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零部件检修



三、喷抽泵的试验与调整

喷油泵是柴油机的重要总成,对其性能要求很高。喷油泵维修后要进行必要的性能测定,调整喷油泵的供油量和对调速器进行调整,用来满足柴油机发挥动力性和经济性。

()喷油泵试验台

5-39为喷油泵试验台外形简图。喷油泵试验台是用来测定和调整喷油泵性能的装置,主要由三大部分组成:带动喷油泵运转的传动装置、燃油(柴油)供油部分和喷油泵泵油量油部分。

传动装置由调速电机、皮带轮和传动头组成。其主要功能是按照测试的喷油泵的试验要求转速拖动喷油泵凸轮轴转动,使喷油泵工作。

供油部分包括低压柴油输油泵、油箱、供油循环管路。其功用是向被试验的喷油泵供给规定压力的轻柴油,代替柴油机的输油泵工作,提高试验精度。

量油部分包括高压油管、试验台喷油器、盛油量杯、倒油装置和喷油次数计数器等。其功用是测量喷油泵每个柱塞的供油量。

()喷油泵试验

1.试验准备

(1)给喷油泵和调速器加入润滑油;

(2)拆掉泵前端的冒烟限制器,装上齿条行程量具,如5-34所示,并将齿条行程对在"0"点上;

(3)把喷油泵装到试验台上,将试验台的传动头接到喷油泵凸轮轴上;

(4)连接好输油管,以便让试验台为喷油泵供油,接上通向试验台喷油器的高压油管,以便量油;

(5)打开喷油泵侧面的检查窗口;

(6)按照喷油泵供油量调整参数表计算各试验工况下的选定供油次数,计算供油量和允许的各缸供油量最大差值。

2.设定测试参数

每一种机型喷油泵的每一个调整点都有相应的参数表,见表5-1和表5-2,可根据参数表来设定和计算喷油次数的喷油量范围,如在测试中改变了测试条件和调整参数,计算和设定的供油量参数也会发生变化。测试时应根据情况计算和设定供油量和供油次数。

(1)供油次数和供油量的选定与计算。

Q=nq/1000(ml)

式中:Q-供油量,这是在选定的供油次数内试验台量杯里的测得油量;

n-供油次数,须在计量喷油次数范围内,并应保证Q值不小于10ml(因为Q的数太小,读数误差会变大,以大于50ml为宜)

q-柱塞每供油一次的供油量(mm3/),可由参数表查得。

(2)各缸供油量最大差值的计算(这只是个参考值)

ΔQ=2iQ/100ml

式中:ΔQ-允许的供油量最大差值,若测值大于此值,说明不均匀度超差;

i-允许不均匀度,可由参数表查得,为一不带百分号的整数或小数;

Q-供油量,见(1)中的计算值。

(3)当缺少喷油泵的技术资料、参数表时,可用下式估算喷油泵的额定供油量:

Q0=6.55×Ne×Ge/(n×r)(mm3/)

式中:Q0-额定供油量,即在额定转速下,负荷控制杆到头时的供油量;

Ne-额定功率(KW)

Ge-额定功率下的燃料消耗率(g/kwh)

n-额定转速(r·min-1)

r-燃料相对密度

5-1 CA6110型柴油机用喷油泵供油量调整数据表

调整点

齿条行程(mm)

喷油泵转速
(r·min-1)

平均供油
(mm3/)

不均匀度
(±%)

A

B

C

D

10.2

10.5

9.1(怠速)

起动点

1450

900

250

100

71

72

11.8

78

3

3

15

 

注:表中参数测量条件如下:

喷油嘴型号:105015-5150

喷油器型号:105100---5560

喷油器开启压力:21.6MPa

高压油管 Ф6·Ф1.8-600mm(外径6,内径1.8,长600mm)

试验油温: 40±2

5-2 喷油泵供油量调整数据表

机型

调整点

齿条行程(mm)

喷油泵转速(r·min-1 )

平均供油量(mm3/)

