汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件

第五章柴油機供給系第五章柴油機供給系1主要內(nèi)容：柴油機供給系的組成及功用柴油的使用特性

柴油機混合氣的形成及燃燒柴油機燃燒室噴油器的結(jié)構(gòu)與工作原理知識點：柴油機供給系的組成及功用柴油的使用特性

柴油機混合氣的形成及燃燒柴油機燃燒室噴油器的結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容：知識點：2第一節(jié)柴油機供給系的組成及燃料柴油機工作原理與汽油機不同,采用高壓噴射方法。在壓縮行程接近結(jié)束時，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，柴油機供給系組成、構(gòu)造與汽油機有很大區(qū)別。柴油機供給系(SupplymentSystem)擔負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)。

第一節(jié)柴油機供給系的組成及燃料柴油機工作原理與汽油機不同,31.組成1.組成4燃油供給裝置：柴油箱(dieseltank)、輸油泵(fuelsupplypump)、柴油濾清器(dieselfilter)、噴油泵(fuelinjectionpump)、噴油器(injector)等?？諝夤┙o裝置：空氣濾清器(aircleaner)、進氣管(intakepipe)。混合氣形成裝置：燃燒室(combustionchamber)。廢氣排出裝置：排氣管(exhaustpipe)、排氣消聲器(muffler)燃油供給裝置：柴油箱(dieseltank)、輸油泵(fu52．柴油

柴油是在200～350k的溫度范圍內(nèi)，從石油中提煉出的碳氫化合物，含碳87%，氫12.6%和氧0.4%。（絕對零度273.15K）柴油機的使用性能指標:發(fā)火性——指燃油的自燃能力，16烷值越高，發(fā)火性越好。蒸發(fā)性——由燃油的蒸餾實驗進行試驗測定。粘度——決定燃油的流動性，粘度越小，流動性越好。凝點——指柴油冷卻到開始失去流動性的溫度。柴油按凝點分為10，0，-10，-20，-35五個牌號，其凝點分別不高于10℃，0℃，-10℃,-20℃,-35℃。其代號分別為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，凝點在0℃以上的則在"-"前加上"Z"字，選用時，號數(shù)應(yīng)比實際氣溫低5～10℃。

2．柴油6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)柴油機混合氣的形成柴油機在進氣行程中進入氣缸的是純空氣，在壓縮行程接近終了時，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準備過程與進入氣缸的空氣混合形成可燃混合氣(2)改進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。采用各式促進氣體運動的燃燒室和進氣道，以保證柴油與空氣的均勻混合。采用較大過量空氣系數(shù)(1.3～1.5)的可燃混合氣，以使柴油完全燃燒。采用適當?shù)膰娪吞崆敖?。第二?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7柴油機混合氣的燃燒過程

柴油機混合氣的燃燒過程8(3)柴油機混合氣的燃燒過程①備燃期（AB）：是指由噴油始點到燃燒始點之間的曲軸轉(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)、擴散，與空氣混合，并進行燃燒前的化學準備。備燃期不宜過長，否則會使發(fā)動機工作粗暴。②速燃期（BC）：是指從燃燒始點到氣缸內(nèi)的最大壓力點之間的曲軸轉(zhuǎn)角。從燃燒始點開始，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)噴入的柴油在已燃氣體的高溫作用下，迅速蒸發(fā)、混合和燃燒。(3)柴油機混合氣的燃燒過程①備燃期（AB）：是指由噴油始點9③緩燃期（CD）：是從最高壓力點起到最高溫度點止的曲軸轉(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，但燃氣溫度卻能繼續(xù)升高到1973～2273K。緩燃期內(nèi)，通常噴油已結(jié)束。④后燃期（DE）：從最高溫度點起，燃燒在逐漸惡化的條件下于膨脹行程中緩慢進行直到停止。在此期間，壓力和溫度均降低。③緩燃期（CD）：是從最高壓力點起到最高溫度點止的曲軸轉(zhuǎn)角。102．改善燃燒性能的途徑

進氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、燃燒室、燃料根據(jù)可燃混合氣的形成與燃燒過程得知柴油機要求：備燃期要短，速燃期壓力升高要快才能使動力性、經(jīng)濟性好、工作柔和、不冒煙。因為柴油揮發(fā)性差，混合時間短，要求混合均勻，燃燒完全就必須要求噴射壓力高，霧化好，噴射質(zhì)量要滿足燃燒室形狀的要求。2．改善燃燒性能的途徑113．燃燒室

（1）定義：當活塞到達上止點時，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)空氣渦流運動，迅速形成混合氣。所以又叫做直接噴射式燃燒室。3．燃燒室12燃燒室類型

