第5章 柴油機(jī)燃油系統(tǒng)

1、第五章第五章 柴油機(jī)燃油系統(tǒng)柴油機(jī)燃油系統(tǒng)n5.6 輔助裝置輔助裝置柴油的使用性能：柴油的使用性能：1、發(fā)火性：指柴油的自燃能力。（十六烷值）發(fā)火性：指柴油的自燃能力。（十六烷值）2、蒸發(fā)性：指柴油蒸發(fā)汽化的能力。、蒸發(fā)性：指柴油蒸發(fā)汽化的能力。3、粘、粘 度：表示柴油稀稠程度和流動(dòng)難易程度。度：表示柴油稀稠程度和流動(dòng)難易程度。4、凝、凝 點(diǎn)：指柴油失去流動(dòng)性開始凝固時(shí)的溫度。點(diǎn)：指柴油失去流動(dòng)性開始凝固時(shí)的溫度。 柴油按其凝點(diǎn)分為柴油按其凝點(diǎn)分為10號(hào)、號(hào)、0號(hào)、號(hào)、-10、-20、-35號(hào)號(hào)和和-50號(hào)等。號(hào)等。 降低凝點(diǎn)的方法：降低凝點(diǎn)的方法： 加入裂化煤油；加入裂化煤油； 加入添加劑加

2、入添加劑 烷基奈烷基奈 乙烯醋酸乙烯脂乙烯醋酸乙烯脂 返回返回一、柴油機(jī)供給系的一、柴油機(jī)供給系的組成組成二、二、 功功 用用 燃油供給裝置：燃油供給裝置：柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器噴油泵、噴油器、高壓油管、低壓油管、回油、高壓油管、低壓油管、回油管等。管等。 三、三、 柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的組成柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的組成空氣供給裝置：空氣供給裝置：空氣濾清器、進(jìn)氣管道?？諝鉃V清器、進(jìn)氣管道。 混合氣形成裝置：混合氣形成裝置：燃燒室。燃燒室。 廢氣排出裝置：廢氣排出裝置：排氣管道、消音器排氣管道、消音器柱塞式噴油泵柴油機(jī)燃油系統(tǒng)示意圖柱塞式噴油泵柴油機(jī)燃油系統(tǒng)示

3、意圖柱塞式噴油泵柴油機(jī)燃油系統(tǒng)示意圖柱塞式噴油泵柴油機(jī)燃油系統(tǒng)示意圖裝有裝有VE型分配式噴油泵的柴油機(jī)燃油系統(tǒng)示意圖型分配式噴油泵的柴油機(jī)燃油系統(tǒng)示意圖轉(zhuǎn)子式分配泵柴油機(jī)燃油系統(tǒng)示意圖轉(zhuǎn)子式分配泵柴油機(jī)燃油系統(tǒng)示意圖四、柴油機(jī)的特點(diǎn)四、柴油機(jī)的特點(diǎn)五、柴油機(jī)的燃燒過程五、柴油機(jī)的燃燒過程 1 1、備燃期：備燃期：A-BA-B2 2、速燃期：、速燃期：B-CB-C， 3 3、緩燃期：、緩燃期：C-DC-D， D D點(diǎn)為溫度最高點(diǎn)點(diǎn)為溫度最高點(diǎn): :2000-2500K2000-2500K4 4、后燃期：、后燃期：D-ED-E （1）備燃期）備燃期 從噴油開始開始著火燃燒為止 噴入氣缸中的霧狀柴油

4、并不能馬上著火燃燒，氣缸中的氣體溫度，雖然已高于柴油的自燃點(diǎn)，但柴油的溫度不能馬上升高到自燃點(diǎn)，要經(jīng)過一段物理和化學(xué)的準(zhǔn)備過程。也就是說，柴油在高溫空氣的影響下，吸收熱量，溫度升高，逐層蒸發(fā)而形成油氣，向四周擴(kuò)散并與空氣均勻混合（物理變化）。 隨著柴油溫度升高，少量的柴油分子首先分解，并與空氣中的氧分子進(jìn)行化學(xué)反映，具備著火條件而著火，形成了火源中心，為燃燒作好了準(zhǔn)備。這一時(shí)期很短，一般僅為0.00070.003 秒。 （2）速燃期）速燃期 從燃燒開始?xì)飧變?nèi)出現(xiàn) Pmax時(shí)為止 火源中心已經(jīng)形成，已準(zhǔn)備好了的混合氣迅速燃燒，在這一階段由于噴入的柴油幾乎同時(shí)著火燃燒，而且是在活塞接近上止點(diǎn)，氣缸

