柴油機(jī)噴油定時的正確性,是保證柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和在最佳工況 下工作的關(guān)鍵因素。若噴油定時不準(zhǔn)確,會導(dǎo)致出現(xiàn)柴油機(jī)不能啟動 或啟動后工作粗暴、油耗大、功率發(fā)揮不正常、效率降低、機(jī)械負(fù)荷 大、熱負(fù)荷大、機(jī)械磨損大、經(jīng)濟(jì)性差等現(xiàn)象,因而在柴油機(jī)的檢修 和管理過程中,噴油定時是需要密切關(guān)注的。
本文我們暫只討論船用四沖程柴油發(fā)電機(jī),因?yàn)樽鳛榇爸魍七M(jìn)動 力的大型重負(fù)荷柴油機(jī)多帶有VIT (可調(diào)噴油定時)機(jī)構(gòu),應(yīng)另作分析。
1、柴油機(jī)噴油基本原理
為了更好的理解噴油定時這一概念,我們有必要先了解噴油設(shè)備:圖1中(a)是高壓油泵和噴油頭的工作原理;(b )是高壓油泵的結(jié)構(gòu) 圖。凸輪12由柴油機(jī)的曲軸通過齒輪傳動帶動做回轉(zhuǎn)運(yùn)動,當(dāng)凸輪 的凸起部分頂起滾輪11時,柱塞就向上頂動,當(dāng)凸輪的凸起部分轉(zhuǎn). 過后,柱塞就借助于彈簧9的作用力而返回下部位置。由燃油系統(tǒng)供 給的燃油通過套筒4上的孔5進(jìn)入高壓油泵柱塞8的上部空間。當(dāng)柱 塞向上移動而將孔5遮閉后,它即壓縮留在柱塞上部的燃油,使其壓 力迅速升高,一般壓力在30MPa左右,高壓燃油頂開供油止回閥3 沿高壓油管13供給置于氣缸上部的噴油頭140而當(dāng)柱塞回行時,供 油止回閥即靠彈簧2的作用力而關(guān)閉。高壓燃油進(jìn)入噴油頭后沿通道 16到達(dá)針閥17的下部空間而將針閥頂起,頂起針閥的啟閥壓力約為 28MPa左右,高壓油即通過噴油頭下端的霧化孔18噴入氣缸。由于 霧化孔的直徑很小,高壓油通過小孔噴入氣缸時即被霧化成細(xì)小的油 粒,因而在一定的溫度條件下便可發(fā)火燃燒。

2、噴油定時對柴油機(jī)的影響
柴油機(jī)噴油開始,經(jīng)噴油延續(xù)時間到噴油結(jié)束稱為噴油定時。為了 使柴油機(jī)充分發(fā)揮功率,就要使最高爆發(fā)壓力發(fā)生在上死點(diǎn)后約5° ~30 。,實(shí)驗(yàn)表明10。~15。經(jīng)濟(jì)性最高。由于燃油噴入汽缸后需要與空氣 混合后才能燃燒,且燃燒到一定程度才能達(dá)到最高爆發(fā)壓力,這就需要 一個噴油提前角。一般噴油提前角約上死點(diǎn)前5。~30。曲柄轉(zhuǎn)角。
噴油提前角太?。簢娪瓦^遲,噴入汽缸的燃油來不及燃燒,活塞 已經(jīng)越過上死點(diǎn)開始下行,氣缸內(nèi)壓力溫度開始降低,造成后燃嚴(yán)重, 冒黑煙,排煙溫度升高,熱效率降低,功率下降。
噴油提前角過大:噴油過早,缸內(nèi)溫度壓力都不夠到,直至過了 一段時間才達(dá)到自然條件。由于滯燃期長,聚集的燃油一旦燃燒,氣 缸內(nèi)的溫度壓力急劇上升,導(dǎo)致柴油機(jī)工作粗暴,產(chǎn)生敲缸,機(jī)件熱 負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷均增加。
3、噴油定時的檢查與調(diào)整
由圖1的分析可知,向氣缸中噴油的時刻即為17噴油針閥開啟的 時刻。值得特別提出的是噴油提前角、出油提前角和供油提前角是三 個性質(zhì)不同而又密切相關(guān)的概念。
噴油提前角:噴油器開始噴油至活塞到達(dá)上止點(diǎn)之間曲軸所轉(zhuǎn)角度。出油提前角;油泵開始供油至活塞到達(dá)上止點(diǎn)之間曲軸所轉(zhuǎn)角度。供油提前角:柱塞開始上行至活塞到達(dá)上止點(diǎn)之間曲軸所轉(zhuǎn)角度。柱塞開始上行,但并沒有出油,直道柱塞關(guān)閉回油口5才開始供 油,油壓上升直至打開噴油針閥17才開始噴油。把這一系列動作搞清 楚以后我們才能做接下來的工作。
3.1噴油定時的檢查方法 ’
(1)、冒油法:首先將柴油機(jī)盤車至供油點(diǎn)附近,拆下高壓油泵 上的高壓油管,并接上一段較細(xì)的便于觀察頁面變化的玻璃管。然后 將燃油齒條至于最大供油位,手動泵油至可觀察液位。緩慢盤車同時 注意觀察玻璃管液位變化,液位剛上升時刻即馬上停止盤車。此時曲 軸飛輪上的指示刻度即為相應(yīng)的噴油提前角。準(zhǔn)確地說應(yīng)該是出油提 前角。
(2)、照光法:對于較大的噴油泵,若套筒上進(jìn)、回油孔高度相 等,可拆下泵體與之相對應(yīng)的螺釘緩慢盤車,從油孔觀察柱塞運(yùn)動, 在對面用電筒照明,當(dāng)柱塞上行剛將油孔全部封住時立即停止盤車, 此時飛輪上的刻度為該缸的供油始點(diǎn)(幾何供油點(diǎn))。