不均匀度
(±%)

CA6110A(103KW)

A

B

C

D

102

1085

91

起动点

1450

900

275

100

66

63

11.8

78

3

3

15

 

CA6110(117KW)

A

B

C

D

122

125

99

起动点

1450

900

275

100

80

75

11.8

80

3

3

15

 

CA6110Z(147KW)

A

B

C

D

126

126

109

起动点

1300

850

250

100

96.5

97

11.8

50

2.5

3

15

 

CA6110Z-2A(132KW)

A

B

C

D

124

124

107

起动点

1300

850

250

100

90

90

11.8

50

2.5

3

15

 

注:表中供油量是采用国产标准喷油器,喷油器开启压力为17.15Mpa时的数椐。

在表5-1、表5-2A点是喷油泵的额定工作参数,对应发动机的最大功率工况,负荷控制杆靠在全负荷限位螺钉上;B点是对应发动机外特性上最大扭矩点工况的喷油泵工作参数,负荷控制杆靠在全负荷限位螺钉上;C点是对应发动机怠速工况的喷油泵工作参数,负荷控制杆靠在怠速限位螺钉上;D点是对应发动机起动时,需要向发动机供给较多燃油时的喷油泵工作参数,负荷控制杆靠在全负荷限位螺钉上。齿条行程参数是指在所指工况下,在齿条行程量具上的读数。对于新泵,这个读数应与参数表示数一致;对于维修过的老泵,由于做了供油量调整,读数会有变化。

不均匀度参数是表示喷油泵向各缸供油量差别的程度,供油量的计算值是在试验前用的粗略参考数,只有在试验后才能计算准确。计算公式如下:

+不均匀度=(最大喷油量-平均喷油量)÷平均喷油量〕×100%
-
不均匀度=(最小喷油量-平均喷油量)÷平均喷油量〕×100%

3.喷油泵试验

由于柴油的粘度随温度变化很快,供油量也会随之变化。所以,试验工作应在常温(20℃左右)下进行。试验中用的柴油温度应控制在参数表推荐的范围内。试验前做下述预备操作:

(1)检查试验台传动头与柴油泵凸轮轴是否同心,各管接头是否有渗漏;

(2)开动试验台,缓缓提高转速至约500r·min-1左右,调整试验台输油泵压力至0.1-0.15MPa,排除喷油泵和管路中的空气;

(3)提高转速至800r·min-1左右运转5min,进一步检查运转情况和渗漏情况;

(4)提高转速至额定转速,察看调速器是否按时起作用;读齿条行程量具示数或从喷油泵的侧面检查窗口观察齿条和扇齿的动作,当转速提高到额定转速后,齿条若向减油方向移动,即说明调速器限速作用正常:

(5)可进一步做各种试验、调整和测量。

()供油量的调整

1.调整额定供油量

喷油泵经长期工作后,随着偶件的磨损,供油量会逐渐下降。由于各柱塞的磨损也不会一致,各缸供油不均匀度也将会超差。为恢复其性能,可做如下调整。

(1)调整试验台输油泵压力至156kPa

(2)把负荷控制杆推到靠住全负荷限位螺钉上,使试验台拖动喷油泵凸轮轴的转速为规定转速(见表5-3和表5-4中的A点对应转速)

(3)读齿条行程量具示数,与参数表给定值对照;

(4)测量各柱塞供油量;

(5)调整各柱塞供油量:若有测值不符合规定时,应松开扇齿夹紧螺钉,用适当大小的螺丝刀和小锤转动油量控制套筒,向左转会使供油量增加,向右转会使供油量减少,如5-40所示。

2.调整预行程和供油正时

用柱塞行程测定仪调整柱塞的预行程和各个柱塞的供油正时,柱塞行程测定仪如同齿条行程量具一样是一个改装后的百分表,能够较准确地测出柱塞的行程。调整方法见5-41所示。

(1)把负荷控制杆推到靠住全负荷限位螺钉的位置上;

