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1、会计学1柴油机的喷射柴油机的喷射(pnsh)与燃烧与燃烧第一页，共164页。1.柴油机燃烧柴油机燃烧(rnsho)过程的要过程的要求：求：n n1）及时n n在上死点前发火并迅速燃烧。燃烧太早，活塞未到上死点发生敲缸；燃烧太迟，后燃严重。（燃油燃烧的时间(shjin)在毫秒级，非常短暂）n n2）完全n n动力性、经济性都将提高n n3）平稳n n燃烧过程柔和，无燃烧敲缸现象n n4）空气利用率高第1页/共164页第二页，共164页。2.影响燃烧影响燃烧(rnsho)情情况好坏的因素有哪些？况好坏的因素有哪些？（根据上述要求，结合燃烧的三要素分析，满足要求就好，否则就不好。）（根据上述要求，结
2、合燃烧的三要素分析，满足要求就好，否则就不好。）1 1）可燃物：）可燃物：影响燃烧的及时和能否完全燃烧影响燃烧的及时和能否完全燃烧品质：由燃油的理化指标评定（不同理化品质的燃油燃烧性能不同，自燃点也不品质：由燃油的理化指标评定（不同理化品质的燃油燃烧性能不同，自燃点也不同）；同）；形态：由燃油的喷射质量评定（不同大小、形状的可燃物燃烧速度不同）形态：由燃油的喷射质量评定（不同大小、形状的可燃物燃烧速度不同）2 2）助燃物：）助燃物：影响燃烧的及时和能否完全燃烧、影响空气利用率影响燃烧的及时和能否完全燃烧、影响空气利用率要求空气量足（评定指标是充量系数）；进入汽缸扰动，尽可能与油接触。要求空气量
3、足（评定指标是充量系数）；进入汽缸扰动，尽可能与油接触。3 3）着火源：）着火源：影响及时和平稳性（柴油机是压燃点火）影响及时和平稳性（柴油机是压燃点火）a a压缩终点的压力和温度。压缩终点的压力和温度。(该压力和温度，又与前面的换气过程质量和压缩过程该压力和温度，又与前面的换气过程质量和压缩过程的质量有关；的质量有关；)b b喷油定时及喷油规律，由喷油凸轮与曲轴的相对位置和凸轮线形决定。喷油定时及喷油规律，由喷油凸轮与曲轴的相对位置和凸轮线形决定。4 4）燃烧室形状：利于油和气的混合燃烧，压力输出平稳。设计时考虑。）燃烧室形状：利于油和气的混合燃烧，压力输出平稳。设计时考虑。总：燃烧过程应及
4、时、完全和平稳，希望在活塞上止点附近一定的曲柄转角内将喷总：燃烧过程应及时、完全和平稳，希望在活塞上止点附近一定的曲柄转角内将喷入气缸内的燃油全部烧完，但不希望单位曲柄转角内压力升高过大。入气缸内的燃油全部烧完，但不希望单位曲柄转角内压力升高过大。要求要求燃油雾化燃油雾化(w hu)(w hu)、空气运动及燃烧室形状三者之间的密切配合。、空气运动及燃烧室形状三者之间的密切配合。第2页/共164页第三页，共164页。Chapter3 燃油喷射燃油喷射(pnsh)与燃烧与燃烧3-1 燃油3-2 燃油的喷射(pnsh)3-3 可燃混合气的形成(xngchng)3-4 燃油的燃烧3-5 柴油机有害气体
5、的排放3-6 喷油设备3-7 喷油设备的检查与调整第3页/共164页第四页，共164页。3-1 燃油燃油柴油机燃料柴油机燃料(rnlio)：轻柴油、：轻柴油、重柴油、重油及渣油重柴油、重油及渣油柴油机燃料柴油机燃料(rnlio)来自于石来自于石油的提炼。油的提炼。石油经常压蒸馏（直馏）：汽石油经常压蒸馏（直馏）：汽油、煤油、轻柴油和重柴油，余油、煤油、轻柴油和重柴油，余下为重油。下为重油。重油经减压蒸馏：重柴油、润重油经减压蒸馏：重柴油、润滑油，余下为减压渣油。滑油，余下为减压渣油。重油经裂化：汽油、煤油、轻重油经裂化：汽油、煤油、轻柴油，余下为裂化渣油。柴油，余下为裂化渣油。第4页/共164
6、页第五页，共164页。3-1 燃油燃油一、燃油的化学一、燃油的化学(huxu)组成组成二、燃油的理化二、燃油的理化(lhu)性能指标性能指标三、燃油的牌号三、燃油的牌号(piho)与选用与选用四、燃油的热化学四、燃油的热化学第5页/共164页第六页，共164页。一、燃油的化学一、燃油的化学(huxu)组成组成1.1.石油主要成分：石油主要成分：石油主要成分：石油主要成分：石油是炭（按重量计约为石油是炭（按重量计约为石油是炭（按重量计约为石油是炭（按重量计约为83%83%87%87%）和氢（按重量计约占）和氢（按重量计约占）和氢（按重量计约占）和氢（按重量计约占11%11%14%14%）的化合物
