《主推进动力装置（二三管轮）》-04第四章 柴油机燃油的雾化与燃烧

概述燃油的化学元素主要为C、H。按分子结构不同，分为：（1）脂肪烃：烷烃、烯烃和炔烃。含烷烃较多的燃油容易燃烧，是柴油机的良好燃油（2）环烷烃：自燃温度高于脂肪烃（3）芳香烃：自燃温度最高，若含量多则燃烧不完全，易结炭1一、燃油的性能指标1.影响燃油燃烧性能的指标（1）十六烷值表示自燃性能的指标，数值上等于与其自燃性相等的标准燃料中正十六烷的体积百分数自燃性能通常以滞燃期长短计量。十六烷值高，滞燃期短，自燃性能好影响:①过低,燃烧粗暴,启动或低速时发火困难②过高,排气冒黑烟,经济性下降（2）柴油指数衡量燃油自燃性指标十六烷值=2/3柴油指数+14（3）碳芳香指数（CCAI）专为衡量燃料油的自燃性能而提出来的一种计算方法,当计算出的数值小于850时可以得到满意的发火性能；若大于875时，燃油难以发火。2一、燃油的性能指标1.影响燃油燃烧性能的指标（4）馏分和馏程燃油蒸发性的指标，并非轻馏分越多越好，品质好的燃油应以中馏分（250－350。Ｃ）最多（5）热值calorificvalue1kg燃油完全燃烧放出的热量（kJ/kg），常用低热值，重油低热值=42000,轻油低热值=42700,ISO规定为42707（6）粘度viscosity评定燃油流动性指标，分为绝对粘度（动力粘度、运动粘度）和条件（相对）粘度（恩氏、赛氏、雷氏粘度）我国和部分欧洲国家常用恩氏粘度，英美常用赛氏、雷氏粘度。ISO自1977.10采用50。C时的运动粘度值作为燃油的粘度值压力和温度对粘度影响大，压力大粘度大；温度高粘度低；粘度随温度变化的特性叫作粘温特性，变化大称燃油粘温特性好34一、燃油的性能指标2.影响燃烧产物的指标（1）硫分概念：燃油中所含S的重量百分数叫作硫分危害：液态硫腐蚀燃油系统设备；造成低温腐蚀；SO3加速结炭；SO2是柴油机排放的主要有害成分与原油产地有关。为了控制船舶SOx排放，国际海事组织对于船用燃油的硫含量进行了严格的限制2）灰分概念：在规定条件下燃油完全燃烧剩余物的重量百分比危害：高温腐蚀、磨料磨损、净化困难3）V、Na含量属油溶性化合物，净化系统无法除去危害:造成高温腐蚀5图1某轮主机使用低硫燃油后活塞活塞环状况一、燃油的性能指标2.影响燃烧产物的指标（4）沥青分asphalt沥青分表示沥青占燃油重量的百分数不同牌号燃油掺混会造成沥青析出（燃油不相容性），导致：产生大量沉淀物，输送困难，磨损加剧并使油头偶件咬死（5）残炭值residue包括机械杂质、灰分，表示燃烧时形成结炭、结焦倾向危害：燃烧室结炭、过热、磨损、缩短维修周期6一、燃油的性能指标3.影响燃油管理工作的指标（1）闪点火灾危险性指标，闭口闪点小于开口闪点船用燃油闪点（闭口）不得低于60。C；在低于燃油闪点17。C的环境温度下倾倒燃油或敞开容器才比较安全（2）凝点、倾点和浊点燃油流动性和泵送性的重要指标，燃油低温下结构凝固（石蜡较多）、粘温凝固（石蜡较少）凝点：燃油在试验条件下冷却至液面不移动时的最高温度称凝点倾点：燃油尚能够流动的最低温度称倾点,国外常使用倾点浊点：燃油在低温下形成结晶,失去透明性,并开始变混浊时的温度称浊点。注：浊点倾点凝点；低于浊点滤器堵塞，供油中断；低于凝点无法泵送，浊点比凝点更重要，使用温度应高于浊点3－5。C7一、燃油的性能指标3.影响燃油管理工作的指标（3）密度和相对密度密度：燃油在20°C时的密度称为标准密度相对密度：我国相对密度为20°C时燃油密度与4°C水密度的比值；国外为15.6°C时燃油密度与15.6°C水密度的比值燃油密度：烷烃<环烷烃<芳香烃燃油的密度随温度而变，通常，应按温度的变化对密度进行修正。燃油密度的温度修正公式为：ρt＝ρ20－r（t－20）密度应用：①装载时用于计算装载量；②净化燃油时用于选择分油机比重环；③换油操作时密度不同，轻油小于重油，但供油容积相同，相同油门重油量多于轻油，故换油后转速升高（4）水分和机械杂质waterandsediment燃油净化系统（核心设备分油机）可降低（5）粘度：前已介绍8二、燃油的分类1.国内柴油机燃油的分类根据我国有关国家标准，柴油机燃油分为轻柴油和船用燃油（1）轻柴油国产轻柴油是由直馏（常压蒸馏）柴油馏分及二次加工的柴油馏分所制成的。轻柴油以其凝点数值作为柴油的牌号，有10、5、0、-10、-20、-35、-50七个牌号。轻柴油是质量最好、价格最贵的柴油机燃料，在船舶上用作高速柴油主机、高速柴油发电机组、应急设备柴油机和救生艇柴油机等使用的燃油（2）船用燃油为了与国际接轨，我国目前的船用燃油标准是根据国际标准化组织1996年的船用燃料油标准ISO-8217：1996（E）来制定的，将船用燃油分为两种规格，船用蒸馏燃油和船用残渣燃料油，分别对应于ISO-8217的ＤＭ级、ＲＭ级船用燃料油。目前ISO燃油标准又经2001、2005、2010年修订，正在执行的标准为ISO-8217：2010（E），而我国船用燃油目前执行标准仍为GB/T—17411

