船舶柴油机燃油系统
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▪ 凝点－轻柴油和重柴油的标号 ▪ 闪点（闭口）不低于60° ▪ 浊点－燃油温度最小要高于浊点3～5℃
燃油系统
▪ 1、对燃油系统的要求：
➢ 定时、定量（随负荷变化、各缸油量均匀）、定质 （与喷油压力）
▪ 2、 燃油系统的组成：
➢ 低压供应系统：
输油泵、双联滤清器（实现运转中清洗）、燃油调压阀 （压力表反映燃油系统的最低压力）
▪ 分隔式燃烧室（形成强烈空气涡流， 单孔） ➢涡流室式燃烧室 可燃混合气形成主要靠压缩涡流 过量空气系数较小 ➢预燃室式燃烧室 可燃混合气形成主要靠燃烧涡流
▪ 十六烷值
➢ 自然性能好，滞燃期短，燃烧过程平稳 ➢ 过低－滞燃期过长，工作粗暴，起动困难 ➢ 过高－燃烧不完全 ➢ 过高、过低－排气冒黑烟
▪ 喷孔直径↓ ➢油束射程减小，锥角增大
▪ 背压↑ ➢锥角减小，油束射程减小
▪ 转速↑（柱塞的运动速度） ▪ 燃油粘度↓
涡流的种类
▪ （弱→强） ▪ 进气涡流
➢形成的结构：导气屏、螺旋进气道、 切向进气道、切向扫气口
▪ 压缩涡流 ▪ 燃烧涡流
燃烧产物
➢一氧化碳－不完全燃烧产物 ➢二氧化硫－形成“酸雨” ➢二氧化碳－温室效应 ➢提高燃烧温度－氮氧化物多
▪ 喷油提前角（直接影响燃烧过程）
➢ 喷油器喷油－上止点 ➢ 取决于柴油机标定转速的高低（高＞低） ➢ 烧轻柴油比烧重柴油－适当增大 ➢ 过大：工作粗暴、爆压升高、滞燃期延长 ➢ 过小:爆压降低、排温升高
喷油定时检查
▪ 冒油法/二人配合 ➢喷油泵顶头落位在凸轮基圆
▪ 光照法 ▪ 标记法
喷油定时调整
延后
看回油阀式
出油阀
& 功用
& 止回、蓄压、卸载（减压）
& 发生过度卸载
& 轻负荷小供油量运转时 & 高压油管与出油阀发生穴蚀
& 泄漏
& 喷油量减少、喷油定时延迟 & 研磨恢复后－提前角增大
喷油提前角﹤供油提前角－4°～8°
内缩、外胀、压力波
供油和喷油提前角
▪ 供油提前角（说明书中规定的）
➢ 喷油泵供油－上止点 ➢ 大于喷油提前角
燃烧的四个阶段
▪ 滞燃期（喷油－发火） ▪ 急燃期（发火－压升率开始减缓） ▪ 缓燃期（压升率开始减缓－缸内压力迅
速下降） ▪ 后燃期（缸内压力迅速下降－燃烧结束）
滞燃期（喷油－发火）
▪ 可用滞燃时间（0.001～0.005s）或滞燃角 度表示
▪ 对燃烧质量影响最大，滞燃期短些好 ▪ 喷油提前角大－滞燃期长－压升率大
疲劳断裂－启阀压力下降－提前角增大 调压螺钉运转中松退－提前角增大
喷油器种类
¤偶件成对更换 ¤环带磨宽，密封性 变差
€缓慢泵油未达启 阀压力油雾落下 €会导致喷孔结碳
燃油净化处理：过滤、分离、沉淀 燃油底舱到日用油柜，经过48小时沉淀
➢ 高压喷射系统：
喷油泵、高压油管、喷油器
➢ 三对精密偶件：柱塞与套筒、出油阀与阀座、针阀与阀座
Βιβλιοθήκη Baidu
柱塞式、齿轮式和滑片式输油泵
✓柱塞泵常用小型高速 机 ✓负荷低时自动减小柱 塞的压油行程
喷油泵（柱塞泵）
