柴油機噴油器結構與檢修教學設計

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柴油機噴油器結構與檢修教學設計

摘要:噴油器是柴油機的燃料供給系的重要組成部件,其性能的好壞對柴油機工作的可靠性和廢氣排放有重要的影響,也是《發動機構造與原理》課程中學生必須掌握的內容。本人在教學中依照情景設置-拆裝分析-故障檢修幾個環節入手,引導學生自主學習,取得了較良好的教學效果。

關鍵詞:柴油機噴油器;檢查與調試;檢修

0引言

柴油機噴油器的作用是將高壓柴油以霧狀形式噴入燃燒室并與空氣充分混合燃燒。作為柴油機的核心部件,也是柴油機故障率較高的部件,容易產生噴霧不良、針閥咬死、噴嘴滴油等故障,導致柴油機工作不良。專業教學中,用心設計教學過程,使學生扎實掌握噴油器種類、結構、原理、檢修等方面的知識,為以后正確地操縱和維護各類工程機械打下堅實的基礎。

1設置情景,引起學生學習興趣

本次課講授地點是在發動機檢修實訓車間內進行的。講授新課前,教師事先在隨車(以叉車為例)柴油機上設置噴油器故障。故障現象:①柴油機排氣明顯冒黑煙;②或怠速不穩,有一缸不工作。取兩臺叉車,每臺車上各設一個噴油器故障。引領學生對叉車柴油發動機燃料供給系進行分析,見圖1,排除低壓油路故障,然后每組各派一名學生上前,引導學生對照工作中的發動機進行油路分析,發現來自高壓泵的高壓油管供油油良好確定是噴油器的故障,并用單缸斷火法判定是哪個缸的噴油器出現故障。方法是:保持柴油機怠速運轉,依次松開各缸高壓油管接頭,若某缸高壓油管松開后,排氣管的排氣煙色有明顯變化(故障1中)或發動機聲音無明顯變化(故障2中),則說明該缸噴油器存在故障,反之該缸噴油器沒有故障。按此方法分別找出兩臺車上故障缸的噴油器,教師指導學生拆卸故障噴油器并注意保護好針閥偶件部位,確認缸序標記。通過案例引起學生的重視,意識到噴油器的重要性,引入噴油器學習任務。

2拆裝噴油器,熟悉結構與原理

2.1噴油器解體

將班級學生分成4-5各小組,將實習備用的噴油器分發到幾個小組,多孔式和軸針式協調搭配。指導學生進行解體和組裝:輔以銅皮襯墊先將噴油器夾于臺虎鉗上,使其噴孔部位向下,松開調壓螺釘護帽、取下調壓螺釘、彈簧及頂桿,用柴油清洗;然后在虎鉗上將噴油器翻轉180°,松開針閥偶件保護螺套,卸下偶件,在清潔的柴油中清洗針閥偶件,偶件是不可互換的,注意不得用手接觸針閥的配合表面,以免手上的汗漬遺留在精密表面而引起腐蝕,以防并將各零件依次擺放整齊,小心放置,不得將零件落地。

2.2噴油器結構原理講解

在拆裝基礎上,教師結合實物和多媒體課件講解噴油器結構原理,并引導學生對照本組實物討論,講明結構。車用柴油機噴油器常見形式有兩種:孔式噴油器和軸針式噴油器。分別用于用于直噴式燃燒室和分隔式燃燒室。孔式噴油器噴油孔數目一般為1-8個,噴孔直徑為0.2-0.8mm。噴油壓力較高(12-15MPa),油束從噴孔側面噴出,并傾斜成一定的錐角。其基本組成為由針閥—針閥體、噴油器體、頂桿、調壓彈簧(調壓墊片)、進油管接頭及濾芯、回油管接頭等,如圖2所示。其中端部的針閥和針閥體,稱為為針閥偶件,是噴油器中最主要的部件,其材料為優質合金鋼,二者精密加工而成,配合間隙為0.002至0.003mm。此處特別提醒學生為保證針閥與針閥體的配合精度,修理工時各缸間是不能互換的。軸針式噴油器與多孔式噴油器在結構上基本類似,外形尺寸上略短一些,它的結構與孔式噴油器的最大區別之處在于針閥下端的密封錐面的部分延伸出針閥體外。常見的軸針式噴油器只有一個噴孔,孔徑為1-3mm,噴孔尺寸相對較大,不易堵塞??资絿娪推骱洼S針式噴油二者的工作原理相同。噴油器在工作時,噴油泵輸出的高壓柴油從高壓油管接頭經過噴油器體中的油道流向針閥體下部的環形油腔———壓力腔。作用在承壓錐面上的壓力油,產生一個沿軸向向上的推力。當此推力超過了調壓彈簧所控制的噴油壓力時,針閥上移,密封錐面被打開,高壓柴油由噴油孔噴出。當噴油泵停止供油時,高壓油管油壓立即下降,調壓彈簧彈力使針閥回復原位,將噴孔迅速關閉,噴油器立即停止噴油,防止滴油。引導學生思考,針閥的開啟壓力即噴油壓力的大小,取決于調壓彈簧的彈力(預緊力),其大小可通過調壓墊片或調壓螺釘調節,為后面講解實驗噴油壓力調整做好鋪墊。

