高小敏
(1.南京港(集團)有限公司第二港務分公司,江蘇南京 211805;2.南京港江北集裝箱碼頭有限公司,江蘇南京 211805)
隨著時代發(fā)展,南京港(集團)有限公司(以下簡稱“南京港二公司”)的機械設備也不斷更新?lián)Q代,從原來的化油器型汽油機采用a 型、b 型泵的柴油機等,到現(xiàn)在的電控柴油機,機械設備一直向高科技發(fā)展,越來越先進。南京港二公司現(xiàn)有4 臺哈工吊采用沃爾沃720VE 柴油電控發(fā)動機,3 臺正面吊分別采用沃爾沃1031VE 發(fā)動機、1240VE 發(fā)動機、1340VE 電控柴油機,1臺空叉采用沃爾沃750VE 電控柴油機(高壓共軌)。沃爾沃系列電控柴油機維修水平直接影響著南京港二公司的生產(chǎn)經(jīng)營以及維修成本,所以下面整理了一些相關的注意事項。
無論采用何種方案,柴油機燃油系統(tǒng)電子控制的電控部分均由傳感器、ECU(Electronic Control Unit,電子控制單元)與執(zhí)行器三部分組成。
(1)傳感器部分主要包括傳感器和開關,其功能是檢測發(fā)動機及車輛運行時的各種工況信息作為發(fā)動機轉速與負荷的目標設定值輸入到電控單元。
(2)電控單元式發(fā)動機電控系統(tǒng)的核心部分。其硬件部分包括微處理器和中央處理器(Central Processing Unit,CPU)、各種存儲器、輸入輸出接口以及上述各部分之間傳遞信息的數(shù)據(jù)總線,地址總線和控制總線以及產(chǎn)生時間節(jié)拍脈沖的計時器等。ECU 軟件的核心內(nèi)容是發(fā)動機的各種性能調(diào)節(jié)曲線圖表和控制算法,作用是接受和處理傳感器的所有信息按軟件程序進行運算,然后發(fā)出各種控制脈沖指令給執(zhí)行器或直接顯示控制參數(shù),其中噴油正時脈沖是ECU 發(fā)出的最重要的控制指令。
(3)執(zhí)行器部分其功用為接受ECU 的各種控制指令,并完成所需調(diào)控的各項任務,執(zhí)行器的種類很多,并因控制與調(diào)節(jié)方式不同而異,如:在位置控制式中,有使噴油泵尺桿達到油量控制目標位置的電磁鐵,使噴油泵達到預定供油提前角的控制閥;在時間控制方式中,有控制噴油針閥開閉的電磁閥等。
傳感器的功用是將發(fā)動機運行工況與環(huán)境的多種信號及時并盡可能真實地傳遞至電控單元,這些信號又可分為數(shù)字信號、模擬信號和開關信號。
執(zhí)行器的功能是ECU 輸出的電信號轉換為各種控制機構的機械運動,以完成各項預定的操作。執(zhí)行器的種類很多,按其工作原理可分為電磁式、電液式和電壓式等。
ECU 又稱電子控制器,是柴油機電控系統(tǒng)的核心部件,它實際上是一個微型計算機管理中心,即以信號采集作為輸入、經(jīng)過計算機處理、分析判斷、決定對策,然后輸出控制指令驅(qū)動執(zhí)行器動作,同時它還要為有源傳感器提供穩(wěn)壓電源或參考電壓,其功能是通過各種硬件和軟件的組合來完成的。
沃爾沃系列電控柴油機主要有兩大部分組成,即電子控制系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)。
(1)電子控制系統(tǒng),可以分為傳感器,電子控制單元和執(zhí)行器三大部分。
(2)燃料供給系統(tǒng)可分為低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)兩大部分。其中,低壓系統(tǒng)的主要作用是向高壓泵輸送足夠的清潔燃油,由油箱、粗濾器,輸油泵、精濾器(含油水分離器)及低壓管路等組成;高壓系統(tǒng)除了使燃油產(chǎn)生高壓外,還對燃油進行檢測、控制和分配,其中最重要的部件是高壓泵、高壓共軌(包括壓力傳感器、壓力控制閥、流量限制閥)和噴油器等。
電控柴油機就是為了更精確的點火正時,把許多的附件做到極其精確,保障點火正時的準確性。
電控柴油噴射(包括高壓共軌)系統(tǒng)的優(yōu)點有7 個:①燃油經(jīng)濟性好,降低了噪聲,提高了尾氣排放標準;②電控柴油機運轉平穩(wěn);③電控柴油機工作可靠;④具有故障診斷功能,減少維修工作量;⑤對柴油機的調(diào)速可精確控制;⑥響應速度快,控制更為精確;⑦電控柴油機應用廣泛。
