防止康明斯柴發(fā)燃油系統(tǒng)遭穴蝕破壞的措施
發(fā)布時間：2023-11-12 點擊：149
技術(shù)維修與康明斯知識
防止康明斯柴發(fā)燃油系統(tǒng)遭穴蝕破壞的措施
前言：穴蝕是柴油發(fā)電機機械或機件與液體相對高速運動時在機件表面上產(chǎn)生的一種破壞。穴蝕又稱空泡腐蝕，或氣蝕，穴蝕也是一種局部腐蝕。康明斯柴油發(fā)電機燃油系統(tǒng)中產(chǎn)生的穴蝕對燃油系統(tǒng)的正常運行和工作將造成極大的危害。康明斯發(fā)電機廠家為了減少或避免產(chǎn)生穴蝕，使其運行和工作況達到理想效果，通過對穴蝕產(chǎn)生的原因和危害進行了析了解，采取相應(yīng)的措施從而使柴油發(fā)電機經(jīng)濟性能得到提高，質(zhì)量得到保證。
一、穴蝕及其危害
燃油系統(tǒng)中穴蝕在高壓油泵，高壓油管和噴油器等各處均可能產(chǎn)生，其危害如下：
（1）穴蝕造成高壓油泵泵體穿透，造成柱塞偶件滑動性能變差或卡帶。
（2）穴蝕造成高壓油管孔徑改變或油管斷裂，進一步影響油量改變。
（3）穴蝕還造成噴油器針閥偶件的霧化不良，滴油甚至根本不霧化。
其原因之一是所用的金屬材料硬度較低。在燃油系統(tǒng)中較硬的元件如噴油器針閥偶件上出現(xiàn)穴蝕的情況相對少一些。但在某些場合中穴蝕也可能使噴油器針閥偶件在運行幾十小時后損壞。而噴油器針閥閥線的穴蝕會破壞噴油器針閥偶件的密封性能，造成霧化不良滴油甚至不霧化，從而使柴油發(fā)電機燃燒狀態(tài)惡化，油耗量增加，嚴重的影響柴油發(fā)電機的經(jīng)濟性，可靠性和耐久性。總之燃油系統(tǒng)的穴蝕直接影響到柴油發(fā)電機的工作狀況。
二、穴蝕原因
穴蝕破壞是物理效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)的綜合結(jié)果。但是主要還是物理效應(yīng)。柴油發(fā)電機在工作時，高壓油泵的瞬時供油量和油壓都是在變化的。其變化規(guī)律取決于供油凸輪的型線。我們知道燃油是有可壓縮性的，由于燃油的可壓縮性，高壓油泵柱塞產(chǎn)生的壓力是通過高壓管并且以壓力波的形式在高壓油泵柱塞偶件和噴油器針閥偶件之間傳播的。若此時，壓力波不足以使噴油器針閥偶件的針閥升起時，所產(chǎn)生的壓力波便全部反射回高壓油管的內(nèi)部，并且與高壓油泵新產(chǎn)生的壓力波疊加后重新向噴油器的針閥偶件傳播。如此往復(fù)傳播，直到針閥開啟，噴油終了為止。因此在噴油過程中，高壓油管內(nèi)各斷面的油壓是隨著時間的變化而變化的。當燃油系統(tǒng)中任何一點的壓力下降到等于或低于該溫度下的燃油蒸汽壓力時便形成氣泡。隨后由于氣泡外邊的燃油壓力高，氣泡周圍燃油表面張力低，氣泡外面的燃油就有向氣泡中心加速前進的趨勢，并且有一定的動能，氣泡在正壓力波作用下就破裂。破裂時被壓縮的氣泡凝結(jié)成少量的燃油，同時產(chǎn)生非常高的壓力，使金屬表面造成脫落形成麻點，即出現(xiàn)穴蝕。隨后形成不規(guī)則的凹槽。這樣周而復(fù)始，就會使金屬表面遭受破壞。
燃油系統(tǒng)中的高壓油泵柱塞、出油閥、噴油器針閥和高壓油管均有穴蝕發(fā)生。燃油系統(tǒng)中因噴油需要產(chǎn)生瞬時高壓和瞬時低壓。噴油時系統(tǒng)中處于高壓供油，噴油終了會使系統(tǒng)內(nèi)油壓驟然降低。此外，隨著柴油機強載程度不斷提高，燃油噴射壓力和噴油率也相應(yīng)提高。高的噴射壓力容易引起二次噴射使柴油機性能下降，并造成系統(tǒng)的穴蝕。燃油系統(tǒng)中的穴蝕有以下兩種：
