新聞主題	柴油機燃油供給與調速系統的輔助裝置

 

摘要：柴油機燃油供給系統的功用是根據柴油機工作要求，定時(shí)、定量地將良好霧化質(zhì)量的柴油以一定噴油規律噴入燃燒室與空氣混合，為柴油、空氣混合氣的形成與燃燒提供良好條件。柴油機中用于貯存、濾清和輸送燃油的裝置包括噴油泵、噴油器和調速器等主要部件，其中柴油機燃油供給與調速系統的輔助裝置主要包括柴油濾清器、油水分離器、輸油泵和燃油箱等。燃油系統應能確保不間斷地供給發(fā)動(dòng)機清潔的燃油。柴油發(fā)電機組應使用清潔的0#柴油。

 

1、柴油濾清器

 

     各種柴油本身含有一定量的雜質(zhì)，如灰分、殘炭和膠質(zhì)等。重柴油與輕柴油相比，含雜質(zhì)更多。柴油在運輸和儲存過(guò)程中，還可能混入更多的塵土和水分，儲存越久，由于氧化而生成的膠質(zhì)也越多。每噸柴油的機械雜質(zhì)含量可能多達100～250g，粒度為5～50μm。平均粒度為12μm的硬質(zhì)粒子，對柴油機供油系統精密偶件的危害性最大，有可能引起運動(dòng)阻滯和各缸供油不均勻，并加速其磨損，以致柴油機功率下降、燃油消耗率增加。柴油中的水分還可引起零件銹蝕，膠質(zhì)有可能使精密偶件卡死，因此對柴油必須進(jìn)行過(guò)濾。除了在柴油注入油箱前必須經(jīng)過(guò)3～7天的沉淀處理外，在柴油供給系統中還應設置燃油濾清器。小型單缸柴油機一般為一級濾清，大、中型柴油機多有粗、細兩級濾清器。有的在油箱出口還設置沉淀杯以達到多級過(guò)濾，確保柴油機使用的燃油清潔。

（1）種類(lèi)

      柴油濾清器的種類(lèi)很多，粗濾器用來(lái)濾除顆粒較大的雜質(zhì)，這樣可減少細濾器過(guò)濾的雜質(zhì)量，避免細濾器被迅速堵塞而縮短使用壽命。細濾器則應能濾去對供油系統有危害的最小粒子，這種粒子的直徑約數微米。

（2）材質(zhì)

      柴油濾清器的濾芯采用的材料有金屬、毛氈、棉紗和濾紙等，目前，國內外柴油機濾清器使用紙質(zhì)濾芯的比較廣泛。紙質(zhì)濾芯的使用，可以節省大量的毛氈及棉紗，而且紙質(zhì)濾芯性能好、重量輕、體積小、成本低。

（3）結構

      燃油濾清器主要由濾芯、外殼及濾清器座三部分組成，如圖1所示柴油機燃油濾清器裝配剖面圖，各機型均通用，唯有溢流閥有兩種結構，根據不同機型選用不同的濾清器。

（4）工作原理

      燃油由輸油泵送入燃油濾清器，通過(guò)紙質(zhì)濾芯清除燃油中的雜質(zhì)后進(jìn)入濾油筒內腔，再通過(guò)濾清器座上的集油腔通向噴油泵。濾清器座上設有回油接頭，內裝溢流閥，當燃油濾清器內燃油壓力超過(guò)78kPa（0.8kgf/c㎡）時(shí)，多余的燃油由回油接頭回至燃油箱。連接低壓燃油管路應按座上箭頭所指方向，不可接錯。濾芯底部的密封墊圈裝在彈簧座內，彈簧將密封墊圈緊貼在螺母的底面起密封作用。濾清器座和外殼之間靠拉桿連接，并有橡膠圈密封，濾清器座上端有放氣螺塞，在使用中可以松開(kāi)放氣螺塞清除燃油濾清器的空氣。

（5）拆卸方法

      燃油濾清器用兩個(gè)M8-6H螺釘固定在機體或支架上，在使用中如發(fā)現供油不通暢，則有濾芯堵塞的可能。此時(shí)，應停機放掉燃油，可直接在柴油機上松開(kāi)拉桿螺母，卸下外殼，取出濾芯（見(jiàn)圖2），然后將濾芯浸在汽油或柴油中用毛刷輕輕地洗掉污物。如果濾芯破裂或難以清洗，則必須換新，然后按圖1裝好，并注入清潔的燃油。

 

