理论教育 康明斯圆筒型PT喷油器简介

康明斯圆筒型PT喷油器简介

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:PT喷油器装在气缸盖上,其下端伸入燃烧室。PT喷油器主要由喷油器体4、柱塞12、喷油器嘴头1、复位弹簧5等组成。PT喷油器计量量孔孔径一般为0.43~0.64mm,进油量孔的孔径为0.94~1.07mm,量孔大小确定了油量的变化范围。目前康明斯N、V、K系列柴油机均使用圆筒型PT型喷油器。PTD型喷油器的工作过程可分为三个阶段,如图5-59所示。柴油经计量量孔进入喷油器嘴头1的内腔锥形空间。

康明斯圆筒型PT喷油器简介

PT喷油器装在气缸盖上,其下端伸入燃烧室。喷油器的功用是对燃油进行计量、加压并将其喷入燃烧室,集油泵与喷油器功能于一体,也称泵喷油器(见图5-57)。

978-7-111-44184-7-Chapter05-61.jpg

图5-57 PTD型喷油器

1—喷油器嘴头 2—喷油器嘴头紧帽 3—进油量孔 4—喷油器体 5—复位弹簧 6—导向套 7—顶杆 8、10、11—O形密封圈 9、18—回油孔 12—柱塞 13—柱塞套 14—密封垫 15—计量量孔 16—环形空间 17—进油孔

PT喷油器分为法兰型和圆筒型两种。圆筒型PT喷油器用于气缸盖上有进回油道的康明斯柴油机上,它有四种类型:PT型、PT(B)型、PT(C)型和PT(D)型。目前康明斯N、V、K系列柴油机均使用圆筒型PT(D)型喷油器。PT(D)型喷油器有顶止式和非顶止式两种。顶止式PT(D)喷油器弹簧是用顶部限位螺套锁住,其作用是限制喷油器柱塞和连接件向上的行程。非顶止式PT(D)喷油器弹簧是用弹簧座圈锁住。

PT喷油器主要由喷油器体4、柱塞12、喷油器嘴头1、复位弹簧5等组成。油嘴1下端有10个直径约为0.216mm的喷孔(康明斯KTA—38C)。喷油器体4的油道中有进油量孔3、计量量孔15和回油孔9和18。PT喷油器计量量孔孔径一般为0.43~0.64mm,进油量孔的孔径为0.94~1.07mm,量孔大小确定了油量的变化范围。

喷油器嘴头1的外圆上装有O形密封圈8、10、11。三个O形密封圈与缸盖上的孔相密封组成燃油进、回油通道。在进油量孔3上装有滤网和量孔塞。下部为柱塞12与柱塞套13配成精密配合偶件,柱塞套13用喷油器嘴头紧帽2和喷油器嘴头1共同压装在喷油器体4上。柱塞套与喷油器体同喷油嘴头的接触面处靠精密研磨的方法保证密封。在进油孔道中装有一个止回球阀,以防止燃油倒流,喷油器嘴头凸出处加工有按一定角度分布的直径很小的喷孔,不同型号喷油器喷油嘴头不能互换。

1.PT喷油器工作原理

PT喷油器由喷油凸轮驱动(见图5-63),其工作过程决定于喷油凸轮型线。喷油凸轮具有特殊形状(见图5-58),它是反时针方向旋转的(自正时齿轮端看去),转速是曲轴转速的一半。

PTD型喷油器的工作过程可分为三个阶段,如图5-59所示。

(1)进油-回油阶段(见图5-59a)进气行程中(见图5-58),滚轮在凸轮凹面上滚动并向下移动。当曲轴转到进气行程上止点时,柱塞12(图注同图5-57,以下同)在弹簧5的弹力作用下开始上升,环形空间16将进油孔17与回油孔18连通。这时计量量孔15还处于关闭状态。从PT泵来的柴油经进油量孔3、进油孔17、回油孔18和9返回柴油箱。在此阶段,柴油在喷油器内循环流动有利于柱塞和柱塞套的冷却和润滑及排除柴油中的气泡。

