第三章_燃油噴射與燃燒

1、第三章第三章 燃油噴射與燃燒燃油噴射與燃燒 本章的重點(diǎn)：噴油設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)組 成、檢查調(diào)整、主要故障及管理。 本章的難點(diǎn)：供油規(guī)律、噴油規(guī)律及影響因 素，回油閥調(diào)節(jié)式噴油泵的檢查與調(diào)整，燃 燒過程、影響因素及控制措施。 主要內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 燃油燃油 第二節(jié)第二節(jié) 燃油的噴射和霧化燃油的噴射和霧化 第三節(jié)第三節(jié)噴油設(shè)備噴油設(shè)備 第四節(jié)第四節(jié)可燃混合氣的形成可燃混合氣的形成 第五節(jié)第五節(jié)燃油的燃燒燃油的燃燒 第一節(jié)第一節(jié) 燃油燃油 一、燃油的成分及組成 碳 燃油大量來自石油產(chǎn)品。石油 故稱為烴類化合物 氫 提煉燃油工藝： 蒸餾、裂化、催化裂化、加氫裂化。 常壓蒸餾：（360-370 ）可

2、分離汽油、煤油、輕柴油、重柴油。 蒸餾 減壓蒸餾：（410） 分離出重柴油和潤(rùn)滑油。 脂肪烴 自燃溫度低，自燃性能好，易燃燒。 烴 環(huán)烷烴 自燃溫度較脂肪烴高，自燃性能也比脂肪烴差。 芳香烴 自燃溫度最高，自燃性能差，易結(jié)碳，不宜作為燃料。 二、燃油的理化性能指標(biāo)及其影響因素 燃油的質(zhì)量指標(biāo)： 影響燃油燃燒性能指標(biāo)（十六烷值、柴油指數(shù)、餾程、發(fā) 熱 值、密度和粘度）； 影響燃燒產(chǎn)物構(gòu)成指標(biāo)（硫分、灰分、瀝青分、殘?zhí)恐怠?釩和鈉的含量）； 影響燃油管理工作指標(biāo)（粘度、密度、閃點(diǎn)、凝點(diǎn)、濁點(diǎn)、 傾點(diǎn)、水分、機(jī)械雜質(zhì)）。 1十六烷值 表示自燃性能的指標(biāo)。十六烷值越高，其自燃性能越好，但 應(yīng)適當(dāng)。 十

3、六烷值過低，會(huì)使燃燒過程粗暴，甚至在起動(dòng)或低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 難以發(fā)火； 十六烷值過高，易產(chǎn)生高溫分解而生成游離碳，致使柴油機(jī)的 排氣冒黑煙。 通常高速柴油機(jī)使用的燃油十六烷值在4060之間，中速柴油 機(jī)在3550之間，低速機(jī)十六烷值應(yīng)不低于25。 2柴油指數(shù) 3餾程 餾程就是在某一溫度下燃油所能蒸發(fā)掉的百分?jǐn)?shù)，它表明了燃 油的蒸發(fā)性，也表明燃油輕重餾分的組成。輕餾分的蒸發(fā)速度 比重餾分快，能與空氣較快混合，滯燃時(shí)間短，燃燒較快。 4粘度 粘度表示流體的內(nèi)摩擦，即燃油流動(dòng)時(shí)分子間阻力的大小。燃 油的粘度通常以動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度、條件粘度等表示。 絕對(duì)粘度： 動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度 粘度 恩氏粘度 相對(duì)粘度

4、： 雷氏粘度 塞氏粘度 燃油的粘度對(duì)于燃油的輸送、過濾、霧化和燃燒有很大影響。 粘度過高，不但輸送困難、而且不利燃油霧化，使燃燒不良； 粘度過低，則會(huì)造成噴油泵柱塞偶件、噴油器針閥偶件潤(rùn)滑不 良而加快磨損。壓力和溫度對(duì)燃油的粘度影響很大，壓力增加， 粘度增加；溫度增加，粘度下降。 5熱值 lkg燃油完全燃燒時(shí)所放出的熱量稱為燃油的熱值。重油的基 準(zhǔn)低熱值Hu=42000kJ/kg，輕油的Hu=42700kJ/kg。 6硫分 （1）液態(tài)下對(duì)燃油系統(tǒng)的部件有腐蝕作用；（2）燃燒產(chǎn)物中 的SO2和SO3，在高溫下呈氣態(tài)，直接與金屬作用發(fā)生氣體腐 蝕；（3）SO3和水蒸氣在缸壁溫度低于它們的露點(diǎn)時(shí)會(huì)生

5、成硫 酸附在缸壁表面，產(chǎn)生“低溫腐蝕”。 7灰分 8釩、鈉含量 釩、鈉等金屬燃燒后生成的低溶點(diǎn)的化合物，當(dāng)缸壁和排氣閥 表面溫度過高而超過這些化合物的熔點(diǎn)時(shí)，它們就會(huì)熔化附著 在金屬表面上，并與金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕金屬，形成 “高溫腐蝕”。 9機(jī)械雜質(zhì)和水份 機(jī)械雜質(zhì)可使噴油器的噴孔堵塞。致使供油中斷，加劇油泵 的磨損。 水分會(huì)降低燃油發(fā)熱值 10瀝青分 燃油中瀝青重量的百分?jǐn)?shù)叫瀝青分。瀝青難燃燒，使排氣冒 黑煙，易積炭。 11殘?zhí)恐?表示燃油在燃燒過程中形成炭渣的傾向。并不表示結(jié)碳的數(shù) 值。結(jié)碳使熱阻增加，引起過熱、磨損。 12閃點(diǎn) 閃點(diǎn)有開口和閉口兩種。開口閃點(diǎn)要比閉口閃點(diǎn)高2030

6、。 船用柴油機(jī)燃油的閃點(diǎn)一般為60-65。 13凝點(diǎn)、濁點(diǎn)、傾點(diǎn)： 表明低溫流動(dòng)性的指標(biāo)。 凝點(diǎn)：燃油冷卻到失去流動(dòng)性時(shí)的最高溫度。 濁點(diǎn)：燃油開始變得混濁時(shí)的溫度。 傾點(diǎn)：油尚能保持流動(dòng)性的最低溫度。 一般燃油的傾點(diǎn)高于凝點(diǎn)35，濁點(diǎn)高于凝點(diǎn)510。燃 油的最低使用溫度應(yīng)高于濁點(diǎn)35。濁點(diǎn)傾點(diǎn)凝點(diǎn)。 14密度 相對(duì)密度：燃油在20時(shí)的密度與4時(shí)水的密度之比。 密度對(duì)燃油使用的意義：（1）在裝載燃油時(shí)可根據(jù)燃油密度 和油艙容積計(jì)算裝載量。（2）可根據(jù)燃油密度正確選擇分油 機(jī)的比重環(huán)。一般分油機(jī)允許的最高分離密度為0.991g/cm3 （3）當(dāng)換用不同密度的燃油時(shí)，由于噴油泵的循環(huán)供油量不 同（

7、油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不變）柴油機(jī)轉(zhuǎn)速將相應(yīng)變化。 三、燃油牌號(hào)與選用 1國(guó)內(nèi)： 輕柴油：按凝點(diǎn)不同分為10號(hào)、 5號(hào)、 0號(hào)、-10號(hào)、 -20號(hào)、-35號(hào)及-50號(hào) 重柴油：按凝點(diǎn)不同分為10號(hào)、20號(hào)及30號(hào) 燃料油：按37.8時(shí)的雷氏一號(hào)粘度值區(qū)分其牌號(hào) 渣油： 按80時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度作為其牌號(hào) 2國(guó)外： 船用輕柴油 應(yīng)急發(fā)電機(jī)和救生艇柴油機(jī) 船用柴油 作副柴油機(jī)和主機(jī)機(jī)動(dòng)操縱時(shí) 中間燃料油 用于各類大功率中速機(jī)及低速機(jī)。 船用燃料油 用作新型低、中速主機(jī)的燃油及船 用鍋爐燃油 四、燃油燃燒的熱化學(xué) 1完全燃燒1kg燃料的理論空氣需要量 2過量空氣系數(shù) 實(shí)際供給的空氣與理論空氣需要量的比值稱燃燒過量

