任务二 喷油泵和喷油器的工作原理、拆装和检修
任务目标
1.懂喷油泵和喷油器的工作原理;
2.会对喷油泵和喷油器进行拆装和检修。
必备知识
柴油供给装置由柴油箱、输油泵、低压油管、柴油滤清器、喷油泵、高压油管、喷油器和回油管组成,如图7-16所示。
柴油机燃料系的工作过程是输油泵以低压将柴油从油箱送到柴油滤清器,然后进入喷油泵提高压力,再按不同工况所需的供油量经高压油管送到喷油器内,经喷孔呈雾状喷入燃烧室内。输油泵供应的多余燃油以及喷油器回油孔流出的少量燃油经回油管流回油箱。
图7-16 柴油发动机总成示意图
1.喷油泵
喷油泵和喷油器都是柴油供给装置的重要部件,喷油泵的主要作用是提高柴油压力,主要由分泵总成、凸轮轴、输油泵、喷油正时调节器和调速器等组成,如图7-17所示。
喷油泵提高油压的原理是:油泵中的凸轮轴被发动机带动,驱动柱塞上下运动,柱塞在柱塞套筒内将燃油压缩,高压柴油推开出油阀经高压油管流至喷油器。
图7-17 喷油泵示意图
喷油泵的功用是定压定时、定量地向喷油器输送高压燃油。
(1)提高油压(定压):将喷油压力提高到10MPa~20MPa;
(2)控制喷油时间(定时):按规定的时间喷油和停止喷油;
(3)控制喷油量(定量):根据柴油机的工作情况,改变喷油量的多少,以调节柴油机的转速和功率。
多缸柴油机的喷油泵应保证:
(1)各缸的供油次序符合发动机发火次序;
(2)各缸的供油量均匀,不均匀度在标定工况下不大于3%~4%;
(3)各缸供油提前角一致,相差不大于0.5°曲轴转角。
为避免喷油器的滴漏现象,喷油泵还必须保证能迅速停止供油。
喷油泵的结构形式很多,车用柴油机的喷油泵按作用原理不同大体可分为三类:柱塞式喷油泵、喷油泵-喷油器和转子分配式喷油泵VE。柱塞式喷油泵性能好,使用可靠,为目前大多数汽车柴油机所使用。喷油泵-喷油器的特点是将吸油泵和喷油器合成一体,直接安装在缸体上,以消除高压油管带来的不利影响,但要求在发动机上另加驱动机构,应用于PT燃油供给系统的喷油器即属于此类。转子分配式喷油泵是依靠转子的转动实现燃油的增压(泵油)及分配。它有体积小、质量轻、成本低、使用方便等优点。尤其是体积小,对发动机和汽车的整体布置是十分有利的,如图7-18所示为直列式喷油泵。
图7-18 直列式喷油泵
柱塞式喷油泵组成:分泵(由柱塞、柱塞套筒、回位弹簧、弹簧座、出油阀、出油阀座、出油阀弹簧、出油阀压紧螺帽等零件组成)、油量调节机构、供油拉杆、拨叉、驱动机构、凸轮、滚轮体、泵体、壳体。
2.喷油器
喷油器的作用是将高压柴油以雾状的形式喷入燃烧室。喷油器主要由针阀、针阀体、调压螺钉、进油管、回油管等组成,如图7-19所示。
其工作过程是:喷油泵送来的高压柴油经进油管送入高压油腔,当油腔内油压高于调压弹簧压力时,针阀上移打开喷孔,柴油经喷孔喷入燃烧室。
图7-19 喷油器安装位置
1)功用
(1)使一定数量的燃油得到良好的雾化,以促进燃油着火和燃烧;
(2)使燃油的喷射按燃烧室类型合理分布,以便使燃油与空气迅速而完善的混合,形成均匀的可燃混合物。
2)分类:孔式、轴针式(如图7-20、图7-21所示)
图7-20 孔式喷油器
图7-21 轴针式喷油器
三大偶件(如图7-22、图7-23所示):
①针阀和针阀体偶件;
②柱塞、柱塞套筒偶件;
③出油阀与出油阀座偶件。
图7-22 三大偶件结构示意图
图7-23 柱塞偶件和出油阀偶件实物图
3.调速器
调速器是根据发动机负荷变化而自动调节供油量,从而保证发动机的转速稳定在很小的范围内变化。
形式:按功能分有两速调速器(如图7-24所示)、全速调速器、定速调速器和综合调速器;按转速传感分有气动式调速器、机械离心式调速器和复合式调速器。
喷油泵的速度特性对工况多变的柴油机是非常不利的。当发动机负荷稍有变化时,导致发动机转速变化很大。当负荷减小时,转速升高,从而导致柱塞泵循环供油量增加,进而又导致转速进一步升高,这样不断地恶性循环,造成发动机转速越来越高,最后飞车;反之,当负荷增大时,转速降低,从而导致柱塞泵循环供油量减少,进而又导致转速进一步降低,这样不断地恶性循环,造成发动机转速越来越低,最后熄火。
图7-24 两速调整器
要改变这种恶性循环,就要求有一种能根据负荷的变化,自动调节供油量,使发动机在规定的转速范围内稳定运转的自动控制机构。移动供油拉杆,可以改变循环供油量,使发动机的转速基本不变。因此,柴油机要满足使用要求,就必须安装调速器。
任务实施
1.考核标准
2.相关设备
