第三章 燃油的喷射与燃烧10讲解学习
发动机的燃油喷射系统与工作原理
发动机的燃油喷射系统与工作原理燃油喷射系统是现代内燃机中常见的燃油供给系统，其作用是将燃油以适量、准确地喷射到发动机燃烧室内，保证发动机正常运转。
本文将详细介绍燃油喷射系统的工作原理及其组成部分。
一、燃油喷射系统的工作原理燃油喷射系统的工作原理是通过控制喷油嘴的开合时间和喷油量来实现燃油的喷射。
具体来说，工作原理可以分为以下几个步骤：1. 燃油供给：燃油供给系统通过燃油泵将燃油从油箱中抽取出来，并将其送至高压燃油管路中。
燃油泵和燃油滤清器负责将燃油进行过滤和增压，以满足燃油喷射的需要。
2. 燃油喷射：燃油喷射系统中的喷油嘴负责将经过供给系统处理的燃油喷射到发动机燃烧室内。
喷油嘴通过控制阀门的开合时间和频率来决定燃油的喷射量和喷射时机。
根据发动机运行状态的不同，喷油嘴可以精确地控制燃油的喷射量和喷射模式，以达到最佳燃烧效果。
3. 燃烧控制：燃油喷射系统还能通过控制燃油喷射量和喷射时机来实现对燃烧过程的控制。
通过精确控制喷油嘴的工作参数，可以使燃烧室中的燃料与空气充分混合，形成理想的燃烧状态，提高发动机的功率和燃油利用率，并降低尾气回收排放。
二、燃油喷射系统的组成部分燃油喷射系统主要由以下几个组成部分构成：1. 燃油泵：燃油泵负责将燃油从油箱中抽取出来，并将其送至高压燃油管路中。
燃油泵一般采用机械式泵或者电子控制泵，其工作原理是通过活塞或螺杆等机械装置，将燃油进行加压。
2. 燃油滤清器：燃油滤清器用于过滤燃油中的杂质，以防止杂质进入喷油嘴和发动机燃烧室，保证燃油系统的正常工作。
常见的燃油滤清器有机械式和电子控制式两种。
3. 高压燃油管路：高压燃油管路用于将燃油从燃油泵送至喷油嘴。
该管路通常由高压耐压材料制成，以承受高压燃油的冲击。
4. 喷油嘴：喷油嘴是燃油喷射系统中最重要的组成部分之一，其主要作用是将燃油喷射到发动机燃烧室内。
喷油嘴通常由喷孔、喷油嘴针阀和喷油嘴杯体等部分组成，根据发动机需求进行喷油量和喷油模式的调整。
第三节 燃油喷射控
（2）减速时燃油的修正系数FDC
减速时燃油的修正系数FDC同样受发动机负荷和冷却液温度的 影响。如下式： FDL2是满足发动机负荷变化量的 修正系数。
FTH2是满足冷却液温度不同时的修 正系数。
5.急加速时的异步喷射 急加速时的异步喷射是与曲轴转动角度不同步的临时喷射。 而异步喷射虽也同样是加速时的燃油量修正，但它是在急加速 工况下，由于燃油来不及供给而实行的临时性燃油增量喷射。 为了有效地进行异步喷射，需要快速准确地检测出加速工况。 在表征发动机状态的各种参数中，利用节气门开度的变化量可 以最快地检测加速工况。 假设节气门开度为THA，用一定 时间间隔的节气门开度变化量，就 可以确定异步喷射量。节气门开度 变化量△THA越大，吸入的空气质量 越多，则所需要的异步喷射油量也 越大。
通常曲轴每转360°，各缸喷油器同时喷油一次。由于在发 动机的一个工作循环中各缸同时喷油两次，因此这种喷射方式 也称同时双次喷射。两次喷射的汽油，在进气门打开时一起进 入气缸。图示为同时喷射控制的喷油正时。
这种喷射方式是所有各缸喷油器同时喷射，所以喷油正时 与发动机进气、压缩、作功、排气的工作循环没有关系。其缺 点是由于各缸所对应的喷射时间不可能最佳，会造成各缸的混 合气形成不一样。但这种喷射方式不需要气缸判别信号，且控 制电路结构和软件较为简单，因此，目前这种喷射方式仍有一 定的应用。
2.分组喷射控制 分组喷射控制电路如图示。 每组中喷油器为并联连接， 两组喷油器的搭铁回路分别由 不同的大功率晶体管控制。当 ECU从发动机转速传感器接 收到某组喷油器的喷射控制信号时，便发出喷油控制指令，控制 该组中的大功率晶体管导通，从而接通喷油器电磁线圈的电路， 喷油器开始喷油。 发动机每一工作循环中，各缸喷油器均喷射一次或两次。 一般多是发动机每转360°， 只有一组喷油器喷油。 分组喷射控制的喷油正 时如图所示。
03燃油的喷射与燃烧
8 钒、钠含量
• 燃油中所含钒、钠等金属的质量浓度，用10－ ６(ppm)表示。
• 钒以金属有机化合物形式存在于原油中。 • 钠是海水漏入油料中的结果。 • 钒与钠和高温腐蚀
– 钒与钠燃烧后生成低熔点的化合物，当排气阀和缸 壁温度过高而超过这些化合物的熔点时，它们就会 熔化附着在金属表面上，与金属表面发生氧化还原 反应而腐蚀金属。。
环戊烷
C5H10
苯
C6H6 萘 α-甲基萘
C10H8
• 二、燃油理化性能指标及其影响：