5、工作容積很小的情況下進(jìn)行燃燒的，因此，氣缸內(nèi)的壓力P迅速增加，溫度升高很快。（3）緩燃期）緩燃期 從出現(xiàn)Pmax 出現(xiàn) Tmax為止 這一階段噴油器繼續(xù)噴油，由于燃燒室內(nèi)的溫度和壓力都高，柴油的物理和化學(xué)準(zhǔn)備時(shí)間很短，幾乎是邊噴射邊燃燒。但因?yàn)闅飧字醒鯕鉁p少，廢氣增多，燃燒速度逐漸減慢，氣缸容積增大。所以氣缸內(nèi)壓力略有下降，溫度達(dá)到最高值，通常噴油器已結(jié)束噴油。 （4）后燃期）后燃期 緩燃期以后的燃燒 這一時(shí)期，雖然不噴油，但仍有一少部分柴油沒有燃燒完，隨著活塞下行繼續(xù)燃燒。后燃期沒有明顯的界限，有時(shí)甚至延長(zhǎng)到排氣沖程還在燃燒。后燃期放出的熱量不能充分利用來作功，很大一部分熱量將通過缸壁散至冷

6、卻水中，或隨廢氣排出，使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，排氣溫度升高，造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性下降，經(jīng)濟(jì)性下降。 因此，要盡可能地縮短后燃期。 對(duì)混合氣形成的要求如下：對(duì)混合氣形成的要求如下： 必須要有足夠的空氣量和適當(dāng)?shù)牟裼土勘仨氁凶銐虻目諝饬亢瓦m當(dāng)?shù)牟裼土?因?yàn)椴裼腿紵懦鰺崃渴怯捎诓裼秃涂諝庵械难鯕庠谝欢囟群蛪毫l件下產(chǎn)生化學(xué)作用的結(jié)果，所以空氣與柴油是放熱的兩個(gè)重要因素。 空氣量與柴油量比例不同，所形成的可燃混合氣的成分也就不同，一般要求：=1.31.5 過大，混合氣過稀，燃燒速度慢，散發(fā)熱量多，有效功率Ne 過小，混合氣過濃，燃燒不完全，油耗增加，冒黑煙，經(jīng)濟(jì)性變壞。 可見是影響發(fā)動(dòng)機(jī)功率和油耗的重要因素。

7、 噴油時(shí)刻要準(zhǔn)確，混合氣形成的規(guī)律應(yīng)合適噴油時(shí)刻要準(zhǔn)確，混合氣形成的規(guī)律應(yīng)合適 氣缸中燃燒過程的主要放熱階段應(yīng)該是上止點(diǎn)稍后，容積小可得到較高的壓力，熱效率高，熱損失小，所以要求噴油時(shí)刻要準(zhǔn)確。噴油過早、過晚對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作都是不利的。過早：混合氣提前形成，并在活塞到達(dá)上止點(diǎn)前像爆炸似的同時(shí)著火燃燒，結(jié)果給正在上行的活塞造成一個(gè)短時(shí)間阻力，并嚴(yán)重敲缸工作粗暴。 過遲：混合氣在活塞下行時(shí)才開始形成和燃燒，結(jié)果燃燒空間增大，從氣缸壁面?zhèn)髯叩臒崃吭黾?，造成發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，燃燒壓力降低（P）氣體壓力推動(dòng)活塞的效果減小，甚至有可能使部分混合氣來不及燃燒而隨廢氣排出去，使有效功率Ne 最好的噴油時(shí)刻與燃燒室的型式

8、和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，對(duì)于一定結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定轉(zhuǎn)速下，可通過試驗(yàn)找到一個(gè)功率大，油耗低的最好噴油時(shí)刻，通常用曲軸距活塞到達(dá)上止點(diǎn)的轉(zhuǎn)角表示，稱為噴油提前角。 噴油質(zhì)量應(yīng)與燃燒室形狀相適應(yīng)，形成均勻的混合氣噴油質(zhì)量應(yīng)與燃燒室形狀相適應(yīng)，形成均勻的混合氣 霧化良好：噴油泵和噴油器的噴射質(zhì)量應(yīng)與燃燒室相適應(yīng)。 燃燒室的形狀：空氣產(chǎn)生相應(yīng)流動(dòng)來促進(jìn)混合。 氣流的攪動(dòng)，燃料的性能氣流的攪動(dòng)，燃料的性能 燃燒室的形狀，切向進(jìn)氣，形成渦流，有利于混合，柴油的16烷值高，則自燃點(diǎn)低，備燃期短。燃燒室分類燃燒室分類1 1、直噴式燃燒室：又稱、直噴式燃燒室：又稱統(tǒng)一式燃燒室統(tǒng)一式燃燒室。常見結(jié)。常見結(jié)構(gòu)有構(gòu)有 型燃

