柴油机故障快速诊断与维修要点
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1.2 机械柱塞式喷油系统的检查与调整

重要提示 在柴油机的使用与维修过程中,对机械柱塞式喷油系统的检查与调整(如喷油提前角、喷油量、喷油器喷射压力等)是热点维修服务项目,这些项目常常需要在现场进行。虽然电控柴油机已经不再需要人工调整喷油提前角,但在用的使用机械柱塞式喷油泵的柴油机数量仍然很多。因此,对于柴油机维修服务人员来讲,掌握燃油系统检查与调整技术及相应的调整技巧是非常实用且必需的。

(1)喷油提前角的检查与调整

喷油提前角的检查与调整是柴油机现场故障诊断时的重点工作之一。柴油机的喷油提前角是机械柱塞式喷油泵燃油系统的重要调整参数,当拆卸喷油泵或柴油机出现某些故障现象后,一般需要对喷油提前角进行检查与调整。

喷油提前角出现问题时有两种情况:即喷油提前角过大(提前过多)和过小(提前过少)。喷油提前角过大和过小,都将对燃烧效果产生不良的影响。

喷油提前角过大(即提前过多),此时气缸内的压缩压力和温度都较低,不利于燃油与空气的混合和燃烧。此时将导致出现柴油机工作粗暴,排烟异常(低速冒白烟、重负荷冒黑烟)、功率不足、排气管滴油等问题。喷油提前角过小,也会导致柴油机后燃严重,柴油机整体温度高、排气管烧红、排气冒黑烟、功率不足等严重问题。

注意:喷油提前角的具体数值一般在柴油机的使用说明书和标牌上均有标示。

①就机供油正时的检查 喷油泵固定在柴油机上,可能因为各种情况造成供油正时变得不准确,这时就需要就车检查供油正时,基本步骤如下。

第一步:首先确认第1缸上止点(旋转曲轴至第一缸压缩冲程上止点)。

第二步:在确认上止点后,如果曲轴减振器或皮带轮上没有供油提前角FB标记时,则先要将喷油提前角度单位(α—曲轴转角)换算成长度单位(L,mm),从上死点开始,按曲轴旋转方向标出与喷油角度相应的长度单位的标记(图1-13)或使用(磁力)刻度盘标出供油开始的标记。

图1-13 皮带轮上止点标记

OT—上死点;FB—喷油提前角

第三步:反向旋转曲轴至大约在该缸压缩上止点前的90°左右。

第四步:拆下喷油泵上的第一缸高压油管,装上一特制毛细玻璃管(如图1-14所示;如果没有这个专用工具,则可直接观察)。

图1-14 喷油提前角调整观察装置

第五步:将油门拉杆放到最大油门位置,用手油泵泵油,使喷油泵内部油腔中充满柴油。

第六步:顺时针缓慢旋转曲轴并注意观察毛细管内液面的变化(如果没有毛细玻璃管,则直接观察该缸出油口孔的液面);当毛细管内的液面(或高压泵出油口液面)瞬间上升时,即表示供油开始;此时观察飞轮(或皮带轮、减振器)上的指针位置,如果不是希望的供油提前角度(或尺寸),则需要进行相应的调整。

第七步:松开喷油泵联轴器上的喷油泵驱动轴紧固螺栓(图1-15),顺时针转动曲轴至相应的供油角度位置。

图1-15 喷油泵弹性联轴器结构简图

第八步:顺时针转动喷油泵驱动轴至毛细管内的液面开始瞬间上升时,紧固喷油泵驱动轴紧固螺栓。

第九步:复查喷油提前角度是否在标准范围内(转动曲轴检查,重复前述第一~六步的调整步骤);如果合适,调整结束,反之则按上述步骤重新调整。

温馨提示 如果柴油机飞轮或皮带轮上没有现成的上止点和喷油提前角标记,则可以按图1-16所示在飞轮或皮带轮上自行标注标记。

②弧长L的计算方法 在很多情况下,某些柴油机皮带轮或飞轮上没有上止点刻度。此时,需要将喷油提前角α转换为长度单位(弧长)L,并在皮带轮或减振器上做出相应的标记(如图1-16所示的OT和FB)。具体计算方法如下:

