MC-C系列柴油機(jī)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(jī)電工程系，河南 永城 476600）

MC-C系列柴油機(jī)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(jī)電工程系，河南 永城 476600）

文章通過(guò)對(duì)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(duì)6S50MC-C柴油機(jī)修理過(guò)程中的實(shí)例，以及在修理過(guò)程中需要注意的一些事項(xiàng)，為類似的柴油機(jī)修理積累經(jīng)驗(yàn)和參考。

柴油機(jī)；高壓油泵；刺破閥故障

1 柴油機(jī)主要參數(shù)

型號(hào)：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(jī)的發(fā)展和改進(jìn)

隨著油價(jià)上漲，MC-C系列柴油機(jī)用燃油趨向高粘度，主機(jī)變速機(jī)動(dòng)操縱（包括短時(shí)停車）時(shí)，燃油系統(tǒng)內(nèi)的燃油停止流動(dòng)，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(fèi)。改進(jìn)必須做到主機(jī)短時(shí)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(jī)，改進(jìn)了高壓油泵和噴油器，較好地解決了主機(jī)短時(shí)停車時(shí)燃油系統(tǒng)內(nèi)的燃油可能凝結(jié)的難題，而且由此實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的應(yīng)急停車功能。MC-C系列柴油機(jī)的改進(jìn)是在高壓油泵吸油閥上增加一個(gè)刺破閥，保持主機(jī)短時(shí)停車時(shí)燃油不停地流過(guò)高壓油泵；在原有噴油器的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)滑閥，保證主機(jī)短時(shí)停車時(shí)燃油不停地流過(guò)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(diǎn)。MC-C柴油機(jī)的每個(gè)氣缸都設(shè)有單獨(dú)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(jī)相同。有了刺破閥，高壓油泵工作過(guò)程如下：柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),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?yàn)槲烷y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(huì)經(jīng)過(guò)通道供入高壓油管，當(dāng)油壓滿足要求時(shí)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(bào)警系統(tǒng)等動(dòng)作時(shí)，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(dòng)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(dòng)吸油閥閥桿下行，打開(kāi)吸油閥；④吸油閥開(kāi)啟，泵腔與吸油閥腔連通，腔內(nèi)產(chǎn)生的高壓燃油，便會(huì)流至D腔并經(jīng)過(guò)通道流至高壓油泵的回油管路，進(jìn)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(jī)停止運(yùn)行。

4 高壓油泵結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)與缺陷

與傳統(tǒng)柴油機(jī)相比,6S50MC-C柴油機(jī)的高壓油泵，新增加的2個(gè)功能是：①短時(shí)停車狀態(tài),刺破閥開(kāi)啟，確保柴油機(jī)在停車和機(jī)動(dòng)航行時(shí)可不必?fù)Q油：燃油從供給管路經(jīng)進(jìn)/回油孔進(jìn)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(dòng)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(dòng)和較高溫度；②實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的應(yīng)急停車功能，空氣控制刺破閥的動(dòng)作可避免某些機(jī)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(kāi)進(jìn)/回油孔瞬間，進(jìn)油空間將產(chǎn)生強(qiáng)烈的壓力波動(dòng)，沖擊高壓油泵。為減輕燃油壓力波動(dòng)的影響：高壓油泵進(jìn)油孔前的管路，裝設(shè)緩沖器，以降低壓力波動(dòng)；進(jìn)油孔對(duì)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(dòng)造成的沖刷腐蝕,過(guò)度腐蝕還可更換。

5 故障實(shí)例

在修船過(guò)程中，6S50MC-C這種型號(hào)的主機(jī)修理較為常見(jiàn)，試驗(yàn)過(guò)程，也會(huì)經(jīng)常遇到由于刺破閥的故障而令到柴油機(jī)工作不正常的現(xiàn)象，下面介紹2例在廠修理的主機(jī)，在主機(jī)試驗(yàn)時(shí)的故障排除情況。

（1）主機(jī)工程1#-6#缸常規(guī)吊缸，高壓油泵6個(gè)拆檢，噴油定時(shí)復(fù)核及調(diào)整，6個(gè)缸噴油器修理。試驗(yàn)過(guò)程中，其他一切比較正常，唯獨(dú)就是3#缸不發(fā)火，經(jīng)檢查管路油閥已經(jīng)打開(kāi)，證明柴油機(jī)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(dòng)泵油時(shí)柱塞運(yùn)行順暢無(wú)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?yàn)槊芊獠涣贾粫?huì)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(kāi)啟位置無(wú)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(kāi)刺破閥頂部控制空氣管連接法蘭時(shí)發(fā)現(xiàn)，換新的氣管接頭的螺牙在加工時(shí)稍為加工長(zhǎng)了，上緊后將圖1中的空氣活塞568往下移，從而使到進(jìn)油閥打開(kāi)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(wú)法產(chǎn)生高壓燃油將噴油器打開(kāi)。經(jīng)過(guò)將接頭長(zhǎng)的螺牙部分消除掉，裝復(fù)后試驗(yàn)正常。

（2）主機(jī)工程只是1#、3#、4#缸常規(guī)吊缸，推力軸承拆檢，再也沒(méi)有其他工程了。但是在主機(jī)試驗(yàn)的時(shí)候竟然有兩個(gè)缸（2#、4#缸）不發(fā)火，由于本次修理沒(méi)有協(xié)及到燃油系統(tǒng)的工程，所以不可能存在修理過(guò)程中可能產(chǎn)生的裝配等質(zhì)量問(wèn)題，憑著上例鳳凰山輪的經(jīng)驗(yàn)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(shí)發(fā)現(xiàn)刺破閥的空氣活塞卡在開(kāi)啟位置，從而造成吸油閥閥桿處于開(kāi)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(dòng)正常。

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

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

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