4-5第五节 故障与维护管理

第五节故障与维护管理对喷油系统的科学维护管理，能够延长喷油设备的使用寿命，减小故障发生的概率，从而保证良好的喷油规律、放热规律，使柴油机平稳高效地运行。

除进行日常的清洁、检查等维护工作外，还应在定期拆检的过程中特别注意喷油系统的定时、定量的调节方法及设备的工作参数。

一、喷油泵的主要故障喷油泵的主要零件是柱塞套筒、阀及阀座两对精密偶件，因此喷油泵的主要故障大多发生在这两对零件上。

1．穴蚀在燃油喷射系统中，当某处的燃油压力下降到低于或等于该温度下的燃油中残留水分及部分轻馏分的汽化压力时，该处燃油就汽化而产生汽泡，随后气泡在压力波的作用下破裂，并激发出很强的冲击力，作用在金属壁面上。

这样反复地侵蚀，就会引起金属表面的穴蚀破坏，使喷油系统零件损坏。

柱塞穴蚀多发生在斜槽的上方，而且以在常用负荷时与回油孔相对的柱塞表面处最严重。

系统中易发生穴蚀的地点还有喷油泵阀与阀座的密封处，与回油孔相对应的泵体，高压油管内壁及喷油器针阀密封处。

高压系统中的穴蚀可通过选择等压卸载出油阀或新设计布置高压系统（减短高压油管缩小高压容积）来解决，低压系统中的穴蚀，可通过提高进油腔的燃油压力或在回油系统中设置缓冲器的方法来解决。