ω型球型四角型

U型剖面形狀縱剖面ω型縱剖面大半圓形縱剖面近似ω型縱剖面U形混合氣形成空間霧化混合油膜蒸發(fā)混合空間霧化混合復(fù)合式噴油器類型孔式（壓力高、多孔）孔式（少孔）孔式（多孔）孔式進氣道類型切向進氣道螺旋進氣道螺旋進氣道扭切進氣道優(yōu)點起動性能好、經(jīng)濟性好，形狀簡單易加工，結(jié)構(gòu)緊湊工作平穩(wěn)、柔和，燃燒徹底較高的經(jīng)濟性和動力性控制了NOx的生成起動性、動力性、經(jīng)濟性好適應(yīng)對象中小型高速柴油機應(yīng)用不廣高速柴油機應(yīng)用較廣缺點工作粗暴，孔易堵起動性差，工況適應(yīng)性差統(tǒng)一式燃燒室燃燒室類型ω型球型四角型U型剖面形13構(gòu)造：缸蓋底面是平的，活塞頂部下凹（ω型、球型、四角型、U型）

構(gòu)造：缸蓋底面是平的，活塞頂部下凹（ω型、球型、四角型、U型14燃燒室：燃燒室：15分隔式燃燒室

分為兩個部分，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烈有規(guī)則渦流運動，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)燃室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生二次紊流混合完全燃燒。分隔式燃燒室分為兩個部分，主燃燒室位于活塞頂，而副燃燒室位16渦流室式預(yù)燃室式組成副燃燒室體積大，50～80％上半部直接鑄出，下半部耐熱鋼做成，鑲?cè)霘飧赘比紵诣側(cè)霘飧咨w，體積占25～45％混合氣形成空間霧化混合空間霧化混合渦流運動副室中強烈的渦流運動副室中無規(guī)則的紊流運動噴油器類型軸針式噴油器軸針式噴油器燃燒特點大部分在副室中燃燒，燃燒完全大部分在主室中燃燒，燃燒完全優(yōu)點工作柔和，高速適應(yīng)性好，噪聲小，排污少同前缺點起動性差，經(jīng)濟性差，熱效率地同前渦流室式預(yù)燃室式組成副燃燒室體積大，50～80％副燃17汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件18（a）渦流燃燒室（b）預(yù)燃燃燒室汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件19第三節(jié)噴油器1．功用、要求與型式

功用：噴油器（injector）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：①霧化均勻②具有一定的噴射壓力和射程，及合適的噴注錐角③斷油迅速、無滴漏現(xiàn)象型式：目前采用的噴油器都是閉式噴油器，有孔式噴油器和軸針式噴油器兩種。第三節(jié)噴油器1．功用、要求與型式201.噴油器體

2.調(diào)壓螺釘

3.調(diào)壓彈簧

4.回油管螺栓

5.進油管接頭

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)1.噴油器體2．孔式噴油器21汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件22汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件23針閥偶件

針閥上部的圓柱表面通針閥體的相應(yīng)內(nèi)圓柱面作高精度的滑動配合，配合間隙為0.001～0.004mm。此間隙過大則乍能發(fā)生漏油而使油壓下降，影響噴霧質(zhì)量；間隙過小時針閥將不能自由滑動。針閥偶件的配合面通常是經(jīng)過精磨后再相互研磨而保證其配合精度的。所以選配和研磨好的一副針閥偶件是不能互換的，這點在維修過程中應(yīng)特別注意。針閥偶件針閥上部的圓柱表面通針閥體的相應(yīng)內(nèi)圓柱面作高精24（2）工作原理來自噴油泵的高壓柴油通過高壓油管送到噴油器，經(jīng)進油管接頭、噴油器濾芯以及噴油器體和針閥體內(nèi)的油道進入噴油嘴內(nèi)的壓力室。油壓作用在針閥的承壓錐面上，產(chǎn)生向上的推力。當此推力超過調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力時，針閥升起并將噴孔打開，高壓柴油經(jīng)噴孔噴人燃燒室。當噴油泵停止供油時，噴油嘴壓力室內(nèi)的油壓迅速下降，針閥在調(diào)壓彈簧的作用下瞬即落座，將噴孔關(guān)閉，終止噴油。在噴油器工作時間，會有少量柴油從針閥與針閥體的配合表面之間的間隙漏出。這部分柴油對針閥起潤滑作用，并沿頂桿周圍的空隙上升，通過回油管螺栓上的孔進入回油管，流回油箱。（2）工作原理253．軸針式噴油器與孔式相比，噴孔只有一個、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。3．軸針式噴油器與孔式相比，噴孔只有一個、較大，不易堵塞、易26汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件27第四節(jié)噴油泵噴油泵(injectionpump)是柴油供給系中最重要的零件，它的性能和質(zhì)量對柴油機影響極大。1．功用、要求、型式功用：提高柴油壓力，按照發(fā)動機的工作順序，負荷大小，定時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)符合柴油機工作所需的精確數(shù)量。（3）保證按柴油機的工作順序，在規(guī)定的時間內(nèi)準確供油。（4）供油量和供油時間可調(diào)正，并保證各缸供油均勻。（5）供油規(guī)律應(yīng)保證柴油燃燒完全。（6）供油開始和結(jié)束，動作敏捷，斷油干脆，避免滴油。

