1.5 PT泵柴油机喷油正时的检查与调整
PT泵柴油机喷油正时的检查与调整方法与上述燃油系统柴油机的调整方法完全不同,具有特殊性。简要介绍如下。
(1)PT燃油系统节流阀的结构与调整要点
①节流阀的结构与功用 节流阀的作用是调节由PTG调速器送往喷油器的燃油压力,以改变喷油器的喷油量。根据控制油道的形式不同,节流阀分为操纵式和固定式,如图1-54所示。
图1-54 PT燃油系统节流阀的结构示意图
新式的节流阀轴是一个带螺纹的柱塞组成的,柱塞拧进拧出来控制油道的大小。新式节流阀轴是目前普遍采用的一种节流阀轴。
由于工程机械柴油机负载变化频繁,因此装有VS调速器,通往喷油器的油压由VS调速器控制,所以节流阀为固定式的,油道开度通常调整在最大供油位置。
经过试验台试验已调好的节流阀,均用一个小钢球封死,不允许随意改变。
当节流阀轴完全关闭时,它里面仍有少量的燃油流过,其目的是保证重型汽车在下坡时有足够的燃油润滑和冷却喷油器。节流阀轴泄漏量的调整是极其严格的,泄漏量太大,则柴油机减速性差且怠速不稳定;泄漏量太小,则柴油机加速性差且容易造成“失速”现象。通过调整后限位螺钉来调节油门轴的泄漏量。
老式节流阀是由柱塞和垫片组成的(如图1-55所示),用增减垫片来改变柱塞里油道大小,以调整供油压力。
图1-55 PT系统油门轴的结构示意图
②燃油出口压力的调整 PT燃油系统燃油出口压力的调整方法如下:
a.利用柴油机和测功器对柴油机加载,先检查调速器断开点转速,在节流阀全开时,增加负荷至柴油机额定转速,并观察燃油的出口压力。当压力低于或高于极限值时,按下列方法进行调整:拧出节流阀最大开度调整螺钉,取出节流阀轴并加适当厚度的垫片,可增加压力。从节流阀轴上取出适当厚度的垫片,可降低压力。在任何情况下,都不应将PT燃油泵的燃油出口压力调整到超出最高规定值(2.0MPa)的程度。
b.在节流阀全开时,经变速器从低速至高速依次地检查燃油出口的最大压力。如果压力低于该机规定的最小值或高于规定的最大值,应按a所述方法进行调整。
c.“瞬时”压力检查法:此方法不如a、b所述方法精确,但比较简单,即拧下断油电磁阀并安上压力表,拆下节流阀摇臂(油门摇臂)上的连接件,将节流阀摇臂顺时针方向转动到底;启动柴油机并使之以比怠速高250r/min的转速运转;然后急加速到柴油机最高转速,并检查压力表的瞬时压力指示值,其调整方法如a所述。检查调整完毕后,应拆下压力表,装回断油电磁阀,并将流经冒烟限制器的管路堵住。
③节流阀泄漏量的调整 当油门全开时,流往喷油器的燃油压力应达到规定的压力,使最大喷油量符合规定值;当油门全闭时,用限位螺钉使油道微开,让少量的燃油流过,这部分燃油即称为节流阀的泄漏量(图1-56)。
图1-56 油门轴泄漏量的调整
节流阀泄漏量太大,会引起柴油机减速缓慢;泄漏量过小,则会在油门关闭后再打开时引起柴油机反应迟缓。
节流阀泄漏量通常在PT燃油泵试验台上调整,如果必须现场调整节流阀泄漏量时,必须将节流阀连接件调整到使节流阀关闭时的位置(此时,PT燃油泵上的节流阀刚好与前节流阀止动螺钉接触),或使节流阀全开,让柴油机以最高空载转速运转。检查要用秒表或其他合适的计时器和转速表来完成,其步骤如下。
a.迅速放开节流阀或将节流阀移到关闭位置,同时按到秒表。
b.在柴油机达到1000r/min时,停住秒表并注意减速时间,重复测几次,取平均值。
c.当柴油机从额定空载转速松开油门踏板时,出现失速(怠速调速器不能控制柴油机)现象,则节流阀泄漏量必须增大,可通过拧进节流阀泄漏量调整螺钉(前节流阀止动螺钉)进行调整。
是否调整恰当的检查方法是:减速时间(按步骤a、b测得的平均值)应增加1~2s,在该位置下将调整螺钉锁紧,并重新检查怠速转速,必要时重新调整。
d.当柴油机减速时间过长(相对于平均值)时,则应减少节流阀泄漏量,可通过拧出节流阀泄漏量调整螺钉实现调整。在调整之前,还需用秒表检查在高速空载转速下断开电门钥匙到柴油机停车时的减速时间,若测得时间大于按步骤a、b测得的平均值,说明不是节流阀泄漏量的问题;若测得减速时间大大缩短,说明是节流阀泄漏量的问题。
