MC-C系列柴油機高壓油泵刺破閥的應(yīng)用與故障修理

夏祥春

（永城職業(yè)學(xué)院 機電工程系，河南 永城 476600）

MC-C系列柴油機高壓油泵刺破閥的應(yīng)用與故障修理

夏祥春

（永城職業(yè)學(xué)院 機電工程系，河南 永城 476600）

文章通過對B&W 6S50MC-C高壓油泵刺破閥的結(jié)構(gòu)及其原理分析。結(jié)合對6S50MC-C柴油機修理過程中的實例，以及在修理過程中需要注意的一些事項，為類似的柴油機修理積累經(jīng)驗和參考。

柴油機；高壓油泵；刺破閥故障

1 柴油機主要參數(shù)

型號：B&W 6S50MC-C；缸徑：500mm；沖程：2000mm；額定功率：8580KW；額定轉(zhuǎn)速：127r/min。

2 低速柴油機的發(fā)展和改進

隨著油價上漲，MC-C系列柴油機用燃油趨向高粘度，主機變速機動操縱（包括短時停車）時，燃油系統(tǒng)內(nèi)的燃油停止流動，可能凝結(jié)。若換用輕質(zhì)燃油，不僅操作不便，而且增加燃油使費。改進必須做到主機短時停車期間，燃油系統(tǒng)中的高溫燃油，仍能不斷地流經(jīng)高壓油泵和噴油器。MC-C系列柴油機，改進了高壓油泵和噴油器，較好地解決了主機短時停車時燃油系統(tǒng)內(nèi)的燃油可能凝結(jié)的難題，而且由此實現(xiàn)柴油機的應(yīng)急停車功能。MC-C系列柴油機的改進是在高壓油泵吸油閥上增加一個刺破閥，保持主機短時停車時燃油不停地流過高壓油泵；在原有噴油器的基礎(chǔ)上，增加了一個滑閥，保證主機短時停車時燃油不停地流過噴油器。

3 刺破閥的結(jié)構(gòu)及其工作原理

（1）結(jié)構(gòu)特點。MC-C柴油機的每個氣缸都設(shè)有單獨的柱塞式高壓油泵，將傳統(tǒng)高壓油泵起卸載作用的出油閥改為吸油閥/刺破閥的組合閥。這樣，高壓油泵的構(gòu)成，主要由套筒組件、吸油閥組件、刺破閥組件等三部分組成。

（2）工作原理。柱塞/套筒偶件的工作原理與傳統(tǒng)的柴油機相同。有了刺破閥，高壓油泵工作過程如下：柴油機正常運轉(zhuǎn)時,燃油噴射系統(tǒng)工作正常，刺破閥的空氣活塞處于上位，吸油閥處于關(guān)閉狀態(tài)，因為吸油閥閥桿在吸油閥彈簧的作用下處于上位。這樣，吸油閥閥腔和泵腔不連通。若泵腔B內(nèi)封閉的燃油被上行的柱塞壓縮，便會經(jīng)過通道供入高壓油管，當(dāng)油壓滿足要求時經(jīng)噴油器噴入氣缸。當(dāng)有停車指令，或應(yīng)急速閉系統(tǒng)、燃油泄露報警系統(tǒng)等動作時，燃油噴射系統(tǒng)停止工作：①控制空氣通至空氣活塞上方處；②控制空氣推動空氣活塞克服彈簧的彈力下行；③經(jīng)柔性連接的傳遞，推動吸油閥閥桿下行，打開吸油閥；④吸油閥開啟，泵腔與吸油閥腔連通，腔內(nèi)產(chǎn)生的高壓燃油，便會流至D腔并經(jīng)過通道流至高壓油泵的回油管路，進而返回到燃油供給管路中。這樣，高壓油泵失去了泵油作用，噴油器的燃油供給中斷，柴油機停止運行。

