燃油的喷射和燃烧课题实用教案

1、概述概述( (i sh)i sh) 喷射系统: 是为柴油机缸内混合气的形成与燃烧提供所需的燃料。其对柴油机的燃烧进而(jn r)对动力性、经济性、可靠性、排放性和起动性产生影响。 燃烧的过程： 喷射、雾化、蒸发、混合、着火、燃烧。 柴油机对燃烧的要求： 及时、完全、平稳和空气利用率高。 影响燃烧的因素： 混合气形成的质量：燃油的品质、喷射质量、缸内空气的数量和运动状态及压缩温度应最佳匹配。第1页/共42页第一页，共42页。3-1 3-1 燃油燃油 柴油机燃料：轻柴油、重柴油、重油及渣油 石油经常压蒸馏(zhngli)（直馏）：汽油、煤油、轻柴油和重柴油，余下为重油。 重油经减压蒸馏(zhngl

2、i)：重柴油、润滑油，余下为减压渣油。 重油经裂化：汽油、煤油、轻柴油，余下为裂化渣油。第2页/共42页第二页，共42页。3-1 3-1 燃油燃油一、燃油的化学组成C83%-87%；H11%-14%。1、脂肪烃：烷烃（CnH2n+2)、烯烃（CnH2n) 、炔烃（CnH2n-2) ，链状结构(jigu)，易破裂，含烷烃越多、碳原子越多其自然温度越低2、环烷烃（CnH2n) ：单键结构(jigu)的环状饱和烃，自然温度高于脂肪烃。3、芳香烃（CnH2n-6）：不饱和的环状结构(jigu)，结构(jigu)坚固，燃烧最为困难。其中最基本的是苯（C6H6) ，两个苯核并在一起称为荼（C10H8) ，

3、一甲基荼称为-甲基荼，其发火性能最差。燃油中含有较多的芳香烃，则燃烧不完全，易结炭。第3页/共42页第三页，共42页。3-1 3-1 燃油燃油二、燃油的理化指标及其影响 影响燃烧(rnsho)性能的指标：十六烷值、柴油指数、馏程、热值和粘度； 影响燃烧(rnsho)产物的指标：硫分、灰分、沥青分、残炭值、钒和钠含量等； 影响管理工作的指标：闪点、密度、凝点、倾点、浊点、水分和机械杂质、粘度等。第4页/共42页第四页，共42页。3-1 3-1 燃油燃油1、十六烷值评定自然性能(xngnng)的指标 将测试柴油的自然性同正十六烷（十六烷值为100）与-甲基荼（十六烷值为零）的混合液相比较，当两者相

4、同时，混合液中正十六烷的体积百分数。 十六烷值发火过快而高温分解成游离炭，排气冒黑烟，经济性下降。 十六烷值燃烧粗暴，起动困难。 十六烷值应适当。第5页/共42页第五页，共42页。3-1 3-1 燃油燃油2、粘度评定燃油流动性的指标(zhbio)。 ISO规定，以50时的运动粘度（mm2/s）作为燃油的粘度值。 粘度会影响：雾化、净化、润滑的质量。 粘度随压力的增大、温度的降低而增大。3、硫分燃油中含硫的质量百分数。 危害：腐蚀；低温腐蚀；加速结炭，并不宜清除；排放污染。4、灰分规定条件下燃油完全燃烧剩余物的质量百分数。 危害：磨料磨损第6页/共42页第六页，共42页。3-1 3-1 燃油燃油

5、5、钒、钠含量燃油中含钒、钠的质量浓度（ppm）。 危害：高温腐蚀6、机械杂质和水分 危害：磨损、阻塞；腐蚀，阻燃。7、凝点(倾点、闪点)评价低温流动性和泵送性的指标。 凝点比环境最低温度低5以上(yshng)，系统可不必设置加热保温设备。8、密度-第7页/共42页第七页，共42页。3-1 3-1 燃油燃油三、燃油的规格(gug)与选用1、国产柴油机燃油的规格(gug)和选用 轻柴油：按凝点不同分10号、0号、10号、20号和35号。 重柴油：按凝点不同分10号、20号和30号。 内燃机燃料油：重柴油与渣油的混合物，按80 下运动粘度分类。第8页/共42页第八页，共42页。3-1 3-1 燃油

6、燃油2、国外柴油机燃油的规格和选用燃油基本上分四类： 轻柴油（MGO）：用于救生艇柴油机和应急(yng j)发电柴油机。 船用柴油（MDO）：发电柴油机和柴油机主机机动用车使用。 中间燃料油（IFO）：渣油与柴油调制而成的掺合油，用于大功率中速及低速柴油机。 船用燃料油（MFO）：主要用于锅炉，也可用于新型大功率中速及低速柴油机第9页/共42页第九页，共42页。第10页/共42页第十页，共42页。3-63-6喷油设备喷油设备(shbi)(shbi)一、燃油喷射系统1、作用：将燃油定时、定量、定压、定规地以良好(lingho)的雾化状态喷入气缸，实现燃油和空气混合和燃烧。2、要求： 定时最佳的启

