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1、2019/9/24,课题四 燃油喷射与燃烧 第五节 喷油设备（3）,六、喷油器的结构和工作原理 七、喷油器的检查与调节 八、喷油设备的主要故障 九、可变喷油正时机构,2019/9/24,六、喷油器的结构和工作原理,功用：将喷油泵供给的高压柴油，以一定的压力，呈雾状喷入燃烧室，以利于形成可燃混合气。 型式：目前采用的都是闭式喷油器（液压启阀式）。 要求： 雾化均匀； 喷射干脆利落； 无滴漏现象； 油束形状与方向，适应燃烧室。,2019/9/24,2019/9/24,闭式喷油器结构及工作原理 闭式喷油器由本体、精密偶件针阀和针阀体、推杆、弹簧下座、弹簧、弹簧上座、调压螺钉、锁紧螺母以及高压滤器、进
2、油管接头等部件组成。,读图,2019/9/24,闭式喷油器结构及工作原理 闭式喷油器由本体、精密偶件针阀和针阀体、推杆、弹簧下座、弹簧、弹簧上座、调压螺钉、锁紧螺母以及高压滤器、进油管接头等部件组成。,2019/9/24,闭式喷油器结构及工作原理 1.喷油高压燃油自进油管接头经本体内孔进入贮油腔作用在针阀的锥面上，克服弹簧的预紧力将针阀抬起。当针阀一离开阀座，其承压面突然增大，使针阀快速升起，减小了节流损失，使燃油果断地经喷孔喷入气缸。 2.断油喷油泵停止供油后，贮油腔油压突然降低，针阀在弹簧的作用下迅速关闭，喷油便断然停止。此时，针阀把高压油空间与燃烧室隔开。（所以把这种喷油器称为闭式喷油器
3、）,工作原理,1.柴油机喷油压力是多少？ 2.燃油喷射过程的压力会不会变化？ 3.燃油最大压力一般是开启压力的多少？ 4.针阀升程有没有限制？一般多少？ 5. 针阀的关闭压力与开启压力相同吗？ 6.针阀开启后气缸的燃气会不会倒灌进油嘴？,2019/9/24,1.针阀开启压力一般为1028Mpa（个别35，最高100 ）。 2.是变化的。 3.最大压力一般为开启压力的23倍。 4.有限制。一般不超过1mm。 5.关闭的压力低于开启压力 6.不会。因为针阀开启压力高于气缸压力。但是要注意保证针阀在燃油压力高于气缸压力之前落座。,直喷式的压力高,1.针阀受到摩擦力、惯性力的作用； 2.针阀开启前高压
4、燃油作用面小于开启后的作用面。,2019/9/24,喷油器的结构形式,喷油器结构形式很多，但彼此间的主要区别是在喷油嘴。喷油嘴的结构与燃烧室形状有关。 按喷孔数目：单孔式（通常为轴针式）、多孔式（普通型、长型） 按是否强制冷却：冷却式、非冷却式 按调节弹簧位置：弹簧上置式、弹簧下置式,2019/9/24,单孔式喷油器 标准轴针式、节流轴针式。 多孔式喷油器 喷孔数目：412；喷孔直径：0.151.0mm,2019/9/24,喷油器的结构形式,单孔式喷油嘴 孔径大，不易堵塞，喷出的油束成空心柱状或空心锥状，穿透力强，雾化油粒较大。 这种喷油嘴用于采用分隔式燃烧室的小型柴油机。,2019/9/24
5、,喷油器的结构形式,多孔式喷油嘴 雾化油粒匀细，分布较均匀，因孔径较小喷孔容易堵塞，适用于直接喷射式燃烧室。,2019/9/24,喷油器的结构形式,冷却式喷油嘴 对于强化程度较高的中、低速柴油机，大都采用冷却式喷油嘴。 这种喷油嘴在针阀体内部布置有冷却液流道用以冷却，也称为内部冷却。冷却液通常采用淡水或柴油。淡水导热系数大，冷却效果好。 使用淡水冷却的喷油器冷却系统，是一个单独设立的冷却系统，称为喷油器冷却系统。,2019/9/24,冷却式喷油嘴,2019/9/24,MAN B&W MC机喷油器特点 非冷却式 燃油在喷油器内循环冷却 启阀压力不可调节 备车时可预热喷油器 兼有驱气作用,2019