8、空氣系數(shù)。即： 顯然，柴油機(jī)在正常工況時(shí)總是大于1。 是一個(gè)很重要的燃燒過程性能指標(biāo)、工作參數(shù)，它對(duì)性能的影響表現(xiàn)在： （1）小，表示相對(duì)一定的氣缸進(jìn)氣量，氣缸噴油量較多，因而氣缸強(qiáng)化 程度高，單位氣缸工作容積作功能力大，平均有效壓力Pe較高，但氣缸熱負(fù) 荷大，排溫高，經(jīng)濟(jì)性下降。當(dāng)氣缸容積、進(jìn)氣狀態(tài)和掃氣系數(shù)s一定時(shí)， 每循環(huán)充入氣缸的空氣量一定。小，意味著每循環(huán)能燃燒的油量多，發(fā)出 的功率也大。因此，柴油機(jī)在標(biāo)定工況下能以較小的良好運(yùn)轉(zhuǎn)，說明氣缸 容積的利用程度高，混合質(zhì)量好。 0 L L （2）不同機(jī)型 值不同：高速機(jī)值低速機(jī)； 增壓機(jī)值非增壓機(jī)； 四沖程機(jī)二沖程機(jī)。 增壓、低速、二沖程

9、的值最大。 （3）燃燒室內(nèi)不同地區(qū)的值不同： 油束內(nèi)部：0 油束內(nèi)部 外部周邊，值逐漸增加。 燃燒室周邊無油區(qū) 思考題： 1值的概念。 2燃油的理化性能指標(biāo)及其影響因素有哪些？ 第二節(jié)第二節(jié) 燃油的噴射和霧化燃油的噴射和霧化 一、燃油噴射系統(tǒng)概述 1燃油的噴射系統(tǒng)的類型 柱塞泵式 現(xiàn)代船舶上最用的一種。 直接作用式 泵-噴油器式 類型 分配式 液壓伺服式 間接作用式 高壓泵系統(tǒng) 電子噴射系統(tǒng) 2、對(duì)噴射系統(tǒng)的要求 （1）定時(shí)噴射 （2）定量噴射 （3）定質(zhì)噴射 此外，工作穩(wěn)定可靠，無泄漏，便于管理。 3、柱塞泵式噴射系統(tǒng)的基本組成： 噴油泵、高壓油管、噴油器。 4、電控噴射系統(tǒng)的基本組成：共軌

10、油泵、共軌油管、伺服油泵、 噴油器及電子控制器等 其作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油噴射始點(diǎn)、噴射壓力、噴油持續(xù)時(shí)間的有 效控制，以達(dá)到優(yōu)化燃燒過程、降低燃燒消耗率和降低柴油機(jī) 排放、改善柴油機(jī)的起動(dòng)、換向、加速和降低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速等性能。 主要特點(diǎn)是（1）優(yōu)化燃燒過程（2）適用多種燃油（3）適應(yīng)不 同環(huán)境溫度（4）專速微調(diào)化（5）操作靈敏化。 二、燃油的噴射過程 圖為噴射過程的示波圖。 圖中a)為噴油泵出口壓力 曲線；b)為噴油器進(jìn)口壓 力曲線；而c)則為噴油器 針閥升程曲線；橫坐標(biāo) 均為曲柄轉(zhuǎn)角。按噴射 過程的特征可將其分為 噴射延遲、主要噴射及 滴漏三個(gè)階段。 1噴射過程的三個(gè)階段 1）噴射延遲階段 從噴油泵

11、供油始點(diǎn)（OH）到噴油始點(diǎn)（Ou）為止的第階段為噴 射延遲階段。 噴油泵供油始點(diǎn)，噴油器并未抬起噴油，直到噴油器內(nèi)壓力升高到啟 閥壓力時(shí)，燃油才噴入氣缸。因此噴油提前角小于供油提前角。 噴油提前角：噴油器開始噴油瞬時(shí)曲軸與上止點(diǎn)之間的夾角。對(duì)柴油 機(jī)燃燒過程有直接影響。 供油提前角：噴油泵開始供油瞬時(shí)曲軸與上止點(diǎn)之間的夾角。能進(jìn)行 檢查和調(diào)整。 造成噴射延遲的原因：（1）燃油的可壓縮性（2）高壓油管的彈性 （3）高壓系統(tǒng)的節(jié)流。 影響噴射延遲階段長(zhǎng)短的主要因素是：高壓油管特性參數(shù)、噴油器針 閥的啟閥壓力、柴油機(jī)的工況以及噴油泵出油閥和噴油器針閥的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)等。 2）主要噴射階段 從噴油始點(diǎn)（O

12、u）到供油終點(diǎn)（KH）的第階段為主要噴射 階段。 本階段內(nèi)噴油壓力繼續(xù)升高，燃油是在不斷升高的高壓下噴入 氣缸，本階段的長(zhǎng)短主要取決于柴油機(jī)負(fù)荷，負(fù)荷愈大，本階 段愈長(zhǎng)。 3）滴漏階段 從供油終點(diǎn)（KH）到噴油終點(diǎn)（Ku）的第階段為滴漏階 段。 在這階段中，噴油器中的壓力從最高噴油壓力pmax一直下降到 針閥落座壓力pK。燃油是在不斷下降的壓力作用下噴入氣缸， 使燃油霧化不良，甚至產(chǎn)生滴漏現(xiàn)象。因此應(yīng)力求使此階段縮 短到最小限度。 2噴射過程的壓力波 在噴射過程中，噴射系統(tǒng)中將發(fā)生很大的壓力變化，形成較強(qiáng) 的壓力波，造成噴射過程中燃油壓力波的原因有： （1）噴射過程是高壓系統(tǒng)內(nèi)壓力巨變的過程（

13、2）燃油的可壓 縮性（3）高壓油管的彈性產(chǎn)生容積變化。 三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律 燃油的噴射質(zhì)量通?？蓮娜加偷撵F化質(zhì)量及噴油規(guī)律兩個(gè)方 面來評(píng)價(jià)，而噴油規(guī)律主要由供油規(guī)律來控制。 1概念： 噴油器單位凸輪轉(zhuǎn)角的噴油量dgn/d 隨凸輪軸轉(zhuǎn) 角的變化規(guī)律。 噴油泵單位凸輪轉(zhuǎn)角的供油量dgn/d 隨凸輪軸轉(zhuǎn)角的 變化規(guī)律。 2影響噴油規(guī)律的因素 （1）凸輪型線和有效工作段 在柱塞有效行程和供油始點(diǎn)相同的情況下，凸輪外 形越陡，油壓上升越快，供油速度越大，噴油延遲角 和噴油持續(xù)角就越小。 當(dāng)凸輪外形確定后，就要選擇凸輪有效工作段的位置。 為了獲得較短的噴油時(shí)間和必需的噴油壓力，一般將 凸輪的有效工作段

14、選在柱塞運(yùn)動(dòng)的高速部分，以減小 噴油持續(xù)角，提高霧化質(zhì)量。 （2）柱塞直徑和噴孔直徑 在不改變柱塞行程和供油量而增大柱塞直徑時(shí)， 供油速度增大，噴油延遲角和持續(xù)角均減小，當(dāng)噴油 器的噴孔數(shù)不變而噴孔直徑減小時(shí)，由于噴油阻力的 增加使噴油持續(xù)角增大，而每度凸輪轉(zhuǎn)角的噴油量減 小。此時(shí)，由于高壓油管中的壓力增高，容易產(chǎn)生重 復(fù)噴射。 （3）高壓油管尺寸 高壓油管愈長(zhǎng)，噴油延遲角大而噴油持續(xù)角基本 不變。為了使各缸噴油規(guī)律一致，應(yīng)盡可能使各缸的 高壓油管長(zhǎng)度相同。 （4）柴油機(jī)負(fù)荷與轉(zhuǎn)速 當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速及噴油定時(shí)不變時(shí)，若增大負(fù)荷，其噴 油始點(diǎn)基本不變而噴油終點(diǎn)改變，并且增加了后半期 的噴油量。 當(dāng)柴

15、油機(jī)負(fù)荷及噴油定時(shí)不變而改變轉(zhuǎn)速時(shí)，隨著轉(zhuǎn) 速的增加，相應(yīng)每度凸輪轉(zhuǎn)角的時(shí)間縮短，故噴油延 遲角和噴油持續(xù)角均加大，而每度凸輪轉(zhuǎn)角的噴油量 減少。 四、異常噴射 正常：一個(gè)工作循環(huán)，針閥只啟閉一次，針閥升曲 線呈梯形，高壓油管中剩余壓力基本相同。 1重復(fù)噴射（二次噴射） 1）概念：當(dāng)噴油泵供油結(jié)束，噴油器針閥落座后 又重新被油壓抬起的噴射現(xiàn)象稱為重復(fù)噴射，又叫二 次噴射。 2）原因：（1）高轉(zhuǎn)速大負(fù)荷工況（2）噴油器噴 孔部分堵塞，（3）出油閥卸載容積不足，（4）換用 了內(nèi)徑和長(zhǎng)度較大或剛性較小的高壓油管（5）噴油 器啟閥壓力較低。 3）危害：會(huì)使噴油持續(xù)角變大，霧化質(zhì)量降低，致 使燃燒惡化、

