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故障檢修與技術維護 |
A型噴油泵調速器不穩定和異響的檢修方法 |
摘要：A型噴油泵是一種較常見的柱塞式高壓油泵，它通過一組彈性柱塞將柴油壓縮至高壓，然后通過管路供給到噴油器，進而噴射至柴油機缸內。A型噴油泵常見的故障主要是柱塞磨損和調速系統兩個方面的原因，由于這些故障比較復雜而且可能交叉重疊，因此，只有找到正確的故障原因并采取正確的方法進行修理才能解決問題。同時，對柱塞式噴油泵進行定期維護也可以有效地延長其壽命，避免柴油發電機出現不必要的損失。
一、柴油機噴油泵的常見故障
噴油泵主要可分為柱塞式噴油泵和轉子分配式噴油泵。其中，柱塞式噴油泵是歷史最久且應用最廣泛的，具有較高的可靠性。而轉子分配式噴油泵只有一對柱塞，主要依靠轉子的轉動來實現燃油的增壓和分配。在我國，噴油泵以柱塞行程、泵缸中心距和結構型式為基礎，再分別配以不同尺寸的柱塞，組成若干種在一個工作循環內供油量不等的噴油泵，形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和A、B、P、Z幾個系列，以滿足各種柴油機的需要。圖1為轉子分配式噴油泵工作原理圖，圖2為柱塞式噴油泵（A型泵）結構圖。
1、柱塞式噴油泵的主要磨損部位
（1）如果座孔平面與中心線不垂直，柱塞在上下運動時會出現卡滯或偏磨的現象，可鉸削泵體接觸表面。若為嚴重凹陷，應更換泵體。
（2）噴油泵控制齒桿的直線度誤差若大于0.05mm，需對其進行冷壓校正?？刂讫X桿與小齒輪的嚙合間隙不應大于0.3mm，否則應予更換。
（3）控制套筒與柱塞下端凸緣塊的配合間隙超過0.12mm時，必須修復或更換。若間隙過小，則應銼修柱塞凸緣面。
（4）凸輪軸的直線度誤差若超過0.05mm，需用冷壓法對其校正。外形尺寸磨損量大于0.5mm時，應更換新件。裝油封處的軸頸磨損量若大于0.1mm，可焊補后進行車削加工，恢復其原尺寸。
（5）正時調整墊片單面磨損時，可翻轉使用另一面。兩面都使用過的墊片，可用研磨法修復。但若研磨量超過0.2mm，則應廢棄不用。
（6）柱塞腳與彈簧下座之間的軸向間隙應為0.2～0.3mm。間隙過小，將增大摩擦力，使柱塞與正時螺釘的磨損加快。
（7）挺柱體與泵體的配合間隙應為0.03～0.07mm，使用極限為0.2mm。若間隙超過0.2mm，應予更換。但有修理條件時，可采取鍍鉻拋光法修復。加工后重新裝配挺柱時，應嚴格檢查與泵體的間隙。若間隙過小，可進行鏜孔。鏜孔時，不能使座孔中心線產生偏移。
2、柱塞式噴油泵驅動機構的主要故障
柱塞驅動機構的關鍵部件是凸輪軸與挺柱總成，其主要損壞形式是凸輪表面的磨損。凸輪軸通常用20Cr鋼所制造，表面粗糙度為Ra0.4μm以下。當凸輪表面經滲碳淬火處理后，其淬硬層厚度約1mm，硬度在HRC60以上。當凸輪表面磨損超過0.5mm時即不能繼續使用，應更換新凸輪軸。在缺乏備件而又具有鍍鉻條件的情況下，可考慮用局部鍍硬鉻的方法來修復個別凸輪，鍍后的凸輪表面應進行修磨和拋光。如果凸輪表面有局部擦傷，或出現淡黃色的機油燒焦粘附的痕跡，通常這是柱塞發卡所致。須先消除柱塞發卡的故障，然后，用布片蘸研磨膏磨去變色的粘附物，使凸輪表面達到正常的光滑程度，再進行拋光研磨。但須注意，拋光研磨時的溫度不能過高，以免表面退火。
3、柱塞式噴油泵柱塞偶件的主要故障
（1）磨損使間隙變大
磨損使間隙變大是柱塞偶件常見的主要故障。其故障癥狀是供油量下降，柴油機動力不足。如果懷疑是偶件磨損所致，可用簡便的方法作出初步的判斷：用手觸摸每根高壓油管，對于脈動感較弱的高壓油管，從噴油器接頭處拆開，用一硬紙殼按接頭尺寸剪一小圓片(也可用銅皮)，裝進接頭中并將接頭旋緊，以封閉該高壓油管的油路。然后，將齒條置于最大供油位置，打開噴油泵側蓋，用大螺絲刀撬動對應的柱塞彈簧座底部，使柱塞上下運動。若撬動幾次就感到撬不動了，說明柱塞偶件的磨損尚??；若撬動數次后仍可撬動，且不甚費力，說明柱塞偶件已嚴重磨損，需要更換。
（2）柱塞發卡
