矿用汽车发动机喷油器挺杆断裂原因及预防措施

发表时间:2020/8/12   来源:《电力设备》2020年第10期   作者:韩智 迪旺 邸瑞 曲健
[导读] 摘要:主要介绍了矿用汽车发动机燃油系统结构及喷油器工作原理,分析了导致矿用汽车发动机喷油器挺杆断裂的几个原因,针对导致矿用汽车发动机喷油器挺杆断裂的原因,采取了应对措施,降低了矿用汽车发动机喷油器挺杆断裂的故障率,提高了矿用汽车发动机的台时效率。
        (包钢(集团)公司白云鄂博铁矿  内蒙古包头  014080)
        摘要:主要介绍了矿用汽车发动机燃油系统结构及喷油器工作原理,分析了导致矿用汽车发动机喷油器挺杆断裂的几个原因,针对导致矿用汽车发动机喷油器挺杆断裂的原因,采取了应对措施,降低了矿用汽车发动机喷油器挺杆断裂的故障率,提高了矿用汽车发动机的台时效率。
        关键词:矿用汽车发动机;喷油器挺杆;预防措施
        目前,国内多数矿山矿用汽车都采用康明斯大功率发动机,在运行过程中经常出现喷油器挺杆断裂的故障现象,造成发动机个别缸不能正常工作,发动机的动力性下降,润滑油性能下降,甚至可能出现拉缸等严重的设备事故,影响矿用汽车的正常运行,该故障严重困扰着负责发动机维护的修理人员和技术人员,故障排查难度大,排除故障时间长。
        1.燃油系统组成
        (1)燃油滤清器:将车用燃油进行过滤,避免杂质、颗粒吸入。
        (2)PT泵:从油箱吸油,通过连接盘动力传递,根据发动机转速不同,输出不同压力的燃油。
        (3)EFC阀:根据发动机控制模块的信号控制,调节燃油供给压力,控制喷油器的喷油量。
        (4)燃油歧管:将燃油经过燃油管分配到各个气缸,同时输送回油。
        (5)喷油器:矿用汽车发动机共有12/16个喷油器,定时将一定量的燃油喷入气缸。
        2.喷油器挺杆
        喷油器挺杆的作用是随着发动机的转动,在随动件底部被凸轮轴的凸面顶起时,将运动能量传递到喷油器摇臂上,顶起喷油器摇臂调整螺钉端,通过摇臂轴杠杆原理,将摇臂另一端压下,使喷油器的顶部接受压力,喷嘴开始工作使燃油雾化。在矿用汽车发动机运行过程中,发动机运行转速越高,喷油器挺杆及相接触零部件加速度越大,喷油器挺杆受力越大,同时发动机的速度越高,柱塞下压速度越快,喷油时间越短,喷油器的喷射压力越高,造成喷油器反作用于摇臂的力越大,从而使喷油器挺杆的受力越大。
        3.喷油器喷油过程
        当凸轮轴凸轮面处于内基圆位置,喷油器柱塞处于抬起的状态,燃油通过计量孔进入喷油器油杯中,随着凸轮轴转动,凸轮将随动件顶起,通过喷油器挺杆传动使摇臂摆动下压喷油器,喷油器柱塞挤压油杯中燃油,将燃油喷入气缸内,完成喷油全过程。
        矿用汽车发动机可以采用不同分级正时系统控制,在运行过程中当发动机轻载荷时,发动机控制模块给出一个信号通过开启电磁阀,机油将会经过电磁阀,然后进入喷油器STC挺杆中,挺杆运动将摇臂一端压下时,STC挺杆提前将喷油器柱塞压下,柴油需要提前喷入气缸,当喷油完成后,STC挺杆中的机油随即排出。;当载荷作用较大时,发动机控制模块给出相关信号自动关闭电磁阀,机油已经不能经过电磁阀直接进入喷油器STC挺杆中,喷油器工作持续正常喷油。
        4.调整喷油器柱塞行程
        矿用汽车发动机通过扭矩法来调整喷油器,根据不同的发动机点火顺序,根据该齿轮室盖和前减震器的指针标记,按照标准调整顺序进行每个缸喷油器调整。必须沿着顺时针方向旋转调整螺钉,并用扭矩扳手拧紧调整螺钉.,然后逆时针方向松开调整螺钉。