(2)拆掉1缸高压油管、出油阀紧座、弹簧和出油阀;

(3)装上柱塞行程测定仪;

(4)转动凸轮轴使1缸凸轮处于下止点,这时柱塞行程测定仪上的百分表指针向小行程方向已走到极点,无论凸轮轴向哪个方向转动,指针都会向回摆动,转动百分表盘,使指针在极点时指"0"行程;

(5)调整试验台输油泵压力为156kPa,这时1缸出油阀处的溢油管会向外流柴油,按工作方向缓慢转动凸轮轴,直到溢油管停止流油,立即停止转动。此时,行程测定仪上指示的数字就是预行程,应为3.3mm

(6)调整预行程:如果柱塞行程测定仪指数不是规定值,应松开挺往上的正时螺钉的锁紧螺母,用拧动正时螺钉的方法调整预行程。若指数大于3.3mm,应将螺钉向左拧;反之,向右拧。调好后,背紧锁紧螺母,再重测确认一次。如5-42所示:

(7)调整供油正时:当1缸出油阀处的溢油管停止溢油时,凸轮轴的相位正是1缸供油正时位置,此时提前器壳上的刻线应与泵体前端面上的正时指示片上刻线对准。如果不对,应松开提前器后面的驱动接头紧固螺栓,转动提前器壳,使之对准;

(8)拆掉柱塞行程测定仪,装复出油阀组件,按规定力矩拧紧出油阀紧座。接好该缸高压油管,打开试验台喷油器的溢流阀,提高试验台的输油泵压力,略反转凸轮轴,直到看见溢流阀流出油为止;

(9)按喷油顺序,把柱塞行程测定仪接在下一柱塞副上,按工作时凸轮轴的转动方向转动约60℃,调整下一缸柱塞的预行程和供油正时,直至调完六个柱塞副为止;

CA6110系列柴油机的各缸工作顺序及喷油泵的喷油顺序为1-5-3-6-2-4,各缸之间的供油正时夹角为60°,允许偏差为30'

3.调整怠速供油量

在怠速转速过高或没有怠速的情况下,有时需要检查或调整怠速供油量。通常,调整怠速供油量要在做完额定供油量调整之后再做。

可按下述步骤操作。

(1)把负荷控制杆靠在怠速限位螺钉上,使喷油泵转速为规定怠速转速(CA6110型应为250r·min-l)

(2)测量怠速供油量是否符合规定(CA6110型应为测1000次喷油的喷油量为11.8ml)

(3)如果怠速供油量不符合规定,先将调速器后盖上部的怠速稳定器旋退少许再试,若仍然不符合规定,可以用调整怠速限位螺钉的方法来调整,拧入螺钉会增加怠速供油量;旋出会减少怠速供油量;

(4)计算所测怠速供油量的不均匀度,如果超出+15%-15%都被认为是不符合要求,调整的方法与额定供油量调整方法一样。但是,在做完怠速供油量不均匀度调整后,必须重做额定供油量调整,再做本调整。反复调整,直至符合要求。

为了少走弯路,遇到需要做供油量不均匀度调整的情况,可先做调速器调整,然后再做怠速供油量的调整。

()冒烟限制器的调整

冒烟限制器的调整通常是放在所有调整的后面,因为它需要拆除齿条行程量具后才能做这项调整。可以按下述步骤做调整。

(1)拆掉齿条行程量具,把油量控制齿条端头的垫片和螺钉装好并锁紧。装上冒烟限制器;

(2)把负荷控制杆靠在全负荷限位螺钉上;

(3)使喷油泵转速为700r·min-1

(4)应使冒烟限制器的前端触头与喷油量控制齿条端头螺钉之间的距离为0.1-0.2mm可以把冒烟限制器旋进至与齿条端头螺钉接触,然后再旋退30°;

(5)锁紧螺母,扭紧护套,打好铅封。

()调速器的调整

6110型柴油机调速器结构如5-28所示。

1.调整前的准备工作

(l)给喷油泵和调速器加入润滑油;

