柴油机故障快速诊断与维修要点
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1.4 VE分配泵燃油系统的检查与调整

VE式分配泵与机械柱塞式喷油泵在结构上的差别较大,其工作原理有所不同。因此,VE泵的就机拆卸与安装与机械柱塞式喷油泵也有较大的差别。

(1)VE式分配泵的拆装机要点

①锁住喷油泵轴 为了保证喷油泵的供油正时,在装配时不需要重新调整,减少不必要的工作程序,柴油机在第一缸活塞压缩上止点位置时锁住喷油泵轴。

其方法是:将柴油机曲轴转至一缸活塞压缩上止点,插入工艺定位销,然后松开喷油泵轴锁紧螺栓,拆下垫板,再用(13±2)N·m的力矩将螺栓锁紧,喷油泵轴即被锁住。将垫板放在易于拿取使用的位置,拔出工艺定位销。

②做出记号 在齿轮室与喷油泵固定螺栓孔上刻上一条线作为记号后,即可从柴油机上拆下喷油泵。

③装配顺序与技巧

第一步:顺时针转动曲轴,使工艺定位销插入凸轮轴齿轮背面凹槽内(即一缸活塞处于压缩上止点位置)。

第二步:在齿轮室后部把喷油泵密封垫套在3个双头螺栓上并装上喷油泵,用手拧紧其螺母3~4圈,喷油泵能在螺栓上自由转动。

第三步:从泵轴上拆下齿轮锁紧螺母和垫圈,装上半圆键,键的顶面要与轴平行;然后装上驱动齿轮,齿轮上的“C”点要对正凸轮轴齿轮上的“0”点。

第四步:用15~20N·m的力矩将喷油泵轴上的齿轮锁紧螺母拧紧,并在调整间隙、对齐记号后锁紧。

第五步:松开喷油泵轴锁紧螺栓,将垫板插入螺栓下面定位后,用(13±2)N·m的力矩锁紧螺栓;之后,拔出工艺定位销,然后检查凸轮轴正时齿轮与喷油泵齿轮啮合间隙是否在标准的数据范围内(0.08~0.33mm)。

(2)VE式分配泵的调试要点

①最大供油量的调整 VE型喷油泵的供油量大小是靠控制柱塞泄油孔的行程长度来调节的(俗称断油计量)。油量调整杠杆可绕固定于泵体的支点A转动(图1-50),而调速杠杆可绕固定于油量调整杠杆上的支点B转动。当需要调整供油量(如标定工况供油量)时,可松开锁紧螺母,将油量调节螺钉旋出(减少供油量)或旋入(增大供油量)。

图1-50 最大油量调整的A、B支点

②调速器的调整 在喷油泵供油量调整完毕后,必须进行调速器的调整,以获得在额定供油量时的额定转速、最高限制(飞车)转速和最低稳定(怠速)转速。

a.最高转速限制螺钉的调整——调速器“飞车”转速试验。首先将调速臂拉到底,使其与高速限制螺钉接触;然后再检查柴油机额定转速时的供油量是否符合柴油机供油的规定要求。逐步提高油泵转速,使之达到最高限制(断油)转速。此时单缸供油量不大于1mL/200次。如供油量大于规定值,可将高速限制螺钉旋进,即可使供油量减小。

b.怠速螺钉的调整——怠速试验。将调整臂完全放松,并触及怠速调整螺钉,使喷油泵以250~300r/min的转速运转(按该机怠速要求),其单缸供油量应符合柴油机怠速规定。喷油泵在怠速时,如供油量低于规定值,可将怠速螺钉旋进,直到调整合适为止。