(3)、標(biāo)記法:有些柴油機(jī)油泵泵體上有上下兩條固定刻線,而 柱塞導(dǎo)筒上有一條滑動刻線,盤車時滑動刻線會上移,與泵體上的刻 線重合時刻即為該缸的供油始點(diǎn)(幾何供油點(diǎn))。
(4)、柱塞上行法:在柱塞導(dǎo)筒徑向斷加裝跳表,緩慢盤車,跳 表剛一動作即為柱塞剛剛上行,此時飛輪上的刻度為該缸的供油始點(diǎn)。瓦錫蘭付機(jī)多用此方法。
第一種方法是我們修船時常用的方法,也是最直觀最接近實(shí)際噴 油提前角的方法。此種方法測的是出油提前角,由于高壓油管要蓄壓, 加上油管的少量膨脹,所以實(shí)際噴油提前角要略小于出油提前角。由 于實(shí)際噴油提前角基本不能測,所以就把出油提前角等同于噴油提前 角。2、3種方法測的也是出油提前角,但由于偶件間隙導(dǎo)致燃油泄漏, 所以要大于第一種測的角度,但差別也較小。而第四種方法測的就遠(yuǎn) 大于前三種了。如果用這四種方法測同一缸,得出結(jié)果應(yīng)該是:
實(shí)際噴油提前角<1種<2種=3種<4種
實(shí)際工作中,我們往往把噴油提前角、出油提前角和供油提前角 混為一壇,其實(shí)名稱并不重要,重要的是用何種方法測得的角度。只 要規(guī)定了用什么方法,叫什么就無所謂了。
不同機(jī)型有不同的測量方法,不同測量方法必然導(dǎo)致測出不同提 前角。如果一個提前角是用柱塞上行法測得的,在你不知情的情況下 用冒油法對此機(jī)進(jìn)行檢查與調(diào)整,那就提前太多了,嚴(yán)重影響柴油機(jī) 的工況。說明書中一般都會給出一種測量方法,也會給出相對應(yīng)的提 前角的范圍。
如果沒有說明書或說明書中沒有提及怎么辦?最好以另一臺相同 的做比較,用相同的方法測量與調(diào)整。那只有一臺怎么辦?前面講過, 冒油法是最接近實(shí)際噴油提前角的,大多數(shù)柴油機(jī)的實(shí)際噴油提前角 在10。~16。時工況較佳??上日{(diào)至此范圍再根據(jù)工況細(xì)調(diào)。
3.2噴油定時的調(diào)整方法
(1)、轉(zhuǎn)動凸輪法:盤車至油泵供油始點(diǎn),松脫油泵凸輪軸連接 法蘭盤,盤車至你想要的提前角度(此時盤車油泵凸輪軸是不轉(zhuǎn)動的), 再把法蘭盤從新連接牢固。
(2)、升降柱塞法:有些油泵下面的頂頭上有調(diào)節(jié)螺釘,頂頭調(diào) 高,定時提前,頂頭調(diào)低,定時滯后。
轉(zhuǎn)動凸輪法是所有缸一起調(diào)整,而升降柱塞法是單缸調(diào)整。轉(zhuǎn)動 凸輪法適用每種機(jī)型,而升降柱塞法只適用于有調(diào)節(jié)螺絲的機(jī)型。有調(diào)節(jié)螺絲的盡量只用升降柱塞法調(diào)節(jié),如果調(diào)節(jié)范圍超過 2°,建議用轉(zhuǎn)動凸輪法。因?yàn)樘嵘{(diào)節(jié)螺絲過量,有可能出現(xiàn)由于油泵柱塞位置過高而頂壞油泵出油閥的事故。用轉(zhuǎn)動凸輪法調(diào)節(jié)后一定注意連接法蘭的固定,千萬不能出現(xiàn)滑位的現(xiàn)象。升降柱塞法調(diào)節(jié)后也要注意縮緊螺母的上緊。
4、結(jié)束語
柴油機(jī)噴油定時的檢查與調(diào)整皆因機(jī)型和設(shè)計(jì)的不同而各有不同,對提前角的要求也因機(jī)型和設(shè)計(jì)的不同,及柴油機(jī)的年齡、運(yùn)行狀況和燃用燃油的變化而不斷改變。
上文講的都是基于柴油機(jī)的基本原理和現(xiàn)有的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而來的,最終還是應(yīng)該以其說明書的內(nèi)容為準(zhǔn)?,F(xiàn)今社會及市場對柴油機(jī)節(jié)能、性能及防污染等各方面的要求在不斷提升,很多新機(jī)型和新技術(shù)也相續(xù)問世,很多老的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)很有可能就不適用了,所以對柴油機(jī)的檢修與維護(hù)還是要以說明書為基礎(chǔ),避免出現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)主義錯誤。
來源:科技博覽 作者:廣東中遠(yuǎn)船務(wù)有限公司 李海峰
參考文獻(xiàn):[1]譚仁臣.船舶柴油機(jī).哈爾濱.哈爾濱工程大學(xué)出版社,1996
來源講武堂