978-7-111-44184-7-Chapter05-62.jpg

图5-58 喷油凸轮的外廓

(2)计量阶段(见图5-59b) 曲轴继续转到进气行程上止点后44℃A时,柱塞升起到计量量孔15被打开的位置,这时进油孔17和回油孔18均被关闭。柴油经计量量孔进入喷油器嘴头1的内腔锥形空间。这时油压较低且喷孔直径很小,由于表面张力的作用,柴油不会从喷孔漏入气缸。曲轴继续转到进气下止点前60℃A时,柱塞上升到最高位置,随后便停驻不动,直到压缩行程上止点前62℃A柱塞才开始下降。在压缩行程上止点前28℃A时,计量量孔关闭。从计量量孔开启到关闭这段时间为柴油计量阶段,也就是喷油器的进油时间。

978-7-111-44184-7-Chapter05-63.jpg

图5-59 PTD型喷油器的工作过程

a)进油回油 b)计量 c)喷油

计量量孔的开启时间和PT泵的供油压力确定了喷油器的每循环喷油量。

(3)喷油阶段(见图5-59c)当曲轴转到压缩行程上止点前22.5℃A时,随着柱塞迅速下行,喷油器嘴头内腔的燃油以很高的压力喷入气缸,其压力可达110~120MPa。到压缩行程上止点后18℃A喷油结束。此时柱塞锥面以强力压在喷油器嘴头内锥面,使柴油完全喷出,这样可以防止喷油量改变和残余的柴油形成积炭而积存在喷油器嘴头内锥面底部,柱塞压向锥形底部的压力可用摇臂上的调整螺钉调整,调整时要防止压坏油嘴。此后,由于凸轮凹下0.3mm,柱塞在稍微升起后便保持在此高度不变,直到膨胀做功和排气行程终了。

2.分级正时控制(STC)

柴油机在冷起动和低温运行时其状态会受到不利影响,如冬季起动困难,起动后有较浓排烟等。为克服以上不足,康明斯公司在PT燃油系统采用了分级正时控制装置(STC)。

在冷起动和空载状态,进入气缸的空气温度低,仅有一部分燃油获得足够热量而燃烧,未燃烧的燃油和空气的混合物形成白烟,甚至在排气管出现液态燃油。同时喷油正时对气缸状态有较大影响。当喷油发生在压缩冲程的较早时段,燃油有较长的时间与空气充分混合,燃油微粒外层首先受热燃烧,使气缸压力和温度急速升高,给气缸一个较理想的压力和温度,使其余燃油微粒迅速、完全地燃烧,从而有利于冷起动和空载状态;但这样的喷油正时在中等负载以上状态运行时,由于气缸故有温度的升高、供油量的加大会使剧烈燃烧发生在压缩冲程上止点前的较早时刻,产生压缩背压过太,气缸工作粗暴,增加燃油消耗并缩短柴油机寿命。STC装置成功地实现了柴油机在冷起动和空载状态下以较早喷油正时(提前喷油正时)方式工作,在中等负载以上以较晚喷油正时(正常喷油正时)方式工作。

STC系统的作用如下:

1)定时提前。①减少寒冷气候条件下的排气白烟(碳氢化合物);②改善寒冷气候条件下的怠速运行特性;③改善小负荷工况下的燃油经济性,避免排气冒黑烟;④减少喷油器头部或喷油嘴喷头的积炭。

2)定时滞后。①提高柴油机的可靠性。②减少氮氧化物的排放。分级正时控制(STC)也曾被称为液压可变正时(HVT),其系统组成如图5-60所示,在柴油机起动或小负荷工况时,通过控制喷油器顶端STC挺杆腔8的充油(润滑油),使喷油定时提前并减少喷油时间及喷油量,而在中等或大负荷工况下,通过控制STC挺杆腔8的泄油,使喷油定时滞后并增加喷油时间及喷油量。

STC分级正时控制如图5-60所示系统组成和PT泵燃油特性曲线(见图5-61)分析如下:

978-7-111-44184-7-Chapter05-64.jpg

图5-60 STC分级正时控制

1—供给润滑油控制阀的润滑油 2—润滑油滤清器接头 3—润滑油控制电磁阀 4—卸荷阀 5—供给喷油器的燃油 6—燃油压力开关 7—润滑油歧管 8—STC挺杆腔 9—润滑油管接头 10—PT泵断油阀 11—PT泵

1)柴油机怠速或低速运转时(曲线1—2段),燃油压力低于365kPa(未达到燃油压力开关的工作点),燃油压力开关6闭合,STC润滑油控制电磁阀3得电打开,柴油机润滑油在压力作用下,从润滑油滤清器接头2流入机油控制电磁阀3,少量润滑油从卸荷阀4流回油箱。从润滑油控制电磁阀3来的润滑油流入润滑油歧管7,分成六路进入润滑油管接头9,最后分别进入6个PT喷油器的STC挺杆腔8。STC挺杆腔8充满润滑油后,挺杆长度伸长,喷油定时提前。

2)当无负荷高速空运行时(曲线4—5段),工作点在4点右侧附近,燃油压力低于365kPa,达不到燃油压力开关6的工作点,此时挺杆腔8仍然充油,降低喷油量。

978-7-111-44184-7-Chapter05-65.jpg

图5-61 PT泵燃油特性曲线

3)当柴油机带负荷运行时(曲线2—4段),燃油压力高于365kPa(达到燃油压力开关6的工作点),燃油压力开关6断开,STC机油控制电磁阀组3断电,润滑油歧管7内的润滑油通过卸荷阀4直接回到油底壳,挺杆腔8泄油,挺杆长度缩短,喷油滞后。

STC系统喷油器采用顶端封堵结构(见图5-62),它有2个柱塞弹簧和一个上端封堵式液压挺柱。当PT燃油泵的泵油压力低于预设值时,如柴油机在起动和小负荷期间,系统的润滑油控制阀开启,允许柴油机润滑油通过油道进入STC喷油器挺杆之中。当润滑油压力超过69kPa时,将使挺杆内的进油止回阀离开阀座,润滑油将进入挺杆的内、外活塞之间。随着喷油器凸轮转动,摇臂将推动挺杆的内活塞下移,使被封闭润滑油的压力升高,并推动挺杆外活塞向下移动。挺杆下移将推动喷油柱塞下移,所以,只要挺柱内充满润滑油,喷油器柱塞将会提前下移,从而使喷油定时提前。在喷油定时提前期间,挺杆内的润滑油就被进油止回阀和感应止回阀封闭。

978-7-111-44184-7-Chapter05-66.jpg

图5-62 STC系统顶端封堵式喷油器

喷油循环结束时,喷油器的作用力使挺杆内的润滑油压力增大,将喷油器柱塞稳定地压在喷油器喷头之上,使封闭润滑油的压力升高到7585~10343kPa,挺柱内的感应单向球阀离开阀座,润滑油通过喷油器接头上的油孔泄流,泄流润滑油经过气缸盖和气缸体中的泄流油道流回柴油机的油底壳中。同时,由于凸轮的继续举升,喷油器柱塞与喷油嘴头内锥面之间保持接触,从而保持喷油器柱塞的落座压力和喷油器柱塞行程量的一致性。

当柴油机的燃油压力超过预设值时,润滑油控制阀将关闭,阻止润滑油流入挺杆中。这种情况下,静止的润滑油将停留在润滑油供油管之中,对STC挺杆的工作不会产生影响。由于在挺杆的内、外活塞之间不存在被封闭的润滑油,则内活塞必须向下走完两活塞间的空隙与外活塞建立直接接触后,才能将运动传递到外活塞,从而推动喷油器柱塞下行进行燃油喷射。这和挺杆内、外活塞之间注满润滑油的状态存在一段走空行程的时间差,如果喷油器柱塞要下行到达同一位置,前者则需要更长时间,而后者只要内活塞一有向下运动就立即通过润滑油将运动传递给外活塞带动喷油器柱塞下行。显然,后者的喷油较早,即是“喷油正时提前”,而润滑油不流入挺杆中为正常喷油正时。

