利用二次回歸正交試驗(yàn)診斷柴油機(jī)的供油特性（DOC 84）

1、利用二次回歸正交試驗(yàn)診斷柴油機(jī)的供油特性 摘 要柴油機(jī)噴油泵的柱塞、出油閥和針閥這三對精密偶件的磨損直接影響到柴汕機(jī)的供油規(guī)律和各種綜合性能，本論文在現(xiàn)有試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用二次回歸正交設(shè)計(jì)的方法，通過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了三大精密偶件的磨損量與供油量之間的定量關(guān)系式，從而更直觀、清楚的了解到三對偶件的密封性對供油量影響程度的主次關(guān)系。此外，根據(jù)我們的試驗(yàn)結(jié)果，對于某一機(jī)型，只要給出三對偶件的密封性值，就可以直接預(yù)測出柴油機(jī)的供油量，或者是知道了柴油機(jī)的供油量和其中兩對偶件的密封性值，就可以知道另外的一對偶件是否發(fā)生了故障，以及是否還能繼續(xù)使用。針對柴油機(jī)燃油系統(tǒng)精密偶件磨損后，由于供油量的變化

2、必然會引起油壓波形的變化，我們采用高壓油管壓力波形識別的方法，測取磨損狀態(tài)下的柱塞副、出油閥副以及針閥副工作壓力波形，研究高壓油管壓力波形所反映的偶件磨損狀況。這一課題的研究有著重要的實(shí)際和應(yīng)用意義，為執(zhí)行汽車維護(hù)、檢測、診斷技術(shù)規(guī)范提供可靠的柴油機(jī)燃油系統(tǒng)精密偶件故障診斷方法，從而提高發(fā)動機(jī)的工作可靠性、節(jié)約燃油消耗和充分發(fā)揮柴油機(jī)的使用性能。關(guān)鍵詞：柴油機(jī) 精密偶件 磨損 供油量 供油壓力 第一章 概述柴油機(jī)的噴油泵主要是由柱塞、出油閥和噴油嘴等精密偶件組成的，這些偶件經(jīng)過長期的使用，不可避免的會受到磨損，導(dǎo)致供油壓力降低、使發(fā)動機(jī)油耗增加和供油不正時(shí)，會產(chǎn)生起動困難、功率不足、工作粗暴和

3、排放煙度不符合要求等故障。隨著現(xiàn)代維修業(yè)的發(fā)展，人們試圖通過對發(fā)動機(jī)故障外在表現(xiàn)規(guī)律的總結(jié)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的不拆卸故障診斷，這也越來越成為汽車維修的現(xiàn)代化要求。為了實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)故障的不拆卸診斷，我們首先要了解柴油機(jī)供油系統(tǒng)對柴油機(jī)工作性能的影響以及現(xiàn)有供油系統(tǒng)的測量方法。然后總結(jié)出柴油機(jī)工作部件的磨損規(guī)律以及各工作部件的磨損對于供油系統(tǒng)工作參數(shù)的影響，在此基礎(chǔ)匕 才能夠通過發(fā)動機(jī)故障的表象，分析產(chǎn)生故障的原因，找到發(fā)生故障的部位并排除故障，最終實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)故障的不拆卸診斷。 對柴油機(jī)燃油系性能的要求柴油機(jī)燃油系的組成以及作用柴油機(jī)燃油系主要由柴油箱、柴油濾清器、輸油泵、高壓油泵、噴油器、低壓油管、高壓

4、油管和回油管組成。主要組成部分的作用如下：（）噴油泵。噴油泵的作用是定時(shí)、定量地向噴油器輸送高壓燃油。在多缸柴油機(jī)中噴油泵應(yīng)保證：各缸的供油次序符合所要求的發(fā)動機(jī)工作次序：各缸供油量均勻，不均勻度在標(biāo)定工況不大于一；各缸供油提前角一致，相差不大于度。為避免噴油滴漏現(xiàn)象，噴油泵還必須保證供油停止迅速。 （）調(diào)速器調(diào)速器是一種自動調(diào)節(jié)噴油泵供油量的裝置。它能根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷的變化自動作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，使柴油機(jī)能以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保證柴油機(jī)既不會產(chǎn)生超速也不會在怠速時(shí)造成熄火。 （）噴油器。噴油器可把噴油泵送來的高壓燃油霧化成較細(xì)的顆粒，并以一定的設(shè)計(jì)角度往發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)噴射。對燃油系的性能要求柴油機(jī)

5、燃油系作為發(fā)動機(jī)的重要組成部分，主要應(yīng)滿足下列的性能要求： （）要能隨時(shí)精確測量出發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化，且能使供油量自動靈敏地進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，并往各缸做均勻的噴射。（）應(yīng)能根據(jù)轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的變化自動地改變噴油定時(shí) （即自動調(diào)節(jié)噴汕的提前時(shí)間）（）噴射的燃油必須獲得充分的霧化，并能以最佳狀態(tài)引起燃燒。（）結(jié)果設(shè)計(jì)合理，要能耐沖擊、抗疲勞，零部件互換性強(qiáng)，且價(jià)格盡可能低廉。對燃油系各工作部件的要求根據(jù)柴油機(jī)可燃混合氣形成的特點(diǎn)和燃燒過程的需要，噴油泵應(yīng)滿足以下要求：（）匹配而均勻的供油率。額定供油率的調(diào)節(jié)是與發(fā)動機(jī)的額定功率和額定轉(zhuǎn)速相匹配的為使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，對各缸的供油率要均勻，這就需要與之相適應(yīng)的柱塞直

6、徑、柱塞行程和方便的供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。（）準(zhǔn)確的供油提前角。噴油泵的供油提前角一方面要求與發(fā)動機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)速相同步 （即第一缸噴油起始時(shí)間要對得上發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角零位標(biāo)記），另一方面還要求對各缸供油的間隔時(shí)間要一致，其誤差應(yīng)控制在 “以內(nèi)。為了防止噴油時(shí)間過長而造成燃燒不良，噴油泵還必須能在短促噴油之后迅速地暫停供油，這主要通過出油閥及噴油器結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)來達(dá)到。（）燃油霧化良好。柴油的揮發(fā)性能差，為了能在極短的時(shí)間內(nèi)形成混合氣，有利于燃燒，要求噴出的油束霧化良好、油粒細(xì)小均勻、方向和形狀與燃燒室的形狀相適應(yīng)，并且要求噴射干脆，不允許噴油滴漏。為了使燃油獲得良好的霧化要求噴油泵能夠提供相當(dāng)高的供油壓力

7、。經(jīng)噴油器調(diào)定后，噴射壓力將控制在 。當(dāng)某些噴油嘴針閥卡死造成高壓油路堵塞時(shí)，被近似封閉的燃油的壓力經(jīng)柱塞壓縮后，其峰值壓力可高達(dá)以上，這就對柱塞、出油閥偶件和泵體柱塞座孔肩腳面的強(qiáng)度及加工精度提出了相當(dāng)高的要求）柴油機(jī)屬于壓燃式內(nèi)燃機(jī)，為了適應(yīng)發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的需要，從噴油嘴噴往氣缸的燃油必須盡快著火，并在最佳時(shí)刻迅速燃燒完畢，以便將燃油的化學(xué)能最大限度的轉(zhuǎn)化為推動發(fā)動機(jī)運(yùn)行的機(jī)械能。要達(dá)到此目的，噴油器應(yīng)滿足以下要求：（）噴油器應(yīng)具有一定的噴油壓力和噴注貫穿距離。氣缸中的空氣經(jīng)壓縮后，溫度和壓強(qiáng)都大大提高，噴油器的噴油壓力若不能超過這一高壓就根本無法進(jìn)行燃油的噴射。噴油器的噴汕壓力是由噴油泵

8、提供并經(jīng)自身的調(diào)節(jié)彈簧調(diào)定的。而噴注貫穿距離不僅與噴油壓力有關(guān)，也與噴油器的結(jié)構(gòu)和噴油嘴的噴油直廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文徑、針閥型式有關(guān)。（）要與燃燒室形狀相匹配的合適的噴射方向和噴霧錐角。山于不同的設(shè)計(jì)需要發(fā)動機(jī)燃燒室除了具有預(yù)燃燒室式、渦流式和直接噴射式等多種形式外，火塞頂部形狀還有平頂型、中心凹弧形、中心凹孔型、。型和非對稱型等各式各樣的變化，這就要求噴油器的噴射方向和噴霧錐角要與之相匹配，使噴出的燃油能與燃燒室的構(gòu)造特點(diǎn)及燃燒室氣流運(yùn)動的特點(diǎn)相適應(yīng)，已達(dá)到使燃油能迅速與空氣充分均勻混合，從而提高燃燒效率的目的。（）要有良好的霧化性能，這是保證噴射的燃油能迅速與空氣均勻混合而獲得充分燃燒的重