(2)拆掉泵前端的冒烟限制器,装上齿条行程量具并将齿条行程对在"0"点上;

(3)拆下调速器油尺座盖、扭矩校正器、怠速弹簧总成;

(4)放松调速杆(即旋退夹紧调速杆的高速限位螺钉和调速螺钉)、负荷控制杆(即旋松限制负荷控制杆活动范围的两枚螺钉、全负荷限位螺钉和怠速限位螺钉)

(5)把喷油泵装到试验台上,将试验台的传动头接到喷油泵凸轮轴上。

2.确定张紧杆限位大头螺钉和全负荷限位螺钉位置

(1)在喷油泵不转动的情况下,使负荷控制杆始终靠住全负荷限位螺钉,旋动全负荷限位螺钉使齿条行程量具的示数为10.2mm

(2)旋动调速杆调速螺钉,为调速杆选一暂时位置:当喷油泵转速升到700-800 r·min-1时,喷油量控制齿条开始向减油方向移动;

(3)提高喷油泵转速到1000-1100 r·min-1,再次旋动全负荷限位螺钉,改变负荷控制杆位置,使齿条行程量具示数为0.7mm,并用锁紧螺母背紧全负荷限位螺钉。这样,全负荷限位螺钉位置便确定了;

(4)把喷油泵转速降低到600-650 r·min-1,用专用工具调整张紧杆限位大头螺钉使齿条行程量具示数为10.2mm,用锁紧螺母将大头螺钉背死。这样,张紧杆的位置也确定了。

3.怠速转速调整

(1)把负荷控制杆靠住怠速限位螺钉,使喷油泵转速为600r·min-1

(2)旋动怠速限位螺钉,使齿条行程量具示数为5.6mm

(3)降低喷油泵转速到250 r·min-1

(4)把怠速弹簧总成重新拧入张紧杆下端孔中,缓缓旋入,直到齿条行程量具示数为9.1mm为止,用专用扳手拧紧锁紧螺母;

(5)使喷油泵停止转动,验证齿条行程量具示数大于10.6mm如果不对,须重新调整;

(6)缓慢地提高喷油泵转速至500 r·min-1,齿条行程量具示数应在5.6±0.5mm范围内。如果不对,也须重新调整;

(7)完成调整后,将怠速限位螺钉用锁紧螺母背紧。

4.怠速稳定器的调整

(1)把负荷控制杆靠住在怠速限位螺钉上;

(2)提高喷油泵转速到430r·min-l ,确认齿条行程量具示数为7.6mm,保持此转速;

(3)把怠速稳定器重新旋入,直到齿条行程量具示数为7.7mm为止,拧紧螺母和锁紧螺帽。

5.额定转速的调整

(1)把负荷控制杆靠住在全负荷限位螺钉上,喷油泵转速为额定转速(1450r·min-1)时,齿条行程量具示数应为10.2mm

(2)用调速杆转速调整螺钉使调速杆处于能满足下述要求的位置上,每当喷油泵转速升到1475-1485r·min-l时,齿条行程量具的示数便从10.2开始随转速的上升而减小;

(3)当继续提高转速到超过1570 r·min-1,齿条行程量具的示数小于0.7mm

(4)满足上述要求后,用锁紧螺母把调速杆转速调整螺钉锁紧。同时,把调速杆高速限位螺钉旋至与调速杆顶住,并用锁紧螺母锁死,打好铅封。

6.调整扭矩校正器

(1)使负荷控制杆靠住在全负荷限位螺钉上;

(2)使喷油泵的转速为700-800 r·min-1不变;

(3)将扭矩校正器重新旋入怠速弹簧总成的锁紧螺母里,直至齿条行程量具的示数为10.6mm为止,用锁紧螺母锁紧扭矩校正器外壳;

(4)将转速提高到850 r·min-1用螺丝刀拧动扭矩校正器中心的螺丝,调整弹簧预紧力,使齿条行程量具的示数开始减小,而且满足转速升到1000 r·min-1时示数减小到10.2mm