• 1）影响燃油燃烧性能的指标（十六烷值、苯胺点、 柴油指数、馏程、发热值和粘度）。
• 2）影响燃烧产物构成的指标（硫分、灰分、沥青分、 残碳值、钒和钠的含量）。
• 3）影响燃油管理工作的指标（闪点、密度、凝点、 浊点、倾点、水分、机械杂质和胶质）
14 密度与相对密度
• 燃油在温度t℃时单位体积的质量称密度。
– 常用单位是ｋｇ/ｍ３或ｇ/ｃｍ３
– 在20℃时的密度称标准密度ρ２０。 • 相对密度：燃油在20℃(国外为15.6℃)时的密度与
4℃(国外为15.6 ℃)时水的密度的比值 • 密度对燃油的意义：
– 其一，在装载燃油时应根据燃油的密度和油舱的舱容计算装载 量(应按装油温度对密度进行修正)；
• 喷油器单位凸轮轴转角(单位时间)的喷油量 (称喷油速率)dgn/dφ(或dgn/dt）随凸轮轴转 角φ(或时间ｔ)变化的规律称喷油规律。
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• 喷油规律在一定程度上控制着燃烧过程，对 柴油机性能有重要影响。
荷愈大，本阶段愈长。
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3)尾喷阶段
• 当喷油泵停止供油时，燃油低压下膨胀， 高压油管收缩，系统节流
• 燃油压力降低到压力ｐｃ时针阀落座，喷油 结束，此压力称针阀落座压力
船舶柴油机详解
船舶柴油机详解第三章燃油喷射与燃烧柴油机的燃油喷射系统是柴油机最重要的系统之⼀，其主要功能是为柴油机缸内混合⽓的形成与燃烧提供所需的燃料。
它对柴油机的燃烧以及柴油机的动⼒性、经济性、可靠性、排放特性和起动性能等⼀系列性能指针具有直接的影响。
⾃柴油机诞⽣以来，柴油机的燃油喷射与燃烧⼀直受到⼈们的密切关注，对此进⾏了⼤量的研究。
现代测试技术与测试⼿段的发展与使⽤，把柴油机的燃油喷射与燃烧研究提⾼到⼀个崭新的阶段，使⼈们对柴油机燃烧过程有了更深刻的了解，推动了柴油机开发与制造技术的发展。
船舶柴油机⽬前使⽤的燃料主要有轻柴油、重柴油、重油及渣油等四类。
要使它们在缸内着⽕并燃烧并不困难，但要使其燃烧过程与活塞运动密切配合并获得较⾼的柴油机动⼒性及经济性却不是⼀件容易的事。
对柴油机燃烧的要求可⼤致概括为及时（在上⽌点前发⽕并迅速燃烧）、完全、平稳（燃烧过程柔和，⽆燃烧敲缸现象）和空⽓利⽤率⾼。
由于柴油机燃烧过程的进⾏时间极为短暂，通常为毫秒量级，⽽且燃油在燃烧之前必须经历燃油喷射、雾化并与空⽓混合成可燃混合⽓等⼀系列复杂的准备过程，才能最后以⽓态形式发⽕燃烧，这就要求燃油雾化、空⽓运动及燃烧室三者之间的合理匹配才能完成。
根据柴油机的压缩发⽕特点，欲完成⼀次缸内燃烧必须在压缩⾏程末期把燃油⾼压喷⼊⽓缸并与缸内的新鲜空⽓混合成可燃混合⽓（内部混合），然后在⾜够⾼的压缩温度下发⽕并燃烧。
由此可见，影响柴油机燃烧的基本因素有：燃油品质和喷射质量、缸内空⽓数量和运动状态以及压缩温度。
在柴油机设计与管理中为保证柴油机具有良好的燃烧质量，均应保证上述因素最佳匹配。
第⼀节燃油柴油机的燃油⼤多来⾃⽯油产品。
天然⽯油提炼燃油的⼯艺主要是蒸馏，其次是热裂化、催化裂化和加氢裂化。
蒸馏法是根据⽯油的不同组分有不同的沸点⽽在不同的温度下分馏出不同的油品。
常压蒸馏(称直馏)在360 ℃～370℃下进⾏，先后分馏出汽油、煤油、轻柴油和重柴油。
柴油发动机的燃油喷射原理
柴油发动机的燃油喷射原理柴油发动机是一种内燃机，其工作原理基于燃油的喷射和燃烧过程。
燃油喷射原理是柴油发动机能够高效运转的关键。
一、柴油喷射系统的组成柴油喷射系统由燃油供给装置、喷油泵、喷油嘴、喷油压力调节器等多个部件组成。
1. 燃油供给装置燃油供给装置负责将燃油从燃油箱传送到喷油泵，其中包括燃油滤清器、燃油泵、燃油管路等。
2. 喷油泵喷油泵是柴油喷射系统的核心部件，它负责产生高压燃油并将其送到喷油嘴。
喷油泵的工作原理是通过凸轮驱动柱塞来产生高压，然后将燃油经过喷油嘴喷入气缸内。
3. 喷油嘴喷油嘴是将高压燃油喷射到气缸中的部件。
其结构包括定向片、喷孔等。
在喷油嘴的工作中，燃油通过喷孔形成雾化状态，以便更好地与空气混合。
4. 喷油压力调节器喷油压力调节器用于调节喷油泵输出的燃油压力，以确保燃油喷射量的准确性和稳定性。
二、柴油喷射的过程柴油发动机的喷油过程经历了几个关键步骤，包括燃油供给、燃油压力增加、喷油开始和喷油结束等。
1. 燃油供给燃油供给是指燃油从燃油箱经过燃油供给装置输送到喷油泵的过程，确保燃油能够供给到喷油系统。
