摘要:喷油咀也是柴油发电机燃料供给装置的一个重要部件,其功用是将喷油泵送来的高压柴油以雾状喷射到燃烧室中,并与燃烧室中的压缩空气形成良好的可燃混合气。喷油泵不仅决定着柴油的喷雾质量、油束和燃烧室的配合,而且危害喷油提前角、喷油延续时间和喷油规律,这些对发电机的性能都有直接的危害。因此,对喷油咀工作的基础要求是:有一定的喷射压力和射程,以及适当的喷雾锥角,并与燃烧室形状配合。此外,在喷油结束时能迅速停止喷油,没有滴油状况。
喷油咀有开式和闭式两种。开式喷油泵的高压油腔通过喷孔始终与燃烧室相通,中间无隔断装备,其喷射压力约为100MPa,这种喷油器在近代柴油发电机中已很少应用,故不作推荐。闭式喷油器的高压油腔与燃烧室之间有一针阀隔开柴油发电机型号规格及功率,仅在喷油时才被打开,使高压柴油经过喷孔喷入燃烧室,喷射压力在10~20 MPa,它由喷油泵偶件、调压弹簧、喷油咀体等构造。根据构造不一样,闭式喷油泵分为孔式、轴针式、平板式。下面只讲解孔式与轴针式喷油器。
孔式喷油泵主要用在直接喷射式燃烧室的柴油发电机上,按喷油泵形式又分为长型和短型。喷孔数目为1~8个,喷孔直径约为0.15~0.7mm。图1所示为柴油发电机所用的长回孔喷油泵,它由针阀、针阀体、顶杆、调压弹簧、调压螺钉及喷油嘴体等构成。喷孔直径为0.35mm,喷雾锥角为150,喷油压力为17.5 MPa。
喷油嘴(包括针阀与针阀体),又称针阀偶件,用优质合金钢(GCr15)制成,并经热排查和选配研磨成对,故无法互换。其配合间隙为0.001~0.0015mm。既要保证很好滑动,又要保证不漏油。针阀有两个锥面,下部的锥面和阀体内相应的内锥面配合,称为密封锥面,以密封喷油咀内腔;中部锥面在阀体的环形油腔中,以承受油压的轴向推力使针阀上升,称为承压锥面。针阀体上端有环形油槽及油道孔,下端有油腔及喷孔。针阀偶件用紧帽固紧在喷油器体上,调压弹簧通过顶杆使针阀压紧在阀座上,针阀和顶杆的接触面成球面,可避免因顶杆弯曲而使针阀发生侧向压力。调压弹簧的弹力可由调压螺钉来调整,调好后用调压螺母锁紧。闭式喷油泵的工作机理如图4-46所示。来自喷油器的高压柴油经喷油泵体与针阀体内的油道进入油腔,由于喷孔被针阀关闭,腔内柴油压力便迅速上升。当作用在针阀承压锥面上的柴油压力大于调压弹簧的弹力时,针阀便沿轴向升起,喷孔被打开,所以高压柴油通过喷孔开始喷入燃烧室。因为喷孔的节流功能,被喷出的柴油形成雾状的细小颗粒,与空气迅速形成可燃混合气。这一喷油步骤一直延续到喷油器停止供油,并在喷油器腔内油压低于调压弹簧弹力时,针阀在调压弹簧用途下立即关闭喷孔,喷油才停止。
闭式喷油器的喷油压力主要取决于调压弹簧的予紧力,因此,调节调压弹簧予紧力的大小可直接改变喷油压力的大小。将调整螺钉向里旋时弹簧予紧力增大,喷油压力增强;反之,喷油压力减小。针阀升程受到喷油器体下端面及调压弹簧予紧力的限制,因此该喷油嘴针阀的较大升程为0.45mm以保证断油迅速。喷油器在作业期间,少量柴油从针阀与阀体之间漏出,经回油管流回柴油过滤器或油箱,同时对针阀偶件起润滑用途。
轴针式喷油器的特性是单孔,孔径较大,通常为1~3mm。针阀端头有一定形状的销针(轴针),插入喷孔中,与喷孔构成一个很小的环状间隙(约为0.013~0.025mm),高压柴油通过此间隙喷出。轴针的形状有圆柱形和倒锥形,如图2所示。喷出的柴油根据不同的轴针形状产生不一样的喷雾状况。这种喷油器的优点是:轴针在喷孔中上下运动,既能改良喷雾,又能自行排除积炭,使喷孔不易堵塞。缺陷是喷雾质量差,轴针加工精度要求高,制造困难。
① 先松开调压螺母,旋出调压螺钉,再将喷油泵倒夹在台虎钳中,松出喷油泵紧帽,如图3所示。
② 拆出其余零件在清洗的柴油或柴油中清洗。喷油嘴头部积炭可以用铜丝刷除去,如图4(a)所示。如针阀咬住时,用钢丝钳衬垫软布夹住针阀尾端,稍加转动用力拉出,如图4(b)所示。
