柴油机技术范文10篇

柴油机技术范文篇1

Perkins公司的Ouadram燃烧室、日野公司的HMMS燃烧室，小松公司的MTEC燃烧室及五十铃公司的四角形燃烧室等，都在试验开发阶段，其基本特点是由一个中央涡流及四周的微涡流使空气燃料快速而充分地混合，并配合以合适的燃油喷射系统。

目前，喷射系统已进入一个较快的发展时期，现正在研究开发lms内完成一次喷射，并在有限时间内正确控制喷射量的方法。喷射压力已提高到160—180MPa，实验室内已到200MPa。如共轨式喷射系统及分段预喷射系统等，可根据发动机的负荷与转速自动控制合理的喷射规律和喷油压力。

二、增压及可变气门配气定时

当今柴油机增压和增压中冷已成为标准特点，随着发动机的轻量化与小型化，为了降低车辆油耗，提高车辆装载效率，必须继续提高增压比及增压器效率。在进一步提高大负荷区的过量空气系数a时可以减少颗粒排放，同时通过稀燃化，减少热损失，提高循环效率，进而同时降低油耗，随着高增压和高a化，组装有多个增压器的复合系统已成为可能。另外，增压器固定的涡轮几何形状也将由可用于多用途的电控可变几何形状所取代。

目前，在小缸径柴油机上4气门和喷油嘴垂直中置技术得到广泛的应用，为了减少换气损失，使混合气的形成进一步优化，现正在研究采用可变气门配气定时，从而使发动机在整个转速范围内的气门升程和定时得到最佳优化。

三、全电子优化控制

如前所述，目前对燃油喷射时间、喷射量、惯性增压、增压器、进气涡流及废气再循环(EGR)等都能实现电子优化的可变控制，从而对降低排放、减少油耗、提高输出功率和启动性能等有很大作用；但是，这些控制中的多半内容，如EGR、自动诊断等，还有很多技术不够完善，有待进一步研究和开发，今后还将继续开发其它方面的电子可变控制机构，尤其是与整车相协调统一的综合化的全电子控制系统。

四、排气后处理技术

柴油机能否像汽油机那样使用催化剂大幅度减少排放，尤其是NOx，这是柴油机研制者一直追求的目标。日美欧现都在对此进行研究，日本有关大学、研究所和厂家正在对沸石镁及氧化铝的催化剂上用还原剂进行NOx还原试验，美国福特等公司也正在对催化还原系统(SCR)及DeNOx，催化器两种NOx还原系统进行研究。

SCR技术是利用氮氧化物有选择地与存在于废气中的或喷入的反应剂反应，利用一个催化器降低NOx排放，排出生成的氧气。还原反应剂可以是在柴油机废气中的HC化合物或是由附加油箱直接喷入废气流中的物质，如氨等。

与SCR技术相比，DeNOx催化技术系统简单，无有害生成物，目前认为最具发展潜力。DeNOx催化技术主要是将NOx催化热裂变为N2和O2,目前的问题是废气在催化器中停留时，催化器效率不高，因此带来转化还原效率也受到很大限制。

为减少颗粒排放而研制的各种“柴油机颗粒收集器或称过滤器(DEF)”，虽然不少产品已在欧洲轿车柴油机上装车使用，但由于DEF的耐久性差且过滤器的再生问题也没有彻底解决，因此，该项技术也正在进一步改进和发展中。

五、改进燃料

燃料性能的改进，对减少排放起到很大作用，日本继美欧之后，从1997年开始把轻油中的硫含量降到0.05%以下，以此大幅度减少排放颗粒中的硫酸盐，同时减少EGR造成的发动机内部的腐蚀磨耗及催化剂中毒；进一步减少硫含量，提高十六烷值，可进一步降低NOx。减少芳香烃，尤其是减少3环以上的芳香族成分，可减少排放颗粒中的硫化物、降低90%的蒸馏温度、改进点火性能；通过使用含氧燃料或添加剂，可降低黑烟颗粒。为了适应低硫化及喷射压力的大大增加，确保燃油喷射装置的润滑性，人们对燃料的改进开发寄予了很大期望。

六、代用燃料

随着世界能源危机和环境污染问题的日趋严重，寻找一种更清洁的替代石油的原料已势在必行。经过多年的研究试验，目前公认天然气是21世纪的首选替代燃料。美国一些学者认为天然气发动机汽车是与电动车相媲美的清洁能源动力车。日本研究表明，天然气汽车在环境保护、石油燃料替代及实用性等方面有着无可比拟的优点。近年来，天然气发动机、包括柴油与天然气的双燃料发动机发展很快，目前，全世界有几百万辆天然气或双燃料汽车在运行，预计到2010年，全球将有1/3的国家使用天然气汽车。正如人类本世纪初从固体燃料向液体燃料过渡一样，如今已开始从液体燃料向气体燃料过渡，从而将提高整个能源系统的效率和清洁性。

【摘要】随着世界汽车对汽车发动机动力性、经济性和排放提出了更高要求和计算机技术的迅速发展，柴油机被公认为节能的代表和减少汽车尾气排放污染的有力工具，汽车柴油化也是汽车发动机发展的一大趋势。本文结合当前发展状况，论述了缸内直接喷注技术和柴油化趋势是未来车用发动机的发展方向。

【关键词】车用发动机柴油化趋势

参考文献：

[1]马成权，邹吉平.缸内喷注技术未来汽车发动机的主流.辽宁省交通高等专科学校学报，2002，4（1）.

[2]汪卫东.车用柴油机的技术及发展方向.汽车技术，2004，（2）.

[3]杨靖.汽车发动机发展中的几点认识.安徽工学院学报(增刊)，1994.

[4]何林华.车用柴油发动机的发展趋势.客车技术与研究，2004，26（3）.

柴油机技术范文篇2

关键词：柴油机；排放控制；措施

柴油机的有害排放取决于柴油机混合气形成及缸内燃烧过程，而这些归根到底是由喷油、气流、燃烧系统以及缸内工作特质的配合所决定的。柴油机净化的关键，是如何有效地消除NOχ和微粒碳烟的生成量。恰恰这两项排放物的生成规律常常是互相矛盾的。因此，任何一个单项措施总有它的负面影响。人们总是在采取某项措施的同时，应用另一项措施来加以补救和平衡。最后，常常是多项措施的综合应用，才使排放性能达到一个新的水平。柴油机是一个多性能、多工况、多因素综合影响的统一体，再加上各种各样的排放净化措施，如何进行优选、折中和综合控制是一个极为困难和复杂的问题。柴油机的电子控制和综合管理是有效解决这一问题的最佳途径，也是使各种机内净化措施得以充分发挥效用的保证。在所有净化措施中，喷油系统的改进无疑是最为重要的环节。

车用柴油机中常用的机械燃油喷射系统有两大类，直列泵系统和转子分配泵系统。直列泵系统包括直列多缸泵、单体泵和泵喷嘴系统，多用于大、中型车用柴油机上。转子分配泵系统有端面凸轮驱动的VE泵系统，和内凸轮驱动的径向对置柱塞系统，多用于轻型客车和柴油轿车的小型高速柴油机上。上述各系统都是应用柱塞往复运动、脉动供油的方式工作。以下是五种控制柴油机排放的具体措施：

一、推迟喷油提前角降低NOχ排放

喷油提前角是喷油始点早于汽缸压缩上止点的角度。柴油机都要求喷油提前，这是因为从喷油到着火有一段滞燃期，为保证实际燃烧放热中心能接近上止点，避免燃烧拖后，经济性下降，所以喷油要提前。单从动力、经济性角度出发，最佳提前角随转速上升而增大；随负荷加大而略有增加。车用柴油机因为在宽广的转速范围内工作，所以有专设的转速自动提前装置来满足此要求。同一工况，若提前角改变，会使滞燃期改变。一般推迟喷油时，因初期喷油更接近上止点，故缸内压力、温度较高，滞燃期缩短。其结果是滞燃期的预混喷油量减少。当然，若喷油太迟，使滞燃期挪到上止点之后，则缸内压力、温度未必上升。这种情况一般难于碰到。预混燃烧阶段是影响NOχ排放最重要的时期。预混油量及混合气量的减少将使速燃期中压力、温度上升程度降低，从而大大减少NOχ的排放量。同时，由于压力升高率的下降，噪声也大大降低。因此推迟喷油提前角这一措施，是最早应用的有效降低NOχ排放和噪声的对策。推迟喷油，直喷机的NOχ大幅下降，而间接喷射式涡流室柴油机的下降幅度则小一些。但是喷油过迟，则燃油消耗率和烟度都会恶化，对CO和HC也有不利影响。油耗和烟度的恶化是喷油推迟，燃烧跟着推迟以及缓燃期油量增加，燃烧时期也拉长的必然结果。早期控制排放的措施不多，为了排放达标，不得不牺牲经济性能。近期已可通过提高喷射压力等多种办法来综合解决这一问题。

二、燃油高压喷射降低微粒碳烟排放

近年来，提高喷油压力的高压喷射措施，日渐成为直喷式柴油机机内净化的最佳手段。而间接喷射式柴油机，由于主要依靠气流进行雾化、混合，所以对喷油压力要求较低。在循环喷油量及喷孔大小和分布不变的情况下，提高喷油压力就是加大喷油速率，它直接产生两方面的效果。