3.PT喷油器标记

圆筒型PT喷油器的型号标记在喷油器体出油口处圆筒外表面上。例如PT(D)喷油器的标记为178—A—8—7—17,其中178—A是喷油器在喷油器试验台上校准的流量代号,178表示178mL。字母A表示178mL是在进油压力为838kPa时1000次喷油量的80%,即800次的喷油量。因此1000次喷油量为178/0.8=222.5mL。若字母为B,则表示进油压力为838kPa时600次的喷油量。若字母为C,则表示进油压力为559kPa时的800次喷油量。无字母则为每1000次的喷油量(mL)。

8——喷油孔为8个。

7——喷油孔的孔径为0.1778mm(0.007in)。

17——喷油孔角度即喷油孔轴线与水平面的夹角。

N系列柴油机的喷油器以8—7—17和8—8—18较多。K系列柴油机主要使用10—0.0085—10和9—0.0085—10的喷油器[0.0085表示喷油孔直径为0.2159mm(0.0085in)]。

4.PT燃油系统的特点

(1)PT燃油系统的优点

1)喷油正时由配气凸轮轴决定,安装PT泵时无需调整喷油正时。

2)PT燃油系统结构紧凑,整个系统中只有喷油器中有一副精密偶件,精密偶件数较采用柱塞式喷油泵的燃油系统大为减少。

3)由于高压只在喷油器中产生,PT泵以较低的压力工作(出口压力约为0.8~1.2MPa)。没有高压油管也没有高压接头,消除了压力波动的问题。它可以采用很高的喷油压力,燃油雾化质量好,而且也不存在高压漏油的问题。

4)由于PT燃油系统是利用油压调节的,在油泵磨损时,具有自动补偿的能力,供油量不会下降,不用重新调整。

5)有相当数量的燃油(约80%)经过喷油器回流,可对喷油器进行冷却和润滑,并把可能存在于油路中的气泡带走。回流的燃油带着喷油器的热量直接流回浮子油箱,在冬季,还可以起到加热油箱中燃油的作用。

6)喷油器可单独更换,因此不必像柱塞泵那样需在试验台上进行供油均匀性的调整。

(2)PT燃油系统存在的缺点

1)康明斯NH、N及K系列柴油机上采用的PT泵,由于除了PTG调速器外还装有MVS调速器,增压机型还装有AFC控制器,故结构上仍比较复杂。

2)PT燃油系统的喷油器由于采用转矩调整法调整,如调整不当时可能引起燃油雾化不良,排气严重冒黑烟和功率下降,有时甚至可能将喷嘴压坏,导致喷油器油嘴脱落。

3)PT泵需在专用的PT燃油泵试验台上进行调试,使用中仍感不便。

5.装配PT燃料系统的康明斯柴油机的调整

PT燃油系统是美国康明斯发动机公司的专利,应用在康明斯N、K系列及其他型号的柴油机上。该系统喷油正时准确,时间短,喷射压力高(超过100MPa),燃油雾化良好,无二次喷射和滴漏现象,经济性能和排污性能都较好。与一般柴油机的燃油系统相比,在组成、结构及工作原理上有很大不同。除泵需在专用的燃油泵试验台上调试之外,PT喷油器在柴油机上的安装、调整,必须按规定的顺序和方法进行。同时,由于喷油器的柱塞由配气机构凸轮轴驱动,PT喷油器的调整与柴油机气门的调整必须综合考虑和同时进行。通常次序是首先调整喷油器柱塞落座压力,再调丁字压板和气门间隙。对于使用一段时间或经拆装过又重新装配的柴油机还应进行喷 正时检查与调整。

(1)PT喷油器柱塞落座压力的调整PT喷油器的驱动机构如图5-63所示。喷油器驱动凸轮6位于配气机构凸轮轴上,随动臂7上的滚轮在凸轮的轮廓上滚动,凸轮的转动使随动臂摆动并推动推杆4,继而通过调整螺钉1推动摇臂3,摇臂头压下喷油器柱塞9,同时压缩弹簧10。凸轮回转一周,完成一个工作循环,柱塞往复运动一次。(www.daowen.com)