1、波動穴蝕
主要發(fā)生在高壓油管上。燃油系統(tǒng)中的高壓燃油流動時產(chǎn)生和傳播壓力波，特別是噴射終了時會使某些部位壓力變化很大，甚至產(chǎn)生負壓力波，導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生，高壓時又使氣泡潰滅產(chǎn)生穴蝕，稱為波動穴蝕。柴油機低負荷運轉(zhuǎn)時波動穴蝕較為嚴重。
2、流動穴蝕
主要發(fā)生在高壓油泵柱塞螺旋槽附近和噴油器針閥截面變化處。燃油系統(tǒng)中，高壓燃油流經(jīng)通道截面變化處產(chǎn)生強烈節(jié)流，壓力下降并形成氣泡，隨后的壓力升高又使氣泡潰滅而發(fā)生穴蝕，稱為流動穴蝕。柴油機高負荷運轉(zhuǎn)時節(jié)流作用增大使穴蝕更加嚴重。
燃油系統(tǒng)中不適當?shù)膲毫Σ▌右鹧ㄎg，而壓力波動主要由于卸載不當引起。所以目前對此進行大量的研究。例如采用緩沖型出油閥、等壓出油閥、控制節(jié)流和階梯型螺旋槽柱塞、雙錐型針閥等。此外，對容易穴蝕部位采用保護性措施等。
三、防止穴蝕破壞的措施
由于康明斯燃油噴射系統(tǒng)的參數(shù)關(guān)系復(fù)雜，引起穴蝕的因素很多。所以防止穴蝕必須從結(jié)構(gòu)設(shè)計，材質(zhì)，熱處理，加工精度，燃油噴射系統(tǒng)匹配及使用部門的維護保養(yǎng)和檢修等方面來綜合考慮采取措施。
① 結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進
供油凸輪型面的優(yōu)化設(shè)計合理設(shè)計供油凸輪型面，使之適應(yīng)瞬時間供油量和油壓的變化規(guī)律。
② 采用工藝堵
當前在一些高壓油泵的泵體上采用工藝堵來抗穴蝕，延長高壓油泵的使用壽命；采用高強度合金材料在產(chǎn)品的設(shè)計上采用高強度合金材料，防止對配件產(chǎn)生穴蝕。
③ 采用緩沖型出油閥
緩沖型出油閥是在原下置等容卸載結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上改進而成的。出油閥座面的下部增加了直徑6毫米的阻尼圓柱，出油閥落座之前，卸載凸緣進入導(dǎo)向中孔之后，閥體內(nèi)的燃油處于某種程度的密封狀態(tài)，燃油的排泄只能通過6毫米和14毫米兩處的配合間隙。利用燃油的阻尼作用，減緩出油閥落座速度，降低供油終了后的系統(tǒng)內(nèi)回油速度。同時還可收到減少壓力波震蕩的幅度，減輕二次噴射的效果。使噴油器針閥偶件穴蝕減輕。
④ 采用壓力卸載式出油閥
目前東風(fēng)康明斯柴油發(fā)電機使用的就是這種出油閥。它是用看來控制兩次噴射之間泵體所保存的系統(tǒng)壓力，防止在噴射后燃油從噴油器逆流。出油閥設(shè)有順流閥和逆流閥各一個。它能保證在柴油發(fā)電機全部工況下高壓燃油管內(nèi)的剩余壓力保持恒定。不受柴油發(fā)電機的負荷及轉(zhuǎn)速的影響，可以改善部分負荷時的柴油發(fā)電機性能，改善噴油器的使用壽命；使用部門的措施使用部門的細心維護和精心保養(yǎng)與嚴格的檢修也是保證減少穴蝕的必不可少的條件。
⑤噴油器偶件材料的選擇
