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柴油机喷油器常见故障及排除方法

发布时间:2018-11-01   点击率:69

 喷油器是柴油机的精密件之一,它易产生的故障有:针阀锥面与针阀体锥面磨损、针阀与针阀孔导向面磨损、喷孔扩大、针阀卡住、喷孔阻塞、喷油压力过高或过低等。本文详细分析了这些故障产生的原因,并提出了排除故障的方法。

  喷油器是柴油机精密件之一,针阀与针阀体之间的配合间隙只有0.002~0.003 mm。喷油嘴的形状是燃油系统中一个非常重要的参数,它对喷雾质量、喷注形态、燃油与空气混合状态有很大的影响,这些因素直接影响柴油机的排放指标。近年来,为满足日益严格的柴油机排放要求,获得较好的经济性能和排放性能,喷油器出现了如下发展趋势:

  (1)提高喷射压力,特别是在低速工况;

  (2)增加喷油嘴的喷孔数,减小喷孔直径;

  (3)可变的燃油喷射率,如预喷射等。

  喷油器的作用是将一定压力的柴油雾化成细小均匀的油粒,使柴油在燃烧室内与空气很好地混合。喷油嘴结构参数有喷嘴的孔数、孔径、锥角等,它位于燃烧室顶部,直接暴露在高温高压可燃混合气体中,工作温度高,工作条件差。热负荷和机械负荷常常会引起针阀偶件密封不良、燃气回窜,甚至停止工作,此外,喷油器工作状况的好坏,直接影响柴油机的经济性、动力性、排放、可靠性等。因此,对喷油器常见故障进行分析及排除是十分必要的。

  1、喷油器磨损

  喷油器(轴针式) 经常发生磨损的部位有密封锥面、喷孔、针阀与针阀孔导向面。

  密封锥面(针阀锥面与针阀体锥面) 的磨损是由于喷油器弹簧的冲击与柴油中杂质的作用所致。密封锥面磨损后会使锥面密封环带接触面加宽、锥面变形,光洁度降低。其结果造成喷油嘴滴油,喷孔附近形成积炭,甚至堵塞喷孔。滴油严重的喷油嘴,在工作中还会出现断续的敲击声,导致柴油机工作不均匀,排气冒黑烟等。排除的方法为:拆开喷油器,在针阀头部沾少许氧化铬细研磨膏对锥面进行研磨,然后用柴油洗净,最后装入喷油器进行性能检测。若性能检测不合格,则需更换针阀偶件。实际维修过程中,特别要注意不要将研磨膏粘到针阀孔内,维修中如没有研磨膏也可用牙膏或机油替代。

  喷孔扩大是由喷油器工作时高压油流不断喷射冲刷喷孔导致。喷孔扩大导致喷油压力下降,喷射距离缩短,柴油雾化不良,缸内积碳增多。对于多孔直喷式喷油器,由于孔数多、孔径小,喷孔扩大的维修难度较大。一般情况下采取更换针阀偶件的办法来修复喷油器。如暂时没有针阀偶件可供更换,则用高速钢磨制的冲样在各孔端轻轻敲击,使喷孔塑形变小,若经调试仍不合格,则应更换针阀偶件。

  针阀与针阀孔导向面磨损是由于柴油中含有杂质所致。磨损后使导向部分磨成锥形(下端磨损大)。其结果使喷油嘴的回油量增多,供油量减少,喷油压力降低,喷油时间延迟。这种状态下,柴油机既不能全负荷工作,也会造成起动困难。为防止针阀及针阀孔导向面磨损,应按时保养柴油滤清器,经常排放滤清器和油箱内的沉淀油,以防灰砂杂质的侵入而加速针阀偶件的磨损。对于磨损严重的针阀,应及时更换新的针阀偶件。

  2、喷孔阻塞

  喷孔阻塞的主要原因:

  (1)柴油机长期放置,喷嘴锈蚀,导致喷孔半阻塞或完全阻塞;

  (2)燃油中混进了固体杂质微粒,或因燃烧不良产生积碳,工作时间稍长就会积结在喷油器的喷孔周围,使喷孔成为半阻塞状态。

  喷孔一旦被阻塞,喷油泵的供油压力就会上升并伴有敲击的声音发出。防止喷油孔阻塞的方法,一方面是对于进入喷油器的燃油要经过严格的多道过滤,目前,大多数喷油器在其内部增加了油滤偶件;另一方面通过改进燃烧的办法,防止因积碳过多而阻塞喷孔。

