船舶柴油机课件 第三节 喷油设备.ppt

33 喷油设备 喷射系统： 蓄压式燃油喷射系统 直接作用机械传动传动 式喷喷射系统统 由柱塞式喷喷油泵泵、高压压油管及喷喷油器组组成的每缸独立的高压喷压喷 射系统统 泵泵-喷喷油器喷喷射系统统 PT燃油喷喷射系统统 分配式油泵喷泵喷 射系统统 各组成部分详图各组成部分详图喷射系统的工作过程低压油路：0.150.3MPa；高压油路：10MPa以上；回油油路一、喷油泵(一)柱塞滑阀式喷油泵（回油孔式喷油泵）1、结结构及原理 1-出油阀接头；2-进油孔；3-调齿杆；4-弹簧上座；5-柱塞弹簧；6-弹簧夹；7-弹簧下座；8-档圈；9-柱塞定位舌；10-套筒barrel；11-柱塞plunger；12-调节齿圈；13-螺旋槽；14-回油孔；15-出油阀；16-出油阀弹簧；17-出油阀座；18-垫圈；19-传动套两大偶件柱塞偶件：柱塞套、柱塞，配合间隙0.0015-0.0025mm；柱塞弹簧出油阀偶件：出油阀、出油阀座、出油阀弹簧传动方式如图所示 1-轴camshaft； 2-凸轮cam； 3-滚轮； 4-顶头tappet；5-顶头螺钉； 6-锁紧螺母；7-正时检查孔； 8-齿条toothed rack；9-放气螺钉柱塞滑阀式喷油泵的工作原理 当柱塞顶面处于油孔下方时，低压油由油孔进入，充满柱塞上部空间。

当柱塞从最低位置向上运动时，起初会有一部分燃油经油孔被挤回低压油腔，但当柱塞圆柱面遮住油孔上边缘时，供油过程就开始，高压燃油推开出油阀并通过高压油管向喷油器供油 当柱塞上升到如图(c)的位置时，斜槽的边缘与回油孔的下边缘接通，这时高压燃油通过直槽，回油孔与低压油腔相通，出油阀自动关闭停止供油 6.柱塞泵的泵油原理进油柱塞下行，进油孔开压油柱塞上行，进油孔关回油柱塞上行，回油孔开由此可知，每次循环的供油量取决于与回油孔相对的柱塞顶到斜槽边缘的高度，这个高度称为柱塞的有效行程 如果转动柱塞使这一高度增加，如图(d)所示位置，则供油量就会增加 反之，如果反方向旋转柱塞则有效行程减小，供油量也减少，如图(e)所示 如果使柱塞直槽正对着回油孔时，由于柱塞上部空间总是与回油孔相通，此时尽管柱塞行程没变，但柱塞的有效行程为零，这是停止供油的位置 由于直槽的存在，使柱塞一侧受到高压油的作用，引起柱塞单面磨损，密封性下降 因此，出现了一种以中心孔代替直槽及有两条对称斜槽的柱塞 供油始点不变，终点改变；供油始点改变，终点不变；供油始点和终点都改变三种柱塞结构，如图所示 图(a)是端面为平面而下部有斜槽的柱塞。

图(b)是斜槽在上部，下部是圆环面的柱塞随着供油量的增加，使供油始点提前，供油终点不变 图(c)是上部和下部都设有斜槽的柱塞随着供油量的增加，供油始点提前而终点延后，随着供油量的减少，供油始点延后，供油终点提前 组合式喷油泵 1-高压油管接头；2-出油阀弹簧；3-出油阀；4-出油阀座；5-柱塞套；6-齿条；7-齿圈；8-柱塞；9-柱塞弹簧；10-弹簧下座；11-挺柱调节螺钉；（微调各分泵的供油正时）12-锁紧螺母；13-挺柱体；14-齿圈夹紧螺钉；15-凸轮轴；16-油尺；17-柱塞套定位螺钉；18-夹板；19-放气螺钉；20-缝隙滤器；21-进油接头；22-调节器；23-调节螺套；24-联轴器 油量控制机构是改变柱塞和套筒的相对位置，从而能够改变供油量的装置图(a)是齿圈-齿杆式油量控制机构1-套筒；2-齿杆（齿条）；3-齿圈；4-传动套；5-柱塞定位舌；6-锁紧螺钉；7-拉杆；8-拨叉；9-柱塞转臂；10-柱塞；11-油孔 图(b)是拨叉式油量控制机构拨叉通过锁紧螺钉6正确地锁紧在拉杆的一定位置上，以保证各缸供油的均匀性 滚轮体部件采用了垫块调整方法，代替调节螺钉的结构，这样可以克服调节螺钉平面硬度不易提高而容易磨损的缺点，如图所示。

