柴油机燃油喷射装置磨损的预防对策

一、燃油喷射装置精密偶件磨损形式及原因

1、柱塞和套筒的磨损

高压油泵的柱塞和套筒使用一段时间后，会因磨损使其配合间隙、圆度及圆柱度误差增大。并使局部产生严重磨损，从而影响柱塞副的工作性能。磨损的类型和产生的原因大致有如下几种：

(1)磨料磨损

燃油与外界接触时会混入尘土，这些尘土主要由粒径小于2μm的矿物质组成。柱塞副在泵油的过程中，在供油和回油的最初瞬间，含有微粒的燃油使油孔通道面积急剧变化，产生严重的非稳定节流，缩口处的压力和流速大幅升降，伴随强烈的涡流和冲击挠动。结果在不到1mm的通道内，微粒以极高的速度冲刷壁面，划出一些沟痕。当燃油流过缩口以后，压力和速度很快恢复，趋于平稳。故偶件棱边处磨损最严重，而离棱边越远，磨损的程度也就越小。

如果柴油滤清器损坏，一些大粒径杂质有可能挤嵌在柱塞副的间隙中，造成直接擦伤，出现非正常磨损。此外，柱塞上的直槽和单边斜槽在极高的油压作用下(在排油有效行程结束后一段时间内)，会产生单向侧压，更增加了柱塞和套筒的不均匀磨损。

(2)腐蚀磨损

燃油中含有一定的酸性物质，重质燃油还含有较高的水分，这些酸性物质和水分引起精密偶件的腐蚀。

(3)其他磨损

垫片不平或柱塞套紧固螺钉拧得过紧，使柱塞与套筒在喷油泵中安装不垂直；喷油嘴针阀体被卡住，在喷油压力过高的情况下，柱塞仍继续泵油等会使喷油泵柱塞与柱塞套的快速磨损。

2、出油阀及阀座的磨损

出油阀的锥形密封阀面磨损后，会出现环形的沟槽、阀座面变黑。在减压环带上，还可以发现有纵向线痕。阀和阀座的径向间隙及导向间隙增大。出油阀的磨损会造成泄漏，使高压油管中压力显著下降，在下一次喷油时，为将油管内的油压提高到喷射压力则需要经较长时间，致使喷油时间滞后。减压环带与阀座孔的配合间隙为0.01mm，当出油阀上的减压带与出油阀副导向面之间的径向间隙增大后，高压油泵的输油量增多和高压环带的失效，使剩余油压过高，造成喷油嘴滴油，导致柴油机高速敲缸，低速不稳定。出油阀及阀座磨损的主要原因是：劣质燃油的腐蚀、金属间的撞击和高速油流的冲刷。

3、喷油器针阀和针阀体的磨损

针阀和针阀体导向面会因磨损而出现圆柱度误差。良好的针阀和针阀体锥面间应有明亮清晰的接触带，但磨损后往往出现台阶和缺口。造成这些磨损的原因，有的是属于正常持续运转时偶件之间的冲击，产生挤压塑性变形所引起，有的是由于使用劣质燃油。针阀体面上由于高温燃油高速流过，所以针阀及针阀体的磨损比燃油系统的其他零件更严重些。

4、判断排除：如果通过检查，针阀下滑的速度均较慢，说明该针阀与针阀体导向部分密封良好，可继续使用。如果下滑速度过快，说明密封性差，配合间隙过大，应成对更换。

针阀与针阀体下端圆锥形密封面部分的磨损，一般可在其密封面上涂上机油，两手分别拿住针阀和针阀体相互对碾，并相对转动，以保证碾磨均匀。当磨损过大，涂机油难以达到密封时，可在密封面上涂上少量细研磨砂，按上述方法进行相互对碾，以消除密封面上的磨痕，然后将研磨砂清洗干净，再涂上机油进行相互对碾抛光，以保证密封面光滑、密封良好。最后再进行喷油压力试验和调整，直到喷油雾化良好为止。

二、预防燃油喷射装置精密偶件磨损的对策

1、完善结构设计

高压油泵和喷油嘴的结构设计不合理，往往引起不正常的磨损。例如套筒受力不合理以致发生变形，促使柱塞运动卡滞和磨损加剧；又如螺旋槽开设不当，使套筒内孔的油孔闭启十分急促，造成很大的油流冲刷，而产生侵蚀和气蚀。如果此处开一个适当的卸压缺口，可以收到良好的效果。在喷油器方面，若顶杆做得过长，则因惯性使针阀关闭很慢，并引起针阀体的冲击损伤。

2、改善燃油品质

柱塞与套筒的滑动间隙为0.001～0.002mm，针阀与针阀体的滑动间隙约为0.001～0.0025mm，燃油中绝不允许有大于此间隙的杂质存在。为减轻燃油喷射装置的磨损，防止喷孔堵塞，应使燃油在运送、储存和使用过程中不受污染，保证其清洁。使用前，燃油需经过72h以上的沉淀处理。满油油箱过夜要防夜间气温下降使凝结水分渗入燃油中。对于油质较差的燃油，应采取加热、过滤等方法进行处理。

3、正确选择材料与热处理工艺

精密偶件一般采用轴承钢，并施以适当的热处理制成的。热处理后显微组织的差异主要取决于原始组织的淬火加热温度。一般应有一个合理的淬火温度(例如840～860℃)，以获得适当数量的针状马氏体，细小、均匀分布的碳化物，较小残余奥氏体，淬火后的硬度一般应为HRC65。在淬火处理后应进行低温处理，以使残余的奥氏体进一步转化，增加其尺寸稳定性。此外，应注意精密偶件的研配质量和安装工艺等，一般偶件的配合表面粗糙度应达到Ra=0.25μm以下。

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