南京港二公司4 臺哈工吊均采用沃爾沃720VE 發(fā)動機,使用幾年后1 臺哈工吊發(fā)動機出現(xiàn)燒機油現(xiàn)象。更換渦輪增壓器后不久,機油出現(xiàn)發(fā)白、增多現(xiàn)象,動力嚴重不足,檢查后發(fā)現(xiàn)缸套上出現(xiàn)砂眼,必須對發(fā)動機進行大修。在按要求選用正確的汽缸墊之后,發(fā)現(xiàn)發(fā)動機啟動困難、排煙不正常,不能正常工作。
最初感覺點火正時不對,于是朝著點火正時這個方向考慮,噴油器是否在最佳時間噴油將直接影響發(fā)動機工作的好壞。逐缸斷油測試發(fā)現(xiàn),2#缸、4#缸、5#缸工作不好,燃燒不在最佳時期,而且排煙測試最為明顯,故障點越來越近。將噴油泵(單體泵)2#、4#、5#三個缸的泵拆除下來后發(fā)現(xiàn),每個單體泵下部座孔內(nèi)有一個墊片,這個墊片材料好、硬度高,而且結合面表面光滑,但厚度不一樣,誤差在1~3 mm。單體泵直接由凸輪軸驅(qū)動,每個單體泵每一次工作都是該缸凸輪軸處于頂部位置時,燃油高壓已經(jīng)形成,噴油器在ECU 根據(jù)凸輪軸傳感器,曲軸傳感器,進氣壓力傳感器等相關數(shù)據(jù)匯合后給出電信號使噴油器電磁閥工作,向缸內(nèi)噴油,驅(qū)動發(fā)動機工作。
經(jīng)過試驗,準確的墊片厚度在0.10 mm 就可以改變1°點火提前角。如果厚度超過1 mm,點火正時肯定會發(fā)生變化,因此墊片厚度直接影響點火提前角。下面為一個算墊片厚度的實例:如果原有的噴油泵已經(jīng)損壞,其原有的A 標數(shù)據(jù)為64 得到的數(shù)據(jù)為0.64 mm,(6 缸的噴油泵)根據(jù)上面的EP 代碼358 得到數(shù)據(jù)145.925 mm,代入Ts=Ek-(143+0.64)=145.925-143.64=2.285 mm,查墊片厚度照表,得出原有的墊片厚度為2.3 mm。而由于配件不一定是數(shù)據(jù)為64,買來的配件A 為97,得出的數(shù)據(jù)為0.97 mm,因此代入公式Ts=Ek-(143+0.97)=145.925-143.97=1.955 mm,墊片厚度應為2 mm、比原有少0.3 mm。因此,必須更換原有的墊片、使用新墊片,否則發(fā)動機的噴油正時不對,必然影響發(fā)動機的工作。
(1)在更換噴油泵前,要確認導致發(fā)動機性能改變的原因是噴油泵、而不是高壓油管的損壞(如由于螺帽的擰緊力矩太大而使管子的內(nèi)徑縮小等)。
(2)檢查管子的內(nèi)徑。520/720 發(fā)動機組管子,內(nèi)徑應為1.8 mm。
安裝一個新噴油泵時,必須計算泵底下的墊片厚度,以得到正確的噴油正時。安裝這一環(huán)節(jié)很關鍵,應遵循以下的程序:
(1)進氣支管與搖臂罩之間通常會積有不少污垢,在拆下?lián)u臂罩和噴油泵之前應徹底清潔發(fā)動機。
(2)當拆下噴油泵時,要注意泵的滾輪必須在凸輪軸的基圓位置。擰松固定泵的螺栓(約兩三圈)并輕敲泵看其能否突然跳出。由于泵是彈簧加載的,如果挺柱不在基圓上,當拆卸泵的固定螺栓時彈簧反作用力能夠損壞螺紋。拆下墊片、將孔蓋好,以免污物進入發(fā)動機。
(3)讀出發(fā)動機銘牌上相關氣缸的“EP-代碼”。
(4)在EP-code 表中讀出相應的柱塞偶件經(jīng)校正的尺寸(Ek)。
(5)讀出在噴油泵體上的以1/100 mm 計的“A-尺寸”(圖1)。
圖1 噴油泵
(6)用上述的尺寸代入下列公式,求出墊片厚度Ts.
(7)Ts=E-(143+A/100)
(8)查墊片厚度對照表,以得到正確的標準墊片厚度。
(9)將墊片(用螺絲刀)滑入其正確位置。注意,只允許使用一個墊片。
(10)安裝新噴油泵之前,拆下停車電磁閥并安裝上專用工具9998682 以使油量調(diào)節(jié)齒桿保持在停車位置上。
(11)確認相關泵的滾輪挺柱處于凸輪軸的基圓上。
(12)將泵的油量撥桿轉到中間位置(圖2),潤滑泵上的O形圈并將泵插入安裝孔。
圖2 噴油泵的油量撥桿
注意,在將泵向下推之前,應確認泵的油量撥桿已恰當?shù)貙胗土空{(diào)節(jié)齒桿缺口中。
(13)裝上泵法蘭,并使倒角對著泵,預載法蘭螺栓到5 N·m,然后擰松螺栓60°。
(14)用專用齒型套筒輕緩地逆時針方向轉動噴油泵直到有阻力停止為止(力矩為3.5+1 N·m)
(15)分步驟地擰緊法蘭螺栓,每一步都先從遠離飛輪的螺栓開始。擰緊:60°-7 N·m-10 N·m-30 N·m。注意,在泵安裝后,拆下專用工具并在安裝停車電磁閥以前檢查油量調(diào)節(jié)赤桿活動是否靈活。
(16)緩慢地擰緊高壓油管的螺帽,避免管子變形。