1-柱塞；2-调整垫块； 3-滚轮体；4-凸轮轴； 5-拉杆；6-拨叉2、柱塞偶件和出油阀偶件 柱塞偶件 要求偶件材料硬度高、耐磨性好，而且有一定的耐蚀性以及加工后的尺寸稳定性 一般柱塞和套筒采用相同材料，常用的材料有GCr15、18Cr2Ni2WA、38CrMoA1A等 为了提高性能及尺寸的稳定性，GCr15材料的柱塞可整体淬硬到HRC6265，并经冷热时效处理；38CrMoA1A则采用表面氮化，18Cr2Ni2WA的则采用表面渗碳处理柱塞偶件的主要故障 过度磨损（over-worn）、拉毛 原因（燃油质量、偶件材料、加工质量） 部位：柱塞头斜槽上部配油部位及套筒进、回油孔附近 卡紧、咬死 原因：劣质燃油杂质太多或燃油温度突变 穴蚀 原因：同缸套外表面穴蚀机理相同 部位：斜槽上方出油阀偶件 出油阀头部带有密封锥面（上部密封形式），在非供油状态下锥面与阀座严密配合，如图(a)所示 1-减压环带； 2-出油阀； 3-铣槽； 4-出油阀座； 5-出油阀弹簧 在锥面下部还有一个小的圆柱面，称为减压环带，在供油时它位于阀座外部(在高压油作用下，如图(b)所示 在供油终了时，在弹簧作用下，出油阀向下移动，减压环带首先切断高压油管与柱塞上腔的通路，如图(c)所示。

出油阀继续下降，此后减压环带就进入阀座中，使高压油管中容积增大，油压迅速下降，起到卸压作用，使喷油停止，避免喷孔处产生滴油现象 没有减压环带的出油阀只能用于油管较短的柴油机中 可见，出油阀主要起止回和减压的作用，使高压油管中始终保持一定剩余压力，保证各循环供油均匀，减少怠速时的不稳定喷射； 减少由于燃油的可压缩性和高压油管的弹性对喷油规律的影响； 使高压油管内的压力迅速下降，也防止了二次喷射现象 出油阀与阀座孔的配合间隙为0.01mm左右，密封锥面经配对研磨，不能互换 按照出油阀的卸载方式，可分为等容式和等压式卸载出油阀 所谓等容卸载是指在任何转速工况下，卸载容积的大小均由卸载凸缘（减压环带）的尺寸决定，并保持不变 上面所讲的是上部密封式等容卸载出油阀 图(a)是下部密封的等容卸载式出油阀 其特点是阀座密封锥面积比出油阀导孔面积小得多，这样提高出油阀开启油压，使出油阀升起速度增大，供油压力波的速度也随之增加 当阀下落时，卸载凸缘进入阀座孔后，逐渐变小的座面流通截面对阀座内的燃油流动有节流作用，因此缓冲了阀的座落速度，减少了阀座面磨损 h1为出油阀的卸载行程 图(b)所示的出油阀的阀座可以下伸到柱塞套内，即可减少压油室的余隙容积，又可减少出油阀接头内的空间容积，PC2-5型柴油机喷油泵就是采用这种出油阀。

图(c)是等压卸载式出油阀 当其卸载凸缘进入阀座孔后，如高压油管中油压高于限压阀的开启压力，限压阀将开启，燃油倒流入柱塞的压油室，直至压力相等为止 限压阀压力通过调节螺丝调节 采用等压卸载式出油阀对选择柱塞直径、高压油管直径及长度、喷孔有效载面积等都有较大余地 供油结束时高压油管中的压力迅速降低，避免重复喷射，借助于较高的进油压力保证泵腔及高压油管始终充满燃油，并可实现对喷油器的循环冷却 等容卸载式出油阀缺点是由于卸载容积一定，高压油管中的剩余压力随柴油机工况而变化尤其当在低负荷运转时容易因卸载过度，而引起空泡和穴蚀 等压卸载出油阀在柱塞回油时，将使进油空间产生强烈的压力波动 为了缓和此压力波动，在泵体进油空间处装设弹簧缓冲器柱塞滑阀式喷油泵的检查与调整 (1)供油提前角的检查和调整 供油定时的检查方法（因机型而异） 1）冒油法 首先将柴油机盘车至喷油泵供油点附近，拆去喷油泵上的高压油管，换上有助于清晰观察液面变化的玻璃管接头 然后将燃油手柄置于标定供油位置，手动喷油泵柱塞使燃油在玻璃管中上升到一定可见高度 缓慢盘车同时注视玻璃管中液面位置 液面刚上升的时刻即为供油时刻，此时停止盘车。