柱塞發卡是柱塞偶件另一種常見故障，尤其是當燃油中含的水分和灰分較多時，極易出現這一故障。對于剛修過的噴油泵來說，柱塞發卡常是裝配不當所致。若懷疑某缸柱塞發卡，可用手觸摸對應的高壓油管。如果感到脈沖較弱且無規律.柴油機怠速運轉不均勻。即可判定為該故障。該故障大多需拆洗噴油泵，檢查柱塞表面.看有無卡痕和綠色銹蝕物。一般地說，卡痕雖能看到。但對柱塞運動不會有影響，只要清洗干凈即可恢復正常。若有綠色銹蝕則必須清除干凈并將表面磨光：
（3）柱塞磨損
噴油泵柱塞磨損一般從頂端開始，逐漸將柱塞頭部磨成錐形。這種磨損很難用量具測出，但可用眼睛看出。在使用過的柱塞表面上，若有均布的縱向條紋，屬正常的磨合印跡。如果這種條紋在頂端變得模糊，或局部表面失去光澤而變暗(多數情況是在相對柱塞套的進、出油孔方向上)，說明柱塞已存在磨損。如果柱塞上出現從頂端向下延伸、長度不一的細線，說明柱塞已嚴重磨損，不應再繼續使用。柱塞套內孔的磨損多出現在油孔附近，因而不易看清。柱塞通常以其表面狀態并結合撬動柱塞試驗來判斷是否需進行更換。因柱塞與套是成對選配的，故須成對更換。
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圖1 柴油機燃油系統原理 |
圖2 A型噴油泵結構示意圖 |
二、噴油泵的調速器常見故障
柱塞式噴油泵的調速器屬于飛塊式，通常與A型噴油泵匹配，原理如圖3所示。它的速度感應件為飛塊，其有效的剛度可變的調速彈簧使得調速器在高速和怠速時有較小的調速率，其調速工況如圖4所示。飛塊式調速器屬于直接作用式，工作中飛塊、拉力桿、滑套等零件受力較大，磨損較快。飛塊的磨損對調速器性能有較大的影響。另外，調速彈簧的擺角決定調速彈簧的有效剛度，調速不當會使調速彈簧的特性曲線斜率發生較大的變化，調速器會出現調速不穩定現象而失去調速功能。
1、調速不穩
（1）故障現象
柴油發電機啟動后轉速不穩，排煙時有、時無，發電機頻率也不穩定。
（2）故障分析
柴油發電機啟動后，轉速時高時低，排煙異常，主要表現在轉速表上指針波動較大、發電機頻率指針來回波動，這種故障現象一般在柴油發電機啟動后發生怠速時更為明顯，從柴油發電機轉動中的聲音也可以很明顯地感覺到。這種故障一般是由于燃油調速系統的作用失常所造成的。
（3）故障原因
① 調速彈簧預緊力不適當。
當調速彈簧的預緊力不同時，柴油機的調速率將隨之改變。若增大預緊力，調速彈簧的有效剛度則相應減小，調速率隨之增大;反之，調速率減小。調速彈簧的預緊力通過擺臂上的螺釘進行調整。
②飛塊磨損。
飛塊的常見磨損主要發生在銷孔和飛塊短臂。飛塊短臂的推腳因磨損使其長度縮短。工作過程中飛塊的張角變大，將導致調速器起作用轉速降低，致使調速率增大。
③ 起動彈簧脫落或折斷。
飛塊式調速器的起動彈簧調速杠桿的上端拉向加油方向，一旦調速器各鉸接點有間隙，該彈簧能夠克服間隙來保持調速穩定;但當它折斷或脫落時，將會造成調速器調速不穩。
④ 機油過多、黏度過大或調速器內部不清潔。
機油過多、過臟，以及鉆度過大均影響飛塊、滑套的正常運動，會使阻力增加，導致調速器調速率增大。
⑤ 供油齒桿行程調整不當。
飛塊式調速器供油拉桿的行程通過全負荷供油限止螺釘進行調整。該螺釘的位置決定廠飛塊高速起作用點的張開角，當擰緊螺釘時，供油拉桿行程將隨之增大;反之，供油拉桿行程會隨之減小。
⑥ 怠速穩定螺釘調整不當造成怠速不穩。
該螺釘與調速彈簧聯合控制調速怠速，當發現調速器調速不穩時，應將噴油泵拆下進行檢查和調試。檢查時，先檢查起動彈簧連接是否可靠，工作是否良好;然后檢查后蓋內部各機件的鉸點是否松曠，檢查飛塊的磨損程度以及滑套的軸向間隙;最后在試驗臺上對調速器部分進行調試,使之符合規定。
2、調速器異響
飛塊式調速器磨損后，運動件的干涉與摩擦會產生異響。主要的異響原因有：
① 飛塊掃膛
若飛塊推腳及各鉸點磨損過度，則會造成飛塊張角過大而碰到調速器殼，致使出現掃膛現象。
② 滑套軸承損壞
有些飛塊式調速器用滾動軸承作支承滑套，該處軸承損壞后會引起調速器異響。
3、調速系統檢修方法
