第三章柴油機的噴射與燃燒

1、船舶柴油機1第三章第三章 燃油噴射與燃燒燃油噴射與燃燒船舶柴油機21. 柴油機燃燒過程的要求： 1）及時在上死點前發(fā)火并迅速燃燒。燃燒太早，活塞未到上死點發(fā)生敲缸；燃燒太遲，后燃嚴重。（燃油燃燒的時間在毫秒級，非常短暫） 2）完全動力性、經(jīng)濟性都將提高 3）平穩(wěn)燃燒過程柔和，無燃燒敲缸現(xiàn)象 4）空氣利用率高船舶柴油機32. 影響燃燒情況好壞的因素有哪些？（根據(jù)上述要求，結(jié)合燃燒的三要素分析，滿足要求就好，否則就不好。）1）可燃物：影響燃燒的及時和能否完全燃燒品質(zhì)：由燃油的理化指標評定（不同理化品質(zhì)的燃油燃燒性能不同，自燃點也不同）；形態(tài)：由燃油的噴射質(zhì)量評定（不同大小、形狀的可燃物燃燒速度不同

2、）2）助燃物：影響燃燒的及時和能否完全燃燒、影響空氣利用率要求空氣量足（評定指標是充量系數(shù)）；進入汽缸擾動，盡可能與油接觸。3）著火源：影響及時和平穩(wěn)性（柴油機是壓燃點火）a壓縮終點的壓力和溫度。(該壓力和溫度，又與前面的換氣過程質(zhì)量和壓縮過程的質(zhì)量有關(guān)；)b噴油定時及噴油規(guī)律，由噴油凸輪與曲軸的相對位置和凸輪線形決定。4）燃燒室形狀：利于油和氣的混合燃燒，壓力輸出平穩(wěn)。設(shè)計時考慮?？偅喝紵^程應(yīng)及時、完全和平穩(wěn)，希望在活塞上止點附近一定的曲柄轉(zhuǎn)角內(nèi)將噴入氣缸內(nèi)的燃油全部燒完，但不希望單位曲柄轉(zhuǎn)角內(nèi)壓力升高過大。要求要求燃油霧化、空氣運動及燃燒室形狀三者之間的密切配合。燃油霧化、空氣運動及燃燒

3、室形狀三者之間的密切配合。 船舶柴油機4Chapter3 燃油噴射與燃燒燃油噴射與燃燒3-1 燃油3-2 燃油的噴射3-3 可燃混合氣的形成3-4 燃油的燃燒3-5 柴油機有害氣體的排放3-6 噴油設(shè)備3-7 噴油設(shè)備的檢查與調(diào)整船舶柴油機53-1 燃油柴油機燃料：柴油機燃料：輕柴油、重柴油、重油及渣油柴油機燃料來自于石油的提煉。柴油機燃料來自于石油的提煉。石油經(jīng)常壓蒸餾（直餾）：汽油、煤油、輕柴油和重柴油，余下為重油。重油經(jīng)減壓蒸餾：重柴油、潤滑油，余下為減壓渣油。重油經(jīng)裂化：汽油、煤油、輕柴油，余下為裂化渣油。船舶柴油機63-1 燃油一、燃油的化學組成一、燃油的化學組成二、燃油的理化性能指

4、標二、燃油的理化性能指標三、燃油的牌號與選用三、燃油的牌號與選用四、燃油的熱化學四、燃油的熱化學船舶柴油機7一、燃油的化學組成一、燃油的化學組成1. 石油主要成分：石油主要成分：石油是炭（按重量計約為石油是炭（按重量計約為83% 87% ）和氫（按重量計約占）和氫（按重量計約占11% 14% ）的化合物（簡稱烴），的化合物（簡稱烴），故石油是烴類的混合物。此外，石油中還有少量氮、氧、硫及金屬化合物如釩、鈉等有機酸鹽類。2. 類別：類別：烴類按分子中碳原子的排列結(jié)構(gòu)形式不同，分為烴類按分子中碳原子的排列結(jié)構(gòu)形式不同，分為脂肪烴、環(huán)烷烴和芳香烴脂肪烴、環(huán)烷烴和芳香烴。1）脂肪烴：）脂肪烴：烷烴（C

5、nH2n+2)、烯烴（CnH2n) 、炔烴（CnH2n-2) ，鏈狀結(jié)構(gòu)，易破裂，含烷烴越多、碳原子越多其自燃溫度越低。2）環(huán)烷烴（）環(huán)烷烴（CnH2n) ：單鍵結(jié)構(gòu)的環(huán)狀飽和烴，自燃溫度高于脂肪烴。3）芳香烴（）芳香烴（CnH2n-6）：）：不飽和的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)堅固，燃燒最為困難。其中最基本的是苯（C6H6) ，兩個苯核并在一起稱為荼（C10H8) ，甲基荼（-甲基荼），發(fā)火性能最差。燃油中含有較多的芳香烴，則燃燒不完全，易結(jié)炭。船舶柴油機83-1 燃油燃油一、燃油的化學組成一、燃油的化學組成二、燃油的理化性能指標二、燃油的理化性能指標三、燃油的牌號與選用三、燃油的牌號與選用四、燃油的熱化

6、學四、燃油的熱化學船舶柴油機9二、燃油的理化指標及其影響二、燃油的理化指標及其影響按對柴油機的影響分有三大類按對柴油機的影響分有三大類1）影響燃燒性能的指標：影響燃燒性能的指標：十六烷值、柴油指數(shù)、餾程、熱值和粘度；2）影響燃燒產(chǎn)物的指標：影響燃燒產(chǎn)物的指標：硫分、灰分、瀝青分、殘?zhí)恐?、釩和鈉含量等；3）影響管理工作的指標：影響管理工作的指標：閃點、密度、凝點、傾點、濁點、水分和機械雜質(zhì)、粘度等。船舶柴油機10二、燃油的理化指標二、燃油的理化指標1、十六烷值、十六烷值評定自燃性能的指標 將測試柴油的自燃性同正十六烷（十六烷值為100）與-甲基荼（十六烷值為零）的混合液相比較，當兩者相同時，混合

7、液中正十六烷的體積百分數(shù)。 十六烷值十六烷值發(fā)火過快而高溫分解成游離炭，排氣冒黑煙，經(jīng)濟性下降。 十六烷值十六烷值燃燒粗暴，起動困難。十六烷值應(yīng)適當。十六烷值應(yīng)適當。通常高速柴油機使用的燃油十六烷值在4060之間，中速柴油機在3550之間，而低速機只要其十六烷值不低于25即可。 船舶柴油機11二、燃油的理化指標二、燃油的理化指標2、粘度、粘度評定燃油流動性的指標。 ISO規(guī)定，以50時的運動粘度（mm2/s）作為燃油的粘度值。 粘度會影響：霧化、凈化、潤滑的質(zhì)量。 粘度隨壓力的增大、溫度的降低而增大。 粘溫特性曲線3、硫分、硫分燃油中含硫的質(zhì)量百分數(shù)。 危害：腐蝕；低溫腐蝕；加速結(jié)炭，并不宜清