隨著柴油發(fā)電機功率等級和強化程度的提高，噴油器偶件的材料選擇成為一個重要課題。因為真閥體的選材與其在柴油發(fā)電機中的工作溫度有及為密切的關(guān)系。以上這些是有關(guān)設(shè)計部門和生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)配件時采取的防穴蝕的必要措施。
結(jié)束語：通過對高強化柴油發(fā)電機燃油噴射系統(tǒng)出現(xiàn)的穴蝕顯現(xiàn)，穴蝕類型，穴蝕原因等進行的系統(tǒng)分析中可以看到，防止燃油噴射系統(tǒng)的穴蝕可通過結(jié)構(gòu)設(shè)計的改變，材料，熱處理，制造精度和使用單位的檢修和維護保養(yǎng)等五個方面綜合治理來提高燃油系統(tǒng)性能，經(jīng)濟性，可靠性和耐久性。
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前言：穴蝕是柴油發(fā)電機機械或機件與液體相對高速運動時在機件表面上產(chǎn)生的一種破壞。穴蝕又稱空泡腐蝕，或氣蝕，穴蝕也是一種局部腐蝕。康明斯柴油發(fā)電機燃油系統(tǒng)中產(chǎn)生的穴蝕對燃油系統(tǒng)的正常運行和工作將造成極大的危害。康明斯發(fā)電機廠家為了減少或避免產(chǎn)生穴蝕，使其運行和工作況達到理想效果，通過對穴蝕產(chǎn)生的原因和危害進行了析了解，采取相應(yīng)的措施從而使柴油發(fā)電機經(jīng)濟性能得到提高，質(zhì)量得到保證。
一、穴蝕及其危害
燃油系統(tǒng)中穴蝕在高壓油泵，高壓油管和噴油器等各處均可能產(chǎn)生，其危害如下：
（1）穴蝕造成高壓油泵泵體穿透，造成柱塞偶件滑動性能變差或卡帶。
（2）穴蝕造成高壓油管孔徑改變或油管斷裂，進一步影響油量改變。
（3）穴蝕還造成噴油器針閥偶件的霧化不良，滴油甚至根本不霧化。
其原因之一是所用的金屬材料硬度較低。在燃油系統(tǒng)中較硬的元件如噴油器針閥偶件上出現(xiàn)穴蝕的情況相對少一些。但在某些場合中穴蝕也可能使噴油器針閥偶件在運行幾十小時后損壞。而噴油器針閥閥線的穴蝕會破壞噴油器針閥偶件的密封性能，造成霧化不良滴油甚至不霧化，從而使柴油發(fā)電機燃燒狀態(tài)惡化，油耗量增加，嚴重的影響柴油發(fā)電機的經(jīng)濟性，可靠性和耐久性。總之燃油系統(tǒng)的穴蝕直接影響到柴油發(fā)電機的工作狀況。
二、穴蝕原因
穴蝕破壞是物理效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)的綜合結(jié)果。但是主要還是物理效應(yīng)。柴油發(fā)電機在工作時，高壓油泵的瞬時供油量和油壓都是在變化的。其變化規(guī)律取決于供油凸輪的型線。我們知道燃油是有可壓縮性的，由于燃油的可壓縮性，高壓油泵柱塞產(chǎn)生的壓力是通過高壓管并且以壓力波的形式在高壓油泵柱塞偶件和噴油器針閥偶件之間傳播的。若此時，壓力波不足以使噴油器針閥偶件的針閥升起時，所產(chǎn)生的壓力波便全部反射回高壓油管的內(nèi)部，并且與高壓油泵新產(chǎn)生的壓力波疊加后重新向噴油器的針閥偶件傳播。如此往復(fù)傳播，直到針閥開啟，噴油終了為止。因此在噴油過程中，高壓油管內(nèi)各斷面的油壓是隨著時間的變化而變化的。當燃油系統(tǒng)中任何一點的壓力下降到等于或低于該溫度下的燃油蒸汽壓力時便形成氣泡。隨后由于氣泡外邊的燃油壓力高，氣泡周圍燃油表面張力低，氣泡外面的燃油就有向氣泡中心加速前進的趨勢，并且有一定的動能，氣泡在正壓力波作用下就破裂。破裂時被壓縮的氣泡凝結(jié)成少量的燃油，同時產(chǎn)生非常高的壓力，使金屬表面造成脫落形成麻點，即出現(xiàn)穴蝕。隨后形成不規(guī)則的凹槽。這樣周而復(fù)始，就會使金屬表面遭受破壞。
