第三章燃油喷射与燃烧(6节)

1、第六节第六节 喷油设备喷油设备 一、回油孔式喷油泵一、回油孔式喷油泵 1、结构特点、结构特点 2工作原理工作原理 几何供油始点几何供油始点 几何供油终点几何供油终点 有效行程有效行程 A 3、 三三 种种 油油 量量 调调 节节 方方 式式 及及 柱柱 塞塞 头头 部部 结结 构构 1）终点调节式）终点调节式 较适于按定转速运转的船舶发电柴油机，和高较适于按定转速运转的船舶发电柴油机，和高 增压船舶主机。增压船舶主机。 目前大多数船用柴油机及增压柴油机采取这种目前大多数船用柴油机及增压柴油机采取这种 终点调节方式。终点调节方式。 2）始点调节式）始点调节式 在较小的工况，由于供油提前角减小，使

2、燃烧在较小的工况，由于供油提前角减小，使燃烧 后移，经济性变差。目前这种始点调节式喷油泵已后移，经济性变差。目前这种始点调节式喷油泵已 很少使用。很少使用。 3）始终点调节式）始终点调节式 在较小工况时经济性有所下降。目前采用在较小工况时经济性有所下降。目前采用 的也不多的也不多。 较适于变速运转和变负荷运转的柴油机。较适于变速运转和变负荷运转的柴油机。 4、典型结构介绍、典型结构介绍 图3-17 回油孔式喷油泵 a）1.销钉 2.柱塞 3.套筒 4.出油阀座 5.油泵本体 6.出油管接头 7.出油阀弹簧 8. 出油阀 9.定位钉 10.调节齿套 11.弹簧 12.导筒 13.弹簧下座 14.

3、卡簧 15.放 气螺钉 16.进油管接头 17.调节齿条 18.指示片 b）1套筒 2油孔 3直槽 4螺旋槽 5柱塞 6凸块 7小头 5、出油阀与阀座、出油阀与阀座 出油阀也叫输油阀或排油阀出油阀也叫输油阀或排油阀 1）出油阀的作用）出油阀的作用 蓄压、止回和减压（卸截）蓄压、止回和减压（卸截） 蓄压：蓄压：使喷油泵获得较高的初始供油压力。使喷油泵获得较高的初始供油压力。 止回：吸油行程中止回：吸油行程中防止高压油管中的燃油倒流入泵腔，防止高压油管中的燃油倒流入泵腔， 并使喷油延迟阶段缩短。并使喷油延迟阶段缩短。 减压：减压：有效地控制喷射过程结束后高压油管中的压力有效地控制喷射过程结束后高压

4、油管中的压力 波动，防止出现二次喷射和燃油滴漏现象。波动，防止出现二次喷射和燃油滴漏现象。 2）出油阀结构）出油阀结构 （1）等容卸截出油阀）等容卸截出油阀 特点：特点： 结构简单，性能稳定；结构简单，性能稳定； 缩短燃油喷射过程的滴漏阶缩短燃油喷射过程的滴漏阶 段并可避免重复喷射；段并可避免重复喷射； 在柴油机工况变化时高压油在柴油机工况变化时高压油 管中的残余压力相应变化；管中的残余压力相应变化； 在低负荷时可能因过份卸载而造在低负荷时可能因过份卸载而造 成高压油管的低压，形成穴蚀。成高压油管的低压，形成穴蚀。 卸载容积过大会造成：卸载容积过大会造成： 喷油延时阶段延长喷油延时阶段延长 下

5、一循环循环喷油量减少；下一循环循环喷油量减少； 高压油管中发生穴蚀；高压油管中发生穴蚀； 出油阀密封锥面泄漏，会造成：出油阀密封锥面泄漏，会造成： 喷油量下降，喷油定时延后喷油量下降，喷油定时延后 不设出油阀会造成：不设出油阀会造成： 进油腔油压波动进油腔油压波动 应在进油腔必设弹簧缓冲器应在进油腔必设弹簧缓冲器 （2）等压卸截出油阀）等压卸截出油阀 1卸载弹簧 2卸载阀 3出油阀 不但可避免重复喷不但可避免重复喷 射而且可避免穴蚀。射而且可避免穴蚀。 （3）无出油阀）无出油阀 缩短了喷中的滴缩短了喷中的滴 漏阶段同时也避免了重漏阶段同时也避免了重 复喷射现象。复喷射现象。 进油腔油压波动剧烈