7、喷时刻 定量循环喷油量随负荷而变化 定压保证良好(lingho)雾化和混合 定规最佳的喷油规律 雾化良好(lingho)的雾化状态第11页/共42页第十一页，共42页。3-6 3-6 喷油设备喷油设备(shbi)(shbi)第12页/共42页第十二页，共42页。3-6 3-6 喷油设备喷油设备(shbi)(shbi) 一、喷油泵 作用：高压供油、定时、定量、定规 型式：按油量调节原理不同(b tn)分为： 回油孔调节式喷油泵 回油阀调节式喷油泵第13页/共42页第十三页，共42页。3-6 3-6 喷油设备喷油设备(shbi)(shbi)1、回油孔调节式喷油泵回油孔调节式喷油泵结构特点 组成：柱

8、塞套筒偶件 出油阀阀座偶件（等容卸载、等压卸载） 柱塞弹簧(tnhung)组件 油量调节机构 柱塞传动机构第14页/共42页第十四页，共42页。3-6 3-6 喷油设备喷油设备(shbi)(shbi)2、回油孔式喷油泵(Bosch) 工作(gngzu)原理第15页/共42页第十五页，共42页。3-6 3-6 喷油设备喷油设备(shbi)(shbi) 3、油量调节原理(yunl) 终点调节式- 发动机 增压柴油机 始点调节式- 很少使用 始终点调节式- 变速变负荷柴油机第16页/共42页第十六页，共42页。4、实例(shl)介绍第17页/共42页第十七页，共42页。5、出油阀的作用(zuyng)

9、蓄压止回减压(jin y)（卸载）第18页/共42页第十八页，共42页。6 6、卸载、卸载(xi zi)(xi zi)的两种方式的两种方式动画第19页/共42页第十九页，共42页。7、不带出油阀的喷油泵 设进油阀 装设缓冲器-防止进油空间的压力(yl)波动第20页/共42页第二十页，共42页。二、喷油器作用：把喷油泵排出(pi ch)的高压燃油以雾状喷入气缸,以利于 形成可燃混合气。要求：保证良好的雾化质量和合理的油束形状;喷油开始和结束应利落、无滴漏和二次喷射等异常(ychng)喷射现象。结构(jigu)：闭式（液压启阀）启阀压力：克服喷油器弹簧压力,开启针阀的最低燃油压力称启阀压力。第21

10、页/共42页第二十一页，共42页。单孔式喷油器只用于对喷射质量要求不高的分开(fn ki)式燃烧室中。多孔式喷油器所有开式燃烧室柴油机均采用多孔喷油器。-冷却式、非冷却式,-弹簧上置式、弹簧下置式。第22页/共42页第二十二页，共42页。小结(xioji)按工作原理(yunl)：开式喷油器：结构简单，没有针阀，有滴油现象。闭式喷油器：靠燃油本身的压力开启针阀，广泛应用。电磁式：电子控制式的蓄压式供油系统。按冷却方式来分：非冷却式：依靠喷油器本体与缸盖的贴合，并由燃油冷却冷却式：另设柴油或冷却水冷却按喷油嘴结构的不同：单孔式（轴针式）自洁、不易堵塞、可靠；油束集中多孔式（针阀式）雾化质量好、与燃

11、烧室配合好第23页/共42页第二十三页，共42页。17升程限位器b漏水观察接头(ji tu)a油、水泄漏通道冷却(lngqu)式喷油器第24页/共42页第二十四页，共42页。MAN B&W MC机喷油器1-喷油嘴；2-喷油器体；3-针阀偶件；4-弹簧(tnhung)；5-止回阀阀体；6-止回阀；7-止推座；8-止回阀弹簧(tnhung)；9-锁紧螺母；10-喷油器头；11-O形密封圈；12-销v当燃油压力小于2MPa时，止回阀关闭，即其滑阀6封闭燃油下行通道，滑阀顶部将止推座7的旁通孔开启，燃油经此旁通孔在喷油器体内循环后排出。v当喷油期间油压大于2MPa时，止回阀开启，旁通孔关闭，燃油向下进

12、入针阀3的油腔内。v在燃油压力达到启阀压力时，针阀开启燃油喷入气缸。喷油器启阀压力由弹簧4预紧力即有关零件尺寸(ch cun)预先确定，使用中不能进行调节。第25页/共42页第二十五页，共42页。燃油雾化(w hu)相关内容p88v油束特性(txng)v雾化质量v雾化细度(油束中油粒的平均直径）v雾化均匀度(油粒中各种油粒直径的百分数)油束的形成(xngchng)几何形状油束射程(油束在燃烧室中的贯穿距离)油束锥角(油束外缘之间的夹角，表示油束的扩散程度)第26页/共42页第二十六页，共42页。2、油束特性(txng)的影响因素(1)喷油压力喷油压力，雾化质量提高(t go)，油束射程L ，锥