燃油系統(tǒng)中的高壓油泵柱塞、出油閥、噴油器針閥和高壓油管均有穴蝕發(fā)生。燃油系統(tǒng)中因噴油需要產(chǎn)生瞬時高壓和瞬時低壓。噴油時系統(tǒng)中處于高壓供油，噴油終了會使系統(tǒng)內(nèi)油壓驟然降低。此外，隨著柴油機強載程度不斷提高，燃油噴射壓力和噴油率也相應(yīng)提高。高的噴射壓力容易引起二次噴射使柴油機性能下降，并造成系統(tǒng)的穴蝕。燃油系統(tǒng)中的穴蝕有以下兩種：
1、波動穴蝕
主要發(fā)生在高壓油管上。燃油系統(tǒng)中的高壓燃油流動時產(chǎn)生和傳播壓力波，特別是噴射終了時會使某些部位壓力變化很大，甚至產(chǎn)生負壓力波，導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生，高壓時又使氣泡潰滅產(chǎn)生穴蝕，稱為波動穴蝕。柴油機低負荷運轉(zhuǎn)時波動穴蝕較為嚴重。
2、流動穴蝕
主要發(fā)生在高壓油泵柱塞螺旋槽附近和噴油器針閥截面變化處。燃油系統(tǒng)中，高壓燃油流經(jīng)通道截面變化處產(chǎn)生強烈節(jié)流，壓力下降并形成氣泡，隨后的壓力升高又使氣泡潰滅而發(fā)生穴蝕，稱為流動穴蝕。柴油機高負荷運轉(zhuǎn)時節(jié)流作用增大使穴蝕更加嚴重。
燃油系統(tǒng)中不適當?shù)膲毫Σ▌右鹧ㄎg，而壓力波動主要由于卸載不當引起。所以目前對此進行大量的研究。例如采用緩沖型出油閥、等壓出油閥、控制節(jié)流和階梯型螺旋槽柱塞、雙錐型針閥等。此外，對容易穴蝕部位采用保護性措施等。
三、防止穴蝕破壞的措施
由于康明斯燃油噴射系統(tǒng)的參數(shù)關(guān)系復(fù)雜，引起穴蝕的因素很多。所以防止穴蝕必須從結(jié)構(gòu)設(shè)計，材質(zhì)，熱處理，加工精度，燃油噴射系統(tǒng)匹配及使用部門的維護保養(yǎng)和檢修等方面來綜合考慮采取措施。
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④ 采用壓力卸載式出油閥
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⑤噴油器偶件材料的選擇
隨著柴油發(fā)電機功率等級和強化程度的提高，噴油器偶件的材料選擇成為一個重要課題。因為真閥體的選材與其在柴油發(fā)電機中的工作溫度有及為密切的關(guān)系。以上這些是有關(guān)設(shè)計部門和生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)配件時采取的防穴蝕的必要措施。
結(jié)束語：通過對高強化柴油發(fā)電機燃油噴射系統(tǒng)出現(xiàn)的穴蝕顯現(xiàn)，穴蝕類型，穴蝕原因等進行的系統(tǒng)分析中可以看到，防止燃油噴射系統(tǒng)的穴蝕可通過結(jié)構(gòu)設(shè)計的改變，材料，熱處理，制造精度和使用單位的檢修和維護保養(yǎng)等五個方面綜合治理來提高燃油系統(tǒng)性能，經(jīng)濟性，可靠性和耐久性。
低負荷運行柴油發(fā)電機組會產(chǎn)生這些危險訊號！
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