船用柴油机喷油器故障及检修浅析:柴油机喷油器故障
时间：2019-04-12 03:27:24 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要:柴油机是船舶的心脏,而喷油器又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,了解和掌握喷油器故障产生的原因、特征及排除方法是很重要。 关键词:喷油器 结构特点 检查 调节
中图分类号:TK42 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0107-01
1 喷油器的作用与要求
喷油器的作用是将喷油泵在一定时刻所供给的高压燃油雾化成细微的燃油颗粒喷入气缸,并分布到整个燃烧室中,使燃油的颗粒与空气进行良好的混合而形成可燃混合气体。当喷油器工作不良时,会使柴油机起动困难,运转时冒黑烟,功率和经济性下降,转速不稳。出现噪音、“敲缸”、甚至灭火停车等现象。
柴油机对喷油器的工作要求是很严格的。要有一定的喷油压力,喷射距离(即射程)还要有一定的喷雾锥角,喷雾情况要良好,喷出的柴油颗粒既细小,又大小均匀。并能分布到整个燃烧室中,还应与喷油泵协同一致。使之喷射,确保截然地死始和结束。
2 喷油器种类及结构特点
喷油器的种类很多,当前船舶柴油机中,绝大多数采用的是液压启阀式喷油器(又称闭式)。这种喷油器的结构情况对柴油机工作的影响,主要在于其前端核心部位的针阀和针阀体。液压启阀式喷油器按喷孔数目可分为单孔喷油器和多喷孔喷油器两种。
单孔喷油器只有一个喷孔,位于喷油嘴中央。喷孔直径相对较大,启阀压力较低,喷油压力相对较低,雾化质量较差,多用于小型高速柴油机上。多孔喷油器有多个喷孔,可在喷油嘴顶端均布,或置于喷油嘴顶端单侧。其孔径相对较小,启闭针阀的瞬时及喷油过程的喷油压力较高,雾化质量较好。其喷注形状应与燃烧室形状匹配。多用于船用中、低速柴油机。
3 喷油器故障分析及排除方法
喷油器位于燃烧室顶部,直接暴露在高温高压可燃混合气体中,工作温度高,工作条件差。热负荷和机械负荷常常会引起针阀偶件密封不良、燃气回窜,甚至停止工作,此外,喷油器工作状况的好坏,直接影响柴油机的经济性、动力性、排放、可靠性等。因此,对喷油器常见故障进行分析及排除是十分必要的。
喷油嘴主要损坏形式是磨损。首先主要发生在针阀锥面和针阀体座面、针阀偶件圆柱配合面上;其次是针阀体端面腐蚀和喷孔的孔径扩大和失圆。这对精密偶件出现的问题较多,喷油器经常发生磨损的部位有密封锥面、喷孔、针阀与针阀孔导向面。
(1)针阀锥面和针阀体座面的磨损是由于喷油器弹簧的冲击与柴油中杂质的冲刷所致。密封锥面磨损后会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,在工作中还会出现断续的敲击声,导致柴油机工作不均匀,排气冒黑烟等。排除的方法为:拆开喷油器,在针阀头部沾少许氧化铬细研磨膏对锥面进行研磨,然后用柴油洗净,最后装入喷油器进行性能检测。若性能检测不合格,则需更换针阀偶件。实际维修过程中,特别要注意不要将研磨膏粘到针阀孔内,维修中如没有研磨膏也可用牙膏或机油替代。