8、除；排放污染。4、灰分、灰分規(guī)定條件下燃油完全燃燒剩余物的質(zhì)量百分數(shù)。 危害：磨料磨損船舶柴油機12二、燃油的理化指標二、燃油的理化指標5、釩、鈉含量、釩、鈉含量燃油中含釩、鈉的質(zhì)量濃度（ppm）。 危害：高溫腐蝕6、機械雜質(zhì)和水分、機械雜質(zhì)和水分 危害：磨損、阻塞；腐蝕，阻燃。7、凝點、凝點評價低溫流動性和泵送性的指標。 凝點比環(huán)境最低溫度低5以上，系統(tǒng)可不必設(shè)置加熱保溫設(shè)備。8、餾程、餾程燃油在某一溫度下所能蒸發(fā)掉的百分數(shù)。是評價燃油蒸發(fā)性的指標。 輕餾分（250以下）、中餾分、重餾分（350以上）船舶柴油機133-1 燃油燃油一、燃油的化學組成一、燃油的化學組成二、燃油的理化性能指標二、

9、燃油的理化性能指標三、燃油的牌號與選用三、燃油的牌號與選用四、燃油的熱化學四、燃油的熱化學船舶柴油機14三、燃油的規(guī)格與選用三、燃油的規(guī)格與選用1.國產(chǎn)柴油機燃油的規(guī)格和選用國產(chǎn)柴油機燃油的規(guī)格和選用2.國外柴油機燃油的規(guī)格和選用國外柴油機燃油的規(guī)格和選用船舶柴油機151.國產(chǎn)柴油機燃油的規(guī)格和選用國產(chǎn)柴油機燃油的規(guī)格和選用1）輕柴油）輕柴油（國家標準GB252-81規(guī)定）2）重柴油）重柴油（國家標準GB445-77 規(guī)定）3 3）重油）重油（燃料油）4）內(nèi)燃機燃料油）內(nèi)燃機燃料油選用：選用：按當?shù)囟熳畹铜h(huán)境溫度而定，一般最低環(huán)境溫度應(yīng)凝點溫度5。等級：等級：按凝點凝點分為：10號、0號、-

10、10號、-20號及-35號5個等級個等級。對應(yīng)凝點分別高于10、0、-10、-20和-35。等級：等級：按凝點凝點分為10號、20號及30號三個牌號三個牌號，代號為RC-10、RC-20和RC-30。特點：特點：凝點高，價格低廉；使用時應(yīng)預(yù)熱。選用：選用：一般5001000rmin中速機， 選RC-10 ； 300700rmin的柴油機，選RC-20； 300rmin左右的柴油機，選RC-30 。等級：等級：按80時的運動粘度運動粘度分為20、60、100及200四個牌號四個牌號，選用：選用：可供船舶鍋爐使用。等級：等級：由渣油、重油與重柴油調(diào)制而成，目前尚無國家標準，一般執(zhí)行煉油廠與有關(guān)單位

11、商定的協(xié)議標準，也可自行調(diào)制。選用：選用：專供遠洋船舶使用。船舶柴油機16三、燃油的規(guī)格與選用三、燃油的規(guī)格與選用1.國產(chǎn)柴油機燃油的規(guī)格和選用國產(chǎn)柴油機燃油的規(guī)格和選用2.國外柴油機燃油的規(guī)格和選用國外柴油機燃油的規(guī)格和選用船舶柴油機172、國外柴油機燃油的規(guī)格和選用、國外柴油機燃油的規(guī)格和選用燃油基本上分四類：1）輕柴油MGO （Marine Gas Oil）：用于救生艇柴油機和應(yīng)急發(fā)電柴油機。2）船用柴油MDO（Marine Diesel Oil） ：發(fā)電柴油機和柴油機主機機動用車使用。3）中間燃料油IFO（Intermediate Fuel Oil） ：渣油與柴油調(diào)制而成的摻合油，用于

12、大功率中速及低速柴油機。4）船用燃料油MFO（Marine Fuel Oil） ：主要用于鍋爐，也可用于新型大功率中速及低速柴油機。 船舶柴油機18選用重油的應(yīng)考慮的因素 1、重油價格便宜，經(jīng)濟性好。但質(zhì)量影響著柴油機檢修間隔的長短。2、應(yīng)根據(jù)柴油機的型號、燃油系統(tǒng)裝置設(shè)備處理燃油的能力、不同脾號應(yīng)根據(jù)柴油機的型號、燃油系統(tǒng)裝置設(shè)備處理燃油的能力、不同脾號燃油的差價及使用重油經(jīng)驗的積累來決定使用燃油的牌號。燃油的差價及使用重油經(jīng)驗的積累來決定使用燃油的牌號。3、使用接近極限要求的重油時，對輪機人員要求較高，需要對柴油機進行精心管理和保養(yǎng)，包括對燃油處理的精心管理。否則都會造成提前大修并增加維修

13、保養(yǎng)費用。 4、柴油機不適宜的運行狀態(tài)，如頻繁地起動停車、長期低負荷運行或低的環(huán)境溫度等，都會進一步惡化使用重油的條件。應(yīng)拒絕采用易于析出淤渣，易于在燃燒室、氣道和渦輪上積炭的燃油。重油選用原則：重油選用原則：首先看其密度是否能用（與分油有關(guān)），其次看粘度是否適宜。然后看殘?zhí)恐凳欠窨赡芎瑸r青過多，最后再看硫、釩、鋁硅的含量是否過高而容易損壞有關(guān)零件。 船舶柴油機193-1 燃油燃油一、燃油的化學組成一、燃油的化學組成二、燃油的理化性能指標二、燃油的理化性能指標三、燃油的牌號與選用三、燃油的牌號與選用四、燃油的熱化學四、燃油的熱化學船舶柴油機20四、燃油燃燒的熱化學1、燃燒、燃燒1kg燃油所需的

14、理論空氣量燃油所需的理論空氣量L0按燃油的化學成分（C、H、O）與氧（O2）在充分的時間內(nèi)完全燃燒理論上所需的空氣量（空氣中含氧21）。 L0 14.3 kg/kg燃料2、燃燒、燃燒過量過量空氣系數(shù)空氣系數(shù)實際充入氣缸的空氣量L與進入氣缸內(nèi)的燃油完全燃燒所需的理論空氣量L0的比值為空氣過量系數(shù)。 L/ L0 柴油機工作時，燃油和空氣混合時間短、混合不均勻。要保證燃油完全燃燒，供給的實際空氣量必須大于理論空氣量。即 1。船舶柴油機21四、燃油燃燒的熱化學3、 對柴油機工作性能的影響對柴油機工作性能的影響1）小，燃燒又完全，說明油與氣混合質(zhì)量好，燃燒油量多、功率大；2）加大，空氣量較多，燃燒完全，

15、經(jīng)濟性好；但過大，混合時油少氣多，排氣帶走的熱量相對較多，經(jīng)濟性又下降。3）提高柴油機強載度（同樣尺寸機器，發(fā)出的功率大），希望小。非增壓機的減小受燃燒完善程度的限制；增壓機受熱負荷的限制。4）二沖程機四沖程機，（二沖程機換氣質(zhì)量差，熱負荷大，大降低負荷 ）大型機小型機，（大型機熱負荷小型機，大降低負荷 ）增壓機非增壓機，（增壓機熱負荷非增壓機，大降低負荷 ）5）噴入氣缸的燃油內(nèi)部，油沒有空氣混合0；燃燒室周邊只有空氣而無油。歐美國家采用空燃比AF（或燃空比FA）表示空氣與燃油的混合比例。船舶柴油機22第三章第三章 燃油噴射與燃燒燃油噴射與燃燒3-1 燃油3-2 燃油的噴射3-3 可燃混合氣的