L=3.14Dα/360

式中,D为皮带轮或减振器直径,mm;α为喷油提前角、曲轴转角,(°);L为喷油提前角(OT—FB)弧长,mm。

图1-16 在皮带轮或其他圆盘上做标记

③喷油提前角的其他调整方法 喷油提前角除了上述的检查调整方法外,还有下列相对简单的调整方法:

a.转动泵体调整。如果检查所得的喷油提前角与标准喷油提前角相差较小时,可以用转动泵体的方法微调喷油提前角,方法如下(图1-17):

第一步:松开全部高压油管。

图1-17 转动泵体调整喷油提前角

1—喷油泵体;2—弧形槽;3—三角形凸缘盘;4—连接螺钉

第二步:适当松开喷油泵的紧固螺栓。

第三步:根据需要将喷油泵体顺时针或逆时针(向左或向右)转动一个角度。如将泵体逆着驱动轮的旋向转动一个角度,就可使供油提前角增大(θ加大);如将泵体顺着驱动轮旋向转动一个角度则可使供油提前角减小(θ减小)。

b.转动泵轴调整。某些用联轴器驱动的喷油泵,在与喷油泵驱动轴连接的连接盘上有一个开槽(图1-18),用一个螺栓将其与喷油泵凸轮轴紧固在一起。

图1-18 喷油泵弹性联轴器示意图

1,2—弹性钢片;3—泵轴紧固螺栓

调整供油提前角时,可松开连接盘上的紧固螺栓(图1-18所示件3),用梅花扳手或其他工具将喷油泵凸轮轴顺旋向转动一个角度,便可增大供油提前角;逆旋向转动一个角度,则可减小供油提前角。调整完后,拧紧连接盘上的固定螺栓3即可。

用以上方法调整喷油提前角后,都需要进行仔细的复查。准确无误后,重新紧固一遍所有松动过的紧固螺栓。注意,这一点很重要。

c.压缩空气调整法。在条件具备时,也可以使用压缩空气来检查并调整喷油提前角(图1-19),具体方法如下:

图1-19 喷油提前角的压缩空气检查调整法

第一步:拆除喷油泵第1缸出油阀压紧套,取出出油阀及弹簧。

第二步:在喷油泵进油口处接上空气进气管。

第三步:将油门拉杆放置在运行位置。

第四步:打开空气源,适当调整空气压力,直到玻璃容器中可以看到均匀的小气泡为止。

第五步:沿柴油机旋转方向旋转柴油机的曲轴,并注意观察瓶中气泡的变化;当气泡停止产生时,立即停止转动;此时检查柴油机曲轴飞轮或皮带轮上的指示标记位置,是否在规定的范围内;如果喷油正时正确,指示标记位置与上止点间的距离(或角度)应该就是喷油提前角的标准度数。

第六步:如果结果正确,重复检查一次,结果仍然正确,说明该机喷油提前角没有问题。

第七步:如果检测结果不满足要求,则需要进行相应的调整:按柴油机旋转方向转动柴油机曲轴至第一缸压缩行程上止点前的某个角度(该柴油机的标准喷油提前角度——事先做好的标记),拧松喷油泵紧固螺栓,用手顺时针或逆时针转动喷油泵体,直到从标准试验喷油器的溢流管内流出的燃油从稳定流束变为每分钟1~2滴为止,然后拧紧固定相关螺母或螺栓。

第八步:至少重复上述步骤两次以上,以确定喷油提前角的完全正确。

第九步:从喷油泵上拆下相关测试装置,装回出油阀及其他零部件,按要求的力矩紧固出油阀压紧座及相关螺母。

(2)供油量不均的现场检查与调整

如果柴油机各缸的供油量不均,有的缸供油量过大,有的缸供油量过小,将会影响柴油机工作的平稳性,必须拆下喷油泵在专用的试验台上进行检查调整。但是,如果没有试验台而又必须进行供油量不均的检查,也可就车对被怀疑缸的供油量进行粗略的检查。具体检查调整方法如下:

①准备两个玻璃量筒待用。如果没有合适的量筒,可用两个相同的小瓶代替。

②拆下供油量过大(或过小)的某缸与喷油器连接的高压油管接头。

③再拆下供油量正常的另一缸与喷油器连接的高压油管接头。

④将两个油管端头分别插入两个量筒(或小瓶)内,如图1-20所示。

图1-20 喷油量的就机检查

⑤用起动机带动柴油机转动使喷油泵泵油。

⑥当量筒(或小瓶)内有一定的柴油时,将量筒放在水平台上比较油量的多少,便可确定供油量是否过大或过小。

⑦供油量的现场调整。供油量的现场调整可通过改变喷油泵油量调节拉杆(或齿杆)上的拨叉(或齿圈)的相对位置进行;P型泵和FM型泵可通过转动法兰套筒或法兰柱塞套筒进行。也可以通过改变供油齿条的有效行程进行就车调整。在操作过程中,根据经验总结,应特别注意的是:

a.松开拨叉(或齿圈、法兰套筒或供油正时校正器)的固定螺钉,微量移动便可改变供油量,切不可移动过大,否则难以调整准确。对于P型泵,油量调整时可以松开柱塞套的两个紧固螺栓,适当转动柱塞套的位置即可,如图1-21所示。

图1-21 P型喷油泵油量的调整

b.每次调整后,必须拧紧固定螺钉才能开机试验。

c.在对供油量过小进行调整时,油量增加后不得高于标准供油量。这是因为调整是在低速下进行的,低速时,由于漏油等诸多因素的影响,允许的不均匀度较大(30%);但高速时受节流作用等因素影响,允许的不均匀度较小(3%)。如果在低速时增加后的油量高于标准供油量,高速时将会有较大变化,甚至超过额定供油量。

d.如果在同一柴油机上最大供油量与最小供油量相差较大,不要急于调整,可先将两分泵的出油阀对调安装,进行检查比较,这样做有时也可改变供油量。若对调后没有改变供油量,则需对两分泵逐一进行调整。

e.采用比较法调整供油量,操作必须谨慎细致。

(3)柴油机转速的现场检查与调整

在某些特殊情况下,需要现场检查并调整柴油机的空转转速,简要介绍如下。

①最高空载转速的检查 因为有效功率等于有效转矩与曲轴转速的乘积。所以,额定转速直接影响柴油机的输出功率。怀疑额定功率不足是因额定转速的下降而引起的时,应就车检查额定转速是否降低。现代汽车柴油机多数装有转速表,可借助于转速表确认。

具体做法是:柴油机的冷却液、机油量应足够,低压油路系统的油道应畅通;将柴油机运转升温至80℃以上,再将油门踩到底,柴油机空转使转速表指针稳定在某一转速值时,迅速松开油门,此转速值就是最高空转转速,可近似认为是额定转速值。

对于车用机械调速柴油机而言,最高空载转速一般应达到额定转速的8%~10%(如柴油机额定转速为2000r/min,则最高空载转速应该为2160~2200r/min),过高或过低都属于不正常。

如果柴油机的最大空载转速过高或过低,可以通过调整喷油泵上的高速限位螺钉(图1-22)。

图1-22 喷油泵上调速螺钉的位置

特别注意 柴油机最高空载转速时的运转时间不宜过长,以免损坏柴油机。

②怠速转速的检查 最低稳定转速是柴油机可以稳定运转的最低转速,中小功率的车用柴油机的最低稳定转速一般为600~650r/min。怠速是柴油机启动后预热运转时的转速,预热怠速转速要高于最低稳定转速,一般为750~850r/min。如果此转速过低,柴油机就容易低速熄火。