6、/9/24,MAN B&W MC机喷油器,2019/9/24,七、喷油器的检查与调节,1、启阀压力的检查与调整 2、密封性的检查 3、雾化质量检查,2019/9/24,1、启阀压力的检查与调整,启阀压力是喷油器开始喷射时的最低喷射压力，它对燃油雾化质量有很大影响。在柴油机说明书中规定了喷油器的启阀压力，对不同的机型其值一般在1035Mpa。 喷油器经长时间的工作后，会因调节螺钉松动、针阀和阀座磨损、弹簧损坏等原因使启阀压力降低。因此必须经常检查。,为什么要检查？,2019/9/24,1、启阀压力的检查与调整,检查时，将喷油器连接在试验装置的高压油管接头上，先排除喷油器油路中的空气，然后缓慢泵油
7、，从压力表观察开始喷油时的压力，此即为启阀压力。若此值与规定不符，则可拧动调节螺钉进行调节，直到满意为止。,2019/9/24,2、密封性的检查,检查喷油器的密封性，是指检查针阀与针阀体的径向配合面以及针阀与阀座锥面这两处密封性的检查。 此项检查也是在喷油器试验台上进行的。,自由滑动，密封良好,闭阀时不漏油,2019/9/24,2、密封性的检查,检查时，泵油使油压保持在略低于启阀压力的一定数值上，然后停止泵油，观察该油压降落的速度。通常，均以在规定时间内压力降不超过规定范围为标准。若超过规定标准，则说明针阀与针阀体、针阀与阀座锥面的密封性不良，应设法修复或换新。,2019/9/24,3、雾化质
8、量检查,喷油器雾化质量的检查在喷油器试验台上进行。 检查时压动杠杆泵油，通过观察喷出的燃油雾化形状、数目和分布情况来判断雾化质量。雾化质量好时，油粒匀细，油束分布均匀，没有局部密集现象或油滴涌出，且油束的长度和锥角符合要求。每次喷油的开始和终了干脆利落，有清脆的“嘎嘎”声。在连续几次后，喷油嘴顶端应无油滴。,2019/9/24,3、雾化质量检查,还应注意检查缓慢泵油时喷油器的雾化质量。若在缓慢泵油时，在压力增至启阀压力之前油滴从喷孔漏出，这表明针阀与针阀体的密封锥面密封不良。 当发现雾化质量较差时，应检查原因并修复；密封锥面密封不良可研磨。喷孔堵塞可用煤油清洗并用钢针疏通。 若无法修复时则应及
9、时更新。,2019/9/24,八、喷油设备的主要故障,1、喷油泵的主要故障 2、喷油器的主要故障 3、喷油嘴的常见故障 4、喷油设备的穴蚀,2019/9/24,1、喷油泵的主要故障,喷油泵的主要零件是柱塞套筒、出油阀及阀座两对精密偶件，因此，喷油泵的主要故障大多发生在这两对零件上。,过度磨损 拉伤 卡紧 咬死,2019/9/24,柱塞与套筒过度磨损,后果： 使间隙增大、偶件漏油，造成供油压力下降，供油始点延后，供油量减少，雾化不良，燃烧恶化等。 多缸柴油机各缸不均匀的磨损会使各缸喷油量不均从而影响柴油机低负荷的稳定性。 原因： 偶件材料、加工工艺有关 燃油质量：粘度viscosity、硫分Su
10、lphur、杂质 机械杂质 部位： 柱塞头部斜槽上部配油部、套筒进回油孔处,2019/9/24,柱塞卡紧或咬死,后果： 柱塞卡紧或咬死会使喷油泵停止工作，因而导致该缸熄火。 原因： 燃油净化不良 安装不正确或间隙过小 油温过高或温度突变 注：使用重油的燃油系统在机动操纵需要换油时，必须遵循正确的操作方法，以防油温突变引起柱塞卡死套筒里。,2019/9/24,阀与阀座过度磨损,后果： 阀偶件磨损后密封性下降、漏油，导致供油量减少，供油压力降低，喷油定时延后，影响雾化和燃烧质量。 原因： 含杂质燃油的冲刷 油的酸性腐蚀 阀与阀座的撞击 阀面扭曲变形等,2019/9/24,阀杆卡紧或咬死,后果： 如
11、阀在开启位置，阀杆卡紧或咬死，则进(回)油阀不能关闭而导致喷油泵停止供油，即单缸熄火。 如回油阀始终点调节式喷油泵回油阀在关闭位置卡死，则该缸可能会超负荷，且气缸安全阀打开。 原因： 可能是润滑不良、受热不均或阀杆及其泵体变形等。,2019/9/24,2.喷油器的主要故障,1）针阀偶件磨损、漏油 I. 锥面磨损 II. 柱面磨损 III. 端面漏油 2）针阀在针阀套中卡紧或咬死,2019/9/24,锥面磨损,后果： 燃油滴漏，燃油漏入气缸则使燃烧不良。油滴还会附在喷油嘴下端而造成高温结炭。 针阀下沉：节流损失增大 ；喷射压力下降，雾化不良；升程增大，撞击加重，加速磨损 ；密封面压强变小，密封性
