故障檢修與技術(shù)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(jiàn)的柱塞式高壓油泵，它通過(guò)一組彈性柱塞將柴油壓縮至高壓，然后通過(guò)管路供給到噴油器，進(jìn)而噴射至柴油機缸內。A型噴油泵常見(jiàn)的故障主要是柱塞磨損和調速系統兩個(gè)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(jìn)行修理才能解決問(wèn)題。同時(shí)，對柱塞式噴油泵進(jìn)行定期維護也可以有效地延長(cháng)其壽命，避免柴油發(fā)電機出現不必要的損失。

 

一、柴油機噴油泵的常見(jiàn)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(dòng)來(lái)實(shí)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(gè)工作循環(huán)內供油量不等的噴油泵，形成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和A、B、P、Z幾個(gè)系列，以滿(mǎn)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(xiàn)不垂直，柱塞在上下運動(dòng)時(shí)會(huì )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(xiàn)度誤差若大于0.05mm，需對其進(jìn)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(guò)0.12mm時(shí)，必須修復或更換。若間隙過(guò)小，則應銼修柱塞凸緣面。

（4）凸輪軸的直線(xiàn)度誤差若超過(guò)0.05mm，需用冷壓法對其校正。外形尺寸磨損量大于0.5mm時(shí)，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(jìn)行車(chē)削加工，恢復其原尺寸。

（5）正時(shí)調整墊片單面磨損時(shí)，可翻轉使用另一面。兩面都使用過(guò)的墊片，可用研磨法修復。但若研磨量超過(guò)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(guò)小，將增大摩擦力，使柱塞與正時(shí)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(guò)0.2mm，應予更換。但有修理條件時(shí)，可采取鍍鉻拋光法修復。加工后重新裝配挺柱時(shí)，應嚴格檢查與泵體的間隙。若間隙過(guò)小，可進(jìn)行鏜孔。鏜孔時(shí)，不能使座孔中心線(xiàn)產(chǎn)生偏移。

2、柱塞式噴油泵驅動(dòng)機構的主要故障

      柱塞驅動(dòng)機構的關(guān)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(jīng)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(guò)0.5mm時(shí)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(lái)修復個(gè)別凸輪，鍍后的凸輪表面應進(jìn)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(fā)卡所致。須先消除柱塞發(fā)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(jìn)行拋光研磨。但須注意，拋光研磨時(shí)的溫度不能過(guò)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(jiàn)的主要故障。其故障癥狀是供油量下降，柴油機動(dòng)力不足。如果懷疑是偶件磨損所致，可用簡(jiǎn)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(dòng)感較弱的高壓油管，從噴油器接頭處拆開(kāi)，用一硬紙殼按接頭尺寸剪一小圓片(也可用銅皮)，裝進(jìn)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(kāi)噴油泵側蓋，用大螺絲刀撬動(dòng)對應的柱塞彈簧座底部，使柱塞上下運動(dòng)。若撬動(dòng)幾次就感到撬不動(dòng)了，說(shuō)明柱塞偶件的磨損尚??；若撬動(dòng)數次后仍可撬動(dòng)，且不甚費力，說(shuō)明柱塞偶件已嚴重磨損，需要更換。

（2）柱塞發(fā)卡

      柱塞發(fā)卡是柱塞偶件另一種常見(jiàn)故障，尤其是當燃油中含的水分和灰分較多時(shí)，極易出現這一故障。對于剛修過(guò)的噴油泵來(lái)說(shuō)，柱塞發(fā)卡常是裝配不當所致。若懷疑某缸柱塞發(fā)卡，可用手觸摸對應的高壓油管。如果感到脈沖較弱且無(wú)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(wú)卡痕和綠色銹蝕物。一般地說(shuō)，卡痕雖能看到。但對柱塞運動(dòng)不會(huì )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(kāi)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(guò)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(jìn)、出油孔方向上)，說(shuō)明柱塞已存在磨損。如果柱塞上出現從頂端向下延伸、長(cháng)度不一的細線(xiàn)，說(shuō)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(tài)并結合撬動(dòng)柱塞試驗來(lái)判斷是否需進(jìn)行更換。因柱塞與套是成對選配的，故須成對更換。

 

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(jiàn)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(shí)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(huì )使調速彈簧的特性曲線(xiàn)斜率發(fā)生較大的變化，調速器會(huì )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(fā)電機啟動(dòng)后轉速不穩，排煙時(shí)有、時(shí)無(wú)，發(fā)電機頻率也不穩定。

（2）故障分析

      柴油發(fā)電機啟動(dòng)后，轉速時(shí)高時(shí)低，排煙異常，主要表現在轉速表上指針波動(dòng)較大、發(fā)電機頻率指針來(lái)回波動(dòng)，這種故障現象一般在柴油發(fā)電機啟動(dòng)后發(fā)生怠速時(shí)更為明顯，從柴油發(fā)電機轉動(dòng)中的聲音也可以很明顯地感覺(jué)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(shí)，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(guò)擺臂上的螺釘進(jìn)行調整。