16、形成3-4 燃油的燃燒3-5 柴油機有害氣體的排放3-6 噴油設(shè)備3-7 噴油設(shè)備的檢查與調(diào)整船舶柴油機233-2 燃油的噴射與霧化燃油的噴射與霧化一、燃油噴射系統(tǒng)概述一、燃油噴射系統(tǒng)概述二、燃油的噴射過程二、燃油的噴射過程三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律及其要求三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律及其要求四、異常噴射及其消除方法四、異常噴射及其消除方法五、燃油的霧化五、燃油的霧化船舶柴油機24一、燃油噴射系統(tǒng)概述一、燃油噴射系統(tǒng)概述1）作用：）作用：將燃油噴入氣缸，實現(xiàn)燃油和空氣混合和燃燒。2）要求：）要求： 定時定時最佳的啟噴時刻 定量定量循環(huán)噴油量隨負荷而變化 定壓定壓保證良好霧化和混合 定規(guī)定規(guī)最佳的噴油規(guī)律

17、 霧化霧化良好的霧化狀態(tài)3）型式：）型式：（1）泵管嘴（柱塞式直接噴射）系統(tǒng)；（2）泵嘴系統(tǒng)；PT系統(tǒng)；（3）電子噴射系統(tǒng)。船舶柴油機25一、噴射系統(tǒng)概述一、噴射系統(tǒng)概述1、典型柱塞泵式噴射系統(tǒng)：、典型柱塞泵式噴射系統(tǒng)：組成：組成：噴油泵、噴油器和連接它們的高壓油管。特點：特點：1）布置方便靈活、技術(shù)成熟，廣泛應(yīng)用；2）噴油壓力隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化而變化，達不到各種轉(zhuǎn)速下的最佳供油；3）柴油的可壓縮性和高壓油管中油壓波動實際噴油狀態(tài)與噴油泵規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異。船舶柴油機262、電控共軌噴射系統(tǒng)、電控共軌噴射系統(tǒng)（高壓共軌系統(tǒng)被認為是20世紀內(nèi)燃機技術(shù)的3大突破之一。）組成：組成：高壓

18、油泵、壓力傳感器和電子控制裝置(ECU)組成閉環(huán)系統(tǒng)。將噴射壓力的產(chǎn)生噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程完全分開噴射過程完全分開的一種供油方式。原理：原理：高壓油泵將燃油輸送到公共供油管，油壓大小與發(fā)動機轉(zhuǎn)速無關(guān)，實現(xiàn)精確控制，從而減少傳統(tǒng)噴油方式的缺陷。ECU控制高速電磁開關(guān)，噴油器的噴油量大小，取決于燃油軌道(Common rail )的壓力和電磁閥開啟時間的長短。船舶柴油機272、電控共軌噴射系統(tǒng)特點：特點：(1)先進電子控制裝置并配高速電磁開關(guān)閥，使噴油過程控制方便，且可控參數(shù)多，利于柴油機燃燒過程的全程優(yōu)化。(2)共軌方式供油，噴油系統(tǒng)壓力波動小，各噴油器間相互影響小，噴射壓力控制精度較高，噴

19、油量控制較準確。(3)高速電磁閥頻率高，控制靈活，噴油系統(tǒng)噴射壓力可調(diào)范圍大，且能方便實現(xiàn)預(yù)噴射、后噴等功能，為優(yōu)化柴油機噴油規(guī)律、改善性能和降低廢氣排放提供了有效手段。(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)移植方便，適應(yīng)范圍廣，市場前景看好。 船舶柴油機282、電控共軌噴射系統(tǒng)研究熱點研究熱點(1)高壓共軌系統(tǒng)的恒高壓密封問題；(2)高壓共軌系統(tǒng)中共軌壓力的微小波動所造成的噴油量不均勻問題；(3)高壓共軌系統(tǒng)三維控制數(shù)據(jù)的優(yōu)化問題；(4)微結(jié)構(gòu)、高頻響電磁開關(guān)閥涉及的與制造過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題。小結(jié)：該技術(shù)有助于減少柴油機尾氣排放量，同時具有改善噪聲、降低燃油耗等方面的綜合性能。在保護地球環(huán)境的同時，促進了柴油機工

20、業(yè)、汽車行業(yè)、農(nóng)業(yè)及與之相關(guān)工業(yè)的發(fā)展。 船舶柴油機293-2 燃油的噴射與霧化一、燃油噴射系統(tǒng)概述一、燃油噴射系統(tǒng)概述二、燃油的噴射過程二、燃油的噴射過程三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律及其要求三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律及其要求四、異常噴射及其消除方法四、異常噴射及其消除方法五、燃油的霧化五、燃油的霧化船舶柴油機30二、燃油的噴射過程二、燃油的噴射過程1. 噴射過程的三個階段2. 噴射過程的壓力波船舶柴油機31二、燃油的噴射過程二、燃油的噴射過程1. 噴射過程的三個階段1）噴射延遲階段I2）主要噴射階段II3）尾噴階段III（整個過程在高速柴油機只有幾秒）船舶柴油機321）噴射延遲階段I噴油器向氣缸噴油的

21、時刻比油泵內(nèi)壓力開始上升的時刻要落后一段時間。船舶柴油機331）噴射延遲階段I（幾何供油點Op噴油始點Ou）供油提前角供油提前角：噴油泵開始供油時，對應(yīng)的曲柄離上死點的轉(zhuǎn)角；噴油提前角：噴油提前角：噴油器開始噴油時，對應(yīng)的曲柄離上死點的轉(zhuǎn)角；（注：能夠檢查和調(diào)整的是供油提前角；而對燃燒時刻產(chǎn)生影響的是噴油提前角）。該階段長短影響因素：該階段長短影響因素： a.高壓油管特性參數(shù)； b.噴油器針閥的啟閥壓力； c.柴油機工況； d.噴油泵出油閥和針閥的結(jié)構(gòu)等船舶柴油機342）主要噴射階段II起始點：起始點：從噴油始點開始供油終點，即柱塞斜槽打開回油口。特點：特點：1）噴油器中的壓力較高，大部分燃油

22、在此階段噴入氣缸；2）壓力在不斷增高壓力在不斷增高下噴入氣缸，其霧化效果較理想。2）該階段長短取決于柴油機負荷，負荷愈大，此階段愈長。船舶柴油機353）尾噴階段III起始點：起始點：從供油終點到針閥落座，噴油終點。特征：特征：噴油泵回油孔剛打開時，因回油孔的節(jié)流作用及燃油、高壓油管波的傳遞，使得噴油器中壓力下降較遲緩，針閥仍保持開啟。燃油在不斷下降的壓力下噴入氣缸，燃油霧化不良，甚至產(chǎn)生滴漏現(xiàn)象。要求：要求：針閥斷油迅速，將該階段縮短到最小限度。船舶柴油機36二、燃油的噴射過程二、燃油的噴射過程1、噴射過程的三個階段2、噴射過程的壓力波船舶柴油機372. 噴射過程的壓力波產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：高

23、壓油管內(nèi)瞬間高壓；燃油流動慣性；高壓油管的彈性。危害：危害：可能引起噴油器異常噴射；可能造成噴油元件損壞。造成高壓油管中出現(xiàn)壓力波船舶柴油機383-2 燃油的噴射與霧化燃油的噴射與霧化一、燃油噴射系統(tǒng)概述一、燃油噴射系統(tǒng)概述二、燃油的噴射過程二、燃油的噴射過程三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律及其要求三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律及其要求四、異常噴射及其消除方法四、異常噴射及其消除方法五、燃油的霧化五、燃油的霧化船舶柴油機39三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律及其要求三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律及其要求1. 幾何供油規(guī)律和噴油規(guī)律幾何供油規(guī)律和噴油規(guī)律1）供油規(guī)律：供油規(guī)律：在供油過程中，每度曲軸轉(zhuǎn)角噴油泵的供油量dgP/d ，隨