9、要條件霧化的好壞與噴射壓力的大小、噴油器內(nèi)部的裝配質(zhì)量和噴油嘴的磨損程度有關(guān)。霧化性能的測量要在噴油器試驗(yàn)器上進(jìn)行。磨損嚴(yán)重，霧化不良且難以修復(fù)的噴油嘴應(yīng)堅(jiān)決更換（）在暫停噴油時(shí)刻，噴油器應(yīng)能迅速完全的切斷燃油供給，不允許發(fā)生異常噴油現(xiàn)象。噴油嘴的針閥與針閥座而之間的密封不良會導(dǎo)致異常噴油。在氣缸壓力與氣體溫度因活塞下行而迅速下降后，異常噴油所引起的燃燒只會造成燃燒不良、積炭增多、油耗增加和排氣異常。要保持噴油嘴的密封性，除了從設(shè)計(jì)上設(shè)法適當(dāng)減小密封面的接觸面積，以使接觸壓力增大外，經(jīng)常對噴油器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)也是十分重要的。（）應(yīng)能經(jīng)受高溫、高壓的嚴(yán)酷條件并長期安全的使用。由于噴油嘴暴露在高溫、

10、高壓的燃?xì)庵校瑴囟群蛪毫Φ姆磸?fù)驟變，使工作條件十分惡劣，加上運(yùn)動疲勞磨損、燃油雜質(zhì)磨損、高速油流沖刷磨損和燃燒中產(chǎn)生的腐蝕性氣體 （如三氧化硫）的腐蝕磨損，使噴油嘴成為柴油機(jī)發(fā)動機(jī)的易損件之一。因此，要使噴油器經(jīng)常保持良好的工作狀態(tài)，必須選擇優(yōu)良的制造材料、合理的制造工藝，并在注意維護(hù)保養(yǎng)噴油器本身的同時(shí)，注意加強(qiáng)對發(fā)動機(jī)、高壓油泵的定期保養(yǎng)與維護(hù)，以求盡量改善噴油器運(yùn)行的外部環(huán)境 柴油機(jī)供油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對發(fā)動機(jī)工作性能的影響柴油機(jī)的供油系統(tǒng)是柴油機(jī)的重要組成部分。其作用是將一定數(shù)量的清潔燃油，以足夠高的壓力，在準(zhǔn)確的時(shí)內(nèi)噴入氣缸，與壓縮空氣混合，以保證氣缸內(nèi)燃燒的進(jìn)行。因此，供油系統(tǒng)的好壞，必

11、然會影響到氣缸內(nèi)燃油的燃燒質(zhì)量，同時(shí)也將影響柴油機(jī)的性能和可靠性。柱塞式噴油泵的泵油機(jī)構(gòu)主要由柱塞偶件和出油閥偶件組成。柱塞在柱塞套筒內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動，將一定數(shù)量的燃油壓縮到一定的壓力，出油閥相當(dāng)于一個(gè)單向徑、針閥型式有關(guān)。（）要與燃燒室形狀相匹配的合適的噴射方向和噴霧錐角。山于不同的設(shè)計(jì)需要發(fā)動機(jī)燃燒室除了具有預(yù)燃燒室式、渦流式和直接噴射式等多種形式外，火塞頂部形狀還有平頂型、中心凹弧形、中心凹孔型、。型和非對稱型等各式各樣的變化，這就要求噴油器的噴射方向和噴霧錐角要與之相匹配，使噴出的燃油能與燃燒室的構(gòu)造特點(diǎn)及燃燒室氣流運(yùn)動的特點(diǎn)相適應(yīng)，已達(dá)到使燃油能迅速與空氣充分均勻混合，從而提高燃燒效率的

12、目的。（）要有良好的霧化性能，這是保證噴射的燃油能迅速與空氣均勻混合而獲得充分燃燒的重要條件霧化的好壞與噴射壓力的大小、噴油器內(nèi)部的裝配質(zhì)量和噴油嘴的磨損程度有關(guān)。霧化性能的測量要在噴油器試驗(yàn)器上進(jìn)行。磨損嚴(yán)重，霧化不良且難以修復(fù)的噴油嘴應(yīng)堅(jiān)決更換（）在暫停噴油時(shí)刻，噴油器應(yīng)能迅速完全的切斷燃油供給，不允許發(fā)生異常噴油現(xiàn)象。噴油嘴的針閥與針閥座而之間的密封不良會導(dǎo)致異常噴油。在氣缸壓力與氣體溫度因活塞下行而迅速下降后，異常噴油所引起的燃燒只會造成燃燒不良、積炭增多、油耗增加和排氣異常。要保持噴油嘴的密封性，除了從設(shè)計(jì)上設(shè)法適當(dāng)減小密封面的接觸面積，以使接觸壓力增大外，經(jīng)常對噴油器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)也

13、是十分重要的。（）應(yīng)能經(jīng)受高溫、高壓的嚴(yán)酷條件并長期安全的使用。由于噴油嘴暴露在高溫、高壓的燃?xì)庵?，溫度和壓力的反?fù)驟變，使工作條件十分惡劣，加上運(yùn)動疲勞磨損、燃油雜質(zhì)磨損、高速油流沖刷磨損和燃燒中產(chǎn)生的腐蝕性氣體 （如三氧化硫）的腐蝕磨損，使噴油嘴成為柴油機(jī)發(fā)動機(jī)的易損件之一。因此，要使噴油器經(jīng)常保持良好的工作狀態(tài)，必須選擇優(yōu)良的制造材料、合理的制造工藝，并在注意維護(hù)保養(yǎng)噴油器本身的同時(shí)，注意加強(qiáng)對發(fā)動機(jī)、高壓油泵的定期保養(yǎng)與維護(hù)，以求盡量改善噴油器運(yùn)行的外部環(huán)境 柴油機(jī)供油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對發(fā)動機(jī)工作性能的影響柴油機(jī)的供油系統(tǒng)是柴油機(jī)的重要組成部分。其作用是將一定數(shù)量的清潔燃油，以足夠高的壓力，

14、在準(zhǔn)確的時(shí)內(nèi)噴入氣缸，與壓縮空氣混合，以保證氣缸內(nèi)燃燒的進(jìn)行。因此，供油系統(tǒng)的好壞，必然會影響到氣缸內(nèi)燃油的燃燒質(zhì)量，殘余壓力。柱塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所經(jīng)過的實(shí)際行程取決于驅(qū)動凸輪的高度，該行程是不變的，但是循環(huán)噴油量卻取決于它的有效行程 柱塞的上端面完全遮住套筒的油孔到柱塞下斜面剛剛露出油孔這一段柱塞所上行的行程。在柴油機(jī)工作過程中，如果使柱塞相對于套筒轉(zhuǎn)動一個(gè)角度，則改變了柱塞的有效行程，也就相應(yīng)地改變了循環(huán)噴油量，從而達(dá)到了調(diào)節(jié)柴油機(jī)工作狀況的目的。出油閥偶件設(shè)在柱塞偶件與高壓油管之間，出油閥在開啟時(shí)先上升一個(gè)距離，使高壓油管壓力預(yù)先接近噴油器啟噴壓力，結(jié)果使噴油器噴油及時(shí)迅速；在噴油之后

15、，出油閥又下降一個(gè)距離，使高壓油管殘余壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于噴油器的啟噴壓力，結(jié)果使噴油器停噴千脆徹底。柴油機(jī)燃燒質(zhì)量的好壞與噴油器的結(jié)構(gòu)有著很大的關(guān)系。噴油器中最重要的精密副是針閥偶件，當(dāng)高壓油管中的高壓燃油進(jìn)入噴油器體和針閥體內(nèi)的油道進(jìn)入針閥中部承受錐面處的壓力腔內(nèi)。當(dāng)高壓油管內(nèi)壓力升高，并反映到壓力腔時(shí)，承受錐面在油壓的作用下推動針閥上升。針閥通過頂桿在克服彈簧張力上升的同時(shí)，針閥下端與針閥體配合的密封錐面被打開，燃油通過此處經(jīng)噴油孔噴入燃燒室；當(dāng)高壓油管內(nèi)的壓力下降時(shí)，針閥承受錐面的受力減小，調(diào)節(jié)彈簧通過頂桿迫使針閥下落，并立刻關(guān)閉密封錐面，使燃油停止噴射當(dāng)針閥剛剛上升時(shí)，由于噴孔內(nèi)的軸針為柱形

