【原】副机为例：详解柴油机喷油定时的检查和调整

船舶讲武堂 2022-03-18

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柴油机喷油定时的正确性，是保证柴油机正常运转和在最佳工况下工作的关键因素。若喷油定时不准确，会导致出现柴油机不能启动或启动后工作粗暴、油耗大、功率发挥不正常、效率降低、机械负荷大、热负荷大、机械磨损大、经济性差等现象，因而在柴油机的检修和管理过程中，喷油定时是需要密切关注的。本文我们暂只讨论船用四冲程柴油发电机，因为作为船舶主推进动力的大型重负荷柴油机多带有 VIT(可调喷油定时 )机构，应另作分析。

1、柴油机喷油基本原理为了更好的理解喷油定时这一概念，我们有必要先了解喷油设备：

图 1中 (a)是高压油泵和喷油头的工作原理；(b)是高压油泵的结构图。凸轮 12由柴油机的曲轴通过齿轮传动带动做回转运动，当凸轮的凸起部分顶起滚轮11时，柱塞就向上顶动，当凸轮的凸起部分转过后，柱塞就借助于弹簧 9的作用力而返回下部位置。由燃油系统供给的燃油通过套筒 4上的孔5进入高压油泵柱塞 8的上部空间。当柱塞向上移动而将孔5遮闭后，它即压缩留在柱塞上部的燃油，使其压力迅速升高，一般压力在 30MPa左右，高压燃油顶开供油止回阀 3 沿高压油管 l3供给置于气缸上部的喷油头 14。而当柱塞回行时，供油止回阀即靠弹簧 2的作用力而关闭。高压燃油进入喷油头后沿通道 16到达针阀17的下部空间而将针阀顶起，顶起针阀的启阀压力约为 28MPa左右，高压油即通过喷油头下端的雾化孔 18喷入气缸。由于雾化孔的直径很小，高压油通过小孔喷人气缸时即被雾化成细小的油粒，因而在一定的温度条件下便可发火燃烧。

2、喷油定时对柴油机的影响柴油机喷油开始，经喷油延续时间到喷油结束称为喷油定时。为了使柴油机充分发挥功率，就要使最高爆发压力发生在上死点后约5°～30 °，实验表明 10°～l5°经济性最高。由于燃油喷入汽缸后需要与空气混合后才能燃烧，且燃烧到一定程度才能达到最高爆发压力，这就需要一个喷油提前角。一般喷油提前角约上死点前 5°～30°曲柄转角。喷油提前角太小：喷油过迟，喷人汽缸的燃油来不及燃烧。活塞已经越过上死点开始下行，气缸内压力温度开始降低，造成后燃严重，冒黑烟，排烟温度升高，热效率降低，功率下降。喷油提前角过大：喷油过早，缸内温度压力都不够到，直至过了 200 ℃一段时间才达到自然条件。由于滞燃期长，聚集的燃油一旦燃烧，气缸内的温度压力急剧上升，导致柴油机工作粗暴，产生敲缸，机件热负荷和机械负荷均增加。

3、喷油定时的检查与调整

由图 1的分析可知，向气缸中喷油的时刻即为 17喷油针阀开启的时刻。值得特别提出的是喷油提前角、出油提前角和供油提前角是三个性质不同而又密切相关的概念。

喷油提前角：喷油器开始喷油至活塞到达上止之间曲轴所转角度。

出油提前角；油泵开始供油至活塞到达上止点之间曲轴所转角度。

供油提前角：柱塞开始上行至活塞到达上止点之间曲轴所转角度。柱塞开始上行，但并没有出油，直到柱塞关闭回油口 5才开始供油，油压上升直至打开喷油针阀 17才开始喷油。把这一系列动作搞清楚以后我们才能做接下来的工作。

3.1喷油定时的检查方法

(1)、冒油法：首先将柴油机盘车至供油点附近，拆下高压油泵上的高压油管，并接上一段较细的便于观察液面变化的玻璃管。然后将燃油齿条至于最大供油位，手动泵油至可观察液位。缓慢盘车同时注意观察玻璃管液位变化，液位刚上升时刻即马上停止盘车。此时曲轴飞轮上的指示刻度即为相应的喷油提前角。准确地说应该是出油提前角。