第四節(jié)噴油泵噴油泵(injectionpump)是柴油供28類型：車用柴油機的噴油泵按其工作原理不同可分為柱塞式噴油泵、噴油泵-噴油器和轉(zhuǎn)子分配式噴油泵三類。

柱塞泵的泵油圖

類型：車用柴油機的噴油泵按其工作原理不同可分為柱塞式噴油泵、292．柱塞泵的泵油原理

柱塞泵的泵油機構(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。泵油原理：工作時，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)運動，從而完成泵油任務(wù)，泵油過程可分為以下三個階段。2．柱塞泵的泵油原理泵油原理：30柱塞和柱塞套是一對精密偶件，經(jīng)配對研磨后不能互換，要求有高的精度和光潔度和好的耐磨性，其徑向間隙為0.002～0.003mm

柱塞頭部圓柱面上切有斜槽，并通過徑向孔、軸向孔與頂部相通，其目的是改變循環(huán)供油量；柱塞套上制有進、回油孔，均與泵上體內(nèi)低壓油腔相通，柱塞套裝入泵上體后，應(yīng)用定位螺釘定位。柱塞頭部斜槽的位置不同，改變供油量的方法也不同。出油閥和出油閥座也是一對精密偶件，配對研磨后不能互換，其配合間隙為0.01mm。出油閥是一個單向閥，在彈簧壓力作用下，閥上部圓錐面與閥座嚴密配合，其作用是在停供時，將高壓油管與柱塞上端空腔隔絕，防止高壓油管內(nèi)的油倒流入噴油泵內(nèi)。出油閥的下部呈十字斷面，既能導(dǎo)向，又能通過柴油。出油閥的錐面下有一個小的圓柱面，稱為減壓環(huán)帶，其作用是在供油終了時，使高壓油管內(nèi)的油壓迅速下降，避免噴孔處產(chǎn)生滴油現(xiàn)象。當環(huán)帶落入閥座內(nèi)時則使上方容積很快增大，壓力迅速減小，停噴迅速。柱塞和柱塞套是一對精密偶件，經(jīng)配對研磨后不能互換，要求有高31汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件32進油過程

當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后，在彈簧力的作用下，柱塞向下運動，柱塞上部空間（稱為泵油室）產(chǎn)生真空度，當柱塞上端面把柱塞套上的進油孔打開后，充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經(jīng)油孔進入泵油室，柱塞運動到下止點，進油結(jié)束。供油過程

當凸輪軸轉(zhuǎn)到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時，柱塞彈簧被壓縮，柱塞向上運動，燃油受壓，一部分燃油經(jīng)油孔流回噴油泵上體油腔。當柱塞頂面遮住套筒上進油孔的上緣時，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，推開出油閥，高壓柴油經(jīng)出油閥進入高壓油管，通過噴油器噴入燃燒室。進油過程33回油過程

柱塞向上供油，當上行到柱塞上的斜槽（停供邊）與套筒上的回油孔相通時，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。此時便開始了下一個循環(huán)。結(jié)論：通過上述討論，得出下列結(jié)論①柱塞往復(fù)運動總行程L是不變的，由凸輪的升程決定。②柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程,供油行程不受凸輪軸控制是可變的。③供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。④轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻，從而改變供油量?；赜瓦^程34柱塞泵泵油原理