在喷油器的驱动机构中,不但在推杆与摇臂接触处无间隙,而且还要求柱塞落座后摇臂对柱塞有一定的压紧力,以便将柱塞与锥形座面之间的残余燃油全部压出,此压力称为PT喷油器柱塞落座压力。落座压力不能过大也不能过小。过大会使喷油器驱动机件变形,甚至顶坏喷油器嘴头;过小会使柱塞与锥形座之间有残余燃油,燃烧产生积炭而使嘴头过热,甚至脱落。

978-7-111-44184-7-Chapter05-67.jpg

图5-63 PT喷油器的驱动机构

1—调整螺钉 2—锁紧螺母 3—摇臂 4—推杆 5—调整垫片 6—凸轮 7—随动臂 8—喷油器体 9—喷油器柱塞 10—弹簧

对于重新装配的柴油机,应重新调整落座压力。对于使用过一段时间(一般2000h左右)的柴油机,因磨损等因素会使原来正确的压力被破坏,故也应及时进行调整。

调整柱塞落座压力一般先进行冷调整,之后再进行热调整。冷调整是在柴油机冷却水温度为60℃(140℉)以下进行。热调整应在柴油机油底壳温度为88℃(190℉),冷却水温度为85℃(185℉)以上时进行。“热调”数据是供柴油机在测功器上试验时调整用的,此时调整工作必须迅速。

PT喷油器柱塞落座压力可用喷油器驱动机构的摇臂轴上的调整螺钉进行调整。调整方法有两种:仪表法和扭矩法。仪表法较精确,但需要量具。而扭矩法只需要扭力扳手,不需其他量具,但准确度低于仪表法。

仪表法是使喷油器柱塞上下运动的行程符合规定值的办法来调定柱塞落座压力。因此,只有当喷油器柱塞上行至最高位置时才适用仪表法调整。

扭矩法是用专用扭力扳手将喷油器调整螺钉拧到规定的力矩值的办法来调定喷油器柱塞落座压力。因此,必须当喷油器柱塞下行至其下部锥体接触到嘴头的锥形座面时才能调整,即喷油器柱塞下行至最低点位置时才适用扭矩法调整。

根据某型康明斯柴油机喷油器驱动凸轮外轮廓曲线形状(见图5-58)计算并绘制的喷油器柱塞行程与曲轴转角关系图如图5-64所示,从中可以看出仪表法的调整区域(喷油器柱塞行程可调区,此时柱塞处最高位置)和扭矩法的调整区域(喷油器柱塞落座压力可调区,此时,喷油器柱塞下部锥体接触到嘴头的锥形座面,但未达到压出燃油的最低位G)。

在实际调整中,调整位置是根据附件传动带轮上的调整记号“A”或“1—6VS”(见图5-65)进行的。调整时记号应与齿轮室盖上的记号对准。一般康明斯柴油机带轮上都标有TC,VS等记号,TC表示活塞处在压缩行程到达上止点位置;VS表示活塞在压缩行程下止点后90°位置(见图5-64),是喷油器、气门可调记号。TC和VS记号前面的数字表示相对应的气缸号,如1—6VS、2—5VS、3—4VS。有的康明斯柴油机传动带盘上以记号A、B、C分别代替1—6VS、2—5VS、3—4VS。

978-7-111-44184-7-Chapter05-68.jpg

图5-64 喷油器柱塞行程与曲轴转角关系图

978-7-111-44184-7-Chapter05-69.jpg

图5-65 附件传动带轮上的记号

1)用扭矩法调整喷油器柱塞落座压力。由图5-64可知,当使相应VS记号对齐时,柱塞在HA区间,其下部锥体都是与嘴头锥形座面接触的,因此可调整相应气缸的喷油器落座压力。调整时,首先应使第1缸处于做功行程并使1—6VS记号与齿轮室盖上记号对准,其方法是顺曲轴转动方向转动,同时观察第6缸气门摇臂动作,当进、排气门交替动作时,继续转动曲轴,待1—6VS记号与齿轮室盖上的记号对准时停止转动,这一位置就是1VS的位置。调整第1缸后可按发火顺序逐缸进行调整。