12、能下降，加剧磨损。 注：关于锥面上的密封环带，应以0.30.5mm最佳，位于锥面上边缘。 原因： 燃油机械杂质的冲刷 燃油的酸性腐蚀 针阀与阀座的撞击。,2019/9/24,柱面磨损,后果： 使漏油量增加，引起喷油压力下降和雾化不良。 当各缸喷油器针阀柱面磨损不均时，同样导致喷油量不均并影响柴油机低负荷运转的稳定性。 主要原因： 油质不佳。,2019/9/24,端面漏油,后果： 针阀套的上、下端面分别与喷油器本体和喷嘴平面配合。如针阀套与喷嘴制成一体，则针阀套只有一个端面。当发生渗漏时，会引起燃烧不良。 水冷却式漏油的主要原因是水腐蚀，水箱处有油花可见。,2019/9/24,针阀在针阀套中卡紧
13、和咬死,后果： 针阀不能及时启闭或根本不能启闭。 若针阀因咬死而不能开启 该缸就会因没有喷油而熄火，柴油机的转速下降，喷射系统中油压猛烈升高，使高压油管的接头处发生漏油或破裂，喷油泵和油管也将发热，该缸排温下降。 若针阀卡紧在针阀套中不能及时关闭 就会造成雾化和燃烧不良，排温升高且冒黑烟。此时，高压油管的脉动微弱，甚至无脉动(在针阀完全卡紧时)。 主要原因： 机械杂质进入针阀和针阀套之间的间隙中； 喷油器冷却不良； 针阀偶件在高温或温度突变时变形； 安装不正以及紧固螺钉松紧不均等。,2019/9/24,3.喷油嘴的常见故障,1) 喷孔磨损 2) 喷孔堵塞 3) 喷孔内外结炭 4) 喷孔裂纹,2
14、019/9/24,喷孔磨损,后果： 造成燃烧恶化。 喷孔磨损后，使喷孔变大、变形，使燃油的喷射雾化质量下降。 使油束形状与燃烧室形状匹配不良。 主要原因： 喷孔受燃油不断地高速冲刷。 油中有杂质和酸时则将加速磨损。 处理：一般孔径磨损变大超过标准10%就应换新。若有一孔或以上变为锥型或不圆应换新。,2019/9/24,喷孔堵塞,主要原因： 主要是由于燃油中的杂质和结炭所造成。 处理：可在煤油中浸泡后，用直径85%左右的通针疏通。,2019/9/24,喷孔内外结炭,后果： 使燃油雾化不良，破坏了油束与燃烧室匹配，使燃烧恶化。 喷孔结炭，使孔径减小，喷射距离缩短，从而燃烧更接近于喷油嘴，形成了恶性
15、循环，直至喷孔堵塞。 当喷孔严重堵塞时，各缸喷油就不均匀，使柴油机在低转速时运转不稳定，并在喷油器内腔形成高压，延长了喷油时间，使后燃加剧。严重时出现二次喷射。 主要原因：主要是喷油嘴过热而引起 喷孔内结炭：当喷油器冷却不良，或燃油的燃烧距离喷油嘴太近，则喷油嘴温度增高，燃油流经喷孔时，在喷孔内可能形成一层结炭。 孔外结炭：除了喷油嘴温度过高外，主要还由于针阀密封不良或关闭不及时引起的。,2019/9/24,喷孔裂纹,主要是由于高温引起的。,2019/9/24,4.喷油设备的穴蚀,1) 燃油喷射系统中穴蚀产生的机理 穴蚀产生的机理与缸套冷却腔中的相同，在喷射系统中穴蚀最容易发生的部位 I. 阀
16、与阀座、高压油管内壁和针阀等处的穴蚀， II. 柱塞斜槽上方的穴蚀 2) 防止喷油设备穴蚀的措施 3) 柴油机燃油喷射系统液压试验的压力,2019/9/24,燃油喷射系统中穴蚀产生的机理,阀与阀座、高压油管内壁和针阀等处的穴蚀 是由于压力波的传递引起的。 如因出油阀卸载过大而在高压油管内形成比燃油气化压力还要低的燃油压力等。,2019/9/24,燃油喷射系统中穴蚀产生的机理,柱塞斜槽上方的穴蚀 是由于回油时压力降低过分剧烈而形成的燃油气化造成的。 在常用负荷下，与回油孔相对的柱塞斜槽上方的穴蚀最为严重。,2019/9/24,防止喷油设备穴蚀的措施,主要有 选择适当参数的等容卸载出油阀。 采用等压卸载出油阀代替等容卸载出油阀。 喷油泵的回油系统中设置缓冲器以吸收回油系统中的压力波。 在低压油腔中提高进油压力。,2019/9/24,柴油机燃油喷射系统 液压试验压力,包括喷油泵体的受压面、喷油器及高压油管进行液压试验时，所用的压力应为最大工作压力的1.5倍。,2019/9/24,九、可变喷油正时机构(V.I. T.机构),V.I.T机构可以在柴油机外界负荷变化时