4 高壓油泵結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢與缺陷

與傳統(tǒng)柴油機相比,6S50MC-C柴油機的高壓油泵，新增加的2個功能是：①短時停車狀態(tài),刺破閥開啟，確保柴油機在停車和機動航行時可不必換油：燃油從供給管路經(jīng)進/回油孔進入泵腔,再經(jīng)腔至腔，經(jīng)高壓油泵回油管路泄放，保持高壓油泵內(nèi)部燃油不停流動和較高溫度；燃油從腔經(jīng)腔到噴油器，再經(jīng)回油管路泄放，保持噴油器內(nèi)燃油不停流動和較高溫度；②實現(xiàn)柴油機的應(yīng)急停車功能，空氣控制刺破閥的動作可避免某些機械部件失效導(dǎo)致應(yīng)急停車失敗。然而，此種結(jié)構(gòu)因不設(shè)置出油閥，高壓油泵不具備卸載功能，相應(yīng)的缺陷是，供油行程末尾當(dāng)柱塞下行打開進/回油孔瞬間，進油空間將產(chǎn)生強烈的壓力波動，沖擊高壓油泵。為減輕燃油壓力波動的影響：高壓油泵進油孔前的管路，裝設(shè)緩沖器，以降低壓力波動；進油孔對面的泵腔內(nèi)壁的相應(yīng)位置,設(shè)置防腐旋塞,以減輕燃油壓力波動造成的沖刷腐蝕,過度腐蝕還可更換。

5 故障實例

在修船過程中，6S50MC-C這種型號的主機修理較為常見，試驗過程，也會經(jīng)常遇到由于刺破閥的故障而令到柴油機工作不正常的現(xiàn)象，下面介紹2例在廠修理的主機，在主機試驗時的故障排除情況。

（1）主機工程1#-6#缸常規(guī)吊缸，高壓油泵6個拆檢，噴油定時復(fù)核及調(diào)整，6個缸噴油器修理。試驗過程中，其他一切比較正常，唯獨就是3#缸不發(fā)火，經(jīng)檢查管路油閥已經(jīng)打開，證明柴油機燃油低壓油路正常，噴油器檢查正常，停油控制空氣檢查也正常，手動泵油時柱塞運行順暢無卡阻，油門位置正確,齒圈齒條工作正常；所以3#缸噴油設(shè)備已完全不能供油,可以確定并不是因柱塞套筒偶件的密封不良所致,因為密封不良只會導(dǎo)致供油量或供油壓力不足。由此斷定,3#缸停油故障的根源,可能是吸油閥處于開啟位置無法關(guān)閉,從而導(dǎo)致燃油在高壓油泵泵腔內(nèi)循環(huán)而不能正常供油。經(jīng)拆開刺破閥頂部控制空氣管連接法蘭時發(fā)現(xiàn)，換新的氣管接頭的螺牙在加工時稍為加工長了，上緊后將圖1中的空氣活塞568往下移，從而使到進油閥打開了大概0.20mm左右，使油泵中的燃油與低壓腔連通，產(chǎn)生不了高壓燃油，令到高壓油泵無法產(chǎn)生高壓燃油將噴油器打開。經(jīng)過將接頭長的螺牙部分消除掉，裝復(fù)后試驗正常。

（2）主機工程只是1#、3#、4#缸常規(guī)吊缸，推力軸承拆檢，再也沒有其他工程了。但是在主機試驗的時候竟然有兩個缸（2#、4#缸）不發(fā)火，由于本次修理沒有協(xié)及到燃油系統(tǒng)的工程，所以不可能存在修理過程中可能產(chǎn)生的裝配等質(zhì)量問題，憑著上例鳳凰山輪的經(jīng)驗判斷，很有可能就是刺破閥的空氣活塞卡死。經(jīng)解體檢查2#、4#油泵刺破閥，確實發(fā)現(xiàn)刺破閥的空氣活塞卡在開啟位置，從而造成吸油閥閥桿處于開啟位置。徹底清洗高壓油泵的吸油閥和刺破閥，更換刺破閥的密封圈，裝復(fù)后再次啟動正常。

[1]歐大生，陳萍，王悅民.艦用柴油機供油裝置磨損對性能影響的綜合分析研究[J].內(nèi)燃機，2013，（4）.

[2]任寶坤.船用柴油機高壓油泵的故障分析管理與維護[J].中國水運，2010，（10）.

夏祥春（1981-），男，碩士，講師，主要研究方向：機械設(shè)計與制造、機械設(shè)備故障診斷與維修。