调整的目的是对喷油器作用一定压力,使燃油完全喷出,可利用柱塞将喷油器中燃油挤出并确保油杯中干净,防止喷油量发生改变和残存的燃油变质堵塞喷孔。然后重新顺时针方向旋转调整螺钉,并用扭矩扳手拧紧.,然后固定住调整螺钉。通过2次拧紧调整螺钉,必须保证喷油器的调整顺序正确,随后进行每个气缸的其它喷油器的调整,直到调整完成所有的发动机喷油器。
        5.喷油器挺杆断裂原因
        (1)挺杆质量问题。喷油器挺杆本身存在缺陷,备件材质选用不当,或者装配时挺杆未更换,旧件存在裂纹、轻微变形、磨损超限、检测不到位等。
        (2)喷油器调整不当。发动机在装配过程中,修理人员进行喷油器调整时,拧紧调整螺钉的扭矩过大,导致在发动机运转过程中挺杆承受过大压力,从而导致断裂。另外修理工在拧紧调整螺母时,必须保证调整螺钉固定不动,由于拧紧时双手不能够协调配合,也会导致加大挺杆受力,从而造成喷油器挺杆的断裂。
        (3)电磁阀泄漏。矿用汽车发动机采用分级正时控制,在发动机重载情况下,电磁阀应完全关闭,机油不能进入喷油器STC挺杆中,喷油器正常进行喷油。如果电磁阀内部出现渗漏,在发动机控制模块关闭电磁阀时,电磁阀不能完全关闭,仍然会友机油进入喷油器STC挺杆中,喷油器始终处于提前喷油状态。在矿用汽车发动机重载时,因为发动机全负荷运转,运行转速较高,而且喷油器喷油量大,挺杆承受很大的力,加上电磁阀存在渗漏,喷油器始终处于提前喷油状态,使喷油器挺杆受力超过预期设计值,最终导致挺杆断裂。
        (4)气缸故障:由于气缸出现爆燃、拉缸、活塞化顶、气门头掉等故障,导致缸内不正常燃烧,产生异物造成喷油器总成受到冲击,摇臂受力异常导致挺杆断裂。
        (5)喷油器异常。喷油器在运行时现异常,有杂质、颗粒、异物进入喷油器,导致喷油器柱塞与柱塞副磨损或卡滞等,使喷油器挺杆受力超过预期设计值,最终导致挺杆断裂。
        6.预防措施
        (1)针对电磁阀出现泄漏的现象,在装配过程中必须对电磁阀严格检查,按照发动机检修作业标准精细检测,条件允许的情况下,每个大修周期更换全新备件,避免因电磁阀出现渗漏导致喷油器挺杆断裂的情况。
        (2)针对喷油器异常导致的喷油器挺杆断裂的情况,严格抓好喷油器修理过程,零部件在装配前保证清洗干净,保证试验台清洁,校准数据准确,保养周期及时更换柴油滤芯,避免喷油器柱塞卡滞的情况出现。
        (3)针对喷油器挺杆质量问题,在发动机大修时,全面仔细检查喷油器挺杆的外观,发现有裂纹或磨损超限的情况及时进行更换,杜绝将有缺陷的挺杆安装在发动机上。
        (4)针对气缸故障的情况,应加强发动机运行监测,实时关注各缸传感器工作是否正常,温度异常及时停机排查。同时,要加强操作者责任心,发现异响及时通知修理人员进行检查,避免带病作业。
        (5)针对发动机喷油器调整工艺进行优化,要求参与发动机大修的修理人员按照标准化作业指导书操作。在进行喷油器调整前,对扳手进行校对,确保扭矩准确,避免因扭矩过大导致喷油器挺杆断裂。在拧紧调整螺母时必须固定到位,防止螺钉随着螺母一起转动,一旦发现必须重新调整。如果调整螺钉无法紧固,必须更换新的螺钉和螺母,保证调整的准确性。
        通过对矿用汽车发动机燃油系统结构及喷油器工作原理的了解,分析了导致喷油器挺杆出现断裂的原因,并找到了明确的预防措施,有效降低了发动机喷油器的挺杆断裂现象,确保了发动机的高效运转,保障了矿山的正常生产。
        参考文献
        [1]胡烽.《采矿技术》2012年第02期.
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