7、）的化合物）的化合物）的化合物（简称烃），故石油是烃类的混合物。此外，石油中还有少量氮、氧、硫及金属化合（简称烃），故石油是烃类的混合物。此外，石油中还有少量氮、氧、硫及金属化合（简称烃），故石油是烃类的混合物。此外，石油中还有少量氮、氧、硫及金属化合（简称烃），故石油是烃类的混合物。此外，石油中还有少量氮、氧、硫及金属化合物如钒、钠等有机酸盐类。物如钒、钠等有机酸盐类。物如钒、钠等有机酸盐类。物如钒、钠等有机酸盐类。2.2.类别：类别：类别：类别：烃类按分子中碳原子的排列结构形式不同，分为脂肪烃、环烷烃和芳香烃。烃类按分子中碳原子的排列结构形式不同，分为脂肪烃、环烷烃和芳香烃。烃类按分子中碳
8、原子的排列结构形式不同，分为脂肪烃、环烷烃和芳香烃。烃类按分子中碳原子的排列结构形式不同，分为脂肪烃、环烷烃和芳香烃。1 1）脂肪烃：烷烃（）脂肪烃：烷烃（）脂肪烃：烷烃（）脂肪烃：烷烃（CnH2n+2)CnH2n+2)、烯烃（、烯烃（、烯烃（、烯烃（CnH2n)CnH2n)、炔烃（、炔烃（、炔烃（、炔烃（CnH2n-2)CnH2n-2)，链状结构，易破，链状结构，易破，链状结构，易破，链状结构，易破裂，含烷烃越多、碳原子越多其自燃温度越低。裂，含烷烃越多、碳原子越多其自燃温度越低。裂，含烷烃越多、碳原子越多其自燃温度越低。裂，含烷烃越多、碳原子越多其自燃温度越低。2 2）环烷烃（）环烷烃（）
9、环烷烃（）环烷烃（CnH2n)CnH2n)：单键结构的环状饱和烃，自燃温度高于脂肪烃。：单键结构的环状饱和烃，自燃温度高于脂肪烃。：单键结构的环状饱和烃，自燃温度高于脂肪烃。：单键结构的环状饱和烃，自燃温度高于脂肪烃。3 3）芳香烃（）芳香烃（）芳香烃（）芳香烃（CnH2n-6CnH2n-6）：不饱和的环状结构，结构坚固，燃烧最为困难。其中最基本）：不饱和的环状结构，结构坚固，燃烧最为困难。其中最基本）：不饱和的环状结构，结构坚固，燃烧最为困难。其中最基本）：不饱和的环状结构，结构坚固，燃烧最为困难。其中最基本的是苯（的是苯（的是苯（的是苯（C6H6)C6H6)，两个苯核并在一起称为荼（，两个
10、苯核并在一起称为荼（，两个苯核并在一起称为荼（，两个苯核并在一起称为荼（C10H8)C10H8)，甲基荼（甲基荼（甲基荼（甲基荼（-甲基荼），发火甲基荼），发火甲基荼），发火甲基荼），发火(f hu(f hu)性能最差。燃油中含有较多的芳香烃，则燃烧不完全，易结炭。性能最差。燃油中含有较多的芳香烃，则燃烧不完全，易结炭。性能最差。燃油中含有较多的芳香烃，则燃烧不完全，易结炭。性能最差。燃油中含有较多的芳香烃，则燃烧不完全，易结炭。第6页/共164页第七页，共164页。3-1 燃油燃油一、燃油的化学一、燃油的化学(huxu)组成组成二、燃油的理化二、燃油的理化(lhu)性能指标性能指标三、燃油的
11、牌号三、燃油的牌号(piho)与选用与选用四、燃油的热化学四、燃油的热化学第7页/共164页第八页，共164页。二、燃油的理化二、燃油的理化(lhu)指标及其影响指标及其影响按对柴油机的影响分有三大类按对柴油机的影响分有三大类1）影响燃烧性能的指标：）影响燃烧性能的指标：十六烷值、柴油指数、馏程、十六烷值、柴油指数、馏程、热值和粘度；热值和粘度；2）影响燃烧产物的指标：）影响燃烧产物的指标：硫分、灰分、沥青分、残炭值、硫分、灰分、沥青分、残炭值、钒和钠含量等；钒和钠含量等；3）影响管理工作的指标：）影响管理工作的指标：闪点、密度、凝点、倾点、浊闪点、密度、凝点、倾点、浊点、水分点、水分(shu
12、fn)和机械杂质、和机械杂质、粘度等。粘度等。第8页/共164页第九页，共164页。二、燃油的理化二、燃油的理化(lhu)指标指标1、十六烷值、十六烷值评定自燃性能的评定自燃性能的指标指标 将测试柴油的自燃性同正十六烷将测试柴油的自燃性同正十六烷（十六烷值为（十六烷值为100）与）与-甲基荼甲基荼（十六烷值为零）的混合液相比（十六烷值为零）的混合液相比较，当两者相同时，混合液中正较，当两者相同时，混合液中正(zhn zhn)十六烷的体积百分十六烷的体积百分数。数。十六烷值十六烷值发火过快而高温发火过快而高温分解成游离炭，排气冒黑烟，经分解成游离炭，排气冒黑烟，经济性下降。济性下降。十六烷值十六