（一）降低微粒碳烟的排放量

可以看出，喷油压力增高，则粒径减小，贯穿距加大，雾锥角加大，喷雾区的总体积也跟着加大，再加上紊流的增强，这些都直接促进了燃油与空气的混合。其直接效果是降低了每一时刻浓混合气成分的比例，使生成微粒碳烟的范围自然缩小。即使不可避免仍有过浓混合气出现，但因粒子小，周围空气多，也会加快燃烧和氧化速率，使碳烟形成之初就被加速氧化。所以高压喷射必然使微粒碳烟排放降低。大量试验都证实了这一点。

（二）降低燃油消耗率

喷油速率增大必然缩短喷油时期，使燃烧加速，使燃烧放热更集中于上止点附近，从而降低了燃油消耗率。大量试验结果也证实了这一点。以上高压喷射降低烟度和油耗的优点，恰恰弥补了推迟喷油所带来的缺点。反过来，高压喷射不可避免地使混合气快速变稀，燃烧加速，温度上升，从而NOχ排放必然有所增大。这一弱点又会被推迟喷油，降低的NOχ功效所弥补。应该记住，高压喷射并没有过大削弱推迟喷油，减小滞燃期喷油量所带来的改善NOχ排放的显著效果。因此若两种措施同时应用，进行合理调配后，NOχ和微粒碳烟排放都会同时降低。目前，两种措施并用是最常见的手段。三、喷油率控制技术

广义的喷油率控制，指的是喷油规律控制，应包括定时（喷油提前角）控制、喷油期长短控制和喷油率大小（喷油率曲线外形）控制。此处撇开喷油定时，单指在定时和循环油量不变时，喷油长短和喷油率外形的控制。喷油率是除混合气形成因素外，对燃烧过程又一重大的影响因素。当然，喷油率本身也和混合气形成是密不可分的。可以设想，如喷油时期控制得很长，即使大幅度提高喷油压力，也无法缩短放热和燃烧时间；又如，初期喷油量很大，即使推迟喷油，也无法把NOχ和噪声降得很低。反过来，如能把初期喷油量控制得很小，就是不推迟喷油，也可达到同样效果。可见，喷油率若能控制，将极富成果，因此，成为近年来喷油系统研究、开发的热门课题。

理想的喷油率图形可分为三个时期，即喷油初期，喷油中期，喷油后期。理想的喷油率图形一般公认为：初期要求喷油率低，喷油量少，以降低NOχ和噪声；中期要求短而高的喷油率段，以提高喷油压力，缩短缓燃期，促进混合气（下接第182页）(上接第173页)形成，使微粒碳烟排放和耗油率降低；后期则要求迅速结束喷油，以减少后燃油量和促进碳烟氧化。喷油中期的控制，一般是通过提高喷油压力来实现。控制初期喷油率的主要技术有：机械式预喷射装置，双弹簧喷油器，电控喷油系统控制预喷射。大量试验结果表明，要获得良好的效果，预喷射油量、主预喷射的间隔角度以及油量和时间的控制精度都有严格的规定。只有电控高压共轨式喷油系统才能全面满足这些要求。末期喷油段要求迅速关闭，可以通过减轻油嘴往复运动部分（针阀、推杆、弹簧）的质量，加速针阀关闭速度来控制。这就是已广泛推广使用的低惯量喷油器和P型J型小型喷油器。此外，增大针阀开启压力也可加速针阀落座。但是真正有效控制的手段，仍是使用电磁阀的电控喷射系统的迅速断油。

四、小直径、多喷孔加速雾化混合

在喷油速率不变情况下,可以通过减小喷孔直径，增加喷孔数目，使喷注在燃烧室内分布更均匀、更充满的方法，来加速油、气混合，获得较好排放效果。六孔喷嘴与四孔喷嘴相比，六孔的总混合容积加大，单个喷注较窄，芯部浓混合气易于扩散、燃烧。这些都与加大喷油压力的效果相似。增加喷孔数后，可以降低对气流的要求。涡流比可以减小，从而改善了燃油经济性。若喷孔过多，由于贯穿不足和相邻喷注的干扰，反有不利效果。

五．喷油系统的其他净化措施

目前已广泛应用的降低HC排放的措施就是减小孔式喷嘴压力室容积或采用无压力室式喷油嘴。大量使用试验表明，柴油机长期运行后，其有害排放值基本没有增加。这同汽油机长期使用后，有害排放量增幅较大的情况是不一样的。如果柴油机使用过程中，排放性能突然恶化，则相当部分是喷油系统不能保持正常工作状态所致。当使用中发现过量冒烟时，首先要检查各个喷油器开启压力是否明显下降，或喷雾状态是否良好。有条件时，应在油泵试验台上测试循环油量是否超过所规定之值以及各缸油量是否严重不均匀。造成循环油量不均匀及超标的原因是很多的，如柱塞副的磨损，出油阀密封性变差，油孔的堵塞等等。应查明原因，该更换的更换，或进行清洗。但应注意，油泵及调速器一经拆动，必须重新在台架上调整。如果冒烟现象很难解决，无法达标上路，可以适当降负荷运行。这样做会牺牲一些动力性能。西方国家为了达标，也会采取同样措施。如德国大众汽车公司推出的TDI1。9L轿车增压直喷机，无排放限制（赛车）时，标定功率达125KW；要满足欧II法规，标定为81KW；若要满足美国加州标准，则只标定66KW。还应强调指出，高压油泵及调速器出厂时已经过细致调整，很多调整部分还加上铅封，不允许使用中私自变动，包括任意拆换其上的与性能有关的零件，如油管，油嘴等等。发现问题须进行换件，必须重新调整。否则会使排放及动力，经济性能恶化。

【参考文献】

柴油机技术范文篇3

Perkins公司的Ouadram燃烧室、日野公司的HMMS燃烧室，小松公司的MTEC燃烧室及五十铃公司的四角形燃烧室等，都在试验开发阶段，其基本特点是由一个中央涡流及四周的微涡流使空气燃料快速而充分地混合，并配合以合适的燃油喷射系统。

目前，喷射系统已进入一个较快的发展时期，现正在研究开发lms内完成一次喷射，并在有限时间内正确控制喷射量的方法。喷射压力已提高到160—180MPa，实验室内已到200MPa。如共轨式喷射系统及分段预喷射系统等，可根据发动机的负荷与转速自动控制合理的喷射规律和喷油压力。

二、增压及可变气门配气定时

当今柴油机增压和增压中冷已成为标准特点，随着发动机的轻量化与小型化，为了降低车辆油耗，提高车辆装载效率，必须继续提高增压比及增压器效率。在进一步提高大负荷区的过量空气系数a时可以减少颗粒排放，同时通过稀燃化，减少热损失，提高循环效率，进而同时降低油耗，随着高增压和高a化，组装有多个增压器的复合系统已成为可能。另外，增压器固定的涡轮几何形状也将由可用于多用途的电控可变几何形状所取代。

目前，在小缸径柴油机上4气门和喷油嘴垂直中置技术得到广泛的应用，为了减少换气损失，使混合气的形成进一步优化，现正在研究采用可变气门配气定时，从而使发动机在整个转速范围内的气门升程和定时得到最佳优化。

三、全电子优化控制

如前所述，目前对燃油喷射时间、喷射量、惯性增压、增压器、进气涡流及废气再循环(EGR)等都能实现电子优化的可变控制，从而对降低排放、减少油耗、提高输出功率和启动性能等有很大作用；但是，这些控制中的多半内容，如EGR、自动诊断等，还有很多技术不够完善，有待进一步研究和开发，今后还将继续开发其它方面的电子可变控制机构，尤其是与整车相协调统一的综合化的全电子控制系统。

四、排气后处理技术

柴油机能否像汽油机那样使用催化剂大幅度减少排放，尤其是NOx，这是柴油机研制者一直追求的目标。日美欧现都在对此进行研究，日本有关大学、研究所和厂家正在对沸石镁及氧化铝的催化剂上用还原剂进行NOx还原试验，美国福特等公司也正在对催化还原系统(SCR)及DeNOx，催化器两种NOx还原系统进行研究。

SCR技术是利用氮氧化物有选择地与存在于废气中的或喷入的反应剂反应，利用一个催化器降低NOx排放，排出生成的氧气。还原反应剂可以是在柴油机废气中的HC化合物或是由附加油箱直接喷入废气流中的物质，如氨等。

与SCR技术相比，DeNOx催化技术系统简单，无有害生成物，目前认为最具发展潜力。DeNOx催化技术主要是将NOx催化热裂变为N2和O2,目前的问题是废气在催化器中停留时，催化器效率不高，因此带来转化还原效率也受到很大限制。

为减少颗粒排放而研制的各种“柴油机颗粒收集器或称过滤器(DEF)”，虽然不少产品已在欧洲轿车柴油机上装车使用，但由于DEF的耐久性差且过滤器的再生问题也没有彻底解决，因此，该项技术也正在进一步改进和发展中。