9二、燃油的分类2.国际柴油机燃油的分类与选用长期以来，国外船用燃油基本上分为四类，主要包括：（1）轻柴油（MarineGasoil，简称MGO），常用于救生艇柴油机和应急发电柴油机。（2）船用柴油（MarineDieselOil，简称MDO），常用作发电柴油机和柴油机主机机动操纵时的燃料。（3）中间燃料油（IntermediateFuelOil，简称IFO），是渣油与柴油调制而成的掺和油，可用于各类大功率中速及低速柴油机。（4）船用燃料油（MarineFuelOil，简称MFO），也叫C级燃油，主要用于锅炉，也可用于最新型的大功率中速柴油及大型低速柴油机

10二、燃油的分类2.国际柴油机燃油的分类与选用国际标准化组织（ISO）在1987年9月制定了船用燃料油标准，即ISO8217。ISO8217将船用燃料油分为ＤＭ（MarineDistillateFuel）级、ＲＭ(MarineresidualFuel)级两个大的等级。ISO8217在1996年、2001年、2005年和2010年进行了4次修订，现在执行的是2010年修订的标准ＤＭ级是指蒸馏燃油，也称直馏油或船用柴油。在ISO8217船用燃油标准中，将该类燃油分为四种规格，即:DMX、DMA、DMZ和DMB。2010年修订版与2005年版在DM级油上的主要不同在于增加了DMZ级油而将DMC级油降级为RMA10级油。DMX为船用应急柴油。DMA为船用轻柴油。DMB为通用柴油。

RM级是指残渣燃料油，也称船用渣油或重油。其中RMA10是以前的DMC级油，为船用重柴油，也称掺合（船用）柴油。ISO8217，2010年修订版对RMF、RMG、RMH、RMK级的燃料油进行了重新分级，定为RMG和RMK两级。RMG级油的密度为991kg/m3；RMK级油的密度为1010kg/m3。对于这两级燃油的黏度进行了细化。船用燃料油主要用于低、中速柴油机和辅助锅炉。11三、低质燃油的管理1.低质燃油的特点密度大。造成净化、雾化困难，结炭增多粘度高。造成燃油贮存、输送、净化、雾化困难成分复杂。加剧燃烧室部件和喷油设备元件的腐蚀和磨损发火性差。由于CN值低而致滞燃期τi长，燃烧持续期长，排气温度tr值偏高，燃烧不完全三、低质燃油的管理2.柴油机使用低质燃油的影响影响喷油设备正常工作：机械负荷和热负荷增加；磨损加剧；腐蚀严重恶化燃烧性能损坏主要部件：颗粒磨损、低温腐蚀、高温腐蚀造成加速曲轴箱内滑油变质三、低质燃油的管理3.使用低质燃油的管理技术要点低质燃油的预处理预热净化：两台分油机串联，第一级分水，第二级分杂添加剂：①助燃剂，助燃并中和硫化物；②分散剂，分散油中炭渣和沥青；③抗蚀剂，防止低温、高温腐蚀；④CN值增长剂；⑤降凝剂，降低凝点乳化三、低质燃油的管理3.使用低质燃油的管理技术要点柴油机的运行管理燃油管理喷油设备调整：适当增大喷油提前角，提高喷油器启阀压力气缸润滑：采用碱性气缸油以中和硫酸，并酌情增大气缸油注油率冷却水温度的调整：低负荷运转时适当提高增压系统、换气系统的管理：定期检查与清洗第四章柴油机燃油的雾化与燃烧

