5.4 喷油泵试验台的使用与维护
柴油发动机工作性能的好坏，在很大程度上与其喷油泵的供油量和供油均匀性、调速器的工作性能有着密切的关系。由于喷油泵的柱塞偶件属于高精密零件，喷油泵工作性能好坏仅凭个人经验和人工调整是难以满足发动机正常工作要求的。通常在检修柴油发动机时，用喷油泵试验台对喷油泵进行测试和调整。喷油泵主要测试和调整的内容如下：
①喷油泵各缸供油量和供油均匀性调整；
②喷油泵供油起始时刻及供油间隔角度调整；
③喷油泵密封性检查；
④调速器工作性能检查与调整；
⑤输油泵试验。
5.4.1 喷油泵试验台的结构
柴油发动机喷油泵试验台的结构如图5-67所示。主要由液压无级变速器、变速箱、燃烧系统、量油机构及动力传动系统等组成。
图5-67 柴油发动机高压油泵试验台的结构示意图
1—集油箱；2—照明灯；3—标准喷油泵；4—万向节；5—刻度盘；6—变速箱；7—调压阀；8—液压马达；9—转速计数器；10—增速手轮；11—传动油油温表；12—高压压力表；13—低压压力表；14—燃油油温表；15—试验台上壳体；16—调速手柄；17—试验台下壳体；18—试验台底座；19—换挡手柄；20—传动油管；21—传动油箱；22—吸油阀；23—液压无级变速器油泵；24—联轴器；25—加温阀；26—燃油泵；27—电动机；28—垫块；29—燃油箱；30—电气箱
（1）液压无级变速器
液压无级变速器的结构如图5-68所示，主要由油泵、液压马达、油管、吸油阀、偏心调节螺杆等部分组成。油泵和液压马达的结构相同，都为变量叶片泵。
图5-68 液压无级变速器的结构示意
1—吸油盘；2，5—外、内滑柱；3—叶片；4—叶片弹簧；6—转子；7—滑环；8—侧圈；9—中圈；10—滑动板；11—马达调速螺钉；12—手轮；13—油泵调速螺钉；14—链轮；15—前固定板；16—分配轴；17—后固定板
液压油泵在电动机的带动下，从液压油油箱和液压马达中吸入压力油，经管路、限压阀送入液压马达，驱动液压马达克服负载的阻力而工作，然后经管路流回液压油泵，油泵重新将液压油泵入液压马达，从而形成一个封闭的循环系统，如图5-69所示。
图5-69 液压无级变速器工作原理
1—液压马达；2—限压阀；3—油泵；4—吸油阀；5—液压油油箱
在这一封闭循环系统中工作时，只有少量的液压油从油泵和液压马达的间隙处泄漏回油箱。泄漏的液压油由油泵从油箱中经吸油管、吸油阀吸入来补偿。输油管路上的限压阀起安全阀的作用，以防止系统因油压过高而遭到损坏。
（2）变速箱
变速箱与液压无级变速器的液压马达相连接，其输入轴即是液压马达的输出轴，输出轴为试验台的输出轴，其结构如图5-70所示。
图5-70 变速箱结构示意图
1—变速箱工作台；2—试验台输出轴；3—刻度盘；4—换挡手柄；5—马达输出轴；6—注油弯头；7—放油螺塞；8—传感器
该变速箱有低速和高速两个挡位。低速挡使输出轴转速下降而输出扭矩增大，高速挡则相反。因此实际操作时，应根据所调试喷油泵的类型来选择变速挡位。一般低速挡用于调试低速大功率发动机的喷油泵，而高速挡用于调试高速小功率发动机的喷油泵。
试验台输出轴上装有一刻度盘，用以确定和调整喷油泵喷油起始时刻和各缸喷油间隔角度，同时，利用其惯性以稳定输出轴转速。刻度盘上装有无间隙弹片联轴器，用它来连接并驱动被测试的喷油泵。
（3）燃油系统
燃油系统的作用是提供一定压力和温度的燃油。燃油系统流程图如图5-71所示。
图5-71 燃油系统流程图