检查调整方法:柴油机启动后,将油门推回零油门位置,观察转速表显示的转速数值,如果柴油机的怠速低于上述数值,则需要调整喷油泵上的怠速限位螺钉。

(4)喷油泵整体供油量不足的现场调整

在某些特定条件下,柴油机可能出现喷油泵整体供油量不足的现象。此时,柴油机表现为动力不足。在排除了低压油路因素后,可对喷油泵进行整体加大油量调整。

具体做法是:在柴油机喷油泵的前端,有一个伸出部分,如图1-23所示。一般称为油量校正器——也称为冒烟限制器,其用途是在某些特定条件下加大(适当超载)或减小(最大扭矩点后)喷油泵的供油量,以保证柴油机特殊负荷变化时不至于黑烟滚滚或动力瞬间不足。

图1-23 喷油泵油量校正器的位置

当柴油机需要现场进行油量调整时,首先停机,然后松开校正器的外部螺套,可看见内部有一个双螺母并紧的螺栓,松开外侧紧固螺母后,适当拧进或拧出内侧螺母,即可减小或加大喷油泵的整体供油量。

注意:该装置一般是用铅封封死的,如果不熟悉,则不要进行随意拆卸或调整。在调整过程中,柴油机必须处于停机状态。

(5)机械式喷油器的检修

柴油机喷油器将燃油雾化,并分布在燃烧室内与空气混合的部件。它主要由喷油嘴和喷油器组成,喷油器在气缸盖上的安装位置与角度取决于燃烧室的设计。喷油器的喷雾特性包括雾化粒度、油雾分布、油束方向、射程和扩散锥角等。这些特性应符合柴油机燃烧系统的要求,以便使混合气形成和燃烧更加完善,并获得较高的功率和热效率。

①喷油器的检修 喷油器针阀偶件在长期的工作中,由于受到高压油的冲刷、机械杂质的研磨和压力弹簧的落座等联合作用,会使针阀和阀体的配合表面受到磨损,从而引起喷油前的泄漏和断油后的滴油的现象,造成雾化不良、燃烧不完全、炭烟剧烈增加、积炭严重。所以,对喷油器必须进行定期维护。

a.喷油器的解体。首先应将喷油器从柴油机的气缸盖下卸下(注意:从气缸盖上拆下喷油器时,应使用如图1-24所示的专用工具进行拆卸),进行简单的外部清洗,然后逐个解体、检验、检查并重新组装(或换件组装),以防止不同喷油器的相同零件在组装时互相掺混。

图1-24 喷油器拆卸专用工具

注意:拆卸喷油器时,应做好喷油器安装缸的记号,以便复装时对号入座。

重要提示 在从柴油机气缸盖上拆卸喷油器时,如果没有如图1-24所示的专用工具,则需要使用合适的呆扳手(开口扳手)卡住喷油器上部的合适部位,反复左右晃动,待喷油器在安装孔内左右晃动自如后,再边晃动边往上拔,并缓慢取出喷油器。这是避免在拆卸过程中损坏喷油器的有效方法。绝对不允许采用使用榔头之类的(硬质)物件敲击喷油器上部的方法强行取出喷油器。

将喷油器从柴油机气缸盖上拆下来后,将喷油器的喷孔向下夹紧在台钳上,拆下调压螺钉护帽、调压螺钉及弹簧并清洗干净。再将喷油器调头(喷油嘴朝向)固定在台钳上(图1-25),松开偶件紧固螺套,卸下喷油嘴偶件,做必要的清洗后进行下面的检验。

图1-25 喷油器的分解

b.喷油嘴针阀偶件的检测。首先目测针阀和阀体的配合表面不得有烧灼或腐蚀现象,针阀的轴针不得有变形或其他损伤。然后作滑动性试验时,需将阀体倾斜60°左右(图1-26),将针阀吊出约1/3行程后放开,针阀应能靠其自重平稳而自如地下滑;然后转动针阀到不同位置,重复上述操作。

