柴油機燃油系統的結構特點與維護保養

廖青玲

(甘肅省會寧縣農機服務中心，甘肅 會寧 730799)

0 引言

柴油機燃油系統的功用是根據柴油機的工作需要，將清潔的適量柴油、定時以一定壓力、噴入汽缸與空氣相混合，形成可燃混合氣。柴油機燃油供給系統是柴油機重要組成部分之一。它由油箱、粗濾器、輸油泵、細濾器、噴油泵、噴油器和油管組成[1]。

目前，拖拉機上用的柴油機，其燃油系統主要有柱塞式噴油泵供油系統和PT供油系統。柱塞式噴油泵供油系統在一些中小型拖拉機上常見，由低壓供油系統和高壓供油系統兩部分組成。PT供油系統在一些大馬力拖拉機、推土機等工程機械上常見。P代表燃油的壓力，T代表噴油器內量油口開啟時間。PT供油系統是利用壓力、時間來調節循環噴油量的供油裝置[2]?？得魉筃T、KT、NH等系列柴油機上應用了PT供油系統。

1 柴油機燃油系統結構特點

1.1 柱塞式噴油泵供油系統的結構特點

柱塞式噴油泵供油系統由低壓供油系統和高壓供油系統組成。低壓供油系統由油箱、柴油濾清器、輸油泵和低壓油管組成，主要功用是儲存、濾清和向高壓供油系統輸送足夠量的柴油。高壓供油系統由噴油泵、噴油器和高壓油管組成，主要功用是按著柴油機的工作循環和工作順序，定時、定量以一定的噴射壓力將霧化良好的柴油噴入燃燒室。

1)柴油箱。柴油箱的主要功用是貯存燃油，同時對燃油具有沉淀凈化的作用。油箱蓋上設有通氣孔，以保持油箱內部與大氣相通，使燃油蒸氣與空氣能自由進出，防止工作中由于油面下降使油箱內出現真空，影響連續供油。油箱底部安裝油箱開關。多缸柴油機的油箱底部裝有輸油和放油開關。

2)柴油濾清器。柴油的清潔度在很大程度上決定了噴油泵和噴油器的使用壽命。柴油濾清器的功用是濾除柴油中的機械雜質和水分，保證進入噴油泵柴油的清潔度。柴油機的燃油系統通常在低壓油路中使用粗細兩級過濾器，柴油濾清器普遍采用紙質濾芯，單缸柴油機則僅有細濾器。

3)輸油泵。輸油泵的功用是將柴油從燃油箱中吸出，并使柴油具有一定的壓力，以克服濾清器等的阻力，保證連續不斷地向噴油泵供油。輸油泵的類型較多，有活塞式、膜片式和滑片式等。輸油泵的輸油壓力主要取決于活塞彈簧的彈力。輸油泵進油管螺釘里裝有濾網，如果濾網破損要更換。濾網堵塞、活塞間隙過大、彈簧彈力下降等都會使輸油泵供油不足，嚴重時會斷油，一般輸油壓力為147～245 kPa。

4)噴油泵。噴油泵是柴油機燃油供給系統中最重要的組成部分。它的工作性能直接影響發動機的動力性和經濟性。所以常稱它為柴油機的“心臟”。柱塞式噴油泵供油系統配用的噴油泵有一缸一塞的多柱塞泵、一塞多缸單柱塞泵和分配式油泵等。噴油泵的功用是按照柴油發動機的工作順序，根據柴油發動機負荷大小，通過調速器的作用，在規定的時刻和時間間隔內，將一定量的高壓柴油經噴油嘴噴入各燃燒室。噴油泵的柱塞在凸輪的推動力和柱塞彈簧的張力交替作用下，在柱塞套內作直線往復運動，完成供油過程；供油量大小的調節，則是通過撥動柱塞調節臂，使柱塞在柱塞套內作旋轉運動來完成。噴油泵凸輪每旋轉一圈，它就完成一個進油、壓油、回油的工作過程。

5)噴油器。噴油器的功用是將噴油泵送來的高壓柴油均一、細微、均勻地噴入汽缸，使其與缸內壓縮空氣均勻混合，形成良好可燃混合氣的裝置。480型及S195型柴油機均采用軸針式噴油器。噴油器主要由噴油器體、調整螺釘、調壓彈簧、頂桿、針閥偶件及罩帽等組成。

6)調速器。調速器的功用是適應負荷變化，自動地調節供油量的裝置。調速器按其調速范圍不同分單程式、雙程式和全程式。在最高和最低之間的任一轉速下，都起調速作用的為全程式調速器，該種調速器應用廣泛。

1.2 PT供油系統的結構特點

PT供油系統主要由油箱、柴油濾清器、輸油泵、噴油器以及噴油器驅動機構所組成。增壓柴油機的PT供油裝置中還裝有排氣煙度限制器。

1)浮子油箱。由于總體布置上的需要，大馬力拖拉機采用高置式主油箱，即主油箱的位置高于噴油器。為了防止柴油機停車時柴油經回油管、噴油器反向流入汽缸和曲軸箱而稀釋機油，在比噴油器位置低的地方設置一容量較小(只有8 L)平衡式浮子油箱，其基本結構、工作原理與化油器上的浮子室相同。浮子油箱的第二個作用是，由于它能保持恒定的油面高度，使進入輸油泵的進油壓力保持一定，有利于輸油泵的出油壓力、出油量的調節。

