利用二次回归正交试验诊断柴油机的供油特性doc8436554.docx

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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.利用二次回归正交试验诊断柴油机的供油特性 摘 要柴柴油机喷喷油泵的的柱塞、出出油阀和和针阀这这三对精精密偶件件的磨损损直接影响到柴汕汕机的供供油规律律和各种种综合性性能，本本论文在在现有试试验的基基础上，采用二二次回归归正交设设计的方方法，通通过大量量的试验验数据，建建立了三三大精密偶件件的磨损损量与供供油量之之间的定定量关系系式，从从而更直直观、清清楚的了解到三三对偶件件的密封封性对供供油量影影响程度度的主次次关系。此此外，根根据我们们的试验验结果，对对于

2、某一一机型，只只要给出出三对偶偶件的密封性值值，就可可以直接接预测出出柴油机机的供油油量，或或者是知知道了柴柴油机的供油量量和其中中两对偶偶件的密密封性值值，就可可以知道道另外的的一对偶偶件是否发生了了故障，以以及是否否还能继继续使用用。针针对柴油油机燃油油系统精精密偶件件磨损后后，由于于供油量量的变化化必然会会引起油压波波形的变变化，我我们采用用高压油油管压力力波形识识别的方方法，测测取磨损状态下下的柱塞塞副、出出油阀副副以及针针阀副工工作压力力波形，研研究高压压油管压力波波形所反反映的偶偶件磨损损状况。这这一课题题的研究究有着重重要的实实际和应应用意义义，为执执行汽车车维护、检检测、诊诊断

3、技术术规范提提供可靠靠的柴油机燃油系系统精密密偶件故故障诊断断方法，从从而提高高发动机机的工作作可靠性、节约燃燃油消耗耗和充分分发挥柴柴油机的的使用性性能。关关键词：柴油机机 精密密偶件 磨损 供油量量 供油油压力 第一章 概述述柴柴油机的的喷油泵泵主要是是由柱塞塞、出油油阀和喷喷油嘴等等精密偶偶件组成成的，这这些偶件经过长期期的使用用，不可可避免的的会受到到磨损，导导致供油油压力降降低、使使发动机机油耗增加和供油油不正时时，会产产生起动动困难、功功率不足足、工作作粗暴和和排放烟烟度不符符合要求等故障。随随着现代代维修业业的发展展，人们们试图通通过对发发动机故故障外在在表现规规律的总结，实现现

4、发动机机的不拆拆卸故障障诊断，这这也越来来越成为为汽车维维修的现现代化要要求。为了实现发发动机故故障的不不拆卸诊诊断，我我们首先先要了解解柴油机机供油系系统对柴柴油机工工作性能的影影响以及及现有供供油系统统的测量量方法。然然后总结结出柴油油机工作作部件的的磨损规律以及各各工作部部件的磨磨损对于于供油系系统工作作参数的的影响，在在此基础础匕 才能够够通过发动机机故障的的表象，分分析产生生故障的的原因，找找到发生生故障的的部位并并排除故故障，最终实现发发动机故故障的不不拆卸诊诊断。 对对柴油机机燃油系系性能的的要求柴油机燃油油系的组组成以及及作用柴油机燃油油系主要要由柴油油箱、柴柴油滤清清器、输输

5、油泵、高高压油泵泵、喷油油器、低低压油管、高高压油管管和回油油管组成成。主要要组成部部分的作作用如下下：（）喷油油泵。喷喷油泵的的作用是是定时、定定量地向向喷油器器输送高高压燃油油。在多多缸柴油机中中喷油泵泵应保证证：各缸的的供油次次序符合合所要求求的发动动机工作作次序：各缸供油量量均匀，不不均匀度度在标定定工况不不大于一；各缸供供油提前前角一致致，相差不大于于度。为为避免喷喷油滴漏漏现象，喷喷油泵还还必须保保证供油油停止迅迅速。 （）调速速器调调速器是是一种自自动调节节喷油泵泵供油量量的装置置。它能能根据柴柴油机负荷的变变化自动动作相应应的调节节，使柴柴油机能能以稳定定的转速速运转，从从而保

6、证证柴油机既不会产产生超速速也不会会在怠速速时造成成熄火。 （）喷油油器。喷喷油器可可把喷油油泵送来来的高压压燃油雾雾化成较较细的颗颗粒，并并以一定的设计计角度往往发动机机燃烧室室内喷射射。对燃油油系的性性能要求求柴柴油机燃燃油系作作为发动动机的重重要组成成部分，主主要应满满足下列列的性能能要求： （）要能能随时精精确测量量出发动动机负荷荷的变化化，且能能使供油油量自动动灵敏地地进行自适应调调节，并并往各缸缸做均匀匀的喷射射。（）应能能根据转转速或负负荷的变变化自动动地改变变喷油定定时 （即即自动调调节喷汕汕的提前时间）（）喷射射的燃油油必须获获得充分分的雾化化，并能能以最佳佳状态引引起燃烧烧