24、曲柄轉(zhuǎn)角的變化曲線，如圖實線曲線所示。2）噴油規(guī)律噴油規(guī)律：在噴油過程中，每度曲軸轉(zhuǎn)角噴油器的噴油量dgn/d，隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化曲線，如圖虛線曲線所示。3）對直噴式柴油機，理想噴油規(guī)律應(yīng)是“先緩后急”（如圖點劃曲線所示）。當噴油開始時噴油率小，著火后噴油率迅速上升，很快結(jié)束。噴射質(zhì)量可從燃油霧化質(zhì)量霧化質(zhì)量及噴油規(guī)律噴油規(guī)律兩個方面來評價，噴油規(guī)律主要由供油規(guī)律來控制。 船舶柴油機401. 幾何供油規(guī)律和噴油規(guī)律4）噴油延遲 由燃油可壓縮性、油管彈性及油管中壓力波造成。a）燃油的可壓縮性油管內(nèi)壓力由幾MPa幾十MPa上百MPa。高壓燃油容積。壓力變化、初容積 燃油容積變化。 b）高壓油管的彈性

25、膨脹高壓油管一般用厚壁無縫鋼管制成。燃油噴射壓力 油管容積。管內(nèi)壓力變化、管內(nèi)徑、管長 膨脹容積。 c）高壓油管中的壓力波動 壓力波在高壓油管中來回傳播，管中壓力隨時間和地點不同而變化噴油延遲。 船舶柴油機41理想的噴油規(guī)律的優(yōu)點a. 著火前噴油量少于常見規(guī)律噴油量。壓力升高率dp/d減小，柴油機工作柔和。b. 著火前燃油噴射不遠，燃燒開始發(fā)生在燃燒室中心附近。著火后，因噴油率很快上升，油噴至外圍，使火焰向空氣較多的燃燒室外圍傳播，燃油易得到完全燃燒。船舶柴油機422. 噴油規(guī)律的影響因素1）凸輪形線和有效工作段2）柱塞的直徑D與噴孔直徑d3）高壓油管尺寸4）柴油機負荷與轉(zhuǎn)速船舶柴油機431）

26、凸輪形線和有效工作段 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。 一般將凸輪的有效工作段選在柱塞運動的高速部分，以減小噴油持續(xù)角，提高霧化質(zhì)量。船舶柴油機442）柱塞的直徑D與噴孔直徑d當柱塞行程S不變時： D 供油量供油速度，噴油延遲角和持續(xù)角均; 當噴油器噴孔數(shù)不變時， d （如堵塞）噴油阻力 噴油持續(xù)角（每度凸輪轉(zhuǎn)角的噴油量）。此時因高壓油管中壓力過高，易產(chǎn)生重復噴射。 船舶柴油機453）高壓油管尺寸油管長度油管長度長度壓縮體積噴射延遲角實際噴油提前角。若各缸高壓油管長度不同，則各缸噴油規(guī)律會不同。為使各缸噴油規(guī)律一致，應(yīng)盡可能使各缸的高壓油管長度相同。 油

27、管內(nèi)徑油管內(nèi)徑內(nèi)徑燃油流動阻力噴油延遲角噴油提前角。船舶柴油機464）柴油機負荷pi與轉(zhuǎn)速n當轉(zhuǎn)速n和噴油定時不變時（噴油始點基本不變）：負荷pi 噴油終點延后 后半期噴油量。當柴油機負荷及噴油定時不變時：n 每度凸輪轉(zhuǎn)角的時間供油速度油液流阻每度凸輪轉(zhuǎn)角的噴油量噴油延遲角和噴油持續(xù)角均噴油延遲角和噴油持續(xù)角均。此時實際噴油提前角。船舶柴油機473-2 燃油的噴射與霧化燃油的噴射與霧化一、燃油噴射系統(tǒng)概述一、燃油噴射系統(tǒng)概述二、燃油的噴射過程二、燃油的噴射過程三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律及其要求三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律及其要求四、異常噴射及其消除方法四、異常噴射及其消除方法五、燃油的霧化五、燃油的霧化

28、船舶柴油機48四、異常噴射及消除方法四、異常噴射及消除方法（p90）異常噴射的根本原因：異常噴射的根本原因：高壓系統(tǒng)中的壓力波動現(xiàn)象。常見的異常噴射類型：常見的異常噴射類型： 1.二次噴射(重復噴射） 2.斷續(xù)噴射 3.不穩(wěn)定噴射 4.隔次噴射 5.滴油船舶柴油機491、重復噴射（二次噴射）、重復噴射（二次噴射） 使噴油持續(xù)角變大，由于后期在低壓下噴油，霧化質(zhì)量降低，致使燃燒惡化、后燃嚴重、排溫升高、機件過熱、燃燒室結(jié)碳、排氣冒黑煙等，降低了柴油機的經(jīng)濟性和可靠性。 1）定義供油結(jié)束噴油器針閥落座后又重新被抬起的噴射現(xiàn)象稱為（二次噴射）。2）何時易發(fā)生？在柴油機高轉(zhuǎn)速大負荷的工況下最易產(chǎn)生。3

29、）原因：內(nèi)因：壓力波動過大，剩余壓力p0與啟閥壓力p過于接近；外因：噴油器噴孔部分堵塞，p0過高；排油閥卸載容積不足p0 過高；換用了內(nèi)徑和長度較大或剛性較小的高壓油管p0 過高，壓力波動過大；噴油器啟閥壓力較低（與啟閥壓力p 過于接近）。 4）危害：船舶柴油機502斷續(xù)噴射（波動噴油）斷續(xù)噴射（波動噴油）1）定義：在噴油泵的一次供油期間，噴油器針閥斷續(xù)啟閉（頻繁地起落），而且升起不足、噴射不力，這種現(xiàn)象稱為斷續(xù)噴射。2）何時易發(fā)生？此現(xiàn)象多發(fā)生在柴油機低負荷、低轉(zhuǎn)速工況。3）原因：噴油泵的供油量小于噴油器的噴油量。4）危害：針閥撞擊次數(shù)增多、磨損加大、壽命降低。船舶柴油機513、不穩(wěn)定噴射和

30、隔次噴射、不穩(wěn)定噴射和隔次噴射1）定義（原因）：指噴油泵雖能持續(xù)工作，但各循環(huán)噴油量在噴射時不斷變動的情況。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）何時發(fā)生？此現(xiàn)象多發(fā)生在柴油機低負荷運轉(zhuǎn)低負荷運轉(zhuǎn)或噴油設(shè)備偶件過度磨損時發(fā)生。3）危害：轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或自動停車。船舶柴油機524、滴漏、滴漏1）原因： 噴油器針閥關(guān)閉時，針閥彈簧力不足或高壓油管壓力下降過慢，使針閥落座關(guān)閉過慢造成。2）危害： 燃油流出速度和壓力很低，霧化差，在噴孔處積炭，堵塞噴孔。船舶柴油機53最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速1、定義： 柴油機各缸能夠均勻發(fā)火的最低轉(zhuǎn)速；2、要求： 低速機 30%nb； 中速機 40