2. 燃油压力增加燃油经过喷油泵后，由于柱塞的推动作用，燃油压力逐渐增加。
当柱塞到达最高点时，燃油压力达到最大值。
3. 喷油开始当燃油压力达到一定值时，喷油嘴内的喷孔打开，燃油开始喷射。
在喷油开始的瞬间，燃油以高速喷射进入气缸，形成较高密度和小尺寸的燃油雾滴。
4. 喷油结束柴油喷射持续一段时间后，喷油泵停止供油，喷孔关闭，喷油结束。
此时喷油嘴在下一次喷油前需要充分关闭。
三、柴油喷射原理的优点与汽油喷射技术相比，柴油发动机的燃油喷射原理具有如下优点：1. 高效燃烧柴油喷射系统能够将燃油以雾化状态高速喷射到气缸中，与空气更好地混合，从而实现更高效的燃烧。
2. 高功率输出柴油喷射系统能够提供更高的燃油压力，使得柴油在喷射过程中能够形成更小的雾滴，从而提供更大的功率输出。
3. 节约燃油柴油喷射系统能够准确控制燃油的喷射量和喷射时间，实现更有效的燃油利用，从而达到节约燃油的目的。
第三章缸内直接喷射技术
• (2)压电直喷技术 • 目前的缸内直喷发动机都存在分段控制模式—— 低转速时使用分段多次喷射燃烧,高转速下不使用。
–主要原因是目前的喷油器都是螺旋线圈电磁控制式的, 在高转速状态下,喷油时间要求极短,喷油器响应速度 并不适合太高转速。
• 因此,奔驰开发了压电触发的喷油器。
–利用活塞在压缩行程的压力,通过压力变形下的微弱电 信号,经过放大电路放大后控制阀门开闭。压电喷油器 百万分之一秒的反应时间,使喷油器基本的多点分层喷 射成为可能,在每次压缩的短时间内,再分为多次喷射, 特别是高转速下,也同样有分段喷射,从而得到更理想 的稀薄燃烧,这对提高发动机燃烧效率是至关重要的。
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• 3.缸内直接喷射技术的问题 • 缸内直接喷射技术存在的一个主要问题是废气后 续处理。在分层充气模式和均质稀薄充气模式中, 传统的闭环三元催化转化器不能快速地将燃烧过 程中产生的氮氧化物转换成氮气。
–开发了氮氧化物存储式催化转化器后,才使得排放废气 符合欧Ⅳ废气排放标准。在该系统中,氮氧化物被暂时 地储存在转换器中,然后系统性地转换成氮气。
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• (1)燃油供给与喷射系统
–CGI发动机上使用的高压压电喷油器,采用几微米宽锥 状环形喷孔, 塑造一个稳定的、非常理想的从浓到稀 的喷雾效果。在喷射时,还可以吸收周边紊乱的空气颗 粒,进入燃油喷射的层与层之间,形成一个理想的点火 前状态。 –CGI发动机还包括高压燃油泵以及后面的燃油导轨以及 其中的燃油压力调节阀,它们为系统提供稳定的燃油。 在燃油导轨中,峰值燃油压力可以达到20MPa,约是普通 电喷汽油发动机的70倍,比一些其他缸内直喷发动机也 高得多,这样做的目的就是为了分层喷射时有理想的喷 雾效果,在高转速下有足够量的汽油供给。而且由于在 喷射瞬间,导轨内的压力不可避免会出现瞬间下降,高 压也会让这种瞬间压力变化减小,喷射也就更加精确无 误。
第讲喷射过程和喷油规律
－－这样可使柴油机运转平稳，经济性高。 柴油机类型不同，所用凸轮的外形不同。
两次喷射的双凸峰凸轮。
两 次 喷 射 凸 轮
凸轮外形对喷油规律的影响
什么是有效 工作段？
供油规律
柱塞升程
凸轮有效工作段的比较
⑴凸轮型线和有效工作段
原则：为获得良好的喷油规律，应把凸轮的有 效工作段选在柱塞运动的高速部分以减少喷油 持续角提高雾化质量。
危害－－一方面会使喷油持续角变大，另一方面由于后期 在低压下喷油，雾化质量降低，致使燃烧恶化、后燃严重、 排温升高、机件过热、燃烧室结碳、排气冒黑烟等，从而降 低了柴油机的经济性和可靠性。
易在低转速
2．断续喷射
时—发—在生喷油泵的一次供油期间，喷油器针阀断续启闭（
频繁地起落），而且升起不足、喷射不力。
若凸轮有效工作段发生变化，则喷油泵的供油 规律也会相应发生变化。
⑵柱塞直径和喷孔直径
当每循环供油量和柱塞速度不 变时，柱塞直径加大，使喷油 速度增大，喷油持续角减小， 有利于燃烧过程在上止点后附 近结束，改善了柴油机的经济 性。
但开始燃烧时，燃油数量较多 ，柴油机工作粗暴。
⑵柱塞直径和喷孔直径
压力波传播示意图
三、喷油规律
1．喷油规律是指什么？ 2．供油规律有什么不同？ 3．喷油延迟的原因？ 4．理想喷油规律是怎么样的
？ 5．影响喷油规律的因素
喷油规律－－－一个循环的喷油量在整个
