船用柴油機(jī)噴油器的性能分析與維護(hù)

吳曉陽(yáng)

摘 要：本文首先對(duì)船用柴油機(jī)的噴油器性能的影響因素進(jìn)行分析歸納，總結(jié)出3個(gè)方面的影響因素。然后依據(jù)噴油器性能影響因素，提出了5個(gè)方面的維護(hù)管理措施，最后就柴油機(jī)噴油器在工作過(guò)程中出現(xiàn)的主要問(wèn)題提出了處理方法。

關(guān)鍵詞：噴油器;柴油機(jī);故障;維護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U66? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2022）01-0110-02

噴油器的主要作用是將來(lái)自噴油泵的高壓柴油以霧狀噴入燃燒室。相關(guān)研究表明，柴油在燃燒室內(nèi)主要是氣態(tài)方式燃燒，因此柴油的霧化質(zhì)量特別重要。柴油噴出以后的霧化情況反映了噴油器的性能是否良好。正確使用與維護(hù)噴油器可較好保持噴油器的工作性能，延長(zhǎng)噴油器的使用壽命，減少故障發(fā)生率，提高經(jīng)濟(jì)效益，以保證船舶的在航率和經(jīng)濟(jì)性。

1噴油器的性能分析

噴油器的噴油嘴端置于燃燒室內(nèi)，工作條件惡劣，受到高溫高壓、高速和燃燒氣體的腐蝕，并伴有針閥與針閥體座面之間的沖擊運(yùn)動(dòng)、高壓燃油的沖刷、燃油與噴孔之間的高速?zèng)_擊和機(jī)械雜質(zhì)的磨損，均可導(dǎo)致噴油器性能不良[1]。主要表現(xiàn)為：

1.1柴油霧化不良

噴油壓力不足、調(diào)壓彈簧彈力下降、噴孔直徑變大、滴油等都有可能導(dǎo)致霧化不良。特別是高壓柴油的不斷噴射沖刷，噴孔會(huì)因逐漸磨損而加大，導(dǎo)致噴油壓力下降、噴射距離縮短和可燃混合氣混合不均導(dǎo)致噴孔直徑超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，這也是一種正常的自然損耗現(xiàn)象。

1.2無(wú)法噴油

無(wú)法噴油是指柴油無(wú)法通過(guò)噴油器噴入氣缸，一般情況下主要取決于針閥偶件是否動(dòng)作。這種情況主要是由于針閥卡住或者彈簧失效斷裂。針閥卡住的主要原因是柴油品質(zhì)不過(guò)關(guān)，水分或酸性物質(zhì)含量超標(biāo)，造成針閥銹蝕;或者柴油機(jī)工作不良，針閥配合面出現(xiàn)積碳而相互粘結(jié)卡緊。噴油器在長(zhǎng)期的工作中，彈簧不斷地被壓縮，尤其是在高速機(jī)上，頻率很高，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)或者是在不正常的情況下工作，會(huì)使彈簧的沖擊加劇，最終金屬結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，導(dǎo)致彈簧的斷裂，也可使噴油器無(wú)法噴油。

1.3泄漏

如果是噴油器的內(nèi)部泄漏，往往同時(shí)伴隨噴油壓力下降或者噴油時(shí)間延長(zhǎng)，嚴(yán)重影響霧化質(zhì)量和燃燒效果。其主要原因是指針閥孔導(dǎo)向面磨損。

如果是外部泄漏，主要是指從噴油器內(nèi)部泄漏到燃油系統(tǒng)之外，常表現(xiàn)為噴油器與缸蓋的結(jié)合孔產(chǎn)生問(wèn)題。如果結(jié)合孔內(nèi)有嚴(yán)重積炭、銅質(zhì)密封圈不平、墊片厚度不當(dāng)，或者使用了石棉板或其他材質(zhì)墊圈，都會(huì)造成密封不良，從而使噴油器出現(xiàn)外漏[2]。

