柴油机燃油喷射系统异常原因分析、现象描述及处理措施

yliu16

常见的异常喷射有二次喷射、断续喷射、不稳定喷射和隔次喷射、滴油等。
1．二次喷射
在喷油泵供油结束喷油器针阀落座后又第二次开启形成再次喷射的现象称二次喷射，又称重复喷射。二次喷射使喷油持续期延长，二次喷射的燃油是在较低的压力下喷入气缸的，雾化质量差，燃烧不完全且喷射偏离上止点附近，后燃严重，造成燃油消耗、排烟和排温升高，性能恶化，零部件过热，甚至喷孔积炭阻塞。
二次喷射通常出现在柴油机高负荷、高转速工况。判断有无二次喷射的最可靠方法是测量喷油器针阀的升程曲线。在管理中可通过燃油消耗率增大、排温高、喷孔结炭等加以判断。
二次喷射产生的主要原因是当供油终止喷油泵出油阀落座时，隔断了高压油管与泵腔之间的通路，使泵端的燃油回流速度突然滞止为零；泵端压力由于回油速度突然滞止而上升，当该上升压力波以音速传递到喷油器端，在其压力大于针阀启阀压力时，针阀又重新开启。一般船用中、低速柴油机在正常工作时不应发生二次喷射。但当管理不当发生下述情况，如：喷油器喷孔部分堵塞；出油阀减压作用减弱；高压油管长度和内径变大或刚性变小；喷油器启阀压力过低；高转速大负荷工况等，则可能产生二次喷射现象。
由上可知，产生二次喷射主要是由于高压系统中的燃油压力波动所引起的，这与高压容积的存在有密切关系。所以，要防止二次喷射就需避免在主喷射之后喷油器处重新出现高的压力波。从设计方面其主要措施如下：
（1）选用较小长度和内径的高压油管；
（2）在保证喷雾质量的前提下，适当增大喷油器喷孔总面积；
（3）适当增大出阀减压卸载能力；
（4）增大出油阀弹簧刚度；
（5）适当提高喷油器启阀压力。
2．断续喷射(波动喷油)
在喷油泵供油期间，喷油器针阀断续启闭，而且开启不足、喷射不利，这种现象称断续喷射。断续喷射虽然没有延长喷油持续时间，但针阀与阀座撞击次数增多，磨损增大，降低针阀使用寿命。断续喷射多发生在低负荷、低速运转工况。此时喷油泵的供油量小于喷油器的喷油量。
3．不稳定喷射和隔次喷射
喷油泵每循环供油量不均的喷射过程称不稳定喷射。其极端情况是隔次喷射（又称间歇喷射），即喷油泵二次供油才有一次喷油过程。不稳定喷射或隔次喷射使柴油机转速不稳定，甚至造成低速运转时自动停车，而且由于二次供油一次喷油，可能造成燃烧粗暴。不稳定喷射或隔次喷射多发生在柴油机低负荷运转时或喷油设备偶件过度磨损时。
4．滴漏
滴油现象不是由于喷油器针阀偶件密封不良而引起的滴漏，而是在针阀偶件密封正常情况下，在喷油终了后仍有燃油自喷孔流出。发生滴漏时，由于燃油流出速度和压力均很低，燃油不雾化，集结在喷孔处形成结炭，堵塞喷孔。
滴漏发生的原因在于因针阀座下部至喷孔间容积过大，以及由于出油阀减压卸载能力不强，使高压油管中的油压下降缓慢，造成针阀不能迅速落座。因而增强出油阀减压卸载能力或提高针阀落座速度（如增加针阀弹簧预紧力等）均可防止滴油现象。