7、。（）结果果设计合合理，要要能耐冲冲击、抗抗疲劳，零零部件互互换性强强，且价价格尽可可能低廉。对燃油油系各工工作部件件的要求求根据据柴油机机可燃混混合气形形成的特特点和燃燃烧过程程的需要要，喷油油泵应满满足以下下要求：（）匹配配而均匀匀的供油油率。额额定供油油率的调调节是与与发动机机的额定定功率和和额定转速相匹匹配的为使运运转平稳稳，对各各缸的供供油率要要均匀，这这就需要要与之相相适应的柱塞直径径、柱塞塞行程和和方便的的供油调调节机构构。（）准确确的供油油提前角角。喷油油泵的供供油提前前角一方方面要求求与发动动机的曲曲轴转速相同步步 （即即第一缸缸喷油起起始时间间要对得得上发动动机曲轴轴转角零

8、零位标记记），另另一方面还要求求对各缸缸供油的的间隔时时间要一一致，其其误差应应控制在在 “以内。为为了防止喷油时间间过长而而造成燃燃烧不良良，喷油油泵还必必须能在在短促喷喷油之后后迅速地地暂停供供油，这主要要通过出出油阀及及喷油器器结构的的合理设设计来达达到。（）燃油油雾化良良好。柴柴油的挥挥发性能能差，为为了能在在极短的的时间内内形成混混合气，有利于于燃烧，要要求喷出出的油束束雾化良良好、油油粒细小小均匀、方方向和形形状与燃燃烧室的形状相相适应，并并且要求求喷射干干脆，不不允许喷喷油滴漏漏。为了了使燃油油获得良良好的雾化要求求喷油泵泵能够提提供相当当高的供供油压力力。经喷喷油器调调定后，喷

9、喷射压力力将控制在 。当某某些喷油油嘴针阀阀卡死造造成高压压油路堵堵塞时，被被近似封封闭的燃油的压力力经柱塞塞压缩后后，其峰峰值压力力可高达达以以上，这这就对柱柱塞、出出油阀偶件和泵泵体柱塞塞座孔肩肩脚面的的强度及及加工精精度提出出了相当当高的要要求）柴柴油机属属于压燃燃式内燃燃机，为为了适应应发动机机高速运运转的需需要，从从喷油嘴嘴喷往气缸的燃油油必须尽尽快着火火，并在在最佳时时刻迅速速燃烧完完毕，以以便将燃燃油的化化学能最最大限度的转转化为推推动发动动机运行行的机械械能。要要达到此此目的，喷喷油器应应满足以以下要求：（）喷油油器应具具有一定定的喷油油压力和和喷注贯贯穿距离离。气缸缸中的空空

10、气经压压缩后，温度和和压强都都大大提提高，喷喷油器的的喷油压压力若不不能超过过这一高高压就根根本无法法进行燃油的的喷射。喷喷油器的的喷汕压压力是由由喷油泵泵提供并并经自身身的调节节弹簧调调定的。而而喷注贯贯穿距离离不仅与与喷油压压力有关关，也与与喷油器器的结构构和喷油油嘴的喷喷油直广西大学硕硕士学位位论文径、针阀型型式有关关。（）要与与燃烧室室形状相相匹配的的合适的的喷射方方向和喷喷雾锥角角。山于于不同的的设计需要发发动机燃燃烧室除除了具有有预燃烧烧室式、涡涡流式和和直接喷喷射式等等多种形形式外，火塞顶部形形状还有有平顶型型、中心心凹弧形形、中心心凹孔型型、。型型和非对对称型等等各式各各样的变

11、化，这这就要求求喷油器器的喷射射方向和和喷雾锥锥角要与与之相匹匹配，使使喷出的的燃油能与燃烧室室的构造造特点及及燃烧室室气流运运动的特特点相适适应，已已达到使使燃油能能迅速与与空气充分均均匀混合合，从而而提高燃燃烧效率率的目的的。（）要有有良好的的雾化性性能，这这是保证证喷射的的燃油能能迅速与与空气均均匀混合合而获得充分燃燃烧的重重要条件件雾化化的好坏坏与喷射射压力的的大小、喷喷油器内内部的装装配质量和喷油嘴嘴的磨损损程度有有关。雾雾化性能能的测量量要在喷喷油器试试验器上上进行。磨磨损严重，雾化不不良且难难以修复复的喷油油嘴应坚坚决更换换（）在暂暂停喷油油时刻，喷喷油器应应能迅速速完全的的切断

12、燃燃油供给给，不允允许发生生异常喷油现现象。喷喷油嘴的的针阀与与针阀座座而之间间的密封封不良会会导致异异常喷油油。在气气缸压力与气气体温度度因活塞塞下行而而迅速下下降后，异异常喷油油所引起起的燃烧烧只会造造成燃烧不良、积积炭增多多、油耗耗增加和和排气异异常。要要保持喷喷油嘴的的密封性性，除了了从设计计上设法适当当减小密密封面的的接触面面积，以以使接触触压力增增大外，经经常对喷喷油器进进行维护保养也是是十分重重要的。（）应能能经受高高温、高高压的严严酷条件件并长期期安全的的使用。由由于喷油油嘴暴露露在高温、高高压的燃燃气中，温温度和压压力的反反复骤变变，使工工作条件件十分恶恶劣，加加上运动疲劳磨

