船用柴油機(jī)噴油器常見故障分析

齊秀全

（秦皇島港股份有限公司船舶分公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

噴油器作為船用柴油機(jī)噴射和燃燒系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，它將高壓油泵泵出的高壓燃油以霧化狀態(tài)進(jìn)入汽缸，實(shí)現(xiàn)與壓縮空氣、燃燒室的良好配合。噴油器不能良好地工作，會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)燃油消耗增加、輸出功率降低以及汽缸內(nèi)積炭等問題。噴油器頭部與高溫燃?xì)庵苯咏佑|，工作條件非常惡劣。因此，在日常維護(hù)中需要對(duì)噴油器予以特別重視。

1 船用柴油機(jī)噴油器結(jié)構(gòu)和工作原理

圖1為一般船用柴油機(jī)噴油器結(jié)構(gòu)。核心部件是針閥偶件，包括針閥和針閥體。針閥由調(diào)壓彈簧預(yù)緊，高壓燃油通過進(jìn)油道進(jìn)入噴油器體內(nèi)，在承壓錐面上產(chǎn)生推力。當(dāng)針閥推力超過調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力時(shí)，針閥開啟，此時(shí)高壓燃油從噴孔中以霧化的方式噴入汽缸，此時(shí)燃油壓力即為噴油器閥的開啟壓力。當(dāng)作用在承壓錐面的推力低于閥開啟壓力時(shí)，針閥關(guān)閉，整個(gè)霧化過程結(jié)束。在噴油器中會(huì)有少量的燃油從針閥和針閥體配合面間的縫隙中流出，對(duì)針閥體起到潤滑作用，然后通過回油道螺栓內(nèi)孔進(jìn)入回油管，重新流回燃油箱。

2 噴油器的常見故障分析及維護(hù)建議

噴油器的針閥是精密偶件，配合間隙要求精確，一般只有（0.002～0.004）mm。柴油機(jī)在長期工作中，很容易積累雜質(zhì)污垢，并且噴油器的頭部直接與高壓、高溫燃?xì)饨佑|，噴孔內(nèi)壁受到高壓燃油不斷沖刷，容易導(dǎo)致噴孔孔徑擴(kuò)大。噴油器常見的故障主要包括：針閥卡死，噴孔直徑過大，噴油嘴滴漏，噴油壓力不足等，這些故障會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定、輸出功率降低、排氣管冒黑煙甚至缸內(nèi)有不連續(xù)的噼啪聲等狀況。根據(jù)多年船用柴油機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出噴油器常見故障的分析判斷及相應(yīng)維護(hù)方法。

2.1 噴油器針閥卡死

圖1 船用柴油機(jī)噴油器結(jié)構(gòu)

噴油器針閥在針閥體中卡死時(shí)，由于針閥不能及時(shí)開啟或關(guān)閉，會(huì)造成某汽缸發(fā)火不正常，甚至單缸熄火，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降。若針閥在關(guān)閉狀態(tài)下卡死，柴油機(jī)噴射系統(tǒng)內(nèi)油壓會(huì)急劇增加，高壓油管的脈動(dòng)強(qiáng)烈，同時(shí)高壓油泵會(huì)發(fā)熱并伴有異常聲響。若針閥在開啟狀態(tài)下卡死，則高壓油管無脈動(dòng)，此時(shí)燃油不經(jīng)過霧化直接噴入汽缸，柴油機(jī)會(huì)有大量冒黑煙現(xiàn)象。在日常管理中可通過上述跡象加以判斷，一般造成針閥卡死的原因主要有4點(diǎn)。

（1）燃油中含有水分或酸性物質(zhì)，造成噴油器針閥銹蝕而卡死。

（2）使用含有固體顆粒物雜質(zhì)的柴油，雜質(zhì)隨著針閥的往復(fù)運(yùn)動(dòng)堆積在針閥體內(nèi)壁，造成針閥卡死。

（3）噴油嘴針閥錐面密封不嚴(yán)漏油，引起表面燃燒，噴孔附近積炭嚴(yán)重使針閥卡死。

（4）噴油器與汽缸蓋安裝孔間的銅墊密封不嚴(yán)或噴油器安裝歪斜。在工作中漏氣竄油，使噴油嘴局部溫度過高造成針閥燒壞、變形而卡死。

針對(duì)上述情況，應(yīng)使用規(guī)定標(biāo)號(hào)的清潔柴油，在加油過程中應(yīng)防止雨雪或大量空氣中灰塵混入。同時(shí)，注意按時(shí)清洗更換燃油濾清器。在噴油器安裝過程中應(yīng)將固定噴油器螺母擰緊，保證銅墊圈平整，不得使用石棉板等材料代替，避免散熱不好或起不到密封效果。

在針閥卡死時(shí)，可將噴油嘴偶件浸入80℃熱柴油中靜置15 min左右，取出后用包著軟布的手鉗夾住針閥尾部慢慢抽出，對(duì)其進(jìn)行清洗研磨，若裝入噴油器試驗(yàn)不合格，則應(yīng)更換噴油嘴偶件。在更換新偶件時(shí)，應(yīng)先將新偶件浸入80℃柴油中10 s左右，使其表面的防銹油徹底溶解，再用清潔柴油清洗，避免在工作時(shí)因防銹油溶化使針閥粘住。