31、nb ； 高速機 45nb 最低溫度轉(zhuǎn)速低，表明各缸噴油量均勻。性能好。 船舶柴油機543-2 燃油的噴射與霧化燃油的噴射與霧化一、燃油噴射系統(tǒng)概述一、燃油噴射系統(tǒng)概述二、燃油的噴射過程二、燃油的噴射過程三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律及其要求三、供油規(guī)律和噴油規(guī)律及其要求四、異常噴射及其消除方法四、異常噴射及其消除方法五、燃油的霧化五、燃油的霧化船舶柴油機55五、燃油霧化1. 油束的形成與特性油束的形成與特性1）噴霧質(zhì)量的幾何參數(shù)）噴霧質(zhì)量的幾何參數(shù)a）油束射程L：L應(yīng)與燃燒室相匹配。b）油束錐角： 表示油束的緊密程度， 大霧化質(zhì)量好。2）評定霧化質(zhì)量的指標）評定霧化質(zhì)量的指標a）油滴平均直徑d：d小

32、，質(zhì)量好。b）霧化均勻度X0 ：最大直徑與平均直徑之差。X0小，質(zhì)量好。船舶柴油機562、影響油束特性的因素1）噴油壓力：）噴油壓力：壓力霧化細度 L和都。2）噴孔構(gòu)造：）噴孔構(gòu)造：噴孔的直徑及噴孔孔數(shù)，直徑L， ，霧化細度。注意與燃燒室配合好。使用時若噴孔磨損或堵塞不利。3）燃油的粘度和密度：）燃油的粘度和密度：粘度霧化質(zhì)量。高粘度油注意需加熱。4）噴射背壓：）噴射背壓：背壓L ， ，霧化細度。船舶柴油機57第三章第三章 燃油噴射與燃燒燃油噴射與燃燒3-1 燃油3-2 燃油的噴射3-3 噴油設(shè)備3-4 燃油的燃燒3-5 柴油機有害氣體的排放3-6 可燃混合氣的形成3-7 噴油設(shè)備的檢查與調(diào)整

33、船舶柴油機583-3 噴油設(shè)備噴油設(shè)備主要設(shè)備：噴油泵和噴油器要求：良好的霧化正確的噴油定時便捷的油量調(diào)節(jié)目前柴油機使用的噴射系統(tǒng)大多屬于柱塞泵式直接噴射系統(tǒng)。船舶柴油機59噴射設(shè)備噴射過程船舶柴油機603-3 噴油設(shè)備噴油設(shè)備一、噴油泵二、噴油器三、主要零件及其故障船舶柴油機61柴油機燃油噴射部件柴油機燃油噴射部件船舶柴油機62一、噴油泵（柱塞泵）組成： 由柱塞和套筒（柱塞偶件）、凸輪與滾輪、進油閥和出油閥、調(diào)節(jié)機構(gòu)等組成。類別：2.回油閥調(diào)節(jié)式噴油泵1.回油孔調(diào)節(jié)式噴油泵回油孔調(diào)節(jié)式噴油泵：結(jié)構(gòu)緊湊小巧，適用于中小型柴油機；回油閥調(diào)節(jié)式噴油泵：結(jié)構(gòu)比較復雜，造價較貴，用于大型低速柴油機。船

34、舶柴油機631. 回油孔調(diào)節(jié)式噴油泵（也稱布許（Bosch）油泵） 1）結(jié)構(gòu)特點：主要零件有：柱塞、套筒柱塞、套筒與出油閥、閥座出油閥、閥座兩副精密偶件偶件。 結(jié)構(gòu)特點：柱塞頭部開有直槽a、斜槽b和環(huán)形槽c。船舶柴油機641. 回油孔調(diào)節(jié)式噴油泵（也稱布許（Bosch）油泵）2）工作原理 柱塞上下往復運動，上行依靠凸輪；下行依靠彈簧（圖中未表示出）。柱塞頭部關(guān)閉回油孔時開始供油；柱塞斜槽打開回油孔時供油結(jié)束。船舶柴油機652）回油孔調(diào)節(jié)式噴油泵工作原理拉動齒條 ，可轉(zhuǎn)動齒圈，通過橫銷d轉(zhuǎn)動柱塞，改變斜槽相對回油孔的位置，改變供油量。船舶柴油機66回油孔式泵的原理船舶柴油機67油量調(diào)節(jié)原理船舶柴

35、油機68船舶柴油機69回油孔調(diào)節(jié)式噴油泵工作原理船舶柴油機702）回油孔調(diào)節(jié)式噴油泵工作原理船舶柴油機71柱塞的行程柱塞行程：凸輪基圓到凸輪頂點的距離h總。a）前無效行程：）前無效行程：柱塞從最低點至關(guān)閉回油孔位置的行程b）有效行程：）有效行程：柱塞從關(guān)閉回油孔至斜槽打開回油孔的行程。大小柱塞斜槽高度回油孔直徑。（有效行程越長，循環(huán)供油量越大。當直槽對準回油孔時，有效行程0 。當有效行程為零時，雖然柱塞上下運動但不供油。此時柴油機處于停車位）c）后無效行程：）后無效行程：柱塞從斜槽打開回油孔至運行到最高點的行程。 船舶柴油機723）三種油量調(diào)節(jié)方式及柱塞頭部結(jié)構(gòu)回油孔式油泵的供油量調(diào)節(jié)，依靠轉(zhuǎn)

36、動柱塞改變供油終點（或改變供油始點或始終點）來改變柱塞有效行程而實現(xiàn)的。噴油泵的供油量調(diào)節(jié)的三種方式：終點調(diào)節(jié)式（a）始點調(diào)節(jié)式（b）始終點調(diào)節(jié)式（c）船舶柴油機733）Bosch泵三種油量調(diào)節(jié)方式的柱塞頭部結(jié)構(gòu)a終點調(diào)節(jié)式：終點調(diào)節(jié)式： 柱塞頭部上端面為平面，斜槽在下部。轉(zhuǎn)動柱塞改變油量時，供油始點不變，終點變化；多用于帶發(fā)電機的副機。b始點調(diào)節(jié)式：始點調(diào)節(jié)式： 柱塞頭部斜槽在上，轉(zhuǎn)動柱塞，供油始點變化，終點不變；增大油量時，提前角變大；減小油量，提前角變小。 多用于變速變負荷的船用主機。c始終點調(diào)節(jié)式：始終點調(diào)節(jié)式： 柱塞頭部上下都有斜槽。 多用于高增壓柴油機。回油孔式噴油泵柱塞頭部因此有

37、不同線型。 船舶柴油機744）出油閥和閥座）出油閥和閥座 作用：蓄壓、止回、減壓（卸載）三個作用。 類別：等容卸載等容卸載和等壓卸載等壓卸載兩種出油閥。船舶柴油機75等容卸載式出油閥觀察閥芯的變化船舶柴油機76等容卸載等容卸載和等壓卸載等壓卸載出油閥比較a. 等容卸載式：等容卸載式：結(jié)構(gòu)上有一圓柱形環(huán)帶，閥落座前將高壓油管與油泵隔斷，落座后又下行一段距離h，高壓油管容積，管內(nèi)壓力迅速，縮短尾噴階段。缺點:任何轉(zhuǎn)速，卸載容積都是恒定值。因而在柴油機工況變化時，高壓油管中的剩余壓力也相應(yīng)變化。（設(shè)計時，為了避免重復噴射，卸載容積可能需要較大，）在低負荷時，因卸載過多而造成高壓油腔的真空，產(chǎn)生穴蝕。

38、 b. 等壓卸載式：等壓卸載式：等壓卸載出油閥沒有減壓環(huán)帶，而是在閥的內(nèi)部設(shè)有一個由卸載彈簧控制的錐形卸壓閥。當出油閥落座后，若高壓油管中的壓力高于卸載閥的開啟壓力，則卸壓閥開啟使燃油倒流進入噴油泵工作空間，直到與卸壓閥的關(guān)閉壓力相等時為止，因此高壓油管中的燃油壓力始終保持一個適中的剩余壓力，減小了油管中的壓力波動。這樣既能防止重復噴射，又能防止產(chǎn)生穴蝕。 船舶柴油機775）回油孔式噴油泵特點結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉，廣泛用于大、中、小型柴油機；柱塞有斜槽、直槽，密封性差，柱塞與套筒單邊磨損。大型柴油機所需燃油壓力大，高壓油泵有所改進。船舶柴油機782.回油閥式噴油泵回油閥式噴油泵：（了解