13、损损、燃油油杂质磨磨损、高高速油流流冲刷磨磨损和燃燃烧中产产生的腐腐蚀性气气体 （如如三氧化硫）的的腐蚀磨磨损，使使喷油嘴嘴成为柴柴油机发发动机的的易损件件之一。因因此，要要使喷油器经常常保持良良好的工工作状态态，必须须选择优优良的制制造材料料、合理理的制造造工艺，并在注意维维护保养养喷油器器本身的的同时，注注意加强强对发动动机、高高压油泵泵的定期期保养与维护，以以求尽量量改善喷喷油器运运行的外外部环境境 柴柴油机供供油系统统的结构构对发动动机工作作性能的的影响柴柴油机的的供油系系统是柴柴油机的的重要组组成部分分。其作作用是将将一定数数量的清清洁燃油，以足够够高的压压力，在在准确的的时内喷喷入

14、气缸缸，与压压缩空气气混合，以以保证气气缸内燃烧烧的进行行。因此此，供油油系统的的好坏，必必然会影影响到气气缸内燃燃油的燃燃烧质量量，同时也也将影响响柴油机机的性能能和可靠靠性。柱柱塞式喷喷油泵的的泵油机机构主要要由柱塞塞偶件和和出油阀阀偶件组组成。柱柱塞在柱柱塞套筒内做做往复运运动，将将一定数数量的燃燃油压缩缩到一定定的压力力，出油油阀相当当于一个个单向径、针阀型型式有关关。（）要与与燃烧室室形状相相匹配的的合适的的喷射方方向和喷喷雾锥角角。山于于不同的的设计需要发发动机燃燃烧室除除了具有有预燃烧烧室式、涡涡流式和和直接喷喷射式等等多种形形式外，火塞顶部形形状还有有平顶型型、中心心凹弧形形、

15、中心心凹孔型型、。型型和非对对称型等等各式各各样的变化，这这就要求求喷油器器的喷射射方向和和喷雾锥锥角要与与之相匹匹配，使使喷出的的燃油能与燃烧室室的构造造特点及及燃烧室室气流运运动的特特点相适适应，已已达到使使燃油能能迅速与与空气充分均均匀混合合，从而而提高燃燃烧效率率的目的的。（）要有有良好的的雾化性性能，这这是保证证喷射的的燃油能能迅速与与空气均均匀混合合而获得充分燃燃烧的重重要条件件雾化化的好坏坏与喷射射压力的的大小、喷喷油器内内部的装装配质量和喷油嘴嘴的磨损损程度有有关。雾雾化性能能的测量量要在喷喷油器试试验器上上进行。磨磨损严重，雾化不不良且难难以修复复的喷油油嘴应坚坚决更换换（）

16、在暂暂停喷油油时刻，喷喷油器应应能迅速速完全的的切断燃燃油供给给，不允允许发生生异常喷油现现象。喷喷油嘴的的针阀与与针阀座座而之间间的密封封不良会会导致异异常喷油油。在气气缸压力与气气体温度度因活塞塞下行而而迅速下下降后，异异常喷油油所引起起的燃烧烧只会造造成燃烧不良、积积炭增多多、油耗耗增加和和排气异异常。要要保持喷喷油嘴的的密封性性，除了了从设计计上设法适当当减小密密封面的的接触面面积，以以使接触触压力增增大外，经经常对喷喷油器进进行维护保养也是是十分重重要的。（）应能能经受高高温、高高压的严严酷条件件并长期期安全的的使用。由由于喷油油嘴暴露露在高温、高高压的燃燃气中，温温度和压压力的反反

17、复骤变变，使工工作条件件十分恶恶劣，加加上运动疲劳磨损损、燃油油杂质磨磨损、高高速油流流冲刷磨磨损和燃燃烧中产产生的腐腐蚀性气气体 （如如三氧化硫）的的腐蚀磨磨损，使使喷油嘴嘴成为柴柴油机发发动机的的易损件件之一。因因此，要要使喷油器经常常保持良良好的工工作状态态，必须须选择优优良的制制造材料料、合理理的制造造工艺，并在注意维维护保养养喷油器器本身的的同时，注注意加强强对发动动机、高高压油泵泵的定期期保养与维护，以以求尽量量改善喷喷油器运运行的外外部环境境 柴柴油机供供油系统统的结构构对发动动机工作作性能的的影响柴柴油机的的供油系系统是柴柴油机的的重要组组成部分分。其作作用是将将一定数数量的清