②飛塊磨損。

      飛塊的常見(jiàn)磨損主要發(fā)生在銷(xiāo)孔和飛塊短臂。飛塊短臂的推腳因磨損使其長(cháng)度縮短。工作過(guò)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(dòng)彈簧脫落或折斷。

      飛塊式調速器的起動(dòng)彈簧調速杠桿的上端拉向加油方向，一旦調速器各鉸接點(diǎn)有間隙，該彈簧能夠克服間隙來(lái)保持調速穩定;但當它折斷或脫落時(shí)，將會(huì )造成調速器調速不穩。

④ 機油過(guò)多、黏度過(guò)大或調速器內部不清潔。

      機油過(guò)多、過(guò)臟，以及鉆度過(guò)大均影響飛塊、滑套的正常運動(dòng)，會(huì )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(guò)全負荷供油限止螺釘進(jìn)行調整。該螺釘的位置決定廠(chǎng)飛塊高速起作用點(diǎn)的張開(kāi)角，當擰緊螺釘時(shí)，供油拉桿行程將隨之增大;反之，供油拉桿行程會(huì )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(lián)合控制調速怠速，當發(fā)現調速器調速不穩時(shí)，應將噴油泵拆下進(jìn)行檢查和調試。檢查時(shí)，先檢查起動(dòng)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(diǎn)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(jìn)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(dòng)件的干涉與摩擦會(huì )產(chǎn)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(diǎn)磨損過(guò)度，則會(huì )造成飛塊張角過(guò)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(dòng)軸承作支承滑套，該處軸承損壞后會(huì )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(xiāo)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(huì )使飛塊實(shí)際擺動(dòng)中心向內偏移，使得飛塊推腳半徑縮短。在發(fā)動(dòng)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(shù)條件的要求，可通過(guò)鉸削飛塊銷(xiāo)軸孔，換上加粗的銷(xiāo)軸來(lái)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(huán)槽與浮動(dòng)杠桿橫銷(xiāo)將產(chǎn)生磨損，當配合間隙超過(guò)規定時(shí)，可將浮動(dòng)杠桿上的橫銷(xiāo)和調速套筒一起拆下，然后轉動(dòng)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(dòng)自如，無(wú)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(dòng)靈活，配合間隙符合規定，在操縱臂位置不變動(dòng)的情況下，供油拉桿或齒桿的軸向位置游動(dòng)量應在0. 5-1. 00 mm 。

 

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(shí)的校正

 

      在噴油泵的使用過(guò)程中，其凸輪和柱塞都會(huì )產(chǎn)生磨損。凸輪磨損會(huì )使柱塞頂面關(guān)閉進(jìn)油孔變晚；柱塞磨損會(huì )使燃油壓力上升速度減慢，二者磨損后都會(huì )使供油正時(shí)推遲，供油提前角變小。如果各缸凸輪磨損不一致。還會(huì )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(shí)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(shí)，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(shí)，此時(shí)提前器殼上的刻線(xiàn)應與泵體前端面上的正時(shí)指示片上刻線(xiàn)對準。如果沒(méi)有對準，可松開(kāi)提前器后面的驅動(dòng)接頭緊固螺栓，轉動(dòng)提前器殼，使之對準。

2、測時(shí)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(shí)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(xiàn)為0點(diǎn)，每隔60°作一刻線(xiàn)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(chē)所用燃油牌號相同)，按噴油泵工作時(shí)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(shí)，慢慢轉動(dòng)噴油泵，注意觀(guān)察測時(shí)管里的油面。只要油面一動(dòng)，立即停止轉動(dòng)，這時(shí)提前器外殼上的刻線(xiàn)應對準正時(shí)片上的刻線(xiàn)。如果二者的刻線(xiàn)尚差一點(diǎn)對準，說(shuō)明正時(shí)超前(這種情況極為少見(jiàn))。反之，說(shuō)明供油滯后。按點(diǎn)火順序依次檢查其它各缸的供油時(shí)刻，與所作各缸的刻線(xiàn)記號最大偏差量不得超過(guò)0.5°。若偏差量大于0.5°，即需進(jìn)行校正。其方法步驟如下：

① 打開(kāi)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(shí)螺釘鎖緊螺母；

③ 若正時(shí)滯后，可旋出正時(shí)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(diǎn)。然后用大改錐撬起柱塞尾部，用塞尺測量柱塞尾部與正時(shí)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(mǎn)足正時(shí)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(gè)，適用于氣缸直徑在105～135mm、額定轉速在1500r/min的東風(fēng)康明斯柴油發(fā)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(dòng)件的工作高度用調整螺釘進(jìn)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(fēng)康明斯柴油機上得到越來(lái)越廣泛的運用。總之，在遇到柱塞式噴油泵出現異常的問(wèn)題時(shí)，我們需要先確定故障產(chǎn)生的原因，然后采取相應的措施加以排除。

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