五、改进燃料

燃料性能的改进，对减少排放起到很大作用，日本继美欧之后，从1997年开始把轻油中的硫含量降到0.05%以下，以此大幅度减少排放颗粒中的硫酸盐，同时减少EGR造成的发动机内部的腐蚀磨耗及催化剂中毒；进一步减少硫含量，提高十六烷值，可进一步降低NOx。减少芳香烃，尤其是减少3环以上的芳香族成分，可减少排放颗粒中的硫化物、降低90%的蒸馏温度、改进点火性能；通过使用含氧燃料或添加剂，可降低黑烟颗粒。为了适应低硫化及喷射压力的大大增加，确保燃油喷射装置的润滑性，人们对燃料的改进开发寄予了很大期望。

六、代用燃料

随着世界能源危机和环境污染问题的日趋严重，寻找一种更清洁的替代石油的原料已势在必行。经过多年的研究试验，目前公认天然气是21世纪的首选替代燃料。美国一些学者认为天然气发动机汽车是与电动车相媲美的清洁能源动力车。日本研究表明，天然气汽车在环境保护、石油燃料替代及实用性等方面有着无可比拟的优点。近年来，天然气发动机、包括柴油与天然气的双燃料发动机发展很快，目前，全世界有几百万辆天然气或双燃料汽车在运行，预计到2010年，全球将有1/3的国家使用天然气汽车。正如人类本世纪初从固体燃料向液体燃料过渡一样，如今已开始从液体燃料向气体燃料过渡，从而将提高整个能源系统的效率和清洁性。

参考文献：

[1]马成权，邹吉平.缸内喷注技术未来汽车发动机的主流.辽宁省交通高等专科学校学报，2002，4（1）.

[2]汪卫东.车用柴油机的技术及发展方向.汽车技术，2004，（2）.

[3]杨靖.汽车发动机发展中的几点认识.安徽工学院学报(增刊)，1994.

[4]何林华.车用柴油发动机的发展趋势.客车技术与研究，2004，26（3）.

[5]MichalW.GlobalTrendsinDieselParticulateControl.SAPPaper950149.

[6]郑乃金.汽车排放控制技术发展趋势.汽车技术，1996，(3)：21-24.

柴油机技术范文篇4

【关键词】柴油机；排放控制；措施

柴油机的有害排放取决于柴油机混合气形成及缸内燃烧过程，而这些归根到底是由喷油、气流、燃烧系统以及缸内工作特质的配合所决定的。柴油机净化的关键，是如何有效地消除NOχ和微粒碳烟的生成量。恰恰这两项排放物的生成规律常常是互相矛盾的。因此，任何一个单项措施总有它的负面影响。人们总是在采取某项措施的同时，应用另一项措施来加以补救和平衡。最后，常常是多项措施的综合应用，才使排放性能达到一个新的水平。柴油机是一个多性能、多工况、多因素综合影响的统一体，再加上各种各样的排放净化措施，如何进行优选、折中和综合控制是一个极为困难和复杂的问题。柴油机的电子控制和综合管理是有效解决这一问题的最佳途径，也是使各种机内净化措施得以充分发挥效用的保证。在所有净化措施中，喷油系统的改进无疑是最为重要的环节。

车用柴油机中常用的机械燃油喷射系统有两大类，直列泵系统和转子分配泵系统。直列泵系统包括直列多缸泵、单体泵和泵喷嘴系统，多用于大、中型车用柴油机上。转子分配泵系统有端面凸轮驱动的VE泵系统，和内凸轮驱动的径向对置柱塞系统，多用于轻型客车和柴油轿车的小型高速柴油机上。上述各系统都是应用柱塞往复运动、脉动供油的方式工作。以下是五种控制柴油机排放的具体措施：

一、推迟喷油提前角降低NOχ排放

喷油提前角是喷油始点早于汽缸压缩上止点的角度。柴油机都要求喷油提前，这是因为从喷油到着火有一段滞燃期，为保证实际燃烧放热中心能接近上止点，避免燃烧拖后，经济性下降，所以喷油要提前。单从动力、经济性角度出发，最佳提前角随转速上升而增大；随负荷加大而略有增加。车用柴油机因为在宽广的转速范围内工作，所以有专设的转速自动提前装置来满足此要求。同一工况，若提前角改变，会使滞燃期改变。一般推迟喷油时，因初期喷油更接近上止点，故缸内压力、温度较高，滞燃期缩短。其结果是滞燃期的预混喷油量减少。当然，若喷油太迟，使滞燃期挪到上止点之后，则缸内压力、温度未必上升。这种情况一般难于碰到。预混燃烧阶段是影响NOχ排放最重要的时期。预混油量及混合气量的减少将使速燃期中压力、温度上升程度降低，从而大大减少NOχ的排放量。同时，由于压力升高率的下降，噪声也大大降低。因此推迟喷油提前角这一措施，是最早应用的有效降低NOχ排放和噪声的对策。推迟喷油，直喷机的NOχ大幅下降，而间接喷射式涡流室柴油机的下降幅度则小一些。但是喷油过迟，则燃油消耗率和烟度都会恶化，对CO和HC也有不利影响。油耗和烟度的恶化是喷油推迟，燃烧跟着推迟以及缓燃期油量增加，燃烧时期也拉长的必然结果。早期控制排放的措施不多，为了排放达标，不得不牺牲经济性能。近期已可通过提高喷射压力等多种办法来综合解决这一问题。

二、燃油高压喷射降低微粒碳烟排放

近年来，提高喷油压力的高压喷射措施，日渐成为直喷式柴油机机内净化的最佳手段。而间接喷射式柴油机，由于主要依靠气流进行雾化、混合，所以对喷油压力要求较低。在循环喷油量及喷孔大小和分布不变的情况下，提高喷油压力就是加大喷油速率，它直接产生两方面的效果。

（一）降低微粒碳烟的排放量

可以看出，喷油压力增高，则粒径减小，贯穿距加大，雾锥角加大，喷雾区的总体积也跟着加大，再加上紊流的增强，这些都直接促进了燃油与空气的混合。其直接效果是降低了每一时刻浓混合气成分的比例，使生成微粒碳烟的范围自然缩小。即使不可避免仍有过浓混合气出现，但因粒子小，周围空气多，也会加快燃烧和氧化速率，使碳烟形成之初就被加速氧化。所以高压喷射必然使微粒碳烟排放降低。大量试验都证实了这一点。

（二）降低燃油消耗率

喷油速率增大必然缩短喷油时期，使燃烧加速，使燃烧放热更集中于上止点附近，从而降低了燃油消耗率。大量试验结果也证实了这一点。以上高压喷射降低烟度和油耗的优点，恰恰弥补了推迟喷油所带来的缺点。反过来，高压喷射不可避免地使混合气快速变稀，燃烧加速，温度上升，从而NOχ排放必然有所增大。这一弱点又会被推迟喷油，降低的NOχ功效所弥补。应该记住，高压喷射并没有过大削弱推迟喷油，减小滞燃期喷油量所带来的改善NOχ排放的显著效果。因此若两种措施同时应用，进行合理调配后，NOχ和微粒碳烟排放都会同时降低。目前，两种措施并用是最常见的手段。

三、喷油率控制技术

广义的喷油率控制，指的是喷油规律控制，应包括定时（喷油提前角）控制、喷油期长短控制和喷油率大小（喷油率曲线外形）控制。此处撇开喷油定时，单指在定时和循环油量不变时，喷油长短和喷油率外形的控制。喷油率是除混合气形成因素外，对燃烧过程又一重大的影响因素。当然，喷油率本身也和混合气形成是密不可分的。可以设想，如喷油时期控制得很长，即使大幅度提高喷油压力，也无法缩短放热和燃烧时间；又如，初期喷油量很大，即使推迟喷油，也无法把NOχ和噪声降得很低。反过来，如能把初期喷油量控制得很小，就是不推迟喷油，也可达到同样效果。可见，喷油率若能控制，将极富成果，因此，成为近年来喷油系统研究、开发的热门课题。

理想的喷油率图形可分为三个时期，即喷油初期，喷油中期，喷油后期。理想的喷油率图形一般公认为：初期要求喷油率低，喷油量少，以降低NOχ和噪声；中期要求短而高的喷油率段，以提高喷油压力，缩短缓燃期，促进混合气（下接第182页）(上接第173页)形成，使微粒碳烟排放和耗油率降低；后期则要求迅速结束喷油，以减少后燃油量和促进碳烟氧化。喷油中期的控制，一般是通过提高喷油压力来实现。控制初期喷油率的主要技术有：机械式预喷射装置，双弹簧喷油器，电控喷油系统控制预喷射。大量试验结果表明，要获得良好的效果，预喷射油量、主预喷射的间隔角度以及油量和时间的控制精度都有严格的规定。只有电控高压共轨式喷油系统才能全面满足这些要求。末期喷油段要求迅速关闭，可以通过减轻油嘴往复运动部分（针阀、推杆、弹簧）的质量，加速针阀关闭速度来控制。这就是已广泛推广使用的低惯量喷油器和P型J型小型喷油器。此外，增大针阀开启压力也可加速针阀落座。但是真正有效控制的手段，仍是使用电磁阀的电控喷射系统的迅速断油。