18、清洁燃油，以足够够高的压压力，在在准确的的时内喷喷入气缸缸，与压压缩空气气混合，以以保证气气缸内燃烧烧的进行行。因此此，供油油系统的的好坏，必必然会影影响到气气缸内燃燃油的燃燃烧质量量，残余压力。柱柱塞从上上止点到到下止点点所经过过的实际际行程取取决于驱驱动凸轮轮的高度度，该行行程是不变的，但但是循环环喷油量量却取决决于它的的有效行行程 柱塞塞的上端端面完全全遮住套套筒的油孔到柱柱塞下斜斜面刚刚刚露出油油孔这一一段柱塞塞所上行行的行程程。在柴柴油机工工作过程程中，如果使使柱塞相相对于套套筒转动动一个角角度，则则改变了了柱塞的的有效行行程，也也就相应应地改变了循循环喷油油量，从从而达到到了调节节

19、柴油机机工作状状况的目目的。出出油阀偶偶件设在在柱塞偶偶件与高高压油管管之间，出出油阀在在开启时时先上升升一个距距离，使高压压油管压压力预先先接近喷喷油器启启喷压力力，结果果使喷油油器喷油油及时迅迅速；在在喷油之后，出出油阀又又下降一一个距离离，使高高压油管管残余压压力远远远低于喷喷油器的的启喷压力，结果果使喷油油器停喷喷千脆彻彻底。柴柴油机燃燃烧质量量的好坏坏与喷油油器的结结构有着着很大的的关系。喷喷油器中中最重要要的精密副是针针阀偶件件，当高高压油管管中的高高压燃油油进入喷喷油器体体和针阀阀体内的的油道进进入针阀中部部承受锥锥面处的的压力腔腔内。当当高压油油管内压压力升高高，并反反映到压压

20、力腔时时，承受锥面在在油压的的作用下下推动针针阀上升升。针阀阀通过顶顶杆在克克服弹簧簧张力上上升的同同时，针阀下下端与针针阀体配配合的密密封锥面面被打开开，燃油油通过此此处经喷喷油孔喷喷入燃烧烧室；当高压压油管内内的压力力下降时时，针阀阀承受锥锥面的受受力减小小，调节节弹簧通通过顶杆杆迫使针阀下下落，并并立刻关关闭密封封锥面，使使燃油停停止喷射射当当针阀刚刚刚上升升时，由由于喷孔孔内的轴轴针为柱柱形，喷喷孔通道道面积也也较小，所所以喷油较少，而而且扩散散锥角较较小：针针阀继续续上升，喷喷孔通道道面积增增大，喷喷油量增增多，同时，倒倒锥形的的节流式式轴针前前端使喷喷注的扩扩散锥角角增大。这这样，

21、一一方而限限制了滞滞燃期内形成成始燃量量过多，使使速燃期期压力升升高率和和燃烧最最高压力力较低，柴柴油机工工作柔和平平稳：另另一方面面使大量量的燃油油集中在在缓燃期期内燃烧烧，减少少了后燃燃量和排排污。在在喷油泵泵中，喷喷油泵凸凸轮型线线和喷油油泵柱塞塞决定着着循环时，在压缩缩过程中中燃烧的的燃油数数量过多多，这不不仅增加加压缩负负功使油油耗增高高，功率率下降，而且且由于着着火延迟迟较长，压压力增加加率和最最高爆发发压力迅迅速升高高，工作作粗暴，怠速不良，难难于启动动；供油油提前角角过小时时，则燃燃油不能能在上止止点附近近迅速燃燃烧，后燃增加，虽虽然最高高爆发压压力较低低，但燃燃油消耗耗率及排

22、排温增高高，发动动机过热热。所以对于每一一工况，有有一最佳佳供油提提前角，此此时的燃燃油消耗耗率最低低。喷喷油泵凸凸轮廓线线决定了了柱塞的的运动规规律，而而柱塞的的速度变变化规律律决定油油泵的供油规律，从从而影响响喷油规规律。在在柱塞有有效行程程和供油油始点相相同的情情况下，凸凸轮外形陡，即即供油速速度大，喷喷油持续续时间缩缩短：而而凸轮外外形平，喷喷油持续续时间和和喷油延迟时间间都较长长。在高高速柴油油机中，山山于燃油油高压系系统中有有压力波波动现象象，使得很难从供供油规律律控制喷喷油规律律，所以以油泵凸凸轮的廓廓线一般般不是根根据理想想的供油油规律设计的的，而是是从加工工难易的的角度考考虑

23、，一一般都选选用切线线凸轮或或圆弧凸凸轮。在在升程、基圆圆和滚轮轮等都相相同的情情况下，切切线凸轮轮的柱塞塞速度增增加较快快。对于于一定的供油量，柱柱塞速度度提高，则则供油持持续时间间可以缩缩短，一一般说来来，柴油油机转速速较高时，采用用切线凸凸轮，对对改善经经济性有有好处，但但是供油油速度过过高，在在着火延延迟期里喷入气缸缸的燃油油较多，可可能引起起燃烧粗粗暴，最最高爆发发压力过过高。在在某些大大功率中速柴油机机中还应应用凹弧弧凸轮以以增大供供油速率率，减少少燃油持持续角，但但过大的的供油速率，往往往导致凸凸轮和滚滚轮之间间接触应应力过大大，引起起点蚀。不不同的柱柱塞直径径对喷油油规律也也有

