东风康明斯B系列柴油发动机配用的输油泵分为膜片式和柱塞式2种。其功能是将足够数量及一定压力的柴油连续不断地输送给喷油泵,并保证燃油在低压油路内循环。膜片式输油泵一般用于分配式喷油泵,是一次性用件;柱塞式输油泵一般用于直列式喷油泵。我们在维修该系列发动机时遇到多起有关输油泵的故障,现将其中的柱塞式输油泵的结构和工作原理作简要介绍,同时将遇到的2例故障进行了整理,供同行交流学习。
1.柱塞式输油泵的结构和工作原理
(1)结构
东风康明斯B系列柴油发动机配用的柱塞式输油泵,根据发动机额定功率和应用类型的不同,也有多种型号,能够输送不同的油量和压力,但其组成基本相同。1106N1-010型柱塞式输油泵的结构如图1所示。泵体2是由铝合金整体制造而成的,用2个螺栓固定在机体的凸轮轴侧,泵体下方有1个泄漏孔(早期生产的没有),当发现燃油从此孔滴出时,应更换输油泵,防止燃油进入油底壳,稀释机油,造成润滑不良。泵腔内装有推杆1、泵油柱塞3、单向阀S、柱塞弹簧9和手动注油泵等零部件。推杆的作用是把偏心轮的旋转运动变成柱塞的往复直线运动。泵腔内共有3个单向阀,作用是保证燃油按照一个方向流动,其中2个单向阀S可以更换,另一个单向阀固定在出油口接头12内,若阀破损,只能和出油口接头一起更换。手动注油泵部件包括手泵接头8、手泵柱塞10和手泵弹簧11等零件。手泵接头和手泵柱塞是由高分子塑料制成的,手泵柱塞和按钮柄铸成一体,装在手泵接头内,手泵接头和手泵柱塞上分别装有O型密封圈,手泵柱塞按钮上套有橡皮套。手动注油泵的作用是当发动机供油系统维修后或低压油路内进入空气时,用手按动柱塞按钮,让柴油充满低压油路。
(2)工作原理
1106N1 -010型柱塞式输油泵工作原理如图2所示,当凸轮轴转动时,轴上的偏心轮1经推杆4带动泵油柱塞5作直线运动,当偏心轮的凸起部分离开推杆时,柱塞弹簧7推动泵油柱塞及推杆向下运动,泵油柱塞下方的泵腔容积B减小,油压升高,迫使单向阀6关闭,单向阀13打开,B腔内的柴油便经出油口接头12流出,进入柴滤器和喷油泵,同时泵油柱塞上方的泵腔容积A增大,生成真空,产生吸力,单向阀8打开,经过预滤的柴油便从进油口接头9进入泵腔A。当偏心轮的凸起部分顶起推杆时,迫使泵油柱塞向上运动,此时柱塞弹簧被压缩,柱塞上方的泵腔容积A减小,油压升高,单向阀8关闭,同时泵油柱塞下方的泵腔容积B增大,压力降低,单向阀13关闭,由于A月空的压力大于B腔的压力,迫使单向阀6打开,于是A腔内的柴油便经单向阀6和泵油柱塞内的油孔进入B腔。凸轮不停地旋转,柴油便不断从油箱内吸入并压向喷油泵。
同样从图2中也能看出手动注油泵的工作原理:当按下手油泵按钮时,手泵弹簧11被压缩,手泵柱塞10下行,B腔容积减小,油压升高,单向阀6关闭,单向阀13打开,B腔内的柴油便经出油口接头12流出。当松开手油泵按钮时,手泵柱塞10在手泵弹簧11张力的作用下向上运动,于是B腔容积增大,产生吸力,单向阀13在自身弹簧张力的作用下关闭,单向阀6和8打开,柴油便从进油口接头9和泵腔A进入泵腔B。
2.柱塞式输油泵常见故障和检修
康明斯B系列柱塞式输油泵常见故障主要有:进、出油道阻塞;单向阀破裂;柱塞或泵腔内壁磨损或划伤;柱塞弹簧弹力减弱或断裂;泵体破裂;推杆磨损导致的柱塞行程缩短;推杆处油封失效引起的渗漏孔漏油;O型密封圈或密封垫破损;手动注油泵部件磨损或断裂等。所有这些故障均会导致输油泵漏油、供油量不足或不供油,轻则影响发动机功率的输出,重则发动机不能起动,此时均应进行修理或更换。
输油泵的分解和装配应使用梅花扳手或套筒等工具,进、出油口接头工具规格21 mm,扭紧力矩为30N·m;手泵接头工具规格26mm,扭紧力矩为30N·m;输油泵泵体固定螺栓工具规格10mm,扭紧力矩为24N·m。因泵体为铝合金铸造,在往机体上安装输油泵时应交替均匀拧紧2个固定螺栓,防止泵体受力不均断裂。
输油泵维修后主要进行密封性、输油压力和输油量的检查,可以使用仪器仪表检查,也可就机凭经验判断。密封性检验时应用闷头螺栓堵住出油口,浸入柴油中,在进油口内通入196~294kPa左右的压缩空气,各接合处不应有渗漏现象。测量输油压力时应卸掉输油泵出油管,更换为带三通接头和压力表的专用油管,起动发动机至额定转速,出油压力应不低于172kPa。输油量应借助起动机带动发动机的旋转来测量,将输油泵出油管卸掉,更换成塑料软管,并放入1个容器中,用起动机带动发动机运转30s(用计时器计时),同时用转速表记录发动机的转速,测量容器内的油量。1106N 1-010输油泵的输油量可参考图3,若实际油量(流量)在流量曲线以上,说明合格。凭经验判断维修后直接装机,起动发动机,查看输油泵有无渗漏现象,检查发动机各种工况下的工作性能,针对出现的问题修理或用仪器仪表检查法进行验证。
3.维修案例
一辆东风EQ2102GJ运输车,配备康明斯EQ6BT-5.9柴油发动机,其配用的柱塞式输油泵型号为1106Nl-010。在一次安装输油泵时,由于维修人员不小心,导致该输油泵泵体在渗漏孔处断裂(见图4)。分解后发现3个单向阀完好,泵油柱塞和柱塞弹簧无明显磨损,而且当时任务紧急,只好用1个废弃的同型号输油泵(泵体完好,泵腔内壁磨损较小,特别是推杆无磨损,无渗漏),把内部零件互换,装复后就机检验,工作性能良好。
一台EQ4BTA -3.9康明斯柴油发动机,配用1106N1-010柱塞式输油泵,在使用过程中出现动力不足的故障,特别是急加速有即将熄火的迹象,而松开油门后转速又恢复正常,加负载后故障现象更加明显,这是典型的供油系统故障。为了判断故障是在高压油路,还是在低压油路,测量了输油泵的输油压力,额定转速空载为131kPa,加载后降至82kPa,均低于标准压力172kPa。确定为低压油路故障,首先查找油箱和油管,没有堵塞问题,拆下输油泵分解后,发现单向阀6和单向阀8破裂。更换1个新输油泵,故障排除。