩慢上升,直至噴油為止。然后觀察看噴嘴附近是否有滴油現(xiàn)象。噴油滴油是針閥與閥座不良配合,噴孔周?chē)休p微潮濕則為密封良好。

(3)噴油器的霧化試驗(yàn)。

噴油器的霧化試驗(yàn),是通過(guò)觀察噴出的油束的的形狀、數(shù)目,噴霧的細(xì)度和均勻度,霧炬的長(zhǎng)度和擴(kuò)散錐角,始噴和停噴的敏捷程度以及停噴后噴孔周?chē)臐駶?rùn)程度等來(lái)判斷霧化的好壞。良好的霧化質(zhì)量是噴注符合要求,各油束分布均勻,沒(méi)有局部密集現(xiàn)象或油滴漏出。每次噴油從開(kāi)始到終了都很迅速、明確、利落、并發(fā)出清脆的“吱吱”聲,在連續(xù)噴油后無(wú)滴油現(xiàn)象。對(duì)于霧化質(zhì)量不佳的噴油器,如確定是因針閥錐面密封不良所致,可用少許研磨劑調(diào)合機(jī)油仔細(xì)涂在錐面處研磨。如發(fā)現(xiàn)噴孔堵塞時(shí),可先用煤油浸泡,然后用略小于噴孔直徑的鋼針疏通。若孔徑因磨損而增大,一般當(dāng)增大10%時(shí)就應(yīng)予以換新噴油器。

參考文獻(xiàn)

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