图1-26 针阀偶件的滑动性检测

如果针阀在某些位置下滑不畅或卡滞,可仔细检查是否有拉伤或锈蚀,酌情研磨修复或更换针阀偶件(即喷油嘴总成)。

c.喷油器的组装。在认真清洗喷油器本体、油道及相关部件后,将调压弹簧、调压螺钉部分组装在一起。此时,不宜将调压螺钉拧得太紧,以便于后期性能检查时的排气和整体清洗。然后将喷油器外体固定在台钳上,将可用的或新的喷油嘴放在干净的柴油中,来回游动针阀仔细清洗。之后将喷油嘴按定位要求扣在结合面上,使用专用套筒和扭力扳手拧紧喷油嘴紧固螺套(图1-27),然后进行相应的喷油压力等检测工作。

图1-27 喷油器的组装

重要提示 喷油器上喷油嘴的紧固外螺套的拧紧力矩并不是越紧越好,一般为40~50N·m即可,拧紧过度可能造成喷油嘴针阀偶件的异常损坏。另外,喷油器的拆卸和组装是一项十分精细的工作,必须注意场地的清洁和清洗油品的清洁,绝对不能使用不干净的柴油或其他代用油清洗喷油嘴偶件。如果使用汽油清洗喷油嘴偶件,则清洗完成后必须涂抹干净的润滑油或放入干净的柴油中,确保针阀偶件不在没有润滑的条件下反复拔出和插入,以免造成偶件的划伤和拉伤。

d.喷油压力的检查。检查时,将喷油器装在试验仪上,上下反复压动试验仪上的手柄,在喷油器喷射正常后,连续而缓慢地压动手柄,观察试验器上的压力表读数(图1-28)。当读数开始下降时,即为喷油器的开启压力。其数值应符合柴油机的技术要求。否则就要调整。喷油器的调压方法,大多数是通过调整调压螺钉改变调压弹簧的预紧力来实现的;也有部分机型通过改变垫片的厚度来实现调压。

图1-28 喷油器试验器

e.喷油器压力的调整。对于有喷油压力调整螺钉结构的喷油器,喷油器开启压力的调整相对简单,只要适当转动调整螺钉即可。下面简要介绍更换调整垫片的方法。

在确认喷油嘴的喷油压力有问题后,需要更换喷油嘴并调整喷油压力。首先将喷油器分解,取出喷油嘴和调整垫片(图1-29和图1-30),按需要操作。如果压力偏大,则减小调整垫片的厚度;反之则加大调整垫片的厚度。

图1-29 机械喷油器结构简图

图1-30 喷油器压力调整垫

此类喷油器的喷油开启压力调整,可能需要反复多次进行才能获得满意的喷油压力。部分柴油机的喷油压力见表1-6。

重要提示 如无合适厚度的调整垫圈,可以用机械加工与磨削的方法获得。绝对不能为了省事而使用诸如易拉罐之类的铝质垫圈。否则调整出来的喷油压力即使是当时准确,但只要柴油机经过短时间的运转后,就会导致喷油压力迅速下降到致使柴油机不能正常工作的程度。

表1-6 部分柴油机的喷油器开启压力  MPa

f.喷油质量的检查。应缓慢而连续地按下试验仪手柄以检查喷油器的喷油质量。

对于多孔喷油器,各个喷孔喷出的油均应形成一个雾化良好的小锥状油束,各油束的间隔角应符合原厂技术要求,如图1-31(a)所示。对于轴针式喷油器,要求喷雾为圆锥形,不得偏斜,且油雾应细小而均匀,油束的形状应如图1-31(b)所示。

图1-31 喷油器的雾化质量

性能良好的喷油器,喷油时应有明显、清晰的爆裂声,雾化锥角符合规定,无后续滴油现象。否则,应重新清洗喷油器或更换偶件(喷油嘴)。

g.密封性的检测。按动喷油器试验仪手柄,将油压控制为0.98~1.98MPa,喷孔和紧固螺帽周围在10s内不得出现滴漏现象(图1-32)。否则,应对喷油器重新进行调整和装配。仍不符合技术要求时,应更换新喷油嘴偶件。