16、后燃嚴(yán)重、排溫升高、機(jī)件過熱、燃燒 室結(jié)碳、排氣冒黑煙等，從而降低了柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性 和可靠性。 4）防止措施 2斷續(xù)噴射 1）概念：在噴油泵的一次供油期間，噴油器針閥斷續(xù)啟閉的 噴射過程。 2）原因：斷續(xù)噴射容易發(fā)生在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷工況。此時(shí)供油 泵的供油量小于噴油器的噴油量和充填針閥上升空間所需油量 之和。 3）危害：增加針閥偶件磨損。 3不穩(wěn)定噴射和隔次噴射 1）概念：是指噴油泵持續(xù)工作，但各循環(huán)的噴油量不均的情 況。其極端情況是隔次噴射，即噴油泵每供兩次油噴油器才噴 一次油。 2）原因：（1）低速低負(fù)荷工況。（2）噴油設(shè)備偶件過度磨 損。 3）危害：轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，造成低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)停車。 4

17、滴漏 五、最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 能使柴油機(jī)各缸均勻發(fā)火的最低轉(zhuǎn)速。 船用柴油機(jī)：低速機(jī)：30nb，中速機(jī)：40nb， 高速機(jī)：45nb。 六、燃油霧化 1概念：燃油在很大壓差作用下，高速流經(jīng)噴孔， 由于噴孔的擾動(dòng)作用及缸內(nèi)壓縮空氣的阻力作用，使 噴出的燃油分裂成由細(xì)小的油粒組成的圓錐形油束， 這些油粒在燃燒室內(nèi)進(jìn)一步分散與細(xì)化的過程稱為霧 化。由此可知，影響燃油霧化的因素主要是噴出燃油 的強(qiáng)烈擾動(dòng)與缸內(nèi)壓縮空氣對(duì)燃油的阻力。 霧化質(zhì)量和噴油規(guī)律是判斷噴射質(zhì)量好壞的兩大因素。 2 2）油束質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）油束質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （1）射程L：標(biāo)志油束前端在空氣中的貫穿深度（貫穿距 離）；L小，則油束不能布滿燃燒室全部容

18、積，距噴油器遠(yuǎn)處 空氣不能充分利用；L大，則部分油噴在燃燒室低溫壁面，使 燃燒不完全，易積炭。 （2）錐角：標(biāo)志油束的緊密（疏密）程度或擴(kuò)散程度； 大，則擴(kuò)散能力強(qiáng)，油粒細(xì)，分布散，與空氣接觸面大，有 利于混合氣形成；大小與噴油器結(jié)構(gòu)有關(guān)。 （3）霧化細(xì)度：油粒平均直徑，小，則細(xì)度好；低速機(jī) =20-30m；高速機(jī)=10-20 m。 （4）霧化均勻度：油粒直徑的變化范圍或油粒直徑的相同程 度；最小直徑平均直徑；越小，則均勻度越好；各 種直徑油粒的百分?jǐn)?shù)x：當(dāng)平均直徑的油粒為80%為最佳。 3 3）影響霧化質(zhì)量的主要因素）影響霧化質(zhì)量的主要因素 （1）噴油壓力：油壓越高，則L越大，越大，越 小，

19、x越大，霧化質(zhì)量越好；但油壓過高時(shí)，L過大， 過小，使燃燒過程粗暴，冒煙和結(jié)炭，同時(shí)油管承 受不了，噴孔易磨損。 （2）噴孔直徑：減小時(shí)，越大，細(xì)度越好，但L越 ??；增大時(shí)，越小，細(xì)度越差，但L越大；因此要合 適，與燃燒室匹配。噴孔長(zhǎng)徑比越大，L越小，所以不 論是噴孔堵塞或磨損都不好。 （3）燃油品質(zhì)：粘度和密度越大，越小，L越大， 霧化質(zhì)量降低； （4）噴射背壓：背壓越高，越大，細(xì)度越好，但L 越小。 思考題： 1對(duì)燃油噴射系統(tǒng)有何要求？ 2造成燃油噴射延遲的主要原因有哪些？ 3何謂二次噴射？有何危害？造成二次噴射的原因 有哪些？ 4什么叫霧化？表征噴柱的油束特性的指標(biāo)有哪些？ 5為什么柴油

20、機(jī)在高速時(shí)較穩(wěn)定，而在低速時(shí)易不 穩(wěn)定？ 第三節(jié)第三節(jié) 噴油設(shè)備噴油設(shè)備 現(xiàn)代船舶柴油機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)絕大多數(shù)采 用柱塞泵式直接噴射系統(tǒng)，其主要組成部件 是噴油泵和噴油器。噴油泵為高壓柱塞泵，根 據(jù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的不同，高壓柱塞泵又分為回油孔 調(diào)節(jié)式和回油閥調(diào)節(jié)式兩大類。而噴油器均為 液壓?jiǎn)㈤y式。 一、噴油泵一、噴油泵 噴油泵分回油孔式噴油泵也稱布許（Bosch）油泵和回油閥式 噴油泵。 1 1、回油孔式噴油泵、回油孔式噴油泵 （1 1）、噴油泵作用噴油泵作用：海船上采用柱塞式泵，其作用除了產(chǎn)生噴 射高壓外，還有對(duì)供油的定時(shí)與定量。其定時(shí)供油由凸輪軸上 的凸輪安裝位置控制，凸輪軸與柴油機(jī)曲軸的傳動(dòng)相

21、位確定整 機(jī)各噴油泵的供油定時(shí)。噴油泵的定量供油取決于柱塞上行時(shí) 有效供油行程的大小。 油量調(diào)節(jié)有三種方式：始點(diǎn)調(diào)節(jié)式、終點(diǎn)調(diào)節(jié)式、始終點(diǎn)調(diào)節(jié) 式。 （2 2）、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)：柱塞和套筒偶件，兩者間隙為0.0015- 0.0025mm，柱塞上有直槽（停油）、斜槽（調(diào)油）、環(huán)槽（卸 油）；套筒上開有進(jìn)油孔和回油孔；柱塞通過橫銷套在齒套中。 出油閥和出油閥座偶件； 油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 齒條和齒套； 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 凸輪軸和凸輪。 1- 柱塞；2- 套筒； 3-調(diào)節(jié)齒套；4-調(diào) 節(jié)齒條；5-彈簧下 座；6-彈簧；7-導(dǎo) 筒；8- 出油閥座； 9-出油管接頭； 10-泵本體；11-定 位釘；12-進(jìn)油管 接頭；13

22、-出油閥； 14-出油閥彈簧； 15-放氣螺釘；16- 卡簧；18-銷釘 (2)工作原理 1）充油：當(dāng)柱塞下行至最低位置時(shí)，套筒上的油孔被打開， 燃油自進(jìn)油腔被吸入套筒內(nèi)腔， 2）回油：當(dāng)柱塞從最低位置被噴油泵凸輪頂動(dòng)開始泵油行程 時(shí)，部分燃油經(jīng)回油孔流回進(jìn)油空間，直到柱塞上部端面將回 油孔關(guān)閉，燃油才開始受壓縮，如圖中b）所示，這就是噴油 泵的“幾何供油始點(diǎn)”。 3）供油：柱塞繼續(xù)上行，當(dāng)柱塞斜槽打開回油孔時(shí)， 柱塞上部的高壓燃油即經(jīng)柱塞頭部的直槽和環(huán)形槽與 回油孔相通而流回進(jìn)油空間，如圖中c）所示，這就是 噴油泵的“幾何供油終點(diǎn)”。 此后，柱塞再上行至行 程最高位置，燃油則流回進(jìn)油空間。