第二节燃油的喷射过程一、喷射过程各阶段特点及影响因素几何供油始点17喷油始点几何供油终点喷油终点喷射延迟阶段主要喷射阶段尾喷阶段一、喷射过程各阶段特点及影响因素18喷油始点喷射延迟阶段主要影响因素高压油管特性参数喷油器针阀的启阀压力柴油机的工况喷油泵出油阀（随压力增大而增大）喷油泵柱塞直径（随直径增大而减小）过长使柴油机后燃严重，冒黑烟几何供油始点一、喷射过程各阶段特点及影响因素19主要影响因素柴油机负荷。负荷愈大,本阶段愈长。如负荷不变，随转速升高本阶段缩短喷油始点主要喷射阶段几何供油终点几何供油终点尾喷阶段一、喷射过程各阶段特点及影响因素20主要影响因素燃油是在不断下降的压力作用下喷入气缸,使燃油雾化不良,甚至产生滴漏现象。希望越短越好影响尾喷阶段的主要因素与喷射延迟阶段相同喷油终点二、异常喷射类型与最低稳定转速21二、异常喷射类型与最低稳定转速22传统多缸柴油机中，由于凸轮轴由曲轴驱动。柴油机低转速（低负荷）运转时，凸轮轴转速低，导致喷油泵柱塞套筒偶件相对速度低，供油速率低，发生异常喷射。二、异常喷射类型与最低稳定转速23传统多缸柴油机中，由于凸轮轴由曲轴驱动。柴油机低转速（低负荷）运转时，凸轮轴转速低，导致喷油泵柱塞套筒偶件相对速度低，供油速率低，发生异常喷射。此外，各缸喷油泵柱塞偶件、喷油器针阀偶件的间隙和喷孔孔径间的差别，以及油泵调节杆安装间隙的不同，使得各缸供油量显著不均，严重时个别缸不能发火而使转速不稳，甚至自动停车。船用主柴油机都有一个各缸能够均匀发火的最低转速，称最低（工作）稳定转速。

按我国有关规定，船用低速主柴油机的最低稳定转速不高于标定转速nb的30%，中速柴油机不高于40%nb

，高速机不高于45%nb

。

三、燃油喷射质量及影响因素24喷油器喷入气缸中的燃油量随凸轮转角φ(或时间t)的变化关系。燃油在高压下喷入柴油机气缸并分散成细小油粒的过程称燃油的喷雾或雾化燃油喷射质量燃油喷油规律燃油雾化质量三、燃油喷射质量及影响因素25凸轮形线和有效工作段燃油喷油规律影响因素凸轮形线越陡，柱塞上升速度越大，喷射延迟角和喷油持续角越小一般选柱塞速度的高速部分为有效工作段，以提高喷油速率，减小喷油持续角，提高雾化质量三、燃油喷射质量及影响因素26凸轮形线和有效工作段柱塞直径和喷孔直径燃油喷油规律影响因素增大柱塞直径时，供油速率增大，喷射延迟角和喷油持续角减小增压机通常加大柱塞直径以缩短喷油持续期，同时减小喷油提前角以防燃烧粗暴喷孔数不变而减小喷孔直径时，喷油持续角增大（始点不变，终点延后），喷油速率减小，容易引起异常喷射三、燃油喷射质量及影响因素27凸轮形线和有效工作段柱塞直径和喷孔直径高压油管尺寸燃油喷油规律影响因素油管越长，喷射延迟角越大，而喷油持续角不变，喷油提前角变小油管越细，喷射延迟角越大各缸高压油管应遵循等尺寸的原则三、燃油喷射质量及影响因素28凸轮形线和有效工作段柱塞直径和喷孔直径高压油管尺寸柴油机负荷与转速燃油喷油规律影响因素若转速及定时不变而负荷增加时，喷油始点基本不变，终点改变（延后）若负荷及定时不变而转速增加时，喷油持续角和喷油延迟角均加大，而喷油速率减少，故高速机喷油提前角应大三、燃油喷射质量及影响因素29油束的形成和油束的特性油束特性的影响因素（1）喷油压力燃油雾化质量影响因素①喷油压力越大，雾化细度越小(d减小）、油束射程增大、锥角增大，雾化质量提高②喷油压力过大，会使燃烧过程粗暴，冒黑烟和结炭三、燃油喷射质量及影响因素30油束的形成和油束的特性油束特性的影响因素（1）喷油压力（2）喷孔构造（喷孔直径、喷孔长度直径比）燃油雾化质量影响因素①喷孔直径直径增大，d增大②喷孔直径减小，油束锥角β增