13、烷值燃烧粗暴，起动燃烧粗暴，起动困难。困难。十六烷值应适当。十六烷值应适当。通常高速柴油机使用的燃油十六通常高速柴油机使用的燃油十六烷值在烷值在4060之间，中速柴油机在之间，中速柴油机在3550之间，而低速机只要其十六之间，而低速机只要其十六烷值不低于烷值不低于25即可。即可。第9页/共164页第十页，共164页。二、燃油的理化二、燃油的理化(lhu)指标指标2、粘度、粘度评定燃油流动性的评定燃油流动性的指标。指标。ISO规定，以规定，以50时的运动粘时的运动粘度（度（mm2/s）作为燃油的粘度）作为燃油的粘度值。值。粘度会影响：雾化、净化、润粘度会影响：雾化、净化、润滑的质量滑的质量(zh
14、ling)。粘度随压力的增大、温度的降粘度随压力的增大、温度的降低而增大。低而增大。粘温特性曲线粘温特性曲线3、硫分、硫分燃油中含硫的质量燃油中含硫的质量(zhling)百分数。百分数。危害：腐蚀；低温腐蚀；加危害：腐蚀；低温腐蚀；加速结炭，并不宜清除；排放污速结炭，并不宜清除；排放污染。染。4、灰分、灰分规定条件下燃油完规定条件下燃油完全燃烧剩余物的质量全燃烧剩余物的质量(zhling)百分数。百分数。危害：磨料磨损危害：磨料磨损第10页/共164页第十一页，共164页。二、燃油的理化二、燃油的理化(lhu)指标指标5、钒、钠含量、钒、钠含量燃油中含钒、燃油中含钒、钠的质量浓度（钠的质量浓度
15、（ppm）。）。危害：高温腐蚀危害：高温腐蚀6、机械杂质和水分、机械杂质和水分(shufn)危害：磨损、阻塞；腐蚀，阻危害：磨损、阻塞；腐蚀，阻燃。燃。7、凝点、凝点评价低温流动性和泵评价低温流动性和泵送性的指标。送性的指标。凝点比环境最低温度低凝点比环境最低温度低5以上，以上，系统可不必设置加热保温设备。系统可不必设置加热保温设备。8、馏程、馏程燃油在某一温度下所燃油在某一温度下所能蒸发掉的百分数。是评价燃油能蒸发掉的百分数。是评价燃油蒸发性的指标。蒸发性的指标。轻馏分（轻馏分（250以下）、中馏分、以下）、中馏分、重馏分（重馏分（350以上）以上）第11页/共164页第十二页，共164页。
16、3-1 燃油燃油一、燃油的化学一、燃油的化学(huxu)组成组成二、燃油的理化二、燃油的理化(lhu)性能指标性能指标三、燃油的牌号三、燃油的牌号(piho)与选用与选用四、燃油的热化学四、燃油的热化学第12页/共164页第十三页，共164页。三、燃油的规格三、燃油的规格(gug)与选用与选用1.国产柴油机燃油的规格国产柴油机燃油的规格(gug)和选用和选用2.国外柴油机燃油的规格国外柴油机燃油的规格(gug)和选用和选用第13页/共164页第十四页，共164页。1.国产柴油机燃油的规国产柴油机燃油的规格格(gug)和选用和选用1）轻柴油（国家标准(u ji bio zhn)GB252-81规
17、定）2）重柴油）重柴油(chiyu)（国家标准（国家标准GB445-77 规定）规定）3 3）重油）重油（燃料油）4）内燃机燃料油）内燃机燃料油选用：选用：按当地冬天最低环境温度而定，一般最低环境温度应凝点温度5。等级：等级：按凝点凝点分为：10号、0号、-10号、-20号及-35号5个等级个等级。对应凝点分别高于10、0、-10、-20和-35。等级：等级：按凝点凝点分为10号、20号及30号三个牌号三个牌号，代号为RC-10、RC-20和RC-30。特点：特点：凝点高，价格低廉；使用时应预热。选用：选用：一般5001000rmin中速机，选RC-10；300700rmin的柴油机，选RC-
18、20；300rmin左右的柴油机，选RC-30。等级：等级：按80时的运动粘度运动粘度分为20、60、100及200四个牌号四个牌号，选用：选用：可供船舶锅炉使用。等级：等级：由渣油、重油与重柴油调制而成，目前尚无国家标准，一般执行炼油厂与有关单位商定的协议标准，也可自行调制。选用：选用：专供远洋船舶使用。第14页/共164页第十五页，共164页。三、燃油的规格三、燃油的规格(gug)与选用与选用1.国产柴油机燃油的规格国产柴油机燃油的规格(gug)和选用和选用2.国外柴油机燃油的规格国外柴油机燃油的规格(gug)和选用和选用第15页/共164页第十六页，共164页。2、国外柴油机燃油的、国外
19、柴油机燃油的规格规格(gug)和选用和选用燃油基本上分四类：1）轻柴油MGO（Marine Gas Oil）：用于救生艇柴油机和应急发电柴油机。2）船用柴油MDO（Marine Diesel Oil）：发电柴油机和柴油机主机机动用车使用。3）中间燃料油IFO（Intermediate Fuel Oil）：渣油与柴油调制(tiozh)而成的掺合油，用于大功率中速及低速柴油机。4）船用燃料油MFO（Marine Fuel Oil）：主要用于锅炉，也可用于新型大功率中速及低速柴油机。第16页/共164页第十七页，共164页。选用重油选用重油(zhn yu)的应考虑的因素的应考虑的因素 n n1 1、