圖1  柴油機燃油濾清器裝配剖面圖 1，5-墊圈；2-濾清器座；3-拉桿；4-放氣螺塞；6-拉桿螺母；7-卡簧；8-溢流閥；9-油管接頭；10，13，17-密封圈；11-密封墊圈；12-濾芯；14-托盤(pán)；15-彈簧座；16-殼體；18-彈簧

圖2  柴油機燃油濾清器拆除

 

 

2、油水分離器

 

      為了除去柴油中的水分，有的柴油機（如康明斯C系列），在燃油箱與輸油泵之間還裝有專(zhuān)門(mén)的油水分離器。其結構如圖3所示，由分離器殼體、液面傳感器、浮子和手壓膜片泵等組成。

（1）工作過(guò)程

      來(lái)自燃油箱的燃油經(jīng)進(jìn)油口進(jìn)入油水分離器，并從出油口流出至輸油泵。燃油中的冷凝水在油水分離器內分離并沉淀在分離器殼體的下部。裝在殼體下部的浮子隨著(zhù)積聚在油水分離器殼體內的冷凝水的增多而逐漸上升。當浮子達到規定的放水水位時(shí)，液面傳感器將電路接通，在儀表盤(pán)上的放水警告燈就發(fā)出放水信號，這時(shí)需及時(shí)松開(kāi)油水分離器上的放水塞放水。手壓膜片泵供排水和排氣時(shí)使用。

（2）作用

① 過(guò)濾：燃油進(jìn)入過(guò)濾分離器后，固體雜質(zhì)被過(guò)濾層過(guò)濾掉。

② 分離：在破乳層，乳化油和水被分離。

③ 保存：在油水分離器中，小水滴會(huì )凝結成大水滴，儲存在集水箱中。

④ 沉淀：通過(guò)分離濾芯的拒水作用，將未來(lái)得及凝結的小水滴收集到沉淀池中，然后從排水閥排出。

⑤ 排放：分離了水的燃油從過(guò)濾分離器中排出。

 

圖3  柴油機油水分離器結構圖

圖4  柴油機油水分離器位置圖

 

3、輸油泵

 

      輸油泵的功用是保證低壓油路中柴油的正常流動(dòng)，克服柴油濾清器和管道中的阻力，并以一定的壓力向噴油泵輸送足夠的柴油。

      柴油機所采用的輸油泵有活塞式、內外轉子式、滑片式和膜片式等多種。在中小功率柴油機中常用活塞式輸油泵，活塞式輸油泵又稱(chēng)柱塞式輸油泵，其構造及工作原理如圖4所示?；钊捷斢捅弥饕苫钊?、推桿、出油閥和手油泵等組成。用于推動(dòng)活塞運動(dòng)的偏心輪通常設在噴油泵的凸輪軸上，因此輸油泵常和噴油泵組裝在一起。

（1）柴油機工作時(shí)，噴油泵凸輪軸由曲軸驅動(dòng)旋轉，偏心輪即隨之轉動(dòng)。當偏心輪凸起部分最高點(diǎn)向推桿位置轉動(dòng)時(shí)［如圖4（a）所示］，推桿被推動(dòng)并使活塞移動(dòng)壓油，同時(shí)90壓縮活塞彈簧。由于活塞前端油腔中的柴油壓力提高，進(jìn)油閥在壓力作用下關(guān)閉，出油閥被推開(kāi)，該油腔中的柴油經(jīng)出油閥和上出油道流入活塞靠推桿一端的油腔內。

（2）當偏心輪繼續轉動(dòng)，使凸起部分最高點(diǎn)逐漸遠離推桿時(shí)【如圖4（b）所示］，柱塞彈簧推動(dòng)活塞和推桿回行，這時(shí)活塞后端油腔的油壓升高而前端油壓下降，出油閥關(guān)閉，活塞后端油腔中的柴油經(jīng)上出油道11流向噴油泵。進(jìn)油閥被推開(kāi)，由柴油箱或者柴油濾清器來(lái)的柴油，經(jīng)進(jìn)油道8流入活塞前端油腔，使油腔充滿(mǎn)柴油，至此，活塞式輸油泵完成了一次壓油與進(jìn)油的過(guò)程。