16、，噴孔通道面積也較小，所以噴油較少，而且擴(kuò)散錐角較?。横橀y繼續(xù)上升，噴孔通道面積增大，噴油量增多，同時(shí)，倒錐形的節(jié)流式軸針前端使噴注的擴(kuò)散錐角增大。這樣，一方而限制了滯燃期內(nèi)形成始燃量過多，使速燃期壓力升高率和燃燒最高壓力較低，柴油機(jī)工作柔和平穩(wěn)：另一方面使大量的燃油集中在緩燃期內(nèi)燃燒，減少了后燃量和排污。在噴油泵中，噴油泵凸輪型線和噴油泵柱塞決定著循環(huán)時(shí)，在壓縮過程中燃燒的燃油數(shù)量過多，這不僅增加壓縮負(fù)功使油耗增高，功率下降，而且由于著火延遲較長，壓力增加率和最高爆發(fā)壓力迅速升高，工作粗暴，怠速不良，難于啟動；供油提前角過小時(shí)，則燃油不能在上止點(diǎn)附近迅速燃燒，后燃增加，雖然最高爆發(fā)壓力較低，

17、但燃油消耗率及排溫增高，發(fā)動機(jī)過熱。所以對于每一工況，有一最佳供油提前角，此時(shí)的燃油消耗率最低。噴油泵凸輪廓線決定了柱塞的運(yùn)動規(guī)律，而柱塞的速度變化規(guī)律決定油泵的供油規(guī)律，從而影響噴油規(guī)律。在柱塞有效行程和供油始點(diǎn)相同的情況下，凸輪外形陡，即供油速度大，噴油持續(xù)時(shí)間縮短：而凸輪外形平，噴油持續(xù)時(shí)間和噴油延遲時(shí)間都較長。在高速柴油機(jī)中，山于燃油高壓系統(tǒng)中有壓力波動現(xiàn)象，使得很難從供油規(guī)律控制噴油規(guī)律，所以油泵凸輪的廓線一般不是根據(jù)理想的供油規(guī)律設(shè)計(jì)的，而是從加工難易的角度考慮，一般都選用切線凸輪或圓弧凸輪。在升程、基圓和滾輪等都相同的情況下，切線凸輪的柱塞速度增加較快。對于一定的供油量，柱塞速度

18、提高，則供油持續(xù)時(shí)間可以縮短，一般說來，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，采用切線凸輪，對改善經(jīng)濟(jì)性有好處，但是供油速度過高，在著火延遲期里噴入氣缸的燃油較多，可能引起燃燒粗暴，最高爆發(fā)壓力過高。在某些大功率中速柴油機(jī)中還應(yīng)用凹弧凸輪以增大供油速率，減少燃油持續(xù)角，但過大的供油速率，往往導(dǎo)致凸輪和滾輪之間接觸應(yīng)力過大，引起點(diǎn)蝕。不同的柱塞直徑對噴油規(guī)律也有影響。當(dāng)柱塞直徑增大時(shí)，噴油延遲角及噴油持續(xù)角都減小，但供油速度變大，使初期噴油速率也變大，噴油規(guī)律曲線變高。所以一般說來，柱塞直徑加大能使經(jīng)濟(jì)性變好，但運(yùn)轉(zhuǎn)粗暴。當(dāng)柴油機(jī)強(qiáng)化時(shí)，因每循環(huán)供油量加大，就要考慮加大柱塞直徑來維持合適的噴油延續(xù)時(shí)間，以保證柴油機(jī)

19、的經(jīng)濟(jì)性。雖然上述各種工作部件對柴油機(jī)的燃油噴射和燃燒過程都有影響，但是相比較而言，柱塞、出油閥和針閥偶件的影響要大一些，因此，在本試驗(yàn)中將重點(diǎn)研究這三大精密偶件對柴油機(jī)性能的影響。 現(xiàn)有柴油機(jī)供油規(guī)律的測量方法柴油機(jī)供油系統(tǒng)引起的故障約占柴油機(jī)周期故障的，而這些故障大都發(fā)生在三大精密偶件上，因此，對供油系統(tǒng)進(jìn)行檢測的目的主要是確定三大精密偶件的技術(shù)性能指標(biāo)。目前柴油機(jī)供油系檢測普遍采用停機(jī)、機(jī)械式油壓表等方法為標(biāo)志）到活塞行至上止點(diǎn)時(shí)所轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角。供油提前角對柴油機(jī)的影響很大，主要是影響柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，壓力增長率和最高爆發(fā)壓力。供油提前角過大時(shí)，在壓縮過程中燃燒的燃油數(shù)量過多，這不僅增加

20、壓縮負(fù)功使油耗增高，功率下降，而且由于著火延遲較長，壓力增加率和最高爆發(fā)壓力迅速升高，工作粗暴，怠速不良，難于啟動；供油提前角過小時(shí)，則燃油不能在上止點(diǎn)附近迅速燃燒，后燃增加，雖然最高爆發(fā)壓力較低，但燃油消耗率及排溫增高，發(fā)動機(jī)過熱。所以對于每一工況，有一最佳供油提前角，此時(shí)的燃油消耗率最低。噴油泵凸輪廓線決定了柱塞的運(yùn)動規(guī)律，而柱塞的速度變化規(guī)律決定油泵的供油規(guī)律，從而影響噴油規(guī)律。在柱塞有效行程和供油始點(diǎn)相同的情況下，凸輪外形陡，即供油速度大，噴油持續(xù)時(shí)間縮短：而凸輪外形平，噴油持續(xù)時(shí)間和噴油延遲時(shí)間都較長。在高速柴油機(jī)中，山于燃油高壓系統(tǒng)中有壓力波動現(xiàn)象，使得很難從供油規(guī)律控制噴油規(guī)律，

21、所以油泵凸輪的廓線一般不是根據(jù)理想的供油規(guī)律設(shè)計(jì)的，而是從加工難易的角度考慮，一般都選用切線凸輪或圓弧凸輪。在升程、基圓和滾輪等都相同的情況下，切線凸輪的柱塞速度增加較快。對于一定的供油量，柱塞速度提高，則供油持續(xù)時(shí)間可以縮短，一般說來，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，采用切線凸輪，對改善經(jīng)濟(jì)性有好處，但是供油速度過高，在著火延遲期里噴入氣缸的燃油較多，可能引起燃燒粗暴，最高爆發(fā)壓力過高。在某些大功率中速柴油機(jī)中還應(yīng)用凹弧凸輪以增大供油速率，減少燃油持續(xù)角，但過大的供油速率，往往導(dǎo)致凸輪和滾輪之間接觸應(yīng)力過大，引起點(diǎn)蝕。不同的柱塞直徑對噴油規(guī)律也有影響。當(dāng)柱塞直徑增大時(shí)，噴油延遲角及噴油持續(xù)角都減小，但供油

22、速度變大，使初期噴油速率也變大，噴油規(guī)律曲線變高。所以一般說來，柱塞直徑加大能使經(jīng)濟(jì)性變好，但運(yùn)轉(zhuǎn)粗暴。當(dāng)柴油機(jī)強(qiáng)化時(shí)，因每循環(huán)供油量加大，就要考慮加大柱塞直徑來維持合適的噴油延續(xù)時(shí)間，以保證柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。雖然上述各種工作部件對柴油機(jī)的燃油噴射和燃燒過程都有影響，但是相比較而言，柱塞、出油閥和針閥偶件的影響要大一些，因此，在本試驗(yàn)中將重點(diǎn)研究這三大精密偶件對柴油機(jī)性能的影響。 現(xiàn)有柴油機(jī)供油規(guī)律的測量方法柴油機(jī)供油系統(tǒng)引起的故障約占柴油機(jī)周期故障的，而這些故障大都發(fā)生在三大精密偶件上，因此，對供油系統(tǒng)進(jìn)行檢測的目的主要是確定三大精密偶件的技術(shù)性能指標(biāo)。目前柴油機(jī)供油系檢測普遍采用停機(jī)、機(jī)械式

23、油壓表等方法值的變化，通過波形分析、特征值識別，可以確定當(dāng)前波形所對應(yīng)的工作狀態(tài)與故障出現(xiàn)的部位，為柴油機(jī)供油系工作部件的更換、修理及參數(shù)調(diào)整提供可靠的依據(jù)。目前，對供油系統(tǒng)進(jìn)行不解體故障診斷的最主要依據(jù)是供油系統(tǒng)的供油壓力波形。雖然國內(nèi)外對此項(xiàng)課題的研究己取得一定的進(jìn)展，研制出了測試供油壓力的外夾式樹脂粘貼式傳感器及嵌入式三通傳感器，探索出了用于供油系統(tǒng)故障診斷的數(shù)學(xué)模型，但此項(xiàng)研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到現(xiàn)場應(yīng)用。其主要原因是對影響供油壓力波形的因素了解得不夠深刻，由供油壓力波形直接提取的診斷參數(shù)與偶件狀態(tài)之間無明顯的規(guī)律。本試驗(yàn)針對柴油機(jī)供油系統(tǒng)精密偶件磨損后的油壓波形變化，通過自行設(shè)計(jì)的微機(jī)化柴油