大、雾化细度d变小、射程减小、喷油持续角增大、喷油率减小③不利于可燃混合气形成三、燃油喷射质量及影响因素31油束的形成和油束的特性油束特性的影响因素（1）喷油压力（2）喷孔构造（喷孔直径、喷孔长度直径比）（3）燃油品质燃油雾化质量影响因素燃油密度和粘度（影响大），增加时雾化困难三、燃油喷射质量及影响因素32油束的形成和油束的特性油束特性的影响因素（1）喷油压力（2）喷孔构造（喷孔直径、喷孔长度直径比）（3）燃油品质（4）喷射背压燃油雾化质量影响因素背压增加时，雾化细度提高，锥角增大，射程减小，雾化质量提高三、燃油喷射质量及影响因素33油束的形成和油束的特性油束特性的影响因素（1）喷油压力（2）喷孔构造（喷孔直径、喷孔长度直径比）（3）燃油品质（4）喷射背压燃油雾化质量影响因素注：喷油器结构已定时燃油品质和喷射背压是主要影响因素；转速变化对电子喷射柴油机雾化质量没有影响第四章柴油机燃油的雾化与燃烧第三节喷油设备组成和结构特点一、燃油喷射系统类型、组成和要求柱塞泵式直接喷射系统在船舶柴油机上广泛应用电控喷射系统代表未来的发展方向，具有广泛的应用前景35直接喷射系统柱塞泵式泵-喷油器式间接喷射系统蓄压式电控喷射1、燃油喷射系统类型36又称为泵-管-嘴系统一、燃油喷射系统类型、组成和要求柱塞泵式喷油器高压油管喷油泵喷油泵喷油器高压油管2、燃油喷射系统组成37一、燃油喷射系统类型、组成和要求定量定质定时需在接近TDC时，在极短时间内将燃油喷入气缸燃油与空气充分混合，需能产生足够高的燃油压力，将燃油以雾状喷入气缸根据柴油机工况的不同，可精确控制每循环喷入气缸的燃油量3、对喷油设备的要求定时凸轮与凸轮轴之间的相对位置二、喷油泵的结构和工作原理喷油泵作用38单调向正车方向转动凸轮，定时提前定时凸轮与凸轮轴之间的相对位置凸轮轴与曲轴之间的相对位置39二、喷油泵的结构和工作原理单调总调凸轮轴齿轮曲轴齿轮喷油泵作用定时燃油凸轮与凸轮轴之间的相对位置凸轮轴与曲轴之间的相对位置定量柱塞上行时有效供油行程的大小，即由供油始点至供油终点时，柱塞上行的距离40二、喷油泵的结构和工作原理喷油泵作用定量柱塞上行时有效供油行程的大小，即由供油始点至供油终点时，柱塞上行的距离41S有效行程二、喷油泵的结构和工作原理喷油泵作用定量柱塞上行时有效供油行程的大小，即由供油始点至供油终点时，柱塞上行的距离始点调节式：供油始点改变而终点不变终点调节式：供油终点改变而始点不变始终点调节式：供油始点和终点都改变二、喷油泵的结构和工作原理喷油泵作用定时燃油凸轮与凸轮轴之间的相对位置凸轮轴与曲轴之间的相对位置定量柱塞上行时有效供油行程的大小，即由供油始点至供油终点时，柱塞上行的距离43喷油泵是柴油机燃油喷射系统的核心部件二、喷油泵的结构和工作原理喷油泵作用44喷油泵均为往复式高压柱塞泵，压油动作均靠凸轮驱动，柱塞复位均靠弹簧调节结构特点（进、回油）回油孔调节式回油阀调节式回油孔调节式回油阀调节式二、喷油泵的结构和工作原理喷油泵分类结构特点：柱塞头部有直槽、斜槽、环形槽柱塞与套筒，出油阀与阀座是2对精密偶件，如需更换，应成对换新。工作原理：45进油供油始点供油终点二、喷油泵的结构和工作原理1.回油孔调节式喷油泵循环供油量调节46改变柱塞相对套筒周向位置总调：燃油手柄或调速器单调：油门手柄不动，调节油泵齿条与油门拉杆的连接位置停车：柱塞头部直槽对准回油孔S3,S2,S1回油孔二、喷油泵的结构和工作原理1.回油孔调节式喷油泵47两种典型结构当供油初期，引喷出油阀使少量燃油进入喷油器，而在主喷射阶段则通过主出油阀使大量燃油迅速喷入气缸，这样即可以使燃烧初期工作比较柔又可以控制整个喷射和燃烧过程不至太长