39、）：（了解）終點調(diào)節(jié)式始點調(diào)節(jié)式始終點調(diào)節(jié)式船舶柴油機792. 回油閥式噴油泵回油閥式噴油泵 圖b為終點調(diào)節(jié)式：轉(zhuǎn)動偏心輪，頂桿上升，供油量減小，改變供油終點位置 圖a為始點調(diào)節(jié)式：柱塞上行時，因右側(cè)頂桿頂開回油閥，噴油泵不供油；隨著頂桿下落，回油閥關(guān)閉，開始供油。轉(zhuǎn)動偏心輪使頂桿上升，油量減小，提前角減??； 圖c為始終點調(diào)節(jié)式：船舶柴油機80回油閥式噴油泵的優(yōu)缺點 與回油孔式噴油泵相比，回油閥式噴油泵有下列優(yōu)點： （1）密封性能好。由于其柱塞與套筒有較長的密封，故密封性能較好，足以保證較高的噴油壓力。（2）耐磨性好。由于柱塞上沒有斜槽。不承受測推力，所以柱塞及套筒磨損比較均勻，使用壽命較長。

40、回油閥式噴油泵與回油孔式噴油泵相比較也存在著一些缺點：（1）體積大。回油閥式噴油泵的體積較大，不適用結(jié)構(gòu)緊湊的高速及中速柴油機使用，只能用于大型低速柴油機上。（2）結(jié)構(gòu)復雜?；赜烷y式噴油泵的結(jié)構(gòu)比較復雜，故其造價較貴，且管理麻煩。 船舶柴油機813、可變噴油定時機構(gòu)VIT：（了解）根據(jù)燃燒理論，供油提前角提高，爆炸壓力pz加大。一般情況pz大，油耗?。蛔鳛橹鳈C，一般使用在8090標定功率上，若在低負荷時，減小油量使供油提前角（始點調(diào)節(jié)法），則pz會下降許多，經(jīng)濟性下降。為了保證在低負荷時，pz（經(jīng)濟性）不過低，應(yīng)設(shè)法加大供油提前角。故需采用VIT（variable injection timi

41、ng unit）機構(gòu)。當代新型的船用二沖程低速柴油機的噴油泵均配備了可變噴油定時機構(gòu)（VIT）。保證負荷改變時，隨著噴油泵供油量的改變能自動調(diào)整其供油提前角，使柴油機在部分負荷運動時仍有較高的pz，以改善部分負荷的經(jīng)濟性。同時在高負荷時又能控制pz，使之不超過標定爆壓。 船舶柴油機82可變噴油定時機構(gòu)船舶柴油機83MAN-B&W MC型柴油機使用的定時齒條機構(gòu)在泵體的方形底部裝有兩根調(diào)節(jié)齒條，上方的一根是供油定時調(diào)節(jié)齒條3，下方的一根是油量調(diào)節(jié)齒條2。VIT控制系統(tǒng)如圖右邊所示，主要包括位置傳感器9，位置伺服器10及定時齒圈4等。油泵套筒下部有梯形外螺紋，與定時齒圈上部的梯形內(nèi)螺紋相配

42、，齒圈的外部又與定時齒條相嚙合。拉動齒條時，齒圈通過螺旋副可使套筒上下移動，從而改變套筒與柱塞的相對位置，供油定時也隨之改變。位置伺服器為氣動執(zhí)行元件，其內(nèi)之活塞桿通過定時調(diào)節(jié)桿與定時齒條相接，控制信號來自位置傳感器，位置傳感器由調(diào)速器的輸出調(diào)節(jié)軸控制。當負荷變化時，調(diào)速器輸出軸一方面通過上搖臂6直接拉動油量調(diào)節(jié)齒條改變供油量；與此同時，下?lián)u臂7通過桿8改變位置傳感器以控制空氣壓力?？刂瓶諝廨斔偷轿恢盟欧?，可改變其活塞位置，從而拉動定時齒條達到調(diào)節(jié)供油定時的目的。船舶柴油機84柱塞頭部的特殊線型 在MC系列缸徑最小的兩種柴油機上（L35MC和L42MC），因結(jié)構(gòu)所限，采用柱塞頭部特殊形狀的雙

43、斜槽作為VIT機構(gòu)，如圖所示。這種VIT機構(gòu)也為其它一些中、小型回油孔式噴油泵所采用。 船舶柴油機853-3 噴油設(shè)備噴油設(shè)備一、噴油泵二、噴油器三、主要零件及其故障船舶柴油機86二、噴油器船舶柴油機87二、噴油器1.作用：把噴油泵排出的燃油以霧狀噴入氣缸。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)束利落、無滴漏、無二次噴射等。 船舶柴油機88二、噴油器3.噴油器的結(jié)構(gòu)特點（a）為單孔式噴油器針閥，用于渦流式燃燒室和分隔式燃燒室；（c）為軸針式噴油器針閥，可防止噴孔堵塞；（b）為多孔單孔式噴油器針閥，用于開式燃燒室。船舶柴油機893.噴油器結(jié)構(gòu)特點船舶柴油機90船舶柴油

44、機91Nozzle船舶柴油機92MAN-B&W柴油機使用的一種非冷卻多孔式噴油器 船舶柴油機934.噴油器的調(diào)整參數(shù)1）噴油器針閥開啟油壓力p0 p0（ dn2 ds2）/4F當油壓力升至 p0 4F / （ dn2 ds2）時閥開式上升。針閥抬起后油壓作用面積增大，升閥力為： p0dn2/4 F，閥迅速抬起。2）噴油器針閥關(guān)閉油壓力ps當油壓力降至 ps 4F / dn2時，閥開式下落。可知： p0 ps 。但關(guān)閉壓力過低會影響霧化質(zhì)量，關(guān)閉壓力ps 應(yīng)盡可能接近較高p0 。3） p0的大小決定噴霧質(zhì)量，由彈簧預(yù)緊力F的大小決定。船舶柴油機943-3 噴油設(shè)備噴油設(shè)備一、噴油泵二、噴

45、油器三、主要零件及其故障船舶柴油機95三、噴射系統(tǒng)設(shè)備的常見故障三、噴射系統(tǒng)設(shè)備的常見故障1.噴油泵的主要故障2.噴油器的主要故障3.噴油嘴的主要故障船舶柴油機961.噴油泵的主要故障噴油泵的主要故障主要故障多發(fā)生在柱塞與套筒、出油閥及閥座兩對精密偶件上。故障形式為：過度磨損、拉毛、卡死、穴蝕等。船舶柴油機97 1）柱塞和套筒過度磨損、拉毛、卡緊和咬死柱塞和套筒過度磨損、拉毛、卡緊和咬死過度磨損過度磨損危害：密封噴油壓力霧化供油量（噴油提前角變?。?，燃燒惡化；各缸供油不均、各缸功率不等、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)等。原因：原因：一般是燃油質(zhì)量低（如粘度、硫分、機械雜質(zhì)含量高）造成過度磨損，嚴重的造成卡緊和咬死；