（1）調速彈簧的檢修
若調速器彈簧出現扭曲、裂紋、彈力減弱及折斷等，則應更換新件。
（2）飛塊支架及鉸鏈連接部位的檢修
對采用飛塊結構的調速器，應保證飛塊、支架及銷軸三者的配合間隙。如果飛塊支承孔和飛塊推腳磨損嚴重，則會使飛塊實際擺動中心向內偏移，使得飛塊推腳半徑縮短。在發動機轉速一定的情況下，調速套筒的位移量比未磨損前的要小，從而影響調速器的調速特性。若上述三者的配合達不到技術條件的要求，可通過鉸削飛塊銷軸孔，換上加粗的銷軸來解決。
（3）調速套筒的檢修
① 在調速彈簧為拉力彈簧的調速器中，其調速套筒環槽與浮動杠桿橫銷將產生磨損，當配合間隙超過規定時，可將浮動杠桿上的橫銷和調速套筒一起拆下，然后轉動90°再裝上，這樣可以減小配合間隙。
② 調速器套筒的內孔磨損后，應更換新襯套。修理后，調速套筒在軸上應運動自如，無卡滯現象。調速套筒端面的推力軸承，應視情況更換。
③ 調速器各操縱連接部位應連接可靠，運動靈活，配合間隙符合規定，在操縱臂位置不變動的情況下，供油拉桿或齒桿的軸向位置游動量應在0. 5-1. 00 mm 。
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圖3 A型泵調速器工作原理圖 |
圖4 A型泵調速器最高轉速工況示意圖 |
三、A型噴油泵供油正時的校正
在噴油泵的使用過程中，其凸輪和柱塞都會產生磨損。凸輪磨損會使柱塞頂面關閉進油孔變晚；柱塞磨損會使燃油壓力上升速度減慢，二者磨損后都會使供油正時推遲，供油提前角變小。如果各缸凸輪磨損不一致。還會造成各缸提前角不一致。若出現上述情況。則須重新校正噴油泵的供油正時標記，使各缸供油間隔角一致。首先應校正第一缸的供油正時，方法有二：
1、溢油法
拆下一缸高壓油管及出油閥緊座，搖轉曲軸。當一缸出油閥處停止溢油時，此時提前器殼上的刻線應與泵體前端面上的正時指示片上刻線對準。如果沒有對準，可松開提前器后面的驅動接頭緊固螺栓，轉動提前器殼，使之對準。
2、測時管法
先取一段玻璃管和一截高壓油管(噴油泵接頭端的一段)，中間用橡膠管套接在一起，作為測時管，將其裝在噴油泵高壓油管接頭處。在提前器外圓上以原刻線為0點，每隔60°作一刻線記號，將外圓圓周均分為6等分。將從機上卸下的噴油泵夾持好，給其低壓油道輸送70KPa左右壓力的柴油(應與該車所用燃油牌號相同)，按噴油泵工作時旋轉方向旋轉凸輪軸，擰松放氣螺塞，以將油路中空氣排盡。此時，慢慢轉動噴油泵，注意觀察測時管里的油面。只要油面一動，立即停止轉動，這時提前器外殼上的刻線應對準正時片上的刻線。如果二者的刻線尚差一點對準，說明正時超前(這種情況極為少見)。反之，說明供油滯后。按點火順序依次檢查其它各缸的供油時刻，與所作各缸的刻線記號最大偏差量不得超過0.5°。若偏差量大于0.5°，即需進行校正。其方法步驟如下：
① 打開噴油泵側面的檢查窗口，找準要調的該缸所對應的柱塞及挺柱；
② 擰松該挺柱上的正時螺釘鎖緊螺母；
③ 若正時滯后，可旋出正時螺釘少許，將鎖緊螺母鎖緊后再試。反之，則旋入螺釘少許；
④ 每次調后，都要小心地慢轉凸輪軸，使柱塞升程達到最高點。然后用大改錐撬起柱塞尾部，用塞尺測量柱塞尾部與正時螺釘頭之間的間隙，此間隙不得小于0.4mm。以防柱塞頂到出油閥座，使兩組偶件遭到傷損。如果該間隙只有小于0.4mm才能滿足正時要求，則必須換用新柱塞偶件。
總結：
A型噴油泵為柱塞式噴油泵，其凸輪升程為8mm，柱塞直徑為7～9mm，分泵設置最多可達12個，適用于氣缸直徑在105～135mm、額定轉速在1500r/min的東風康明斯柴油發電機組。與I、Ⅱ、Ⅲ號系列柱塞泵相比較，該泵采取齒桿機構控制油量，滾輪體傳動件的工作高度用調整螺釘進行調整，泵體為整體式鋁鑄件。A型噴油泵由于工作可靠性增大，故在中、小型東風康明斯柴油機上得到越來越廣泛的運用。總之，在遇到柱塞式噴油泵出現異常的問題時，我們需要先確定故障產生的原因，然后采取相應的措施加以排除。
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