二、喷油泵的结构和工作原理1.回油孔调节式喷油泵48两种典型结构二、喷油泵的结构和工作原理1.回油孔调节式喷油泵49两种典型结构二、喷油泵的结构和工作原理1.回油孔调节式喷油泵优缺点：优点：结构简单工作可靠、价格低，广泛用于大、中、小型柴油机缺点：柱塞密封性差斜槽对侧易发生单面磨损（采用两条对称布置斜槽的柱塞改善）50二、喷油泵的结构和工作原理1.回油孔调节式喷油泵结构特点：柱塞上无直槽、斜槽、环槽设有进、回油阀柱塞与套筒，出油阀与阀座是2对精密偶件，如需更换，应成对换新。51二、喷油泵的结构和工作原理2.回油阀式喷油泵52工作原理始点调节式二、喷油泵的结构和工作原理2.回油阀式喷油泵循环供油量调节总调：转动偏心轴11单调：转动调节螺钉9停车：柱塞上行的全行程中进、回油阀不同时关闭（提升机构强行打开进油阀）53单调时：顶杆与油阀之间的间隙越大，供油量越大现代高增压船用主机/发电机采用终点调节式喷油泵二、喷油泵的结构和工作原理2.回油阀式喷油泵54优缺点优点：柱塞偶件密封性好，常用于SULZER低速机缺点：结构复杂，管理麻烦始点调节式终点调节式始终点调节式二、喷油泵的结构和工作原理2.回油阀式喷油泵55三、出油阀的作用和卸载方式止回减压蓄压作用卸载方式不同等容卸载式等压卸载式56三、出油阀的作用和卸载方式1.等容卸载式出油阀三、出油阀的作用和卸载方式571.等容卸载式出油阀三、出油阀的作用和卸载方式58蓄压靠弹簧1.等容卸载式出油阀三、出油阀的作用和卸载方式591.等容卸载式出油阀三、出油阀的作用和卸载方式1.等容卸载式出油阀61特点：卸载能力不变，负荷降低时高压油管残余压力降低优点结构简单，应用广泛缺点低负荷运转时易卸载过度，引起高压油管空泡和穴蚀卸载高度h减压靠环带止回靠锥面蓄压靠弹簧62特点卸载能力随转速与负荷的变化而变化（低负荷运转时卸载阀不开启，高压油管压力维持不变）优点如卸载阀开启压力调整适当，可避免重复喷射及穴蚀注某些大型柴油机喷油泵无出油阀偶件，而在泵腔顶部装吸油阀。此结构与无冷却式喷油器配合使用，但进油空间易产生较强烈压力波动，需在泵体进油空间处装设弹簧缓冲器三、出油阀的作用和卸载方式2.等压卸载式出油阀四、喷油泵的检查与调整方法综合检查出油阀密封性检查进、回油阀密封性检查1.密封性检查与要求四、喷油泵的检查与调整方法冒油法照光法标记法上行程法专用千分表法2．供油定时的检查与调整特点通用性好测量精度差4)缓慢盘车，密切注视玻璃管液面，找到供油始点。3)手动泵油，使燃油升高到一定可见高度；2)油门置于标定供油位置；1)安装接头；5)计算供油正时。四、喷油泵的检查与调整方法冒油法2．供油定时的检查与调整特点操作简单受结构所限柱塞进、回油孔套筒四、喷油泵的检查与调整方法冒油法照光法2．供油定时的检查与调整特点操作简单受结构所限1—进回油孔；2—套筒；3—泵体上的标记线；4—柱塞导筒上的标记线四、喷油泵的检查与调整方法冒油法照光法标记法2．供油定时的检查与调整特点测量精度高操作过程复杂4)缓慢盘车，密切注视千分表“主指针”，找到供油始点；3)调整千分表；2)安装支架和千分表；1)打开罩盖和凸轮箱道门，盘车使喷油泵滚轮处于凸轮基圆上；5)计算供油正时。四、喷油泵的检查与调整方法冒油法照光法标记法上行程法2．供油定时的检查与调整四、喷油泵的检查与调整方法冒油法照光法标记法上行程法专用千分表法2．供油定时的检查与调整特点：沿凸轮轴正车方向转动凸轮，定时提前；反之，定时滞后柱塞有效行程不变，凸轮有效工作段不变凸轮相对凸轮轴转1°，供油定时变化：二冲程机1。CA四冲程机2。CA定时调整三种方法转动凸轮法升降柱塞法升降套筒法向正车方向转动凸轮，定时提前通用四、喷油泵的检查与调整方法特点：柱塞上升（调节螺钉旋出，顶头高度升高）时定时提前,反之则滞后柱塞有效行程不变，凸轮有效工作段改变，供油规律及喷射持续时间改变多用于中小型柴油机回油孔调节式喷油泵定时调整三种方法转动凸轮法升降柱塞法升降套筒法四、喷油泵的检查与调整方法特点：套筒的升降方法：A套筒上端设一组调节垫片；B泵体下端设置多个调节垫片；C套筒下部设螺旋套（MANB＆WLMC机VIT机构）套筒上升时定时滞后，反之则提前柱塞有效行程不变，凸轮有效工作段改变，供油规律及喷射持续时间改变多用于大中型柴油机回油孔调节式喷油泵四、喷油泵的检查与调整方法定时调整三种方法转动凸轮法升降柱塞法升降套筒法四、喷油泵的检查与调整方法停油位置检查与调整停油位置或“零”位检查时油门手柄应处在停车位置，各缸喷油泵的供油量为零，以保证能够可靠停车。供油均匀性检查与调整供油均匀性检查是指当燃油手柄置于标定供油量位置时，测量并保证各泵柱塞的有效行程相等并符合说明书规定。回油孔式喷油泵齿条刻度相应地表示柱塞有效行程的大小。回油阀式喷油泵按说明书规定，以测定各泵柱塞的有效行程Se来检查其供油均匀性。3．供油量的检查与调整五、喷油泵的失效形式与修理方法柱塞与套筒过度磨损拉毛卡紧咬死穴蚀741.主要失效形式精密偶件：不能互换，只能成对换新。阀与阀座密封面磨损阀杆卡紧或咬死如阀杆在开启位置咬死，则进、回油阀不能关闭而导致喷油泵停止供油，单缸熄火。如进油阀阀杆在关闭位置咬死，则进油阀关闭，不能进油而导致喷油泵停止供油，单缸熄火。如回油阀阀杆在关闭位置咬死，则回油阀不能及时打开，导致该缸喷油泵供油量增大，可能致使单缸超负荷。75五、喷油泵的失效形式与修理方法阀偶件的密封面应进行配对研磨，不允许互换。其密封带宽度不应大于0.4～0.5mm。1.主要失效形式喷油泵各种损坏形式中最常见的是磨损失效。通过密封性检验来了解其磨损程度和判断能否继续使用检验前，偶件应仔细拆卸和清洗。偶件不具有互换性，不能分开乱放76五、喷油泵的失效形式与修理方法2.检验方法（1）偶件清洗采用轻柴油或煤油清洗偶件，并应注意：偶件配合面应使用软毛刷或软布进行擦洗。清洗干净后用清洁纸或丝绸擦干，不可用棉纱头或破布擦，以免灰尘或棉纱毛头粘在偶件工作表面上清洗后的偶件应放于清洁的专用容器中保存77五、喷油泵的失效形式与修理方法2.检验方法（2）一般性检查偶件清洁后，可借助低倍放大镜对偶件工作表面进行观察。检查有无明显的严重的磨损、腐蚀、裂纹等缺陷。柱塞直槽、斜槽边缘有无剥落和锈蚀；柱塞、套筒有无裂纹。出油阀主要检查减压环带、锥形面有无严重磨损痕迹，出油阀体和座面有无裂纹。如发现，应依实际情况决定修复或报废78五、喷油泵的失效形式与修理方法2.检验方法（3）偶件的磨损检验