(5)用锁紧螺母锁紧扭矩校正器的中心螺丝(即校正弹簧调整螺钉)

()校正供油正时

1.校正供油正时

在条件较差的维修点上,可以用自制的测时管来校正供油正时。用一根玻璃管和一段废高压油管头,按5-43所示,即可把自制的测时管装在喷油泵上。按下述步骤操作:

(1)在提前器外圆上以原刻线为0点,每60°画一条线,即将外圆6等分;

(2)把喷油泵夹持好,并给喷油泵低压管接上70KPa左右压力的轻柴油供油管;

(3)按工作方向摇转喷油泵排气;拧松放气螺塞,摇转喷油泵数圈,让低压管里的供油赶走泵里的空气。待放气塞排出的油里不含空气泡后,拧紧放气塞;

(4)将测时管装在第一缸出油阀紧帽上,摇转喷油泵,使测时管里出现油面,停止转动;

(5)慢慢摇转喷油泵,注意观察测时管里的油面,只要一有变动,就立即停止转动,这时提前器外壳上的刻线应对准喷油泵前端正时指片上的刻线。如果提前器上的刻线尚差一点未到与指片上的刻线对准,这说明正时超前(这种情况很少);反之,为迟后。校正第一缸柱塞的正时,应使刻线对准标记;

(6)按发火顺序和提前器上的划线,依次对准其他各缸柱塞的供油正时。

2.校正喷油泵正时标记

在使用过程中,喷油泵的凸轮和柱塞都会磨损,凸轮磨损会使柱塞顶面关闭进油孔变晚;柱塞磨损会使油压上升速度减慢。都会使供油正时推迟,提前角变小。如果各正时和凸轮磨损不一致,还会造成各缸提前角不一致。出现这种情况,维修者的任务是重新校正喷油泵的供油正时标记使之对准,使各缸供油间隔角一致。

校正第一缸柱塞的供油时刻可用调整供油正时的方法,也可用测时管来确定。用同样方法按发火顺序确定其他各缸柱塞的供油时刻,每确定好一个柱塞的供油时刻,就用喷油泵试验台传动头上的刻度盘读出角度值。它们各自的角度相差60°,最大偏差不得大于0.5°。若超过这一偏差,即需要校正。

调整供油正时的方法如下:

(1)打开喷油泵侧面的检查窗口,找准要调的柱塞所对应的挺柱;

(2)拧松该挺柱上的正时螺钉锁紧螺母;

(3)若正时迟后,应旋出正时螺钉少许,用锁紧螺母锁紧再试;

(4)若正时超前,应旋入正时螺钉少许,用锁紧螺母锁紧再试(这种情况很少)

(5)每次调后,都要小心地慢转凸轮,使柱塞升到最高点。然后,用螺丝刀撬起柱塞尾部,用厚薄规(塞尺)测量柱塞尾部与正时螺钉头之间的间隙。此间隙不得小于0.4mm,以防柱塞顶到出油阀座,损坏两组偶件。如果只有间隙小于0.4mm才能满足正时要求,则必须换用新柱塞偶件。

()供油提前器的维修

正像汽油机的点火提前一样,柴油机也要在活塞运行到压缩行程的上止点之前就开始喷油,称为喷油提前角,有了喷油提前才能保证燃油雾化和燃烧后最大限度的发挥出动力。而喷油泵从喷油开始到压缩上止点前的曲轴转角称为供油提前角,在喷油泵的前端的提前器外壳上有一条刻线和指示片表示供油提前角,如5-272所示。供油提前器结构原理如5-24所示。

提前器的常见故障是油封漏油和从动盘磨损。提前器里的零件是在油中工作的,油对飞铁的振动起阻尼作用,缺油会影响提前器的工作性能;从动盘的曲线形状磨损,也会改变提前器的工作性能。因此,当柴油机高速动力不足、烟色变浓、过热时,应想到检查提前器的特性。