23、柱塞的有效行程：從供油始點(diǎn)到供油終點(diǎn)柱塞上行 的供油行程（從柱塞上邊緣遮住回油孔開始到其斜槽 的下邊緣又打開回油孔為止的這一段行程）。因此柱 塞的斜槽與套筒上回油孔的相對(duì)位置決定了噴油量， 同時(shí)也決定了噴油時(shí)間。而柱塞每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)位置，就 有一個(gè)有效行程，故轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞可以改變噴油量。 （3）供油量的調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞，改變柱塞斜槽與回油孔的相對(duì)位置，從而改變供油 量的大小。 回油孔式噴油泵的供油量調(diào)節(jié)有三種不同的方式：終點(diǎn)調(diào)節(jié)式、 始點(diǎn)調(diào)節(jié)式及始終點(diǎn)調(diào)節(jié)式。回油孔式噴油泵柱塞頭部因此有 不同線型： 終點(diǎn)調(diào)節(jié)式：噴油泵的柱塞頭部結(jié)構(gòu)，平頂且斜槽 向下。特點(diǎn)是供油始點(diǎn)不變，終點(diǎn)均隨負(fù)荷改變。負(fù) 荷大時(shí)，供

24、油終點(diǎn)滯后；負(fù)荷小時(shí)，供油終點(diǎn)提前。 始點(diǎn)調(diào)節(jié)式：噴油泵的柱塞頭部結(jié)構(gòu)，平底且斜槽 向上。特點(diǎn)是供油終點(diǎn)不變，始點(diǎn)隨負(fù)荷改變。負(fù)荷 大時(shí)，供油始點(diǎn)提前，負(fù)荷小時(shí)，供油始點(diǎn)滯后 始終點(diǎn)調(diào)節(jié)式：噴油泵的柱塞頭部結(jié)構(gòu)，有向上及 向下的兩條斜槽。特點(diǎn)是供油始點(diǎn)與終點(diǎn)均隨負(fù)荷改 變。負(fù)荷大時(shí)，供油始點(diǎn)提前，供油終點(diǎn)滯后；負(fù)荷 小時(shí)，供油始點(diǎn)滯后，供油終點(diǎn)提前。 （4）出油閥 出油閥的作用有蓄壓、止回及減壓三方面。 按出油閥的卸載方式，可分為等容卸載出油 閥及等壓卸載出油閥兩種。 等容卸載出油閥： 等容知載出油閥的優(yōu) 點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能 穩(wěn)定。其主要特點(diǎn)是， 在任何轉(zhuǎn)速工況下， 卸載容積恒定，高壓 油管中

25、的剩余壓力隨 負(fù)荷的變化而變化， 在低負(fù)荷時(shí)，因卸載 過多，產(chǎn)生穴蝕。 圖圖4-12 4-12 等容卸載排油閥等容卸載排油閥 1-排油閥；2-導(dǎo)向柱面； 3-排油閥；4-排油閥座； 5-排油閥彈簧 等壓卸載出油閥：等 壓卸載出油閥沒有減壓 環(huán)帶，如圖5-11b）所示， 而是在閥的內(nèi)部設(shè)有一 個(gè)由卸載彈簧控制的錐 形卸壓閥。其主要特點(diǎn) 是卸載壓力恒定，高壓 油管中的剩余壓力不隨 負(fù)荷的變化而變化，這 樣既能防止重復(fù)噴射， 又能防止產(chǎn)生穴蝕。 （5）回油孔式噴油泵特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠， 廣泛應(yīng)用于大、中、小型機(jī)上，但柱塞單向受力，易 偏磨，使密封性降低；不能滿足減功率運(yùn)行要求。 2、回油閥式噴

26、油泵、回油閥式噴油泵 （1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：回油閥式噴油泵的特點(diǎn)是柱塞上沒有斜槽，泵中設(shè)有進(jìn)、 回油閥，進(jìn)、回油閥由柱塞通過擺桿驅(qū)動(dòng)。 （2）工作原理： 始點(diǎn)調(diào)節(jié)回油閥式噴油泵的工作原理 當(dāng)柱塞從最低位置上行到一定位置時(shí)，擺桿的右端和頂桿下降到剛剛脫 開進(jìn)油閥7時(shí)，進(jìn)油閥在彈簧力作用下關(guān)閉。這時(shí)柱塞上部的燃油開始被壓 縮，這就是噴油泵的幾何供油始點(diǎn)。當(dāng)柱塞上升到最高位置時(shí)，泵油終止。 此時(shí)，擺桿右端和頂桿均處于最低位置，在進(jìn)油閥和頂桿之間出現(xiàn)一間隙。 當(dāng)柱塞處于最高位置時(shí)，此間隙越大，表示柱塞有效行程越長(zhǎng)，油泵供油量 越大。 調(diào)節(jié)進(jìn)油閥下方的間隙就可以調(diào)節(jié)噴油泵的供油量，一般調(diào)節(jié)供油量的方法 有兩個(gè)

27、：一是轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸1，即改變擺桿的偏心支點(diǎn)的高低位置來使擺桿右 端抬高或放低，亦即將頂桿抬高或放低，因而使間隙變小或增大，這是“油 量總調(diào)”。二是轉(zhuǎn)動(dòng)頂桿下部的調(diào)節(jié)螺釘9，按逆時(shí)針方向?qū)⒄{(diào)節(jié)螺釘旋出， 頂桿伸長(zhǎng)，間隙減小，供油量減小，這是“單獨(dú)調(diào)節(jié)”。 始點(diǎn)調(diào)節(jié)回油閥式噴油泵的工作原理 始點(diǎn)調(diào)節(jié)回油閥式噴油泵的工作原理 （3）三種調(diào)節(jié)方法的比較與應(yīng)用： 始點(diǎn)調(diào)節(jié)：供油始點(diǎn)可調(diào)，終點(diǎn)不變。其供油始點(diǎn)速度可變， 接近最大上升速度，而供油終點(diǎn)速度為零，因而供油始點(diǎn)的噴 油壓力足夠高，供油終點(diǎn)的噴油壓力低。應(yīng)用于主機(jī)上。 終點(diǎn)調(diào)節(jié)：供油始點(diǎn)不變，終點(diǎn)改變。其供油始點(diǎn)速度為零， 而供油終點(diǎn)速度接近最大值，

28、因而供油始點(diǎn)的噴油壓力較低， 而供油終點(diǎn)的噴油壓力較高。應(yīng)用于發(fā)電柴油機(jī)及高增壓主機(jī) 上。 始終點(diǎn)調(diào)節(jié)：供油始點(diǎn)、終點(diǎn)均隨負(fù)荷改變，其相應(yīng)的柱塞 速度均接近最大值，因而其噴油壓力也足夠高，具有最好的供 油特性。應(yīng)用于高增壓主機(jī)上。 （4）回油閥式噴油泵的優(yōu)缺點(diǎn) 與回油孔式噴油泵相比，回油閥式噴油泵有下列優(yōu)點(diǎn)： 密封性能好。由于其柱塞與套筒有較長(zhǎng)的密封，故密封性能較好，足以保 證較高的噴油壓力。 耐磨性好。由于柱塞上沒有斜槽。不承受測(cè)推力，所以柱塞及套筒磨損比 較均勻，使用壽命較長(zhǎng)。 圖5-12 回油閥調(diào)節(jié)式噴油泵工作原理 3、可變噴油正時(shí)機(jī)構(gòu)可變噴油正時(shí)機(jī)構(gòu) （1）VIT機(jī)構(gòu)的作用：VIT機(jī)構(gòu)

29、在負(fù)荷改變時(shí)，隨著噴油泵供油量改變的同 時(shí)自動(dòng)調(diào)整其供油提前角以保證柴油機(jī)在部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仍有交稿的最高爆 炸壓力，改善部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的經(jīng)濟(jì)性，在高負(fù)荷時(shí)控制最高爆炸壓力，使 之不超過標(biāo)定爆壓，因而VIT機(jī)構(gòu)是當(dāng)代新型船用柴油機(jī)采用的一種行之有 效的節(jié)能措施。 （2）L-MC型柴油機(jī)的VIT機(jī)構(gòu) 這種VIT機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)特性： 在50% Pb負(fù)荷以下，該VIT機(jī)構(gòu)失效，供油提前角基本不變。 當(dāng)負(fù)荷50% PbP78% Pb時(shí)，遞漸增大，當(dāng)P=78% Pb時(shí)，PZ最大，也 最大。 當(dāng)負(fù)荷78% PbP100% Pb時(shí)，PZ=Pmax，遞漸減小。 （3）SULZER RTA型柴油機(jī)的VIT機(jī)構(gòu) 這種V