喷射时1.间喷内油的始分点配滞情后况供：油始点 每2度.喷曲油轴时转间角长喷于油供量油的时分间配曲线。 3. 开始喷油时瞬时喷油率较高 4.喷油终点大大 迟于供油终点 讨论：能够 得到什么信 息？
喷油孔的孔数不变而直径 减小时，由于节流作用增 强，喷油压力增加，此时 雾化质量较好。
船舶柴油机课件第三章(1)
灰分是在规定条件下燃油完全燃烧剩余物的重量百分数。燃烧 残存的灰分中含有的各种金属氧化物，可造成燃烧室部件的高 温腐蚀和磨料磨损，加剧气缸的磨损。主机日耗30t油，如灰分为0.1%
，相当于加入30kg磨料。
7、残炭值
燃油在隔绝空气条件下加热干馏，最后剩下的一种鳞片状炭渣 物称为残炭。残炭占实验油重量的百分数称为残炭值。残炭值 表示燃油燃烧时形成结炭、结焦的倾向，并不表示结炭的数值
燃油中的硫分主要与原油产地有关，同时也受加工炼制工艺方 法的影响。虽然可以通过燃油脱硫显著降低燃油中的硫分，但 燃油的价格将大幅度上涨。
5、钒、钠含量
燃油中含钒、钠等金属的质量浓度用（ppm）表示。钒与钠燃烧 后生成低熔点的化合物（如5Na2O.V2O4.11V2O5熔点为535℃）。 易产生高温腐蚀
密度对燃油使用有很重要的意义：
其一、根据体积计算燃油的质量
温度变化时应对密度进行修正。 ρt=ρ20-γ(t-20)
如果把油温度40℃写成30℃，燃油数量可差5%。 轮机长应在加油单据上签注：仅在加油温度хх℃下 加装燃油体积为хххm3。而不是收到多少t燃油。
其二、密度是分油机调整的重要依据
其三、换用不同密度燃油，油格相同情况下， 转速会相应变化。
8、水分
水分即油中含水的体积百分数。
水分使燃油成本增加，加油1000t，水分1%，则有10t水。加油时应注意检查含水 量，含水超标，应在加油单据上签注。
水分会降低热效率、破坏正常发火，海水会将盐带入气缸， 增加腐蚀。
9、闪点
燃油在规定条件下加热到它的蒸汽与空气的混合气能同火 燃接触而发生闪火的最低温度称为闪点。分为开口闪点和 闭口闪点。是衡量产生爆炸或火灾性的指标。船舶使用的 燃油闭口闪点不得低于60℃。
燃油的喷射
第二节燃油的喷射燃油的喷射过程是柴油机燃烧过程中极为重要的一个组成部分。
喷射过程组织的好坏将直接影响油束与空气在燃烧室中的配合，进而影响燃烧过程的组织，最终决定柴油机的整机性能。
燃烧过程中燃油的雾化、加热、蒸发、扩散、与空气的混合，可燃混合气的着火、燃烧、放热、碳烟和废气有害成分的形成，燃烧激振波和燃烧噪声的强度及整机技术经济性能等，都与喷射过程有着不可分割的联系。
喷射过程、燃烧过程和柴油机性能三者之间依次存在因果关系。
燃油是在柴油机压缩过程的末期，通过喷油设备喷入缸内的压缩空气中。
为保证喷入的燃油在极短的时间内能与空气混合而形成可燃混合气，并保证柴油机运转的可靠性和经济性，对喷油设备有以下一些要求：（1）供油系统能在规定的起始和终止时间内，向燃烧室内喷入一定量的燃油。
（2）供油系统的供油量可以调节，以满足柴油机负荷变化之需要。
（3）喷射系统必须使喷入气缸的燃油达到燃烧所要求的雾化程度，并保证油束与燃烧室的形状能良好地配合。
（4）喷射过程要符合一定的喷油规律，以适应燃烧过程的需要。
一、燃油喷射系统的组成燃油喷射系统的作用，是在一定的时刻以很高压力将一定数量的燃油迅速地喷入气缸，使之雾化。
组成喷射系统的最主要设备是喷油泵、喷油器和连接它们的高压油管。
为喷射系统简图。
喷油泵为高压柱塞泵，它可使燃油产生60～150MPa的高压。
柱塞3由供油凸轮1及滚轮2顶动，复位则靠喷油泵弹簧（图中未画出）。
柱塞下行时为吸油行程，燃油依靠压头及柱塞下行的抽吸作用经油孔A进入泵腔。
柱塞上行时为泵油行程，当柱塞的上边缘封闭油孔A时，柱塞上面的空间成为一个封闭空间，使泵腔中的燃油受到压缩而压力上升。
当油压升高到一定程度时，克服弹簧5的弹力和高压油管中的残余压力而打开排油阀4，燃油从柱塞上部经排油阀、高压油管6进入喷油器8。
喷油器利用燃油高压作用在针阀9的锥面上，产生向上抬升力，克服喷油器弹簧7的预紧力而将针阀抬起，打开喷孔10。
第三章 燃油喷射和燃烧
第三章燃油喷射和燃烧0797 按燃油中所含烃的不同分子结构，最适于柴油机使用的燃油应是_______。
A．以芳香烃为主的各种烃类混合物B．以脂肪烃为主的各种烃的混合物C．以环烷烃为主的各种烃类混合物D．以a—甲基蔡为主的各种烃的混合物0798 如果燃烧室经常结炭，从燃油质量上来看可能原因是该燃油含_______过多。
A．烷烃B．烯烃C．环烷烃D．芳香烃0799 下列各指标中不能用来表示燃油自发火性能的是_______。