  喷孔阻塞的排除方法:先将喷油器拆下来,用机械或弱腐蚀的方法清除掉喷嘴上的积碳或铁锈。在保护好密封座面不受损伤的情况下,用钢丝或喷孔加工时使用的钻头清理喷孔内的积炭或铁锈。使用钢丝清除喷孔内的积炭或铁锈时,必须将钢丝装在夹头中进行,并且钢丝露出喷孔的长度不应超过2mm,以便得到较大的弯曲强度,防止钢丝折断在孔中。

 3、针阀卡住

  针阀卡住的主要原因有:

  (1)喷油器安装不当,导致喷油嘴局部温度过高而烧坏;

  (2)喷油器没有定期保养和调整喷油压力;

  (3)柴油中含有杂质或过多的水分;

  (4)喷油嘴针阀锥面密封不严,渗漏到喷油嘴端面的柴油燃烧时导致喷油嘴烧坏;

  (5)柴油机的工作温度过高。

  针阀如果在开启状态时卡住,则喷油嘴喷出的柴油不能雾化,造成不完全燃烧,同时还会有冒大量黑烟现象发生。此外,未燃烧的柴油还会冲刷到气缸壁上稀释机油,加速活塞环及气缸套的磨损。如果针阀在关闭状态时卡住,不管喷油泵的供油压力多大,都不能使针阀打开,并且还会在燃烧系统中产生高压敲击声,甚至损坏喷油泵柱塞。

  喷油器卡住后不一定全部报废。有时用较软的物体(如棒等) 除去针阀上的积炭,并用机油进行适当的研磨后,仍可继续使用。若喷油器卡住后针阀拔不出来,可将喷油器放入盛有柴油的容器中,然后将喷油器加热至柴油沸腾并开始冒烟为止。此时,将喷油器取出并夹在虎钳上,然后用一把鲤鱼钳(钳口应包着铜皮等软物)夹住针阀用力往外拔,一面拔,一面旋转,反复多次即可将喷油器针阀拔出。

  如果针阀无法用上述方法拔出或拨出过程中损坏,则必须更换新的喷油嘴偶件。为溶解新的喷油嘴偶件上的防锈油,此时应把新的喷油嘴偶件放在70~80℃的柴油里煮10min,然后在干净柴油中将针阀在阀体内来回抽动,以便将防锈油彻底清洗干净。如果只清洗而不煮,就不能完全洗净喷油器偶件内的防锈油,工作时容易使针阀积炭、胶结甚至卡住。另外,清洗针阀偶件时,不得与其他硬物相碰,防止刮伤针阀导向面。

  4、喷油压力过高或过低

  喷油压力过高的原因是:

  (1)针阀粘住或卡死在针阀体内;

  (2)调压弹簧压力过大;

  (3)喷孔堵塞。

  喷油压力过低的原因是:

  (1)针阀导向部分与针阀体间隙过大或针阀锥面密封不严;

  (2)喷油嘴与喷油器体接触面密封不严;

  (3)调压螺钉松动;

  (4)调压弹簧压力太小或折断。

  出现喷油压力过高或过低现象时,应将喷油器拆开清洗,并进行相应的调试和修理。喷油压力调整得过高或过低,都会导致柴油机工作不稳定和功率不足,甚至导致燃烧室及活塞等零件的早期磨损。一般来说,喷油压力如果调整过低将使得喷油的雾化质量大大降低,柴油消耗量增加,且不易起动柴油机。即使能起动,因柴油机燃烧不完全,排气管会一直冒黑烟,喷油嘴针阀也容易积碳。如果喷油压力调整过高,则易引起柴油机在工作时产生敲击声,并使功率下降,同时也容易使喷油泵柱塞偶件及喷油器早期磨损,有时还会把高压管胀裂。

  通过加强柴油机喷油器的故障分析及排除工作,能有效降低柴油机的故障率。喷油器的故障会直接导致柴油机工作不正常,但柴油机的故障并非都由喷油器引起。因此,对喷油器故障的判断应仔细,不可贸然对喷油器进行拆检,从而破坏其加工与装配精度,造成不必要的损失。此外,为减少喷油器故障,延长喷油器的使用寿命,平时应做好对喷油器的维修、保养工作。

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