四、小直径、多喷孔加速雾化混合

在喷油速率不变情况下,可以通过减小喷孔直径，增加喷孔数目，使喷注在燃烧室内分布更均匀、更充满的方法，来加速油、气混合，获得较好排放效果。六孔喷嘴与四孔喷嘴相比，六孔的总混合容积加大，单个喷注较窄，芯部浓混合气易于扩散、燃烧。这些都与加大喷油压力的效果相似。增加喷孔数后，可以降低对气流的要求。涡流比可以减小，从而改善了燃油经济性。若喷孔过多，由于贯穿不足和相邻喷注的干扰，反有不利效果。

五．喷油系统的其他净化措施

目前已广泛应用的降低HC排放的措施就是减小孔式喷嘴压力室容积或采用无压力室式喷油嘴。大量使用试验表明，柴油机长期运行后，其有害排放值基本没有增加。这同汽油机长期使用后，有害排放量增幅较大的情况是不一样的。如果柴油机使用过程中，排放性能突然恶化，则相当部分是喷油系统不能保持正常工作状态所致。当使用中发现过量冒烟时，首先要检查各个喷油器开启压力是否明显下降，或喷雾状态是否良好。有条件时，应在油泵试验台上测试循环油量是否超过所规定之值以及各缸油量是否严重不均匀。造成循环油量不均匀及超标的原因是很多的，如柱塞副的磨损，出油阀密封性变差，油孔的堵塞等等。应查明原因，该更换的更换，或进行清洗。但应注意，油泵及调速器一经拆动，必须重新在台架上调整。如果冒烟现象很难解决，无法达标上路，可以适当降负荷运行。这样做会牺牲一些动力性能。西方国家为了达标，也会采取同样措施。如德国大众汽车公司推出的TDI1。9L轿车增压直喷机，无排放限制（赛车）时，标定功率达125KW；要满足欧II法规，标定为81KW；若要满足美国加州标准，则只标定66KW。还应强调指出，高压油泵及调速器出厂时已经过细致调整，很多调整部分还加上铅封，不允许使用中私自变动，包括任意拆换其上的与性能有关的零件，如油管，油嘴等等。发现问题须进行换件，必须重新调整。否则会使排放及动力，经济性能恶化。

【参考文献】

柴油机技术范文篇5

关键词:柴油机;喷油泵;检测技术;可靠性;评估

柴油机是各行各业常用的动力机械，其功能是通过将柴油的化学能在燃烧过程中转变成机械能来带动机械设备运转做功，随着柴油机技术的不断升级，现阶段使用的柴油机具有技术成熟、产品种类丰富、可靠性强等众多优点。柴油机主要由曲柄连杆机构、燃烧系统、配气系统、冷却系统、润滑系统等组成，其中燃烧系统承担着燃料供给、雾化喷射等众多功能，是柴油机中最核心的组成部分，包括了喷油泵、喷油器、滤清器、输油泵、高压管道等功能部件。喷油泵作为燃烧系统中的核心部件，对柴油的增压雾化起着重要作用，在柴油机使用过程中，喷油泵长期处于高温高压下工作容易出现故障和损坏。合理地对损坏的喷油泵进行故障检测和可靠性评估，能有效保证喷油泵工作的可靠性。

1柴油机喷油泵损坏原因

导致柴油机的喷油泵出现损坏的原因是多方面的。首先，最常见的原因就是运动部件的磨损，由于喷油泵中的柱塞偶件在精密密封的状态下长时间工作很容易出现磨损问题，同时由于柴油品质不良、杂质过多、拆装喷油泵时清洗不净等问题，也会造成柱塞偶件的磨损，导致出现喷油压力不足、供油量减少等问题，影响喷油雾化质量和柴油机的燃烧质量。同时凸轮装置在长时间工作后也易出现严重磨损，导致供油时间不精确。其次，喷油泵维修或保养过程的不合理拆装是造成喷油泵损坏的原因之一。例如，在安装柱塞套时与泵体的垂直关系不合格，会造成运行时柱塞套受阻而损坏;调速器杠杆装配不合理，也会造成卡滞，不仅影响柱塞油量调节臂的调节性能，还会造成喷油泵的损坏。再次，喷油泵中的弹簧件也是易损零件之一，在长时间的反复伸缩过程中，会出现出油阀弹簧弹性下降或断裂、柱塞弹簧折断等问题，从而影响喷油泵的实际工作质量［1］。

2喷油泵的损坏检测技术

2.1人工检测技术

人工检测的方式主要依靠检修工人的知识、技术和经验来实施，属于传统的检修技术，现阶段大部分的柴油机维修机构还沿用着人工检修技术。人工检修的优点是主观性强、成本低，在经验丰富的工作人员的维修下，喷油泵的常见故障能够快速被修复，但同时维修的效率和质量受到工作人员能力的制约，维修的最终效果也存在较大差异。为节省购置大量自动化检测设备的费用，很多柴油机维修机构都采用人工检测和人工维修的方式来进行喷油泵的查修工作，常见的喷油泵检测工作包括以下几方面内容。2.1.1柱塞偶件工作状态的检查通过人工检测柱塞偶件工作状态主要有两种方式，一是密封性能分析，当柱塞位于最大供油位置时，用一只手的手指将进出油口堵住，另一只手拉动柱塞，若在进出油口位置感到明显吸力，且松开柱塞后柱塞可自动回位，说明柱塞磨损不严重仍可使用，若发现吸力不明显或拉动柱塞后不能自动回位，则应对柱塞进行修复或更换。二是柱塞灵活性检查，将清洗干净的柱塞副安装到柱塞套内，先将柱塞在柱塞套内反复拉动几次，然后将柱塞副倾斜60°放置，将柱塞拉出行程的1/3后松开，柱塞若能依靠重力缓慢下滑进入柱塞套内，说明性能良好，若出现卡滞则应进行更换或修复［2］。2.1.2出油阀偶件工作状态的检查出油阀偶件的人工检查方法与柱塞偶件检测类似，也包括密封性能分析和灵活性检查两部分出油阀偶件的密封性能分析是将喷油泵调整到不供油的状态后进行加压，若油压从35MPa下降到10MPa的时间少于1min则说明密封性能不良，应进行修复。灵活性检查是将阀体垂直向上抽出1/3后松开，若阀体可以自行缓慢回落到阀座位置，则说明状态较好，若出现卡滞说明可能出现密封配合面的磨损或出现沟痕，应进行修复。2.1.3供油时间的人工检查供油时间的检查对于优化混合气的燃烧质量意义较大，供油时间主要是通过柴油机的供油提前角参数进行控制的，人工检查供油时间的方法如下。首先，将柴油机调整到供油状态，喷油泵中注满柴油后将油缸的高压油管拆下并替换成为溢油管，转动飞轮将溢油管中的空气排出;然后，保持溢油管中的柴油处于静止状态后，手动驱动飞轮转动，查看溢油管中柴油的油面变化情况，若油面出现瞬时波动，则停止转动飞轮，并查看曲轴传动带轮上的刻度位置;最后，对比传动带轮上的刻度位置是否符合最佳供油提前角，若不符合，应对其进行调整。

2.2试验台检测技术

随着柴油机技术的不断进步，很多柴油机维修机构针对柴油泵的检修引进了性能先进的试验台，喷油泵试验台可以依靠先进的检测工具获得喷油泵的相关数据，其大部分功能主要依靠现代化控制技术实施，具有较高的自动化程度。部分先进的喷油泵试验台，能够利用单片机技术和计算机数据分析实现喷油泵状态的智能分析与判断，能显著提高喷油泵损坏问题的检测精准度和效率。现阶段的喷油泵试验台具有多种类型，其中应用较早和普及率较高的是传统的液压式无极调速试验台，其能够实现常规参数的检测和分析功能。随着试验台技术的发展，通过电子技术控制的无级调速、电磁式测速试验台逐渐增多，且促进了喷油泵试验台技术向自动化和智能化发展。现代化的喷油泵试验台结合了自动检测、自动控制、PLC、微机技术等先进技术后，能够模仿柴油机正常工况的各种条件，从而分析喷油泵的工作状态，判断是否存在损坏问题。自动试验台包括了控制系统、传动系统、供油系统、油量调整装置、温控装置等功能结构，能够在喷油泵工作过程中获取柱塞偶件、供油时机等众多参数，并利用PLC技术进行自动信息处理与显示，从而实现远程读取数据和专家系统评估等功能，为柴油机喷油泵损坏的检测提供更加科学高效的技术和设备支持［3］。

3喷油泵的可靠性评估

传统的喷油泵可靠性评估主要依靠人工评估和计算机参数模拟评估两种方式，评估过程对于喷油泵实际的工作状态和运转情况往往不能实现全方位考虑，导致评估的结果不准确或喷油泵继续使用造成柴油机故障等问题。随着先进的喷油泵试验台技术逐渐成熟并进行普及，试验台的评估技术能够高度仿真喷油泵工作的各个过程，对密封性、增压能力、供油时机、运转振动等进行详细分析，有效避免了传统评估方式与喷油泵实际情况不符的问题。在柴油机实际使用过程中，对喷油泵可靠性评估的实施主要应从以下三个方面进行考虑，一是柴油机的使用时间，总体来说，普通的工程用柴油机或农用柴油机的喷油泵故障爆发期通常在10000～15000h左右，而货运汽车等高负载、大功率柴油机应根据汽车行驶里程进行可靠性分析，通常重载汽车行驶60000～80000km应进行可靠性评估;二是根据喷油泵技术特点进行判断，以汽车柴油机的喷油泵为例，普通的柱塞泵检修周期应为12000～15000km，VE泵的检修周期为15000～18000km;三是实际性能分析，即柴油机出现工作异常后，为判断故障原因，通过试验台或人工的形式进行可靠性评估，从而判断喷油泵的工作状态和使用寿命情况［4］。