提前器的工作特性,需在喷油泵试验台上检查。对于非增压的CA6110型发动机用提前器,在转速低于500r·min-1时,提前角为0°;在1500r·min-1时,提前角为6.5°。对于增压型发动机用提前器,在转速低于500 r·min-1时,提前角为0°;在1300 r·min-1时,提前角为5°。提前角随转速的变化为线性,即随转速的变化成正比例变化。如果试验所测得的特性曲线偏离了上述要求,应予以检修。

提前器的工作特性发生了变化,说明从动盘与飞铁滚轮接触的表面出现了磨损,可将其拆出,用油石修磨其曲面形状,使其恢复原有形状。再在从动盘弹簧座下垫上相当于磨损和修磨总量厚度的垫片,使曲面的位置不变。修好的提前器,应装好重试,直到工作特性符合要求为止。对于漏油的提前器,通常只要更换油封即可排除故障。

()单体泵喷油正时的调整

单体泵供油与分立泵供油一样,喷油正时对柴油机的工作过程影响很大。单体泵喷油正时的调整也是对喷油泵供油提前角的调整,供油提前角过大,气缸内空气温度较低,喷入燃料时的混合气形成条件较差,滞燃期较长,可能导致柴油机工作粗暴、怠速不良和起动困难等故障;供油提前角过小,将使气缸中的可燃混合气燃烧迟后,最大爆发压力和温度下降,甚至燃烧不完全,使柴油机功率降低,柴油机过热,排气冒黑烟,燃料经济性降低等故障。所以单体泵供油正时的调整也是十分重要的。与分立泵不同,单体泵不装供油正时提前器,而是在单体泵上直接调整,靠改变喷油泵柱塞与喷油泵挺柱的距离来实现的,如5-44所示,调整垫片Z的厚度为Ts,调整垫片厚度大,供油提前角大;调整垫片厚度小,供油提前角小。要调整适合的调整垫片厚度Ts,使喷油泵供油提前角度刚好适合柴油机工作的需要。

1.调整垫片Z厚度的计算

调整垫片厚度计算公式(1)

Ts=(L-Vh)-(Lo+A/100)

式中:L-缸体中的喷油泵的安装平面到喷油泵挺柱表面的高度,标准缸体上的标准孔为Le=150mm,更换缸体后缸体中安装平面到挺柱的高度改变为L=Le+X+Y,其中X+Y为改变后的高度差。

Vh-喷油泵柱塞由下止点上升到开始泵油时刻的预行程,Vh值可在柴油机型号中的数据表中查到,例如BF6M1013EC机喷油提前角为9°时预行程Vh值为5.50mm

L0-缸体泵中单体泵(即将供油时的)安装平面至单体泵挺柱面的标准长度, L0=143mm

A/100-单体泵标准长度L0与实际长度之差,A值在单体泵出厂时已测出并标在泵体上。

当更换缸体和单体泵后得到计算的理论值,可以圆整到适用的调整垫片厚度值,例如计算值Ts1.665mm,圆整后的垫片厚度Ss值为1.7mm

2.只换喷油泵Z的计算

调整垫片厚度计算公式(2)

Ts =Ek-( L0+A/100)

式中EK值可在柴油机型号中的数据表中查到。在柴油机的铭牌中标出了EP值,由Ep值查出EK值,即可计算Ts值。

()单体泵供油量的调整

单体泵的供油量靠供油尺条的原始位置和尺条的行程来保证,在每一个喷油泵的喷油正时调好后,保证供油尺条的位置就显得很重要。

5-45BF6M1013EC柴油机供油尺条位置示意图。其中X值为供油尺条处在停车位置时的参数值,X=0.3-1.3mmX值是以壳体末端测量的,其值过小,供油尺条不能完全停油。Y值为供油尺条的最大行程参数值,Y=16.8-171mm,尺条行程达到这个数值可以保证喷油泵的最大供油量,如Y值较小将影响喷油泵的供油,在油门全开时也不能发挥出最大的动力性。


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