图1-32 喷油器的密封性试验

②喷油器的就车检查技术 在某些特殊情况下,需要就车对喷油器的密封性、喷油压力和喷油质量等进行检测。具体方法如下。

a.喷油器密封性的就机检测。

第一步:用干净的透明玻璃杯盛装柴油。

第二步:将某缸喷油泵端的高压油管卸下,并插入到杯中,如图1-33所示。

图1-33 喷油器密封性能的现场检查

第三步:用启动机拖动柴油机旋转(或启动机低怠速运转),观察油杯中有无气泡。如果杯中有气泡冒出,说明该缸喷油器的喷油嘴偶件密封性差,针阀卡死或严重磨损。

根据上述检测,拆出有问题的喷油器并对喷油嘴偶件进行研磨处理或成对更换新的喷油嘴偶件或喷油器总成。

重要提示 判断喷油器针阀偶件是否卡死,还可以在柴油机运行过程中观察喷油器的回油管,如果喷油器的回油管总是有气体喷出,则说明该喷油器的喷油嘴针阀偶件密封不严或已被卡死在常开位置。

b.喷油器喷油压力及喷雾质量的就车检查。很多情况下,需要在现场就机对喷油器的开启压力和喷油雾化质量进行检测。具体步骤如下。

●检查喷油器开始喷油压力及喷雾质量时,可预先自制一个丁字形三通带接头的油管,其中一个接头装在喷油泵的任一分泵上,另一接头装上新的标准喷油器,第三个接头安装被测喷油器,如图1-34所示。

图1-34 喷油器喷油压力的现场检查

检查喷油开始压力的方法:用启动机带柴油机转动,观察两个喷油器是否同时喷燃油,若是同一时刻喷油,则说明被测喷油器的喷油压力符合要求。否则应根据喷油开始的迟早,通过喷油器调压螺钉进行调整。

●检查喷油器开始喷油压力及喷雾质量,也可在两个喷油器喷油的同时,观察其喷雾质量,若两个喷油器相同,说明被测者良好。还可借助一张纸铺在平板上对正喷嘴,两个喷油器的喷油嘴与平板的距离相等,用启动机拖动柴油机转动使两个喷油器同时喷一次油到纸上,查看喷出的两个油迹范围和均匀度是否相同。

若两处油迹不同,应检查被测者的喷孔是否有积炭、烧蚀等现象,必要时应更换新的喷油嘴。

重要提示 喷油压力就机检测时,如果没有三通管,需检查喷雾质量时,可同时卸下两缸喷油器的高压油管接头,一个接标准喷油器,另一个接被测喷油器。然后启动柴油机,观察两个喷油器的喷雾有无异样,若新、旧喷油器的喷雾相同,说明被测者符合要求,否则,应检修处理。采用这种方法不能进行喷油器喷油开启压力的比较,仅适合于喷雾质量检查。

(6)低压油路系统故障检测与处理

柴油机日常使用过程中,经常遇到低压油路出现问题而导致柴油机不能造成运转的现象。常见的低压油路系统故障有:低压油路压力不足、油路堵塞、油路中存在漏气点、输油泵吸油不足或回油溢流阀密封不严等问题。这些因素将导致柴油机出现启动困难(有时甚至不能启动)、动力不足、自动熄火等运行故障。因此,掌握低压油路系统故障的检测与处理方法很重要。

①低压油路系统漏气点的检测 空气具有很大的可压缩性和弹性。当油箱至柴油机输油泵段油管存在漏点,产生漏气时,空气将会渗入,从而降低这段管路内的真空度,使油箱内燃油的吸力减弱,甚至发生断流,导致柴油机无法启动。

在混入空气较少的情况下,油流仍可维持,并由输油泵送往喷油泵,但柴油机就可能会出现启动困难,或者启动后维持不久就会自行熄火。当油路中混入的空气量稍多一些时,就会导致数缸断油或喷油量显著减少,使柴油机根本无法启动。