2)柴油濾清器。采用紙質濾芯的一級濾清器，承擔柴油的初次濾清。

3)輸油泵。這是一個低壓(1.2 N·mm-2)齒輪泵，其作用是向噴油器輸送柴油；在柴油機的轉速、負荷變化時改變出油壓力，進而使噴油器的循環噴油量隨之變化。與輸油泵組裝在一起的還有膜片式穩壓器、濾網總成、PTG雙速式調速器、MVS全速式調速器(根據需要選裝)、斷油閥(柴油機停轉用)、節流閥(控制柴油流量)。

4)噴油器。建立柴油的高壓，并將柴油噴入燃燒室。根據柴油機轉速、負荷的需要，通過進油時間的改變，對循環噴油量進行調節。

5)回油管。將多余柴油引回浮子油箱。

6)排氣煙度限制器。增壓柴油機負荷急劇變化(如突然加速)時，由于增壓器渦輪的慣性，其轉速升高要滯后一定時間，瞬時噴油量增多而空氣充氣量不變，造成燃燒不完全，柴油機排氣冒煙。增壓柴油機穩定運轉時，柴油壓力將止回閥推開，使柴油流向控制閥?？刂崎y通常處于關閉狀態。此時柴油不能經過旁通油路返回輸油泵。

1.3 PT供油系統與柱塞式噴油泵供油系統的區別

PT供油系統在結構和工作原理上，與柱塞式噴油泵供油系統差別很大，具有以下特點。

1)柱塞式噴油泵供油裝置中，柴油高壓的建立、定時供給與油量調節等都在噴油泵中進行，噴油器控制油壓的高低。而PT供油裝置柴油的高壓建立、定時噴射是在噴油器中進行，油量調節是在輸油泵中進行。

2)PT供油裝置中的噴油泵是一個低壓輸油泵，取消了高壓油管，避免了油壓脈沖現象對噴油特性的影響使各缸噴油量均勻穩定。

3)噴油壓力可高達9.8 MPa，噴孔直徑很小(0.18 mm)，有利于柴油霧化，著火落后期短，柴油機工作柔和，燃燒比較完全，排氣煙色好，使柴油機具有良好的動力性和燃料使用經濟性。

4)進入噴油器的柴油只有20%噴入燃燒室，余下的柴油對噴油器進行冷卻后流回油箱，這有利于提高噴油器的工作可靠性及使用壽命。

5)利用斷油閥關閉油路，切斷柴油的流動，使柴油機停止運轉。

6)噴油正時由噴油器凸輪控制柱塞的下行時間而定。

7)零件數目少，結構緊湊，維修、調整簡單。

2 維護保養

柴油機燃油系統有很多精密部件，如柱塞式噴油泵供油系統的三大精密偶件，即柱塞偶件、出油閥偶件、噴油器偶件；PT供油系統的燃油泵和PT噴油器等部件，對水、空氣和雜質的進入，有著特殊的敏感性，所以在使用中柴油發動機經常因此而出現故障。此時，不僅使發動機工作異常和性能下降，而且易造成有關零件的損壞。因此，在使用中必須嚴防水、空氣和雜質進入燃油系統。

2.1 避免水進入燃油系

燃油中的水可能由加注的燃油帶入(油中含有水)，或在拖拉機每班工作之后未及時加滿燃油而引起的，在燃油箱未充滿燃油的情況下，由于夜間溫度下降，空氣中的蒸氣使油在油箱內壁上冷凝，從而使冷凝水進入燃油中。因此，要求拖拉機在每班作業后必須將油箱加滿燃油，不要養成班前加油的習慣。另外，為了排除已進入油中的水，每班作業前應打開油箱下面的排泄開關進行放水作業。打開燃油濾清器下面的排污塞也能放水、并觀察油中進水的情況。需要特別注意的是噴油泵長期停用時(如拖拉機冬季停歇)，在泵內很容易因水蒸氣的凝結而生銹。如果沒有采取必要的措施就啟動發動機，則噴油泵中的有關零件就會因銹死而損壞。因此，在噴油泵尤其是PT泵較長時期停用時，應使之定期轉動，并保持其中有足夠的存油，要求在啟動前對噴油泵進行仔細的檢查，在確信無銹死和零件轉動靈活的情況下再啟動柴油發動機。

2.2 避免空氣進入燃油系

空氣進入燃油系統將使柴油發動機出現異?，F象，諸如功率下降、啟動困難、轉速不穩定(喘氣)、甚至突然熄火等。這是因為混入油中的空氣會使各缸的噴油不均勻度大大增加，而且將減少噴油量或完全停止噴油。