20、重油价格便宜，经济性好。但质量影响着柴油机检修间隔的长短。、重油价格便宜，经济性好。但质量影响着柴油机检修间隔的长短。n n2 2、应根据柴油机的型号、燃油系统装置设备处理燃油的能力、不同脾、应根据柴油机的型号、燃油系统装置设备处理燃油的能力、不同脾号燃油的差价及使用重油经验的积累来决定使用燃油的牌号。号燃油的差价及使用重油经验的积累来决定使用燃油的牌号。n n3 3、使用接近极限要求的重油时，对轮机人员要求较高，需要对柴油机、使用接近极限要求的重油时，对轮机人员要求较高，需要对柴油机进行进行(jnxng)(jnxng)精心管理和保养，包括对燃油处理的精心管理。否则都会精心管理和保养，包括对燃
21、油处理的精心管理。否则都会造成提前大修并增加维修保养费用。造成提前大修并增加维修保养费用。n n4 4、柴油机不适宜的运行状态，如频繁地起动停车、长期低负荷运行或、柴油机不适宜的运行状态，如频繁地起动停车、长期低负荷运行或低的环境温度等，都会进一步恶化使用重油的条件。低的环境温度等，都会进一步恶化使用重油的条件。n n应拒绝采用易于析出淤渣，易于在燃烧室、气道和涡轮上积炭的燃油。应拒绝采用易于析出淤渣，易于在燃烧室、气道和涡轮上积炭的燃油。n n重油选用原则：首先看其密度是否能用（与分油有关），其次看粘度重油选用原则：首先看其密度是否能用（与分油有关），其次看粘度是否适宜。然后看残炭值是否可能
22、含沥青过多，最后再看硫、钒、铝是否适宜。然后看残炭值是否可能含沥青过多，最后再看硫、钒、铝硅的含量是否过高而容易损坏有关零件。硅的含量是否过高而容易损坏有关零件。第17页/共164页第十八页，共164页。3-1 燃油燃油一、燃油的化学一、燃油的化学(huxu)组成组成二、燃油的理化二、燃油的理化(lhu)性能指标性能指标三、燃油的牌号三、燃油的牌号(piho)与选用与选用四、燃油的热化学四、燃油的热化学第18页/共164页第十九页，共164页。四、燃油燃烧四、燃油燃烧(rnsho)的热化学的热化学n n1 1、燃烧、燃烧、燃烧、燃烧1kg1kg燃油所需的理论空气量燃油所需的理论空气量燃油所需的
23、理论空气量燃油所需的理论空气量L0L0n n按燃油的化学成分（按燃油的化学成分（按燃油的化学成分（按燃油的化学成分（C C、HH、OO）与氧（）与氧（）与氧（）与氧（O2O2）在充分的时间内完全燃烧）在充分的时间内完全燃烧）在充分的时间内完全燃烧）在充分的时间内完全燃烧理论上所需的空气量（空气中含氧理论上所需的空气量（空气中含氧理论上所需的空气量（空气中含氧理论上所需的空气量（空气中含氧2121）。）。）。）。n n L0 L0 14.3 kg/kg14.3 kg/kg燃料燃料燃料燃料n n2 2、燃烧过量空气系数、燃烧过量空气系数、燃烧过量空气系数、燃烧过量空气系数 n n实际充入气缸的空气
24、量实际充入气缸的空气量实际充入气缸的空气量实际充入气缸的空气量L L与进入气缸内的燃油完全燃烧所需的理论空气与进入气缸内的燃油完全燃烧所需的理论空气与进入气缸内的燃油完全燃烧所需的理论空气与进入气缸内的燃油完全燃烧所需的理论空气量量量量L0L0的比值为空气过量系数的比值为空气过量系数的比值为空气过量系数的比值为空气过量系数。n n L/L0 L/L0 n n柴油机工作时，燃油和空气混合时间短、混合不均匀。要保证柴油机工作时，燃油和空气混合时间短、混合不均匀。要保证柴油机工作时，燃油和空气混合时间短、混合不均匀。要保证柴油机工作时，燃油和空气混合时间短、混合不均匀。要保证(b(b ozhng)o
25、zhng)燃油完全燃烧，供给的实际空气量必须大于理论空气量。燃油完全燃烧，供给的实际空气量必须大于理论空气量。燃油完全燃烧，供给的实际空气量必须大于理论空气量。燃油完全燃烧，供给的实际空气量必须大于理论空气量。即即即即 1 1。第19页/共164页第二十页，共164页。四、燃油燃烧四、燃油燃烧(rnsho)的热化学的热化学3 3、对柴油机工作性能的影响对柴油机工作性能的影响对柴油机工作性能的影响对柴油机工作性能的影响1 1）小，燃烧又完全小，燃烧又完全小，燃烧又完全小，燃烧又完全(wnqun)(wnqun)，说明油与气混合质量好，燃烧油量多、功率大；，说明油与气混合质量好，燃烧油量多、功率大；