4结语

随着喷油泵技术的不断升级和喷油泵产品种类的逐渐丰富，对于喷油泵损坏问题的科学检测以及可靠性评估工作对柴油机的可靠使用关系重大，也直接影响到柴油机使用的安全性和环保性，柴油机维修行业在提高维修人员工作能力的同时，还应重视先进检测设备及专用试验台的引进，确保喷油泵的检修工作在高效、精确、优质的条件下实施。

参考文献:

［1］丛越录．柴油机几种常见故障原因分析［J］．农机使用与维修，2017(12):72．

［2］王志利．柴油机喷油泵技术状态检查［J］．农机使用与维修，2013(11):87．

［3］张海鹏，马立松．电控喷油泵试验台的研制［J］．柴油机，2007(4):14－16．

柴油机技术范文篇6

1.1燃油系统优化。1.1.1燃油喷射系统优化技术。在船艇中，现代燃油喷射优化技术，通过在传统结构上，将喷嘴孔径缩小，实现提升燃油喷射压力。通过优化燃油喷射系统实现雾化燃油，充分混合空气与其他气体，大大增加有效燃烧率，进而实现节能减排。现代化喷射技术中，通过对电喷发动机喷嘴数量的控制实现灵活控制放电时长，实现高效喷射。在消耗燃料最少的情况下，增加经济收效，有效控制运行成本减少，减少碳排放量。此系统中通过缓慢注入燃料的方式控制二氧化碳含量，对最终排放含量予以控制。1.1.2燃油品质化。通过控制十六烷值大大提升燃料的完全燃烧性能。对此可通过增加亚硝酸盐、硝酸盐、过氧化物等物质在柴油中逐步增加燃料中十六烷值的含量，增加可燃率。通过品质化燃烧材料，可实现在参数不变的基础上增加早期燃烧时的燃烧温度。除此之外，通过对燃料燃油品质的优化，以增加添加剂的方式增加燃料燃烧的稳定程度，但有可能增加燃烧过程中的二次污染，需要在具体运行时，综合考量柴油机的可燃性性能，燃烧速度、负载量等，确定十六烷值。1.2进气优化。另一种常见节能优化技术即为对进气道、缸套燃烧情况进行分析，在实际情况的基础上保证不同环节相互联系，重视对入口温度进行考量，对入口处压力、进气燃料等进行分析，充分考虑把缸内气压对完全燃烧的影响，综合选择最适宜的燃烧方式，控制并缩减燃油系统中的氮氧化物排放量。1.2.1温度优化以及进气压力。同时实践可知，在为充分燃烧内燃机中的燃料，需要对过剩系数进行控制，保证过剩系数与入口压力成正比例关系，此时可通过增加入口处的压力适当增加过剩系数，增加燃料的完全燃烧性。但在实际工作中，能力消耗会随压力的增加而增大，即过度增加压力将导致消耗量增加，此时内燃机内的温度提升，导致氮氧化物排放量难以控制。如果此时控制进气温度，降低入口处的温度可将压缩热予以吸收，进而有效的控制燃烧过程中的最高温度。实现减少二氧化氮排放，但需要保证入口处温度降低到标准低值边界，对能源消耗进行控制。现阶段，在相关技术研究过程中，重视对进气温度与进气压力的调试，进而改善现有燃料燃烧情况。1.2.2进气方式优化。在实际工作中传统的通风系统时间较短，难以满足根本工作需求，此时增加进气涡轮会改善燃油燃烧的通信效果，在此技术原理下，可使用多气门技术增加通风面积，通过对汽缸喷嘴中心周围阀、活塞坑等进行合理配置，有效控制燃烧最高温度，实现节约经济。1.2.3进气成分优化。在内燃机燃烧过程中，其氧气含量与浓度对燃烧率造成一定影响，因此需要对氧气含量、二氧化氮含量等进行控制，在实际操控中可选择加湿、增加富氧含量、使用EGR技术等方式控制可燃条件，增加燃烧率，最大限度地释放二氧化氮含量。1.3后处理技术。优化柴油机燃烧技术时，需要从机内到机前均重视对技术的严格把控，将后处理技术与节能技术相结合，减少污染物排放。

2舰艇柴油机的节能技术

2.1涡轮增压中冷技术。使用涡轮增加技术时，需要了解其分为空气增压技术与空气冷却技术。前者通过增加涡轮压力，使用机械式方法增加发动机转速，提升废气排放速度，增加压缩空气进入量，进而增强气缸内的空气压入密度，促进充分燃烧，提升工作有效做功率。在减少污染的同时降低经济成本，此技术在应用过程中充气效率难以控制，空气温度升高易产生爆炸问题。为更好的增加燃烧室的空气量，可采用事前冷处理空气的方式，提前冷却进气管、涡轮增压器中的空气，此技术便可称之为空气冷却技术，在经过冷却处理后，燃烧室中空气含量、空气密度明显提升，燃烧效率大大提升，耗油量得以控制。2.2采用可变喷油定时(VIT)机构。在舰艇柴油机节能技术中，可利用定时喷射系统对可变喷油进行调节，通过改变喷射负荷情况，对喷油角度进行提前调控。当主机负荷不超过百分之五十时，可不必进行喷油角度调节；当主机负荷在百分之五十至百分之八十之间时，可在没有达到额定爆压值时，逐量增加喷油负荷促进循环，提升爆压时的有效功率，并逐渐增加定时机构的喷油提前角。进而促进气缸内燃油燃料充分燃烧，增加燃烧准备时间，提升混合气燃烧质量，促进爆压值达到额定值。若主机负荷超过百分之八十并持续增加时，通过缩减定时机构喷油提前角保证爆压维持额定值不变，进而控制机械负荷并防止其出现超负荷问题，在此基础上减少IVOX的生成。若主机负荷为百分之百时，喷油提前角为初始额定值，爆压处于额定值。由此可见，在舰艇机构中若不对VIT机构进行控制与应用，将导致主机质量持续下降，若应用VIT机构，将提升其经济适用性。2.3燃油电控共轨喷射技术。在现代化技术发展过中，舰艇柴油机不仅需要重视提升运行动力性，同时要对其排放量、经济适用性等予以关注，减少噪音排放。此时电控技术被广泛应用，其可通过使用先进技术大大增加可适用范围，提升柴油机喷射压力的控制率，促进每次循环的喷油量，对喷油时间、频率、次数等进行调控，进而实现节能燃料、减少有害废气的排放，全面提升柴油机的基本技术性能。2.4柴油机气缸润滑技术。为有效的控制活塞与柴油机气缸套之间的摩擦活动，减少能源消耗，需要在使用之前，使用过程中使用一定的润滑油进行调试。以往机械式注油系统，结构可靠、操作简单，在舰艇柴油机使用初期应用广泛。但其结构因注油压力较低、难以精确注油，受结构限制难以实现精准控制。进而导致注油效率大大降低，注油中难以避免的出现过程间断或波动。在低速运行时，若润滑不充分将难以供油，甚至导致运行受限。Alpha气缸油注油器，是现代化润滑技术，其系统为电控共轨系统，历经多年研究开发，成功率大大提升，润滑系统不断升级。在控制注油率时以检测扫气室残油为数据参考，通过数据反馈实现最佳调节控制。随着社会不断发展与进步，此技术与系统逐渐应用于船艇柴油机中，相比于传统注油系统，有更灵活的可调控性，注油率更好，气缸润滑条件与性能明显提升。

3未来的发展方向

节能减排、保护环境不仅是时代背景，更是发展目标，因此，在海洋事业的发展过程中，不仅要重视对节能技术的应用，还需要重视对减排技术的研发。为促进相关产业的可持续发展，需要在船艇柴油机利用研发过程中对相关环环节进行节能减排，不仅保证其符合相关规定的要求，同时要符合国家节能减排的有关要求。对此，可积极学习先进技术，重视研发与利用，不断消化与吸收，对国内现有技术进行升级。根据基本国情不断研发新技术，根据国内外相关行业的发展现状，制定符合发展目标的节能减排措施，主要包括：改进并优化燃料燃烧过程中，控制排放物含量，提升燃烧率进而实现提升发动机效率；使用新型引擎，使用节能清洁能源与设备代替传统柴油能源与设备，保护环境减少污染物排放，实现节能减排；在此技术上，重视对综合性能源利用技术的研发，不断研发高效能综合技术。

总之，结合以上分析，积极探索了柴油机的节能技术，随着节能技术的发展，希望进一步研究能够为舰艇节能工作开展提供有效保障。同时，也希望进一步分析能够为相关工作开展提供有效保证。

参考文献

[1]翁雨波,刘碧涛,李文华,刘毅.船用低速柴油机节能减排关键技术[J].机电设备,2018,35(6):40-45.

[2]庄国生,任多.船舶柴油机节能减排技术及其应用探讨[J].内燃机与配件,2018(18):36-37.