6、，进油腔油压波动剧烈，在在 进油空间需装设一缓冲器。进油空间需装设一缓冲器。 6、回油孔式喷油泵的特点、回油孔式喷油泵的特点 结构简单、紧凑，价格低廉，因而在大、中、结构简单、紧凑，价格低廉，因而在大、中、 小型柴油机中普遍应用。小型柴油机中普遍应用。 柱塞偶件容易磨损，密封性较差（因具有斜槽与柱塞偶件容易磨损，密封性较差（因具有斜槽与 直槽），单边斜槽的柱塞发生偏磨损（由直槽和斜槽直槽），单边斜槽的柱塞发生偏磨损（由直槽和斜槽 中的压力油对柱塞产生侧推力而引起），可在柱塞上中的压力油对柱塞产生侧推力而引起），可在柱塞上 开设两条对称的斜槽来解决开设两条对称的斜槽来解决 二、回油阀式喷油泵二、

7、回油阀式喷油泵 1结构特点结构特点 2、三种油量调节方法的特点比较、三种油量调节方法的特点比较 3、回油阀式喷油泵的特点、回油阀式喷油泵的特点 （1）密封性能好。 （2）耐磨性好。 （3）体积大。只能用于大型低速柴油机上。 （4）结构复杂。造价较贵，且管理麻烦。 现代船用柴油机提高经济性的主要措施现代船用柴油机提高经济性的主要措施 1）用定压涡轮增压系统和高效率涡轮增压器。 2）增加行程缸径比S/D。 3）提高最高爆发压力Pz和平均有效压力pe之比。 4）增大压缩比。 5）采用可变喷油正时（VIT）机构。 6）降低摩擦损失功提高机械效率m。 9）柴油机废热再利用 8）轴带发电机。 定时齿条机构

8、定时齿条机构 VIT凸轮机构凸轮机构 柱塞头部特殊的线型柱塞头部特殊的线型 MAN BW LMCMCE型柴油型柴油 机回油孔式喷油泵机回油孔式喷油泵 Sulzer RL型柴油机回油阀始终点型柴油机回油阀始终点 调节式喷油泵调节式喷油泵 L-MC系列缸径（缸径系列缸径（缸径D 480mm)回油孔式喷油泵回油孔式喷油泵 3、可变喷油正时机构、可变喷油正时机构(VIT) 主要目的主要目的:降低部分负荷的油耗率，提高经济性。降低部分负荷的油耗率，提高经济性。 保证当负荷改变时，随着喷油泵喷油量的改变能自动保证当负荷改变时，随着喷油泵喷油量的改变能自动 调整其供油提前角，使得柴油机在部分负荷运行时仍有较

9、调整其供油提前角，使得柴油机在部分负荷运行时仍有较 高的最高爆发压力，以改善部分负荷的经济性。同时在高高的最高爆发压力，以改善部分负荷的经济性。同时在高 负荷时又能控制最高爆发压力，使之不超过标定爆压。负荷时又能控制最高爆发压力，使之不超过标定爆压。 升降套筒而改变供油定时升降套筒而改变供油定时 位置传感器由调速器的输位置传感器由调速器的输 出调节轴控制出调节轴控制。 Pe/Pb pz 50% 78% 100% 1） 定定 时时 齿齿 条条 机机 构构 2）VIT凸轮机构凸轮机构 在在78Pb负荷负荷 （调正转折点）处，（调正转折点）处， 供油提前角供油提前角最大，最最大，最 大爆发压力大爆发

10、压力pmax最大，最大， 节油率最大。节油率最大。 3）柱塞头部特殊的线型）柱塞头部特殊的线型 三、喷油器三、喷油器 作用：把喷油泵排出的要压燃油以雾状喷如气缸，作用：把喷油泵排出的要压燃油以雾状喷如气缸， 以利于形成可燃混合气。以利于形成可燃混合气。 要求：良好的雾化质量，合理的油束形状要求：良好的雾化质量，合理的油束形状 喷油开始、结束要快，无滴漏和二次喷射等喷油开始、结束要快，无滴漏和二次喷射等 异常现象异常现象 1、喷油器分类、喷油器分类 开式喷油器：开式喷油器： 闭式喷油器闭式喷油器 结构简单，其主要缺点是喷射性能差结构简单，其主要缺点是喷射性能差 （液压启阀式喷油器）（液压启阀式喷