偶件配合面磨损会使配合精度下降，燃油泄漏，压力降低。滑动试验法油液降压试验法

79五、喷油泵的失效形式与修理方法2.检验方法（1）柱塞套筒偶件柱塞偶件圆柱配合面磨损后，一般采用以下方法修复：尺寸选配法修理尺寸法镀铬修复（2）出油阀偶件清洗后借助放大镜进行检验，若存在下列情况予以报废：减压环带或密封锥面严重磨损；密封锥面有金属剥落或深的轴向划痕；出油阀体有裂纹；出油阀体及阀座面有锈蚀。80五、喷油泵的失效形式与修理方法3.修理方法作用将燃油以雾状喷入气缸，利于形成可燃混合气要求雾化质量良好喷油开始和结束利落、无滴漏和二次喷射油束形状合理六、喷油器的结构和工作原理1.喷油器作用和要求利用液压启阀原理，雾化质量好，船用柴油机多用雾化质量和喷射性能较差，船用柴油机已很少使用两类开式闭式(液压启阀式)核心部件针阀和针阀体注：针阀和针阀体为精密偶件，如更换，需成对换新六、喷油器的结构和工作原理2.结构和原理喷孔数目单孔式多孔式多孔式是否冷却调压弹簧位置冷却式非冷却式弹簧上置式弹簧下置式针阀运动惯性小，可降低针阀惯性对喷油规律的不利影响多孔式喷油器喷油时油粒细、锥角大，大型低速柴油机一般采用。六、喷油器的结构和工作原理2.结构和原理1、当喷油泵未供高压燃油时，进油油压为

0.7~0.8MPa0.7~0.8MPa止回阀关闭，针阀关闭3.典型结构介绍1、当喷油泵未供高压燃油时，进油油压为

0.7~0.8MPa0.7~0.8MPa2、当喷油泵提供高压燃油时2MPa≤P

<30MPa止回阀打开，针阀关闭止回阀关闭，针阀关闭2≤P<

30MPa3.典型结构介绍1、当喷油泵未供高压燃油时，进油油压为

0.7~0.8MPa0.7~0.8MPa2、当喷油泵提供高压燃油时2MPa≤P

<30MPa止回阀打开，针阀关闭止回阀关闭，针阀关闭2≤P<

30MPaP≥30MPa止回阀打开，针阀打开止回阀先开、针阀后开针阀先关、止回阀后关P≥30MPa3.典型结构介绍0.7~0.8MPa

止回阀关闭，针阀关闭。

燃油在喷油器内循环后排出2~30MPa

止回阀打开，

针阀关闭。

循环油路关闭，燃油下行。30MPa以上

止回阀打开，

针阀打开。

燃油喷入气缸。3.典型结构介绍根据柴油机的运行状况，对喷油器必须坚持进行定期的预防性检查和不定期的诊断性检查。检查内容包括：启阀压力密封性雾化质量88七、喷油器的检查与调整方法八、喷油器的失效形式与修理方法1.主要失效形式（1）针阀偶件密封面磨损圆柱面磨损引起各缸喷油不均、转速不稳，主要由燃油质量不佳引起锥面磨损引起燃油滴漏，喷孔结炭（外或尖端）端平面磨损由冷却水腐蚀引起，导致燃油漏入冷却水，管理中判断方法：喷油器冷却水箱中有无燃油除针阀圆柱面磨损外，其它可研磨修复针阀卡紧咬死89八、喷油器的失效形式与修理方法1.主要失效形式（1）针阀偶件密封面磨损针阀卡紧咬死影响：该缸发火不正常，甚至单缸熄火，转速下降针阀在开启时卡紧或咬死症状：高压油管无脉动，排温升高，冒黑烟针阀在关闭时卡紧或咬死症状：高压油管脉动强烈，喷油泵发热并有异常响声主要原因：燃油中机械杂质、油温突变、喷油器冷却不良而过热、安装不良90八、喷油器的失效形式与修理方法1.主要失效形式（2）喷油嘴磨损燃油冲刷及腐蚀引起孔径增加10％或喷孔变形严重影响油束几何形状应换新喷孔阻塞内、外结炭主要由雾化头过热引起，直接原因在于喷油器冷却不良而过热外或尖端结炭主要由针阀密封不良或关闭不及时导致喷油嘴滴漏喷油嘴裂纹高温引起91八、喷油器的失效形式与修理方法2.检验方法（1）针阀偶件的清洗

