柴油機(jī)供給系講課件

1、第六章 柴油機(jī)供給系第1頁，共36頁。知識(shí)點(diǎn)：柴油機(jī)供給系的組成及功用柴油機(jī)混合氣的形成柴油機(jī)燃燒室第2頁，共36頁。第一節(jié) 柴油機(jī)供給系的組成及燃料 柴油機(jī)工作原理與汽油機(jī)不同,采用高壓噴射方法。在壓縮行程接近結(jié)束時(shí)，將柴油噴入氣缸，直接在氣缸內(nèi)部形成混合氣，借缸內(nèi)空氣的高溫自行發(fā)火燃燒。因此，柴油機(jī)供給系組成、構(gòu)造與汽油機(jī)有很大區(qū)別。 柴油機(jī)供給系擔(dān)負(fù)柴油供給和空氣供給以及可燃混合氣的形成、燃燒和廢氣的排出的任務(wù)。 第3頁，共36頁。燃油供給裝置：柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器等。 空氣供給裝置：空氣濾清器、進(jìn)氣管。 混合氣形成裝置：燃燒室。 廢氣排出裝置：排氣管、排氣消聲器1

2、、組成第4頁，共36頁。供給路線圖第5頁，共36頁。2柴油 柴油是在533-623k的溫度范圍內(nèi)，從石油中提煉出的碳?xì)浠衔?，含?7%，氫12.6%和氧0.4%。柴油機(jī)的使用性能指標(biāo) :發(fā)火性、蒸發(fā)性、粘度、凝點(diǎn) 柴油按凝點(diǎn)分為10，0，-10，-20，-35五個(gè)牌號(hào)，其凝點(diǎn)分別不高于10，0，-10,-20,-35。其代號(hào)分別為RCZ-10，RC-0，RC-10，RC-20，RC-35，R和C是燃和柴字的漢語拼音字頭，凝點(diǎn)在0以上的則在-前加上Z字，選用時(shí)，號(hào)數(shù)應(yīng)比實(shí)際氣溫低510。 第6頁，共36頁。第二節(jié) 可燃混合氣的形成、燃燒及燃燒室1可燃混合氣的形成與燃燒 (1)柴油機(jī)混合氣的形成

3、 柴油機(jī)在進(jìn)氣行程中進(jìn)入氣缸的是純空氣，在壓縮行程接近終了時(shí)，由噴油器將已加壓的柴油以霧化的形式噴入燃燒室，經(jīng)過極短的物理和化學(xué)準(zhǔn)備過程與進(jìn)入氣缸的空氣混合形成可燃混合氣(2)改進(jìn)混合氣形成條件的措施選用十六烷值較高發(fā)火性較好的柴油，以使可燃混合氣迅速燃燒。采用較高的壓縮比，以提高氣缸內(nèi)的溫度，使柴油盡快揮發(fā)。提高噴油壓力，一般在10MPa以上，以利于柴油霧化。采用各式促進(jìn)氣體運(yùn)動(dòng)的燃燒室和進(jìn)氣道，以保證柴油與空氣的均勻混合。采用較大過量空氣系數(shù)(1.31.5)的可燃混合氣，以使柴油完全燃燒。采用適當(dāng)?shù)膰娪吞崆?第7頁，共36頁。柴油機(jī)混合氣的燃燒過程 備燃期 不易過長速燃期迅速蒸發(fā)、混合、燃

4、燒緩燃期噴油結(jié)束后燃期壓力、溫度下降第8頁，共36頁。(3)柴油機(jī)混合氣的燃燒過程(1)備燃期（AB）：是指由噴油始點(diǎn)到燃燒始點(diǎn)之間的曲軸轉(zhuǎn)角。在此期間，噴入氣缸的霧狀柴油從氣缸內(nèi)的高溫空氣吸收熱量，逐漸蒸發(fā)、擴(kuò)散，與空氣混合，并進(jìn)行燃燒前的化學(xué)準(zhǔn)備。備燃期不宜過長，否則會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴。(2)速燃期（BC）：是指從燃燒始點(diǎn)到氣缸內(nèi)的最大壓力點(diǎn)之間的曲軸轉(zhuǎn)角。從燃燒始點(diǎn)開始，火焰自火源迅速向各處傳播，使燃燒速度迅速增加，急劇放熱，導(dǎo)致燃燒室中溫度和壓力迅速上升，直至壓力最大點(diǎn)為止。在此期間，早已噴入或燃燒開始后陸續(xù)噴入的柴油在已燃?xì)怏w的高溫作用下，迅速蒸發(fā)、混合和燃燒。第9頁，共36頁。(3