1—油箱；2—粗滤清器；3—精滤清器；4—油泵；5—调压阀；6—溢流阀；7—0～0.4MPa压力表；8—0～4MPa压力表；9—油温表；10—供油接头；11—真空接头；12—吸油接头；13—燃油加热器；14—真空阀；15—带轮；16—电动机
燃油的工作循环如下：燃油油箱→粗滤清器→精滤清器→油泵
→1）吸油接头→燃油箱
2）真空接头
3）燃油回油箱
4）调压阀→①压力表（0～0.4MPa）
②压力表（0～4MPa）
③油温表（0～100℃）
④溢流加热→油箱
⑤回油至油箱
⑥供油接头（快速接头）→附件油管→被测试的喷油泵→标准喷油器→回油至油箱
（4）量油机构
量油机构是测量被测试喷油泵各缸供油量的机构。它由集油箱体、立柱、旋转臂、标准喷油器、量油筒板及量油筒、量油自动切断装置等组成，其结构如图5-72所示。
图5-72 量油机构的结构示意图
1—旋转臂；2—集油箱体；3—量油筒板；4—量油筒；5—断油盘；6—电磁铁；7—升降螺杆；8—立柱；9—标准喷油器
（5）动力传动系统
试验台的动力传动系统的构成如图5-73所示。
图5-73 动力传动系统的构成
1—电动机；2—联轴器；3—液压无级变速器油泵；4—液压马达；5—高速挡主动齿轮；6—低速挡主动齿轮；7—增速手轮；8—双联齿轮；9—刻度盘；10—调速手柄；11—带轮；12—燃油泵
动力传动系统的传递过程：电动机通过带轮带动燃油泵，使燃油系统工作。同时电动机经过联轴器带动液压无级变速器中的液压油泵转动，将液压油送入液压马达，从而使液压马达旋转。调速手柄和增速手轮分别调节油泵和液压马达的进出油量，以改变各自的转速。液压马达输出轴带动变速箱，最终使带有刻度盘的输出轴传动。通过该轴来带动被测试的喷油泵，从而对喷油泵进行检测。刻度盘后面有计数槽，通过转速传感器将转速信号送入计数器，并显示出转速。
5.4.2 喷油泵试验台的使用
（1）喷油泵供油时间的检测与调整
①将喷油泵安装到试验台上，封住回油口，连接进油管，将供油齿杆固定在供油位置上，拧松油泵上的放气螺钉，启动试验台，排尽空气，拧紧放气螺钉。
②将试验台供油压力调至2.5MPa。
③调整量油筒高度，连接标准喷油器的高压油管。
④将调速器上的操纵臂置于停油位置，拧松标准喷油器上的放气螺钉，启动试验台，此时标准喷油器的回油管应有大量的回油。
⑤将调速器上操纵臂置于全负荷位置，同时使第一缸柱塞处于下止点位置，用专用扳手按油泵工作旋转方向缓慢、均匀地转动刻度盘，并注意从标准喷油器回油管接口中流出的燃油流动情况。当回油管口的油刚停止流出时（此时柱塞刚好封闭进油孔），即为第一缸的供油始点，由刻度盘上可读取供油提前角。如不符合要求，可通过旋转挺杆上的调节螺钉或增减垫片厚度的方法进行调整。
⑥以第一缸供油始点为基准，根据发动机的汽缸数和喷油泵的工作顺序，按照上述方法检查和调整各缸供油间隔角度。其要求是相邻两缸供油间隔角度偏差不大于±0.5°。
（2）喷油泵各缸供油量检测与调整
喷油泵各缸的调整项目：额定转速供油量、怠速供油量、启动供油量。由于喷油泵各缸供油量的均匀程度与柴油机的工作平稳性有着密切关系，因此喷油泵试验时，要对各缸供油量的均匀度进行测算，其计算公式如下：
各缸供油不均匀度=[（最大供油量-最小供油量）/平均供油量]×100%
平均供油量=[（最大供油量+最小供油量）/2]×100%
各缸平均供油量误差不得大于5%。调整供油量前，要求调节齿杆与齿圈、齿圈与控制套筒（或调节拉杆与拨叉）的安装位置，保证其正确无误。
1）额定转速供油量的调整
①将喷油泵转速提高到额定转速，使油门操纵臂处于最大供油位置。
②在转速表上预置供油次数为200次，量油筒口对准集油杯下口。