(2)、照光法：对于较大的喷油泵，若套筒上进、回油孔高度相等，可拆下泵体与之相对应的螺钉缓慢盘车，从油孔观察柱塞运动，在对面用电筒照明，当柱塞上行刚将油孔全部封住时立即停止盘车，此时飞轮上的刻度为该缸的供油始点 (几何供油点 )。

(3)、标记法：有些柴油机油泵泵体上有上下两条固定刻线，而柱塞导筒上有一条滑动刻线，盘车时滑动刻线会上移，与泵体上的刻线重合时刻即为该缸的供油始点 (几何供油点 )。

(4)、柱塞上行法：在柱塞导筒径向端加装跳表，缓慢盘车，跳表刚一动作即为柱塞刚刚上行，此时飞轮上的刻度为该缸的供油始点。瓦锡兰副机多用此方法。第一种方法是我们修船时常用的方法，也是最直观最接近实际喷油提前角的方法。此种方法测的是出油提前角，由于高压油管要蓄压，加上油管的少量膨胀，所以实际喷油提前角要略小于出油提前角。由于实际喷油提前角基本不能测，所以就把出油提前角等同于喷油提前角。2、3种方法测的也是出油提前角，但由于偶件间隙导致燃油泄漏，所以要大于第一种测的角度，但差别也较小。而第四种方法测的就远大于前三种了。

如果用这四种方法测同一缸，得出结果应该是：实际喷油提前角 <1种 <2种=3种 <4种实际工作中，我们往往把喷油提前角、出油提前角和供油提前角混为一谈，其实名称并不重要，重要的是用何种方法测得的角度。只要规定了用什么方法，叫什么就无所谓了。不同机型有不同的测量方法，不同测量方法必然导致测出不同提前角。如果一个提前角是用柱塞上行法测得的，在你不知情的情况下用冒油法对此机进行检查与调整，那就提前太多了，严重影响柴油机的工况。说明书中一般都会给出一种测量方法，也会给出相对应的提前角的范围。如果没有说明书或说明书中没有提及怎么办?最好以另一台相同的做比较，用相同的方法测量与调整。那只有一台怎么办?前面讲过，冒油法是最接近实际喷油提前角的，大多数柴油机的实际喷油提前角在 10°~16°时工况较佳。可先调至此范围再根据工况细调。

3.2喷油定时的调整方法

(1)、转动凸轮法：盘车至油泵供油始点，松脱油泵凸轮轴连接法兰盘，盘车至你想要的提前角度(此时盘车油泵凸轮轴是不转动的 )，再把法兰盘从新连接牢固。

(2)、升降柱塞法：有些油泵下面的顶头上有调节螺钉，顶头调高，定时提前，顶头调低，定时滞后。转动凸轮法是所有缸一起调整，而升降柱塞法是单缸调整。转动凸轮法适用每种机型，而升降柱塞法只适用于有调节螺丝的机型。

有调节螺丝的尽量只用升降柱塞法调节，如果节范围超过2°。建议用转动凸轮法。因为提升调节螺丝过量，有可能出现由于油泵柱塞位置过高而顶坏油泵出油阀的事故。用转动凸轮法调节后一定注意连接法兰的固定，于方不能出现滑位的现象。升降柱塞法调节后也要注意锁紧螺丝的上紧。

4、结束语

柴油机喷油定时的查与调整皆因机型和设备的不同而各有不同。对提前角的要求也因机型和设计的不同，及柴油机的年龄，运行状况和燃用燃油的变化而不断改变。

上文讲的都是基于受治机的基本原理相有的实际工作经验总结而来的，最终还是应该以其说明书的内容为准。现今社会及市场对柴油机节能性能及防污染等各方面的要求在不新提升，诸多新机型和新技术也相继问世，很多老的技术与经验也再就不适用了。所以对柴油机的检修与维护还是应以说用书为准，避免出现经验主义错误。

参考文献：1谭仁臣，船舶柴油机哈尔滨工程大学出版社，1996

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