柴油机技术范文篇7

1.1应急柴油发电机在核电的应用

核电用应急柴油发电机组主要功能为核电厂非正常工况或者事故条件下，作为应急电源为反应堆能动安全设备提供电力保障，在6kV母线失去电力供应后向其输出电力。为确保应急母线供电的可靠性，应急柴油发电机必须在母线失电后的10s内启动并建立起电压和频率，之后按带载程序将应急母线上的负荷重新投入运行。

1.2柴油机电子调速控制与传统调速控制对比意义

由于技术换代，核电厂中同时存在两种调速控制的应急柴油机，熟悉两者的区别和优缺点，对于群堆管理和更好的使用、维护和管理两种不同的应急柴油发电机组都有十分积极的意义。

2应急柴油机电子调速系统原理及组成简图

电子调速柴油机的速度控制系统核心为电子控制单元（ElectroniccontrolUnit），它以速度作为直接的控制目标，通过对柴油机速度的实时探测、比较和反馈补偿，调节柴油机的进油量并最终实现对柴油发电机组输出功率的控制，确保柴油机系统稳定运行。在整个闭环调速控制系统中，ECU以额定速度设定、速度调节范围、偏移系数等参数作为输入条件，在和速度传感器得到的实际转速进行比较，通过ECU的处理器对偏差量进行自适应的PID运算处理，得到速度调控目标，将其转化为油门控制量后，再根据油门齿条的实际位置，驱动执行机构拉动高压油泵的齿条，从而调节柴油机转速的工作。

3应急柴油机电子调速控制系统与传统调速控制系统特点对比

作为核电应急柴油机组，电子调速和传统机械调速都有较为广泛的应用，同时又都采用泵-管-喷嘴的供油形式，本文对两种调速控制系统做详细的比较，为两种机型的运行、使用、维护保养提供借鉴。

4总结

柴油机技术范文篇8

关键词：柴油机；QSK60型；故障

大型机械设备通常在露天矿山、建筑工地等大型工作环境进行作业，这类大型机械设备多数配装柴油机。大型机械设备在作业时难免会出现各种故障，为了保证生产正常运行，必须及时对故障的设备进行检测和维修。QSK60柴油机作为矿用卡车的核心部件，以高生产效率、高可靠性著称。QSK60柴油机等一旦出现比较复杂的故障问题，便会直接影响设备的正常运行，加剧机件磨损，导致设备维修成本变高，从而影响矿山企业的效益[1]。本文针对常见的QSK60型柴油机冒黑烟故障，从电子控制模块故障、回油管受阻、燃油泵故障、进气歧管压力传感器故障、喷油器故障等几方面，对故障分析机理进行了详细分析和深入研究，并提出新的解决思路，

1电子控制模块标定故障

在连接柴油机电子控制模块ECM之后，要先核实ECM标定是否正确。确定核实标定修订历史，以正确修复储存在ECM中的标定，如小松的930E的标定为D60299，而湘机SF33900则为D60300。可以依据之前的ECM映像，确定对应机型的标定代码，或在快速服务网上以柴油机号为基础，查找其对应的控制零件号（CPL-code）中的数值相比较。在维修中，可能会遇到将非适用的模块应用到柴油机上的情况，因此在确认ECM无通讯故障前提下，要确保其标定代码是正确的。如果确有问题，需要重新标定ECM，或者更换代码正确的模块。

2进气歧管压力传感器参数值不正确

在确定柴油机电脑模块没有问题之后，需要想检查进气歧管压力传感器参数值是否正确[2]。导致进气歧管压力传感器参数值不正确，有两种原因：一是使用的压力传感器错误。压力传感器的种类较多，不同机型的柴油机应用不尽相同，因此要检查增压传感器的零件号，将它与控制零件目录（CPL）中的零件号进行比较，如有必要，需更换增压传感器。二是传感器本身的故障导致参数错误。对此要检查其内阻，对照标准确定其好坏。如果传感器确认无误，也工作正常，那就要查看进气管路和中冷器。中冷器堵塞或者中冷芯变形，都会造成进气歧管处压力低于正常值。保证充足的空气供给是解决柴油机冒黑烟的一个重要手段。检查进气压力压力传感器及进气系统并修复，才可以继续进行后续的检修工作。

3回油管受阻故障

柴油机燃油系统回油管路受阻也是比较常见的故障点，尤其是在柴油机保养之后故障更易发生。在更换燃油滤清器时，整个燃油系统是对外界开放的，外界污染物很容易进入燃油系统。在保养柴油机时需要注意，燃油滤清器在不同的机型和设备上的要求是不一样的，并非所有的都要预加注。即使需要预加注也要注意方法，一般要加注在滤芯四周。在柴油机运转时，燃油是经过过滤才进入燃油泵的，可以用检测油路压力判断回油管是否堵塞。若回路压力高于正常值，喷油器供油压力大，单位时间喷油量加大，导致燃烧不完全产生黑烟。检查发现故障点后，要根据实际情况进行清洁，或更换燃油管、单向阀、油箱通风管等部件。

4进气系统阻力超出技术规范

进排气系统的阻力也是影响柴油机排烟状况一个直接因素，其与进气歧管检查进气系统阻力的区别，是进气系统指的是中冷器之前、涡轮增压器前后这段空气系统。进气压力偏低一般都是由于空气滤芯堵塞造成的。若检查空气滤清器压力指示器显示红色，则代表空气滤清器需要更换。相对来说，排气侧堵塞的情况较少，但是也遇到过维修后将清洁用的布料落在排烟管里的情况。对此类故障，需要我们根据检查发现的情况进行清洁，或更换空气滤清器和进、排气管[3]。

5燃油泵系统故障

柴油机冒黑烟的根本原因是燃油未燃烧充分，而燃油不能充分燃烧的原因就是燃油与空气的比例不正确。燃油泵起到了建立供油压力和控制供油压力的作用，所以确保它的工作情况正常，是检查燃油系统的第一步。在连接电脑之后，使用Insite服务软件检查燃油泵输出压力是否在正常数值范围内。如果高于正常值，一般为燃油泵故障导致。对此首先要分析之后的两点，即燃油泵压力传感器和执行器是否正常。如最后确认是燃油泵内部故障，则需要更换燃油泵[4]。燃油泵压力传感器用来检测燃油泵出口压力。检查燃油泵压力传感器是否正常，如果有新的传感器，可以使用替代法确认其工作状况。否则需要检测其内阻，线路通断，对照传感器压力与电压，确定它的状态。若燃油泵压力传感器确实损坏，需更换。燃油泵执行器作用是在ECM控制下调节燃油泵出口压力。执行器常见的故障是执行器卡死，在电脑里也可以看到其故障代码，按照要求的故障树按部就班检查即可。也可以通过电脑数据监测，观察燃油泵出口压力的变化。如果气压值高于正常值，可以考虑更换燃油泵执行器。

6涡轮增压器故障

如上述部件都检查且没有问题，接下来就应该把注意力放到涡轮增压器上来。使用的增压器型号不对，其便不能提供正常的压力。首先检查涡轮增压器零件号，并将它与控制零件目录(CPL)进行比较。如确实错误，需要更换涡轮增压器，否则就要查看涡轮增压器的油封是否有泄漏。在涡轮增压器中段两侧各有一个密封圈，用于将润滑腔与进气侧和排气侧隔开。当油封损坏或进气侧有障碍，导致进气侧压力低时，机油便会在排气侧压力下被吹到进气叶轮一端，导致机油进入汽缸，同时进气量下降，排烟变黑。在检查时，一般只需要查看增压器进气连接处是否有油迹。如果检查发现增压器有问题，就要更换。更换后观察其运行状况，如不再出现故障现象即可。

7正时压力传感器与正时执行器故障

如果上述检修未解决问题，就要检查正时压力传感器和执行器是否存在故障。在现场维修过程中，遇到的较多的是执行器卡死故障。若由于油质等一些原因造成执行器卡死，会导致供油压力不受ECM控制，引起供油过多、柴油机冒黑烟。检查正时压力传感器、执行器的最简单方法是替换实验法。如现场没有新的或者确认好的执行器和传感器，则需要查看执行器的动作、电脑里的传感器压力数据，以此来分析查找故障。对于正时压力传感器，可通过检测其内阻和对应压力是否与标准相符合，来判断其是否有故障。如正式压力传感器、正时执行器损坏，需要及时更换。

8大气压力传感器发生故障

大气压力传感器故障是在寒冷工况环境中较为常见的故障。错误的大气压力数值会让ECM作出错误的喷油量指令，而过多的喷射油量也是导致柴油机冒黑烟的原因[5]。当发现这个故障时，不要立即更换传感器。燃烧废气中含有水分，在天气寒冷时常会发生大气压力传感器内部结冰现象，对此可将其替换下来，待其干燥后可以继续使用。如果检查发现大气压力传感器内部损坏，则需要更换新件。

9柴油机转速传感器发生故障

转速传感器损坏同样会影响柴油机对喷油量的控制。确保柴油机转速传感器正常和安装到位，是解决这个问题的关键。首先是要保证传感器正常，外观完好，传感器头部没有缺口或者污损[6]。再测量转速传感器的内阻，如果无穷大则说明内部短路，需要更换。安装时需要严格按照技术标准执行，即将其旋入到接触飞轮齿时再反向旋转3/4圈，如果传感器与飞轮间隙过大，则有可能感应不到信号变化，太近有可能损坏传感器。