9、燒室和球型燃燒室。型燃燒室和球型燃燒室。2 2、分隔式燃燒室：由主燃燒室和副燃燒室組成。、分隔式燃燒室：由主燃燒室和副燃燒室組成。常見型式有常見型式有渦流室燃燒室渦流室燃燒室和和預(yù)預(yù)燃室燃燒室燃室燃燒室。直噴式燃燒室直噴式燃燒室型燃燒室：型燃燒室：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 形狀簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，燃燒形狀簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，燃燒室與水套接觸面積小，散熱少，室與水套接觸面積小，散熱少，可減少熱損失，熱效率高，經(jīng)濟(jì)可減少熱損失，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性較好。性較好。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 工作粗暴，噴射壓力高工作粗暴，噴射壓力高（1722MPa），制造困難，），制造困難，噴孔易堵。噴孔易堵。 螺旋進(jìn)氣道空氣渦流運(yùn)動(dòng)螺旋進(jìn)氣道空氣渦流

10、運(yùn)動(dòng)球形燃燒室球形燃燒室優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 工作柔和，工作柔和，噪音小，又叫噪音小，又叫輕聲輕聲發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 起動(dòng)困難，起動(dòng)困難，螺旋形進(jìn)氣道，結(jié)螺旋形進(jìn)氣道，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。構(gòu)復(fù)雜，制造困難。分隔式燃燒室分隔式燃燒室分隔式燃燒室分隔式燃燒室渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室：它的副燃燒室是球形或圓柱形的渦流室，其容積約占燃燒室總?cè)莘e的50%80%，渦流室有切向通道與主燃燒室相通渦流室有切向通道與主燃燒室相通。在壓縮行程中，氣缸內(nèi)的空氣被活塞推擠，經(jīng)過通道進(jìn)入渦流室，形成強(qiáng)烈地有組織的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（幾百轉(zhuǎn)/分）柴油噴入渦流室中，在空氣渦流的作用下，形成較濃的混合氣。部分混合氣在渦流室

11、中著火燃燒，已燃與未燃的混合氣高速（經(jīng)通道）噴入主燃燒室，借活塞頂部的雙渦流凹坑，產(chǎn)生第二次渦流。促使進(jìn)一步混合和燃燒。 要求：順氣流方向噴射，由于渦流運(yùn)動(dòng)促進(jìn)了混合氣的形成與燃燒，可采用較大孔徑的噴油器，噴射壓力也較低（1214 MPa） 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：工作柔和，空氣利用率較高，噴射壓力也較低。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：熱損失大，經(jīng)濟(jì)性差，起動(dòng)困難（多裝有電熱塞）。預(yù)燃室燃燒室預(yù)燃室燃燒室： 缸蓋上有預(yù)燃室，占燃燒室總?cè)莘e的1/3，預(yù)燃室與主燃室有通道，活塞為平頂。因?yàn)橥ǖ啦皇乔邢虻?，所以壓縮時(shí)不產(chǎn)生渦流。連通預(yù)燃室與主燃室的孔道直徑較小，由于節(jié)流作用產(chǎn)生壓力差，使預(yù)燃室內(nèi)形成紊流運(yùn)動(dòng)，油束大部分射在預(yù)燃室的

12、出口處，只有少部分與空氣混合（出口處較濃，而上部較?。喜恐鸷?，產(chǎn)生高壓，已燃的和出口處較濃的混合氣一同高速噴入主燃燒室，在主燃燒室內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的燃燒攏流運(yùn)動(dòng)，使大部分燃料在主燃燒室內(nèi)混合和燃燒。 優(yōu)缺點(diǎn)與渦流室燃燒室基本相同。優(yōu)缺點(diǎn)與渦流室燃燒室基本相同。 返回返回柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室與噴油器柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室與噴油器 型燃燒室型燃燒室球形燃燒室球形燃燒室渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室預(yù)燃室式燃燒室預(yù)燃室式燃燒室直噴式燃燒室直噴式燃燒室分隔式燃燒室分隔式燃燒室孔式噴油器孔式噴油器軸針式噴油器軸針式噴油器應(yīng)用：應(yīng)用： 直接噴射燃燒室，直接噴射燃燒室，孔數(shù)孔數(shù)18個(gè)，孔徑個(gè)，孔徑0.150.7mm