（3）由于柴油由輸油泵流向噴油泵是依靠彈簧推動(dòng)活塞而壓出的，因此輸油壓力由彈簧彈力所決定而保持在一定的范圍內?；钊鶑瓦\動(dòng)時(shí)，當活塞運動(dòng)到最前端，也即彈簧受到量大壓縮時(shí)的變形量，取決于偏心輪的偏心距（工作中是不可改變的）?；钊嘶氐阶詈蠖说奈恢?，則為彈簧彈力與活塞后端油腔中油壓相等時(shí)的位置。當噴油泵需要的柴油量大時(shí)，柴油由輸油泵后端油腔中流出較快，活塞沖程較長(cháng)。當秦油機負荷減小，需要的油量減少，活塞后端油腔中柴油流出較少，油壓相對升高［如圖4（c）所示］，活塞后退的沖程就短。因此這種輸油泵可保持輸油壓力一定，而輸油量測可根據需要而改變。

（4）輸油泵上還裝有手油泵，其作用是在柴油機尚未工作時(shí)，由人工用它來(lái)向供油系統內壓油，以排除油道中的空氣。使用時(shí)，先提起手油泵活塞，進(jìn)油閥開(kāi)啟，柴油即流入手油泵油差內。然后將活塞壓下，使進(jìn)油閥關(guān)閉而出油閥開(kāi)啟，柴油經(jīng)過(guò)出油閥流向噴油泵和各油道中去。使用完畢，應將手柄上的螺塞旋緊，以免柴油機工作時(shí)，空氣進(jìn)入供油系統中。

 

圖4 柴油機活塞式輸油泵結構圖 1-下出油道；2-出油閥；3-出油閥彈簧；4-出油接頭；5-手油泵；6-進(jìn)油閥；7-進(jìn)油閥彈簧；8-進(jìn)油道；9-進(jìn)油接頭；10-活塞；11-上出油道；12-泄油道；13-推桿；14-活塞彈簧；15-偏心輪；16-后腔；17-前腔

 

4、燃油箱

 

      燃油箱的功用是儲存柴油機工作時(shí)所需的柴油。其容量一般可供柴油機連續運轉8～10h。燃油箱通常用薄鋼板沖壓后焊接而成，內表面鍍鋅或錫，以防腐蝕生銹。

（1）機底油箱

      康明斯機組在功率400KW以下(含400KW)機組，可以選配機底油箱。

      機底油箱的容量可以保證機組滿(mǎn)負荷運行6～8小時(shí)。

（2）日用油箱

      日用油箱的容量一般不超過(guò)1m³(《民用建筑防火規范》)，并必須作防火措施。油箱應用磚墻與機房隔開(kāi)，并采用甲級防火門(mén)，門(mén)開(kāi)啟方向為油箱間向外。由于回油溫度較高，容易引起油箱間溫度上升，從而引起消防報警(同時(shí)也是一種消防隱患)，因此應在油箱間加裝通風(fēng)裝置。

      油箱內部通常用隔板將油箱隔成數格，防止設備工作時(shí)振動(dòng)引起油箱內的柴油劇烈晃動(dòng)而產(chǎn)生泡沫，影響柴油的正常供給。油箱上部有加油口和油箱蓋，加油口內裝有銅絲網(wǎng)，以防止顆粒較大的雜質(zhì)帶入油箱內。油箱蓋上有通氣孔，保持油箱內部與大氣相通，防止工作過(guò)程中油面下降使油箱內出現真空度，使供油不正常。

（3）油管尺寸

       在油箱下部有出油管和放油開(kāi)關(guān)，出油管口應高出油箱底平面適當高度，以免箱底沉積的雜質(zhì)由出油口進(jìn)入供油系統。油箱底部最低處還應設置放油螺塞，以便清洗油箱時(shí)能將油箱底部的沉積物和水分清除干凈。在燃油箱上還應設置油尺或油面指示裝置，使工作人員能隨時(shí)觀(guān)察到燃油箱內存油量的多少，以便及時(shí)向燃油箱內添加柴油。

      發(fā)電機組的進(jìn)回油管管徑不能小于機組進(jìn)回油管管徑，油管路采用黑鐵管或無(wú)縫鋼管，不能使用鍍鋅或者含鋅合金管。進(jìn)、回油管與機組用柔性連接，所有油管路及油箱需作接地處理，以防止靜電。

 

總結：

      了解柴油機燃油系統的基本結構和工作原理是一個(gè)合格操作人員的必修課，如果是電控機型，還需要理解共軌技術(shù)的特點(diǎn)作用與類(lèi)型。從而最終掌握柴油機各種癥狀特征、測量、試驗以及柴油發(fā)動(dòng)機各部件常見(jiàn)故障的維修方法。

 

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