③按下转速表上计数按钮，开始供油并计数，供油停止后读取各量油筒中的油量。
④各缸供油不均匀度应小于3%，不符合规定时应进行调整。具体方法是：松开齿圈（或拨叉）紧固螺钉，将柱塞控制套筒相对于齿圈转动一个角度，以改变柱塞与柱塞套筒之间的相互位置，从而实现供油量的调整。对于采用拉杆拨叉式的，则是通过改变拨叉与拉杆的距离来进行调整。
2）怠速供油量的调整
①调整好额定转速供油量与供油不均匀度后，使喷油泵在怠速转速下运转。
②在转速表上预置供油次数为200次，量油筒口对准集油杯下口。
③缓慢向增加供油方向扳动旋转臂，当标准喷油器开始滴油时，固定旋转臂，按下计数钮，供油开始并计数，停止供油后读取各量油筒中的油量。
④各缸怠速供油不均匀度一般不大于20%～30%，如不符合，可按前述方法进行调整。
3）启动供油量的调整
①将试验台转速调整至180r/min。
②将喷油泵操纵臂置于最大供油位置。
③按照上述的方法，测量出各缸的供油量。
④启动供油量一般为额定供油量的150%以上，不符合时，按前述方法调整。
注意：每次倒空量油筒中的燃油时，应停留30s以上。在调整喷油泵供油量时，应以保证额定转速供油量均匀度为主。
（3）调速器的调整
调速器的作用是控制柴油发动机因喷油泵的速度特性而产生的工作不稳或“飞车”等现象。其工作性能不良时，会导致柴油发动机熄火或工作不稳，严重时会产生“飞车”，从而发生严重的机械故障。因此在调试喷油泵时，对调速器也要进行调整。柴油发动机调速器调整的具体内容如下。
①高速启动作用点的调试 启动试验台，使喷油泵转速由低到高逐渐接近额定转速，并将喷油泵操纵臂推至最大供油位置（推到底），然后缓慢增加喷油泵转速，同时注意观察供油调节齿杆位置的变化情况。在供油调节齿杆开始向减小供油量方向移动时的转速，即为调速器高速启动作用点的转速。为保证获得规定的额定转速，而又不致过多地超过规定值，一般是将高速启动作用点的转速调至较额定转速高出10r/min为好（指凸轮轴的转速）。调整方法是改变调速弹簧预紧力。
②低速启动作用点的调试 启动试验台，使喷油泵在低于怠速转速下运转，然后缓慢转动操纵臂，当喷油泵刚刚开始供油时，固定操纵臂，并逐渐提高喷油泵转速，同时注意观察供油调节齿杆位置变化情况。当供油调节齿杆开始向减少供油方向移动时的转速，即为低速启动作用点的转速，其值不得高于怠速转速规定值。
③全负荷限位螺钉的调整 旋松全负荷限位螺钉，并使喷油泵以额定转速运转，然后将操纵臂缓慢向增加供油量的方向移动，当供油调节齿杆达到最大行程时，停止移动操纵臂，这时拧入全负荷限位螺钉，使其与操纵臂上的扇形挡块相接触即可。
④怠速稳定弹簧的调整 由于柴油发动机怠速运转时，调速器的飞块离心力很小，不能立刻将供油调节齿杆推向增加供油量方向。而怠速稳定弹簧的作用就是协助调整怠速的灵敏度。通常在稳定怠速工况时，怠速稳定弹簧应能够将供油调节齿杆向增加供油方向推进0.5mm。不符时，可通过调节怠速稳定弹簧的预紧力调整螺钉来达到。
⑤停止供油限位螺钉的调整 在怠速稳定弹簧调好后，停止喷油泵的运转，这时供油调节齿杆将向增加供油方向移动一个距离，然后转动操纵臂，使供油调节齿杆处于完全停止供油的位置，此时旋入停止供油限位螺钉，使其与操纵臂轴上的扇形挡块相接触，最后将停止供油限位螺钉的锁紧螺母拧紧。
5.4.3 喷油泵试验台的维护
（1）试验台的安装和试车
①试验台应安装在干燥、不与腐蚀气体接触、不易受到风沙尘土侵袭的房间里。工作台面应保证水平安置，环境温度要求在-5～40°C之间。