A．自燃温度B．十六烷值C．碳芳香指数D．柴油机指数0800 表示燃油自燃性的指标是_______。
A．闪点B．倾点C．浊点D．十六烷值0801 如果燃油的十六烷值过低，对柴油机工作的影响是_______。
A．工作粗暴B．雾化不良C．容易冒烟D．工作平稳0802 如果燃油的十六烷值过高对柴油机工作的影响是_______。
A．排气冒黑烟B．燃烧敲缸C．最高爆发压力升高D．柴油机工作粗暴0803 燃油十六烷值对燃烧的影响是_______。
A．十六烷值愈高，燃烧念粗暴B．十六烷值愈低，滞燃期愈短C．十六烷值愈高，滞燃期愈短D．十六烷值愈低，燃烧愈平稳0804 下列影响燃油燃烧性能指标中错误的是_______。
A．馏程B．粘度C．闪点D．发热值0805 下列影响燃油燃烧产生构成的指标有_______。
A．柴油指数B．硫分C．机械杂质D．浊点0806 下列影响燃油管理工作的指标有_______。
A．残炭值B．凝点C．发热值D．十六烷值0807 下述粘度值属于绝对粘度的是_______。
A．恩氏粘度B．塞氏粘度C．雷氏粘度D．运动粘度0808 根据ISO规定自1977年10月始燃油的通用粘度是_______，其单位是50℃时的_______。
A．动力粘度，泊B．运动粘度，mm2/sC．恩氏粘度，ºE D．雷氏粘度，S0809 在柴油机中使用的燃油热值应为_______。
A．高热值B．低热值C．全热值D．上述三项皆可0810 通常燃油的热值随油品不同而异，轻油的基准低热值与重油相比是_______。
燃油喷射系统的工作原理
燃油喷射系统的工作原理燃油喷射系统是现代内燃机中必不可少的关键部件之一，它的工作原理可以分为以下几个方面来详细说明。
1.燃油供应燃油喷射系统的首要任务是将燃油从燃油箱输送到发动机内部。
燃油泵将燃油从燃油箱抽取出来，并通过燃油滤清器进行过滤，去除杂质和污染物。
然后，燃油进入高压燃油泵，通过高压燃油管道输送到喷油器。
2.燃油喷射在喷油器的工作过程中，它主要包含燃油喷油嘴、控制元件和传感器。
当发动机工作时，控制单元会根据传感器的反馈信号来判断燃油的喷射时间、喷射量以及喷射的位置。
然后，控制单元通过操纵喷油嘴的工作来实现相应的喷油要求。
燃油通过喷油嘴以高压喷射到发动机的进气道或燃烧室中，形成雾状的燃油微粒。
3.燃油混合一旦燃油喷射到燃烧室中，它将与进气气流混合。
喷油嘴可以通过多个小孔来实现燃油的雾化，以及通过改变喷油时间和喷油量来控制燃油的混合比。
合理的燃油混合比是确保发动机正常燃烧的关键因素之一。
4.燃烧燃油与混合气进入燃烧室后，通过火花塞的点火将其点燃。
当燃料燃烧时，将释放出大量的能量，驱动活塞向下运动，进而带动发动机的正常工作。
5.系统监测燃油喷射系统还配备了传感器和控制单元，用于监测和控制整个系统的工作状态。
传感器可以测量燃油的压力、温度以及燃油喷射的效果等参数，并将这些数据传输给控制单元。
控制单元通过分析这些数据来判断系统的工作状态是否正常，并根据需要进行调整。
总结起来，燃油喷射系统工作原理的主要步骤包括燃油供应、燃油喷射、燃油混合、燃烧和系统监测。
这些步骤的协同作用使得发动机能够实现高效、环保的燃烧过程，并保障发动机的正常运转。
这也是现代内燃机性能优越的重要原因之一。
柴油机燃油喷射与燃烧(1、2节)
增压高速四冲程柴油机
直接喷射式燃烧室 α＝1.6～2.0 预燃室式燃烧室 非增压高速柴油机 直接喷射式燃烧室 α＝1.6～1.9 α＝1.4～1.6
分隔式燃烧室
油膜燃烧室
α＝1.3～1.6
α＝1.15～1.3
国外通常使用空燃比AF或燃空比FA与过量空气系数有相适应的含 义
第三章 燃油喷射与燃烧
第二节 燃油的喷射
第三章 燃油喷射与燃烧
第一节 燃油
一、燃油的化学组成 石油是多种碳氢化合物的混合物，其主要成分为 碳和氢（约占石油重量的85%左右），另外还含有 少量的氧、氮、硫、及金属化合物如钒、钠等有机 酸盐类。
碳氢化合物简称为烃，也可以说石油是烃类的 混合物。
烷类 (CnH2n+2 ) ：链状结构, 饱和烃。 十六烷的自燃温度最低，着火性能为最好
一、燃油喷射系统
1、燃油喷射系统类型及要求
1）要求：
对喷油设备的基本要求是：正确的喷油定时、精确 的循环供油量、良好的雾化质量和喷油规律。
柱塞泵式
直接喷射系统
泵喷咀式
(用于顶置凸轮的小型高 速柴油机)
2)类型
间接喷射系统
(蓄压式喷射系统) (设备复杂可靠性差)
液压伺服式 高压泵系统
电子喷射系统 (提高经济性及对不同燃油的 适应性,改善低速运转及操纵 性能,降低有害排放.但结构复 杂,成本高,管理不便.)