③喷油正时的调整 喷油泵在不同转速时,喷油提前机构的活塞行程应符合规定要求。在检查活塞行程时,可拆下装有弹簧一端的盖板,装上专用测量工具,测量活塞行程。当活塞行程达不到规定值时,可相应地增加或减少垫片厚度进行调整(在弹簧的两端至少应各装一个垫片)。然后再进行喷油正时的调整,装上柴油机后,应先进行最佳供油提前角的调整。具体步骤如下。

a.先在喷油泵的传动轴上装传动齿轮;再使油泵内腔充满柴油,排尽空气,接通电磁阀电源;然后慢慢地按正常运转方向转动传动齿轮。

b.缓慢转动柴油机曲轴,使第一缸处于规定的最佳供油角位置。

c.将喷油泵装在柴油机上,使传动齿轮与柴油机上相应的驱动齿轮相啮合。

注意:在装配过程中要特别小心,防止喷油泵的传动齿轮转动,以保证喷油泵开始供油的正确位置。

d.旋紧喷油泵法兰上的紧固螺母。

e.转动柴油机曲轴,仔细观察喷油泵第一缸开始出油时的提前角是否符合规定。若供油提前角尚有偏差,可用转动油泵外壳(将油泵外壳沿油泵转动方向旋转)的方法来调整。

如提前角相差较多,通过转动油泵外壳还达不到规定时,则必须将油泵拆下,重新调整传动齿轮与油泵传动轴齿轮的啮合位置,直到供油提前角符合规定为止。

f.如果拆卸时没有锁住喷油泵轴,而使喷油泵供油正时发生错乱,则应调整喷油泵供油正时,其方法是:

●找出柱塞最低点。将专用预行程百分表装在喷油泵六个出油口围着的一个中心孔内,把喷油泵轴上的半圆键摇转到泵壳凸缘面上的刻线附近,来回轻轻转动泵轴。此时,百分表上的指针不作摆动时,即为最低点。

●供油柱塞位移量的调整。将百分表调到零位后,顺时针慢慢转动泵轴。当百分表指针达到(2.35±0.02)mm后,把泵轴锁住,拆去预行程百分表,装上柱塞,此时,喷油泵供油正时的调整工作完成。

④泵内腔压力的调整 将VE泵转速调至1500r/min,LDA装置进气压力为0.1MPa时,内腔压力为0.6~0.66MPa。如果数值不符,可调节VE泵内输油泵调压阀的调压弹簧座,同时检查在其他规定转速时VE泵内腔压力是否也满足相应要求。

⑤回油量的调整 检查规定转速下回油量应达到的规定值。回油量与VE泵内输油泵调压阀的压力相互影响,两者要反复检查。

⑥启动油量 将VE泵转速调至100r/min,检查VE泵的供油量是否达到要求。

⑦停油装置的功能检查 在规定转速下将停机手柄向断油方向转动,VE泵的供油量应小于规定值。在规定转速下切断电磁阀电路,VE泵的供油量应小于规定值。

⑧预行程的检查与调试 喷油泵的预行程规定值为(0±0.02)mm。检测时,在喷油泵上端螺塞的螺钉孔上装置一个透明放油管,慢慢转动喷油泵驱动轴,使油刚好流进放油管,但又不从放油管流出。然后,拆下放油管,换上百分表测出此时喷油泵柱塞的位置记录读数。转动喷油泵驱动轴,使柱塞处于下止点,即左侧极限位置。同样用百分表测出此时喷油泵柱塞的位置记录读数,两次读数之差即为预行程。如果预行程不符合规定值,则用柱塞的调整垫片进行调整。更换柱塞垫片后,也要按照上述方法和要求检测和调整预行程。

⑨全负荷油量的调整 将VE泵转速调至1900r/min,在LDA装置进气压力为0.1MPa条件下,把操纵手柄靠紧高速限位螺钉,检查此时VE泵的供油量是否满足要求,否则用最大供油量调节螺钉调节,旋进供油量增加;旋出供油量减少。同时检查各缸供油量差值是否达到要求。另外,还需检查其他规定转速下的全负荷油量。需要说明的是,喷油泵的供油量与其内腔压力互相影响,调整了喷油泵的供油量后,必须重新检查其内腔压力是否超过规定值。