2.3噴油器安裝

在講解噴油器結構原理的基礎上,小組討論確定組裝順序后,在教師的指導下進行安裝,并按規定上緊。

3借助試驗儀,完成噴油器的檢查與調試

發動機二級維護時,應將噴油器從車上拆下并對其進行噴油壓力和霧化情況的檢驗與調試,噴油器的調試應在專用噴油器試驗儀上進行,其檢查項目有以下幾個方面:

3.1噴油壓力的檢查

旋松調壓螺釘,將噴油器裝在實驗儀上,快速按壓手柄若干次,以排出空氣,再緩慢的按壓手柄以(10次/min),觀察壓力表反應,當讀數開始下降時,即為噴油壓力,其數值因發動機型號而異,試驗中提前告知學生壓力數值。若噴油壓力與要求不符,可調整調節調壓預緊力。通常旋動調壓螺釘來實現,若無調壓螺釘,可通過增減墊片的厚度來調整噴油壓力。

3.2噴霧質量的檢查

在規定的噴油壓力下,以60-70次/min的速度連續按壓試驗儀手柄,觀察噴出油束的霧化質量,油束中的油粒應分布均勻,不得有肉眼看得見的油滴飛濺和濃稀不均現象,多孔式噴油器各噴孔噴出的油束應為一個霧化良好的小錐體,對軸針式噴油器,噴霧應為圓錐形,不得偏斜。每次噴油時,應伴有明顯、清脆的爆裂聲,噴霧錐角符合要求。試驗時允許噴孔周圍有微量潮濕,但不允許有滴漏現象。

3.3密封性檢查

檢查針閥與閥座密封性時,掀動手柄壓油,使實驗儀油壓表顯示的油壓保持在比規定值小2MPa的位置上10s。這時噴油器端部不應有油滴的流出。否則應該檢查或更換偶件。在噴油器工作時,少量柴油從針閥與針閥體之間的密封間隙流出,同時還能潤滑針閥與針閥體,并沿頂桿周圍上升,通過調壓螺釘(墊片)中間的油道進入回油管,然后回流到油箱。指導各小組將組裝好的噴油器依次進行噴霧試驗,小組觀摩,并判定是否符合標準。對不合格的噴油器再進行進一步檢修。對于前述從車上拆卸的兩個噴油器應先實驗噴油壓力和噴油霧化情況檢驗,經調整噴油壓力后仍不合要求再進行拆檢。

4完成噴油器的檢修,回復原車故障

噴油器針閥偶件在工作中,由于燃油中機械雜質的作用以及針閥彈簧力引起的沖擊使偶件發生磨損。其主要磨損部位是導向圓柱面和密封錐面。導向圓柱面磨損后使燃油向上泄露,導致噴油量下降,而且轉速越低,泄露越嚴重。密封錐面磨損后,容易引噴油嘴有滴油、結碳導致燃燒惡化,油嘴過熱。另外,針閥偶件的磨損,使噴油器霧化質量下降,噴油量、噴油時間、噴油規律都將發生變化,影響柴油機的正常工作。噴油器的檢修標準如下:首先目測針閥與針閥體的配合表面是否有有燒傷或腐蝕等現象;目測檢查針閥的軸針是否有變形或機械損傷與劃傷。然后進行滑動性試驗檢查,將針閥偶件傾斜60°左右,輕輕針閥拉出三分之一行程。當松開后,針閥應能靠其自重自如地滑入針閥座之中,旋動針閥在不同位置,重復進行上述操作,如針閥在某位置不能平穩下滑,則應更換針閥偶件。各小組討論完成噴油器檢修,找出霧化不良的原因。并將實驗、檢修后的兩個故障車上的噴油器按要求裝回原位,注意噴油器前端的紫銅墊不要漏裝,緊固連接油管后,啟動發動機車輛進行驗證,排除前述車輛油路故障后本次課結束。在噴油器內容教學時,堅持理實一體化的思路,做中學,學中做,從案例分析入手,帶著問題進行學習,先進行拆裝練習,后講解結構原理,最后進行調試和檢修,并回復原車故障,讓學生學以致用,增加了學習成就感,提高了教學效果。

參考文獻:

[1]楊月海,蔡紀國.柴油機機械噴油器的檢修方法[J].汽車維修,2014-01-01.

[2]肖九梅.柴油機噴油嘴的維護檢修和調整技巧[J].汽車維修,2011-06-01.

作者:劉少梅 單位:山東港口工程高級技工學校

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