11、油器） 液液 压压 启启 阀阀 式式 喷喷 油油 器器 单孔式单孔式 多孔式多孔式 强制冷却式强制冷却式 非强制冷却式非强制冷却式 弹簧上置式弹簧上置式 弹簧下置弹簧下置 针阀和弹簧的惯性力针阀关阀压力针阀和弹簧的惯性力针阀关阀压力 降低造成关阀时滴漏与雾化不良降低造成关阀时滴漏与雾化不良 1）单孔（轴针）式）单孔（轴针）式 喷油器喷油器 喷孔直径相喷孔直径相 对较大，启阀压对较大，启阀压 力较低，因而雾力较低，因而雾 化质量较差，多化质量较差，多 用于使用分隔式用于使用分隔式 燃烧室的小型高燃烧室的小型高 速柴油机上。自速柴油机上。自 洁性好（能防止洁性好（能防止 喷孔内外的结炭喷孔内外的结

12、炭 堵塞）堵塞） 标准型标准型 节流型节流型 节流型：喷油初期流通面积小，雾化质量高，节流型：喷油初期流通面积小，雾化质量高， 且滞燃量少，滞燃期短，燃烧柔和且滞燃量少，滞燃期短，燃烧柔和 2）多孔式喷油器）多孔式喷油器 孔径相对较小，孔径相对较小， 启阀压力较高，与启阀压力较高，与 单孔式喷油器比，单孔式喷油器比， 喷射的燃油油粒细、喷射的燃油油粒细、 锥角大、雾化质量锥角大、雾化质量 较好。喷孔角度应较好。喷孔角度应 使喷出去的油束形使喷出去的油束形 状与燃烧室形状有状与燃烧室形状有 良好的配合。多用良好的配合。多用 于开式和半开式燃于开式和半开式燃 烧室的大中型中低烧室的大中型中低 速柴

13、油机上。速柴油机上。多为强 制冷却式，冷却介质为 淡水或柴油 长型：密封面上移远离燃烧室； 长顶杆弹性好即使变形仍保持良好密封 喷孔412个，孔径 0.151.0mm 图3-28多孔式喷油器 1.喷油器座 2.针阀偶件 3.升程限制器 4.锁紧螺母 5.喷油器本体 6.顶秆 7.针阀弹簧 8.垫圈 9.调节螺钉 10.支承套 11.定位销 12.冷却水套 13.高压 油管接头 14.放气阀 15.冷却水管接头 16.紧固螺母 在柴油机长期停在柴油机长期停 车后，起动前、系统车后，起动前、系统 管路重新连接之后及管路重新连接之后及 喷油器拆装之后，必喷油器拆装之后，必 须通过放气阀泄放燃须通过放

14、气阀泄放燃 油喷射系统中的空气，油喷射系统中的空气， 若空气排放不净会造若空气排放不净会造 成喷油压力难以建立成喷油压力难以建立 使柴油机燃烧恶化。使柴油机燃烧恶化。 现代船用超长行程 柴油机喷油器大多 采用无冷却式的轻 型结构 优点：无冷却、尺 寸小、重量轻 缺点：结构较冷却 式喷油器复杂，且 启阀压力不可调 五、喷油设备的主要故障五、喷油设备的主要故障 1、喷油泵、喷油泵 1）柱塞与套筒）柱塞与套筒 过度磨损、卡紧或咬死过度磨损、卡紧或咬死 2）阀与阀座）阀与阀座 阀与阀座过度磨损、阀杆卡紧或咬死阀与阀座过度磨损、阀杆卡紧或咬死 1）针阀偶件磨损）针阀偶件磨损 （1）锥面磨损）锥面磨损 燃

15、油滴漏、燃油滴漏、 喷油嘴结炭、喷油嘴结炭、密密 封面压强变小、封面压强变小、 针阀升程增大，针阀升程增大， 阀与阀座的撞击阀与阀座的撞击 严重。严重。 为了保证喷油器针阀与针阀座可靠的密封性，为了保证喷油器针阀与针阀座可靠的密封性， 要求针阀密封环带的宽度要求针阀密封环带的宽度S在在0.30.5mm且位于针阀且位于针阀 锥面上边缘。锥面上边缘。 2、喷油器、喷油器 （2）柱面磨损）柱面磨损 漏油量增加，喷油压力下降和雾化不良。漏油量增加，喷油压力下降和雾化不良。 当各缸喷油器针阀柱面磨损不均时，同样导当各缸喷油器针阀柱面磨损不均时，同样导 致喷油量不均转速不稳。致喷油量不均转速不稳。 （3）