24、機(jī)動態(tài)性能測試系統(tǒng)，對磨損狀態(tài)下的柱塞偶件、出油閥偶件和噴油嘴針閥偶件分別試驗(yàn)，測取工作油壓波形并分析其所反映的偶件的磨損狀況。在分析三大偶件的密封性與柴油機(jī)供油量的關(guān)系時(shí)，摒棄傳統(tǒng)的比較抽象的定性分析的方法，建立三大偶件的密封性與柴油機(jī)供油量之間的定量關(guān)系。最終實(shí)現(xiàn)在不拆卸噴油泵的情況下，通過測量噴油泵的供油量和供油壓力診斷柴油機(jī)的故障所在。第二章 柴油機(jī)精密偶件的磨損與檢驗(yàn)人們常稱噴油泵是柴油機(jī)的心臟，它的性能和狀態(tài)的好壞，對柴油機(jī)的工作有著十分重大的影響，而其中柱塞偶件、出油閥偶件和針閥偶件又是它的三個(gè)關(guān)鍵部件，因其精度很高，磨損后必須成對更換，故稱為 “偶件”。三大精密偶件能否長期正常

25、穩(wěn)定地工作，對于柴油機(jī)的燃油噴油質(zhì)量、混合氣的形成和燃燒過程的完善程度都有著直接重要的影響，進(jìn)而對柴油機(jī)的各項(xiàng)綜合性能 （經(jīng)濟(jì)性、動力性、排氣霧燃和噪聲等）以及使用壽命都是至關(guān)重要的。盡管精密偶件都是采用優(yōu)質(zhì)材料，經(jīng)過精密加工、嚴(yán)格的熱處理，配對研磨而成。但是，由于偶件的配合間隙極小，而且相對運(yùn)動速度很高，因此燃油中很小的機(jī)械雜質(zhì)和偶件的微小變形：以及高壓、高速燃油引起的沖刷、穴蝕等均會導(dǎo)致精密偶件工作表面的嚴(yán)重磨損和腐蝕，從而影響燃料供給系和整個(gè)柴油機(jī)的正常工作。 精密偶件的磨損機(jī)理和特征導(dǎo)致精密偶件磨損的因素很多，其中最主要的原因有以下四個(gè)方面：機(jī)械磨損由于燃油過濾或沉淀的不夠充分，以及在

26、使用中因沖擊、振動和磨損等原因，使燃油中混入了機(jī)械雜質(zhì)。這些機(jī)械雜質(zhì)隨燃油進(jìn)入精密偶件的配合表面，造成其表面的擦傷而形成縱向的拉痕。液體磨損山于高壓、高速的燃油集中、反復(fù)的沖刷精密偶件的某些通道狹小的區(qū)域，長期作用的結(jié)果會使這些金屬表面出現(xiàn)微細(xì)的傷痕。這種磨損現(xiàn)象往往在機(jī)械磨損出現(xiàn)一定的傷痕之后，而互相促進(jìn)加速磨損。穴蝕由于高壓燃油的高速流動和強(qiáng)烈的壓力波動等原因，會在高壓油路的某些局部區(qū)域出現(xiàn)瞬時(shí)的低壓區(qū)，并在燃油中形成極微小的空穴氣泡（燃油的低壓蒸汽或分離出的空氣）。當(dāng)該處油壓回升時(shí)，氣泡又瞬時(shí)破裂，同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的高頻沖擊波，其局部能量非常大。這些氣泡在金屬表面附近高頻交替的形成和破裂，使

27、該處的金屬受到反復(fù)強(qiáng)烈的沖擊而產(chǎn)生疲勞破壞現(xiàn)象。以至于使金屬表面出現(xiàn)極小的金屬顆粒被沖擊剝落，甚至出現(xiàn)蜂窩狀的“腐蝕”洞穴，當(dāng)洞穴的面積和深度發(fā)展到一定程度時(shí)，便會使零件失去其工作效能。表面腐蝕和結(jié)膠由于燃油中含有微量的酸性物質(zhì)，或者在裝配和保養(yǎng)精密偶件時(shí)用帶汗的手直接觸摸工作表面，都容易引起銹蝕現(xiàn)象。盡管這些銹蝕斑痕往往用肉良很難看清，但是在其長期停放后再使用時(shí)，往往會出現(xiàn)卡滯或咬結(jié)現(xiàn)象。另外，燃?xì)庵幸泊嬖谥欢康母g性氣休，特別是這些氣體與水蒸氣溶為一體時(shí)，所引起的濕性腐蝕危害更大。這些腐蝕物如果從噴油嘴下端的噴孔進(jìn)入針閥偶件時(shí)，往往會引起對噴油孔和密封錐面的腐蝕。甚至一些膠性物質(zhì)和積炭

28、可以在噴孔處結(jié)膠，而使噴油孔被堵塞。柱塞偶件的磨損機(jī)械磨損、液體磨損和穴蝕等現(xiàn)象在柱塞偶件的工作中都會出現(xiàn)，其中機(jī)械磨損是使其失去工作能力的主要因素。柱塞在往復(fù)運(yùn)動時(shí)，由于柱塞頭部上下的油壓不平衡，會使直徑小于或等于偶件配合間隙的磨粒隨燃油進(jìn)入其配合表面，并在柱塞往復(fù)運(yùn)動的帶動下被來回拖拽滾動。他們的尖銳棱角便“刮削”著配合表面的金屬。而一些直徑大于偶件配合間隙的磨粒，在柱塞運(yùn)動時(shí)，被卡入間隙或夾在柱塞套的進(jìn)、出油孔處，造成對磨粒的擠壓和剪切作用，而磨粒則以其本身的尖銳棱角 “刨削”柱塞和套簡配合表面的金屬。這些磨粒隨著柱塞的上行其尖銳棱角被磨鈍或被粉碎，逐漸失去了對金屬表面的磨削能力因此，柱

29、塞偶件的自然磨損規(guī)律應(yīng)該是越靠近柱塞頂部磨損的越嚴(yán)重，也就是說，越接近高壓燃油，磨粒進(jìn)入配合表面的機(jī)會越多，并目二這時(shí)磨粒的尖銳棱角越鋒利，因此對金屬表面的磨損也就越嚴(yán)重。反之，柱塞的磨損量越遠(yuǎn)離其頂部也就越輕。這樣在柱塞和套筒內(nèi)孔的軸向便形成了具有一定“錐度”的磨損表而。當(dāng)然，這個(gè)錐度用肉眼是看不出來的，只能在仔細(xì)觀察時(shí)才發(fā)現(xiàn)磨損部位有微淺的拉痕，然而這種微量的磨損對于精密偶件來講是相當(dāng)可觀的。柱塞磨損主要集中在從怠速供油量位置到標(biāo)定供油量位置的柱塞工作表面上，最大的磨損部位是柱塞在最常用的油量位置時(shí)與油孔相對的頂部及相應(yīng)的螺的主要磨損部位在其密封錐面、減壓環(huán)帶和導(dǎo)向部分。出油閥密封錐面的磨

30、損，主要是由于出油閥落座時(shí)，在彈簧壓力和出油閥上下燃油壓力差的作用下產(chǎn)生沖擊磨損而引起的。另外，當(dāng)出油閥剛剛開啟和完全落座之前，該處的環(huán)形通道面積很小，而高壓燃油的流速很高，必然在此處產(chǎn)生液體磨損 （沖刷），甚至也有可能出現(xiàn)穴蝕現(xiàn)象。其結(jié)果使是密封錐面的密封環(huán)帶加寬和凹陷，閥體下沉量增加，密封性受到破壞。出油閥減壓環(huán)帶處是磨損最嚴(yán)重的部位之一。當(dāng)出油閥下行，密封錐面落座之前，減壓環(huán)帶要先于密封錐面切斷高壓油流。在此之前，高壓燃油以很高流速通過這一狹窄的環(huán)形縫隙，并且攜帶有磨粒的燃油將猛烈沖刷著減壓環(huán)帶的下邊緣棱角。在減壓環(huán)帶進(jìn)入閥座而繼續(xù)下行時(shí)，被卡入配合間隙的磨粒用其尖銳棱角“刮削”該處的金