❖ 作用：燃油加压、按需供给量、按需要调时刻 ❖ 回油阀式
▪ 调整方法
➢ 升降柱塞法
微调螺钉旋入，柱塞位置降低－提前角减小
➢ 升降套筒法
套筒降低－供油定时变早
➢ 转动凸轮法
按运转方向转动一个角度－供油提前角增大
➢ 转动1°－供油提前角1°（二冲程） ➢ 转动1°－供油提前角2°（四冲程）
喷油均匀性
▪ 喷油均匀－有效行程一样 ▪ 逐缸停油法
➢ 转速最大的缸负荷最重－减小该缸供油量
➢ 进入气缸的空气利用率降低 ➢ 单位气缸容积作功能力降低
在保证燃烧完全和热负荷不过高的前提下，力求 降低
➢ 有利于燃烧及时完全、可以降低燃烧室的热 负荷
➢ 高速机小于低速机、非增压机小于增压机
充气系数ηv
▪ 实际进气量/理论存气量
残余废气系数γr
▪ 一个循环内，废气量/新气量 ▪ γr增大－ ηv降低
柱塞上行
溢油－前无效行程 压油－有效行程 供油量 回油－后无效行程
转动柱塞
油量调节方式 柱塞头部形状
▪ 终点调节式 ➢ 上平下斜 ➢ 始点不变终点延后 ➢ 低速运转时工作较粗暴 ➢ 驱动交流发电机的柴油机
▪ 始点调节式
➢ 上斜下平 ➢ 始点（可调）改变、终点（不可调）
不变
▪ 始终点调节式
➢ 上斜下斜 ➢ 始点（可调）提前、终点（可调）
－大气污染
燃烧室1
▪ 开式燃烧室（大中型机）
➢ 可燃混合气形成主要靠：
雾化质量、油束形状与燃烧室的良好配合
➢ 特点
形状简单、热损失小、起动性好、用多孔喷油器 工作较粗暴、排气中碳烟及污染大气的有害成份多
▪ 半开式燃烧室
➢ ω 型－中高速四冲程 ➢ 球形－油膜蒸发、工作平稳柔和、单孔喷油器
燃烧室2
❖ 大型二冲程用 ❖ 转动凸轮－改变供油定时
❖ 回油孔式
❖ 四冲程广泛使用
❖结构简单、工作可靠、价格低廉
❖ 可能发生穴蚀部位
❖出油阀和高压油管内壁、套筒筒壁回油孔周围
❖ 高压油脉动微弱、排气温度和爆压均较低或突降
❖喷油泵内部密封不良或出油阀弹簧断
单体式喷油泵
组合式喷油泵
泵 油 原 理 动 画
泵油原理
▪ 规定：各缸差别不大于3％ ▪ 某缸停止供油
➢ 抬起该缸喷油泵柱塞
▪ 封缸运行允许缸数
➢ 六缸以下最多1缸 ➢ 八缸以上最多2缸
▪ 喷油量大小对应于负荷大小
喷油器
▪ 作用：形成合适的燃油雾花
➢ 检查内容：启阀压力、雾化质量、密封性
▪ 最高喷油压力＞启阀压力＞闭阀压力 ▪ 启阀压力
➢ 能抬起针阀的最低燃油压力 ➢ 由喷油器针阀弹簧的预紧力决定
（0.4～0.6MPa)－工作粗暴（燃烧敲缸） ▪ 燃烧敲缸发生在急燃期中（燃烧初期）、
气缸的上部
▪ 急燃期（发火－压升率开始减缓） ▪ 缓燃期（压升率开始减缓－缸内压力迅速下降） ▪ 后燃期（缸内压力迅速下降－燃烧结束）
➢越短越好
▪ 放热规律：先慢后快
过量空气系数a
▪ 实际供气量/燃烧理论供气量 ▪ 过量空气系数大表明：
➢ 烟囱出口受堵 ➢ 排气管内压力升高 ➢ 排气阀迟开早关
▪ 希望： γr低ηv大
一、影响雾化的主要因素
▪ 雾化质量的主要指标
➢ 雾化细度、雾化均匀度
▪ 可燃气形成过程
➢ 喷射雾化－受热蒸发－油气扩散－与空气 混合
