船舶柴油机燃油系统课件
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喷油泵供油－上止点 大于喷油提前角
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
24
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
－大气污染
11
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
12
燃烧室2
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
7
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
8
喷油压力↑ 油粒变细、雾化均匀度提高、油束射程 增大
～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
3
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
4
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：
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
13
▪ 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
▪ 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℃
14
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）
延后
柱塞头部形状
看回油阀式
22
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
23
供油和喷油提前角
供油提前角（说明书中规定的）
转速最大的缸负荷最重－减小该缸供油量
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
27
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
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
5
充气系数ηv
实际进气量/理论存气量
6
残余废气系数γr
一个循环内，废气量/新气量 γr增大－ ηv降低
25
喷油定时调整
▪ 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）
26
喷油均匀性
喷油均匀－有效行程一样 逐缸停油法
1
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
）
2
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（0.4
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
• 疲劳断裂－启阀压力下降－提前角增大 • 调压螺钉运转中松退－百度文库前角增大
28
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
用于开式燃烧室
多孔
大中型柴油机全用
❖ 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
17
单体式喷油泵
18
组合式喷油泵
19
泵 油 原 理 动 画
20
泵油原理
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
21
油量调节方式
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）
• 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
15
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
16
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
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↓
9
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
10
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
24
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
－大气污染
11
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
12
燃烧室2
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
7
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
8
喷油压力↑ 油粒变细、雾化均匀度提高、油束射程 增大
～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
3
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
4
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：
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
13
▪ 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
▪ 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℃
14
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）
延后
柱塞头部形状
看回油阀式
22
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
23
供油和喷油提前角
供油提前角（说明书中规定的）
转速最大的缸负荷最重－减小该缸供油量
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
27
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
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
5
充气系数ηv
实际进气量/理论存气量
6
残余废气系数γr
一个循环内，废气量/新气量 γr增大－ ηv降低
25
喷油定时调整
▪ 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）
26
喷油均匀性
喷油均匀－有效行程一样 逐缸停油法
1
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
）
2
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（0.4
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
• 疲劳断裂－启阀压力下降－提前角增大 • 调压螺钉运转中松退－百度文库前角增大
28
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
用于开式燃烧室
多孔
大中型柴油机全用
❖ 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
17
单体式喷油泵
18
组合式喷油泵
19
泵 油 原 理 动 画
20
泵油原理
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
21
油量调节方式
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）
• 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
15
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
16
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
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↓
9
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
10
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