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Chapter 9 精密偶件及增压器的检修
柴油机喷油泵和喷油器的三对偶件是精密零件,称精密偶件。废气涡轮增压器是一种精密机械。
★高压油泵(含柱塞与套筒,出油阀与阀座两对偶件)与喷油器(含针阀与针阀体偶件)的作用。
★精密偶件的精度很高,圆度、,~。
本章以精密零件与精密机械为研究内容,目的是加强对精密零件与机械的学习与重视,以便在船上的实践中更好的管理与检修。
§9-1 精密偶件的检修
1 精密偶件的主要损伤形式
柱塞与套筒:
1)圆柱配合面的过度磨损
高压油泵工作一般时间后,在柱塞和套筒的工作表面产生磨损,特别是回油孔式油泵的柱塞螺旋槽附近的工作表面磨损最为严重,如图9-1a)所示。配合面的磨损使配合间隙增大,高压油泵的泵油压力降低,进而使喷油压力降低,雾化不良,燃烧恶化;各缸油泵的柱塞一套筒偶件磨损不同,油泵的泵油压力不同,各缸喷油量不等,以致各缸功率不同。
2)柱塞表面的穴蚀
柱塞螺旋槽附近的工作表面上产生穴蚀,如图9-1b)所示。穴蚀是由于燃油喷射终了时,螺旋槽的边缘将回油孔打开的瞬间,套筒内的高压油急速冲出,使套筒内压力骤然降低。螺旋槽边缘的油压低到该处温度对应的燃油蒸发压力时燃油汽化形成气泡。随后的高压燃油或其压力波使气泡溃灭,强大的冲击波作用使该处金属剥蚀,即产生穴蚀。
3)偶件配合面的拉痕和咬死
柱塞和套筒工作表面上还会产生纵向拉痕、磨损,柱塞与套筒卡紧甚至咬死,这种损坏主要是燃油净化不良,含有较多坚硬的机械杂质、配合间隙过小和零件材料热处理不当等引起。
出油阀与阀座偶件:
出油阀和阀座是高压油泵中的另一对精密偶件,在高压油泵中起着蓄压、止回和减压作用。等容卸载式出油阀偶件的结构如
图9-2所示。
出油阀主要在导向面C、减压凸缘B、密封锥面A处产生磨损,出油阀座的锥面和内孔产生磨损。出油阀的C、B面和阀座的内孔磨损会使配合间隙增大、泵油量增多,造成不完全燃烧。A面和座面的磨损导致密封性下降,高压油回流,泵油压力下降。此外,还会产生阀与座的卡紧、咬死或阀关闭不严而处于“常开”的故障。
喷油器针阀与针阀体:
1)圆柱配合面和锥面配合面的过度磨损
磨损是针阀偶件的主要损坏形式,主要发生在针阀外圆表面和针阀体的内孔,针阀锥面和针阀体的座面。
针阀偶件圆柱配合面过度磨损后,使配合面的间隙增大、喷油压力降低和雾化不良等。各缸喷油器针阀偶件磨损程度不同使各缸的喷油量不等,从而影响柴油机功率平衡和低负荷运转的稳定性。
针阀偶件的锥面配合面是重要的密封面。在正常工作时,为了密封和切断燃油迅速,要求针阀的锥角θ′~10,如图9-3a)所示;偶件锥面配合面实际上是一狭窄的环形密封带(称为阀线),~,如图9-3b)所示。环形密封带越窄,压强越大,锥面的密封作用和燃油喷射终了时切断燃油的性能就越好。
柴油机运转一般时间后,喷油器针阀偶件的锥面配合面产生过大的磨损,使针阀下沉、环形密封带变宽或不连续或模糊不清,针阀升程加大,针阀与阀座的撞击力增强,使锥面配合面的磨损与损伤更加严重。锥面过度磨损后使针阀下沉,即针阀位置下移,如图9-3c)所示。
2)针阀体端面腐蚀
喷油器的结构不同,有的针阀体头部带喷孔,另一端面与喷油器本体端面相结合;有的针阀体一端不带喷孔而是平面与带喷孔的喷油嘴结合,另一端面与喷油器本体结合,这种针阀就有两个端面。
针阀体端面长期使用会因燃油、冷却水使其发生微观电化学腐蚀,从而使与喷油器本体或喷油嘴结合面处的密封性下降,产生燃油漏泄和油压降低,雾化不良等。
针阀体端面腐蚀可以从喷油器冷却水循环水箱中有油星、油迹等现象进行判断。
3)喷孔磨损与堵塞
针阀体或喷油嘴上分布着细小的喷油孔,~,喷孔数目约在1~12个。喷油器上的喷孔直径、数目和分布随机型而异。喷孔直径和喷孔的长径比对燃油的雾化影响很大。
喷孔直径增大,雾化细度下降,油束射程增加锥角减小;喷孔直径减小,雾化细度提高,油束射程减小锥角增大。所以喷油器经过一般时间使用后,由于高速高压燃油的冲刷使喷孔磨损,孔径变大;燃烧不良,积炭严重时又会使喷孔堵塞,孔径变小。所以,不论喷孔的磨损或堵塞都破坏了燃油雾化与燃烧室的配合,不利于与空气的混合。
针阀体喷孔周围积炭严重时形成炭花,如图9-4a)所示。这是由于针阀偶件锥面磨损密封不良或针阀关闭不及时,漏油粘附于喷孔四周,高温下形成炭花。喷孔周围积炭影响燃油雾化质量,并使针阀体过热损坏。
2 精密偶件的检验
先将高压油泵、喷油器解体,清洗后再检验。
偶件的清洗
采用轻柴油