24、影响响。当柱柱塞直径径增大时时，喷油油延迟角角及喷油持续角都都减小，但但供油速速度变大大，使初初期喷油油速率也也变大，喷喷油规律律曲线变变高。所以一般说说来，柱柱塞直径径加大能能使经济济性变好好，但运运转粗暴暴。当柴柴油机强强化时，因每循环供供油量加加大，就就要考虑虑加大柱柱塞直径径来维持持合适的的喷油延延续时间间，以保保证柴油机的的经济性性。虽虽然上述述各种工工作部件件对柴油油机的燃燃油喷射射和燃烧烧过程都都有影响响，但是是相比较而言，柱柱塞、出出油阀和和针阀偶偶件的影影响要大大一些，因因此，在在本试验验中将重重点研究这三大精精密偶件件对柴油油机性能能的影响响。 现现有柴油油机供油油规律的的

25、测量方方法柴柴油机供供油系统统引起的的故障约约占柴油油机周期期故障的的，而这这些故障障大都发发生在三三大精密密偶件上上，因此此，对供供油系统统进行检检测的目目的主要要是确定定三大精精密偶件的技技术性能能指标。目目前柴油油机供油油系检测测普遍采采用停机机、机械械式油压压表等方方法为标志）到到活塞行行至上止止点时所所转过的的曲轴转转角。供供油提前前角对柴柴油机的的影响很很大，主要是是影响柴柴油机的的经济性性，压力力增长率率和最高高爆发压压力。供供油提前前角过大大时，在压缩缩过程中中燃烧的的燃油数数量过多多，这不不仅增加加压缩负负功使油油耗增高高，功率率下降，而且且由于着着火延迟迟较长，压压力增加加

26、率和最最高爆发发压力迅迅速升高高，工作作粗暴，怠速不良，难难于启动动；供油油提前角角过小时时，则燃燃油不能能在上止止点附近近迅速燃燃烧，后燃增加，虽虽然最高高爆发压压力较低低，但燃燃油消耗耗率及排排温增高高，发动动机过热热。所以对于每一一工况，有有一最佳佳供油提提前角，此此时的燃燃油消耗耗率最低低。喷喷油泵凸凸轮廓线线决定了了柱塞的的运动规规律，而而柱塞的的速度变变化规律律决定油油泵的供油规律，从从而影响响喷油规规律。在在柱塞有有效行程程和供油油始点相相同的情情况下，凸凸轮外形陡，即即供油速速度大，喷喷油持续续时间缩缩短：而而凸轮外外形平，喷喷油持续续时间和和喷油延迟时间间都较长长。在高高速柴

27、油油机中，山山于燃油油高压系系统中有有压力波波动现象象，使得很难从供供油规律律控制喷喷油规律律，所以以油泵凸凸轮的廓廓线一般般不是根根据理想想的供油油规律设计的的，而是是从加工工难易的的角度考考虑，一一般都选选用切线线凸轮或或圆弧凸凸轮。在在升程、基圆圆和滚轮轮等都相相同的情情况下，切切线凸轮轮的柱塞塞速度增增加较快快。对于于一定的供油量，柱柱塞速度度提高，则则供油持持续时间间可以缩缩短，一一般说来来，柴油油机转速速较高时，采用用切线凸凸轮，对对改善经经济性有有好处，但但是供油油速度过过高，在在着火延延迟期里喷入气缸缸的燃油油较多，可可能引起起燃烧粗粗暴，最最高爆发发压力过过高。在在某些大大功

28、率中速柴油机机中还应应用凹弧弧凸轮以以增大供供油速率率，减少少燃油持持续角，但但过大的的供油速率，往往往导致凸凸轮和滚滚轮之间间接触应应力过大大，引起起点蚀。不不同的柱柱塞直径径对喷油油规律也也有影响响。当柱柱塞直径径增大时时，喷油油延迟角角及喷油持续角都都减小，但但供油速速度变大大，使初初期喷油油速率也也变大，喷喷油规律律曲线变变高。所以一般说说来，柱柱塞直径径加大能能使经济济性变好好，但运运转粗暴暴。当柴柴油机强强化时，因每循环供供油量加加大，就就要考虑虑加大柱柱塞直径径来维持持合适的的喷油延延续时间间，以保保证柴油机的的经济性性。虽虽然上述述各种工工作部件件对柴油油机的燃燃油喷射射和燃烧

29、烧过程都都有影响响，但是是相比较而言，柱柱塞、出出油阀和和针阀偶偶件的影影响要大大一些，因因此，在在本试验验中将重重点研究这三大精精密偶件件对柴油油机性能能的影响响。 现现有柴油油机供油油规律的的测量方方法柴柴油机供供油系统统引起的的故障约约占柴油油机周期期故障的的，而这这些故障障大都发发生在三三大精密密偶件上上，因此此，对供供油系统统进行检检测的目目的主要要是确定定三大精精密偶件的技技术性能能指标。目目前柴油油机供油油系检测测普遍采采用停机机、机械械式油压压表等方方法值的变化，通通过波形形分析、特特征值识识别，可可以确定定当前波波形所对对应的工工作状态态与故障出现的的部位，为为柴油机机供油系