30、IT機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)特性：當(dāng)負(fù)荷P=85% Pb時(shí)，PZ=Pmax，=max。 二、噴油器二、噴油器 1作用：把噴油泵排出的高壓燃油以霧狀噴入氣缸并與缸內(nèi)空 氣混合形成可燃混合氣。 2要求：（1）保證良好的霧化質(zhì)量和合理的油束形狀。 （2）噴油開始和結(jié)束應(yīng)干凈利落，無滴漏和二次噴射現(xiàn)象。 目前廣泛采用閉式液壓?jiǎn)㈤y式噴油器。 3工作原理： 當(dāng)針閥腔內(nèi)的燃油壓力P達(dá)到針閥開啟壓力P1時(shí)，作用在 針閥有效面積（D2-d2）/4上的燃油壓力大于調(diào)節(jié)彈簧彈 力F，此時(shí)針閥開啟，由于針閥腔與油嘴的壓力室相通， 容積突然增大，油壓瞬間有微小下降，但由于柱塞繼續(xù)上 升以及高壓油管壓力波的傳遞作用，使針閥腔內(nèi)的燃油壓

31、 力立即回升。針閥開啟后整個(gè)針閥導(dǎo)桿截面為D2/4，承 受燃油壓力使針閥繼續(xù)上升至頂點(diǎn)的限制塊處。此時(shí)燃油 壓力繼續(xù)上升到最大噴射壓力P2（為P1的23倍）。當(dāng)噴 油泵柱塞開始泄油時(shí)，燃油壓力下降到P3，針閥受力面積 D2/4上小于調(diào)節(jié)彈簧彈力F時(shí)，針閥關(guān)閉，所以針閥關(guān)閉 壓力P3小于啟閥壓力P1（抬起針閥的燃油最低壓力）。 4結(jié)構(gòu)型式： （1）按噴孔數(shù)目分 單孔式：只有一個(gè)噴孔，位于噴油嘴中央，噴孔直徑相對(duì)較 大，啟閥壓力較低，霧化質(zhì)量較差，油束分布不良，多用于小 型高速機(jī)且對(duì)噴射質(zhì)量要求不高的分隔式燃燒室。 多孔式：有多個(gè)噴孔，可在噴油嘴頂端均布（用于彎流掃氣） 或置于噴油嘴頂端單側(cè)（用于

32、直流）。噴孔直徑相對(duì)較小，啟 閥壓力較高，霧化質(zhì)量較好，其噴柱形狀與燃燒式形狀相適應(yīng)， 多用于中、低速機(jī)且開式燃燒室。 （2）按是否采用強(qiáng)制冷卻分： 冷卻式：冷卻介質(zhì)為淡水或柴油，多用于中低速機(jī)上。 非冷卻式：多用于小型高速機(jī)上。 （3）按調(diào)節(jié)彈簧的位置分： 上置式：調(diào)節(jié)彈簧位于噴油器的頂端，彈簧預(yù)緊力經(jīng)長(zhǎng)頂桿 作用在針閥上，因而針閥的運(yùn)動(dòng)慣性較大。 下置式：調(diào)節(jié)彈簧位于噴油器的下端，其間無長(zhǎng)頂桿，因而 針閥的運(yùn)動(dòng)慣性較小。 5典型噴油器 （1）單孔式噴油器： 主要部件：針閥與針閥體偶件、噴油嘴、針閥彈簧及噴油器 本體等。 啟閥壓力由彈簧預(yù)緊力保證，由調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)。 （2）多孔式噴油器： 這種

33、噴油器的主要特點(diǎn)是無冷卻，在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃油在 噴油器體內(nèi)循環(huán)，帶走氣缸燃?xì)饧医o噴油器的熱量，從而實(shí) 現(xiàn)有效的冷卻。同時(shí)循環(huán)的燃油還具有攜帶燃油噴射系統(tǒng)中 的空氣作用，備車期間可對(duì)噴油器進(jìn)行預(yù)熱。 燃油由噴油器頂部進(jìn)入。當(dāng)燃油壓力小于2MPa時(shí)，止回閥關(guān) 閉，滑閥6封閉燃油下行通道，滑閥頂部將止推座7的旁通孔 開啟，燃油經(jīng)此旁通孔在噴油器體內(nèi)循環(huán)后排出。當(dāng)噴油期 間油壓大于2MPa時(shí)，止回閥開啟，旁通孔關(guān)閉，燃油向下進(jìn) 入針閥3的油腔內(nèi)。在燃油壓力達(dá)到啟閥壓力時(shí)，針閥開啟燃 油噴入氣缸。噴油器啟閥壓力由彈簧4預(yù)緊力即有關(guān)零件尺寸 預(yù)先確定，使用中不能進(jìn)行調(diào)節(jié)。 三、主要零件及其故障三、主要零

34、件及其故障 1柱塞與套筒偶件 （1）過度磨損 原因：偶件材料燃油品質(zhì)，如粘度過低，柱塞潤(rùn)滑不良， 燃油含硫量過大使柱塞加劇腐蝕。 危害：會(huì)使密封性下降，造成偶件漏油、噴油壓力下降、 霧化不良、燃燒惡化。各缸噴油量不均勻噴油提前角會(huì) 變小循環(huán)供油量降低，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降。 （2）柱塞卡緊和咬死 原因：燃油凈化不良，油中仍有雜質(zhì)顆粒安裝不正確或 間隙過小油溫突變。 危害：油泵不能供油而使氣缸停止工作。 2出油閥和閥座偶件 （1）密封面磨損 危害：密封性下降，使高壓油管中的剩余壓力下降， 影響霧化質(zhì)量及燃燒過程噴油壓力下降噴油提前角 會(huì)變小，循環(huán)供油量降低，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降。 原因：燃油中有雜質(zhì)、燃油的

35、酸性腐蝕、撞擊或 閥面扭曲變形等。 （2） 閥桿卡緊和咬死 原因：潤(rùn)滑不良、受熱不均，閥桿及導(dǎo)套變形。 危害：這時(shí)將會(huì)因閥不能正確動(dòng)作而發(fā)生相應(yīng)的故障。 例如，閥桿在閥開啟位置卡死，則回油閥不能關(guān)閉，使 噴油泵停止供油。 3針閥與針閥體偶件 （1）磨損：針閥磨損的部位有兩處：一是密封錐面，二是針閥 柱面 密封錐面磨損 原因：同出油閥座磨損 危害：引起燃油滴漏，噴孔結(jié)碳。當(dāng)閥座磨損而下沉?xí)r會(huì)使密 封面壓強(qiáng)變小，燃油流經(jīng)錐面時(shí)的節(jié)流損失增大，使霧化質(zhì)量 變差。密封環(huán)帶寬0.30.5mm，且環(huán)帶應(yīng)位于針閥錐面的上邊緣， 以保證針閥抬起時(shí)有足夠大的燃油流通面積，避免節(jié)流損失。 柱面磨損 原因：油質(zhì)不佳

36、 危害：噴油壓力下降，霧化質(zhì)量變差，缸噴油量不均勻，轉(zhuǎn)速 不穩(wěn)。 （2）針閥卡緊和咬死 原因：燃油中大機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入針閥偶件之間噴 油器冷卻不良油溫突變 危害：針閥在關(guān)閉位置咬死，則使噴射系統(tǒng)中油 壓劇增，高壓油管脈動(dòng)強(qiáng)烈，高壓油管接頭漏油或 破裂，噴油器發(fā)熱并有異常響聲。柴油機(jī)排溫降低， 轉(zhuǎn)速降低 針閥在開啟位置咬死，則高壓油管無脈動(dòng)，燃 油未經(jīng)霧化即噴入氣缸，燃燒惡化。柴油機(jī)排溫升 高，轉(zhuǎn)速降低 4噴油嘴 （1）噴孔堵塞 原因：結(jié)碳引起。噴孔內(nèi)外結(jié)碳主要是由霧化頭過熱引起的。 噴孔內(nèi)外結(jié)碳使孔徑減小，射程縮短，致使燃燒更接近霧化頭， 霧化頭溫度更高，造成惡性循環(huán)，以致噴孔堵塞。 燃油中的機(jī)械

37、雜質(zhì)。 危害：使燃油霧化不良，燃燒惡化 嚴(yán)重使各缸噴油量不均，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，后燃加劇。 （2）磨損 原因：燃油中的雜質(zhì)和酸性腐蝕 高壓燃油沖刷 危害：噴孔直徑增加，噴柱錐角減小，霧化不良，燃燒惡化 （3）裂紋 主要是由于受高溫作用引起 5噴油設(shè)備的穴蝕 （1）機(jī)理 在燃油噴射系統(tǒng)中，當(dāng)某處的燃油壓力下降到低于或等于該 溫度下的燃油汽化壓力時(shí)，該處燃油就汽化而產(chǎn)生氣泡，隨 后氣泡在壓力波的作用下破裂，并激發(fā)出很強(qiáng)的沖擊力，作 用在金屬壁面上。這樣反復(fù)地侵蝕，就會(huì)引起金屬表面的穴 蝕破壞，使噴油系統(tǒng)零件損壞。 （2）部位 柱塞斜槽的上方寬度為回油孔直徑區(qū)域，出油閥與閥座 的密封處，高壓油管內(nèi)壁噴油器針