26、，说明油与气混合质量好，燃烧油量多、功率大；，说明油与气混合质量好，燃烧油量多、功率大；2 2）加大，空气量较多，燃烧完全加大，空气量较多，燃烧完全加大，空气量较多，燃烧完全加大，空气量较多，燃烧完全(wnqun)(wnqun)，经济性好；但，经济性好；但，经济性好；但，经济性好；但 过大，混合时油少气多，排气带走的过大，混合时油少气多，排气带走的过大，混合时油少气多，排气带走的过大，混合时油少气多，排气带走的热量相对较多，经济性又下降。热量相对较多，经济性又下降。热量相对较多，经济性又下降。热量相对较多，经济性又下降。3 3）提高柴油机强载度（同样尺寸机器，发出的功率大），希望）提高柴油机强
27、载度（同样尺寸机器，发出的功率大），希望）提高柴油机强载度（同样尺寸机器，发出的功率大），希望）提高柴油机强载度（同样尺寸机器，发出的功率大），希望 小。小。小。小。非增压机非增压机非增压机非增压机 的减小受燃烧完善程度的限制；增压机受热负荷的限制。的减小受燃烧完善程度的限制；增压机受热负荷的限制。的减小受燃烧完善程度的限制；增压机受热负荷的限制。的减小受燃烧完善程度的限制；增压机受热负荷的限制。4 4）二冲程机）二冲程机）二冲程机）二冲程机四冲程机，（二冲程机换气质量差，热负荷大，四冲程机，（二冲程机换气质量差，热负荷大，四冲程机，（二冲程机换气质量差，热负荷大，四冲程机，（二冲程机换气质量
28、差，热负荷大，大降低负荷大降低负荷大降低负荷大降低负荷 ）大型机大型机大型机大型机小型机，（大型机热负荷小型机，（大型机热负荷小型机，（大型机热负荷小型机，（大型机热负荷 小型机，小型机，小型机，小型机，大降低负荷大降低负荷大降低负荷大降低负荷 ）增压机增压机增压机增压机非增压机，（增压机热负荷非增压机，（增压机热负荷非增压机，（增压机热负荷非增压机，（增压机热负荷 非增压机，非增压机，非增压机，非增压机，大降低负荷大降低负荷大降低负荷大降低负荷 ）5 5）喷入气缸的燃油内部，油没有空气混合）喷入气缸的燃油内部，油没有空气混合）喷入气缸的燃油内部，油没有空气混合）喷入气缸的燃油内部，油没有空气
29、混合 0 0；燃烧室周边只有空气而无油；燃烧室周边只有空气而无油；燃烧室周边只有空气而无油；燃烧室周边只有空气而无油 。欧美国家采用空燃比欧美国家采用空燃比欧美国家采用空燃比欧美国家采用空燃比AFAF（或燃空比（或燃空比（或燃空比（或燃空比FAFA）表示空气与燃油的混合比例。）表示空气与燃油的混合比例。）表示空气与燃油的混合比例。）表示空气与燃油的混合比例。第20页/共164页第二十一页，共164页。第三章第三章 燃油喷射燃油喷射(pnsh)(pnsh)与燃与燃烧烧3-1 燃油3-2 燃油的喷射(pnsh)3-3 可燃混合气的形成(xngchng)3-4 燃油的燃烧3-5 柴油机有害气体的排放
30、3-6 喷油设备3-7 喷油设备的检查与调整第21页/共164页第二十二页，共164页。3-2 燃油的喷射燃油的喷射(pnsh)与雾化与雾化一、燃油喷射一、燃油喷射(pnsh)系统概述系统概述二、燃油的喷射二、燃油的喷射(pnsh)过程过程三、供油规律和喷油规律及其要求三、供油规律和喷油规律及其要求四、异常喷射及其消除方法四、异常喷射及其消除方法五、燃油的雾化五、燃油的雾化第22页/共164页第二十三页，共164页。一、燃油喷射一、燃油喷射(pnsh)系统概述系统概述1）作用：）作用：将燃油喷入气缸，实现燃油和空将燃油喷入气缸，实现燃油和空气混合和燃烧。气混合和燃烧。2）要求：）要求：定时定时
31、最佳的启喷时刻最佳的启喷时刻 定量定量循环喷油量随负荷而循环喷油量随负荷而变化变化 定压定压保证良好雾化和混合保证良好雾化和混合 定规定规最佳的喷油规律最佳的喷油规律 雾化雾化良好的雾化状态良好的雾化状态3）型式：）型式：（1）泵）泵管管嘴（柱塞式直接嘴（柱塞式直接(zhji)喷射）系统；喷射）系统；（2）泵）泵嘴系统；嘴系统；PT系统；系统；（3）电子喷射系统。）电子喷射系统。第23页/共164页第二十四页，共164页。一、喷射系统一、喷射系统(xtng)概述概述1 1、典型柱塞泵式喷射系统：、典型柱塞泵式喷射系统：、典型柱塞泵式喷射系统：、典型柱塞泵式喷射系统：组成：喷油泵、喷油器和连接它