柱塞泵泵油原理353.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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等系列。系列化是根據(jù)柴油機單缸功率范圍對供油量的要求不同，以柱塞行程，泵缸中心距和結(jié)構(gòu)型式為基礎(chǔ)，再分別配以不同尺寸的柱塞直徑，組成若干種在一個工作循環(huán)內(nèi)供油量不等的噴油泵，以滿足各種柴油機的需要。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)機構(gòu)、傳動機構(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構(gòu)，分泵的數(shù)目與發(fā)動機的缸數(shù)相等。每個氣缸都有一個分泵，各缸的分泵結(jié)構(gòu)尺寸完全一樣。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。3.國產(chǎn)系列柱塞式噴油泵36汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件37兩大偶件柱塞偶件：柱塞套、柱塞，配合間隙0.0015---0.0025mm；柱塞彈簧出油閥偶件：出油閥、出油閥座、出油閥彈簧兩大偶件柱塞偶件：柱塞套、柱塞，出油閥偶件：出油閥、38（2）油量調(diào)節(jié)機構(gòu)油量調(diào)節(jié)機構(gòu)是根據(jù)柴油機負荷和轉(zhuǎn)速的變化相應(yīng)改變噴油泵的供油量。改變供油量的辦法是轉(zhuǎn)動柱塞，通過改變供油行程來完成的。多缸機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)機構(gòu)，另外，還有一種油量調(diào)節(jié)機構(gòu)-撥叉拉桿式。（2）油量調(diào)節(jié)機構(gòu)油量調(diào)節(jié)機構(gòu)是根據(jù)柴油機負荷和39汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件40汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件41（3）傳動機構(gòu)傳動機構(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，二者速比為2﹕1。

（3）傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)由凸輪軸和滾輪體總成42噴油泵供油的遲早決定噴油器噴油的遲早，噴油提前角的調(diào)整是通過對噴油泵的供油提前角的調(diào)整而實現(xiàn)的。噴油泵的結(jié)構(gòu)相當復(fù)雜，但只要抓住供油壓力的建立，供油量的調(diào)整和供油時刻的調(diào)節(jié)三個問題，使能掌握基本構(gòu)造原理。國產(chǎn)型泵構(gòu)造，基本工作原理與A型泵相同，只是結(jié)構(gòu)參數(shù)有所改變，以適用于不同缸徑的柴油機噴油泵供油的遲早決定噴油器噴油的遲早，噴油提前角的調(diào)整是通43第五節(jié)調(diào)速器用來隨柴油機負荷的變化自動調(diào)節(jié)噴油泵的油量，自動改變柴油機轉(zhuǎn)速，使柴油機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的裝置。用來防止柴油機飛車（轉(zhuǎn)速過高）和熄火（轉(zhuǎn)速過低）。實驗表明在不使用調(diào)速器的情況：在某一較高轉(zhuǎn)速時，負荷降低一點，轉(zhuǎn)速n會更大，柴油機便導(dǎo)致飛車，排氣管冒黑煙，發(fā)動機過熱等故障。反之，負荷稍有提高，柴油機轉(zhuǎn)速便下降很大，甚至熄火。第五節(jié)調(diào)速器用來隨柴油機負荷的變化自動調(diào)節(jié)噴油泵的油量，自44類型:單程式（定速）：發(fā)動機轉(zhuǎn)速幾乎不變，通常用來限制最高轉(zhuǎn)速（飛車）。一般用于小型工業(yè)柴油機。兩速式：限制最低（熄火）和最高轉(zhuǎn)速（飛車）。中間轉(zhuǎn)速不起作用。用于部分汽車。全速式：可控制從最低到最高轉(zhuǎn)速間任一轉(zhuǎn)速的供油量，即使發(fā)動機在任一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定工作。應(yīng)用廣泛，車用較多。綜合式：兼具兩速和全程的功能，不同發(fā)動機工況，互換使用。兩速式、全程式調(diào)速器車用最廣，其作用原理均為離心作用，因此成為機械離心式調(diào)速器。類型:單程式（定速）：發(fā)動機轉(zhuǎn)速幾乎不變，通常用來限制最高轉(zhuǎn)45兩速式工作原理

較低轉(zhuǎn)速時，飛塊（產(chǎn)生離心力）隨轉(zhuǎn)速大小產(chǎn)生離心力，離心力與怠速彈簧及起動彈簧彈力平衡時，供油調(diào)節(jié)齒桿位置不變，發(fā)動機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。若轉(zhuǎn)速降低（熄火），離心力減小，在彈簧和機械機構(gòu)作用下，供油太藕節(jié)齒桿移動，增加供油量，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速回升。若轉(zhuǎn)速升高，離心力增大，大于彈力，機械機構(gòu)作用下，齒桿反方向移動，供油量減小，轉(zhuǎn)速下降。正常工作轉(zhuǎn)速時，調(diào)速器不起作用，由駕駛員控制供油量調(diào)節(jié)。最高轉(zhuǎn)速時，即超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速，離心力已足夠大到克服調(diào)速彈簧彈力，通過機械機構(gòu)，使供油調(diào)節(jié)拉桿移動，減小供油量。（因此，可改變調(diào)速彈簧預(yù)緊力來調(diào)節(jié)發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速）優(yōu)點：加速踏板力小、加速性能好、加速時冒煙少。