38、閥密封處。 （3）防止措施 選擇具有合適型式和參數(shù)的出油閥，如采用更壓卸載。 合理控制卸載速度 如低壓系統(tǒng)中的穴蝕，可通過提高進(jìn)油 腔的燃油壓力或在回油系統(tǒng)中設(shè)置緩沖器的方法來解決。 四、噴油設(shè)備的檢查與調(diào)整四、噴油設(shè)備的檢查與調(diào)整 1噴油泵的檢查與調(diào)整 （1）密封性的檢查 噴油泵密封性主要檢查柱塞套筒偶件、出油閥偶件及進(jìn)、出油 閥。 綜合檢查綜合檢查 在排油管接頭處裝上壓力表，用手搖動(dòng)杠桿泵油， 當(dāng)油壓達(dá)到說明書規(guī)定的壓力時(shí)，停止泵油，保持柱塞位置。 觀看壓力表的壓力。如果在說明書規(guī)定的時(shí)間（一般為30s）內(nèi) 壓力保持不變，則可認(rèn)為噴油泵密封性良好。否則，則為密封 性不良. 出油閥檢查出油閥

39、檢查 出油閥的密封性檢查的步驟與綜合檢查相同，只 是在油壓達(dá)到說明書規(guī)定的壓力時(shí)，讓柱塞自然下行，以便專 門檢查出油閥的密封性。 取出出油閥檢查取出出油閥檢查 取出出油閥后，按綜合檢查的步驟進(jìn)行檢 查，主要檢查柱塞偶件及進(jìn)、回油閥的密封性。 （2）供油定時(shí)的檢查 冒油法：A、首先拆下第一缸供油泵上的高壓油管；、 B、將燃油手柄置于標(biāo)定供油位置； C緩慢盤車至高壓油管剛剛有油溢出立即停止盤車； D此時(shí)飛輪上指針指示的刻度值即為供油提前角。對(duì)于多 缸機(jī)應(yīng)按法火順序依次進(jìn)行檢查。 照光法：對(duì)大型回油孔 終點(diǎn)調(diào)節(jié)式噴油泵，若套筒上 有同樣高的進(jìn)、回油孔，可用照光法測(cè)量定時(shí)，如圖所 示。拆下泵體上與進(jìn)回

40、油孔相對(duì)應(yīng)的螺釘，緩緩盤車， 從油孔處用手電筒照明。當(dāng)柱塞上行剛好將回油孔遮住 而看不到光線時(shí)，馬上停止盤車，此時(shí)飛輪上指針?biāo)?示的刻度即為該油泵的供油始點(diǎn)，亦即供油提前角。 刻度線法：有些柴 油機(jī)噴油泵的供油始 點(diǎn)在泵體上裝有固定 和滑動(dòng)標(biāo)記。盤車時(shí)， 當(dāng)從窗口處看標(biāo)記重 合的瞬間，即為噴油 泵的供油始點(diǎn)。此時(shí) 飛輪上指針?biāo)甘镜?刻度即為供油提前角。 （3）供油定時(shí)的調(diào)整 1）轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪法：順著凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪一個(gè)角，則 供油提前角由原來的變?yōu)椋憾_程為+ ；四沖程為+2； 逆著凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪一個(gè)角，則供油提前 角由原來的變?yōu)樽優(yōu)椋憾_程為- ；四沖程為-2； 本 特點(diǎn)：凸輪

41、有效工作段、柱塞有效行程、供油規(guī)律均 未變。 總調(diào)凸輪軸與曲軸相對(duì)位置（小型機(jī)一般僅能總 調(diào)）；大型機(jī)NO.1缸活塞在TDC時(shí)，鏈傳動(dòng)的位置；小型機(jī) NO.1活塞在TDC時(shí)齒輪傳動(dòng)位置或凸輪軸與驅(qū)動(dòng)短軸聯(lián)接法蘭 盤相對(duì)位置。單調(diào)凸輪軸與凸輪分體式（端面齒）。 2）升降柱塞法：柱塞升高（過大使柱塞碰到出油閥 座） ，則供油提前角變大。反之，則供油提前角變小。 特點(diǎn)：柱塞有效行程不變、凸輪有效工作段及供油規(guī) 律均改變。 3）升降套筒法：套筒升高，則供油提前角變小。反之， 則供油提前角變大。 特點(diǎn)：柱塞有效行程不變、凸輪有效工作段及供油規(guī) 律均改變 升降套筒的途徑： 套筒上端設(shè)有一組調(diào)節(jié)墊片，減少墊

42、片即升高套筒； 泵體下方設(shè)置多個(gè)調(diào)節(jié)墊片增加墊片即升高套筒； 在套筒下部設(shè)螺旋套，用定時(shí)齒條拉動(dòng)使套筒升降。 （4）供油量的檢查與調(diào)整 出廠時(shí)各缸供油量均勻，但使用一段時(shí)間后，由于磨損等原因， 出現(xiàn)供油量不均勻，通過排氣溫度、pz或測(cè)示功圖可知道。 （1 1）停油位置檢查與調(diào)整）停油位置檢查與調(diào)整：當(dāng)油門手柄置于停車位置時(shí)，各缸 噴油泵供油量應(yīng)為零，以保證可靠停車?；赜涂资搅阄唬河捅?齒條或調(diào)節(jié)桿置于刻度“0-2”（無效調(diào)節(jié)區(qū)域）范圍時(shí)，柱塞 的直槽應(yīng)對(duì)準(zhǔn)回油孔，否則重新安裝；燃油手柄置于停車位置 時(shí)，油泵齒條或調(diào)節(jié)桿上的指示刻度應(yīng)小于“2”，否則轉(zhuǎn)動(dòng)齒 條與油量調(diào)節(jié)總桿連接處螺母。 （2 2

43、）供油均勻性檢查與調(diào)整）供油均勻性檢查與調(diào)整：燃油手柄置于標(biāo)定油門時(shí)，測(cè)量 并保證各泵柱塞的有效行程相等并符合說明書規(guī)定?；赜涂资?齒條刻度相應(yīng)表示柱塞有效行程的大小，當(dāng)燃油手柄置于標(biāo)定 位置，檢查并調(diào)整各泵齒條刻度使之與說明書規(guī)定值相等。對(duì) 于中小型使用組合式噴油泵者，應(yīng)在油泵試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)定各泵連 續(xù)泵油規(guī)定次數(shù)（100）時(shí)在專用計(jì)量筒中的累計(jì)供油量，然后 進(jìn)行調(diào)整。 2噴油器的檢查與調(diào)整 （1）啟閥壓力的檢查與調(diào)整： 試驗(yàn)臺(tái)上先對(duì)泵密封性進(jìn)行檢查，關(guān)出口閥泵油至啟閥壓 力以上（20-35MPa），油壓緩慢降落；裝上噴油器并放空 氣，緩慢泵油，觀察開始噴油時(shí)的壓力。啟閥壓力取決于 針閥彈簧預(yù)緊

44、力，過低將造成霧化不良、二次噴射、噴油 提前；過高則使噴油延遲、燃燒不良。 （2）密封性檢查：包括針閥與針閥體柱面及針閥與針閥 體錐面檢查。 （3）霧化質(zhì)量的檢查：霧化三要素：霧化均勻，象春 天的霧一樣經(jīng)多次噴射，噴嘴只能有潮濕，不能有油滴 存在斷油干脆利落，并有“吱吱”的響聲。 五、噴油設(shè)備的維護(hù)與管理 1對(duì)噴油設(shè)備需要適時(shí)進(jìn)行拆檢和試驗(yàn)，查出隱 患和缺陷，及時(shí)排除。拆檢時(shí)須注意清潔，清洗只 準(zhǔn)使用輕柴油（或煤油），擦拭時(shí)不得使用棉紗。 裝復(fù)時(shí)注意正確定位，注意各密封面處的結(jié)合，注 意有關(guān)裝配記號(hào)。 2備車時(shí)應(yīng)對(duì)各缸油泵逐個(gè)進(jìn)行手動(dòng)泵油，以便 潤(rùn)滑柱塞偶件，檢查噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的準(zhǔn) 確