30、系工作部部件的更更换、修修理及参参数调整整提供可可靠的依据。目目前，对对供油系系统进行行不解体体故障诊诊断的最最主要依依据是供供油系统统的供油油压力波形。虽然然国内外外对此项项课题的的研究己己取得一一定的进进展，研研制出了了测试供供油压力力的外夹式树树脂粘贴贴式传感感器及嵌嵌入式三三通传感感器，探探索出了了用于供供油系统统故障诊诊断的数学模模型，但但此项研研究远远远不能达达到现场场应用。其其主要原原因是对对影响供供油压力波形的因因素了解解得不够够深刻，由由供油压压力波形形直接提提取的诊诊断参数数与偶件件状态之间无明显显的规律律。本本试验针针对柴油油机供油油系统精精密偶件件磨损后后的油压压波形变

31、变化，通通过自行行设计的微机化柴柴油机动动态性能能测试系系统，对对磨损状状态下的的柱塞偶偶件、出出油阀偶偶件和喷喷油嘴针阀偶偶件分别别试验，测测取工作作油压波波形并分分析其所所反映的的偶件的的磨损状状况。在分析三大大偶件的的密封性性与柴油油机供油油量的关关系时，摒摒弃传统统的比较较抽象的的定性分析的方法法，建立立三大偶偶件的密密封性与与柴油机机供油量量之间的的定量关关系。最最终实现现在不拆卸喷喷油泵的的情况下下，通过过测量喷喷油泵的的供油量量和供油油压力诊诊断柴油油机的故故障所在。第二章 柴柴油机精精密偶件件的磨损损与检验验人人们常称称喷油泵泵是柴油油机的心心脏，它它的性能能和状态态的好坏坏，

32、对柴柴油机的的工作有着十分重重大的影影响，而而其中柱柱塞偶件件、出油油阀偶件件和针阀阀偶件又又是它的的三个关关键部件，因因其精度度很高，磨磨损后必必须成对对更换，故故称为 “偶件”。三大大精密偶偶件能否长期正正常稳定定地工作作，对于于柴油机机的燃油油喷油质质量、混混合气的的形成和和燃烧过过程的完善程程度都有有着直接接重要的的影响，进进而对柴柴油机的的各项综综合性能能 （经经济性、动力性、排排气雾燃燃和噪声声等）以以及使用用寿命都都是至关关重要的的。尽尽管精密密偶件都都是采用用优质材材料，经经过精密密加工、严严格的热热处理，配配对研磨磨而成。但是是，由于于偶件的的配合间间隙极小小，而且且相对运运

33、动速度度很高，因因此燃油油中很小的机械杂杂质和偶偶件的微微小变形形：以及及高压、高高速燃油油引起的的冲刷、穴穴蚀等均均会导致精密偶偶件工作作表面的的严重磨磨损和腐腐蚀，从从而影响响燃料供供给系和和整个柴柴油机的的正常工作。 精精密偶件件的磨损损机理和和特征导导致精密密偶件磨磨损的因因素很多多，其中中最主要要的原因因有以下下四个方方面：机械械磨损由由于燃油油过滤或或沉淀的的不够充充分，以以及在使使用中因因冲击、振振动和磨磨损等原原因，使燃油中混混入了机机械杂质质。这些些机械杂杂质随燃燃油进入入精密偶偶件的配配合表面面，造成成其表面的擦擦伤而形形成纵向向的拉痕痕。液体体磨损山山于高压压、高速速的燃

34、油油集中、反反复的冲冲刷精密密偶件的的某些通通道狭小小的区域域，长期作用的的结果会会使这些些金属表表面出现现微细的的伤痕。这这种磨损损现象往往往在机机械磨损出现一定定的伤痕痕之后，而而互相促促进加速速磨损。穴蚀由由于高压压燃油的的高速流流动和强强烈的压压力波动动等原因因，会在在高压油油路的某某些局部区域出现现瞬时的的低压区区，并在在燃油中中形成极极微小的的空穴气气泡（燃燃油的低低压蒸汽汽或分离出的的空气）。当当该处油油压回升升时，气气泡又瞬瞬时破裂裂，同时时产生强强烈的高高频冲击波，其其局部能能量非常常大。这些些气泡在在金属表表面附近近高频交交替的形形成和破破裂，使该处处的金属属受到反反复强烈