⑩喷油提前角自动调节器行程的调试 拆去调节器盖,装上调节器的检测装置。将VE泵转速调至1150r/min,在IDA装置进气压力为0.1MPa的条件下,调节器行程为1.6~2.0mm。如果不符合规定值,可以调整调节器调整垫片的厚度或更换调节器弹簧。

LDA装置工作始点的调整 把操纵手柄靠紧高速限位螺钉,VE泵转速调至规定值,将不同压力值的压缩空气导人LDA装置,检查其是否在规定的压缩空气压力下开始起作用,如不起作用,应拨动调整齿轮调整。

高速限位螺钉的调整 将操纵手柄靠紧高速限位螺钉,调整高速限位螺钉,使起始转速高于标定转速20~30r/min,同时检查停油转速是否符合要求。

怠速限位螺钉的调整 将操纵手柄靠紧怠速限位螺钉,VE泵转速调至怠速,调整怠速限位螺钉,使油泵的供油量达到规定的怠速油量,检查各缸供油量应在规定范围内。同时检查怠速停油转速是否符合要求。

KF尺寸的调整 对KF尺寸的调整就是对VE泵分配柱塞回位弹簧预紧力的调整。在分配泵的泵头上按原拆卸时的相对位置装上导向销、调整垫片、回位弹簧上座等,然后将柱塞、回位弹簧下座等一起装入。将百分表装在专用测头上,专用测头又装在分配泵的检测螺孔上,测量柱塞顶面和柱塞套端面之间的距离,当柱塞回位弹簧不受压缩时,测量的上述距离即为KF尺寸,VE喷油泵的KF尺寸为5.2~5.4mm,如果KF尺寸不符合,则需改变导向销的调整垫片厚度[图1-51(a)、(b)]。

图1-51 VE泵KFK尺寸的测量与调整

K尺寸的调整 KF尺寸调整合格后,在液压头上按原来拆卸的相对位置装回导向销、调整垫片、回位弹簧上座、柱塞回位弹簧、调速器杠杆回位弹簧、O形密封圈、柱塞、回位弹簧下座以及油量控制滑套等,使喷油柱塞大端缺口与平面凸轮盘上的驱动销相啮合。

将泵头以11~13N·m的拧紧力矩固定在泵体上。再用专用测头和百分表测量柱塞顶面和柱塞套端面的距离,这个距离就是K尺寸,VE喷油泵的K尺寸为3.3mm,如果K尺寸不合要求,可以选用喷油柱塞调整垫片进行调整。柱塞调整垫片的厚度为1.78~2.90mm,每隔0.02mm为一种规格,共56种可供选择[图1-51(c)、(d)]。

MS尺寸的调整 装好最大供油量调节螺钉,并使该螺钉凸出至调速器盖在拆卸前的端面。将专用工具固定在泵体上,并使调整杠杆与专用工具的一个定位销保持接触。然后用厚薄规测量滑套销与该杆之间的间隙,该间隙就是MS尺寸,即启动加浓装置的间隙,VE泵MS尺寸为0.8~1.0mm,如MS尺寸不符,则应重新拆下调整器总成上的滑套总成,更换厚度合适的滑套销。

(3)增压补偿器LDA的结构与工作原理

废气涡轮增压增加了柴油机的吸入空气总量,因此它与自然吸气的柴油机相比,柴油机尺寸与转速几乎没有改变,而输出功率却大大增加了,有效功率也会因空气量的增压而加大。除此之外,还能降低燃油消耗。柴油机的增压是通过废气涡轮增压器实现的。

如图1-52所示的增压补偿器在油泵的上部,由皮膜、锥形轴、皮膜弹簧、推杆、杠杆等组成。

图1-52 VE泵增压压力补偿器

当柴油机转速下降时,增压器的增压效率降低,进气压力减小,使皮膜上、下气压室的压力差减小,在皮膜弹簧的作用下,皮膜及锥形轴向上移动,由于锥面效应,推杆向右移动,杠杆绕支点A顺时针转动并推动调速器的摇架逆时针转动,使得柱塞上的控制套向右移动,直到锥形轴顶部抵到增压补偿器顶部的调节螺钉为止,此时增压补偿器工作结束,油量减到最小。这样可以使柴油机保持低速时有合适的空燃比,以保证燃烧完全,避免低速冒黑烟现象的产生。