可采用气压检测法来检测和查找低压油路系统空气渗入点并排除故障。检测时,用空气压缩机或其他气源提供压缩空气,考虑到油管及相关元件的受压能力,压力以 0.3~0.5MPa为宜。具体方法如下。

a.真空吸油段中渗入空气的检查。将压缩空气管与油箱出口处的油管连接,在输油泵的出油口加装一个堵头,使这段油路与其他部分断开。压缩空气进入油管后,油管内部的压力将高于大气压力,因此漏气点就会向外渗油、漏气,即可准确找到故障点。

b.真空吸油段油管被堵塞的检查。将气管与堵塞了的油管连接起来,将油管另一端敞开,然后通气以吹通油管。

注意:敞开的油管端不能对准人。

c.整个油路密封性的检测。在油路系统部件全部安装完毕后,只要在喷油泵回油溢流阀处安装一堵头,将回油阻断,然后从油箱出油口油管处接通压缩空气(图1-35),即可很容易地找到整个低压油路系统的漏气点。

图1-35 低压油路密封性检测

1—燃油粗滤器;2—输油泵(带手油泵);3—燃油精滤器;4—喷油泵;5—燃油箱

温馨提示 气压检测法检测柴油机低压油路系统故障,故障诊断的成功率可达100%,是诊断柴油机低压油路系统漏气故障点的有效方法。

②回油溢流阀及输油泵压力的检测 如果回油溢流阀因卡死而保持常开或开启压力太低,喷油泵柱塞腔内的压力就会不足,这将导致喷油泵柱塞泵油不足而影响柴油机的正常运行。另一方面,如果回油溢流阀因卡死而关闭或开启压力太高,就会导致喷油泵柱塞腔内的燃油温度升高,燃油过热膨胀就会导致喷入燃烧室的燃油密度减小,使柴油机的功率下降,出现运行不稳定的故障。再者,过热的燃油还会失去应有的润滑和冷却功能,导致柱塞等精密偶件的异常损坏。检测步骤如下。

a.按图1-36所示,将燃油压力表安装在输油泵出油口与燃油精滤器之间,并确保连接点不出现渗漏。压力表与输油泵之间的连接管最好用透明塑料管,以便观察油路系统是否有空气进入。

图1-36 输油泵和溢流阀的压力检测

1—燃油滤清器;2—输油泵;3—燃油压力表 

b.启动柴油机怠速运转,记录燃油压力表的压力值读数。在正常情况下,此数值应该为0.131~0.303MPa(博世泵参数),压力过高或过低均不正常。

c.观察塑料管中的燃油流动是否带有气泡。如果有气泡,则说明油路系统输油泵至油箱端有空气进入,应进行认真仔细的检查。反之,则正常。

d.用手捏住燃油压力表后的油管(注意:短时捏死),观察燃油压力表的变化并读取数值,此数值就是输油泵的共有压力。根据此数值来分析判断输油泵和溢流阀是否存在问题,详见表1-7。

表1-7 输油泵与溢流阀故障判断

温馨提示 测试结束后,拆下燃油压力表,恢复油路系统连接管路,并注意接头密封。

③输油泵真空阻力检测 输油泵吸油阻力太大,将造成供油不足而导致柴油机动力不足且怠速不稳等故障。检查方法如下:

a.如图1-37所示,将真空压力表安装在输油泵的进油口与燃油粗滤器之间。

图1-37 输油泵吸油真空度的检测

1—燃油滤清器;2—输油泵;3—燃油压力表

b.启动柴油机怠速运转,观察并记录真空表读数;然后将柴油机转速升高到最高空转转速并记录真空表读数。之后用手捏死真空表前的油管,记录此时的真空表读数。此数值即为输油泵所能产生的最大真空度。该数值应该为0.05~0.08MPa。

温馨提示 如果真空表的读数过高(接近最大数值),则表明输油泵前的油路系统存在堵塞现象(如粗滤堵塞、油管压扁、油箱出油管堵死等),应仔细检查油箱至输油泵前的油管并予以排除。