32、们的高压油管。组成：喷油泵、喷油器和连接它们的高压油管。组成：喷油泵、喷油器和连接它们的高压油管。组成：喷油泵、喷油器和连接它们的高压油管。特点特点特点特点(tdi(tdi n)n)：1 1）布置方便灵活、技术成熟，广泛应用；）布置方便灵活、技术成熟，广泛应用；）布置方便灵活、技术成熟，广泛应用；）布置方便灵活、技术成熟，广泛应用；2 2）喷油压力随发动机转速的变化而变化，达不到）喷油压力随发动机转速的变化而变化，达不到）喷油压力随发动机转速的变化而变化，达不到）喷油压力随发动机转速的变化而变化，达不到各种转速下的最佳供油；各种转速下的最佳供油；各种转速下的最佳供油；各种转速下的最佳供油；3
33、3）柴油的可压缩性和高压油管中油压波动）柴油的可压缩性和高压油管中油压波动）柴油的可压缩性和高压油管中油压波动）柴油的可压缩性和高压油管中油压波动实际实际实际实际喷油状态与喷油泵规定的柱塞供油规律有较大喷油状态与喷油泵规定的柱塞供油规律有较大喷油状态与喷油泵规定的柱塞供油规律有较大喷油状态与喷油泵规定的柱塞供油规律有较大的差异。的差异。的差异。的差异。第24页/共164页第二十五页，共164页。2、电控共轨喷射、电控共轨喷射(pnsh)系统（高压共系统（高压共轨系统被认为是轨系统被认为是20世纪世纪内燃机技术的内燃机技术的3大突破之大突破之一。）一。）组成：组成：组成：组成：高压油泵、压力传感
34、器和电子控制装置高压油泵、压力传感器和电子控制装置高压油泵、压力传感器和电子控制装置高压油泵、压力传感器和电子控制装置(ECU)(ECU)组成闭组成闭组成闭组成闭环系统。将喷射压力的产生和喷射过程完全分开环系统。将喷射压力的产生和喷射过程完全分开环系统。将喷射压力的产生和喷射过程完全分开环系统。将喷射压力的产生和喷射过程完全分开的一种供油方式。的一种供油方式。的一种供油方式。的一种供油方式。原理：原理：原理：原理：高压油泵将燃油输送到公共供油管，油压大小与发动高压油泵将燃油输送到公共供油管，油压大小与发动高压油泵将燃油输送到公共供油管，油压大小与发动高压油泵将燃油输送到公共供油管，油压大小与发
35、动机转速无关，实现精确控制，从而减少传统机转速无关，实现精确控制，从而减少传统机转速无关，实现精确控制，从而减少传统机转速无关，实现精确控制，从而减少传统(chunt(chunt ng)ng)喷油方式的缺陷。喷油方式的缺陷。喷油方式的缺陷。喷油方式的缺陷。ECUECU控制高速电磁开关，喷油器的喷油量大小，取决控制高速电磁开关，喷油器的喷油量大小，取决控制高速电磁开关，喷油器的喷油量大小，取决控制高速电磁开关，喷油器的喷油量大小，取决于燃油轨道于燃油轨道于燃油轨道于燃油轨道(Common rail)(Common rail)的压力和电磁阀开启时的压力和电磁阀开启时的压力和电磁阀开启时的压力和电磁
36、阀开启时间的长短。间的长短。间的长短。间的长短。第25页/共164页第二十六页，共164页。2、电控共轨喷射、电控共轨喷射(pnsh)系统系统特点：特点：(1)先进电子控制装置并配高速电先进电子控制装置并配高速电磁开关阀，使喷油过程磁开关阀，使喷油过程(guchng)控制方便，且可控参控制方便，且可控参数多，利于柴油机燃烧过程数多，利于柴油机燃烧过程(guchng)的全程优化。的全程优化。(2)共轨方式供油，喷油系统压力共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油器间相互影响小，波动小，各喷油器间相互影响小，喷射压力控制精度较高，喷油量喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确。控制较准确。(3)高速
37、电磁阀频率高，控制灵活，高速电磁阀频率高，控制灵活，喷油系统喷射压力可调范围大，喷油系统喷射压力可调范围大，且能方便实现预喷射、后喷等功且能方便实现预喷射、后喷等功能，为优化柴油机喷油规律、改能，为优化柴油机喷油规律、改善性能和降低废气排放提供了有善性能和降低废气排放提供了有效手段。效手段。(4)系统结构移植方便，适应范围系统结构移植方便，适应范围广，市场前景看好。广，市场前景看好。第26页/共164页第二十七页，共164页。2、电控共轨喷射、电控共轨喷射(pnsh)系统系统研究热点研究热点研究热点研究热点(1)(1)高压共轨系统的恒高压密封问题；高压共轨系统的恒高压密封问题；高压共轨系统的恒