（3）高压油管尺寸 高压油管愈 长，喷油延迟角愈 大而喷油持续角基 本不变。
2）主要喷射阶段：从喷油始点Ou到供油终点Kp。
在整个阶段由于瞬时供油量大于 喷油量，固喷油压力持续提高。
该阶段的长短取决于柴油机的负 荷，负荷愈大，此阶段愈长。
3）尾喷阶段（也叫燃油滴漏阶段）：从供油终点Kp 到喷
船舶柴油机燃油喷射与燃烧
电子控制喷射的本质：控制燃油喷射始点、喷射持续时间 和喷射压力，以实现爆压的合理控制，降低油耗和有害 排放量，改善起动、换向、加速和怠速性能；适应燃用 多种重质燃料和不同环境的需要。电控喷射的核心：微 处理机。转速和转角作为输入信号，手控或温度和压力 作为附加输入信号；输出信号用以自动修正喷射正时与 喷油压力，以实现在变工况、变使用条件下的最佳运转。
4）柴油机负荷与转速：（1）转速和正时不变时，负荷越 高，喷油始点不变，而终点改变，即柱塞有效行程加长， 油量越大；（2）负荷和正时不变时，转速越高，喷油 延迟角和持续角均增大，喷油速率下降。
四、异常喷射及其消除方法
正常喷射特点：每循环中，针阀只启闭一次，针阀升程曲 线呈梯形，高压油管剩余压力基本相同。
第二节 燃油的喷射和雾化
液体燃油是不能直接燃烧的，只有当其蒸发成油气并与空 气混合成可燃混合气后才能燃烧。在柴油机中，燃油由 喷油泵经喷油器在压缩行程末期喷入气缸，经雾化、蒸 发并与高温空气混合成可燃混合气，才能发火燃烧。研 究表明，可燃混合气的形成质量是影响燃油燃烧的重要 因素，受到燃油喷射、空气涡流和缸内热工状态的影响。
采用电子控制的共轨式燃油 喷射和排气阀驱动系统， 取消传统的凸轮、凸轮驱 动机构、燃油泵、排气阀 驱动泵、换向伺服泵，克 服了机械驱动的局限性， 具有非常大的灵活性，可 保证全工况下的无排烟和 低耗油率，更低的稳定运 转转速，更少的维修和运 行成本，可适应不同品质 的燃油。
主机轴带伺服油泵和共轨泵，电子控制器独立控制3个喷油器的供 油始点、终点和供油持续期。可根据不同工况、不同燃油品质调 整各个喷油器和各缸的燃油喷射量，达到全工况的低油耗、低排 放、低维修费和高可靠性。
（3）适用多种燃油
主机第三章燃油的喷射与燃烧教案
课程所属院（部）：学年第学期课程所属院（部）：学年第学期课程所属院（部）：学年第学期步骤及时间教学内容及实施过程学生活动考勤复习（5分钟）新课讲授（75分钟）点名，记录学生考勤状况。
提问上节内容:1.燃油的性能指标、分类与管理燃油喷射过程一、燃油喷射过程描述1.喷射过程的三个阶段将喷油泵出油阀出口端的燃油压力pH、喷油器入口端的燃油压力pn，以及喷油器针阀升程hu随曲轴转角的变化情况绘成如图3-1所示的形式,称为喷射过程示波图。
其中(a) 为喷油泵出油阀出口端的燃油压力变化曲线；(b)为喷油器入口端燃油压力变化曲线； (c)为喷油器针阀升程曲线。
横坐标均为曲轴转角。
根据这些曲线的变化特点可把喷射过程（多供油始点OH到喷油终点Ku）划分成以下三个阶段。
（1）喷射延迟阶段I：从供油始点OH到喷油始点Ou。
由于燃油的可压缩性、高压油管的弹性以及高压系统的节流等原因，燃油从喷油器喷出的始点总是滞后于喷油泵供油始点。
这部分曲轴转角称喷射延迟角。
喷油泵开始供油的瞬时到活塞上止点之间的曲轴转角称为供油提前角。
喷油器开始喷油的瞬时到活塞上止点之间的曲轴转角称为喷油提前角。
供油提前角等于喷油提前角与喷射延迟角（燃油从喷油器喷出的始点滞后于喷油泵供油始点的曲轴转角）之和。
从使用上能够进行检查和调整的是供油提前角，但对柴油机燃烧过程有直接影响的是喷油提前角。
影响喷射延迟阶段的主要因素包括高压油管特性参数（如长度、内径等）、喷油器针阀启阀压力、柴油机工况及喷油泵出油阀和喷油器针阀的结构特点等。
上述因素中，高压油管的长度对延迟期的影响较大。
由于燃烧过程的起点与喷射过程的延迟有关，所以喷射延迟期的长短直接影响着喷油提前角的大小。
（2）主要喷射阶段II：从喷油始点Ou到供油终点KH。
通常喷油泵针阀开启时的燃油压力为喷油器的启阀压力。
这一阶段由于瞬时供油量大于喷油量，喷油压力不断升高。
燃油在高压下喷入气缸。
影响主要喷射阶段的主要因素主要是柴油机负荷，负荷越大，这一思考回答问题听课记录要点图3-1 喷射过程示波图时间图3-2是一台国产高速大功率柴油机的供油规律与喷油规律曲线。
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第三章燃油的喷射与燃烧10第三章燃油的喷射与燃烧第一节燃油的性能指标、分类与管理第五节喷油设备2.回油孔式喷油泵的结构和工作原理3.出油阀作用及卸载方式1、关于喷油泵的出油阀下列说法正确的是（ C ）。
A．喷油泵都有出油阀B．出油阀都有卸载C．为燃油自身循环冷却喷油器供油的喷油泵没有出油阀D．出油阀的作用就是卸载2、经长时间使用后出油阀的卸载能力变化是（ B ）。
A．不变B．等容卸载式降低，等压卸载式增强C．等容卸载式增强，等压卸载式降低D．都增强3、关于喷油泵的出油阀下列说法不正确的是（ D ）。