采用轻柴油或煤油清洗偶件针阀体或喷油嘴的外表面积炭采用钢丝刷清除。如喷孔被积炭堵塞，应采用专用通孔工具或钻头疏通喷孔。偶件配合面应使用软毛刷或软布进行擦洗。清洗干净后用清洁纸或丝绸擦干，不可用棉纱头或破布擦，以免灰尘或棉纱毛头粘在偶件工作表面上。清洗后的偶件放于清洁的专用容器中保存。92八、喷油器的失效形式与修理方法2.检验方法（2）表面状况的一般性检查借助放大镜仔细观察针阀锥面有无沟槽喷孔有无变形针阀锥部环形密封带的宽度及连续性针阀体端面燃油冲刷痕迹等93八、喷油器的失效形式与修理方法2.检验方法（3）针阀偶件磨损检验密封性检验滑动性试验油液降压试验雾化实验

94八、喷油器的失效形式与修理方法3.修理方法针阀偶件圆柱配合面磨损可采用柱塞偶件的修复方法。若磨损严重或配合面上有较深的拉痕时，应报废换新。锥面配合面磨损后，针阀锥面上的环形密封带出现变宽、中断或模糊不清等现象时，可采用研磨膏进行偶件的互研或不加研磨膏互研，使环形密封带恢复正常为止。清洗后，进行密封性检验。针阀体端面腐蚀亦采用平板研磨修复。95九、喷油设备的维护与管理适时拆检、试验,隐患、缺陷及时排除。使用轻柴油或煤油清洗，严禁使用棉纱擦拭。装复时注意正确定位备车时各缸油泵手动泵油并查油量调节机构动作的准确性和可靠性长期停车或喷油设备拆检装复后应放气运转中注意高压油管的脉动状态单缸停油正确操作（用专门停油机构）注意喷油器冷却，防止过热，并注意冷却水水质安装喷油器前应检查与缸盖配合座面的密封性（专用工具研磨）；固紧螺母不可预紧过度注意缸内燃烧过程的变化9697第四章柴油机燃油的雾化与燃烧

第四节可燃混合气的形成与燃烧一、可燃混合气的形成方法及其影响因素1.混合气的形成方法98空间雾化混合油膜蒸发混合可燃混合气是在燃烧室空间形成的，燃油必须喷射到燃烧室空间,并与燃烧室形状相适应。注意：不允许燃油喷射到燃烧室壁面上,否则会冒黑烟和结炭。把大部分燃油(约占95%的循环喷油量)喷到燃烧室部件表面(如活塞顶部表面)并形成一层薄油膜。油膜受热蒸发汽化,在燃烧室中强烈的空气涡流作用下,油膜逐层蒸发并与空气混合形成可燃混合气。一、可燃混合气的形成方法及其影响因素1.混合气的形成方法99空间雾化混合油雾法涡动法船用大、中型柴油机和低速机采用，对喷射设备要求高，如采用高压喷射、多孔喷射中小型机和高速机采用，对燃油的喷射质量要求不高，但要求燃烧室中必须形成空气涡动仅用于球形燃烧室的小型高速机，目前尚未广泛使用油膜蒸发混合一、可燃混合气的形成方法及其影响因素2.影响可燃混合气形成的主要因素：（1）燃油喷射质量（船用大中型机及低速机关键因；（2）燃烧室内空气涡动状态（中小型高速机关键因素）；（3）气缸状态；（4）燃烧室形式100二、各种不同类型的燃烧室形式、特点1.柴油机气缸内空气涡流的类型101空气涡流类型进气涡流挤压涡流燃烧涡流压缩涡流二、各种不同类型的燃烧室形式、特点2.空气涡流的作用1）优点对提高燃烧完善程度有利，表现在：可促使油束分散，增大混合范围，涡流越强越能加速燃前混合热混合作用2）缺点空气涡流太强会造成：气缸散热量增加，起动困难，油耗率高102二、各种不同类型的燃烧室形式、特点1.各种不同类型的燃烧室形式、特点(1)类型按燃油是否直接喷射到燃烧室中分为：