2．柱塞和套筒过度磨损、拉毛、卡紧和咬死柱塞和套筒的过度磨损会使密封性下降，造成喷油压力下降、雾化不良、各缸喷油量不均匀和燃烧恶化等问题。

并且喷油提前角会变小。

柱塞卡紧和咬死会引起油泵不能供油而使气缸停止工作。

造成卡紧和咬死的原因，大多是燃油净化不良，油中仍有杂质颗粒。

在个别情况下，也可能是安装不正确或间隙过小，或工作温度过高，温度变化过快所致。

当发现这种故障时，应立即查明原因，酌情换新，或者加以研磨、研配后继续使用。

3．阀和阀座磨损、阀杆卡紧和咬死阀和阀座磨损后，密封性下降，使高压油管中的剩余压力下降或造成喷油量的减小，影响雾化质量及燃烧过程。

造成阀和阀座过快磨损的原因，主要是燃油中有杂质、燃油的酸性腐蚀、撞击或阀面扭曲变形等。

阀杆卡紧和咬死可能是由于润滑不良、受热不均，也可能是阀杆及导套变形而引起。

这时将会因阀不能正确动作而发生相应的故障。

例如，阀杆在阀开启位置卡死，则回油阀不能关闭，使喷油泵停止供油。

二、喷油泵的检查与调整喷油泵的功能是定时、定量地向喷油器提供一定压力的燃油，所以对它的检查和调整也应着重在密封性、定时及供油量这三方面。

1．喷油泵密封性检查喷油泵密封性主要检查柱塞套筒偶件、出油阀偶件及进、出油阀。

（1）综合检查在排油管接头处装上压力表，用手摇动杠杆泵油，当油压达到说明书规定的压力时，停止泵油，保持柱塞位置。

观看压力表的压力。

如果在说明书规定的时间（一般为30s）内压力保持不变，则可认为喷油泵密封性良好。

否则，则为密封性不良。

当发现喷油泵密封性不良时，应根据喷油泵的构造，分别对出油阀和进、回油阀以及柱塞偶件进行检查。

（2）出油阀检查出油阀的密封性检查的步骤与综合检查相同，只是在油压达到说明书规定的压力时，让柱塞自然下行，以便专门检查出油阀的密封性。

（3）取出出油阀检查取出出油阀后，按综合检查的步骤进行检查，主要检查柱塞偶件及进、回油阀的密封性。

当发现过度磨损的零件时，应予换新。

偶件应研磨恢复。

2．供油定时的检查与调整标定工况下的最佳供油提前角由工厂试验确定、并注明在柴油机的说明书上，供油凸轮的安装以保证这个最佳角度为准。

但是，当使用的燃油品质变更时，供油提前角应重新调节；另外，当各缸发火不均匀时，要单独调整各Array缸提前角。

1）供油定时的检查（1）冒油法在采用冒油法检查喷油定时的时候，应拆去喷油泵上的高压油管。

将油门置于标定供油位置，先使油泵供几次油，待出油口冒油后，将出油口液面抹平。

然后按正车方向慢慢盘车，同时注意出油口液面。

当液面开始上升这一时刻飞轮上的刻度即为该缸的供油提前角。

此法多用于中小型柴油机，对于柱塞直图4-5-1 用照光法测量定时径较大、喷油时间较短的柴油机，由于此法容易出现较大的误差而不宜采用。

（2）照光法对大型回油孔终点调节式喷油泵，若套筒上有同样高的进、回油孔，可用照光法测量定时，如图4-5-1所示。

拆下泵体上与进回油孔相对应的螺钉，缓缓盘车，从油孔处用手电筒照明。

当柱塞上行刚好将回油孔遮住而看不到光线时，马上停止盘车，此时飞轮上指针所指示的刻度即为该油泵的供油始点，亦即供油提前角。

（3）标记法有些柴油机喷油泵的供油始点在泵体上装有固定和滑动标记。

盘车时，当从窗口处看标记对齐的瞬间，即为喷油泵的供油始点。

此时飞轮上指针所指示的刻度即为供油提前角。

2）供油定时的调节供油定时的调节有转动凸轮法、升降柱塞法及升降套筒法等三种。

（1）转动凸轮法凸轮轴是由曲轴带动的，两者之间存在着一定的定时关系，当凸轮与凸轮轴固定时，凸轮与曲轴之间亦有定时关系。

而当改变凸轮与凸轮轴的相对位置时，凸轮与曲轴的定时关系也就改变了，转动凸轮法就是以此为基础进行供油定时调整的。

凸轮轴、凸轮及油泵的相对安装位置见图4-5-2。

大中型柴油机中凸轮轴上的固定方法，新型柴油机普遍采用液压套合式，调整凸轮与凸轮轴相对位置的操作在第三章已作介绍。

老式柴油机有的采用端面齿定位、锁紧螺母压紧的方法实现。

当需调整凸轮与凸轮轴的相对位置时。

只要松开锁紧螺母，按需要转动凸轮后再上紧锁紧螺母即可。

顺着凸轮轴旋转方向转动凸轮，则供油提前角增大，反之则减小。

图4-5-3a）表示了转动凸轮法的调节原理。

图中曲线为凸轮升程与曲轴转角关系曲线，其中曲线1为凸轮位置未动时的升程曲线，曲线2为凸轮顺着凸轮轴旋转方向转动后的升程曲线，而曲线3为凸轮逆着凸轮轴旋转方向转动后的升程曲线。

从图中可以看出，当凸轮逆着凸轮轴旋转方向转动时，凸轮升程曲线向右平移一个角度；当凸轮顺着凸轮轴旋转方向转动时，凸轮升程曲线向左平移一个角度。

由于柱塞及套筒相对于凸轮的上下位置未变，柱塞的空行程（h o）及有效行程（h n）均未变；故转动凸轮法并不改变凸轮的有效工作段。

（2）升降柱塞法柱塞升降的具体做法参见图4-5-2。

在该喷油泵中，可调节顶头螺钉5来实现柱塞升降，由锁紧螺母6来紧固。

升降柱塞法多用于中小型柴油机回油孔调节式喷油泵。

升降柱塞，使得柱塞斜槽封闭回图4-5-3 供油定时调节方法原理图油孔的时刻发生变化，从而实现喷油定时的调整，图4-5-3b）所示为柱塞升高Δh后的定时变化情况。

由于柱塞升高，使柱塞斜槽封闭回油孔的时刻提前，故凸轮有效工作段由ab变为cd，供油提前角由β变为β1。

（3）升降套筒法升降套筒法与升降柱塞法类似，可用于回油孔调节式喷油泵。

图4-5-3c）所示为套筒升高Δh后定时变化情况，此时凸轮有效工作段由ab变为cd，供油提前角由β变为β1。

3．供油量检查与调整为保证油泵工作的可靠性与精确性，必须进行供油量检查与调整。

检查与调整主要包括停油位置和各缸供油均匀性两方面。

1）停油位置的检查与调节（零位检查）停油位置又称“0”位。

调节停油位置是为了当加油手柄放在停车位置时，使各喷油泵的供油量也为零，以保证实现可靠的停车。

回油孔式喷油泵的零位检查与调节较简单。

喷油泵油量调节齿条上的刻度表示供油量多少。

当燃油手柄放在停车位置时，只要各缸喷油齿条都处在小于刻度“2”处，就能保证实现可靠的停车（除非齿条与内部齿圈安装有误）。

当发现燃油手柄在停车位而齿条未处于“0～2”内时，应调整齿条与油量调节杆连接处的调节螺钉，使其处于“0～2”刻度内。

要保证回油阀式喷油泵的“0”正确，必须满足下列条件：对于始终点调节式喷油泵，在凸轮的一转中，其进、回油阀没有同时关闭的时刻，为可靠起见，当进油阀关闭，回油阀开启的高度要在0.8mm以上。

