故障檢修與技術(shù)維護

噴油器的結構及工作原理

 

摘要：對噴油器的要求主要是保證良好的霧化質(zhì)量和合理的油束形狀，并在噴油開(kāi)始和結束時(shí)應利落、無(wú)滴漏和二次噴射等異常噴射現象。因此，噴油器工作質(zhì)量的好壞，對柴油發(fā)電機工作性能和油耗影響很大?？得魉构驹诒疚闹型ㄟ^(guò)對噴油器結構特點(diǎn)的介紹，提高用戶(hù)和經(jīng)銷(xiāo)商對噴油器的認識，強調了在柴油發(fā)電機使用時(shí)需注意的事項，以延長(cháng)康明斯發(fā)電機組噴油器的使用壽命。

 

一、噴油器的作用

 

    噴油器的作用是把燃料噴散成較細碎的霧滴，并根據燃燒室形式的要求，將燃料散布在燃燒室內，與壓縮空氣均勻地相混合燃燒，這就是噴油器的工作過(guò)程（如圖1）。噴油器工作質(zhì)量的好壞，對柴油發(fā)電機的工作性能有很大的影響，所以在柴油發(fā)電機使用過(guò)程中，要重視噴油器的使用與維護。

（1）提高油壓（定壓）：將噴油壓力提高到10MPa～20MPa。

（2）控制噴油時(shí)間（定時(shí)）：按規定的時(shí)間噴油和停止噴油。

（3）控制噴油量（定量）：根據柴油機的工作情況，改變噴油量的多少，以調節柴油機的轉速和功率。 

（1）按柴油機工作順序供油，而且各缸供油量均勻。

（2）各缸供油提前角要相同。

（3）各缸供油延續時(shí)間要相等。

（4）油壓的建立和供油的停止都必須迅速，以防止滴漏現象的發(fā)生。

3、自動(dòng)泄壓功能

      通過(guò)噴油器為油軌泄壓的原因通常是產(chǎn)生錯誤要求油軌壓力迅速泄壓，如果單獨關(guān)閉IMV還是不能滿(mǎn)足ECU關(guān)于降低壓力的要求，那系統就會(huì )通過(guò)噴油器的回油路泄壓（不噴油）。

      實(shí)現的方式是線(xiàn)圈被加上脈沖電壓，當脈沖長(cháng)度足夠抬起閥體 ( 直接把油軌和燃油回路連接 )，同時(shí)又要足夠短，而不引起針閥的抬升，形成噴油。

      適當的噴油器反應時(shí)間(時(shí)間限制在電閥被激活和針閥開(kāi)始抬升之間 )是可以達到的。 噴油器的反應時(shí)間會(huì )根據每個(gè)噴油器的初始特性（I2C）及其磨損狀況的不同而不同。每個(gè)噴油器是不同的（內部間隙），所以DELPHI在生產(chǎn)過(guò)程中對每個(gè)噴油器的特征都進(jìn)行了測試，然后把每個(gè)噴油器的特征參數寫(xiě)入I2C中?！⌒拚昂托拚蟮膮登€(xiàn)如圖1、圖2、圖3、圖4所示?！?/span>

 

圖1  噴油器燃油壓力為1200bar修正前的曲線(xiàn)圖	圖2  噴油器燃油壓力為1200bar修正后的曲線(xiàn)圖
圖3  噴油器噴射壓力修正前曲線(xiàn)	圖4  噴油器噴射壓力修正后曲線(xiàn)

 

二、噴油器的結構特點(diǎn)

 

      噴油器主要由噴油器體、針閥偶件、頂桿、噴油器彈簧、緊帽和調壓螺釘等組成，結構如圖5所示。從噴油泵送來(lái)的高壓燃油，進(jìn)入噴油器體及針閥偶件的環(huán)形腔，當壓力達到11.77 MPa（ZS4S1噴油器）時(shí)，針閥克服彈簧的壓力而被抬起，此時(shí)一定數量的燃油經(jīng)噴孔成霧狀噴入渦流室內。燃油噴射后，壓力下降，針閥在彈簧力的作用下重新堵住噴孔。針閥偶件柱塞面間隙泄漏的燃油，由殼體內上升經(jīng)管接頭螺栓及回油管，一部分作為預熱塞冬季冷啟動(dòng)用油，大部分流回至油箱。