45、性和可靠性。 3長(zhǎng)期停車之后或噴油設(shè)備經(jīng)拆檢重新裝復(fù)之后， 應(yīng)注意噴油設(shè)備及燃油系統(tǒng)放氣。 4運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)注意高壓油管的脈動(dòng)狀態(tài)。（1）脈動(dòng)突然增 強(qiáng)，噴油泵有異響發(fā)出，則多為噴油器噴孔堵塞或針閥在 關(guān)閉位置咬死所致；（2）若高壓油管無脈動(dòng)或脈動(dòng)微弱， 則系柱塞或針閥在開啟位置咬死或噴油器彈簧折斷所致； （3）若脈動(dòng)頻率或強(qiáng)度不斷變化，則柱塞有卡滯現(xiàn)象。 5運(yùn)轉(zhuǎn)中如需單缸停油，則應(yīng)使用專門停油機(jī)構(gòu)抬起該油 泵柱塞。不可關(guān)閉噴油泵燃油進(jìn)口閥，以免柱塞偶件斷油 缺乏燃油潤(rùn)滑而卡死。 6應(yīng)注意噴油器冷卻狀況，防止過熱。 7噴油器裝入氣缸蓋前應(yīng)檢查其與缸蓋配合座面的密封性， 噴油器在缸蓋上的固緊螺母不可預(yù)

46、緊過度，應(yīng)按說明書規(guī) 定的預(yù)緊力固緊。 8注意缸內(nèi)燃燒過程的變化。如從排煙顏色、排氣溫度、 示功圖等加于判斷。 思考題： 1出油閥有何作用？ 2何謂啟閥壓力？平時(shí)應(yīng)對(duì)噴油器進(jìn)行哪些項(xiàng)目檢 查？如何檢查？ 3若柴油機(jī)某缸壓縮壓力正常而最高爆發(fā)壓力降低， 排溫升高，應(yīng)如何進(jìn)行正確調(diào)整？為什么？如本機(jī)使 用終點(diǎn)調(diào)節(jié)式回油孔噴油泵，在上述調(diào)整之后，其供 油始點(diǎn)、終點(diǎn)與柱塞的有效行程有何變化？ 4某四沖程柴油機(jī)，噴油定時(shí)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)某缸噴油 定時(shí)滯后60CA，該機(jī)凸輪端面有240個(gè)齒，現(xiàn)欲恢復(fù) 其正常定時(shí)，應(yīng)如何進(jìn)行調(diào)整？ 5柴油機(jī)噴油設(shè)備中哪些部件容易發(fā)生穴蝕？其原 因是什么？主要采取的預(yù)防措施有哪些？

47、 第四節(jié)第四節(jié) 可燃混合氣的形成可燃混合氣的形成 一、可燃混合氣的形成方法 1 1、空間霧化混合空間霧化混合 （1 1）理論依據(jù)：）理論依據(jù)：油霧化后在燃燒室空間進(jìn)行受熱、汽化、擴(kuò)散 與空氣均勻混合，噴入的油不能接觸燃燒室壁面，一旦附在熾 熱的壁面上將造成熱分解和炭化，從而引起冒煙和結(jié)炭。 （2 2）分類：）分類：油霧法：依靠燃油的良好霧化-大中型中低速機(jī)； 渦動(dòng)法：依靠空氣強(qiáng)烈擾動(dòng)-中小型高速機(jī)；大型低速機(jī)因氣缸 熱負(fù)荷高，氣缸熱狀態(tài)好，又有足夠混合時(shí)間，同時(shí)采用高壓 多孔噴射，霧化質(zhì)量好，因此不依賴空氣的擾動(dòng)，但進(jìn)氣口的 傾斜加強(qiáng)了空氣擾動(dòng)，有利于霧化混合。 （3 3）條件：）條件：所噴射

48、的燃油應(yīng)與燃燒室形狀相適應(yīng)；足夠的空氣 壓力、溫度和擾動(dòng)；不能噴射到燃燒室壁面上。 2油膜蒸發(fā)混合法： （1 1）依據(jù)：）依據(jù)：燃油直接噴射到燃燒室表面（活塞頂）， 利用空氣強(qiáng)烈渦流作用使表面展開較薄油膜層，然后 受熱后層層蒸發(fā)成油氣，進(jìn)而擴(kuò)散與空氣混合。其認(rèn) 為空間霧化混合一旦發(fā)火，燃燒易粗暴。 （2 2）條件：）條件：形成薄油膜（先決條件）；壁面溫度高和 空氣擾動(dòng)（必要條件）。應(yīng)用于小型半開式燃燒室的 高速機(jī)（對(duì)空氣渦流要求較高）。 二、缸內(nèi)空氣擾動(dòng)渦動(dòng)的形式 1進(jìn)氣渦流：在空氣進(jìn)入氣缸的過程中借助于它所具有的動(dòng) 能形成繞氣缸中心線旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)稱進(jìn)氣渦流。四沖程機(jī)常采用 帶導(dǎo)氣屏的進(jìn)氣閥、切

49、向進(jìn)氣道、螺旋進(jìn)氣道；二沖程采用具 有切向傾斜角的進(jìn)氣口。 2擠壓渦流：在壓縮行程中，當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂 部環(huán)形空間的空氣被擠入活塞頂中部的凹坑容積中，稱擠壓渦 流（擠流）。 3壓縮渦流：在壓縮行程中，氣缸中空氣被活塞擠壓經(jīng)過通 道進(jìn)入渦流室中，形成強(qiáng)烈的有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱壓縮渦流。 其燃燒室（渦流室式燃燒室）為主、副（渦流室）兩室。 4燃燒渦流：利用在預(yù)燃室中部分燃油燃燒產(chǎn)生的能量，使 預(yù)燃室中的混合氣高速噴入主燃室造成主燃室空氣的強(qiáng)烈渦動(dòng) 稱燃燒渦流。其燃燒室（預(yù)燃室式燃燒室）分為主、副（預(yù)燃 室）兩室。 三、燃燒室 燃燒室分為直噴式與分隔式兩大類。直噴式包括開式 與半開式兩類，

50、而分隔式有渦流室和預(yù)燃室兩種。 1直噴式燃燒室 1）開式燃燒室：適用于大、 中低速機(jī)開式燃燒室如圖 所示。適用于缸徑D160mm 的柴油機(jī)，船舶主機(jī)、發(fā)電副 機(jī)均采用這種燃燒室。 上圖a中為平頂活塞、倒鐘形氣缸蓋，適用于大型低 速二沖程彎流掃氣式柴油機(jī)；圖b為淺盅形凹活塞、倒 盅形氣缸蓋，適用于大型低速二沖程直流掃氣式柴油 機(jī)；圖c和d分別為淺盆形和淺形活塞頂、平低氣缸蓋， 適用于大、中型四沖程柴油機(jī)； （1）可燃混合氣形成的特點(diǎn) 采用油霧法（空間霧化）可燃混合氣形成可燃混 合氣。 ）一般不組織空氣渦動(dòng)。 噴注形狀與燃燒室很好配合。 （2）開式燃燒室的特點(diǎn)是： 燃燒室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相對(duì)散熱面積F/

51、V小，經(jīng)濟(jì)性好。 起動(dòng)性能好。 燃燒室中機(jī)械負(fù)荷大和熱負(fù)荷大，工作較粗暴、噪 音大。 對(duì)燃油品質(zhì)及轉(zhuǎn)速較敏感。 ）過量空氣系數(shù)必須較大。 2）半開式燃燒室：適用于小型高速機(jī) （1）可燃混合氣形成的特點(diǎn) 一方面利用噴霧，另一方面利用進(jìn)氣渦流和擠壓渦流。 （2 2）深坑型）深坑型：、倒、半球型、形等； 特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)：特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)：混合氣形成一方面利用一定的噴霧質(zhì) 量，同時(shí)又利用中強(qiáng)度的進(jìn)氣渦流及擠壓渦流和壓縮 渦流，也屬空間霧化混合，也可能存在油膜混合； 與開式相比，對(duì)噴射系統(tǒng)要求有所降低，常采用3-4孔 的多孔噴油器，噴孔直徑稍大；由于利用進(jìn)氣渦流 加強(qiáng)混合氣形成，從而使空氣利用率大大提高，過量 空