柱塞式喷油泵若干台、喷油器手泵实验台、多孔喷油器若干、常用工量具若干套、专用工具(如喷油泵凸轮轴柱塞弹簧拆卸器等)若干。
3.注意事项
(1)操作场地严禁烟火;
(2)工具、量具及零部件不得乱仍乱放;
(3)在分解和装配过程中注意清洁;
(4)严禁启动发动机。
4.实施步骤
1)喷油泵的拆卸
喷油泵分解的拆卸步骤为:
(1)将柱塞弹簧托片安装好
①将喷油泵侧盖螺钉拆下,取下侧盖。
②将专用工具(柱塞弹簧托片)插入挺柱的调整螺栓与螺母之间,使之与凸轮轴分离。
(2)拆卸凸轮轴
①将专用工具拆下喷油泵壳体下面的螺塞。
②拆下喷油泵凸轮轴正时器端的轴承盖和轴承,并从该端将凸轮轴抽出。
(3)拆卸挺柱总成
用专用工具将挺柱总成拆下,并按原来的顺序放置好。
(4)将柱塞拆下
(5)将调节套拆下并取出调节套和柱塞弹簧上座
(6)拆下锁片总成,然后用套筒扳手拆下出油阀座和出油阀弹簧
(7)松开壳体后端的齿条螺钉,将调节齿条从调节器端抽出
(8)分解调速器
①将调速器盖拆下。
②拆下离心重快。
③应用专用工具将离心重块总成拆卸。
④拆卸最高转速调整螺钉。
⑤拆卸滚轮轴。
(9)分解正时器
(10)分解输油泵
2)喷油泵的检修
(1)柱塞副的检修
①检查柱塞副是否有疤痕、丝纹或锈迹等异常现象,若有应更换柱塞副。
②检查柱塞副的配合情况(滑动性和密封性检查)。
(2)出油阀副的检修(其检查方法与柱塞副的检查方法相同)
(3)调节齿条的检修
调节齿条的检修,主要检查是否弯曲变形。若发现,必须修复或更换。
(4)挺柱的检修
若挺柱调整螺栓的顶面与柱塞下端相接触处有明显凹痕,应予更换。
(5)凸轮轴的检修
①检查凸轮轴是否有伤痕和过量磨损。
②检查端部的螺纹和键槽是否损坏。
③检查凸轮轴轴向游动间隙。若间隙过大,应予调整。
(6)喷油泵壳体的检修
检查喷油泵壳体是否有裂纹和螺纹部分是否损坏等。
(7)调速器的检修
检查调速器弹簧是否变软,各部分间的间隙是否需要调整。
(8)输油泵的检修
检查各零件是否有凹痕、裂纹,活塞和缸筒之间是否有渗漏,螺纹是否损坏。
3)喷油泵的装配
在注意装配要求和工艺情况下,按与拆卸相反的顺序装配即可。
柴油供给系统组装完毕,记得排空气。
排空气时,拆下放空气螺塞,用手上下按住输油泵手柄泵油,一直到放空气螺塞处有柴油流出无气泡为止,最后拧上螺塞。
4)喷油器的检修
(1)喷油器的拆卸
①旋松调压螺钉紧固螺母,取出调压螺钉、调压弹簧和顶杆,将喷油器倒夹在台钳上,旋下针阀体紧固螺母,取下针阀体和针阀。
②将针阀偶件成对浸泡在清洁的柴油里。
(2)喷油器零件的清洗
①清洁零件表面的积炭和赃物以及喷油器体和针阀体的油道。
②将针阀体偶件单独清洗。
③用压缩空气吹去孔道中遗留的杂质,最后用汽油浸洗吹干备用。
(3)喷油器的检修
①检视针阀的导向面及密封锥面。
②检查调压弹簧是否过于疲劳而变软。
③检查喷油嘴的密封垫和锥体是否失去密封作用。
(4)喷油器的装配
①将针阀、针阀体、紧固螺母装到喷油器体上,螺母的拧紧力矩为60~80N·m。
②将喷油器体上部装入顶杆、调压弹簧、调压螺钉,拧上调压螺钉紧固螺母。
③安装进油管接头。总成调试完毕后,安装护帽。
任务报告
理论习题
1.喷油泵的作用是什么?对它有什么要求?
2.喷油器的功用和分类是什么?各有什么特点?
3.拆装喷油泵,了解结构原理,区分高压和低压部件。
实训报告
实训题目:_______________________________________
实验时间:_______________________________________
实训人员姓名:___________________________________
仪器、设备准备:_________________________________
实训过程、步骤、现象:__________________
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实训成果及分析:________________________
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实训体会或实训建议:____________________
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任务评价
教师签名:____________学生签名:____________
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