兩速式工作原理較低轉(zhuǎn)速時，飛塊（產(chǎn)生離心力）隨46全程式工作原理隨轉(zhuǎn)速變化，離心力增大，通過機械機構(gòu)傳動，帶動供油調(diào)節(jié)拉桿運動，來改變供油量大小。優(yōu)點：可適應(yīng)復(fù)雜路況及負荷多變情況，減輕駕員疲勞度。全程式工作原理隨轉(zhuǎn)速變化，離心力增大，通過機械47第六節(jié)噴油提前角調(diào)節(jié)裝置噴油提前角指噴油開始時，活塞距離壓縮終了上止點的曲軸轉(zhuǎn)角。噴油提前角實際上是由噴油泵供油提前角保證的。而調(diào)節(jié)整個噴油泵供油提前角的方法是改變發(fā)動機曲軸與噴油泵凸輪軸的相對角位置為滿足最佳噴油提前角隨轉(zhuǎn)速升高而增大的要求。第六節(jié)噴油提前角調(diào)節(jié)裝置噴油提前角指噴油開始48噴油提前角大小對柴油機性能的影響過大噴油提前角過大時，由于噴油時缸內(nèi)空氣溫度較低，混合氣形成條件較差，備燃期較長，將導(dǎo)致發(fā)動機工作粗暴。過小噴油提前角過小時，將使燃燒過程延后過多，所能達到的最高壓力較低，熱效率也顯著下降，且排氣管中常有白煙冒出。噴油提前角大小對柴油機性能的影響過大49最佳噴油提前角最佳噴油提前角是在轉(zhuǎn)速和供油量一定的條件下，能獲得最大功率及最小燃油消耗率的噴油提前角。對任何一臺柴油仉，最佳噴油提前角都不是常數(shù)，而是隨供油量和曲軸轉(zhuǎn)速變化的。供油量愈大，轉(zhuǎn)速愈高，則最佳噴油提前角也愈大最佳噴油提前角最佳噴油提前角是在轉(zhuǎn)速和供油量一50結(jié)構(gòu)：調(diào)節(jié)器位于聯(lián)軸節(jié)和噴油泵之間。驅(qū)動盤與聯(lián)軸節(jié)相連。驅(qū)動盤前端面壓裝兩個銷釘，兩個飛塊即套在此銷釘上。飛塊另一端各壓裝一個銷釘，每個銷釘上松套著一個滾輪和內(nèi)座圈。筒狀從動盤的轂部用半月鍵與噴油泵凸輪軸相連。從動盤兩臂的弧形側(cè)面與滾輪接觸，平側(cè)面壓在兩個彈簧上。彈簧另一端支于松套在驅(qū)動盤銷釘上的彈簧座上。供油提前角自動調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)：調(diào)節(jié)器位于聯(lián)軸節(jié)和噴油泵之間。驅(qū)動盤與聯(lián)軸節(jié)相連。驅(qū)動51汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件52工作原理：發(fā)動機工作時，驅(qū)動盤旋轉(zhuǎn)，飛塊活動端向外甩開，滾輪則迫使從動盤相對驅(qū)動盤超前一個轉(zhuǎn)過一個角度α，直到彈簧力與飛塊離心力相平衡為止，驅(qū)動盤與主動盤同步旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速越高，α越大，從而使噴油提前角越大。

工作原理：發(fā)動機工作時，驅(qū)動盤旋轉(zhuǎn)，飛塊活動端向外甩開533．噴油泵聯(lián)軸節(jié)連接噴油泵凸輪軸和驅(qū)動它的齒輪軸的聯(lián)軸節(jié)兼起調(diào)整噴油提前角的作用。旋松螺釘4和7分別轉(zhuǎn)動主動凸緣盤或供油提前角自動調(diào)節(jié)器，來改變初始供油提前角。3．噴油泵聯(lián)軸節(jié)連接噴油泵凸輪軸和驅(qū)動它的齒輪軸的54小結(jié)柴油機供給系的組成及功用柴油的使用特性

柴油機混合氣的形成及燃燒柴油機燃燒室噴油器的結(jié)構(gòu)小結(jié)柴油機供給系的組成及功用55思考題：1．

柴油機燃料供給系與汽油機燃料供給系有什么區(qū)別？2．

柴油機可燃混合氣的形成和燃燒有哪些特點？燃燒過程分哪幾個階段？3．

柴油機燃燒室主要有哪些類型？有何特點？4．

噴油器的功用是什么？對噴油器有什么要求？5．

噴油泵的功用是什么？試述柱塞式噴油泵的泵油原理和改變循環(huán)供油量的方法。6．什么是噴油泵的速度特性？柴油機上為什么要裝調(diào)速器？兩速式調(diào)速器所控制的速度范圍是什么？思考題：56柴油機燃燒放熱規(guī)律