31、屬配合表面。由于磨粒的尖銳棱角隨著出油閥的繼續(xù)下行而被磨鈍或擠碎，使得減壓環(huán)帶上部和閥座導(dǎo)向下部的磨損逐漸減輕，因而出現(xiàn)了一定的磨損錐度。除此之外，當(dāng)出油閥上行，減壓環(huán)帶剛剛離開閥座而使高壓燃油高速流入高壓油管時(shí)，同樣在減壓環(huán)帶下邊緣處產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖刷磨損，而且也有可能在此處出現(xiàn)穴蝕現(xiàn)象，從而加速了該區(qū)域的磨損。出油閥座的磨損部位是與出油閥磨損部位相對應(yīng)的。并且在出油閥沖擊落座時(shí)，在其密封錐面的接觸環(huán)帶處會出現(xiàn)一定的沖擊變形，進(jìn)而會加重此處的磨損和拉傷。除此之外，由于出油閥偶件磨損后上部配合間隙的增大，以及出油閥可能受力不均衡，將會造成其上下運(yùn)動的不平順，進(jìn)而會產(chǎn)生偏磨，甚至產(chǎn)生卡滯現(xiàn)象。針閥偶

32、件的磨損噴油器針閥偶件的工作條件十分惡劣，它不僅有因高速、高頻的沖擊運(yùn)動所造成的機(jī)械磨損和高壓、高速燃油對密封錐面及噴油孔等處產(chǎn)生的液體沖刷，而且針閥偶件下端還直接受到燃燒氣體的作用。這些惡劣條件相互促進(jìn)的結(jié)果，不僅會加速機(jī)械和液體磨損，而且還會引起燃?xì)飧g、結(jié)膠，甚至堵塞噴油孔。軸針式噴油器的針閥偶件主要磨損部位在密封錐面、針閥下端軸針處和針閥擊磨損，頻繁沖擊的結(jié)果使此處產(chǎn)生微小的疲勞裂紋和磨損溝紋，甚至有微薄的金屬小片逐漸翹起。當(dāng)高速燃油攜帶著微量雜質(zhì)沖刷該處時(shí)，將加速該處的磨損，甚至有微小的金屬片或小顆粒被剝落下來，使其表面出現(xiàn)麻點(diǎn)凹坑，甚至局部凹陷。與此同時(shí)，密封錐面的密封環(huán)帶也會變寬

33、。針閥下端的軸針與閥體噴油孔處的磨損與破壞，主要是由于高壓、高速燃油的沖刷和燃?xì)庵懈g性氣體的腐蝕作用所造成的。由于針閥下端的軸針與噴油孔之間的配合間隙很小 （），而噴孔的直徑又很小 （），所以高壓燃油通過該處的流速及高 （達(dá)到），其沖擊力相當(dāng)大。因此，該處的液體磨損比較嚴(yán)重，而且軸針部分越靠下部磨損越嚴(yán)重。另外，軸針下端導(dǎo)流錐體部分，不僅受到高速油流的沖刷，而且還直接受到燃燒氣體的高溫作用和腐蝕。針閥導(dǎo)向部分的腐蝕，主要是機(jī)械磨損，它的下部要比上部磨損嚴(yán)重。其原因與前面所述柱塞偶件導(dǎo)向部分的磨損基本相同。針閥導(dǎo)向部分磨損之后，由于配合間隙的變大，加之針閥可能受力不均衡等原因，將會引起針閥運(yùn)動

34、的不平順，進(jìn)而可能產(chǎn)生偏磨和針閥卡滯等現(xiàn)象。針閥體的磨損部位是與針閥的磨損部位相對應(yīng)的。只是在密封錐面下邊緣棱角處和噴孔出口的邊緣棱角處磨損更加嚴(yán)重，甚至使整個(gè)噴油孔內(nèi)壁布滿沿噴孔軸向的磨痕 精密偶件的磨損對柴油機(jī)工作的影響柴油機(jī)燃料供給系中的柱塞偶件、出油閥偶件和針閥偶件被磨損之后，不僅使偶件木身的密封性下降，而且會影響到各缸的噴油量和均勻度、噴油提前角、噴油延遲角、噴油特續(xù)角以及各缸噴油間隔角、噴油規(guī)律和噴霧質(zhì)量等，進(jìn)而會直接影響到柴油機(jī)混合氣形成的完善程度和燃燒過程的正常進(jìn)行，最終將影響柴油機(jī)的各項(xiàng)綜合性能（經(jīng)濟(jì)性、動力性、排氣污染和噪聲等）以及使用壽命。特別是在柴油機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，由于噴

35、油泵柱塞運(yùn)動速度的下降，使被磨損的各精密偶件的滲漏現(xiàn)象加重，對噴射性能的影響更加明顯，以至使混合氣形成和燃燒過程出現(xiàn)惡性循環(huán)，進(jìn)而使柴油機(jī)的各項(xiàng)綜合性能惡化。導(dǎo)向部分，以及閥體上相對應(yīng)的部分。密封錐面的磨損，主要是山針閥落座時(shí)的沖擊磨損和高壓、高速燃油的沖刷而引起的。因?yàn)樵撎幍拿芊饨佑|環(huán)帶面積很小，而針閥上端承受的彈簧壓力很大，因此該處的接觸應(yīng)力相當(dāng)大。每次針閥落座時(shí)，都可能引起微量的擠壓變形和沖擊磨損，頻繁沖擊的結(jié)果使此處產(chǎn)生微小的疲勞裂紋和磨損溝紋，甚至有微薄的金屬小片逐漸翹起。當(dāng)高速燃油攜帶著微量雜質(zhì)沖刷該處時(shí)，將加速該處的磨損，甚至有微小的金屬片或小顆粒被剝落下來，使其表面出現(xiàn)麻點(diǎn)凹坑

36、，甚至局部凹陷。與此同時(shí)，密封錐面的密封環(huán)帶也會變寬。針閥下端的軸針與閥體噴油孔處的磨損與破壞，主要是由于高壓、高速燃油的沖刷和燃?xì)庵懈g性氣體的腐蝕作用所造成的。由于針閥下端的軸針與噴油孔之間的配合間隙很小 （），而噴孔的直徑又很小 （），所以高壓燃油通過該處的流速及高 （達(dá)到），其沖擊力相當(dāng)大。因此，該處的液體磨損比較嚴(yán)重，而且軸針部分越靠下部磨損越嚴(yán)重。另外，軸針下端導(dǎo)流錐體部分，不僅受到高速油流的沖刷，而且還直接受到燃燒氣體的高溫作用和腐蝕。針閥導(dǎo)向部分的腐蝕，主要是機(jī)械磨損，它的下部要比上部磨損嚴(yán)重。其原因與前面所述柱塞偶件導(dǎo)向部分的磨損基本相同。針閥導(dǎo)向部分磨損之后，由于配合間隙的

37、變大，加之針閥可能受力不均衡等原因，將會引起針閥運(yùn)動的不平順，進(jìn)而可能產(chǎn)生偏磨和針閥卡滯等現(xiàn)象。針閥體的磨損部位是與針閥的磨損部位相對應(yīng)的。只是在密封錐面下邊緣棱角處和噴孔出口的邊緣棱角處磨損更加嚴(yán)重，甚至使整個(gè)噴油孔內(nèi)壁布滿沿噴孔軸向的磨痕 精密偶件的磨損對柴油機(jī)工作的影響柴油機(jī)燃料供給系中的柱塞偶件、出油閥偶件和針閥偶件被磨損之后，不僅使偶件木身的密封性下降，而且會影響到各缸的噴油量和均勻度、噴油提前角、噴油延遲角、噴油特續(xù)角以及各缸噴油間隔角、噴油規(guī)律和噴霧質(zhì)量等，進(jìn)而會直接影響到柴油機(jī)混合氣形成的完善程度和燃燒過程的正常進(jìn)行，最終將影響柴油機(jī)的各項(xiàng)綜合性能（經(jīng)濟(jì)性、動力性、排氣污染和噪

38、聲等）以及使用壽命。特別是在柴油機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，由于噴油泵柱塞運(yùn)動速度的下降由于頂部邊緣銳利，因而立即切斷了柱塞上部與進(jìn)油孔的油路，使柱塞卜部油壓擠劇增高而開始供油。但是當(dāng)柱塞偶件磨損后，由于頂部邊緣磨鈍以及圓柱表面磨成縱向溝紋，所以當(dāng)柱塞上行至蓋住進(jìn)油孔時(shí)，柱塞上部的少量高壓燃油會通過鈍邊和溝紋漏回進(jìn)油孔，因而柱塞上部油壓上升緩慢，不能立即供油，導(dǎo)致供油時(shí)間滯后，磨損愈嚴(yán)重則供油滯后時(shí)間愈長。當(dāng)柱塞磨損最嚴(yán)重時(shí)，其滯后時(shí)間相當(dāng)于。曲軸轉(zhuǎn)角。供油量下降。由于開始供油時(shí)高壓燃油部分泄漏，以及當(dāng)停供斜邊還未打開回油孔時(shí)，部分高壓燃油已通過磨損的柱塞停供斜邊及回油孔邊緣提前流回回油孔，所以使循環(huán)供油量