16、端面漏油）端面漏油 针阀套上、下端面漏油：燃烧不良针阀套上、下端面漏油：燃烧不良 可由检漏孔查出，需研磨恢复密封性可由检漏孔查出，需研磨恢复密封性 2）针阀在针阀套中卡紧或咬死）针阀在针阀套中卡紧或咬死 针阀在开启位置咬死：高压油管脉动微弱，排气温针阀在开启位置咬死：高压油管脉动微弱，排气温 度升高且冒黑烟度升高且冒黑烟 针阀在关闭位置咬死：针阀在关闭位置咬死：高压油管的接头处发生漏油或破高压油管的接头处发生漏油或破 裂，喷油泵和油管发热，该缸排裂，喷油泵和油管发热，该缸排 温下降，柴油机的转速下降温下降，柴油机的转速下降 针阀在针阀套中卡紧或咬死的主要原因：针阀在针阀套中卡紧或咬死的主要原因

17、： 高压油管脉动微弱，排温降低，最高爆发压力降低的高压油管脉动微弱，排温降低，最高爆发压力降低的 原因：原因： 喷油泵密封不良漏油、喷油泵出油阀弹簧折断喷油泵密封不良漏油、喷油泵出油阀弹簧折断 燃油中的杂质、油温突变、喷油器过热、燃油中的杂质、油温突变、喷油器过热、安装安装 不正以及紧固螺钉松紧不均等。不正以及紧固螺钉松紧不均等。 3 3）喷油器弹簧断裂（喷油器调节螺钉松动）喷油器弹簧断裂（喷油器调节螺钉松动） 启阀压力降低、喷油提前、雾化不良、启阀压力降低、喷油提前、雾化不良、 燃烧燃烧 冒黑烟。冒黑烟。 3.喷油嘴喷油嘴(雾化头雾化头)的常见故障的常见故障 1)喷孔磨损喷孔磨损 2)喷孔堵

18、塞喷孔堵塞 3)喷孔内外结炭喷孔内外结炭 直接原因：直接原因： 喷油器冷却不良而过热喷油器冷却不良而过热 喷油咀尖端积碳：喷油咀滴漏喷油咀尖端积碳：喷油咀滴漏 喷孔外表面积碳：针阀密封不良喷孔外表面积碳：针阀密封不良 4)4)喷孔裂纹喷孔裂纹 2、喷油设备的穴蚀、喷油设备的穴蚀 在喷射系统中穴蚀最容易发生的部位是：喷油泵阀与阀座的在喷射系统中穴蚀最容易发生的部位是：喷油泵阀与阀座的 密封处；柱塞斜槽上方宽度为回油孔直径的区域；与回油孔密封处；柱塞斜槽上方宽度为回油孔直径的区域；与回油孔 相对的喷油泵体上；高压油管内壁及喷油器针阀密封处等。相对的喷油泵体上；高压油管内壁及喷油器针阀密封处等。 防

19、止喷油设备穴蚀的措施主要有：防止喷油设备穴蚀的措施主要有： 1 1）选择适当参数的等容卸载出油阀。选择适当参数的等容卸载出油阀。 2 2）采用等压卸载出油阀代替等容卸载出油阀。采用等压卸载出油阀代替等容卸载出油阀。 3 3）喷油泵的回油系统中设置缓冲器以吸收回油系统中的压力波。喷油泵的回油系统中设置缓冲器以吸收回油系统中的压力波。 4）在低压油腔中提高进油压力。）在低压油腔中提高进油压力。 第七节第七节 喷油设备的检查与调整喷油设备的检查与调整 一、喷油泵检查与调整一、喷油泵检查与调整 1、密封性检查与要求、密封性检查与要求 l）综合检查）综合检查 2）出油阀检查）出油阀检查 3）取出出油阀的

20、检查）取出出油阀的检查 2、供油正时的检查与调整、供油正时的检查与调整 正时常用检查方法有：冒油法、照光法、标记法正时常用检查方法有：冒油法、照光法、标记法 1）供油正时的检查）供油正时的检查 柱塞偶件柱塞偶件 出油阀偶件出油阀偶件 进回油阀偶件进回油阀偶件 （1）冒油法）冒油法 多用于中、小型柴油机。多用于中、小型柴油机。 （2）照光法）照光法 仅适用于仅适用于 套筒上进、回套筒上进、回 油孔高度相等油孔高度相等 的大型回油孔的大型回油孔 终点调节式喷终点调节式喷 油泵。油泵。 （5 5）千分表法（阀式油泵）千分表法（阀式油泵） (3)标记法标记法 （4）上行程法）上行程法 2）供油正时的调