1.燃燒放熱規(guī)律的定義瞬時放熱速率是指在燃燒過程中的某一時刻，單位時間內(nèi)(或l°曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi))燃燒的燃油所放出的熱量；累積放熱百分比，是指從燃燒過程開始至某一時刻為止已經(jīng)燃燒的燃油與循環(huán)供油量的比值。瞬時放熱速率和累積放熱百分比隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系，稱為燃燒放熱規(guī)律。柴油機燃燒放熱規(guī)律1.燃燒放熱規(guī)律的定義57燃燒放熱規(guī)律

燃燒放熱規(guī)律582.柴油機合理的燃燒放熱規(guī)律

1)放熱規(guī)律三要素一般將燃燒放熱始點(相位)、放熱持續(xù)期和放熱率曲線的形狀稱為放熱規(guī)律三要素

2)理想的燃燒放熱規(guī)律及其控制

放熱始點的位置要能保證最大燃燒壓力出現(xiàn)在上止點后12°～15°。柴油機通過噴油提前角的變化以及著火落后期長短來加以調(diào)控。

2.柴油機合理的燃燒放熱規(guī)律1)放熱規(guī)律三要素59柴油機的噴油提前的調(diào)節(jié)規(guī)律是：

要求轉(zhuǎn)速及負荷都提前

柴油機的噴油提前的調(diào)節(jié)規(guī)律是：60放熱持續(xù)期首先取決于噴油持續(xù)角的大小

影響放熱規(guī)律曲線形狀的因素比較復(fù)雜

放熱持續(xù)期首先取決于噴油持續(xù)角的大小61柴油機混合氣的形成原理

燃油的噴射與霧化

柱塞式噴油泵燃油供給系柴油機混合氣的形成原理燃油的噴射與霧化柱塞式噴油泵燃油供62分配式噴油泵燃油供給系

分配式噴油泵燃油供給系63噴油器

孔式噴油器

軸針式噴油器

噴油器孔式噴油器64不同噴油嘴的流通特性

不同噴油嘴的流通特性652.噴射與霧化

1)噴射過程

(1)噴射延遲階段(2)主噴射階段

(3)噴油結(jié)束階段

2.噴射與霧化662)供油規(guī)律與噴油規(guī)律

單位凸輪軸轉(zhuǎn)角(或單位時間)由噴油泵供入高壓油路中的燃油量稱供油速率；單位凸輪軸轉(zhuǎn)角(或單位時間)由噴油器噴入燃燒室內(nèi)的燃油量稱為噴油速率

2)供油規(guī)律與噴油規(guī)律67兩者的差別主要原因：(1)燃油的可壓縮性(2)壓力波傳播滯后(3)壓力波動(4)高壓容積變化

兩者的差別主要原因：683)異常噴射與穴蝕

a)正常噴射b)二次噴射c)斷續(xù)噴射d)隔次噴射

3)異常噴射與穴蝕a)正常噴射b)二次噴射c)斷694)噴霧特性與霧化質(zhì)量

油束射程(又稱為貫穿距離)L

噴霧錐角

油束的最大寬度

4)噴霧特性與霧化質(zhì)量油束射程(又稱為貫穿距離)L70油束的霧化質(zhì)量指油束中液滴的細度和均勻度

平均粒徑、索特粒徑和粒徑分布

粒徑分布則既表示了油粒大小又表示了其均勻程度

油束的霧化質(zhì)量指油束中液滴的細度和均勻度711表示油粒細而勻；3為粗而勻；2則不均勻

1表示油粒細而勻；3為粗而勻；2則不均勻72噴油壓力、噴射背壓和噴孔直徑對噴霧特性的影響

噴油壓力、噴射背壓和噴孔直徑對噴霧特性的影響73燃燒室與混合氣形成

柴油機的混合氣形成特點和方式

1)空間霧化混合2)油膜蒸發(fā)混合

燃燒室與混合氣形成柴油機的混合氣形成特點和方式1)空間743)兩種混合方式的對比

空間霧化混合中，燃油的噴霧特性對混合起決定性的作用

噴霧細、均勻。較多的油滴受熱蒸發(fā)，著火延遲期內(nèi)形成大量的可燃混合氣，燃燒初期放熱率過大，壓力急劇升高，工作粗暴，NOx排放高。如果減小著火延遲期內(nèi)混合氣生成量，則勢必造成大量燃油在著火后的高溫高壓下蒸發(fā)混合，容易因空氣不足而裂解成炭煙?？臻g霧化混合方式有較高的熱效率，但炭煙、NOx和燃燒噪聲均較高。