39、減少，尤其是在低速時(shí)供油量減少更多。當(dāng)柱塞偶件磨損嚴(yán)重時(shí)，其供油量的減少在標(biāo)定轉(zhuǎn)速時(shí)可達(dá)，在低速時(shí)可達(dá)供油壓力不足。合格的柱塞偶件其供油壓力可達(dá)以上，而柱塞磨損后由于高壓燃油的回流使油壓升高較慢，且使油壓降低。如果磨損嚴(yán)重，在發(fā)動機(jī)低速時(shí)甚至?xí)构┯蛪毫Φ陀趪娪推麽橀y的開啟壓力，從而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)無法工作。噴油泵噴射壓力下降以及噴油量的減少將造成柴油機(jī)啟動困難和功率不足。，供油不均勻性增加。這是因?yàn)樵谑褂眠^程中，各缸柱塞偶件的磨損往往不同，泵油時(shí)高壓燃油回流量也不同，因而造成各缸實(shí)際供油量不一樣，尤其是在低速時(shí)影響最大。由于噴油泵各缸供油不均勻以及高速供油與低速供油的不均勻性有差異，將造成柴油機(jī)工

40、作不穩(wěn)定，尤其在低速時(shí)更為嚴(yán)重。由于柱塞偶件的磨損對柴油機(jī)供油系有這樣的影響，在宏觀表現(xiàn)上，將使柴油機(jī)工作性能出現(xiàn)如下不良后果：動力不足柱塞偶件磨損之后，必然使其密封性下降，供油量減少，供油始點(diǎn)滯后。這不僅會使柴油機(jī)因燃料不足、動力性下降，而且還會因噴油滯后使燃燒過程后移，或速燃期的燃燒最高壓力下降，燃燒氣體不能更有效的作用在活塞頂上，從而使柴油機(jī)顯示出動力不足。耗油率增高噴霧質(zhì)量，而且還會使噴油泵的供油規(guī)律和噴油器的噴油規(guī)律發(fā)生畸變。在這種情況下噴射的燃油，不可能與燃燒室、空氣渦流和活塞運(yùn)行位置形成最佳的匹配。因而柴油機(jī)的混合氣形成和燃燒過程不可能進(jìn)行得十分完善，這必然造成不完全燃燒的現(xiàn)象，

41、使部分燃油的燃燒沒有作有效功而排出氣缸，其結(jié)果必然使柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性下降。啟動困難柴油機(jī)起動時(shí)，要求噴油泵的供油量大于全負(fù)荷時(shí)的供油量。但是，柱塞磨損之后，使供油量減少，而燃油始噴時(shí)刻滯后特別是在起動時(shí)，由于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速很低，柱塞運(yùn)動速度也很慢，燃油有充分的時(shí)間從磨損的配合處滲漏掉，并流會低壓油腔，使起動供油量大大減少。與此同時(shí)，山于供油壓力的下降，使噴射壓力和霧化質(zhì)量大大降低，加之起動前柴油機(jī)氣缸內(nèi)的壓力和溫度都沒有達(dá)到正常工作的要求，并且此時(shí)燃燒室內(nèi)的空氣渦流也很微弱。這些因素均使之不能形成完善的混合氣，而使柴油機(jī)起動性能大大下降，甚至在柱塞偶件嚴(yán)重磨損時(shí)，柴油機(jī)根本不能起動。怠速不穩(wěn)或熄火柴

42、油機(jī)怠速運(yùn)行時(shí)，柱塞的運(yùn)動速度也比較慢，經(jīng)過磨損的柱塞偶件，使燃油漏損回油的現(xiàn)象也比較嚴(yán)重，噴射質(zhì)量較差。另外，由于各缸柱塞磨損的程度不一樣，也會造成各缸之間混合氣形成和燃燒質(zhì)量的好壞不一樣，因而使柴油機(jī)的內(nèi)部阻力增大。這將使柴油機(jī)怠速運(yùn)行不穩(wěn)，甚至自動熄火。除此之外，山于燃油漏損回油而供油量減少，柴油機(jī)必然會降低轉(zhuǎn)速，但是調(diào)速器的作用是在此時(shí)自動調(diào)節(jié)噴油泵的供油量，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速回升而防止其自動熄火。當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高到一定程度時(shí)，調(diào)速器則使噴油停止增加供油量。這時(shí)磨損的杜塞偶件會繼續(xù)漏損回油，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速又自然下降，這樣的結(jié)果使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速忽高忽低穩(wěn)定不住。各缸工作不平衡由于多缸柴油機(jī)各缸柱塞偶

43、件磨損的程度不同，而使各缸的供油量和噴霧質(zhì)量也不同，這將造成柴油機(jī)各缸的作功能力出現(xiàn)一定的差別。特別是在柴油機(jī)低速大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于燃油的漏損回油隨轉(zhuǎn)速的下降而增加，使各缸作功不平衡現(xiàn)象更加嚴(yán)重。這樣不僅使被柴油機(jī)驅(qū)動的各種裝置工作失常，而且會使柴油機(jī)曲軸的扭轉(zhuǎn)振動和其他運(yùn)動部件的沖擊振動加劇，甚至造成這些部件的疲勞破壞。另外，各缸工作不平衡還將影響柴油機(jī)各運(yùn)動部件的正常潤滑，并加重其磨廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文氣形成和燃燒過程出現(xiàn)惡性循環(huán)，排煙增多、排溫增高，磨損嚴(yán)重時(shí)，還會使柴油機(jī)出現(xiàn)斷續(xù)的敲擊聲，造成柴油機(jī)工作的不平穩(wěn)，導(dǎo)致柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動力性指標(biāo)下降。軸針式噴油器的針閥下端軸針和閥體噴油孔磨

44、損之后，會使燃油噴射的錐角發(fā)生改變，甚至使油霧的形狀發(fā)生畸變。使噴入氣缸的燃汕不能與燃燒室形狀及空氣鍋流方向形成最佳匹配，燃油不能均勻的分布在燃燒室空間。結(jié)果使混合氣形成不夠完善，部分燃油不能完全燃燒，造成后燃料增多，排煙增加和排溫增高，甚至燃燒室積炭嚴(yán)重。這種影響往往在磨損初期，并在柴油機(jī)低速工作時(shí)表現(xiàn)的比較明顯，高速時(shí)不太明顯。但是隨著磨損的增加，即使在供油量較大和高速運(yùn)行時(shí)，也很難保證良好的霧化質(zhì)量。因而此時(shí)柴油機(jī)的各項(xiàng)綜合性能均會出現(xiàn)惡性循環(huán)。如果針閥偶件的導(dǎo)向工作表面出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，將使噴油器漏損回油量增多，而實(shí)際噴入氣缸的油量減少，并且使噴油始點(diǎn)滯后。這樣首先會因噴油量不足而使柴油

45、機(jī)動力性下降、起動困難；其次會因燃燒過程的后移，造成經(jīng)濟(jì)性下降和排煙增多、排溫增高。這種情況在柴油機(jī)低速大負(fù)荷工作時(shí)尤其嚴(yán)重。因?yàn)殡S著柴油機(jī)溫度的升高，燃油粘度下降，會使燃油更容易從針閥偶件導(dǎo)向間隙中漏損掉，而實(shí)際噴油量將大大降低，甚至?xí)共裼蜋C(jī)因燃料不足而不能帶負(fù)荷工作。針閥偶件導(dǎo)向工作面的另一種失效形式是：針閥與針閥體卡死。如果針閥在開啟狀態(tài)被卡死，則使噴油器滴油，噴出的燃油出現(xiàn)束狀，不能霧化，發(fā)動機(jī)有強(qiáng)烈的敲擊聲和冒黑煙；若針閥在關(guān)閉狀態(tài)被卡死，則噴油器不噴油，該缸不工作 精密偶件的檢驗(yàn)?zāi)壳皩θ缶芘技p程度一般用密封性試驗(yàn)或滑動性試驗(yàn)來檢驗(yàn)，前者比較準(zhǔn)確，普遍采用，一般在檢測診斷中

46、用三大精密偶件的密封性來表示其磨損程度。密封性能好，表明偶件的磨損少；密封性能差，表明偶件的磨損嚴(yán)重。為了定量的分析偶件的密封性與柴油機(jī)供油量和供油壓力等技術(shù)參數(shù)之間的關(guān)系，我們根據(jù)內(nèi)燃機(jī)國家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，用偶件在一定壓力范圍內(nèi)的下降時(shí)間來表示偶件的密封性。柱塞偶件的檢驗(yàn)根據(jù) 國標(biāo) 柴油機(jī)噴油泵柱塞偶件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及氣形成和燃燒過程出現(xiàn)惡性循環(huán)，排煙增多、排溫增高，磨損嚴(yán)重時(shí)，還會使柴油機(jī)出現(xiàn)斷續(xù)的敲擊聲，造成柴油機(jī)工作的不平穩(wěn)，導(dǎo)致柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動力性指標(biāo)下降。軸針式噴油器的針閥下端軸針和閥體噴油孔磨損之后，會使燃油噴射的錐角發(fā)生改變，甚至使油霧的形狀發(fā)生畸變。使噴入氣缸的燃汕不能與燃燒室形狀