21、节）供油正时的调节 （1）转动凸轮法）转动凸轮法 当凸轮转动的方向与当凸轮转动的方向与 凸轮轴正车旋转方向相同时，凸轮轴正车旋转方向相同时， 喷油提前角增大，即提早喷喷油提前角增大，即提早喷 油，反之则延迟喷油。油，反之则延迟喷油。 转动凸轮法、升（降）柱转动凸轮法、升（降）柱 塞法、塞法、 升（降）套筒法。升（降）套筒法。 凸轮轴转动凸轮轴转动角时，则对于角时，则对于 二冲程柴油机供油提前角也改变二冲程柴油机供油提前角也改变 角，而对于四冲程柴油机供油提角，而对于四冲程柴油机供油提 前角则改变前角则改变2角。角。 （2）升（降）柱塞法）升（降）柱塞法 多用于中小型机回油孔调多用于中小型机回油

22、孔调 节式喷油泵。节式喷油泵。 柱塞上升喷油时刻提前，柱塞上升喷油时刻提前， 供油定时提前亦即供由提前角供油定时提前亦即供由提前角 增大，反之柱塞下降，则供油增大，反之柱塞下降，则供油 定时滞后喷油提前角减小。定时滞后喷油提前角减小。 （3）升（降）套筒法）升（降）套筒法 多用于大中型机回油孔调节式喷油泵。多用于大中型机回油孔调节式喷油泵。 套筒上升时供油定时滞后，供油提前角减小，套筒上升时供油定时滞后，供油提前角减小， 反之则提前。反之则提前。 套筒的升降有三种途径：套筒的升降有三种途径： 套筒上端设有一组调节垫片，减少垫片即提升套筒上端设有一组调节垫片，减少垫片即提升 套筒。套筒。 泵体下

23、端设置多个调节垫片，增减垫片数量或泵体下端设置多个调节垫片，增减垫片数量或 厚薄即改变套筒高度。厚薄即改变套筒高度。 套筒上设有螺旋套，用齿条拉动使套筒升降。套筒上设有螺旋套，用齿条拉动使套筒升降。 3供油量的检查与调整供油量的检查与调整 1）供油量的检查）供油量的检查 标定供油量的检查标定供油量的检查 零位检查零位检查 供油量均匀性检查。供油量均匀性检查。 （1）标定供油量检查）标定供油量检查 喷油泵停止供油喷油泵停止供油 时柱塞所处的位置称时柱塞所处的位置称 为喷油零位。为喷油零位。 当齿条置于小于当齿条置于小于2 的刻度时，就能保证喷的刻度时，就能保证喷 油泵的供油量为零。因油泵的供油量

24、为零。因 此，在燃油手柄放在停此，在燃油手柄放在停 车位置时，各缸喷油泵车位置时，各缸喷油泵 齿条都应处在齿条都应处在“02” 刻度范围内。刻度范围内。 （2）停油位置（零位）检查与）停油位置（零位）检查与 调整调整(保证可靠停车保证可靠停车) ) （3）供油量均匀性检查与调整）供油量均匀性检查与调整 要求各缸喷油泵的柱塞有效行程相同要求各缸喷油泵的柱塞有效行程相同 回油孔式喷油泵的调节齿条上的刻度相应回油孔式喷油泵的调节齿条上的刻度相应 地表示出柱塞有效行程的大小。地表示出柱塞有效行程的大小。 供油量的总调节：在油量调节总杆与调速器油供油量的总调节：在油量调节总杆与调速器油 量调节轴的联接处

25、进行。量调节轴的联接处进行。 供油量的单独调节：在油量调节杆与油量调节总供油量的单独调节：在油量调节杆与油量调节总 杆的接合处进行。从调节杆上的刻度（俗称油门刻度）杆的接合处进行。从调节杆上的刻度（俗称油门刻度） 数可知油量调节的程度。数可知油量调节的程度。 供油量的调节供油量的调节 喷油泵循环供油量在柴油机运转中主要是根喷油泵循环供油量在柴油机运转中主要是根 据负荷的大小进行调节的。据负荷的大小进行调节的。 回油阀式油泵检查：回油阀式油泵检查： 零位检查零位检查 当进油阀千分表读数为当进油阀千分表读数为 0.02mm0.02mm时（为进油阀关闭时时（为进油阀关闭时 刻），刻），回油阀上方千分表读回油阀上方千分表读 数应在为数应在为0.8mm以