38、高压密封问题；高压共轨系统的恒高压密封问题；(2)(2)高压共轨系统中共轨压力的微小波动所造成的喷油量不均匀问题；高压共轨系统中共轨压力的微小波动所造成的喷油量不均匀问题；高压共轨系统中共轨压力的微小波动所造成的喷油量不均匀问题；高压共轨系统中共轨压力的微小波动所造成的喷油量不均匀问题；(3)(3)高压共轨系统三维控制数据的优化问题；高压共轨系统三维控制数据的优化问题；高压共轨系统三维控制数据的优化问题；高压共轨系统三维控制数据的优化问题；(4)(4)微结构、高频响电磁开关微结构、高频响电磁开关微结构、高频响电磁开关微结构、高频响电磁开关(kigun)(kigun)阀涉及的与制造过程中的关键技
39、术问阀涉及的与制造过程中的关键技术问阀涉及的与制造过程中的关键技术问阀涉及的与制造过程中的关键技术问题。题。题。题。小结：小结：小结：小结：该技术有助于减少柴油机尾气排放量，同时具有改善噪声、降低燃油耗等方该技术有助于减少柴油机尾气排放量，同时具有改善噪声、降低燃油耗等方该技术有助于减少柴油机尾气排放量，同时具有改善噪声、降低燃油耗等方该技术有助于减少柴油机尾气排放量，同时具有改善噪声、降低燃油耗等方面的综合性能。在保护地球环境的同时，促进了柴油机工业、汽车行业、面的综合性能。在保护地球环境的同时，促进了柴油机工业、汽车行业、面的综合性能。在保护地球环境的同时，促进了柴油机工业、汽车行业、面的
40、综合性能。在保护地球环境的同时，促进了柴油机工业、汽车行业、农业及与之相关工业的发展。农业及与之相关工业的发展。农业及与之相关工业的发展。农业及与之相关工业的发展。第27页/共164页第二十八页，共164页。3-2 燃油的喷射燃油的喷射(pnsh)与雾化与雾化一、燃油喷射系统概述一、燃油喷射系统概述二、燃油的喷射过程二、燃油的喷射过程三、供油规律和喷油规律及其要求三、供油规律和喷油规律及其要求四、异常喷射及其消除方法四、异常喷射及其消除方法五、燃油的雾化五、燃油的雾化第28页/共164页第二十九页，共164页。二、燃油的喷射二、燃油的喷射(pnsh)过程过程1.喷射过程的三个阶段2.喷射过程的
41、压力波第29页/共164页第三十页，共164页。二、燃油的喷射二、燃油的喷射(pnsh)过程过程1.喷射过程的三个阶段1）喷射延迟阶段I2）主要喷射阶段II3）尾喷阶段III（整个过程(guchng)在高速柴油机只有几秒）第30页/共164页第三十一页，共164页。1 1）喷射延迟）喷射延迟）喷射延迟）喷射延迟(ynch)(ynch)阶段阶段阶段阶段I In n喷油器向气缸喷油的时刻比油泵内压喷油器向气缸喷油的时刻比油泵内压力开始上升力开始上升(shngshng)(shngshng)的时刻要落的时刻要落后一段时间。后一段时间。第31页/共164页第三十二页，共164页。1 1）喷射）喷射）喷射
42、）喷射(pnsh)(pnsh)延迟阶段延迟阶段延迟阶段延迟阶段I I（几何供油点（几何供油点（几何供油点（几何供油点OpOp喷喷喷喷油始点油始点油始点油始点OuOu）供油提前角：供油提前角：供油提前角：供油提前角：喷油泵开始供油时，对应的曲柄离上死点的转角；喷油泵开始供油时，对应的曲柄离上死点的转角；喷油泵开始供油时，对应的曲柄离上死点的转角；喷油泵开始供油时，对应的曲柄离上死点的转角；喷油提前角：喷油提前角：喷油提前角：喷油提前角：喷油器开始喷油时，对应的曲柄离上死点的转角；喷油器开始喷油时，对应的曲柄离上死点的转角；喷油器开始喷油时，对应的曲柄离上死点的转角；喷油器开始喷油时，对应的曲柄离
43、上死点的转角；（注：能够检查和调整的是供油提前角；而对燃（注：能够检查和调整的是供油提前角；而对燃（注：能够检查和调整的是供油提前角；而对燃（注：能够检查和调整的是供油提前角；而对燃烧烧烧烧(rnsho)(rnsho)时刻产生影响的是喷油提前角）。时刻产生影响的是喷油提前角）。时刻产生影响的是喷油提前角）。时刻产生影响的是喷油提前角）。该阶段长短影响因素：该阶段长短影响因素：该阶段长短影响因素：该阶段长短影响因素：a.a.高压油管特性参数；高压油管特性参数；高压油管特性参数；高压油管特性参数；b.b.喷油器针阀的启阀压力；喷油器针阀的启阀压力；喷油器针阀的启阀压力；喷油器针阀的启阀压力；c.c
44、.柴油机工况；柴油机工况；柴油机工况；柴油机工况；d.d.喷油泵出油阀和针阀的结构等喷油泵出油阀和针阀的结构等喷油泵出油阀和针阀的结构等喷油泵出油阀和针阀的结构等第32页/共164页第三十三页，共164页。2 2）主要喷射）主要喷射）主要喷射）主要喷射(pnsh)(pnsh)阶段阶段阶段阶段IIII起始点：起始点：起始点：起始点：从喷油始点开始从喷油始点开始从喷油始点开始从喷油始点开始供油终点，即供油终点，即供油终点，即供油终点，即柱塞斜槽打开回油口。柱塞斜槽打开回油口。柱塞斜槽打开回油口。柱塞斜槽打开回油口。特点：特点：特点：特点：1 1）喷油器中的压力）喷油器中的压力）喷油器中的压力）喷油