A．等容卸载式结构简单B．等压卸载式性能好C．等容卸载式易使喷射系统内产生穴蚀D．等压卸载式应用广泛4、采用等压卸载式出油阀的优点是（ B ）。
A．能有效地阻止高压油管中的燃油回流B．既可避免重复喷射，又可避免穴蚀的发生C．可使高压油管的长度减小D．维护管理方便5、喷油泵出油阀密封锥面泄漏，造成的不良影响是（ D ）。
A．喷油定时延迟，喷油量不变B．喷油压力下降，喷油定时不变C．喷油压力下降，喷油量下降，喷油定时不变D．喷油量下降，喷油定时延后6、柴油机喷油泵出油阀上具有的减压环带，其作用是（ B ）。
A．保持高压油管中的压力B．避免重复喷射C．防止高压油管穴蚀D．避免不稳定喷射7、下列各项特点中，为等容卸载出油阀所不能具有的是（ D ）。
A．蓄压B．止回C．避免二次喷射D．避免穴蚀8、下列关于喷油泵出油阀工作特点的叙述中，错误的是（ C ）。
A．等容卸载式出油阀的卸载能力是不变的B．等压卸载式出油阀的卸载能力随转速与负荷的变化而变化C．等容卸载式出油阀能较好地防止穴蚀和二次喷射D．等压卸载式出油阀能较好地防止穴蚀和二次喷射9、喷油泵采用等容卸载出油阀当其卸载容积过大时发生的不良影响是（ D ）。
A．喷射延迟阶段延长B．下一循环供油量减小C．高压油管发生穴蚀D．A＋B＋C10、某些柴油机的喷油泵不设出油阀，其产生的主要缺点是（ C ）。
A．高压油管穴蚀B．产生重复喷射C．进油腔油压波动D．回油速度过快11、在不设出油阀的喷油泵中，其喷油泵进油腔必设弹簧缓冲器的主要目的是（ D ）。
A．提高喷油泵供油能力B．防止产生穴蚀C．防止重复喷射D．保证进油腔压力稳定12、某些新型柴油机的喷油泵不设出油阀，但须在泵腔顶部装进油阀，其主要目的是（ D ）。
A．防止高压油管回油B．加强泵腔吸油能力C．防止柱塞穴蚀D．保证能对喷油器使用燃油循环冷却13、当柴油机负荷降低时，等容卸载出油阀使高压油管残余压力的变化是（ B ）。
A．增大B．降低C．不变D．无规律14、当柴油机负荷降低时，等压卸载出油阀使高压油管残余压力的变化是（ C ）。
A．增大B．降价C．维持不变D．无规律15、等容卸载出油阀在使用中的主要缺陷是（ B ）。
A．结构复杂B．低负荷易穴蚀C．阀面磨损D．使用中故障多16、等容卸载出油阀使高压油管产生穴蚀，故障多发生在（ A）。
A．低负荷B．高负荷C．中等负荷D．全部负荷17、下列关于喷油泵出油阀的工作特性中错误的是（ A ）。
A．等容卸载出油阀其卸载容积随柴油机转速而变化B．等容卸载出油阀的高压油管剩余压力随柴油机工况而变化C．等压卸载出油阀不会使高压油管产生穴蚀D．等压卸载出油阀依靠阀内的卸载阀启闭来控制高压油管内的压力18、喷油泵出油阀的作用是（ B ）。
Ⅰ.过滤Ⅱ.蓄压Ⅲ.止回Ⅳ.避免重复喷射Ⅴ.减压Ⅵ.调节喷射压力A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋ⅤB．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋ⅤC．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅳ＋ⅥD．Ⅱ＋Ⅳ＋Ⅴ＋Ⅵ19、等容卸载出油阀的关键参数是（ B ）。
A．卸油槽宽度B．卸载容积C．卸载弹簧预紧力D．卸油槽深度20、等压卸载出油阀的关键参数是（ C ）。
A．卸油槽宽度B．卸载容积C．卸载弹簧预紧力D．卸油槽深度4.回油孔式喷油泵的检查与调整1、柴油机某一缸与其他缸相比，需检查喷油泵的密封性的情况是（ D ）。
A．齿条刻度相同，爆压低，排气温度高B．齿条刻度相同，爆压高，排气温度低C．齿条刻度小，爆压低，排气温度低D．齿条刻度大，爆压低，排气温度低2、柴油机某一缸与其他缸相比，最需检查喷油定时的情况是（ A ）。
A．齿条刻度相同，爆压明显高，排气温度低B．齿条刻度相同，爆压略低，排气温度高C．齿条刻度相同，爆压低，排气温度低D．齿条刻度大，爆压略高，排气温度高3、检查柴油机喷油泵的喷油定时的方法中不正确的是（ D ）。
A．冒油法B．标记法C．照光法D．拉线法4、在调整喷油泵的喷油定时的方法中，应用（ C ）方法不会使喷油规律改变。
A．升降柱塞法B．升降套筒法C．转动凸轮法D．加减垫片法5、回油孔式喷油泵当采用转动凸轮法调整供油定时，指出下述正确的变化规律是（A ）。
A．柱塞有效行程Se不变，凸轮有效工作段Xe不变B．Se不变，Xe改变C．Se改变，Xe不变D．Se改变，Xe改变6、回油孔式喷油泵当采用升降柱塞法调整供油定时，指出下述正确的变化规律是（ B ）。
A．柱塞有效行程Se不变，凸轮有效工作段Xe不变B．Se不变，Xe改变C．Se改变，Xe不变D．Se改变，Xe改变7、回油孔式喷油泵当采用升降套筒法调整供油定时，指出下述正确的变化规律是（ B ）。
A．柱塞有效行程Se不变，凸轮有效工作段Xe不变B．Se不变，Xe改变C．Se改变，Xe不变D．Se改变，Xe改变8、当使用始点调节式回油孔喷油泵时，指出下述供油定时调节方法中不正确的是（ C ）。