➢ 迅速、均匀的因素
喷雾质量、空气涡流
▪ 喷油压力↑ ➢油粒变细、雾化均匀度提高、油束射程 增大
燃油系统
▪ 1、对燃油系统的要求：
➢ 定时、定量（随负荷变化、各缸油量均匀）、定质 （与喷油压力）
▪ 2、 燃油系统的组成：
➢ 低压供应系统：
输油泵、双联滤清器（实现运转中清洗）、燃油调压阀 （压力表反映燃油系统的最低压力）
▪ 分隔式燃烧室（形成强烈空气涡流， 单孔） ➢涡流室式燃烧室 可燃混合气形成主要靠压缩涡流 过量空气系数较小 ➢预燃室式燃烧室 可燃混合气形成主要靠燃烧涡流
▪ 十六烷值
➢ 自然性能好，滞燃期短，燃烧过程平稳 ➢ 过低－滞燃期过长，工作粗暴，起动困难 ➢ 过高－燃烧不完全 ➢ 过高、过低－排气冒黑烟
▪ 喷孔直径↓ ➢油束射程减小，锥角增大
▪ 背压↑ ➢锥角减小，油束射程减小
▪ 转速↑（柱塞的运动速度） ▪ 燃油粘度↓
涡流的种类
▪ （弱→强） ▪ 进气涡流
➢形成的结构：导气屏、螺旋进气道、 切向进气道、切向扫气口
▪ 压缩涡流 ▪ 燃烧涡流
燃烧产物
➢一氧化碳－不完全燃烧产物 ➢二氧化硫－形成“酸雨” ➢二氧化碳－温室效应 ➢提高燃烧温度－氮氧化物多
▪ 喷油提前角（直接影响燃烧过程）
➢ 喷油器喷油－上止点 ➢ 取决于柴油机标定转速的高低（高＞低） ➢ 烧轻柴油比烧重柴油－适当增大 ➢ 过大：工作粗暴、爆压升高、滞燃期延长 ➢ 过小:爆压降低、排温升高
喷油定时检查
▪ 冒油法/二人配合 ➢喷油泵顶头落位在凸轮基圆
▪ 光照法 ▪ 标记法
喷油定时调整
延后
看回油阀式
出油阀
& 功用
& 止回、蓄压、卸载（减压）
& 发生过度卸载
& 轻负荷小供油量运转时 & 高压油管与出油阀发生穴蚀
& 泄漏
& 喷油量减少、喷油定时延迟 & 研磨恢复后－提前角增大
喷油提前角﹤供油提前角－4°～8°
内缩、外胀、压力波
供油和喷油提前角
▪ 供油提前角（说明书中规定的）
➢ 喷油泵供油－上止点 ➢ 大于喷油提前角
燃烧的四个阶段
▪ 滞燃期（喷油－发火） ▪ 急燃期（发火－压升率开始减缓） ▪ 缓燃期（压升率开始减缓－缸内压力迅
速下降） ▪ 后燃期（缸内压力迅速下降－燃烧结束）
滞燃期（喷油－发火）
▪ 可用滞燃时间（0.001～0.005s）或滞燃角 度表示
▪ 对燃烧质量影响最大，滞燃期短些好 ▪ 喷油提前角大－滞燃期长－压升率大
疲劳断裂－启阀压力下降－提前角增大 调压螺钉运转中松退－提前角增大
喷油器种类
¤偶件成对更换 ¤环带磨宽，密封性 变差
€缓慢泵油未达启 阀压力油雾落下 €会导致喷孔结碳
燃油净化处理：过滤、分离、沉淀 燃油底舱到日用油柜，经过48小时沉淀
➢ 高压喷射系统：
喷油泵、高压油管、喷油器
➢ 三对精密偶件：柱塞与套筒、出油阀与阀座、针阀与阀座
Βιβλιοθήκη Baidu
柱塞式、齿轮式和滑片式输油泵
✓柱塞泵常用小型高速 机 ✓负荷低时自动减小柱 塞的压油行程
喷油泵（柱塞泵）
❖ 作用：燃油加压、按需供给量、按需要调时刻 ❖ 回油阀式
▪ 调整方法
➢ 升降柱塞法
微调螺钉旋入，柱塞位置降低－提前角减小