此方法需转动柴油机同缸数相同的次数才能调完。例如,6个缸需要转6次曲轴才能调整完。因此也可采用快速(2次)调整法来进行调整。以六缸柴油机为例,从柴油机实际工作循环表(见表5-1)中可以看出,对于1VS的位置,第1缸(做功行程90°)、第2缸(排气)、第4缸(排气)的喷油柱塞均处于柱塞落座力可调区(见图5-64中的HA段),所以,此位置可同时调整第1缸、第2缸、第4缸的喷油器柱塞落座压力。

继续转动曲轴一圈(360°),并使1—6VS记号再次与齿轮室盖上记号对正。这一位置反应到实际工作循环表(见表5-1)上就是6VS位置,即第6缸做功行程90°位置。从表5-1不难看出,柴油机处于6VS位置时,第6缸(做功)、第3缸(排气)、第5缸(排气)的喷油器柱塞均处于柱塞落座压力可调区(见图5-64HA段)内,所以,在此位置可同时调整第6缸、第3缸、第5缸的喷油器柱塞落座压力。

调整过程如下:①松开调节螺钉的锁紧螺母,拧紧调节螺钉直到喷油器柱塞处于升程为零的位置(与嘴头锥形座面相接触),再将调节螺钉拧进15°,以确保喷油器嘴头中的燃油全部压出(此时柱塞处于最低位置G,见图5-64),柱塞升程呈负值。将调节螺钉退出1圈。②用扭力扳手(必须有螺钉旋具接头)将调节螺钉拧紧到规定的力矩。将调节螺钉退出再拧进到规定值,反复2~3次,以确保调整的准确性。③顶住调节螺钉不动,拧紧锁紧螺母到54~61N·m。若用康明斯公司的ST—669接头时应拧紧到41~47N·m。

表5-1 柴油机实际工作循环表

978-7-111-44184-7-Chapter05-70.jpg

2)用仪表法调整PT喷油器柱塞落座压力。仪表法只适用于非顶止式喷油器,而不适用于顶止式喷油器。此法是通过测量并调整喷油器柱塞上下运动的行程,使其符合规定值的办法来间接地调定柱塞落座压力。

以康明斯六缸柴油机为例来说明利用仪表法调整PT喷油器柱塞落座压力的步骤。①为防止喷油器驱动件过载和损坏,从正常工作位置拧松喷油器调整螺钉0.5~1圈,再拧紧锁紧螺母。并压下减压杆(如果有的话),使可轻便转动柴油机。②使第1缸处于做功行程并使1—6VS记号与齿轮室盖上记号对准,即1VS位置。此时可调第3缸的喷油器柱塞行程,因为该柱塞处于其行程的顶点(见表5-1、图5-64)。③将专用工具(由千分表、接杆和支架组成)的接杆放到欲调的第3缸喷油器柱塞顶端,如图5-66所示。④驱动摇臂压杆或类似工具将第3缸喷油器柱塞往下压到底与嘴头锥形座面接触(反复数次以提高测量精度),如图5-67所示。然后在最低点,将千分表对“0”。放松摇臂,使柱塞回升至顶点并读出千分表的读数,即为柱塞行程。此柱塞行程必须与说明书规定值相符。否则,应通过调拧摇臂调节螺钉使柱塞的行程达到规定值。⑤顶住调节螺钉不动,拧紧锁紧螺母到规定力矩。调完后,还需复调1次,直到合格为止。⑥以表5-2所列的顺序(右转柴油机为例),按上述方法调整第6、第2、第4、第1和第5缸的喷油器柱塞行程。

978-7-111-44184-7-Chapter05-71.jpg

图5-66 检查喷油器柱塞行程

(2)配气机构的调整 由于PT燃料系统的特点,应在柱塞落座压力调整后,进行配气机构的相关调整。配气机构中丁字压板用于同时驱动两个气门(见图3-13),丁字压板驱动的调整为每对气门同时动作提供保证,并防止由于气门未对准而发生变形。丁字压板调整的改变往往是由于运行中气门座磨损的结果,此时摇臂与丁字压板之间间隙减少。因此通常在发现摇臂间隙紧时调整丁字压板。丁字压板的调整通常是在喷油器柱塞调整之后进行的,随后可接着调整气门间隙。