A．转动凸轮B．升降柱塞C．转动柱塞D．升降套筒9、回油孔喷油泵欲增大其供油提前角，正确的调整方法是（ A ）。
A．沿正车方向转动凸轮B．沿倒车方向转动凸轮C．降低柱塞下方的调节螺钉D．增厚套筒下方的调整垫片10、欲增大回油孔喷油泵的供油提前角，下述正确的调整方法是（ B ）。
A．沿倒车方向转动凸轮B．旋出柱塞下方顶头上的调节螺钉C．旋进柱塞下方的调节螺钉D．增厚套筒下方的调整垫片11、欲减小回油孔喷油泵的供油提前角，下述正确的调整方法是（ C ）。
A．沿正车方向转动凸轮B．旋出柱塞下方顶头上的调节螺钉C．减薄套筒上端的调整垫片D．增厚套筒上端的调整垫片12、当采用转动凸轮法来调节供油定时，下述各项正确的是（ D ）。
A．凸轮相对凸轮轴转动1°，供油定时变化1°B．凸轮相对凸轮轴转动1°，供油定时变化2°C．凸轮相对凸轮轴转动1°，供油定时变化0.5°D．二冲程机为A，四冲程机为B13、二冲程柴油机的燃油凸轮向凸轮轴倒车方向转动α，则供油提前角由β变为（ D ）。
A．β＋2α B．β－2α C．β＋α D．β－α14、通过升降柱塞法或升降套筒法调节供油定时，下述各点中错误的是（ B ）。
A．柱塞有效行程不变B．喷射持续时间不变C．凸轮的有效工作段改变D．升高柱塞或降低套筒供油定时提前15、回油孔喷油泵当采用转动凸轮法调节供油定时时，指出下述正确的变化规律是（ A ）。
A．柱塞有效行程Se不变，供油规律不变B．Se不变，供油规律改变C．Se变化，供油规律不变D．Se改变，供油规律改变16、回油孔喷油泵当采用升降柱塞法调节供油定时时，下述正确的变化是（ B ）。
A．柱塞有效行程Se不变，供油规律不变B．Se不变，供油规律改变C．Se变化，供油规律不变D．Se改变，供油规律改变17、回油孔喷油泵当采用升降套筒法调节供油定时时，下述正确的变化是（ B ）。
A．柱塞有效行程Se不变，供油规律不变B．Se不变，供油规律变化C．Se改变，供油规律不变D．Se改变，供油规律改变18、用冒油法或刻度线法（标记法）检查喷油定时时，所测得的定时是（ D ）。
A．两者均为喷油定时B．前者为供油定时，后者为喷油定时C．前者为喷油定时，后者为供油定时D．两者均为供油定时19、喷油泵的循环供油量调节在柴油机运转中主要的根据是（ C ）。
A．功率大小B．转速高低C．负荷大小D．结构形式20、回油孔式喷油泵循环供油量、供油定时与负荷变化的关系是（ D ）。
A．终点调节式供油始点不变，供油终点也不随负荷变化而改变B．始点调节式供油终点不变，但随负荷增大，供油始点延后C．始终点调节式的供油始点与终点均随负荷而变，当负荷增大时，始点延后终点提前D．始终点调节式的供油始点与终点均随负荷而变，当负荷减小时，供油始点延后，终点提前21、四冲程柴油机将燃油凸轮向凸轮轴正车方向转动α，则喷油泵的供油提前角由β变化为（ C ）。
A．β＋α B．β－α C．β＋2α D．β－2α22、各缸供油均匀性检查的目的是要求各缸喷油泵的（ D ）。
A．供油定时相同B．供油持续角相同C．供油压力相同D．柱塞的有效行程相同23、如将喷油泵凸轮逆凸轮轴正车方向旋转一角度，则将使该喷油泵（ B ）。
A．供油提前角增大B．供油提前角减小C．供油量减小D．定时与供油量均不变24、柴油机的负荷、转速与循环供油量之间的关系是（ B ）。
A．当负荷不变时，喷油量增加，转速下降B．当转速不变时，负荷增加，喷油量增加C．当喷油量不变时，负荷减少，转速降低D．当负荷不变时喷油量减少，转速上升25、喷油泵柱塞与套筒磨损后对喷油泵的影响是（ C ）。
A．供油定时提前B．供油量增加C．喷油压力降低D．喷油压力不变26、四冲程多缸柴油机在对各缸喷油泵供油均匀性检查与调整时，错误的做法是（ C ）。
A．“零”位检查时，各泵调节齿条应位于0～2格B．全负荷油门检查时，各泵的调油齿条格数应相同C．当各缸供油量不均匀时应把齿条格数小者调大D．各缸供油不均匀时可在试验台上进行测量调整27、回油孔始终点调节式喷油泵当供油量增加时（ A ）。
A．供油提前角加大，供油持续角加大B．供油提前角减小，供油持续角加大C．供油提前角减小，供油持续有减小D．供油提前角加大，供油持续角减小28、在对回油孔式喷油泵供油定时进行调整时，不影响供油量和凸轮有效工作段的调整方法是（ A ）。
A．转动凸轮法B．转动柱塞法C．升降柱塞法D．升降套筒法29、为了准确的测取始点调节式喷油泵的供油提前角，在测定时其油门手柄应置于（ B ）。
A．手柄“0”位B．标定供油量处C．最大供油量处（油门限止块处）D．任意位置30、回油孔喷油泵柱塞发生的单面磨损一般出现的部位是（ B ）。
A．斜槽侧B．斜槽对侧C．斜槽左侧D．斜槽右侧31、在测定回油孔喷油泵的供油定时时，可以把油门手柄放在除零油位以外的任何位置均可进行测定的喷油泵是（ B ）。
A．始点调节式B．终点调节式C．始终点调节式D．上述任一种32、回油孔式喷油泵柱塞偶件长期使用后，其磨损部位最易出现在（ D ）。
A．柱塞头部压油区B．套筒内回油孔上部C．螺旋槽的工作区D．B＋C33、回油孔式喷油泵柱塞偶件磨损后，将会使喷油泵（ C ）。