浅析柴油机高压油泵柱塞副咬死故障.docxVIP

柴油机高压油泵是燃油喷射系统的重要组成部分，它的工作性能对柴油喷射系统的影响很大，它能够提高柴油的压力，根据发动机工作的时序、负荷，定时定量的向高压油轨内输送高压柴油，因此高压油泵也可以被称为柴油机的“心脏”。?

高压油泵正常工作时需要保证泵油压力能够使喷射器的喷射压力和雾化满足要求，高压油泵的供油量精确满足柴油机工作所需的数量，高压油泵的供油量与供油时间还需要能够调节，以保证各个气缸内的均匀供油。

图1高压油泵结构图

柱塞泵作为常用的高压油泵其结构如图1所示，其组成结构有凸轮轴、柱塞、挺柱、出油阀等。

其中柱塞与柱塞套是一对精密偶件，两者在加工过程中都需要进行精密研磨，配对后不能够进行互换，配对表面有很高的精度和较好的耐磨性，配对间隙通常为0.002-0.003mm。

由于柱塞副之间的间隙较小，因此高压油泵柱塞副经常会发生柱塞副“咬死”的故障。

一旦发生柱塞副“咬死”的现象，可能会导致一个或多个发动机气缸无法正常运行，甚至会发生严重的机损事故。

为了防止这些事故的发生，对柴油机高压油泵柱塞副“咬死”故障进行了分析，并给出预防措施和改进建议。

一、柱塞泵的工作原理

柱塞泵的柱塞圆柱面上开有切槽，该切槽通过柱塞上的径向孔与轴向孔和柱塞顶部连通；柱塞套上开有进油孔与回油孔，二者均与低压油腔连通。

柱塞泵的出油阀是一个单向阀，由于受到弹簧的作用力，阀上部的锥面和阀座紧密配合。

当停止供油时，出油阀可以将高压油路和柱塞副上端的空腔进行隔绝，有效的防止了高压油路的油液倒流回油泵内。

柱塞泵工作时，柱塞在底部凸轮和柱塞弹簧的共同作用下进行上下往复运动，从而实现泵油过程。

进油阶段，凸轮机构处于回程阶段，柱塞向下运动，柱塞上部的空间体积变大，压强减小，产生一定的真空度，当柱塞下行至进油孔打开后，油液通过油路进入柱塞上面的空腔（即泵油室），柱塞运动到最低时，进油过程结束。

在供油阶段，凸轮机构处于升程阶段，柱塞向上运动，燃油压力增大，一部分的油液经过油孔流回到泵油腔，当柱塞运动至上端面挡住柱塞套筒的进油孔上边缘时，柱塞上部的泵油腔成为一个密封油腔，柱塞继续向上运动，泵油腔内的压力迅速升高，当压力达到一定值时，出油阀开启，高压柴油通过出油阀后进入高压油轨，经由喷油器喷入气缸中燃烧。

在回油阶段，柱塞上的油槽与套筒上的回油孔连通，油压迅速下降，在弹簧的作用力下，出油阀迅速关闭，供油停止。

随着凸轮轴的不断转动，柱塞就这样不断的做着上下往复的周期运动。

二、柱塞偶件的“咬死”机理分析

图2柱塞副结构图

柱塞偶件由套筒和柱塞两部分构成（如图2所示），由上一部分所述可知，柱塞在套筒内上下往复运动产生泵吸作用。

柱塞工作时会产生热量，因此需要对柱塞进行冷却与润滑。

柱塞上部通过泵油腔的燃油进行冷却和润滑，柱塞的中部通过流入的少量燃油进行冷却与润滑，柱塞的下部则通过流入的少量润滑油进行冷却与润滑。

根据实际工作中的经验可知，柱塞偶件“咬死”现象常发生在柱塞中部与套筒内部油槽相配合的环面之间。

该部位如果不能很好的冷却或者有积垢时，就容易发生“咬死”故障。

柱塞偶件的在工作时处于高温、高压的工作环境中，往复运动会产生大量的热量，柱塞套筒是固定在泵体上的，所以柱塞套筒上的热量可以经由泵体传导出去，然而柱塞上的热量则无法传递，若无有效的散热措施，柱塞受热后会发生热变形，柱塞与柱塞套筒之间的间隙很小，柱塞热变形后与柱塞套筒接触，就会发生“咬死”。

三、柱塞偶件的“咬死”原因分析

对柱塞偶件不正确的使用会使柱塞偶件发生“咬死”，柱塞偶件之间的配合间隙非常小，在使用过程中，如果没有按照使用要求采用合适的润滑油就会使一些杂质进入套筒与柱塞之间的间隙，造成柱塞偶件的卡阻和咬死。

在对高压油泵的修理与装配过程中，也是柱塞偶件易发生损坏的过程。

柱塞偶件的表面清洁工作要在洁净的柴油中进行，不能用尖锐或锋利的工具对柱塞和套筒表面进行刮削，一旦配合表面被刮伤就会引起柱塞偶件的咬死和卡阻。

对出油阀螺帽进行预紧时，预紧力也不宜过大，如果预紧力过大的话会使柱塞套顶部受到较大的外载荷而发生变形，这样子也会造成柱塞偶件咬死。

柱塞偶件属于精密零部件，对于生产加工有着严格的要求。

一些质量较差的柱塞偶件产品，生产加工时可能未能严格按照加工精度的要求进行生产，造成柱塞与柱塞套之间的间隙比较小，使得在高压油泵的调试阶段就发生柱塞偶件咬死现象。

柱塞偶件的正常工作与良好的润滑条件密不可分，柱塞与套筒之间的微小间隙泄露的柴油即可对柱塞偶件进行润滑，柱塞与套筒进行相对运动，借助柴油的流体动力学特性产生一定的油压与外部载荷相平衡，在柱塞与套筒之间就建立起一层润滑油膜，该润滑油膜的存在保证了柱塞与套筒之间不会因为干摩擦而发生咬死，凡是有可能破坏润滑油膜的因素都会导致咬死故障。

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