10喷油器故障

如果以上都没有问题，就需要检查喷油器是否有故障。若喷油器损坏，燃油会以油滴状态直接进入燃烧室，造成柴油不能够完全燃烧，导致柴油机冒黑烟[7]。检查喷油器故障要点如下：首先，根据是一侧冒黑烟还是双侧都冒黑烟，确定是哪一侧喷油器有故障，还是两侧都有故障。其次，可以利用柴油机上的CENSE检测各个缸的排气温度。在QSK60的柴油机上这个功能是非常实用的，当某个缸燃烧不好时，其排气温度必然会低于正常温度。如果故障时间较长，喷油器长时间雾化不好，会造成对应缸排气管与缸盖接触位置出现油迹。这也是一个很好判断喷油器故障的办法。如果发现喷油器有故障，更换对应喷油器即可。

11顶置机构故障

若上述故障点都已检查且并无故障，则需考虑是否为顶置机构调整问题。一般在大修柴油机或有拆下顶置机构的维修之后，需要对此重点考虑。如此柴油机已正常使用一段时间，则此类故障可能性较小。如果检查是顶置机构故障，重新调整顶置机构设置。除以上基本可以覆盖现场故障类型的原因外，还需要考虑一些少见但是比较严重的故障类型。比如柴油机曲轴箱压力是否过高，缸内压缩压力是否过低，静态喷油正时是否正确，活塞、凸轮轴和其他零件是否损坏等。

12结语

本文主要以QSK60型柴油机为研究对象，对柴油机的故障诊断进行了较为详细的综述，对柴油机的维修和保养有着重要的意义。柴油机故障类型复杂，牵扯的原因很多，进行实际故障排查时，还必须结合实际情况，进行现场故障信息的搜集，与驾驶员及时的沟通。为保证矿产机制高效率运行，可将智能检测技术作为检测手段应用到矿山机械设备的故障排查中，从而使故障检测逐步实现自动化，达到快速判断故障、处理故障的目的。

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[5]阿布来提·阿不力肯.汽车电控柴油机进气歧管绝对压力传感器故障诊断与检修[J].中国市场,2016(28):71-72.

[6]韦浩生,吴宇,石小梅.柴油机转速传感器故障维修探讨[J].时代汽车,2020(06):106-107.

柴油机技术范文篇9

关键词：矿用防爆柴油机车工作原理保护装置应用分析

引言

防爆柴油机是一种以柴油为燃料的新型矿用动力机车。经过技术论证和实际运用，它适用于矿山井下具有爆炸性气体的环境，是近年来被逐渐推广的矿山运输设备。CCG10/9S防爆柴油机车目前在板集煤矿得到了实际运用，逐步替代了板集煤矿传统的蓄电池机车。

1柴油机车的基本结构

CCG10/9S防爆柴油机车为900mm轨距，液力—机械传动内燃机车，它由车体、车架、走行和制动等组成。机车为0-2-0轴列式的调车型机车。

防爆柴油机为MLR4110QFB型，主要由柴油机、进气系统、废气处理系统、水散热器及安全保护装置等组成；进气系统的进气口和费气处理系统的排气口均设置有阻火器即防爆栅栏。废气处理系统由水夹层排气管、水夹层波纹管、废气处理箱及补水箱组成；废气经水洗后再由防爆栅栏熄灭余火，保证排气安全。进气系统由进气波纹管、进气防爆栅栏及空气滤清器组成；柴油机气缸返回的火焰由进气防爆栅栏灭火，确保进气口安全。

2柴油机车的安全保护装置

2.1安全保护装置通电后，主机中的微型计算机通过传感器对温度、压力、水位等参数进行采样和运算，处理结果送显示电路进行显示，同时与设定值进行比较，如果某一路的检测参数超过设定值，则装置发出声光报警。

2.2防爆柴油机配置ZEB-15/24防爆柴油机自动保护装置，具有排气温度、表面温度、冷却水温、机油压力、废气处理水位等5种保护，并配置便携式瓦斯监测报警仪，当各项保护超过设定值时，保护装置发出声光报警信号，在一分钟内自动停止柴油机工作，具有可靠性高，使用维护方便等特点。

3柴油机车运行要满足的条件

3.1燃油的选用：柴油机必须使用符合国家标准的GB252-87环境温度规定指标的轻柴油。为了减少故障，延长柴油机的使用寿命，要严格遵守使用清洁燃油的原则。

3.2润滑油的选用：柴油机采用的是自然吸气，选用L-ECC级柴油机机油，禁用普通柴油机机油，以避免由此产生的拉缸、抱瓦等意外故障的发生。应根据环境温度，为柴油机、喷油泵、油浴式空气滤清器选择润滑油。

3.3冷却水的选用：柴油机中使用的冷却水应该是清洁的软水，如河水、雨水、雪水等，如果使用了含有大量矿物质的硬水，在高温下，这些矿物质会从水中沉淀析出来产生水垢。水垢积附在管道和高温零件的壁面上，会造成管道堵塞和高温零件散热困难，容易使柴油机过热，引起故障。

3.4轨道车场铺设的要求：由于柴油机车运输牵引能力较强，拉运车辆多，要求调车车场要比蓄电池机车车场更长，一般要达到90米左右，才能充分发挥柴油机车的运力。

3.5副井罐笼的尺寸要求：板集煤矿副井罐笼有效装载长度为5m，是运输动力机车升入井的必经通道。双向操作的CCG10/9S柴油机车外型尺寸长×宽×高为：5000mm×1120mm×1600mm。一般8T蓄电池机车的外型尺寸长×宽×高为：4850mm×1120mm×1500mm。因此板集煤矿副井罐笼均能满足这两种型号机车的提升入井条件。

4柴油机车与蓄电池机车相比具备的技术特点

CCG10/9S防爆柴油机车与蓄电池电机车相比具有以下特点：①机车功率和牵引力不会随运行时间的增加而减小，运输效率高，持续工作能力强。②不需要设置充电房和充电设备，减少充电工人员的配备等。③工作可靠，使用维护简单，不需调配制电解液，对环境污染减小。④CCG10/9S防爆柴油机在控制器内设置了液晶显示屏，使操作工的视线范围扩大，更好地保障了行车安全。⑤该型号机车柴油机进气口和费气排放口，均采用特殊改进，整车具有防爆性能和瓦斯超限自动保护性能，和防爆蓄电池机车一样，均适应有瓦斯的井下工作环境。

5柴油机车与蓄电池机车的经济比较

5.1每台蓄电池机车每年的运输费用为39.62万元。并且不包括充电厂房设置建设固定费用需投入80多万和购置充电设备12万元。具体包括：①岗位作业人员（包括充电工、电瓶维修工、硫酸配制工）工资费用支出24万/年。②电池机车年运行费用为15.62万元。每年要更换以下零部件：电枢2台：2台*4000元/台=8000元；控制器1台：1台*7800元/台=15600元；减速机2台：2台*6000元/台=12000元；闸块8块：8块*75元/块=600元；弹簧板4套：4套*750元/套=3000元；硫酸1200公斤：1200公斤*3元/公斤=3600元；按一天按额定功率运行十六小时计算，运行电费为：30千瓦*16小时/天*365天*0.5元/度=87600元；更换一箱电源装置需3万元；其它小型材料4000元。

5.2每台防爆柴油机车的运行费用为12.33万元。具体包括：柴油费用：15公升/小班*3小班/天*30天/月*12月*6.5元/公升=105300元；维修费用：12000元；其它未预见费用：500元/月*12月=6000元。通过实际使用和理论测算，仅运行费用一项，防爆柴油机车比蓄电池机车每年要节约运行费用27.29万元。其次防爆柴油机车与蓄电池机车相比，省时省力省人工，同时还消除了蓄电池机车电解液在使用过程中产生的有害气体对环境的污染和对人体的伤害。

6防爆柴油机车与蓄电池机车的运输能力比较

CCG10/9S防爆柴油机车最大牵引吨位在坡度达到3‰时，最大牵引吨位达到130吨。如果用柴油机车牵引MGC1.7-9B型矿车的话，每辆装满矸石的重车按3.7T计算，一次最多可牵引近35辆重车；同样条件下，8T蓄电池机车一次最多只能牵引18辆重车。防爆柴油机车的运输能力是一般蓄电池机车近2倍。

柴油机技术范文篇10

关键词：柴油机水泵机组；改造；APC715；DSC；应急供水

对于钢铁生产加工等相关生产工艺，应急冷却供水的可靠性对于相关生产过程十分重要。正常情况下，冷却水采用电泵供应，当电力中断或者电力驱动水泵故障等造成出水压力不足时，配置能自动投入运行、智能管理与控制工艺参数、人机交互方便的应急冷却供水系统，对于提升应急供水可靠性和生产工艺品质是必要的[1]。