燃油系進氣往往是由于進油管路漏氣或油泵相關密封部位密封失效所引起。燃油系統的管路中可能產生漏氣的部位是浮子油箱、燃油濾清器、油泵。如果在浮子油箱與燃油濾清器之間漏氣，則在濾清器上部就會出現空腔，這是因為混有空氣的燃油是從濾清器上部流入的，所以空氣進入后便集聚并停滯在濾清器上部。此時必然會造成發動機啟動困難，甚至根本不能啟動。遇到這種情況必須打開濾清器的頂蓋使之加滿燃油，然后再啟動。應該注意，在保養時從濾清器排放塞放出水、污垢和較多燃油后，也應打開濾清器蓋向濾清器中補充燃油，否則也會造成啟動困難。

查找油泵的漏氣部位可在發動機處于怠速運轉情況下進行，檢查時應依次分別在可能漏氣的部位滴加潤滑油或用手指堵住有關孔口。然后注意觀察，若滴加的潤滑油被吸入泵體或堵住孔口后發動機喘氣現象可以消除或有所減輕，則說明被檢查的相應部位有漏氣現象。診斷出油泵漏氣部位之后，應根據不同情況采取相應措施。對各墊片和接頭處只需更換墊片(如已損壞)或將有關螺釘擰緊。對于有橡膠密封件的部位，一般須更換密封油封或O形圈，但當與之相配合的軸(如計時器軸)已磨出溝槽時，也應進行修理或更換。

在濾清器和PT噴油泵之間漏氣是不易檢查的，一般只能從外表觀察油管是否損壞、管路接頭有無松脫等。另外，如果有漏氣的情況，在發動機停止后會看到有燃油從漏氣處泄出，由此也可判斷漏氣部位。一般來說，上述的漏氣部位還是較容易查找的，較為困難的是PT泵的密封失效，空氣吸入泵體并進入燃油系統供至噴油器。此時，發動機就會明顯地產生轉速忽高忽低的“喘氣”現象。在漏氣輕微時，這種現象出現在怠速或低速的情況下，漏氣嚴重時，發動機在中速甚至高速也會有這種現象。

PT噴油泵密封失效的故障一般是在其工作較長時期以后發生。因為此時各密封部位的密封件(橡膠油封和O形密封圈)或與之相互配合的零件(軸)產生磨損所致。由于所有的PT泵在使用中遲早都會出現這個問題，所以對PT泵必須進行定期檢查或者在剛剛出現這種故障之后就立即采取相應措施。

2.3 避免機械雜質進入燃油系

機械雜質進入燃油中，不僅會加劇精密偶件的磨損，縮短使用期限，而且還會影響油泵工作性能的發揮。為防止雜質進入燃油，在燃油加注時應該特別注意下述問題：燃油應經過較長時間的沉淀、用專用的十分干凈的油桶，通過濾網注入油箱。另外，應要求拖拉機在每天作業后即加滿燃油，這不僅可防止冷凝水的產生，而且能使油中的雜質充分沉淀，以便在班前放水時可隨之排掉。

防止雜質進入還要對燃油濾清器及時進行檢查和保養。對于濾清器芯子的污染情況可在車上對濾清器的阻力進行檢查，在標定轉速下利用安裝在濾清器與油泵之間的真空表進行檢測。按規定濾芯每工作500 h就應進行更換。PT泵上的濾清器也是濾清灰塵或雜質的。下濾網上的磁鐵是專用來清除運動零件(如齒輪泵)所磨掉的金屬屑或鐵銹。按規定工作500 h應使用汽油徹底拆檢清洗下濾網。在重新安裝該濾清器時應注意：更換O形橡膠圈，勿壓壞濾網；將細濾網(一端有孔)裝在上邊，使有孔端朝下(否則油路不通)；粗濾網(兩端有孔)裝在下邊，使帶磁鐵的一端朝上；上面起壓緊作用的錐形彈簧應使其小端朝下。

2.4 避免噴油器針閥偶件卡死

當噴油器針閥偶件卡死在關閉位置時，噴油器不能噴油，柴油機不能啟動，運轉中的柴油機突然冒黑煙后自動停車。當偶件卡死在開放位置時，大量的燃油噴入缸內，排氣管冒白煙并有“啪啪”的響聲。

針伐偶件卡死的主要原因是柴油不清潔，高壓油管不清潔。在操作中，負荷突然增加太多，油門突然加大，轉速突然升高也會造成偶件卡死。如果汽缸蓋的冷卻水道水垢太多影響散熱，會使噴油器冷卻不良，偶件卡死。當清除泥沙使水道暢通后，故障即可排除。

噴油器針閥偶件的配合精度極高，并且噴孔孔徑很小，為了預防偶件卡死，應清洗燃油系統各零件，使用清潔柴油，并保持噴油器有良好的冷卻條件；嚴格按照季節變化選用規定牌號的清潔柴油；新更換的針閥偶件要清除防銹油，以防工作時針閥積碳、膠結甚至卡住。

3 結語

柴油機燃油系統屬于高精密系統，使用中常會因為水、空氣和雜質的進入而產生故障，使發動機不能正常工作。所以要了解燃油供給系統的結構特點，做好維護保養工作，以延長柴油機的使用壽命。

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