103开式、半开式涡流室式和预燃室式两类直接喷射式燃烧室分隔式燃烧室二、各种不同类型的燃烧室形式、特点1.各种不同类型的燃烧室形式、特点(2)构造开式燃烧室油雾法形成可燃混合气平顶活塞、倒盅形气缸盖，用于二冲程弯流扫气机；浅盅形凹顶活塞、倒盅形气缸盖，用于二冲程气口-气阀直流扫气机浅盘形和浅w形活塞顶、平底气缸盖，用于大、中型四冲程机形状简单、结构紧凑、相对散热面积小、热损失小注：广泛用于大中型机及低速机104二、各种不同类型的燃烧室形式、特点1.各种不同类型的燃烧室形式、特点(2)构造半开式燃烧室采用空间雾化法形成可燃混合气，保证工作柔和球形燃烧室（M过程燃烧室）注：多用于小型高速机105二、各种不同类型的燃烧室形式、特点1.各种不同类型的燃烧室形式、特点(2)构造涡流室式燃烧室利用压缩涡流加速燃前混合形成可燃混合气燃油在压缩行程末期顺气流方向全部喷入涡流室。更能适应小型柴油机的高速化106二、各种不同类型的燃烧室形式、特点1.各种不同类型的燃烧室形式、特点(2)构造预燃室式燃烧室混合气形成主要依赖燃烧涡流注：应用较少107二、各种不同类型的燃烧室形式、特点2.提高混合气形成的管理措施保证良好的换气质量，如进气压力和温度的检查与调节、进排气管道的清洁、进排气阀定时的检查与调整等。保证良好的气缸热状态，如压缩压力的检查、活塞环工作状态的检查、气缸冷却的调节等。保证良好的喷油质量，如油品的检查与正确处理、喷油设备的检查与调整等。保证良好的燃烧室条件，如定期进行吊缸检查和清洁、气缸盖密封性检查、冷却空间水垢的清除等。108109第四章柴油机燃油的雾化与燃烧

第五节柴油机的燃烧过程一、燃油燃烧的化学反应

110一、燃油燃烧的化学反应2.燃烧过量空气系数α充入气缸内的实际空气量L与进入气缸内的燃油完全燃烧所需的理论空气量L0之比称为燃烧过量空气系数α。α=L/L0显然，在柴油机中α>1。111一、燃油燃烧的化学反应2.燃烧过量空气系数α过量空气系数α对柴油机的工作性能有很大影响反映气缸容积的利用程度和燃油与空气的混合质量对经济性的影响与柴油机的热负荷和排放有关α与柴油机的型号、尺寸、增压程度、转速和燃烧室形式有关一般情况下，二冲程柴油机的α大于四冲程机（降低二冲程机的热负荷）；大型柴油机的α大于小型柴油机（小型机的单位气缸容积的散热面F/V大）；增压柴油机的α大于非增压机（降低增压机热负荷）112二、燃烧过程着火条件和柴油机燃烧过程的四个阶段1.可燃混合气的着火1）自燃复杂的物理与化学变化过程着火条件：混合气浓度一定，温度足够燃烧室内最先着火的部位是油束外缘（＝１处），可能是多点同时着火2）火焰传播火焰传播路径与速度取决于可燃混合气形成的状态以及空气的扰动113二、燃烧过程着火条件和柴油机燃烧过程的四个阶段

2.柴油机燃烧过程人为划分四个阶段（1）滞燃阶段（滞燃期AB）（2）速燃阶段（速燃期BC）（3）缓燃阶段（缓燃期CD）（4）后燃阶段（后燃期DE）114喷油始点着火点压力最高点温度最高点燃烧终点二、燃烧过程着火条件和柴油机燃烧过程的四个阶段

2.柴油机燃烧过程人为划分四个阶段（1）滞燃阶段（滞燃期AB）特点：气缸内压力基本与压缩线重合，可控，对燃烧质量影响最大评价参数滞燃角φi，滞燃时间τi，滞燃量△i。一般柴油机τi=0.001~0.005s,但不可能使τi=0。τi愈长，△i愈多，工作粗暴，造成敲缸和机件损坏，愈短愈好；太短，燃烧不完全，冒黑烟转速越高、十六烷值越高、雾化质量越好，越短滞燃期过长是燃烧过程恶化的通病，应尽可能缩短，滞燃期内形成的可燃混合气数量决定了后续速燃期燃烧的急剧程度115喷油始点着火点压力最高点温度最高点燃烧终点二、燃烧过程着火条件和柴油机燃烧过程的四个阶段

2.柴油机燃烧过程人为划分四个阶段（2）速燃阶段（速燃期BC）特点：压力迅速上升至ｐz(上止点后10－15。CA),近似于等容燃烧，不可控燃烧期，亦称预混合燃烧阶段评价参数——平均压力增长率（△p/△φ）①决定柴油机燃烧过程的柔和性②影响：其值大说明工作粗暴,伴有敲击声，造成燃烧敲缸（热敲缸）;其值小说明工作柔和,燃烧平稳,无敲击声注：热敲缸发生于燃烧初期（速燃期），多由超负荷运转、喷油定时过早引起。敲缸时柴油机经济性较好，但应限制使之不超过0.4MPa/℃A控制滞燃量是影响燃烧过程的重要手段116喷油始点着火点压力最高点温度最高点燃烧终点2.柴油机燃烧过程人为划分四个阶段（3）缓燃阶段（缓燃期C