进、排气门间隙是指凸轮传动臂的滚轮与凸轮的基圆接触状态下,摇臂与丁字压板之间的间隙。由于康明斯柴油机的气门和喷油器是由共同的凸轮轴驱动的,所以气门间隙调整因喷油器柱塞落座压力调整方法的不同而异。调整方法是:

1)当采用仪表法调整喷油器柱塞落座压力后,其他缸可以调整的气门间隙即可进行调整。例如,对于发火顺序为1—5—3—6—2—4的柴油机,当调好第3缸的喷油器时,就可在同一曲轴位置上调整第5缸的气门间隙(见表5-2)。然后按表5-2所列顺序调整第3缸、第6缸、第2缸、第4缸和第1缸的气门间隙。

978-7-111-44184-7-Chapter05-72.jpg

图5-67 摇臂压杆压下喷油器柱塞

表5-2 柴油机柱塞落座压力和气门间隙调整位置(仪表法)

978-7-111-44184-7-Chapter05-73.jpg

2)当采用转矩法调整喷油器时,可按发火顺序逐缸并在调好喷油器以后就调整同一缸的气门间隙(不允许先调气门,后调喷油器),也可分两步采用快速调整法进行。即调完柴油机所有喷油器后,再转动曲轴,找到第1缸处于做功行程90°的位置。在1—6VS位置,可调第1缸的进排气门、第5缸的进、排气门、第3缸的排气门、第4缸的进气门(见表5-1)。再转曲轴1圈位于6VS位置,在此位置可调第2缸和第6缸的进排气门、第3缸的进气门、第4缸的排气门。这样柴油机转2次即可将各缸的进、排气门间隙调整完毕。

(3)喷油正时的检查和调整 由于燃油的喷射和燃烧都需要一定的时间,对于高速柴油机来说,往往在活塞压缩接近上止点前一定角度时开始喷油(此角称喷油提前角),以保证燃料在最佳时刻进行燃烧。

因此,喷油是否正时,对于柴油机动力性和经济性影响很大。对于使用一段时间或经拆装过又重新装配的柴油机应进行喷油正时检查与调整。

喷油正时是当活塞处于压缩行程上止点前喷油的时刻。康明斯N、K系列柴油机,正时检查统一规定在活塞位于压缩上止点前5.16mm(0.2032in)处进行。即喷油正时指活塞在上止点前5.16mm或曲轴转角19°时,喷油器柱塞和油嘴之间的距离,由推杆的行程量来表示。

康明斯柴油机喷油正时,需要用专门的检查仪器正时仪(见图5-68),正时仪有两个百分表,分别用来指示活塞行程和喷油器推杆行程。将活塞行程百分表2的测量杆插入气缸盖上喷油器安装孔,再将推杆行程百分表的测量杆放在喷油器推杆的凹形球座内。正时仪必须与气缸中心线平行,否则影响测量精度。有的正时仪上还刻有45°和90°两个行程标记,供检查调整使用。

1)喷油正时的检查。

①按曲轴转向转动曲轴,使上止点记号“1—6TC”对准正时齿轮盖上的指针或记号,使第1缸处于压缩终了的上止点位置,此时观察正时仪时,在压缩冲程,随着活塞向上止点移动,百分表1和百分表2的测量杆将同时上移,指针顺时针方向旋转。这一位置就是图5-69中的点1位置。

978-7-111-44184-7-Chapter05-74.jpg

图5-68 喷油正时仪

1—推杆行程百分表 2—活塞行程百分表 3—正时仪 4—测量杆 5—活塞 6—喷油器凸轮 7—滚轮摇臂挺柱 8—喷油器推杆 9—测量杆

978-7-111-44184-7-Chapter05-75.jpg

图5-69 喷油正时检查顺序

②表2调零。在点1位置将活塞行程表杆下移至碰到活塞顶面,并使表杆完全压缩后再升高0.64mm(0.025in)左右(为测量留出余量)。将该表固定在测量仪上,并将活塞行程百分表调至“0”位。