45、器中的压力(yl)(yl)较高，较高，较高，较高，大部分燃油在此阶段喷入气大部分燃油在此阶段喷入气大部分燃油在此阶段喷入气大部分燃油在此阶段喷入气缸；缸；缸；缸；2 2）压力）压力）压力）压力(yl)(yl)在不断增高下喷在不断增高下喷在不断增高下喷在不断增高下喷入气缸，其雾化效果较理想。入气缸，其雾化效果较理想。入气缸，其雾化效果较理想。入气缸，其雾化效果较理想。2 2）该阶段长短取决于柴油机负）该阶段长短取决于柴油机负）该阶段长短取决于柴油机负）该阶段长短取决于柴油机负荷，负荷愈大，此阶段愈长。荷，负荷愈大，此阶段愈长。荷，负荷愈大，此阶段愈长。荷，负荷愈大，此阶段愈长。第33页/共164
46、页第三十四页，共164页。3 3）尾喷阶段）尾喷阶段）尾喷阶段）尾喷阶段(jidun)III(jidun)III起始点：起始点：起始点：起始点：从供油终点到针阀落座，喷油终点。从供油终点到针阀落座，喷油终点。从供油终点到针阀落座，喷油终点。从供油终点到针阀落座，喷油终点。特征：特征：特征：特征：喷油泵回油孔刚打开时，因回油孔的节喷油泵回油孔刚打开时，因回油孔的节喷油泵回油孔刚打开时，因回油孔的节喷油泵回油孔刚打开时，因回油孔的节流作用及燃油、高压油管波的传递，流作用及燃油、高压油管波的传递，流作用及燃油、高压油管波的传递，流作用及燃油、高压油管波的传递，使得喷油器中压力下降较迟缓，针使得喷油器
47、中压力下降较迟缓，针使得喷油器中压力下降较迟缓，针使得喷油器中压力下降较迟缓，针阀仍保持开启。阀仍保持开启。阀仍保持开启。阀仍保持开启。燃油在不断下降的压力下喷入气缸，燃燃油在不断下降的压力下喷入气缸，燃燃油在不断下降的压力下喷入气缸，燃燃油在不断下降的压力下喷入气缸，燃油雾化不良，甚至产生油雾化不良，甚至产生油雾化不良，甚至产生油雾化不良，甚至产生(ch(ch nshng)nshng)滴漏现象。滴漏现象。滴漏现象。滴漏现象。要求：要求：要求：要求：针阀断油迅速，将该阶段缩短到最小限针阀断油迅速，将该阶段缩短到最小限针阀断油迅速，将该阶段缩短到最小限针阀断油迅速，将该阶段缩短到最小限度。度。度
48、。度。第34页/共164页第三十五页，共164页。二、燃油的喷射二、燃油的喷射(pnsh)过程过程1、喷射过程(guchng)的三个阶段2、喷射过程(guchng)的压力波第35页/共164页第三十六页，共164页。2.喷射喷射(pnsh)过程的过程的压力波压力波产生原因：产生原因：产生原因：产生原因：高压油管内瞬间高压；高压油管内瞬间高压；高压油管内瞬间高压；高压油管内瞬间高压；燃油流动惯性；燃油流动惯性；燃油流动惯性；燃油流动惯性；高压油管的弹性。高压油管的弹性。高压油管的弹性。高压油管的弹性。危害：危害：危害：危害：可能引起喷油器异常喷射可能引起喷油器异常喷射可能引起喷油器异常喷射可能引
49、起喷油器异常喷射(pnsh)(pnsh)；可能造成喷油元件损坏。；可能造成喷油元件损坏。；可能造成喷油元件损坏。；可能造成喷油元件损坏。造成高压油管中出现压力波第36页/共164页第三十七页，共164页。3-2 燃油的喷射燃油的喷射(pnsh)与雾化与雾化一、燃油喷射一、燃油喷射(pnsh)系统概述系统概述二、燃油的喷射二、燃油的喷射(pnsh)过程过程三、供油规律和喷油规律及其要求三、供油规律和喷油规律及其要求四、异常喷射及其消除方法四、异常喷射及其消除方法五、燃油的雾化五、燃油的雾化第37页/共164页第三十八页，共164页。三、供油规律三、供油规律(gul)和喷油规律和喷油规律(gul)
50、及及其要求其要求1.1.几何供油规律和喷油规律几何供油规律和喷油规律几何供油规律和喷油规律几何供油规律和喷油规律1 1）供油规律：在供油过程中，每度曲轴转角喷油泵）供油规律：在供油过程中，每度曲轴转角喷油泵）供油规律：在供油过程中，每度曲轴转角喷油泵）供油规律：在供油过程中，每度曲轴转角喷油泵的供油量的供油量的供油量的供油量dgP/d dgP/d，随曲柄转角的变化曲线，如图实，随曲柄转角的变化曲线，如图实，随曲柄转角的变化曲线，如图实，随曲柄转角的变化曲线，如图实线曲线所示。线曲线所示。线曲线所示。线曲线所示。2 2）喷油规律：在喷油过程中，每度曲轴转角喷油器）喷油规律：在喷油过程中，每度曲轴