若测得减速时间大大缩短,说明节流阀泄漏量需减少,为此,可拧出节流阀泄漏量调速螺钉,同时如上所述地检查柴油机的减速。如果柴油机从高速空载转速减速后又有失速趋热,则应将螺钉再拧入,以使减速时间增加1~2s,并在该位置下将调整螺钉锁紧;然后,根据需要调节怠速转速。
(2)PT泵燃油系统空载转速的调整
柴油机PT燃油泵的现场调整取决于柴油机状态、使用状态和所用仪表的精度,其不同工况转速的调整检查方法如下(图1-57):
①怠速转速调整 在柴油机运转的情况下,排除油路中所有的空气并使柴油机达到工作温度。从PT(G)两级调速器弹簧组件的盖上拧下螺塞,调整怠速转速。拧入调整螺钉则怠速提高,拧出调整螺钉则怠速降低。在怠速转速调好后,装回螺塞。
图1-57 PT燃油系统两级式调速器结构简图
1—飞块辅助弹簧;2—飞块辅助柱塞调整垫;3—飞块助推柱塞;4—飞块支座;5—飞块;6—高速扭矩校正弹簧;7—柱塞;8—怠速油道;9—主油道;10—进油道;11—旁通油道;12—怠速柱塞导套;13—怠速柱塞;14—怠速弹簧;15—高速弹簧;16—平垫圈;17—怠速调整螺钉;18—怠速螺钉弹簧;19—调整垫
在装有MVS全程调速器的PT燃油泵上,最高转速和怠速调整螺钉位于调速器盖上,调好后立即拧紧锁紧螺母,以防空气进入燃油泵。不同型号的柴油机,其怠速允许有合理的变动,过大则难以挂挡,太低则容易熄火。如果怠速不稳,一般与调速器的柱塞有关。出现此类故障现象时,应仔细检查飞锤助推柱塞的伸出量是否符合要求。
②最高转速调整(最大油门) 最高转速通常在PT泵试验台上进行校准,一般采用增加或减少调速器高速弹簧垫片的方法来进行;若已在试验台上调好,就无须再改变。
最高空载转速的现场检查方法是:使变速器处于空挡或离合器处于分离状态,打开节流阀并保持全开位置,此时柴油机的最高转速应比调速器断开点转速高出10%~12%;当这一转速大大超过规定值时,应对调速器组件进行故障检查或检查其零件是否合适。
③调速器断开点转速 在节流阀全开时,增大负荷直到柴油机的转速降到至少比额定转速低100r/min,然后逐渐减少负荷,同时观察燃油出口压力表(随着负荷减少,燃油出口压力将会增加直到调速器开始限制供油,而后随着负荷减少,燃油出口压力将开始下降)。这就是调速器断开点,此稳定限制转速在柴油机标定转速前不会起作用(如柴油机的标定转速为2100r/min,则调速器断开点转速为2120~2140r/min)。
如果调速器断开点转速高于或低于规定值,则可相应地从调速器高速弹簧后面减少或增加垫片进行调整,直至再次检查时调速器断开点转速符合规定值为止。
(3)PT燃油系统喷油器喷油正时的调整
PT喷油器在柴油机上调整的目的是使喷油器柱塞位于工作行程最下端时,对喷油器下端的锥形罩作用一定的压力,以使锥形罩内的燃油完全喷出。如果该压力过大,会造成推杆弯曲,使柱塞的上止点位置降低,计量行程减小,导致每循环喷油量减少,同时也使燃油喷射时间提前,严重时会由于压力过大使锥形罩脱落。如果该压力过小(喷油器柱塞接触不到锥形罩),则计量行程增加,循环喷油量增加,燃油延迟喷射。
此外,因喷油器柱塞与锥形罩的接触不良,将使炙热的燃烧气体进入锥形罩内,在喷孔和计量孔内产生积炭和胶状物,使孔的尺寸减小,影响对燃油的计量和喷射,严重时会因过热而使锥形罩脱落。
喷油器喷油正时的检查与调整是根据活塞位置与喷油器推杆位置的相互关系,采用喷油正时仪进行的。具体的检查与调整方法如下(图1-58)。
图1-58 PT燃油系统喷油正时的检测和调整
第一步:安装喷油正时仪。先拆下一缸摇臂盖、摇臂总成和喷油器。装上喷油正时仪。正时仪有两个百分表:一个百分表的测杆与活塞接触称为活塞行程百分表;另一个百分表的测杆顶在推杆球座上,称为推杆行程百分表。喷油正时仪的安装位置必须与气缸中心线平行。
第二步:检查与调整。常用的检查与调整方法有三种:升程法、扭矩法和转角法。
①相同柱塞升程法 此方法简称行程法又称丝表法,不适用于顶部限位的喷油器。这种调整方法是当喷油器柱塞位于工作行程上端时,用柱塞行程指示仪将喷油器柱塞的下行行程调整到规定值,使其至工作行程下端时,对锥形罩作用一定压力。具体方法和要求如下(以NH-220喷油器为例,其点火顺序为1—5—3—6—2—4)。