46、個別情況是偶件材質(zhì)低及加工、裝配工藝不好（裝配不正，間隙過?。蛉加蜏囟韧蛔儯〒Q用高粘度油時加溫。）部位：部位：多發(fā)生在柱塞頭斜槽上部和套筒進回油孔附近。措施：措施：發(fā)現(xiàn)時應(yīng)立即查明原因，酌情換新，或者加以研磨、研配后繼續(xù)使 用?？ňo和咬死危害：卡緊和咬死危害：噴油泵停油。卡死原因：卡死原因：油過臟或油溫突變。 船舶柴油機981.噴油泵的主要故障噴油泵的主要故障2）出油閥偶件的故障閥和閥座磨損危害：密封性高壓油管中的剩余壓力噴油量，影響霧化質(zhì)量及燃燒過程。磨損過快的原因：主要是燃油中有雜質(zhì)、燃油的酸性腐蝕、撞擊或閥面扭曲變形等。閥桿卡緊和咬死危害：閥桿在閥開啟位置卡死，則回油閥不能關(guān)閉，使噴

47、油泵停止供油。原因：由于潤滑不良、受熱不均，也可能是閥桿及導套變形而引起。船舶柴油機991.噴油泵的主要故障噴油泵的主要故障3）穴蝕：）穴蝕：現(xiàn)象：現(xiàn)象：表面出現(xiàn)麻點或蜂窩狀孔群。原因：原因：當噴射系統(tǒng)某處的燃油壓力下降到低于或等于該溫度下的燃油中殘留水分及部分輕餾分的汽化壓力時，該處燃油汽化而產(chǎn)生氣泡，隨后氣泡在壓力波的作用下破裂，并激發(fā)出很強的沖擊力，作用在金屬壁面上。這樣反復地侵蝕，就會引起金屬表面的穴蝕破壞，使噴油系統(tǒng)零件損壞。部位部位：柱塞穴蝕多發(fā)生在斜槽的上方與回油孔相對的柱塞表面處。系統(tǒng)中在噴油泵閥與閥座的密封處；高壓油管內(nèi)壁及噴油器針閥密封處。措施：措施：高壓系統(tǒng)中的穴蝕可通過

48、選擇出油閥的卸載容積來解決；低壓系統(tǒng)中的穴蝕，可通過提高進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。 船舶柴油機100三、噴射系統(tǒng)設(shè)備的常見故障三、噴射系統(tǒng)設(shè)備的常見故障1.噴油泵的主要故障2.噴油器的主要故障3.噴油嘴的主要故障船舶柴油機1012.噴油器的主要故障包括：針閥偶件的磨損、漏油和卡緊。1）針閥偶件的磨損、漏油閥密封帶寬度正常0.30.5mm。磨損后帶寬加大；針閥下沉。危害：密封性滴漏結(jié)碳。原因：燃油中的雜質(zhì)，酸性腐蝕、沖刷、撞擊、閥面的扭曲變形等。危害：導致高壓油管中的剩余壓力下降或噴油量減少、噴油延遲，影響霧化質(zhì)量及燃燒過程。原因：燃油中的雜質(zhì)。柱柱面面磨磨損損錐錐面

49、面磨磨損損端面磨損：端面磨損：p121船舶柴油機1022.噴油器的主要故障2）針閥卡緊或咬死判斷：柴油機運行時，手觸摸高壓油管。手觸高壓油管a.若高壓油管脈動強烈，排溫Tr較低，可能原因：針閥在關(guān)閉位置卡死 噴孔阻塞b.高壓油管脈動微弱，排溫Tr較高，可能原因：針閥在開啟位置卡死噴油器彈簧斷裂針閥卡緊的原因燃油過臟；噴油器冷卻不良；針閥高溫變形等噴油器彈簧過緊船舶柴油機103三、噴射系統(tǒng)設(shè)備的常見故障三、噴射系統(tǒng)設(shè)備的常見故障1.噴油泵的主要故障2.噴油器的主要故障3.噴油嘴的主要故障船舶柴油機1043. 噴油嘴的常見故障常見故障：噴孔磨損、阻塞、結(jié)碳、裂紋。噴孔磨損： 由于燃油的高速沖刷、腐

50、蝕變大孔徑原孔徑10%，更換噴孔阻塞： 由于雜質(zhì)或結(jié)碳引起。噴孔內(nèi)外結(jié)碳：噴孔內(nèi)結(jié)碳，由于噴油器冷卻不良。噴孔外結(jié)碳，由于噴油器滴漏，用通針疏通。噴孔裂紋：由于高溫引起，發(fā)現(xiàn)后換新。噴油器下端伸入燃燒室的零件為噴油嘴。船舶柴油機105第三章第三章 燃油噴射與燃燒燃油噴射與燃燒3-1 燃油3-2 燃油的噴射3-4 可燃混合氣的形成3-5 燃油的燃燒3-6 柴油機有害氣體的排放3-3 噴油設(shè)備3-7 噴油設(shè)備的檢查與調(diào)整船舶柴油機1063-4 可燃混合氣的形成可燃混合氣質(zhì)量取決于：可燃混合氣油霧 空氣1）油的霧化質(zhì)量；2）空氣的擾動；3）燃燒室的形狀 大型低速柴油機可燃混合氣質(zhì)量取主要決于：1）油

51、的霧化質(zhì)量；2）空氣的擾動；3）燃燒室的形狀 小型高速柴油機可燃混合氣質(zhì)量取主要決于：1）油的霧化質(zhì)量；2）空氣的擾動；3）燃燒室的形狀說明：本節(jié)大綱未作要求，僅作了解內(nèi)容。三者的最佳匹配是改善燃燒過程的關(guān)鍵所在。船舶柴油機1073-4 可燃混合氣的形成一、可燃混合氣形成的方法二、燃燒室三、缸內(nèi)空氣渦流的形式與作用船舶柴油機108一、可燃混合氣形成的方法燃油噴向燃燒室空間，形成霧狀，霧狀油滴從高溫空氣中吸熱蒸發(fā)并擴散，與空氣形成混合氣。要求噴出的燃油與燃燒室形狀配合。大部分燃油噴到燃燒室壁面上，形成一層油膜，油膜受熱汽化蒸發(fā)，在燃燒室中強烈的渦流作用下，燃油蒸氣與空氣形成均勻的可燃混合氣。起主

52、要作用的因素是燃燒室壁面溫度、空氣相對運動速度和油膜厚度。船舶柴油機109一、可燃混合氣形成的方法1. 空間霧化混合大、中型機主要依賴燃油的霧化質(zhì)量，較少依賴空氣的擾動；要求高壓噴射，噴油器多孔。某些中、小型機采用渦流室或擾動，預(yù)燃室較多依賴空氣擾動，較少依賴燃油噴霧。采用較低的噴油壓力的單孔噴油器。2. 油膜蒸發(fā)混合僅用于球形燃燒室目前，絕大多數(shù)船用柴油機采用空間霧化混合。船舶柴油機1103-4 可燃混合氣的形成一、可燃混合氣形成的方法二、燃燒室三、缸內(nèi)空氣渦流的形式與作用船舶柴油機111二、燃燒室燃燒室直噴式分隔式半開式 開式渦流室 預(yù)燃室船舶柴油機112 1. 直噴式燃燒室 1）開式燃燒