③表1调零。顺曲轴转向转动曲轴至上止点后90°CA的位置(见图5-69中由点1→点2),在此位置确保推杆行程百分表测量杆与喷油器推杆球面接触,压缩百分表表杆到底后再升起约0.64mm,为下一步测量预留量程,然后将百分表固定,转动百分表盘使指针对“0”。推杆行程百分表调零要在喷油器工作在大基圆上进行,此时推杆行程为零。

④按曲轴转向的相反方向转动曲轴并越过上止点,直到上止点前45°CA的位置(见图5-69中由点2→点3)。这一步骤的目的是为下一步测量时消除传动系统间隙(如齿轮啮合间隙),以使测量准确。

以上四步均为准备工作,下一步开始测量喷油提前角的大小。

⑤按曲轴转动方向缓慢地转动曲轴,并注意观察活塞行程表的读数,当该表量程为-5.161mm(-0.2032in)时停转曲轴(此位置是活塞处于压缩行程上止点前19℃A的位置,即图5-69点4)。在此位置时读出推杆行程表的读数;若读数符合表5-3中所列的范围内,说明喷油是正时的;若读数大于表5-3中所列范围,说明喷油提前角过小;若读数小于表5-3中所列范围,说明喷油提前角过大。表5-3所示为康明斯柴油机铭牌上正时代号所对应的推杆行程范围,供使用和维修人员检查调整时参考。

表5-3 正时代号与调整数据 (单位:mm)

978-7-111-44184-7-Chapter05-76.jpg

2)喷油正时的调整。由于喷油推杆行程的大小决定了气缸内相对于活塞位置燃油喷射的时刻,推杆行程大,表明喷油滞后(喷油提前角小);反之,表明喷油提前(喷油提前角大)。康明斯柴油机喷油正时调整有两种方法。

①通过调整垫片调整。如图5-63所示,调整滚轮摇臂挺柱盖板与机件结合面之间调整垫片的张数,即可改变挺柱与喷油凸轮的相对位置,使喷油提前或滞后。由于柴油机配气凸轮轴位置是固定的,因此增加垫片厚度,滚轮摇臂挺柱将右移,使喷油正时提前;减少垫片厚度,挺柱将左移,使喷油正时滞后。N系列柴油机调整垫片有四种不同厚度,分别为0.15~0.20mm,0.36~0.51mm,0.51~0.61mm和0.69~0.84mm,对应的喷油器推杆行程变化量分别为0.04~0.05mm,0.09~0.13mm,0.13~0.15mm和0.18~0.20mm。维修中决不可用一般垫片随意更换。

978-7-111-44184-7-Chapter05-77.jpg

图5-70 用于正时调整的偏位键

a)偏位键 b)偏位键装配

②通过正时键调整。喷油正时也可利用更换不同“偏位量”的配气凸轮轴正时键进行调整。正时键分为直键和偏位键(见图5-70),前者不改变正时,后者能够改变配气凸轮轴与凸轮轴传动齿轮(又称正时齿轮)的相对位置。在保持齿轮正时记号不变的情况下,通过更换不同的偏位键可使凸轮轴相对凸轮轴齿轮超前或滞后一个微小的角度,从而改变喷油正时。

偏位键顶部在凸轮轴旋转方向的偏移量越多,相当于凸轮轴(喷油凸轮)逆曲轴工作转向转过了一个角度,喷油正时越滞后;反之,偏位键顶部在凸轮轴旋转方向的逆方向偏移量越多,则喷油正时越提前。利用偏位键调整喷油正时,只调第1缸(6缸机)即可。

康明斯N系列柴油机通常采用第一种方法,由于两缸共用一个滚轮挺柱盖板,因此,需分别调整第1、第3、第5缸的喷油正时。K系列柴油机只能采用正时键调整,正时键的规格可查阅柴油机维修手册。维修柴油机时,当需要拆卸凸轮轴齿轮之前,必须正确记下正时键在凸轮轴键槽内的安装方向。正时键顶面一般都打有箭头,安装时必须按规定装配。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