a.检查柱塞自由行程。为防止喷油器驱动机件过载和损坏,应先按如下方法检查喷油器柱塞自由行程:
●从正常工作位置拧松喷油器调整螺钉约1圈,再拧紧锁紧螺母。
●将专用百分表的测杆顶在喷油器柱塞上端,转动柴油机曲轴,记录每一柱塞总行程,即“柱塞的自由行程”,柴油机每一缸的喷油器柱塞自由行程不应超过5.23mm。对柱塞自由行程超过5.23mm的柴油机必须采用扭矩调整法。
b.顺转曲轴,使附件传动皮带轮(又称调时皮带轮)上的VS01-6记号与正时齿轮室盖上的指针对准,相应地1、6缸活塞处于上止点后90°曲轴转角位置,如图1-58(c)所示。
若此时5缸的进、排气门均关闭,说明1缸活塞位于压缩行程上止点后90°,5缸活塞位于压缩行程上止点前30°,则3缸活塞位于压缩行程上止点前150°。此时3缸喷油器柱塞位于行程上端,可调3缸喷油器。同理,可确定其他缸的喷油器柱塞调整时的曲轴转角位置。
c.将带测杆的百分表装在3缸喷油器柱塞的顶端,压下摇臂直至喷油器柱塞压到底挤净残余燃油,让柱塞升起,再次压到底,将百分表调零,之后放开摇臂压杆。
d.调整摇臂上的调节螺钉,检查喷油器柱塞行程,直至百分表的读数为规定的行程值(表1-11)为止。
表1-11 PT燃油系统喷油正时升程法调整数值 mm
注:柴油机冷却水温度等于或低于60℃为冷态,油底壳机油温度至少为88℃、冷却水(液)温度至少为85℃为热态。
e.以41~55N·m的扭矩拧紧锁紧螺母,再次检查喷油器柱塞行程是否保持在规定的行程值。然后用同样的方法调整其他各缸喷油器。
②扭矩调整法 此方法是当喷油器柱塞处于工作行程下端时,用小量程扭矩扳手和附件将喷油器调整螺钉拧至规定的扭矩值,以使喷油器柱塞对锥形罩作用一定压力。
首先确定各缸喷油器柱塞调整时的曲轴转角位置。顺转曲轴,使附件传动皮带轮上的VS刻线记号与正时齿轮室盖上的指针(标记)对准。按柴油机着火顺序1—5—3—6—2—4逐个调整喷油器。调好所有喷油器,皮带轮转两圈。调整方法如下:
a.拧松喷油器摇臂上调整螺钉的锁紧螺母,拧入调整螺钉,在柱塞接触到锥形罩后再拧入15°,将残存的燃油全部挤净。
b.将调整螺钉拧松一圈,再用带附件的扭矩扳手将调整螺钉拧紧到规定扭矩值(表1-12),然后保持调整螺钉不动,按规定扭矩拧紧锁紧螺母。
表1-12 PT燃油系统喷油正时扭矩法调整数值 N·m
③转角调整法 所谓转角调整法(或角度调整法),就是通过把调整螺钉(图1-59)拧进使喷油器的柱塞刚刚触及喷油嘴底部后,再将调整螺钉顺时针拧紧一个角度来调整喷油正时的方法。具体如下:
a.用梅花扳手松开锁紧螺母4~5圈。
图1-59 PT泵的驱动摇臂机构
b.用平口螺丝刀(螺钉旋具)松开调整螺钉1~2圈。
c.找好需要调整的喷油器,转动曲轴使皮带轮对准正时记号(图1-58),使1缸的进、排气门全关闭(即进、排气门的摇臂松动),此时即可调整1缸喷油器的行程(即喷油正时)。
d.将螺丝刀放在松开的调整螺钉上,单手慢慢拧进调整螺钉,当感觉到突然顶住时马上停止,此时即为柱塞刚刚触及喷油嘴底部。
e.将梅花扳手套在锁紧螺母上勿拧动,记好调整螺钉上端的螺丝刀插入缺口的方向及对准梅花扳手的部位。
f.保持梅花扳手不动,顺时针将调整螺钉拧一个梅花角度,这个角度为30°,如图1-60所示。
图1-60 喷油正时的转角调整法
g.重复b、d~f一至三次以保证调整得准确。
h.调整螺钉固定不动,拧紧锁紧螺母。
i.重复a~h,按a、e、c、f、b、d的顺序参照相关标记依次调整柴油机的每个喷油器(对其他多缸柴油机可以按照其点火顺序来进行对应缸的调整)。
转角调整法的调整避开了行程法和扭矩法通过固定数值来调整的弊端,在柱塞刚刚触及喷油嘴底部后直接调整调整螺钉的旋转角度,本质上是直接调整喷油器柱塞与喷油嘴底部的挤压程度,大大减小了因各种原因造成的调整误差。但由于其全部靠手动调整不借助任何专用工具,故需要调整者有一定的维修经验才可以进行准确的调整。在现场经过试验,通过此法调整的柴油机经过数千小时的运转后,柴油机的工作正常,拆下喷油器检查,未发现喷油孔堵死等异常现象。