下面以Sulzer RND-M型柴油机喷油泵为例来说明回油阀式喷油泵的“0”位检查和调节方法。

拆去进、回油阀和柱塞上面的零件，将燃油手柄置于停车位置。

然后盘车，直到滚轮走到凸轮顶点为止。

此时进油阀在关闭位，将装在进油阀上的千分表读数调到“0”，如图4-5-4（1）所示。

继续进行盘车，直到滚轮回到凸轮基圆上为止。

此时，进油阀应在最高位置，泵柱塞处于最低位置，回油阀下有一间隙，回油阀落在阀座上。

这时，在柱塞和回油阀上各装一个千分表并将两表读数调为零，如图4-5-4（2）所示。

然后朝所需要的方向盘车，待进油阀关闭（阀上方表的读数达到0.02mm就可以认为该阀已关）时，停止盘车。

若此时回油阀上方表的读数在0.8mm以上，则说明在凸轮的一转中，两个阀没有同时关闭的时刻，即此喷油泵零位是正确的。

若此时间回油阀上方表的读数在0.8mm以下，则应改变回油阀杆下方的调节螺钉的长度进行调节。

2）供油量均匀性的检查和调节回油孔式喷油泵的供油量均匀性检查，首先要保证当燃油手柄处于标定供油位置时，各调节齿条上的刻度保持一定值，达到供油量理论上的大致均匀。

然后，起动柴油机，在其正常运转时，根据各缸热力参数以及所测得示功图进行最后调整。

回油阀式喷油泵，可直接测量柱塞的有效行程。

现仍以RND-M型柴油机喷油泵为例来说明回油阀式喷油泵供油量均匀性的检查和调节方法。

检查时要把燃油手柄置于标定供油量位置，做完图4-5-4（1）（2）两步后，滚轮已落在凸轮的基圆上。

再盘车，柱塞和回油阀顶杆上行，进油阀顶杆下行。

当进油阀上部的千分表读数为0.02mm时，停止盘车，这便是喷油泵几何供油始点，如图4-5-4（3）所示。

记下柱塞上部千分表的读数S1及飞轮上的读数β1。

继续盘车，待回油阀上方的表读数为0.02mm时，停止盘车，这便是喷油泵的几何供油终点，如图4-5-4（4）所示。

记下此时柱塞上方表的读数S2和飞轮上的读数β2。

S2-S1为柱塞有效行程，β1是供油提前角，而β2为供油终点角。

若各缸柱塞的有效行程一样，则各缸的供油量是一致的，然后根据运行时的热力参数进行最终调整。

若各缸柱塞的有效行程不一样，则可通过转动回油阀阀杆下的调节螺钉改变阀下顶杆长度来调节。

在调节过程中，应注意不要破坏已完成的供油始点及零位状态。

三、喷油器的主要故障由于喷油器的针阀偶件和喷油嘴距燃烧室较近而受高温及针阀与阀座撞击等特点，故这些部件较易发生故障。

1．针阀偶件的磨损、漏油和卡紧针阀偶件是喷油器中的精密偶件。

其工作条件除与喷油泵的柱塞偶件相同——在高压下针阀在针阀套中往复运动并保持良好的密封，但允许有微量漏油以润滑其配合面。

在工作中受到燃油的腐蚀作用及燃油中所含杂质的擦伤——外，还承受燃烧室高温及针阀落座时的撞击。

针阀偶件一般采用耐磨性好、韧性好、疲劳强度高以及高温下有足够硬度的材料制成，如滚珠轴承钢、低碳合金钢等。

其加隙。

另外，针阀与针阀座之间也应有良好的密封性，其密封锥面上的密封环带宽度不宜太宽或太窄，通常以0.3mm～0.5mm最佳，而且此环带应位于针阀锥面的上边缘（如图4-5-5a所示），以保证针阀升起时有足够大的燃油流通面积，减小节流损失。