53、室）開式燃燒室特點：特點： 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、形狀簡單、相對散熱面積小、熱損失少、無氣流流動損失，起動性、經(jīng)濟性好。缺點：燃燒室機械負荷、熱負荷高，工作較粗暴，排煙有害成分多。適用于缸徑D160mm的柴油機，船舶主機、發(fā)電副機均采用這種燃燒室。船舶柴油機113 1直噴式燃燒室 適用于缸徑D100150mm的高速柴油機。圖a)為普通半開式燃燒室。這類燃燒室被普遍采用，各機型燃燒室形狀（淺深、圓方）、尺寸、與噴油器相對位置各不相同，工作原理略有差異。圖b)為球形燃燒室。 2）半開式燃燒室船舶柴油機1142分隔式燃燒室分隔式燃燒室1）渦流室式燃燒室）渦流室式燃燒室適用于缸徑D100mm的高速柴油機。缺

54、點：這種燃燒室相對散熱面積F/V大，燃燒過程中燃氣流動節(jié)流損失大，燃油消耗率ge高。起動性能差，往往用電熱塞幫助起動。 船舶柴油機1152分隔式燃燒室分隔式燃燒室2）預(yù)燃室式燃燒室）預(yù)燃室式燃燒室在預(yù)燃室中不組織壓縮渦流，預(yù)燃室的主要作用是在主燃燒室中形成燃燒渦流。在預(yù)燃室中只燃燒少量燃油，利用這部分燃油的燃燒能量，將其中的混合氣高速噴入主燃燒室，并在其中造成氣體運動，促使大部分燃油在主燃燒室中混合并燃燒。這種燃燒室對燃油霧化質(zhì)量要求也不高。船舶柴油機1163-4 可燃混合氣的形成一、可燃混合氣形成的方法二、燃燒室三、缸內(nèi)空氣渦流的形式與作用船舶柴油機117三、缸內(nèi)空氣渦流的形式與作用1.空氣

55、渦流的形式1）進氣渦流2）擠壓渦流3）燃燒渦流船舶柴油機118三、缸內(nèi)空氣渦流的形式與作用2. 空氣渦流的作用1）促使油束分散，增大混合范圍燃燒前，氣流對油束的吹散作用。2）熱混合作用燃燒后，小油粒趨于渦流中心，大油粒趨于外圍與空氣混合。船舶柴油機119第三章第三章 燃油噴射與燃燒燃油噴射與燃燒3-1 燃油3-2 燃油的噴射3-4 可燃混合氣的形成3-5 燃油的燃燒3-6 柴油機有害氣體的排放3-3 噴油設(shè)備3-7 噴油設(shè)備的檢查與調(diào)整船舶柴油機1203-5 燃油的燃燒一、可燃混合氣的著火二、燃燒過程三、燃燒過程的影響因素四、改善燃燒質(zhì)量的措施五、柴油機的熱平衡船舶柴油機121一、可燃混合氣的

56、著火 1. 著火的兩個階段： 1）可燃混合氣的自燃形成火核。條件：油和空氣混合的濃度適合（1）；溫度適當。2）穩(wěn)定燃燒（火焰的傳播）判斷：火核形成后，火焰向四周傳播形成穩(wěn)定燃燒。船舶柴油機1223-5 燃油的燃燒一、可燃混合氣的著火二、燃燒過程三、燃燒過程的影響因素四、改善燃燒質(zhì)量的措施五、柴油機的熱平衡船舶柴油機123二、燃油的燃燒過程 1.燃油燃燒的四個階段：1）滯燃階段：（dc）2）速燃階段：（cy）3）緩燃階段：（yz）4）后燃階段：（ z ）其中 2）+3）為主要燃燒階段船舶柴油機124燃燒的四個階段 1）滯燃期）滯燃期從噴油開始（d點）到缸內(nèi)氣體壓力開始急劇上升的發(fā)火點（c點）為止

57、稱滯燃期（著火延遲期），為燃燒過程第一階段。表示方法：表示方法：用滯燃時間i（s）或滯燃角i（曲柄轉(zhuǎn)角）表示。影響：影響：i或i滯燃期過長，噴入缸內(nèi)燃油過多，一旦燃燒，壓力上升速度過快，Pz過高，導致爆燃。應(yīng)力求縮短滯燃期。船舶柴油機125燃燒的四個階段 2）急燃階段）急燃階段從著火點（c點）開始到缸內(nèi)氣體壓力最高點（y點）為止，為急（速）燃期。(因滯燃期內(nèi)形成的大量可燃混合氣幾乎同時燃燒，壓力上升速度快。此時活塞處于上止點附近，氣缸容積變化不大，可認為是等容燃燒過程)。評價指標：壓力升高率dp/d ，即單位曲柄轉(zhuǎn)角壓力升高值dp/d。該指標決定了柴油機燃燒過程的柔和性。急燃階段急燃階段由滯燃

58、期的長短決定。船舶柴油機126燃燒的四個階段 3）緩燃階段）緩燃階段從氣體壓力最高點（y點）到缸內(nèi)氣體溫度最高點（Z點）為止，為緩燃階段。特點：特點：該階段燃燒以很快速度進行，放熱量可達循環(huán)總放熱量的6070% ，溫度迅速上升至最高溫度（約達17002000）。高溫燃燒室充滿燃燒產(chǎn)物、燃油噴入氣缸內(nèi)即行燃燒?；钊x開上止點下行，氣缸容積，氣體壓力開始緩慢下降。緩燃階段長短，由缸內(nèi)可燃混合氣的混合質(zhì)量有關(guān)。 急燃階段+緩燃階段=主要燃燒階段船舶柴油機127燃油的燃燒過程 4）后燃階段）后燃階段缸內(nèi)氣體溫度最高點（Z點）以后發(fā)生的燃燒過程，稱為后燃期。特征：特征：因燃油和空氣混合不均，少量燃油遇不

59、到氧分子未燃或未完全燃燒，拖延到膨脹過程中繼續(xù)燃燒。因活塞下行，燃料在較低膨脹比下放熱，熱量得不到有效利用，既降低經(jīng)濟性又提高排氣溫度，使柴油機熱負荷增加，使用壽命降低。 應(yīng)盡量縮短后燃期。 思考：哪些情形會使后燃期延長？換氣不良壓縮不良噴油太晚霧化不良等。船舶柴油機1283-5 燃油的燃燒一、可燃混合氣的著火二、燃燒過程三、燃燒過程的影響因素四、改善燃燒質(zhì)量的措施五、柴油機的熱平衡船舶柴油機129三、影響燃燒過程的因素 參考p99 1燃油品質(zhì)（十六烷值、揮發(fā)性） 2換氣質(zhì)量 3氣缸工質(zhì)狀態(tài) 4噴油提前角 5燃油霧化質(zhì)量 6柴油機的轉(zhuǎn)速和負荷船舶柴油機1303-5 燃油的燃燒一、可燃混合氣的著

60、火二、燃燒過程三、燃燒過程的影響因素四、改善燃燒質(zhì)量的措施五、柴油機的熱平衡船舶柴油機131四、改善燃燒質(zhì)量的措施1）確保換氣質(zhì)量2）燃油的品質(zhì)3）氣缸壓縮溫度4）確保噴射系統(tǒng)正常工作根據(jù)影響因素加以改善（p101）運轉(zhuǎn)管理方面注意：5）日常例行管理排煙顏色正常顏色：淡灰色黑色： 燃燒不完全白色：缸內(nèi)有水分藍色：有滑油燃燒測取各缸排氣溫度Tr和爆發(fā)壓力pzpz 、Tr 負荷pz 、Tr 負荷pz 、Tr 噴油提前角pz 、Tr 噴油提前角 測取各缸壓縮壓力pb，判斷密封性船舶柴油機1323-5 燃油的燃燒一、可燃混合氣的著火二、燃燒過程三、燃燒過程的影響因素四、改善燃燒質(zhì)量的措施五、柴油機的熱平衡船舶柴油機1