1问题提出与解决方案

某生产车间原有的应急柴油机水泵机组由柴油机、水泵、蓄电池、仪表盘等组成，由于采用手动操作，机组启停、怠速与运行切换、水泵负载投切、蓄电池充电等需要人工控制，在运行中存在较多问题：由于冷却水温度低、蓄电池电力不足等原因造成启动困难；怠速切换、负载投切等人工操作，降低了机组运行的可靠性和时效性；柴油机转速由高压泵油门设定、控制，转速精度、稳定性不高；机组运行参数，包括转速、机油压力、冷却水温、出水压力等不便于监控；蓄电池电能不能保持充足；现场报警信息、运行记录等历史信息不便查询等。如果应急供水启动失效，对于生产管理将产生诸多不利影响。针对上述问题，提出如下解决方案：采用众智APC715柴油发动机智能控制器来控制柴油机水泵机组，实现柴油机自动开停机操作、怠速/运行转换、负载控制、柴油机运行参数在线设置、参数测控、保护报警等参数管理功能；使用柴油机配套数字化速度控制调节器（DSC）的调速功能，调节稳定柴油发动机的转速，稳定水泵出水压力，配置蓄电池充电管理机制，冷却水温度自动调节控制[2]，保证柴油机组可靠启动，实现应急柴油机水泵机组可靠运行，有效提升生产工艺品质和生产过程自动化水平。

2系统组成与主要设备选择

本系统主要由柴油机-水泵机组、水泵控制器（APC715）、柴油机速度调节器（DSC）、市电检测、蓄电池及智能充电装置，以及柴油机转速、机油温度/压力、冷却水温/水位等监测传感器组成。以市电断电为例，由APC715发出柴油机启动信号，水泵机组投入运行；当市电来电时，APC715发出停车信号，水泵机组退出运行。机组运行过程中，水泵控制器完成参数测量、报警保护功能，转速调节由DSC完成。另外，本系统还具有手动控制、PC机通过RS485接口远程监控等功能，便于不同应用场合的功能扩展。

2.1柴油机选择

柴油发动机采用韩国斗山DP222型柴油发动机，使用其原装配套的数字式速度调节器（DSC）、机载发电机转速传感器、机油压力传感器、冷却水温传感器，并提供相关的发动机各项经验数据，控制系统的设计、安装调试和维护工作极为方便。

2.2柴油机智能控制器

APC715柴油发动机智能控制器采用32位ARM微处理器，可实现过程参数的精准测量、过程参数整定、运行记录查询等功能，实现发动机开停机、怠速切换、负载控制、报警保护等优化控制，具有手动、自动、远程监控三种工作模式。系统运行时，过程参数可从控制面板LCD在线调整，所有参数可使用USB接口或者通过RS485接口在线设置、调整及实时监测。控制器除了具有常规发动机调速接口（GOV）外还带有CANbus（SAEJ1939）接口[3]，可广泛应用于各类型柴油发动机控制系统。

2.3柴油机速度调节器

与DP222型柴油机配套，数字调速控制器（DSC-1000）应用于柴油发动机转速调节与控制，控制精准，发动机运行转速稳定、设置范围宽。以升级版微控制单元（MCU）设计而成的高性能嵌入式电控系统，具有完善的软硬件保护机制，减少模拟电路在使用中受到温度漂移、电磁噪声、振动等干扰。作为高端的数码速度控制器，该数字调速控制器具有PID自动设定功能，能检查电池电压、pick-up传感器、执行器的状态，如发生异常，黑匣子将记录管理发动机的运行情况，方便用户的操作和使用。

3电气系统设计

3.1水泵机组控制回路

柴油机水泵机组控制示意图如图1所示，市电检测、冷却水温度控制和充电控制示意图如图2所示。自动模式下，市电检测由电压继电器KV完成，其触点KA10接入APC715的远程控制接口实现自动启动和停机，机组运行过程中，由柴油机转速PID控制转速调节器DSC完成。手动操作模式在控制器面板完成，与自动模式类似。自动模式下的开停机操作如下：3.1.1机组开机操作1）当市电掉电，电压继电器KV动作，远程启动信号输入有效，进入启动延时。2）采用单独设计的冷却水温度控制，冬季接通预热开关K2，冷却水温度控制按照用户设定的温度自动调节。3）启动延时结束，燃油继电器KA4输出有效，速度调节器DSC上电，接通油路，并由KA5接通蓄电池充电回路，使机载发电机对蓄电池充电，此时，市电充电回路自动解除；同时启动继电器KA6输出有效，接通启动电机，柴油机启动。如果在设定的启动时间内柴油机组工作参数没有满足启动成功条件要求，则系统判定启动失败，燃油继电器KA4和启动继电器KA6自动断开，进入设定的启动间隔，柴油机组延时再启动，启动成功条件可根据现场需要设置[3]。4）如果柴油机组启动成功，则进入初始运行周期，在此期间，控制器对于油压、水温、转速等参数不报警，初始运行时间到则进入怠速运行周期，由怠速继电器KA2接通DSC怠速控制端子，进入怠速运行。在怠速时间内，转速报警无效，当怠速运行周期结束，KA2断开，进入高速暖机周期。5）高速暖机周期结束，柴油机组进入正常运行状态，根据用户设定的带负载条件（如发动机转速），由带负载继电器KA3驱动离合器实现加载水泵。3.1.2机组停机操作1）当市电来电，电压继电器断开，自动停机信号输入有效，开始停机延时周期。2）停机延时时间到，停机散热延时周期开始。延时时间进入停机怠速运行周期，此时，按照用户设定的卸载条件（如发动机转速）由带载继电器KA3卸载水泵，为停机做好准备，用户可根据需要设置怠速继电器KA2输出。3）停机怠速运行结束，燃油继电器KA4输出无效，切断油路，DSC掉电，同时控制器延时到指定时间后，通过对柴油机组参数测量，自动判断柴油机组是否停稳。4）当柴油机组停稳后，柴油机组进入待机状态。5）上述各时间（怠速周期等）参数均可在控制器操作面板LCD在线设置。

3.2检测传感器设置

发动机转速传感器、机油压力传感器、冷却水温传感器为柴油机自带，为机载安装，转速传感器为电磁型，机油压力、冷却水温传感器为电阻型，柴油液位传感器为电流型，出水压力传感器为电阻型。各传感器类型、曲线、报警等相关参数的设置可在APC715控制器在线设置，设置参数必须与实际安装器件一致。

3.3冷却水温度控制

由于系统安装于北方，本系统加入了冷却水温自动控制部分，使用技术成熟的温度控制模块和热电偶实现温度控制，本系统选用两段式稳定控制器和E型热电偶。在冬季运行时，闭合K2，则冷却水温度将会自动保持设定温度，从而保证冬季水温处于可使用范围，冷却水不冻结，以确保柴油机组正常工作。

3.4蓄电池自动充电

由于运行地点断电情况较少，应急供水系统启动间隔时间很长，为保证市电断电时蓄电池电能充足，保证柴油机可靠启动，本系统主要通过时控开关控制，采用市电对蓄电池周期性充电。柴油机启动之后，KA4接通，KM1断开，智能充电器电源断开，同时，KA5接通，切换到机载发电机对蓄电池充电；柴油机停车，KA4、KA5断电，KM1受时控开关KT控制，根据时控开关设置的充电时间对蓄电池充电。

3.5系统设置

1）柴油机启动的相关参数有柴油机转速、机油压力参数等，实际启动参数需要达到设定值允许范围，为系统重要参数，由控制器根据设定值与实际测量值进行比较后自行判断，如果柴油机启动参数不满足启动成功条件，则按照设定的启动次数和间隔时间重新启动，超过启动次数，则发生启动失败报警。2）柴油机安全运行时间、怠速时间、高速暖机时间等关系到系统启动的可靠性，与柴油机启动成功条件参数类似，需要在调试中依据现场情况确定。3）柴油机速度调节器DSC设置主要有柴油机类型、运行转速、怠速转速、报警参数、齿轮齿数等[4]，可在DSC上电之后在现场设置。

3.6注意事项

1）柴油机启动之前要检查柴油液位、润滑油标尺和冷却水液位，一般需要每年检查2~3次，确保达到使用要求。2）柴油加注之后，在柴油机启动之前，一定要排除柴油管路（柴油滤清器到喷油泵之间）当中的气泡，以免造成柴油机启动困难或者运行转速不稳定的情况[5]。3）紧急情况下，可以使用APC715控制器操作面板的紧急停车按钮或者柴油机自带的燃油泵操纵装置关闭柴油机组。

4结束语

本系统采用先进成熟、稳定可靠的柴油机组、控制调节方便的控制模块以及数字式柴油机速度调节器，对原有水泵机组进行智能化改造，实现了应急冷却供水自动化控制，具备远程监控、自动、手动等多种操作模式，具有参数监测、保护报警、怠速转换、负载控制、自动投切等功能，有效了提升系统可靠性和运行品质。系统已经在某钢铁企业正常运行两年，稳定可靠，达到设计要求。

参考文献

［1］何莫兄.消防双动力给水设备的技术创新［J］.科技视界，2013（1）：58，91

［2］吴世德，李玉鑫，段新，等.基于PLC的应急柴油机组预热控制系统设计［J］.仪器仪表与分析检测，2009（1）：14-16

［3］郑州众智科技股份有限公司.APC715柴油发动机控制器用户手册［Z］.郑州：郑州众智科技股份有限公司，2016：31-49

［4］韩国斗山集团.斗山DP222系列柴油机操作与保养说明书［Z］.韩国斗山集团，2014：165-174