13、 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 進(jìn)油管接頭、進(jìn)油管接頭、噴油器體、針閥偶噴油器體、針閥偶件、頂桿、調(diào)壓彈件、頂桿、調(diào)壓彈簧、回油管接頭簧、回油管接頭圖圖5-5孔式噴油器結(jié)構(gòu)孔式噴油器結(jié)構(gòu) 1-回油管接頭回油管接頭 2、18-襯墊襯墊 3-調(diào)壓螺釘保護(hù)螺母調(diào)壓螺釘保護(hù)螺母 4、6-墊圈墊圈 5-調(diào)壓螺釘調(diào)壓螺釘 7-調(diào)壓彈簧調(diào)壓彈簧 8-頂桿頂桿 9-噴油器體噴油器體 10-噴油嘴擰緊螺母噴油嘴擰緊螺母 11-針閥針閥 12-針閥體針閥體 13-墊塊墊塊 14-定位銷定位銷 15-進(jìn)油管接頭保護(hù)螺進(jìn)油管接頭保護(hù)螺母母 16-進(jìn)油管接頭進(jìn)油管接頭 17-噴油器濾噴油器濾芯芯 19-保護(hù)套保護(hù)套低慣量孔式噴油器低慣

14、量孔式噴油器1.特點(diǎn)：特點(diǎn)： 調(diào)壓彈簧和針閥的位置較近，調(diào)壓彈簧和針閥的位置較近，減少慣性對(duì)于轉(zhuǎn)速大于減少慣性對(duì)于轉(zhuǎn)速大于3000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分的發(fā)動(dòng)機(jī)影響。分的發(fā)動(dòng)機(jī)影響。 2.對(duì)彈簧的要求較高對(duì)彈簧的要求較高 3.對(duì)防止積碳等有好的效果對(duì)防止積碳等有好的效果 三、軸針式噴油器三、軸針式噴油器特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、在針閥密封錐面以下、在針閥密封錐面以下有一段軸針，穿過閥體上有一段軸針，穿過閥體上的噴孔稍突出閥體之外，的噴孔稍突出閥體之外，使噴孔成圓環(huán)形，噴出空使噴孔成圓環(huán)形，噴出空心油柱。心油柱。2、噴孔孔徑大，易加工。、噴孔孔徑大，易加工。3、工作時(shí)，軸針在噴孔內(nèi)、工作時(shí)，軸針在噴孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，清除積

15、碳，噴孔往復(fù)運(yùn)動(dòng)，清除積碳，噴孔不易堵塞，工作可靠。不易堵塞，工作可靠。高高壓壓油油腔腔承壓錐面承壓錐面軸針軸針密封錐面密封錐面軸針式噴油嘴的結(jié)構(gòu)形式軸針式噴油嘴的結(jié)構(gòu)形式圓柱形圓柱形截錐形截錐形返回返回轉(zhuǎn)子分配式噴油泵轉(zhuǎn)子分配式噴油泵柱塞式噴油泵柱塞式噴油泵單體泵單體泵一、一、柱塞式噴油泵柱塞式噴油泵A型噴油泵結(jié)構(gòu)型噴油泵結(jié)構(gòu)柱塞式噴油泵柱塞式噴油泵泵油機(jī)構(gòu)泵油機(jī)構(gòu) 柱塞副的構(gòu)造：柱塞副的構(gòu)造： 柱塞和柱塞套是一對(duì)柱塞和柱塞套是一對(duì) 精密偶件，經(jīng)配對(duì)研精密偶件，經(jīng)配對(duì)研 磨后不能互換，要求磨后不能互換，要求 有高的精度和光潔度有高的精度和光潔度 以及好的耐磨性，其以及好的耐磨性，其 徑向間隙為徑向間隙為0.001 0.003mm柱塞柱塞柱塞套柱塞套進(jìn)油孔進(jìn)油孔螺旋槽螺旋槽工工作作原原理理柱塞式噴油泵泵油原理示意圖柱塞式噴油泵泵油原理示意圖調(diào)節(jié)齒桿調(diào)節(jié)齒桿調(diào)節(jié)齒圈調(diào)節(jié)齒圈控制套筒控制套筒拉桿拉桿撥叉撥叉返回返回調(diào)整螺母調(diào)整螺母緊縮螺母緊