③ 针阀锥面污物按图5(a)所示方向沿铜丝刷表面解除,并用相应大小的钻头或钢丝疏通喷油孔及油路,如图5(b)和图6(a)所示。
④ 最后将喷油器偶件放在柴油中来回拉动针阀清洁,如图6(b)所示,使针阀能自由滑动为止。
① 在整个喷油器安装流程中,必须保证零件清洁,特别是喷油器偶件本身和喷油咀体端面等密封处,即使细小杂物、尘埃也会造成偶件的滑动性阻滞和接触面的密封性不佳。喷油嘴紧帽和喷油泵接触的肩胛面要求光洁平整,不许留有积炭或毛刺,否则会影响喷油咀偶件安装的同轴度和垂直度,从而致使喷油器的滑动性不好。
② 安装时,先旋进预先配有滤油芯子的进油管接头,紧压铜垫圈达到密封不渗油。再将调压弹簧、顶杆放进喷油器体中,旋入调压螺钉,直到刚接触调压弹簧为止,然后旋上调压螺母。
③ 把喷油咀倒夹在台虎钳上,装上喷油器偶件,拧紧紧帽,其拧紧力矩为59~78 N.m(6~8kgf.m)。功率过大会致使针阀体变形,影响针阀的滑动性,过小又会造成渗油。
操作时间较长的喷油咀,可在试验台上进行喷雾试验,如发现有下列异样的现状应进行拆检:
喷油嘴零件清洗后如发现有下列不正常的情形,应进行检修或更替:
① 与针阀体结合的喷油嘴体端面有较小损伤时,可在拔出两只定位销后,在研磨平板上研磨如图7(a)所示。在拔定位销时注意不要碰毛端面。
⑥ 针阀和针阀体密封座面损伤不太严重时,可用氧化铝研磨膏互研维修康明斯发电机生产厂家,如图7(b)所示。互研时,不要用力过猛,密封面达到研出一条均匀的不太宽的密封带即可。
⑦ 因为柴油发电机汽缸内燃气回窜或细小杂质侵入喷油咀中,造成针阀变黑或卡死,经清洁和互研后视情形的严重程度复用或替换。
柴油发电机在操作过程中应及时清洁喷油咀和喷油泵进油口滤网 ,并对喷油咀进行检测、维护和调整。柴油发电机每作业2000h ,应将喷油咀及进油口滤网清洁一次。
把连接 PT泵和所有喷油咀进油口的接头松开 ,再把夹板固定螺丝拧松 ,油管移至一边 ,取出各滤网并洗净 ,滤网如有破损 ,应及时更替 ,并按相反顺序装复。如果在拆洗滤网时 ,滤网上附有金属沫 ,表示PT泵有异样磨损 ,应立即修校PT柴油泵。
喷油器筒头使用过久 ,在其外部顶端喷孔处会有积炭 ,严重时 ,会堵塞喷孔。每个筒头上有 8 个喷孔 ,在一般情况下 ,有 2~3 个喷孔堵塞不会使柴油发电机容量显着减少 ,不会妨碍柴油发电机的正常作业 发电机组,但也要及时检修清洗。途径为 :拆下喷油器 ,取下柱塞回位弹簧 ,将一张白纸置于工作台上 ,一手拿喷油器 ,另一手轻推柱塞 ,燃油喷射到白纸上 ,就可以判明喷孔是否堵塞 ,如有堵塞 ,运用洗油洗净,如图8所示 。严禁用金属丝疏通 ,以免捅伤喷孔 ,影响喷雾质量。
柴油发电机所用的喷油咀,除喷油咀构造及喷油开启压力有差异外,其他零件均可通用。喷油器偶件经选配研磨成对并经液压密封检测,操作时要保持高度清洗并不许单件调换,柴油发电机工作时,喷油泵若有损坏,柴油发电机就会产生冒黑烟、输出无力和油耗上升等弊病。为此,用户可按下述手段进行检修:先让柴油发电机怠转,分别松开各缸高压油管,使喷油咀转换停止喷油,同时观察排气烟色,当有故障的喷油咀停止喷油后,排烟烟色就会明显好转,柴油发电机的转速变化很小或不变,若是正常的喷油咀停止喷油,排烟烟色无明显变化,而速度明显下降,对已损坏的喷油嘴必须根据柴油发电机规格选装相应的新喷油咀,否则将危害柴油发电机的正常作业。此外,喷油咀的喷射开启压力是靠顶杆上方的调压弹簧的压力大小来控制的。操作程序中用户根据需要应按期检修喷油压力。此压力较高或较低都将直接影响柴油发电机的性能,为了保证进入喷油泵的燃油清洗,在喷油器进油管接头内装有滤油芯子,它与进油管接头的配合间隙为0.025~0.055mm,发现燃油不清洗或持久操作后应进行清洗。