曲轴飞轮上的指示刻度即为相应的供油提前角 2）照光法 对于大型回油孔终点调节式喷油泵，若套筒上的进、回油孔高度相等时，可拆下泵体上与之相对的螺钉缓慢盘车，从油孔中观察柱塞的运动，并在对侧的螺孔处用手电筒照明当柱塞上行到刚将回油孔封住而看不到光线时立刻停止盘车此时飞轮上的刻度为该泵的几何供油始点 3）标记法 有些柴油机油泵的泵体上有上下两条固定刻线，而柱塞导筒上有一条滑动标线盘车时滑动标线与泵泵体下标线重合时刻为柱塞在凸轮基圆时刻滑动标线与上标线重合的瞬时即为喷油泵的几何供油始点 4）上行程（top lift）法 某些MAN B&W型柴油机规定其供油定时的测量方法是：用专用测深千分尺测量喷油泵柱塞关闭回油孔上边缘，或柱塞刚好上行时刻至活塞达上止点时柱塞的上行行程（mm） 5）回油阀式喷油泵供油定时的检查方法 在其进油阀上方安装一只专用千分表进行检查回油阀调节式喷油泵（略）（轮机长掌握）始点调节式终点调节式始终点调节式回油阀调节式喷油泵双柱塞喷油泵双柱塞喷油泵 改变喷油泵供油定时的调整方法： 1、转动凸轮法 对于整体式凸轮轴（小型柴油机）调节整机的供油定时，可松脱油泵凸轮轴连接法兰盘，转好调节角后再重新连接。

此作法的规律是：凸轮轴相对曲轴超前时，供油提前，反之滞后 对于装配式凸轮轴（大中型柴油机）调节单缸的供油定时，可直接转动燃油凸轮的安装相位沿凸轮正车方向转动凸轮，定时提前；反之滞后 2、升降柱塞法（中小型） 柱塞上升时定时提前，反之则滞后 柱塞升降是通过调节顶动柱塞的顶头高度来实现：在顶头上装有调节螺钉（或垫片），螺钉的旋入或旋出改变了顶头的高度，调节前后需松动或紧固锁紧螺母 3、升降套筒法（大中型） 套筒上升时定时滞后，反之，定时提前 三种途径：套筒上端设有一组调节垫片，减少垫片即升高套筒，供油定时滞后；在泵体下端设置多个调节垫片，增加垫片或增厚垫片使套筒升高供油定时滞后；在套筒下部设螺旋套，用定时齿条拉动使套筒升降 方法1未改变凸轮的有效工作段，而方法2、3均相应的改变了凸轮的有效工作段，供油规律相应改变 对对于组组合式喷喷油泵泵也可在试验试验 台上进进行检查检查 检查时，将喷油泵固定在试验台上用联轴器与试验台主轴同心相连 先检查第一分泵供油时间，一般供油时间正确时，喷油泵联轴器上的刻线与轴承盖上的刻线对正 也有的喷油泵是以挺柱的柱塞脚支承面到喷油泵座上平面之间的距离来恒量供油时间的，检查时使第一分泵凸轮处于刚刚开始供油时刻，拆下分泵，用深度尺测量这一距离是否合乎要求。

如果第一分泵供油时间无误，则记下第一分泵开始供油时的试验台上的刻度盘刻度，并以此为基准，按发火顺序检查各缸供油间隔角，误差在0.5即可组合式喷油泵供油提前角的调整 如图所示，是喷油泵凸轮轴与驱动轴之间通过十字盘联轴器连接，喷油泵本体用支架和螺钉固定在柴油机上的型式 十字盘联轴器结构如图(b)所示，被动盘与喷油泵凸轮轴相连，盘上的两个凸块插在中间联接盘的两个孔中调整时先按柴油机运转方向盘车，使第一缸喷油分泵出口油面有轻微波动时停止盘车，此时定时刻线11应对准，如图(a)所示 1-被动盘；2-中间联接盘；3-驱动盘； 4-夹紧块；5-夹紧螺钉；6-驱动轴；7-连接螺钉；8-基准线；9-分度线；10-喷油泵；11-定时刻线 当个别缸供油时间不正确时，可调整相应的分泵根据不同的喷油泵，有以下的调整方法：如图图所示，利用各分泵泵上的挺柱调节调节 螺钉钉11进进行调调整 如图所示，国产系列泵的各分泵柱塞与滚轮体挺柱间加有垫块 用挺柱上的调整螺钉来调整供油提前角 1-轴；2-凸轮；3-滚轮；4-顶头；5-顶头螺钉；6-锁紧螺母；7-正时检查孔；8-齿条；9-放气螺钉(2)供油量的检查和调整 除了新喷油泵装配后需进行供油量的检查和调整外，当喷油泵工作一定时间后也需进行供油量的检查和调整。

因为：柱塞偶件之间及油量控制机构中的零件之间由于磨损使间隙变大，使喷油泵供油量发生变化当各缸供油量不均匀达到一定程度时，柴油机各缸的排气温度、燃烧压力以及各缸功率出现很大差别，使柴油机不能正常工作 供油量的检查和调整主要是停油位置和各缸供油量的不均匀性 通常用。