1、噴油器的類(lèi)型與結構

（1）按噴油口結構可分：軸針式、孔式。

（2）按線(xiàn)圈電阻值：高阻（13～16Ω）、低阻（2～3Ω）。

（3）按用途分：MPI用、SPI用。

2、噴油過(guò)程

（1）噴油器相當于電磁閥，其工作過(guò)程如圖6所示。

（2）通電時(shí)電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生電磁力，銜鐵及針閥吸起，噴油器開(kāi)啟，汽油經(jīng)噴孔噴入進(jìn)氣道或進(jìn)氣管。

（3）斷電時(shí)電磁力消失，銜鐵及針閥在復位彈簧的作用下將噴孔封閉，噴油器停止噴油。

（4）噴油器的通電、斷電由電控單元以電脈沖控制。

（5）噴油量由電脈沖寬度決定。脈沖寬度=噴油持續時(shí)間=噴油量。

（6）一般針閥升程約為0.1mm，而噴油持續時(shí)間在2~10ms范圍內。

 

圖5   康明斯柴油機噴油器結構

圖6  康明斯柴油機噴油器的工作過(guò)程

 

三、噴油器的檢查與拆裝

 

1、拆卸與檢查

      當發(fā)動(dòng)機發(fā)生功率不足或冒黑煙等故障時(shí)，應首先想到是否噴油器工作不夠正常。此時(shí)可將噴油器從發(fā)動(dòng)機上拆下，在噴油器試驗臺上進(jìn)行試驗檢查。先以每分鐘10次的速度均勻地按動(dòng)手油泵手柄，檢查噴油壓力和滴滲情況，在手油泵泵至壓力11.77 MPa時(shí)，開(kāi)始噴油。在這以前噴油嘴不得有滲漏現象，噴孔允許有微量潮濕，但不得有滴油現象。如有滴油現象說(shuō)明錐面密封不良，應對噴油嘴進(jìn)行清理或研磨密封錐面。若噴油壓力不符合要求時(shí)，可松開(kāi)護帽進(jìn)行調整，擰進(jìn)調壓螺釘噴油壓力增大，反之噴油壓力減小。

      當噴油壓力符合要求后，可以每分鐘60～70次的速度按動(dòng)手油泵手柄。觀(guān)察噴霧情況，油霧應細勻，不得有肉眼看得出的油滴飛濺現象，霧束方向的錐角約為4°。燃油的切斷應及時(shí)，聲音清脆。如不符合要求應予拆檢。

      當噴油器需拆檢時(shí)，拆開(kāi)的噴油器應置于清潔的煤油或柴油中清洗。粗洗和精洗的容器要分開(kāi)，針閥偶件要成對放置，不能混亂。積垢只允許用木片或銅片刮掉，然后用軟布擦試，禁用棉紗。清洗好的針閥應有良好的滑動(dòng)性，將針閥偶件用輕柴油濕潤后，把針閥從閥體中抽出1/3，并將針閥體傾斜45°，針閥在自身重量的作用下，應緩慢落入而無(wú)卡滯現象。如針閥與座接合錐面密封不良，可用500號綠色氧化鉻細研磨膏進(jìn)行研磨，研磨后的針閥偶件應仔細清洗。

2、裝配過(guò)程

      裝配前，應將全部零件認真清洗干凈。裝配噴油嘴時(shí)，應使調壓彈簧處在松弛狀態(tài)。在擰緊噴油器緊固螺母時(shí)，用力一定要適當。對于大外圓直徑為17 mm的針閥體，扭力矩應為58.8～78.4 N·m；對于大外圓直徑為22 mm，扭力矩應為78.4～98 N·m。更換噴油嘴時(shí)，一定要注意型號，不能誤認為是外形尺寸一樣就能使用。噴油器重新安裝后，必須在試驗臺上重新進(jìn)行試驗調整。