47、及空氣鍋流方向形成最佳匹配，燃油不能均勻的分布在燃燒室空間。結(jié)果使混合氣形成不夠完善，部分燃油不能完全燃燒，造成后燃料增多，排煙增加和排溫增高，甚至燃燒室積炭嚴(yán)重。這種影響往往在磨損初期，并在柴油機(jī)低速工作時(shí)表現(xiàn)的比較明顯，高速時(shí)不太明顯。但是隨著磨損的增加，即使在供油量較大和高速運(yùn)行時(shí)，也很難保證良好的霧化質(zhì)量。因而此時(shí)柴油機(jī)的各項(xiàng)綜合性能均會出現(xiàn)惡性循環(huán)。如果針閥偶件的導(dǎo)向工作表面出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，將使噴油器漏損回油量增多，而實(shí)際噴入氣缸的油量減少，并且使噴油始點(diǎn)滯后。這樣首先會因噴油量不足而使柴油機(jī)動力性下降、起動困難；其次會因燃燒過程的后移，造成經(jīng)濟(jì)性下降和排煙增多、排溫增高。這種情況在

48、柴油機(jī)低速大負(fù)荷工作時(shí)尤其嚴(yán)重。因?yàn)殡S著柴油機(jī)溫度的升高，燃油粘度下降，會使燃油更容易從針閥偶件導(dǎo)向間隙中漏損掉，而實(shí)際噴油量將大大降低，甚至?xí)共裼蜋C(jī)因燃料不足而不能帶負(fù)荷工作。針閥偶件導(dǎo)向工作面的另一種失效形式是：針閥與針閥體卡死。如果針閥在開啟狀態(tài)被卡死，則使噴油器滴油，噴出的燃油出現(xiàn)束狀，不能霧化，發(fā)動機(jī)有強(qiáng)烈的敲擊聲和冒黑煙；若針閥在關(guān)閉狀態(tài)被卡死，則噴油器不噴油，該缸不工作 精密偶件的檢驗(yàn)?zāi)壳皩θ缶芘技p程度一般用密封性試驗(yàn)或滑動性試驗(yàn)來檢驗(yàn)，前者比較準(zhǔn)確，普遍采用，一般在檢測診斷中用三大精密偶件的密封性來表示其磨損程度。密封性能好，表明偶件的磨損少；密封性能差，表明偶件的磨

49、損嚴(yán)重。為了定量的分析偶件的密封性與柴油機(jī)供油量和供油壓力等技術(shù)參數(shù)之間的關(guān)系，我們根據(jù)內(nèi)燃機(jī)國家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，用偶件在一定壓力范圍內(nèi)的下降時(shí)間來表示偶件的密封性。柱塞偶件的檢驗(yàn)根據(jù) 國標(biāo) 柴油機(jī)噴油泵柱塞偶件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文柴油機(jī)噴油泵柱塞偶件產(chǎn)品質(zhì)量分等標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量指標(biāo)的規(guī)定，對柱塞偶件進(jìn)行密封性試驗(yàn)時(shí)，使用型油密試驗(yàn)器，試驗(yàn)裝置的工作原理如圖所示它是在一定壓力下，以燃油通過柱塞與柱塞套之間的時(shí)間，來衡量它們的密封性的。試驗(yàn)時(shí)，將柱塞置于柱塞頂部回油直槽相對于柱塞套回油孔在最大供汕位置，將要試驗(yàn)的柱塞偶件裝入在密封性試驗(yàn)裝置的底座中，下面用磨光的球形弧面密封件封閉套筒端面孔，

50、上面用螺套緊固，側(cè)面設(shè)有進(jìn)油孔，套筒安裝位置由側(cè)面定位螺釘定位，底座的側(cè)面固定著支架，支架的上端鉸鏈著懸臂。懸臂的下面有凸起部分與柱塞腳相接觸，懸臂的端部懸掛重錘。懸臂山寬毫米、厚毫米的扁鋼做成，長度為毫米，重量為公斤，圖中。為毫米，為毫米。先在柱塞套內(nèi)充滿燃油，然后掛上重錘，懸掛重錘的重量為 ，這時(shí)柱塞上有壓力，柱塞因高壓油腔中燃油滲漏而下降，測量柱塞由關(guān)閉進(jìn)油孔至開放回油孔為止所經(jīng)歷的時(shí)間。此時(shí)間越長，說明柱塞的密封性越好，即柱塞的磨損越小。根據(jù)國標(biāo) 的規(guī)定，當(dāng)油密試驗(yàn)器的壓力從 下降到時(shí)，所用時(shí)間在秒之間的柱塞偶件都符合規(guī)定圖型油密試驗(yàn)器工作原理圖出油閥偶件的檢驗(yàn)根據(jù)國標(biāo)柴油機(jī)噴油泵出油

51、閥偶件技術(shù)條件的規(guī)定，出油閥偶件密封性試驗(yàn)包括密封錐面和減壓環(huán)帶兩部分，對出油閥偶件進(jìn)行密封性試驗(yàn)氣 圖針閥偶件密封性試驗(yàn)裝置工作原理圖噴油泵凸輪軸磨損對于柴油機(jī)性能的影響在本試驗(yàn)中，由于試驗(yàn)條件和時(shí)間的限制，我們只對凸輪軸磨損對發(fā)動機(jī)工作的影響做簡單的分析。凸輪軸的磨損是凸輪與隨動柱接觸面間相對運(yùn)動產(chǎn)生摩擦磨損。它可分為兩個(gè)階段：前一個(gè)階段是運(yùn)轉(zhuǎn)初期的拋光過程，這時(shí)油膜尚未破壞，磨損率比擦傷小得多，逐漸形成一個(gè)光滑的磨損表面；第二階段磨損率逐漸減小，但磨損會繼續(xù)下去。當(dāng)凸輪軸磨損后，會改變噴油泵幾何開始供油點(diǎn)柱塞的升程、相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角和柱塞的瞬時(shí)速度。柱塞的升程噴油泵裝配調(diào)整時(shí)，為滿足各分泵

52、供油間隔角的需要，規(guī)定柱塞頂而與出油閥座 （即柱塞套頂面）之間的間隙為 。而幾何開始供油點(diǎn)是以柱塞頂面與柱塞套進(jìn)油孔上邊緣相切為標(biāo)志，如圖所示。以此為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)如圖所示的與幾何開始供油點(diǎn)有關(guān)的尺寸鏈計(jì)算，即可確定柱塞從幾何開始供油點(diǎn)到柱塞上止點(diǎn)的行程。 噴油泵凸輪軸磨損對于柴油機(jī)性能的影響在本試驗(yàn)中，由于試驗(yàn)條件和時(shí)間的限制，我們只對凸輪軸磨損對發(fā)動機(jī)工作的影響做簡單的分析。凸輪軸的磨損是凸輪與隨動柱接觸面間相對運(yùn)動產(chǎn)生摩擦磨損。它可分為兩個(gè)階段：前一個(gè)階段是運(yùn)轉(zhuǎn)初期的拋光過程，這時(shí)油膜尚未破壞，磨損率比擦傷小得多，逐漸形成一個(gè)光滑的磨損表面；第二階段磨損率逐漸減小，但磨損會繼續(xù)下去。當(dāng)凸輪

53、軸磨損后，會改變噴油泵幾何開始供油點(diǎn)柱塞的升程、相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角和柱塞的瞬時(shí)速度。柱塞的升程噴油泵裝配調(diào)整時(shí)，為滿足各分泵供油間隔角的需要，規(guī)定柱塞頂而與出油閥座 （即柱塞套頂面）之間的間隙為 。而幾何開始供油點(diǎn)是以柱塞頂面與柱塞套進(jìn)油孔上邊緣相切為標(biāo)志，如圖所示。以此為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)如圖所示的與幾何開始供油點(diǎn)有關(guān)的尺寸鏈計(jì)算，即可確定柱塞從幾何開始供油點(diǎn)到柱塞上止點(diǎn)的行程。圖幾何開始供油點(diǎn)從圖中我們也可以想到，凸輪轉(zhuǎn)動速度越慢，通過柱塞與套筒之間的間隙泄漏的燃油量就越大；凸輪轉(zhuǎn)動的速度越快柱塞就越容易對油腔內(nèi)的燃油進(jìn)行壓縮，那么通過柱塞與套筒間隙泄漏的燃油量就越少。另外，山于凸輪軸磨損，會使得柱