3)兩種混合方式的對比空間霧化混合中，燃油的噴霧特性對混75油膜蒸發(fā)混合的指導(dǎo)思想是利用燃油蒸發(fā)速率控制混合氣生成速率，燃燒室壁面溫度和空氣旋流起了主要作用。油膜受熱蒸發(fā)所需時間要比細小油滴長得多，加之燃燒室壁溫控制較低，使油膜蒸發(fā)混合方式在期內(nèi)生成的混合氣量遠小于空間霧化方式。隨燃燒進行，在高溫和火焰輻射作用下，油膜蒸發(fā)加速，使混合氣生成速度加快。

大部分燃料是在蒸發(fā)后以氣體狀態(tài)與空氣或高溫燃氣接觸，可以避免空間霧化混合時常有的液態(tài)燃油高溫裂解問題，使炭煙特別是大顆粒炭煙排放降低。油膜蒸發(fā)混合的指導(dǎo)思想是利用燃油蒸發(fā)速率控制混合氣生成速率，762.缸內(nèi)氣流運動

1)渦流

(1)進氣渦流

(2)壓縮渦流

2)擠流

3)湍流

4)滾流

圖9.21切向氣道、螺旋氣道的原理(a)切向氣道；(b)純螺旋氣道2.缸內(nèi)氣流運動1)渦流圖9.21切向氣道、螺旋氣道的77圖9.22切向氣道、螺旋氣道的進氣門出口處的速度分布(a)切向氣道；(b)純螺旋氣道

渦流轉(zhuǎn)速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速之比稱為渦流比

進氣渦流比和壓縮終點時燃燒室凹坑內(nèi)的渦流比的關(guān)系圖9.22切向氣道、螺旋氣道的進氣門出口處的速度分布進氣渦流78擠流的形成

a)無進氣渦流或渦流不強時的擠流

b)進氣渦流強時的擠流c)逆擠流

擠流的形成793.柴油機燃燒室

各種直噴式燃燒室形式(a)淺盆形(b)ω形(c)擠流口形(d)球形

3.柴油機燃燒室各種直噴式燃燒室形式80淺盆形燃燒室的特點ω形燃燒室的特點淺盆形燃燒室的特點81屬于半開式燃燒室，在活塞頂部設(shè)有比較深的凹坑，其中ω形凹坑的中心凸起是為了幫助形成渦流以及排除氣流運動很弱的中心區(qū)域的空氣而設(shè)置的。一般dk／D為0.6左右，dk／h＝1.5～3.5。采用4～6孔均布的多孔噴油器中央布置(四氣門時)或偏心布置(二氣門時)，噴霧貫穿率一般為1.05?？諝膺\動以進氣渦流為主，擠流為輔。進氣渦流比介于最低的淺盤形燃燒室(<1.5)和最高的球形燃燒室(>3)之間，通過減小dk／D，和余隙高度S0，可使擠流強度增加。由于利用燃油噴射和空氣運動兩方面的作用形成混合氣，因而比淺盤形更容易形成均勻的混合氣，空氣利用率提高，可在過量空氣系數(shù)聲1.3～1.5的條件下實現(xiàn)完全燃燒。

屬于半開式燃燒室，在活塞頂部設(shè)有比較深的凹坑，其中ω形凹坑的82擠流口形燃燒室

非回轉(zhuǎn)體燃燒室(a)四角形(b)微渦流MTCC(c)Quardram(d)花瓣形擠流口形燃燒室非回轉(zhuǎn)體燃燒室83日本小松公司的微渦流燃燒室

MTCC(microturbulencecombustionchamber)

日本小松公司的微渦流燃燒室

MTCC(microturbu84在半開式燃燒室的基礎(chǔ)之上，利用燃燒室形狀的設(shè)計來產(chǎn)生微渦流，改善混合氣形成和燃燒。除大尺度的渦流(如進氣渦流和擠壓渦流)以外，小尺度的渦流，又稱為微渦流或湍流，對混合氣形成和燃燒的促進作用已得到公認。微渦流主要是利用大尺度的渦流在燃燒室內(nèi)不同位置造成的速度差以及流經(jīng)一些特殊設(shè)計的邊角、凹凸時產(chǎn)生的氣流擾動所形成的