      最后使用柴油機電控噴油器壓緊裝置（如圖7所示），能夠方便的將電控噴油器壓緊固定安裝在柴油機的氣缸蓋上，并且固定可靠，有效的保證了電控噴油器安裝后的密封性能。

3、噴油器使用和拆裝注意事項

（1）選購噴油器針閥偶件時(shí)，要注意產(chǎn)品的質(zhì)量。如果針閥偶件產(chǎn)品質(zhì)量太差，針閥偶件密封不嚴，柴油滲漏，汽缸在壓縮、作功時(shí)，使油嘴表面柴油燃燒，會(huì )造成針閥卡死。

（2）噴油器針閥偶件的配合精度極高，并且噴孔孔徑很小，因而必須嚴格按照季節變化選用規定牌號的清潔柴油。在貯存、加注時(shí)要注意清潔，不要使燃油中混入雜質(zhì)，使用前要經(jīng)過(guò)沉淀和過(guò)濾，再加入油箱。要按時(shí)保養柴油濾清器，經(jīng)常排放濾清器和油箱內的沉淀油，以防灰沙雜質(zhì)的侵入而加劇針閥偶件的磨損。

（3）新更換的針閥偶件要清除防銹油。應把新的噴油嘴偶件放在70～80 ℃的柴油里煮10分鐘，然后在潔凈柴油中將針閥在閥體內來(lái)回抽動(dòng)，以便將防銹油徹底清洗干凈。如果只清洗而不煮，就不能完全洗凈噴油器偶件內的防銹油，工作時(shí)容易使針閥積碳、膠結甚至卡住。另外，清洗針閥偶件時(shí)，不得與其他硬物相碰，防止刮傷針閥導向面。

（4）使用時(shí)注意柴油發(fā)電機不要過(guò)熱，當柴油發(fā)電機溫度過(guò)高，噴油嘴則受熱變形，工作失常，噴孔、軸針?lè )e碳，易使針閥產(chǎn)生過(guò)熱而咬死。

（5）噴油器安裝完畢后應檢查噴油壓力（見(jiàn)圖8）?，F代柴油發(fā)電機由于燃燒室的結構不同所要求的噴油器噴油壓力也不同，一般柴油發(fā)電機的噴油壓力為11.77 MPa，噴油器的噴油壓力過(guò)高或過(guò)低對柴油發(fā)電機的危害都很大。噴油器在使用初期，由于機件的磨損，壓力彈簧彈性的變化，從而使噴油器的噴油壓力變動(dòng)較大。噴油壓力過(guò)高會(huì )增加滴漏量，容易產(chǎn)生積碳，還使針閥卡死在針閥體內的關(guān)閉位置，造成個(gè)別缸工作不良或不工作。噴油壓力過(guò)高，燃油霧化更細碎，但燃油噴射距離過(guò)大，使部分燃油噴射至燃燒室壁，與空氣混合不良，以致不能完全燃燒，還使柴油發(fā)電機運轉時(shí)產(chǎn)生敲缸聲。

 

圖7  柴油機噴油器壓緊裝置示意圖

圖8  噴油器壓力試驗連接圖

 

總結：

      根據上述所述，噴油器的結構和參數決定著(zhù)噴霧的質(zhì)量，噴霧油束要與燃燒室形狀匹配以利于形成可燃混合氣，同時(shí)噴油器頭部與高溫燃氣接觸，導致噴油器工作條件極為苛刻。當柴油機噴射系統噴油壓力過(guò)低，燃油霧化不良，油霧顆粒變粗，射程縮短，不能貫穿整個(gè)燃燒室，從而使燃油與空氣混合不良，以致燃油燃燒不完全、冒黑煙、缸內積碳增加，同時(shí)啟動(dòng)難現象非常明顯。因此，在使用中，應及時(shí)檢查調整柴油機噴油嘴的噴油壓力和霧化質(zhì)量，必要時(shí)，要在噴油器試驗器上調整，使其噴油壓力和霧化錐角符合康明斯柴油機的要求。

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