②试验台所用电源为三相380V、50Hz的工频交流电。为了保证电动机转速稳定，输入电压不得低于350V，且需保持电压恒定。同时，电源的连接应保证喷油泵按规定的转动方向旋转，否则，喷油泵会损坏。
③进行试验前，要仔细清除喷油泵试验台上的防锈油，并在一切需要注油的地方注入规定的油料。
a.燃油箱中应注满经48h以上沉淀的轻质0号柴油。
b.在试验台传动油箱和液压无级变速器中加入经过一定时间沉淀过滤的30号或46号汽轮机油。液压无级变速器从传动油管上的油温表接头或放气螺钉处加油。加油时，变速箱挂上挡位，一边用专用扳手正、反方向来回转动刻度盘，一边注油，直到注满为止。最后将油温表接头或放气螺钉拧紧。不可将油直接加入无级变速器内，否则会使试验台损坏。喷油泵试验台若间隔较长时间再使用时，应先按照上述方法加注液压油。传动油箱内的油面应高于吸油阀体为佳。
c.变速箱内应加注40号或50号机械油，油面不低于油弯管。
d.为了冷却燃油，试验台必须检查各连接部位的紧固可靠性，尤其是万向节螺钉需紧固可靠，罩好防护罩。试验台高速空转时，应拆下万向节，以防出现事故。
e.喷油泵的进油、回油口要用油管与试验台的供油、回油口连接可靠，以防漏油。
f.喷油泵的联轴器应用万向节的2只拨块夹紧。夹紧螺栓的扭力为110N·m。
g.启动试验台时，应先将调速手柄转到一定位置，使其零位压板触及行程开关，从而使常开触点闭合，方可按下启动按钮，使电动机运转。
h.电动机启动后，转动调速手柄，使试验台输出轴转速由低逐渐升高，并检查各部位工作情况。液压无级变速器不得有异响，各管路接头不得有渗漏现象。
i.停车时，应将调速手柄调回到原位，在输出轴停止转动后，方可按下停止按钮。
图5-74所示为试验台操纵手柄及各按钮开关位置示意图。
图5-74 试验台操纵手柄及各按钮开关位置示意图
1—手轮；2—照明灯；3—刻度盘；4—换挡手柄；5—调压阀；6—增速手轮；7—转速计数器；8—放气螺塞；9—升降螺杆；10—标准喷油器；11—启动按钮；12—停止按钮；13—调速手柄；14—节流阀手轮；15—回油管
（2）试验台的维护
1）标准喷油器的检查与调整 为了保证喷油泵试验台的测试精度，应经常检查标准喷油器的开启压力。其开启压力应为17.5～17.7MPa。同时检查各标准喷油器出油量的均匀性。其检查方法是：先调整开启压力，然后在试验台上用标准喷油泵的某一只柱塞副在同一个计数次数、同一转速、相同齿条位置的条件下，逐个检查其流量是否均匀。若有差异，可通过调整开启压力来校正，如果无法校正，则更换标准喷油器。
2）液压无级变速器的维护
①液压无级变速器内的液压油量要经常检查，其要求和加注方法见前面所述。第一次换油在其工作200h后，以后每工作1200h更换一次。油箱要密封良好，以防其他油、水和污物渗入到液压无级变速器内。
②液压油泵和液压马达的限位螺钉不可随意转动，否则液压油泵和液压马达会损坏。
③启动电动机前，最好先用专用扳手旋转刻度盘，直到电动机、燃油泵同时转动时，再启动电动机运转。
3）燃油系统的维护
①试验用燃油每工作400h或调试500只喷油泵后应更换新油，在更换的同时用煤油清洗油箱和滤清器。
②调压阀和真空阀手轮不论正转、反转，拧到底后不可再用力拧，以防损坏机件。
③燃油泵传动带松紧度的调整。松开燃油泵安装板上的2颗螺钉，移动安装板，即可调整传动带的松紧度（皮带规格：B-1000）。
④燃油泵带轮的轴承每隔一年左右加注一次二硫化钼润滑脂。
4）变速箱的维护 变速箱内的润滑油大约工作400h或半年左右更换一次。试验台在运转过程中严禁更换挡位，以防损坏无级变速器和变速箱齿轮。
5）集油盘的维护 集油盘要经常放油清理。