5、)緩燃期（CD）：是從最高壓力點(diǎn)起到最高溫度點(diǎn)止的曲軸轉(zhuǎn)角。在此階段，開始燃燒很快，但由于氧氣減少，廢氣增多，燃燒條件不利，故燃燒越來越慢，但燃?xì)鉁囟葏s能繼續(xù)升高到19732273K。緩燃期內(nèi)，通常噴油已結(jié)束。(4)后燃期（DE）：從最高溫度點(diǎn)起，燃燒在逐漸惡化的條件下于膨脹行程中緩慢進(jìn)行直到停止。在此期間，壓力和溫度均降低。第10頁，共36頁。2燃燒室 （1）定義：當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，氣缸蓋和活塞頂組成的密閉空間稱為燃燒室。 （2）分類：分統(tǒng)一式燃燒室和分隔式燃燒室兩大類。 統(tǒng)一式燃燒室由凹頂活塞頂部與氣缸蓋底部所包圍的單一內(nèi)腔，幾乎全部容積都在活塞頂面上。燃油自噴油器直接噴射到燃燒室中，借

6、噴出油注的形狀和燃燒室形狀的匹配，以及燃燒室內(nèi)空氣渦流運(yùn)動(dòng)，迅速形成混合氣。所以又叫做直接噴射式燃燒室。 第11頁，共36頁。構(gòu)造：缸蓋底面是平的，活塞頂部下凹（型、球型、四角型、U型） 第12頁，共36頁。燃燒室：第13頁，共36頁。分隔式燃燒室 分為兩個(gè)部分，主燃燒室位于活塞頂，而副燃燒室位于缸蓋上，主副燃燒室通過通道相同，噴油嘴位于副燃燒室內(nèi)。常見型式有渦流室燃燒室和預(yù)燃室燃燒室兩種。 （1）渦流燃燒室主副燃燒室之間通過狹窄的切向通道相通，空氣被擠入渦流室形成強(qiáng)烈有規(guī)則渦流運(yùn)動(dòng)，大部分柴油在渦流室內(nèi)燃燒，形成二次渦流混合燃燒（2）預(yù)燃燃燒室空氣被擠入預(yù)燃室產(chǎn)生無規(guī)則紊流，小部分柴油在預(yù)燃

7、室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生二次紊流混合完全燃燒。第14頁，共36頁。第15頁，共36頁。（a）渦流燃燒室 （b）預(yù)燃燃燒室第16頁，共36頁。第三節(jié) 噴油器1功用、要求與型式 功用：噴油器將噴油泵供給的高壓柴油，以一定的壓力，呈霧狀噴入燃燒室。 要求：霧化均勻 具有一定的噴射壓力和射程，及合適的噴注錐角 斷油迅速、無滴漏現(xiàn)象 孔式噴油器型式：目前采用的噴油器都是閉式噴油器 軸針式噴油器第17頁，共36頁。1.噴油器體 2.調(diào)壓螺釘 3.調(diào)壓彈簧4.回油管螺栓 5.進(jìn)油管接頭 6.濾芯 7.頂桿 8.針閥 9.針閥體2孔式噴油器（1）結(jié)構(gòu)1）適用：統(tǒng)一式燃燒室2）結(jié)構(gòu)第18頁，共36頁。第19頁，共36頁。

8、3軸針式噴油器結(jié)構(gòu)：針閥 、針閥體、承壓錐面、壓力室、密封錐面、軸針與孔式相比，噴孔只有一個(gè)、較大，不易堵塞、易加工，噴油壓力較低，軸針較復(fù)雜，具有自潔作用。第20頁，共36頁。第21頁，共36頁。第四節(jié) 噴油泵噴油泵是柴油供給系中最重要的零件，它的性能和質(zhì)量對(duì)柴油機(jī)影響極大。 1功用、要求、型式 功用：提高柴油壓力，按照發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序，負(fù)荷大小，定時(shí)定量地向噴油器輸送高壓柴油。 要求：（1）泵油壓力要保證噴射壓力和霧化質(zhì)量的要求。 （2）供油量應(yīng)符合柴油機(jī)工作所需的精確數(shù)量。（3）保證按柴油機(jī)的工作順序，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確供油。 （4）供油量和供油時(shí)間可調(diào)正，并保證各缸供油均勻。 （5）供