2.2 噴孔直徑擴(kuò)大

噴油器工作中噴孔受到高壓柴油的不斷沖刷，柴油中夾帶的雜質(zhì)使得噴孔磨損、孔徑擴(kuò)大，進(jìn)而導(dǎo)致噴油器噴油壓力降低、噴射距離減小、霧化不良、柴油機(jī)冒黑煙以及缸內(nèi)積炭等后果。針對(duì)單孔軸針式噴油器，孔徑一般在1 mm以上，可以在孔端放置一顆直徑（4～5）mm大小的鋼球，拿小錘輕微地敲打，使噴油孔因局部變形而使孔徑縮小。實(shí)例船采用的是多孔直噴式噴油器，由于其孔數(shù)多、孔徑小，因此只能在孔端用高速剛磨制的沖樣進(jìn)行輕微地敲擊，若重新組裝后試驗(yàn)仍不合格，則應(yīng)對(duì)針閥體進(jìn)行更換。

2.3 噴油器滴漏

噴油器針閥與閥座的密封錐面磨損會(huì)引起燃油泄漏，燃油漏入汽缸會(huì)引起燃燒不良。另外漏出的油滴還會(huì)附著在噴油嘴上，在高溫作用下產(chǎn)生結(jié)炭，這種漏油現(xiàn)象即為噴油器滴漏。噴油器針閥的密封作用，主要靠位于針閥錐面上的密封環(huán)面來保證。在噴油器工作過程中，針閥體的密封錐面受到針閥頻繁猛烈的沖擊，同時(shí)柴油中的雜質(zhì)隨著高壓油流不斷沖刷錐面出現(xiàn)刻痕或斑點(diǎn)，容易導(dǎo)致密封性下降，進(jìn)而造成噴油器滴漏。

噴油器滴漏會(huì)導(dǎo)致噴孔處形成積炭甚至造成噴孔堵塞，柴油機(jī)油耗增加，缸內(nèi)出現(xiàn)不規(guī)則的噼啪聲。為此，可拆開噴油器，在針閥錐面上涂少量的氧化鉻等研磨膏進(jìn)行研磨，然后浸在80℃的柴油中洗凈，重新組裝后進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，如仍不合格，說明針閥錐面磨損嚴(yán)重，則需要更換針閥偶件。在維修過程中，須注意研磨膏不要粘在針閥孔內(nèi)，同時(shí)避免噴油器零件與其他硬物相撞，避免擦傷。

2.4 噴油器噴油壓力降低

噴油器噴油壓力降低會(huì)導(dǎo)致燃油霧化不良，射程減小甚至使其不能完全穿過燃燒室，影響燃油與壓縮空氣的混合，導(dǎo)致柴油不能完全燃燒，噴油器針閥容易積炭，柴油機(jī)油耗增加，不易啟動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)冒黑煙。噴油器壓力降低主要是調(diào)壓彈簧壓力降低或調(diào)壓螺釘松動(dòng)造成的。噴油器針閥開啟所必須克服的調(diào)壓彈簧壓力即為噴油壓力，在柴油機(jī)工作過程中，調(diào)壓彈簧長時(shí)間高頻跳動(dòng)容易發(fā)生塑性變形，同時(shí)柴油中的雜質(zhì)還會(huì)加劇彈簧的磨損，導(dǎo)致調(diào)壓彈簧抵抗彈性形變能力的下降，也會(huì)造成噴油器噴油壓力降低。

噴油器調(diào)壓彈簧預(yù)緊力降低，容易使噴油器針閥在針閥體內(nèi)停在開啟位置，造成混合燃?xì)獾沽鬟M(jìn)入噴油腔內(nèi)燃燒，使針閥和針閥體燒蝕、退火，縮短了噴油器的使用壽命。對(duì)此，可通過更換調(diào)壓彈簧或調(diào)整調(diào)壓螺釘方式來調(diào)整噴油器噴油壓力。

噴油器噴油壓力的檢查和調(diào)整要在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。通過按動(dòng)手柄使噴油器噴油，以60次/min的速度按動(dòng)手柄，觀察噴油壓力情況。對(duì)于采用調(diào)壓螺釘調(diào)整噴油壓力的噴油器，可擰動(dòng)調(diào)壓螺釘進(jìn)行試驗(yàn)，直到噴油壓力符合說明書要求為止。

3 結(jié)束語

噴油器作為船用柴油機(jī)關(guān)鍵部件，在工作中容易產(chǎn)生針閥卡死、噴孔直徑擴(kuò)大、噴嘴滴漏、噴油壓力不足等故障，使柴油機(jī)不能正常高效運(yùn)行。作為船舶輪機(jī)管理人員，要注意保持油品的清潔，按規(guī)定清洗更換燃油濾器，在使用維護(hù)過程中嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，做到檢修維護(hù)的科學(xué)性和有效性，切實(shí)提高噴油器工作質(zhì)量，延長其使用壽命。