当柴油机转速上升时,进气压力增大,两气压室压力差变大,使锥形轴向下移动,这样使控制套向左移动,油量增加,以满足柴油机的需要。

增压补偿器体和油泵调速器盖为一整体。皮膜将增压器分隔成上下两部分,皮膜上部气压室和柴油机的进气管相通,皮膜下部的气压室和大气相通。依靠上、下气压室的压力差和皮膜下面的皮膜弹簧的作用力之间的动平衡,来确定和皮膜连在一起的锥形轴的位置,并通过推杆和杠杆来改变调速器摇架的位置,以改变供油量。

增压补偿器油量校正的工作范围,是通过调整增压补偿器顶部的调节螺钉来改变它工作范围的最低转速点;通过调整齿圈,可以改变弹簧的预紧力,从而改变皮膜开始动作时上、下压力室的压力差大小,这样也就改变了增压补偿器高速时油量校正的起始作用点,通过这两方面的合理调整可以得到增压柴油机所需要的油量校正转速范围。锥形轴的锥体轴线和导向部分的轴线是偏心的,改变锥形轴的锥角和安装位置可以得到柴油机所需要的供油量特性。

(4)VE分配泵的装配注意事项

VE分配泵分解后组装时,应注意以下几点:

①装配时,必须认真细致,遵守正确的装配顺序。装配时,应将O形密封圈和垫圈全部更换。

②装配输油泵时,将偏心环套入传动轴,利用传动轴将偏心环拉入泵体中,偏心环应是出油孔向上,宽边朝着泵体有提前器回油孔的一方。装滑片时注意滑片上的槽口应向内侧,输油泵盖两个螺钉应对称上紧,转子和滑片应灵活自如。

③传动轴装配时,传动齿轮有台阶的一侧应朝传动轴叉形方向,装入减震块;在装好传动轴垫片与输油泵传动键后,插入输油泵孔内;输油泵传动键一定要装入输油泵的键槽内。

④提前器活塞装弹簧的一方应与泵体的提前器回油孔一个方向,提前器弹簧两侧必须装有垫片。

⑤装滚轮座时,四个滚轮要等高,滚轮座销应灵活自如,滚轮座销与摆轴之间应灵活,滚轮座销与销子之间不能有卡滞现象。

⑥凸轮装配时凸轮定位销与传动轴键槽应保持一个方向。

⑦调速支架安装时,应将支架螺钉慢慢旋入调速支架支点孔中,再拧紧。

⑧泵头的装配(VE分配泵泵头及大致安装位置如图1-53所示)要点如下。

图1-53 VE分配泵泵头的安装位置

a.应注意测量尺寸KF值和K值,使其达到规定要求。

KF值:泵头在自由状态下,装上弹簧上、下座,弹簧导向杆,柱塞弹簧,柱塞垫片,柱塞减摩垫片,柱塞弹簧垫片时,柱塞芯头部至分配套筒端面的距离。KF值的大小可通过柱塞弹簧垫片来改变。

K值:泵头装入泵体后,柱塞芯头部至分配套筒端面的距离。K值的大小可通过柱塞调整垫片来改变。

b.应使用新的泵头螺塞。

c.调速拨杆球头与泵头控制套径向孔之间必须要灵活自如。

⑨飞块座安装要注意飞块座与挡销的间隙,应控制在0.10~0.35mm,如不在范围内调整调速轴圆垫片。调速轴端面到泵体法兰面的距离应为1.5~2.0mm。

⑩VE泵的紧固力矩。VE型分配泵装配中各主要部位的拧紧力矩是:

泵头螺塞:80~100N·m。泵头螺钉:11~13N·m。出油阀紧座:35~45N·m。电磁阀:20~25N·m。支架螺钉:10~13N·m。调压阀:8~9N·m。