9、油規(guī)律應(yīng)保證柴油燃燒完全。 （6）供油開始和結(jié)束，動(dòng)作敏捷，斷油干脆，避免滴油。 第22頁，共36頁。型式 ：車用柴油機(jī)的噴油泵按其工作原理不同可分為三類柱塞式噴油泵、噴油泵- 噴油器轉(zhuǎn)子分配式噴油泵 2柱塞泵的泵油原理 柱塞泵的泵油機(jī)構(gòu)包括兩套精密偶件：柱塞+柱塞套構(gòu)成柱塞偶件、出油閥和出油閥座構(gòu)成出油閥偶件第23頁，共36頁。第24頁，共36頁。泵油原理 ： 工作時(shí)，在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下，迫使柱塞作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而完成泵油任務(wù)，泵油過程可分為以下三個(gè)階段(進(jìn)油、供油、回油）。第25頁，共36頁。進(jìn)油過程 當(dāng)凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后，在彈簧力的作用下，柱塞向下運(yùn)動(dòng)，柱塞

10、上部空間（稱為泵油室）產(chǎn)生真空度，當(dāng)柱塞上端面把柱塞套上的進(jìn)油孔打開后，充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經(jīng)油孔進(jìn)入泵油室，柱塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，進(jìn)油結(jié)束。 第26頁，共36頁。供油過程 當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時(shí)，柱塞彈簧被壓縮，柱塞向上運(yùn)動(dòng)，燃油受壓，一部分燃油經(jīng)油孔流回噴油泵上體油腔。當(dāng)柱塞頂面遮住套筒上進(jìn)油孔的上緣時(shí)，由于柱塞和套筒的配合間隙很?。?.0015-0.0025mm）使柱塞頂部的泵油室成為一個(gè)密封油腔，柱塞繼續(xù)上升，泵油室內(nèi)的油壓迅速升高，泵油壓力出油閥彈簧力+高壓油管剩余壓力時(shí)，推開出油閥，高壓柴油經(jīng)出油閥進(jìn)入高壓油管，通過噴油器噴入燃燒室。 第27頁，共36頁?；赜瓦^程

11、 柱塞向上供油，當(dāng)上行到柱塞上的斜槽（停供邊）與套筒上的回油孔相通時(shí)，泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通，油壓驟然下降，出油閥在彈簧力的作用下迅速關(guān)閉，停止供油。此后柱塞還要上行，當(dāng)凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后，在彈簧的作用下，柱塞又下行。此時(shí)便開始了下一個(gè)循環(huán)。 第28頁，共36頁。3. 國產(chǎn)系列柱塞式噴油泵 國產(chǎn)系列柱塞泵主要有A、B、P、Z和、號(hào)等系列。 國產(chǎn)系列噴油泵的工作原理和結(jié)構(gòu)型式基本相同，以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構(gòu)造和工作原理。 柱塞泵由：分泵、油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和泵體四大部分組成。(1)分泵分泵是帶有一幅柱塞偶件的泵油機(jī)構(gòu)，分泵的數(shù)目與發(fā)動(dòng)機(jī)的缸數(shù)相等。每

12、個(gè)氣缸都有一個(gè)分泵，各缸的分泵結(jié)構(gòu)尺寸完全一樣。 第29頁，共36頁。分泵的主要零件有柱塞偶件，柱塞彈簧，彈簧下座、出油閥偶件，出油閥彈簧，減容器，出油閥壓緊座等。 第30頁，共36頁。 （2）油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的變化相應(yīng)改變噴油泵的供油量，多缸機(jī)還要注意各缸供油均勻性的調(diào)整。 A型泵采用齒桿式油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，另外，還有一種撥叉拉桿式油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。第31頁，共36頁。第32頁，共36頁。第33頁，共36頁。 （3）傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由凸輪軸和滾輪體總成組成。 噴油泵凸輪軸是曲軸通過齒輪驅(qū)動(dòng)的，曲軸轉(zhuǎn)兩圈，各缸噴油一次，凸輪軸只需轉(zhuǎn)一圈就噴油一次。 第34頁，共36頁。第五節(jié) 調(diào)速器作用：隨柴油機(jī)負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)噴油泵的油量，自動(dòng)改變柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，使柴油機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置。用來防止柴油機(jī)飛車（轉(zhuǎn)速過高）和熄火（轉(zhuǎn)速過低） 。不使用調(diào)速器的情況實(shí)驗(yàn)表明：在某一較高轉(zhuǎn)速時(shí)，負(fù)荷降低一點(diǎn)，轉(zhuǎn)速n會(huì)更大，柴油機(jī)便導(dǎo)致飛車，排氣管冒黑煙，發(fā)動(dòng)機(jī)過熱等故障。反之， 負(fù)荷稍有提高，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速便下降很大，甚至熄火。第35頁，共3