35、烈的冲击击而产生生疲劳破破坏现象象。以至至于使金金属表面面出现极小的的金属颗颗粒被冲冲击剥落落，甚至至出现蜂蜂窝状的的“腐蚀”洞穴，当当洞穴的的面积和深度发发展到一一定程度度时，便便会使零零件失去去其工作作效能。表面面腐蚀和和结胶由由于燃油油中含有有微量的的酸性物物质，或或者在装装配和保保养精密密偶件时时用带汗汗的手直接触摸工工作表面面，都容容易引起起锈蚀现现象。尽尽管这些些锈蚀斑斑痕往往往用肉良很难难看清，但是在在其长期期停放后后再使用用时，往往往会出出现卡滞滞或咬结结现象。另另外，燃燃气中也存在着一一定量的的腐蚀性性气休，特特别是这这些气体体与水蒸蒸气溶为为一体时时，所引引起的湿性腐蚀危危

36、害更大大。这些些腐蚀物物如果从从喷油嘴嘴下端的的喷孔进进入针阀阀偶件时时，往往往会引起对喷喷油孔和和密封锥锥面的腐腐蚀。甚甚至一些些胶性物物质和积积炭可以以在喷孔孔处结胶，而使喷喷油孔被被堵塞。柱塞偶偶件的磨磨损机机械磨损损、液体体磨损和和穴蚀等等现象在在柱塞偶偶件的工工作中都都会出现现，其中中机械磨损是使其其失去工工作能力力的主要要因素。柱柱塞在往往复运动动时，由由于柱塞塞头部上上下的油压不平衡衡，会使使直径小小于或等等于偶件件配合间间隙的磨磨粒随燃燃油进入入其配合合表面，并在柱塞往往复运动动的带动动下被来来回拖拽拽滚动。他他们的尖尖锐棱角角便“刮削”着配合合表面的金属属。而一一些直径径大于

37、偶偶件配合合间隙的的磨粒，在在柱塞运运动时，被被卡入间间隙或夹在柱塞塞套的进进、出油油孔处，造造成对磨磨粒的挤挤压和剪剪切作用用，而磨磨粒则以以其本身的尖锐棱棱角 “刨削”柱塞和和套简配配合表面面的金属属。这这些磨粒粒随着柱柱塞的上上行其尖尖锐棱角角被磨钝钝或被粉粉碎，逐逐渐失去去了对金金属表面的磨削能能力因因此，柱柱塞偶件件的自然然磨损规规律应该该是越靠靠近柱塞塞顶部磨磨损的越越严重，也就就是说，越越接近高高压燃油油，磨粒粒进入配配合表面面的机会会越多，并并目二这这时磨粒的尖锐棱棱角越锋锋利，因因此对金金属表面面的磨损损也就越越严重。反反之，柱柱塞的磨磨损量越远离其顶顶部也就就越轻。这这样在

38、柱柱塞和套套筒内孔孔的轴向向便形成成了具有有一定“锥度”的磨损损表而。当当然，这这个锥度度用肉眼眼是看不不出来的的，只能能在仔细细观察时时才发现现磨损部位有微微浅的拉拉痕，然然而这种种微量的的磨损对对于精密密偶件来来讲是相相当可观观的。柱塞塞磨损主主要集中中在从怠怠速供油油量位置置到标定定供油量量位置的的柱塞工工作表面面上，最最大的磨磨损部位位是柱塞塞在最常常用的油油量位置置时与油油孔相对对的顶部部及相应应的螺的主要磨损损部位在在其密封封锥面、减减压环带带和导向向部分。出出油阀密密封锥面面的磨损损，主要要是由于于出油阀阀落座时时，在弹弹簧压力力和出油油阀上下燃油压力力差的作作用下产产生冲击击磨

39、损而而引起的的。另外外，当出出油阀刚刚刚开启启和完全全落座之前，该该处的环环形通道道面积很很小，而而高压燃燃油的流流速很高高，必然然在此处处产生液体磨损 （冲刷刷），甚甚至也有有可能出出现穴蚀蚀现象。其其结果使使是密封封锥面的的密封环环带加宽和凹凹陷，阀阀体下沉沉量增加加，密封封性受到到破坏。出出油阀减减压环带带处是磨磨损最严严重的部部位之一一。当出出油阀下下行，密密封锥面面落座之前，减压压环带要要先于密密封锥面面切断高高压油流流。在此此之前，高高压燃油油以很高高流速通过这一狭狭窄的环环形缝隙隙，并且且携带有有磨粒的的燃油将将猛烈冲冲刷着减减压环带带的下边边缘棱角。在在减压环环带进入入阀座而而

40、继续下下行时，被被卡入配配合间隙隙的磨粒粒用其尖尖锐棱角“刮削”该处的的金属配配合表面面。由于于磨粒的的尖锐棱棱角随着着出油阀阀的继续续下行而而被磨钝或挤挤碎，使使得减压压环带上上部和阀阀座导向向下部的的磨损逐逐渐减轻轻，因而而出现了了一定的磨损损锥度。除除此之外外，当出出油阀上上行，减减压环带带刚刚离离开阀座座而使高高压燃油高速流入入高压油油管时，同同样在减减压环带带下边缘缘处产生生强烈的的冲刷磨磨损，而而且也有可能在此此处出现现穴蚀现现象，从从而加速速了该区区域的磨磨损。出出油阀座座的磨损损部位是是与出油油阀磨损损部位相相对应的的。并且且在出油油阀冲击击落座时，在其密密封锥面面的接触触环带