52、氣系數(shù)可稍小；保持了較好的經(jīng)濟(jì)性和起動(dòng)性； 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：pz較高、噪音較大，煙色稍差。 （3）球型燃燒室可燃混合氣形成屬油膜蒸發(fā)混合， 其特點(diǎn)是： 工作柔和、排煙少、性能指標(biāo)好。 空氣利用率高，過量空氣系數(shù)較低，。 冷起動(dòng)比較困難。因?yàn)榭臻g霧化燃油量少，起動(dòng) 時(shí)燃燒室壁溫低，壁面上蒸發(fā)混合的燃油少，對(duì)起 動(dòng)不利。 對(duì)增壓適應(yīng)性差。因增壓后每循環(huán)供油量大使油 膜變厚，影響可燃混合氣形成的速度。 在大缸徑柴油機(jī)上應(yīng)用困難。因?yàn)楫?dāng)缸徑增大時(shí) 每循環(huán)供油量增多，而燃燒室的相對(duì)表面積減小， 這樣使油膜變厚，影響混合氣形成的速度。 2分隔式燃燒室 在分隔式燃燒室，燃燒室的容積分成兩個(gè)部分：一部 分在氣缸蓋與

53、活塞頂之間，稱為主燃燒室；另一部分 位于氣缸蓋內(nèi)，稱為渦流室或預(yù)燃室（付燃室）。 1 1）渦流室式燃燒室）渦流室式燃燒室：燃燒室分隔成主室、副室；渦流 室在氣缸蓋上，兩者切向通道連接。空氣在壓縮形成中， 進(jìn)入渦流室形成渦流，油噴入部分著火燃燒，經(jīng)小孔進(jìn) 入主室完全燃燒。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：對(duì)噴射系統(tǒng)要求不高，因?yàn)橹饕靠諝鈹_動(dòng)（壓 縮渦流）形成可燃混合氣（空間霧化渦動(dòng)法）；噴油咀 單孔且孔徑較大（軸針式），啟閥壓力較低（12- 15MPa）；過量空氣系數(shù)較?。?.2-1.3）；壓縮渦流隨 轉(zhuǎn)速增加而強(qiáng)烈。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：燃燒柔和，工作平穩(wěn)，排氣中有害氣體少；對(duì)燃 油及霧化要求不敏感。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：起動(dòng)困難

54、，油耗大，熱損失和節(jié)流損失大，因此 需設(shè)電熱塞，保溫塊。 2 2）預(yù)燃室式燃燒室）預(yù)燃室式燃燒室：燃燒室分隔為主室、副室（形 成燃?xì)鉁u動(dòng)），單孔或多孔聯(lián)接，也采用單孔噴油器， 也是空間霧化渦動(dòng)法。部分燃?xì)庠陬A(yù)燃室燃燒后帶著 混合氣經(jīng)小孔噴霧進(jìn)入燃燒室形成燃燒渦流，不需要 壓縮渦流。優(yōu)缺點(diǎn)同渦流室式燃燒室。 思考題： 1什么叫空間霧化混合法？缸內(nèi)空氣渦動(dòng)有哪幾種 形式？ 2開式和球形燃燒室各有何特點(diǎn)？ 第五節(jié)第五節(jié) 燃油的燃燒燃油的燃燒 一、可燃混合氣的著火 著火的兩個(gè)條件：（1）混合氣濃度在一定范圍內(nèi)（2） 混合氣必須到達(dá)某一臨界溫度。 在柴油機(jī)缸內(nèi)首先著火的部位是在油束核心與外圓之間 混合氣

55、濃度適當(dāng)（=1）和溫度適當(dāng)處，由于缸內(nèi)符合此 要求的部位不止一處，所以可能是多點(diǎn)同時(shí)發(fā)火，且各循 環(huán)的著火點(diǎn)也不盡相同。 當(dāng)火核形成之后，火焰即向四周傳播，形成穩(wěn)定的燃燒， 傳播的路徑與速度取決于可燃混合氣形成的狀態(tài)以及空氣 的擾動(dòng)。 二、燃燒過程 在燃燒過程中，氣缸內(nèi) 氣體的壓力和溫度不斷變化， 這個(gè)壓力及溫度是綜合反映 燃燒進(jìn)行情況的最重要的參 數(shù)，可以用來分析燃燒過程 的進(jìn)展情況，其隨曲柄轉(zhuǎn)角 的關(guān)系如圖所示。 根據(jù)油泵供油、噴油器 噴油及氣缸壓力溫度的變化 特點(diǎn)，可將燃燒過程分為滯 燃期、急燃期、緩燃期及后 燃期等四個(gè)階段。 1滯燃期 從噴油開始（d點(diǎn)）到缸內(nèi)發(fā)火點(diǎn)（c點(diǎn)）為止稱滯燃期

56、，又 稱著火延遲期。 （1）滯燃期的特點(diǎn)：燃油沒有明顯的燃燒，氣缸內(nèi)的壓力基 本上與純壓縮線相重合。噴入氣缸的燃油主要進(jìn)行一系列的物 理和化學(xué)準(zhǔn)備，包括燃油的霧化、加熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散與空氣混 合等物理準(zhǔn)備階段，以及著火前的預(yù)氧化等化學(xué)準(zhǔn)備階段。 （2）滯燃期對(duì)燃燒過程的影響：在滯燃期內(nèi)的噴油量均經(jīng)充 分的物理和化學(xué)準(zhǔn)備，而且此時(shí)活塞已接近上止點(diǎn)，氣缸容積 很小，一旦發(fā)火燃燒，這些可燃混合物會(huì)瞬時(shí)燃燒，使缸內(nèi)的 壓力迅速升高到最高爆炸壓力，如滯燃期過長(zhǎng)，因參與瞬時(shí)燃 燒的可燃混合氣過多，壓力升高過快，使柴油機(jī)工作粗暴，發(fā) 生敲缸和機(jī)件損壞因此應(yīng)力求縮短滯燃期。 （3）滯燃量：滯燃期內(nèi)噴入的燃油量。

57、 低速機(jī)i=（15-30）g i，高速機(jī)i=（80-100）g i 。 2急燃期 從著火點(diǎn)（c點(diǎn)）開始到缸內(nèi)氣體壓力最高點(diǎn)（y 點(diǎn)）為止，稱為急（速）燃期。 （1）特點(diǎn)：近似等容燃燒，缸內(nèi)壓力升高最高爆 炸壓力。是不可控燃燒。 （2）主要問題：燃燒過程速度過快，使平均壓力升 高率P/過大，而產(chǎn)生燃燒敲缸。P/是表示燃 燒過程的柔和性，一般0.4 Mpa/CA。 3緩燃期 從缸內(nèi)氣體壓力最高點(diǎn)（y點(diǎn)）到缸內(nèi)氣體溫度最高 點(diǎn)（Z點(diǎn)）為止，稱為緩燃期。 （1）特點(diǎn)：近似等壓燃燒， 是可控燃燒(負(fù)荷 大小)。在緩燃期內(nèi)缸內(nèi)達(dá)到最高溫度,，燃燒速率逐 漸降低。 （2）主要矛盾：油氣得到氧分子的速度趕不上

58、燃燒 速度的需要而發(fā)生不完全燃燒。為改善此階段的燃燒 質(zhì)量應(yīng)設(shè)法加強(qiáng)燃燒室內(nèi)的空氣擾動(dòng)以及加速混合氣 的形成。 急燃期+緩燃期=主燃燒期 4后燃期 缸內(nèi)氣體溫度最高點(diǎn)（Z點(diǎn)）以后發(fā)生的燃燒過 程，稱為后燃期。 （1）后燃的危害：排氣溫度的升高，熱負(fù)荷增加， 燃燒室等部件過熱、可靠性降低可靠性效率降低， 油耗率增加，經(jīng)濟(jì)性降低?？赡芤馃焽柚鹪斐?火災(zāi)。因此應(yīng)盡量縮短后燃期。 （2）形成后燃的主要原因： 噴油提前角太小超負(fù)荷運(yùn)行，噴油結(jié)束太遲。 噴油霧化不良甚至產(chǎn)生滴漏現(xiàn)象氣缸密封不好燃 油品質(zhì)不好或霧化預(yù)熱溫度太低。 三、影響燃燒過程的因素 1燃油品質(zhì) 十六烷值愈高，自燃著火性能愈好，滯燃時(shí)間i愈短，燃 燒過程愈平穩(wěn)。但過高的十六烷值，使燃油容易在高溫 下裂化分解為游離碳，造成燃燒不完全，柴油機(jī)冒黑煙； 十六烷值過低，會(huì)使滯燃期變長(zhǎng)，燃油著火滯后，造成 缸內(nèi)最高燃燒壓力和壓力升高率變高，使柴油機(jī)工作變 得粗暴。因此燃油的十六烷值要適當(dāng)。當(dāng)燃油品質(zhì)發(fā)生 變化時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整柴油機(jī)的參數(shù)。如當(dāng)換用十六烷值 較低的燃油時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要適當(dāng)增大供油提前角