2 噴油器的維護(hù)管理措施

2.1正確拆裝噴油器

分解噴油器要按自上而下的順序，并且要求使用臺(tái)虎鉗和扳手，具體步驟是：先將噴油器的噴嘴向下夾緊在臺(tái)虎鉗上，而且要夾在軟金屬保護(hù)套上，防止擠壓變形;按照先后順序依次拆下調(diào)壓螺釘護(hù)帽、調(diào)壓螺釘與調(diào)壓彈簧;然后將噴油器反過(guò)來(lái)固定在臺(tái)虎鉗上，旋松固緊螺套，取出針閥偶件[3]。

對(duì)拆下來(lái)的細(xì)小部件和精密偶件，不得隨意堆放，要分組放置而且要放入干凈的柴油中清洗和保存，對(duì)針閥偶件還要進(jìn)行抽動(dòng)清洗。然后依次對(duì)零件進(jìn)行檢查，確定維修方案。安裝是拆卸的逆過(guò)程，值得注意的是油道孔要對(duì)齊，調(diào)壓螺釘不需擰得太緊，以便于在后期進(jìn)行檢查操作。

2.2保證柴油清潔

按照柴油機(jī)使用說(shuō)明書(shū)正確選用柴油，保證柴油的清潔性，絕對(duì)不允許存在任何的機(jī)械雜質(zhì)。機(jī)械雜質(zhì)對(duì)噴油器的針閥和閥座還有噴油泵的柱塞和柱塞套這一類(lèi)精密偶件磨損極為有害，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成這一類(lèi)配合偶件卡死。因此要求使用符合品質(zhì)要求的柴油，加強(qiáng)柴油濾清器的管理維護(hù)。不允許柴油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，也不允許長(zhǎng)時(shí)間無(wú)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，不然會(huì)導(dǎo)致噴油品質(zhì)不良，造成積炭迅速產(chǎn)生，致使噴油嘴咬死。

2.3保持柴油機(jī)最適宜的工作溫度

柴油機(jī)嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間的超負(fù)荷運(yùn)行，防止發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象。柴油機(jī)如果過(guò)熱，會(huì)使氣缸進(jìn)氣量減少，引起柴油機(jī)工作粗暴、功率下降，零件也會(huì)因潤(rùn)滑不良而加劇磨損或咬死。若柴油機(jī)過(guò)冷，會(huì)使柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)阻力加大，燃油蒸發(fā)困難，缸內(nèi)易形成腐蝕性物質(zhì)，從而使柴油機(jī)啟動(dòng)困難，功率下降，潤(rùn)滑不良和磨損加劇[4]。在日常維護(hù)管理中，保持正確的滑油油位和良好的滑油品質(zhì)非常重要?；陀臀贿^(guò)高會(huì)造成滑油消耗量過(guò)大，甚至在燃燒室內(nèi)形成積炭或膠質(zhì)沉積物，使噴油嘴出現(xiàn)問(wèn)題。

2.4保持合適的噴油正時(shí)

合適的噴油正時(shí)主要是指噴油提前角處于合理范圍，否則會(huì)造成柴油燃燒不良、冒黑煙，功率下降等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)將損壞噴油嘴。因此，當(dāng)柴油機(jī)工作一定時(shí)間后，或是在維修保養(yǎng)過(guò)程中拆裝過(guò)噴油泵，那就需要進(jìn)行噴油正時(shí)的校正。

2.5徹底清除積炭

積炭常發(fā)生的部位主要是燃燒室、進(jìn)排氣支管、噴油嘴等，會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)散熱不良、零件過(guò)熱、不正常燃燒等危害。在檢修時(shí)應(yīng)進(jìn)行積碳的徹底清除。

3 主要問(wèn)題的處理

在噴油器出現(xiàn)的許多故障中，針閥偶件損壞和噴孔的損壞所引起的故障據(jù)統(tǒng)計(jì)占了絕大多數(shù)[5]。因此應(yīng)重點(diǎn)對(duì)針閥偶件和噴孔提出檢修方法和措施。

3.1針閥偶件的檢修

針閥和針閥體中有卡滯現(xiàn)象，或針閥的密封錐面出現(xiàn)輕微的燒蝕以及磨損，就需要通過(guò)對(duì)針閥偶件進(jìn)行對(duì)研。研磨時(shí)盡量不要拍擊閥座，以減輕閥座的磨損，可用手工或?qū)⑨橀y柄部夾于軟金屬保護(hù)口的臺(tái)虎鉗上進(jìn)行對(duì)研。