(2)针阀偶件圆柱配合面是由于柴油中含有杂质所致。磨损大部分发生在导向部分的下端,使针阀导向部分表面呈细微的轴向划痕。其结果使喷油嘴的回油量增多,喷油量减少,喷油压力降低,喷油时间延迟,喷油雾化不良和滴油,并造成积炭。这种状态下,柴油机既不能全负荷工作,也会造成起动困难。为防止针阀及针阀孔导向面磨损,应按时保养柴油滤清器,经常排放滤清器和油柜内的沉淀油,以防灰砂杂质的侵入而加速针阀偶件的磨损。对于磨损严重的针阀,应及时更换新的针阀偶件。
(3)针阀体端面喷油嘴喷孔的直径一般在0．12mm～0．8mm,喷孔直径扩大是由于高压柴油夹带的杂质长期冲刷的结果。喷孔磨损后孔壁上出现细密的轴向沟痕,喷孔加大和失圆,导致喷油压力下降,喷射距离缩短,柴油雾化不良,缸内积碳增多。针阀体喷孔周围有时会产生积炭,不仅影响燃油雾化,也会使针阀体过热而损坏。针阀体积炭时,可用铜丝刷清除。喷孔堵塞时可用通孔工具清通。通孔时,应不断地转动工具,切勿用力过猛,以免通丝针折断在喷孔内。
通过加强柴油机喷油器的故障分析及排除工作,能有效降低柴油机的故障率。喷油器的故障会直接导致柴油机工作不正常,但柴油机的故障并非都由喷油器引起。因此,对喷油器故障的判断应仔细,不可贸然对喷油器进行拆检,从而破坏其加工与装配精度,造成不必要的损失。此外,为减少喷油器故障,延长喷油器的使用寿命,平时应做好对喷油器的维修、保养工作。
4 柴油机喷油器的检查和调节
根据柴油机的运转状况,必须坚持对喷油器进行定期的预防性检查和不定期的诊断性检查。检查中如有发现不适之处,必须随时加以维修和调节,以保证喷油器始终具有良好的雾化质量。检查内容包括启阀压力、雾化质量和针阀偶件密封性三项。
(1)喷油器启阀压力的检查和调节。启阀压力是指针阀在燃油压力作用下克服调压弹簧的预紧力而开启的最低喷射压力,对雾化质量影响很大。故所有柴油机都规定了喷油器的启阀压力,一般为20MPa～35MPa,启阀压力的检查,是把喷油器固定在高压油管接头上,并把截止阀打开。打开喷油器放气阀,用手摇杆泵油,当放气阀处有油溢出时,关闭放气阀急速泵油几次,让柴油冲洗喷孔等处。然后用手摇杆缓慢泵油,开始喷油时的压力就是喷油器的启阀压力。如此值与规定值不符,则可通过调节螺钉进行调节,直到满意为止。
(2)喷油器密封性的检查。
喷油器密封性检查包括针阀与针阀体圆柱面和针阀与阀座锥面两处密封性的检查。
喷油器针阀与针阀套密封性的检查,是在油压升至略低于启阀压力下,观察其油压降落速度。若超过规定范围则说明针阀与针阀套间隙过大,密封性不良,产生漏油。
针阀锥面与针阀座密封性,也是在上述试验装置上进行检查。此时可在油压升至接近喷油器启阀压力时,以每分钟10次的速度压油,使油压缓慢上升,直至喷油为止。然后观察看喷嘴附近是否有滴油现象。喷油滴油是针阀与阀座不良配合,喷孔周围有轻微潮湿则为密封良好。
(3)喷油器的雾化试验。
喷油器的雾化试验,是通过观察喷出的油束的的形状、数目,喷雾的细度和均匀度,雾炬的长度和扩散锥角,始喷和停喷的敏捷程度以及停喷后喷孔周围的湿润程度等来判断雾化的好坏。良好的雾化质量是喷注符合要求,各油束分布均匀,没有局部密集现象或油滴漏出。每次喷油从开始到终了都很迅速、明确、利落、并发出清脆的“吱吱”声,在连续喷油后无滴油现象。对于雾化质量不佳的喷油器,如确定是因针阀锥面密封不良所致,可用少许研磨剂调合机油仔细涂在锥面处研磨。如发现喷孔堵塞时,可先用煤油浸泡,然后用略小于喷孔直径的钢针疏通。若孔径因磨损而增大,一般当增大10%时就应予以换新喷油器。
参考文献
[1] 吕风明.动力设备拆装与操作[M].大连海事大学出版社.
[2] 杜荣铭.船舶柴油机[M].大连海事大学出版社.