➢ 升降套筒法
套筒降低－供油定时变早
➢ 转动凸轮法
按运转方向转动一个角度－供油提前角增大
➢ 转动1°－供油提前角1°（二冲程） ➢ 转动1°－供油提前角2°（四冲程）
喷油均匀性
▪ 喷油均匀－有效行程一样 ▪ 逐缸停油法
➢ 转速最大的缸负荷最重－减小该缸供油量
➢ 进入气缸的空气利用率降低 ➢ 单位气缸容积作功能力降低
在保证燃烧完全和热负荷不过高的前提下，力求 降低
➢ 有利于燃烧及时完全、可以降低燃烧室的热 负荷
➢ 高速机小于低速机、非增压机小于增压机
充气系数ηv
▪ 实际进气量/理论存气量
残余废气系数γr
▪ 一个循环内，废气量/新气量 ▪ γr增大－ ηv降低
柱塞上行
溢油－前无效行程 压油－有效行程 供油量 回油－后无效行程
转动柱塞
油量调节方式 柱塞头部形状
▪ 终点调节式 ➢ 上平下斜 ➢ 始点不变终点延后 ➢ 低速运转时工作较粗暴 ➢ 驱动交流发电机的柴油机
▪ 始点调节式
➢ 上斜下平 ➢ 始点（可调）改变、终点（不可调）
不变
▪ 始终点调节式
➢ 上斜下斜 ➢ 始点（可调）提前、终点（可调）
－大气污染
燃烧室1
▪ 开式燃烧室（大中型机）
➢ 可燃混合气形成主要靠：
雾化质量、油束形状与燃烧室的良好配合
➢ 特点
形状简单、热损失小、起动性好、用多孔喷油器 工作较粗暴、排气中碳烟及污染大气的有害成份多
▪ 半开式燃烧室
➢ ω 型－中高速四冲程 ➢ 球形－油膜蒸发、工作平稳柔和、单孔喷油器
燃烧室2
❖ 大型二冲程用 ❖ 转动凸轮－改变供油定时
❖ 回油孔式
❖ 四冲程广泛使用
❖结构简单、工作可靠、价格低廉
❖ 可能发生穴蚀部位
❖出油阀和高压油管内壁、套筒筒壁回油孔周围
❖ 高压油脉动微弱、排气温度和爆压均较低或突降
❖喷油泵内部密封不良或出油阀弹簧断
单体式喷油泵
组合式喷油泵
泵 油 原 理 动 画
泵油原理
▪ 规定：各缸差别不大于3％ ▪ 某缸停止供油
➢ 抬起该缸喷油泵柱塞
▪ 封缸运行允许缸数
➢ 六缸以下最多1缸 ➢ 八缸以上最多2缸
▪ 喷油量大小对应于负荷大小
喷油器
▪ 作用：形成合适的燃油雾花
➢ 检查内容：启阀压力、雾化质量、密封性
▪ 最高喷油压力＞启阀压力＞闭阀压力 ▪ 启阀压力
➢ 能抬起针阀的最低燃油压力 ➢ 由喷油器针阀弹簧的预紧力决定
（0.4～0.6MPa)－工作粗暴（燃烧敲缸） ▪ 燃烧敲缸发生在急燃期中（燃烧初期）、
气缸的上部
▪ 急燃期（发火－压升率开始减缓） ▪ 缓燃期（压升率开始减缓－缸内压力迅速下降） ▪ 后燃期（缸内压力迅速下降－燃烧结束）
➢越短越好
▪ 放热规律：先慢后快
过量空气系数a
▪ 实际供气量/燃烧理论供气量 ▪ 过量空气系数大表明：
➢ 烟囱出口受堵 ➢ 排气管内压力升高 ➢ 排气阀迟开早关
▪ 希望： γr低ηv大
一、影响雾化的主要因素
▪ 雾化质量的主要指标
➢ 雾化细度、雾化均匀度
▪ 可燃气形成过程
➢ 喷射雾化－受热蒸发－油气扩散－与空气 混合
➢ 迅速、均匀的因素
喷雾质量、空气涡流
▪ 喷油压力↑ ➢油粒变细、雾化均匀度提高、油束射程 增大