13、角 (4)喷射(pnsh)背压 喷射(pnsh)背压增加时，减小，增大，L减小(2)喷孔构造 喷孔直径 ， ，和L ;喷孔长度直径比，L 喷油率，喷油持续角（曲轴转角），(3)燃油品质燃油的粘度和密度增加时雾化困难第27页/共42页第二十七页，共42页。三、主要三、主要(zhyo)零件及其故障零件及其故障1.柱塞与套筒v过度磨损和拉毛 P112v卡紧和咬死v穴蚀【柱塞穴蚀多发生在斜槽的上方，而且以在常用负荷时与回油孔相对(xingdu)的柱塞表面处最严重。】v 防止穴蚀的措施：出油阀形式与参数，合理控制卸载速度2.阀与阀座密封面磨损(m sn)、阀杆卡紧或咬死。如阀杆在阀开启位置卡死，则回油阀

14、不能关闭，使喷油泵停止供油。第28页/共42页第二十八页，共42页。3、喷油器的主要故障（1）、针阀与针阀偶件结构工作条件：高压下往复运动，高温；撞击要求：自由上下运动;可靠密封;微量漏油以润滑；材料:耐磨性好、韧性好、疲劳强度高、高温下足够硬度,如滚珠轴承钢、低碳合金钢等 工艺:要求高，以保证精确的配合间隙（2-4丝）密封环带宽度和位置适当(0.3-0.5mm,上边缘(binyun)下沉后针阀升程大，落座撞击大。第29页/共42页第二十九页，共42页。（2）、针阀偶件磨损、漏油1）锥面磨损-燃油滴漏、喷孔结碳、燃烧不良。 原因：机械杂质冲刷、燃油酸性腐蚀、撞击。2）柱面磨损-漏油量增加、油压

15、降低、雾化不良、各缸喷油不均，转速(zhun s)不稳原因：油质不佳。3）端面漏油-针阀套上下断面分别与喷油器本体和喷油嘴平面配合。燃烧不良。 原因：配合面接触不良、变形。（3）、针阀卡紧或咬死针阀不能开启-不喷油、熄火、转速(zhun s)下降、喷油压力猛烈升高，高压油管脉动强烈、接头处漏油或破裂、喷油泵和油管发热、该缸排温下降。针阀在开启位置卡紧-雾化和燃烧不良、排温升高且冒黑烟，高压油管脉动微弱。原因：机械杂质进入工作面；冷却不良；高温变形；安装不正；筋骨螺钉松紧不均。第30页/共42页第三十页，共42页。（4）喷油嘴-喷孔磨损、结炭、阻塞和裂纹燃油含杂质和酸时，高速(o s)冲刷加速喷

16、孔的磨损。喷孔磨损后D大，雾化质量降低，L变长，变小，与燃烧室的配合变差，燃烧不良。冷却不良或燃烧靠近喷油嘴时，喷孔内及周边结炭。结炭使喷孔D变小、L减小，燃烧更靠近喷油嘴，恶性循环直至喷孔堵塞，（喷油率下降，喷油持续角变大）当喷孔严重堵塞时，各缸喷油不均匀，柴油机运转不稳定。裂纹主要是由于受高温作用引起的喷孔孔径(kngjng)增加10时，该喷油嘴应予换新。第31页/共42页第三十一页，共42页。四、喷油设备的检查(jinch)与调整1.喷油泵的检查(jinch)与调整2.喷油器的检查(jinch)与调整第32页/共42页第三十二页，共42页。1.喷油泵的检查(jinch)与调整1)密封性检

17、查(jinch)与要求（泵压法）综合(zngh)检查： 进、回油阀密封性检查：出油阀密封性检查：高压油管接头处安装一压力表，然后泵油，直到规定油压，停止泵油，手柄不动，观察压力表读数，在规定时间（30S）内压力不变，密封性良好。否则继续检查。步骤同上，手柄松开。取下出油阀，重复综合检查步骤。第33页/共42页第三十三页，共42页。2)供油定时的检查与调整(tiozhng)检查：(1)冒油法(2)照光法(3)标记法转动凸轮法未改变凸轮的有效(yuxio)工作段而升降柱塞及套筒均改变凸轮的有效(yuxio)工作段调整：(1)转动凸轮法(2)升降(shngjing)柱塞法 (3)升(降)套筒法套筒的

18、升降(shngjing)有三种途径第34页/共42页第三十四页，共42页。3)供油量的检查(jinch)与调整全负荷(fh)时各缸供油量的不均匀性应小于5%(1)停油位置(wi zhi)检查与调整v在燃油手柄放在停车位置时,各缸喷油泵齿条都应处在刻度范围“02”内v回油阀喷油泵 (2)供油均匀性检查与调整v单体泵：柱塞有效行程相同回油孔式喷油泵：燃油手柄置于标定位置,齿条刻度与说明书规定值相等。组合式喷油泵：在油泵试验台上测定各泵连续泵油规定次数(如100次)时在专用计量筒中的累计供油量台。第35页/共42页第三十五页，共42页。2.喷油器的检查(jinch)与调整1)启阀压力(yl)的检查和调节2)密封性检查3)雾化质量检查第36页/共42页第三十六页，共42页。1-喷油器；2-接头(ji tu)；3-高压油管；4-压力表；5-油箱；6-手摇泵；7-摇把第37页/共42页第三十七页，共42页。3-5 3-5 燃烧燃