④燃油精滤器的压力检测 当经过上述两项(②和③)专业检测表明输油泵、溢流阀和真空度等均没有问题时,再进行燃油精滤器的压力测试,具体步骤如下。

a.如图1-38所示,将测试压力表安装在燃油精滤器与喷油泵进油口之间,或将燃油精滤器与喷油泵之间的油路用透明塑料管连接。

图1-38 燃油精滤器的压力检测

1—燃油滤清器;2—输油泵;3—燃油压力表

b.启动柴油机怠速运转,仔细观察压力表的读数或透明燃油管内是否有气泡。一般而言,因检测时拆卸接头等可能会有一些空气,但运行一段时间后,如果没有新的漏点,就不会再有空气进入油路,气泡应该消失。如果气泡一直不消失,可以打开喷油泵上的排气螺钉排气,而如果经排气后气泡仍然不能消失,则说明油路(主要是真空吸油段)系统存在有密封不严的接头或漏气点,必须认真检查真空吸油段油路(油箱至输油泵进口)的密封问题。

c.如果测得的压力值在允许的范围内(0.131~0.303MPa),则说明燃油精滤器运行正常;如果测得的压力较低,而前面的测量均满足要求,则说明燃油精滤器堵塞,予以更换。如果更换滤芯后压力仍然很低,则需要重新检测溢流阀或输油泵的工作状态。

温馨提示 使用以上四种方法对燃油低压油路系统进行测试后,基本可以准确判断低压油路系统是否存在问题和问题所在的具体位置,排除低压油路故障应该就是易如反掌的事了。如果经过上述检测没有发现问题,就需要在柴油机上查找故障原因了。

(7)机械柱塞式喷油泵的检测与调试

机械柱塞式喷油泵使用一段时间后,柱塞等精密偶件会出现不同程度的磨损,其结果是可能出现各缸供油量不均并减小等现象。柴油机在运转过程中会出现动力不足、排烟异常、启动困难且易熄火等现象。此时,一般需要对喷油泵进行检测(也就是调油量或校油泵)。

喷油泵的检测,需要专用的喷油泵试验台(图1-39)。因此,喷油泵调油量不能在现场进行,需要拆卸后送到具有专业调试技术和设备的维修场所处理。

图1-39 机械柱塞式喷油泵试验台

重要提示 从柴油机上拆装喷油泵时,应特别注意以下几点:

①为便于安装方便,拆卸前将曲轴旋转至第1缸压缩行程上止点附近的喷油开始角度。

②在喷油泵传动轴(盘)上与机体上的适当位置做出标记,便于安装。

③安装喷油泵时,应首先转动喷油泵凸轮轴,使第1缸处于喷油开始位置。

④喷油泵安装到位后,应检查喷油提前角。具体方法可参考本章前述相关章节。

注意:从柴油机上拆下喷油泵后,应避免旋转柴油机曲轴。如果拆卸喷油泵后转动过曲轴,则在安装喷油泵前应首先将曲轴旋转到拆卸喷油泵时的位置。否则,将可能导致喷油正时调整错误(至少增加了喷油正时的调整难度)。

(8)喷油量的参考计算方法

在很多情况下,调试柴油机机械柱塞式喷油泵时没有循环喷油量。此时,维修人员往往凭经验估计或类比得出该柴油机的循环喷油量,这是极不科学和有害的。根据相关经验,当没有柴油机精准的循环喷油量时,可以采用下列方法获得较为准确的柴油机循环喷油量。

柴油机出厂前都要进行台架试验,使用说明书中会有表示柴油机功率、转速及燃油消耗量的特性曲线图(图1-40)。可利用曲线图中这些特定参数初步计算出喷油泵单个柱塞每100个循环的参考供油量。

图1-40 柴油机外特性曲线图

参考计算方法如下:

假定柴油机喷油泵单个柱塞每100个循环的供油量为Δh,则有:

Δh=(4.0404geNe)/(in)  

式中,Δh为循环喷油量,mL;ge为燃油消耗率,g/(kW·h);i为气缸数;Ne为额定功率,kW;n为额定转速,r/min。

提示:以上数值取额定功率(图1-40所示n5线)时的(最大)数值。

注意:实际应用时,需要对计算油量进行修正,修正系数为δ=1.10~1.14(车用柴油机取上限,工程机械取中上限,发电机组等固定用途取下限)。因此,实际供油量为:实际(单柱塞100循环)供油量=δΔh(mL)。