54、塞封閉和打開進(jìn)、出油孔的時(shí)間發(fā)生變化，因此會使得柴油機(jī)的供油起始角減小，同時(shí)也會使得柴油機(jī)的最高供油壓力下降。而凸輪基圓的磨損也會使得供油持續(xù)角減小。在與柱塞行程有關(guān)的尺寸鏈計(jì)算中，我們知道，尺寸鏈中的 是有一定的范圍要求的，最?。蛔畲笤谖覀冊囼?yàn)中所使用的柱塞的總行程為，因此，可以計(jì)算得到柱塞到幾何開始供油點(diǎn)的升程范圍，即 幾何開始供油點(diǎn)時(shí)的凸輪轉(zhuǎn)角在開始供油點(diǎn)時(shí)，凸輪型面的工作區(qū)段處于的大園弧上。按公式我們可以通過計(jì)算知道：當(dāng)凸輪軸不產(chǎn)生磨損，即為標(biāo)準(zhǔn)尺寸時(shí)有 大，通過計(jì)算，我們可以得到，的最大值，即“ 而當(dāng)凸輪軸磨損至極限磨損尺寸，既有： 時(shí)，利用同樣的計(jì)算方法，我們可以得到，的最小值，即

55、 。幾何開始供油點(diǎn)時(shí)的柱塞運(yùn)動速度按公式任意的，取 代入 。級小和：最大的值計(jì)算即可得到： 進(jìn)行的如何，在很大程度上取決于噴油泵的柱塞運(yùn)動規(guī)律，驅(qū)動柱塞的凸輪是柱塞泵系統(tǒng)的重要零件，因?yàn)橥馆喓椭睆經(jīng)Q定著噴射延續(xù)時(shí)間、油泵供油量和油泵最高工作轉(zhuǎn)速。為了獲得短的噴射延續(xù)時(shí)間，、只利用凸輪升程中間高速段作為有效行程，柱塞在壓油時(shí)應(yīng)當(dāng)是在使柱塞升速的凸輪工作段上。為了能得到足夠的供油壓力和按照要求的規(guī)律壓縮燃料的柱塞運(yùn)動特性，就要有合適的凸輪表面。凸輪型面其它工作段的影響表現(xiàn)在燃料的流動節(jié)流和柱塞關(guān)閉柱塞套筒進(jìn)油孔時(shí)間及斷油孔打開的時(shí)上。相應(yīng)于柱塞有效升程的凸輪型面段，是根據(jù)保證所要求的工作過程指

56、標(biāo)的條件來確定的第三章 柴油機(jī)供油特性診斷試驗(yàn)在本章中將主要介紹利用二次正交方法，通過測量柴油機(jī)的供油量和供油壓力實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)供油特性故障的診斷。 試驗(yàn)用主要儀器設(shè)備試驗(yàn)用主要儀器在本試驗(yàn)中所采用的主要儀器及其精度見表在我們的試驗(yàn)中所采用的 型噴油泵試驗(yàn)臺屬于液壓無級調(diào)速試驗(yàn)臺，它的精度高，使用方便。試驗(yàn)臺用電動機(jī)，通過三角皮帶驅(qū)動可調(diào)節(jié)偏心的葉片泵，葉片泵的液壓油驅(qū)動油馬達(dá)轉(zhuǎn)動，再通過變速箱帶動噴油泵轉(zhuǎn)動。噴油泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所產(chǎn)生的高壓油經(jīng)高壓油管進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)噴油器，在噴油器噴油嘴的下方裝有集油器和油錐打碎裝置，噴油器噴出的霧狀柴油經(jīng)打碎后，集成油滴，從集油器的尖端流下，在集油器的外罩有玻璃筒，可以觀

57、察噴油的情況。測量時(shí)噴油器的燃油經(jīng)集油器尖端流下進(jìn)入量杯，如果計(jì)數(shù)器未工作，從噴油器流出的油經(jīng)遮板流回油箱；若扭下計(jì)數(shù)按扭開始計(jì)數(shù)，遮板打開，油就流入各個(gè)油杯中，當(dāng)計(jì)數(shù)器停止時(shí)即測出該工況時(shí)的供油量。在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，噴油泵是不允許發(fā)生搖擺晃動的，所以噴油泵必須牢靠的固定在試驗(yàn)臺上。噴油泵的傳動端，通過聯(lián)軸器與試驗(yàn)臺傳動軸連接。試驗(yàn)臺傳動軸端圓盤上有兩個(gè)長方形凸塊，噴油泵聯(lián)軸器圓盤上邊有兩個(gè)長方形凸塊，中間的膠木接盤上有四個(gè)長方形通孔，將膠木接盤套在試驗(yàn)臺傳動軸圓盤的兩個(gè)一長方形凸塊上，再推入噴油泵，使噴油泵聯(lián)軸器的兩個(gè)長方形凸塊進(jìn)入膠木接盤的另外兩個(gè)長方形通孔中就行了，這和在柴油機(jī)上的連接方法

58、完全相同。試驗(yàn)所參照的標(biāo)準(zhǔn)木試驗(yàn)中各指標(biāo)的測量均參照 柴油機(jī)噴油泵柱塞偶件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、柴油機(jī)噴油泵柱塞偶件產(chǎn)品質(zhì)量分等標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量指標(biāo)噴油泵出油閥偶件技術(shù)條件、柴油機(jī)噴油嘴偶件技術(shù)條件、汽車維護(hù)、檢測、診斷技術(shù)規(guī)范中的方法進(jìn)行。柴油機(jī)供油量測試試驗(yàn)原理在試驗(yàn)進(jìn)行前，首先要進(jìn)行柴油機(jī)供油量的調(diào)整。供油量的調(diào)整包括額定轉(zhuǎn)速供油量、怠速供油量、起動供油量、校正供油量以及停止供油量等項(xiàng)目。各種供油量是由柴油機(jī)在制造時(shí)，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)規(guī)定的。按照規(guī)定調(diào)整噴油泵，可使柴油機(jī)馬力大、耗油省、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)、壽命長使用中，由于磨損噴油泵各項(xiàng)供油指標(biāo)會變壞，因此，需要修理和調(diào)整，使噴油泵恢復(fù)到原設(shè)計(jì)要求的技術(shù)狀況。如果油量

59、少，會使柴油機(jī)馬力不足；油量太多超出規(guī)定，會造成柴油機(jī)燃燒不完全，燃油消耗率增大。調(diào)整額定轉(zhuǎn)速供油量，是保證柴油機(jī)在額定負(fù)荷時(shí)需要的油量。怠速供油量，是為了維護(hù)柴油機(jī)空車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，克服內(nèi)部阻力所需的油量。起動供油量，是在柴油機(jī)起動時(shí)加濃，以便于柴油機(jī)的起動，其數(shù)量一般應(yīng)為額定轉(zhuǎn)速、額定負(fù)荷供油量的1500/a以上。校正供油量，是柴油機(jī)短時(shí)間超負(fù)荷所需要的加濃油量。停L油量，是柴油機(jī)需要停車的措施。 噴油泵供油量的調(diào)整，首先要使調(diào)節(jié)拉桿和撥叉、調(diào)節(jié)齒輪和齒圈、齒圈和掙制套筒的相互安裝位置合乎要求。如果安裝位置不正確。就開始調(diào)整供油不均度，可能因最大供油量過大或過小而造成返工。 在調(diào)整噴油泵的額定供

60、油量時(shí)，使噴油泵以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動操縱臂至最大供油位置，將量杯轉(zhuǎn)在接油位置，噴油200次，觀察各缸的噴油量，當(dāng)各缸的噴油量不是12m1或者不均勻時(shí)，松開柱塞撥叉的夾緊螺釘，將柱塞撥叉相對于調(diào)節(jié)拉桿移動一定的距離，再緊固螺釘測量噴油量，直到噴油量達(dá)到規(guī)定值為止. 供油系統(tǒng)的供油能力是用循環(huán)供油量來評價(jià)的。當(dāng)油泵操作機(jī)構(gòu)的位置不變時(shí)，隨轉(zhuǎn)速變化的循環(huán)供油量稱之為油泵的供油特性，也稱為速度特性，所做的轉(zhuǎn)速與循環(huán)供油量的曲線圖稱之為油泵的供油特性曲線。 在本試驗(yàn)中，我們主要研究柴油機(jī)噴油泵在三大偶件完好、磨損的情況下的噴油量和供油壓力，從所得數(shù)據(jù)中總結(jié)噴油泵的磨損規(guī)律。按照二次回歸正交試驗(yàn)的安排，分