針閥與針閥座之間出現(xiàn)磨損后可通過(guò)閥座的對(duì)研以保證密封性，研磨時(shí)可在針閥錐面的密封面上涂少量的研磨劑進(jìn)行。注意在插入針閥時(shí)不要將研磨劑粘到導(dǎo)向部分，以免導(dǎo)向部分過(guò)度磨損。用研磨劑研磨到最后，可用清潔滑油進(jìn)行對(duì)研，直到密封錐面出現(xiàn)0.20～0.25mm寬的明顯環(huán)帶，而且密封性符合要求為止。

針閥檢修完畢后，可放入70～80℃的干凈柴油中浸泡10min左右，再利用干凈的柴油對(duì)針閥偶件運(yùn)行清洗，清除內(nèi)部雜物。針閥是精密偶件，在維修過(guò)程中要輕拿輕放，不得與硬物相碰，否則其刮傷可能會(huì)導(dǎo)致偶件的直接報(bào)廢。對(duì)針閥偶件的維修，可以解決針閥偶件密封失效，針閥卡死，內(nèi)漏等這一類(lèi)的問(wèn)題。如果修理后經(jīng)檢查，噴油器沒(méi)有達(dá)到必需的技術(shù)要求，則整體換新。

3.2噴孔的檢修

當(dāng)噴孔堵塞時(shí)，可以用直徑0.15～0.20mm的鋼絲疏通。一般情況下，噴油器的噴孔因高壓油的沖刷等作用都有擴(kuò)大的趨勢(shì)。如果噴孔增大到原來(lái)孔徑的110%，則應(yīng)該換新。

3.3性能檢查

噴油器的性能檢查主要放在噴油器試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，檢查的項(xiàng)目主要為噴油的啟噴壓力和霧化質(zhì)量。

在試驗(yàn)臺(tái)上安裝好噴油器，反復(fù)按壓手柄建立油壓，同時(shí)觀察壓力表，記錄噴油壓力的數(shù)值。柴油機(jī)噴油器的啟噴壓力根據(jù)型號(hào)的差異而有所不同。如國(guó)產(chǎn)6135型柴油機(jī)噴油器的啟噴壓力范圍為17～18MPa之間。如果不滿足該壓力范圍的要求，可調(diào)整調(diào)壓螺釘?shù)念A(yù)緊力。某些進(jìn)口的柴油機(jī)機(jī)型也可以通過(guò)改變墊片厚度的方法來(lái)調(diào)壓，如德國(guó)MTU公司生產(chǎn)的12V183TE92型柴油機(jī)。柴油霧化質(zhì)量的檢查主要是觀察噴油器在噴油之前是否有滴油漏油現(xiàn)象，停油是否果斷，霧化是否均勻等[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

噴油器性能的好壞直接影響柴油機(jī)的性能指標(biāo)和工作狀態(tài)。作為船舶輪機(jī)人員，在平時(shí)柴油機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，要密切注意噴油器的性能，防止工作過(guò)程中出現(xiàn)跑油、滴油、漏油、堵塞等問(wèn)題，同時(shí)要做好5個(gè)方面的維護(hù)管理工作和針閥偶件、噴孔等主要部件出現(xiàn)問(wèn)題的處理，保障柴油機(jī)噴油器能夠安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]晏飛，杜雨辰，張建等.船用柴油機(jī)噴油器故障分析及維護(hù)方法[J]. 機(jī)械工程師，2015，12：208-210.

[2] 陳志洲.柴油機(jī)噴油器常見(jiàn)故障及檢修[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2015，3：36-38.

[3] 周明順. 船舶柴油機(jī)[M].大連：大連海事大學(xué)出版社，2019.

[4] 劉良睿.船用柴油機(jī)常見(jiàn)故障分析與排除[J].船舶物資與市場(chǎng)，2019，10：69-70.

[5] 齊秀全.船用柴油機(jī)噴油器常見(jiàn)故障分析[J].設(shè)備管理與維修， 2018，13：91-92.

[6] 李玉柱.試論柴油機(jī)噴油器的檢測(cè)及其維修[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件，2020，04：123-124.