41、处处会出现现一定的的冲击变变形，进进而会加加重此处处的磨损损和拉伤。除除此之外外，由于于出油阀阀偶件磨磨损后上上部配合合间隙的的增大，以以及出油油阀可能能受力不均衡，将将会造成成其上下下运动的的不平顺顺，进而而会产生生偏磨，甚甚至产生生卡滞现现象。针阀偶偶件的磨磨损喷喷油器针针阀偶件件的工作作条件十十分恶劣劣，它不不仅有因因高速、高高频的冲冲击运动动所造成的的机械磨磨损和高高压、高高速燃油油对密封封锥面及及喷油孔孔等处产产生的液液体冲刷刷，而且针阀阀偶件下下端还直直接受到到燃烧气气体的作作用。这这些恶劣劣条件相相互促进进的结果果，不仅会加加速机械械和液体体磨损，而而且还会会引起燃燃气腐蚀蚀、结

42、胶胶，甚至至堵塞喷喷油孔。轴针针式喷油油器的针针阀偶件件主要磨磨损部位位在密封封锥面、针针阀下端端轴针处处和针阀阀击磨损，频频繁冲击击的结果果使此处处产生微微小的疲疲劳裂纹纹和磨损损沟纹，甚甚至有微微薄的金属小片逐逐渐翘起起。当高高速燃油油携带着着微量杂杂质冲刷刷该处时时，将加加速该处处的磨损损，甚至有微小小的金属属片或小小颗粒被被剥落下下来，使使其表面面出现麻麻点凹坑坑，甚至至局部凹凹陷。与此同同时，密密封锥面面的密封封环带也也会变宽宽。针针阀下端端的轴针针与阀体体喷油孔孔处的磨磨损与破破坏，主主要是由由于高压压、高速速燃油的冲刷和燃燃气中腐腐蚀性气气体的腐腐蚀作用用所造成成的。由由于针阀阀

43、下端的的轴针与与喷油孔孔之间的配合合间隙很很小 （），而而喷孔的的直径又又很小 （），所所以高压燃油油通过该该处的流流速及高高 （达达到），其其冲击力力相当大大。因此此，该处的液体体磨损比比较严重重，而且且轴针部部分越靠靠下部磨磨损越严严重。另另外，轴轴针下端端导流锥体部部分，不不仅受到到高速油油流的冲冲刷，而而且还直直接受到到燃烧气气体的高高温作用用和腐蚀。针针阀导向向部分的的腐蚀，主主要是机机械磨损损，它的的下部要要比上部部磨损严严重。其其原因与前面所所述柱塞塞偶件导导向部分分的磨损损基本相相同。针针阀导向向部分磨磨损之后后，由于于配合间隙的的变大，加加之针阀阀可能受受力不均均衡等原原因，

44、将将会引起起针阀运运动的不不平顺，进而可能产产生偏磨磨和针阀阀卡滞等等现象。针针阀体的的磨损部部位是与与针阀的的磨损部部位相对对应的。只只是在密密封锥面面下边缘缘棱角处和喷孔孔出口的的边缘棱棱角处磨磨损更加加严重，甚甚至使整整个喷油油孔内壁壁布满沿沿喷孔轴向的磨痕痕 精精密偶件件的磨损损对柴油油机工作作的影响响柴柴油机燃燃料供给给系中的的柱塞偶偶件、出出油阀偶偶件和针针阀偶件件被磨损损之后，不不仅使偶件木身身的密封封性下降降，而且且会影响响到各缸缸的喷油油量和均均匀度、喷喷油提前前角、喷油延迟角角、喷油油特续角角以及各各缸喷油油间隔角角、喷油油规律和和喷雾质质量等，进进而会直接影影响到柴柴油机

45、混混合气形形成的完完善程度度和燃烧烧过程的的正常进进行，最最终将影影响柴油机的各项项综合性性能（经经济性、动动力性、排排气污染染和噪声声等）以以及使用用寿命。特特别是在在柴油机机低速运运行时，由由于喷油油泵柱塞塞运动速速度的下下降，使使被磨损损的各精精密偶件的的渗漏现现象加重重，对喷喷射性能能的影响响更加明明显，以以至使混混合气形形成和燃燃烧过程出现现恶性循循环，进进而使柴柴油机的的各项综综合性能能恶化。导向部分，以以及阀体体上相对对应的部部分。密密封锥面面的磨损损，主要要是山针针阀落座座时的冲冲击磨损损和高压压、高速速燃油的的冲刷而引起的。因因为该处处的密封封接触环环带面积积很小，而而针阀上上端承受受的弹簧簧压力很很大，因此该处的的接触应应力相当当大。每每次针阀阀落座时时，都可可能引起起微量的的挤压变变形和冲冲击磨损，频频繁冲击击的结果果使此处处产生微微