在半開式燃燒室的基礎(chǔ)之上，利用燃燒室形狀的設(shè)計來產(chǎn)生微渦流，85MAN公司的J．S．Meurer博士——M燃燒過程

MAN公司的J．S．Meurer博士——M燃燒過程86直噴式燃燒室柴油機的性能特點

(1)由于燃燒迅速，故經(jīng)濟性好，有效燃油消耗率低

(2)燃燒室結(jié)構(gòu)簡單，表面積與容積比小，因此散熱損失小

(3)對噴射系統(tǒng)的要求較高

(5)NOx的排放量較分隔式燃燒室柴油機高

(6)對轉(zhuǎn)速的變化較為敏感

(7)壓力升高率大，燃燒噪聲大，工作較粗暴

直噴式燃燒室柴油機的性能特點(1)由于燃燒迅速，故經(jīng)濟性好87分隔式燃燒室

渦流室燃燒室及其形狀

分隔式燃燒室渦流室燃燒室及其形88預(yù)燃室燃燒室及其形狀預(yù)燃室燃燒室及其形狀89分隔式燃燒室柴油機的性能特點

(1)采用濃、稀兩段混合燃燒方式，前段過濃(還原)氣氛，抑制了NOx的生成和燃燒溫度，而后段的稀燃(氧化)氣氛和二次渦流又促進了炭煙的快速氧化，因而NOx和微粒排放均低于直噴式燃燒室，但低負荷下的碳煙排放量較大。(2)由于初期放熱率低，因而壓力升高率和最高燃燒壓力均低于直噴式燃燒室，燃燒柔和，振動噪聲小。(3)對于渦流室，壓縮渦流隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高而增強，即轉(zhuǎn)速越高，混合氣形成和燃燒速度越高，因此渦流室式燃燒室適合于高速柴油機，其轉(zhuǎn)速可高達5000r／min。(4)缸內(nèi)氣流運動自始至終比較強烈，空氣利用率好，可在過量空氣系數(shù)1.2左右的條件下正常工作。(5)對噴油系統(tǒng)要求不高，不需要進氣渦流，進氣道形狀簡單，因而加工制造成本低，使用故障少。(6)一般對燃油不太敏感，有較強的適應(yīng)性。(7)燃燒室結(jié)構(gòu)復(fù)雜，表面積與容積之比較大，加上強烈的空氣運動的影響，使散熱損失較大，通道節(jié)流作用引起的流動損失也較大。因此，分隔式燃燒室柴油機較直噴式燃燒室柴油機熱效率低，經(jīng)濟性差。(8)散熱損失大和噴霧質(zhì)量不高，冷起動性能不如直噴式燃燒室分隔式燃燒室柴油機的性能特點(1)采用濃、稀兩段混合燃燒方90柴油機的預(yù)混合燃燒

均質(zhì)壓燃(預(yù)混壓燃)HCCI(HomogeneousChargeCompressionignition)

HCCI燃燒特性

1）全部混合氣同時壓縮著火2）燃燒放熱分為二個階段3）排放明顯改善（低負荷）2.HCCI實現(xiàn)方法

柴油機的預(yù)混合燃燒均質(zhì)壓燃(預(yù)混壓燃)HCCI(Homo91豐田UNIBUS燃燒方式

豐田UNIBUS系統(tǒng)的多層多孔噴油器

豐田UNIBUS燃燒方式豐田UNIBUS系統(tǒng)的多層多孔噴油922)日產(chǎn)MK(modulatedkinetics)燃燒方式

MK燃燒過程的主要技術(shù)路線及排放降低效果

2)日產(chǎn)MK(modulatedkinetics)燃燒方933.HCCI技術(shù)難點

(1)在發(fā)動機全工況范圍內(nèi)控制著火定時；(2)在發(fā)動機全工況范圍內(nèi)控制燃燒率，尤其是高負荷運行時燃燒率的控制(使放熱率放慢，限止噪聲或過高燃燒壓力)；(3)把HCCI向高負荷擴展；(4)改善冷起動和瞬態(tài)響應(yīng)特性；(5)發(fā)展排放控制系統(tǒng)，降低HC和CO排放；(6)發(fā)展發(fā)動機的控制策略和系統(tǒng)(閉環(huán)反饋系統(tǒng))以及研制相應(yīng)的傳感器；(7)開發(fā)合適的燃料(包括混合燃料)；(8)保證多缸機各缸的均勻性；(9)HCCI的燃燒模擬。3.HCCI技術(shù)難點(1)在發(fā)動機全工況范圍內(nèi)控制著火定94柴油機燃燒過程的優(yōu)化

燃燒優(yōu)過程化的基本原則

1)油—氣—燃燒室的最佳配合2)控制著火延遲期內(nèi)的混合氣生成量3)合理組織燃燒室內(nèi)的渦流和湍流運動4)緊湊的燃燒室形狀5)加強燃燒期間和燃燒后期的擾流6)優(yōu)化運轉(zhuǎn)參數(shù)柴油機燃燒過程的優(yōu)化燃燒優(yōu)過程化的基本原則95燃油噴射過程的優(yōu)化

對噴油規(guī)律的基本要求1）“先緩后急，斷油迅速”2)盡可能減少噴油系統(tǒng)中的燃油壓力波動，以防止不正常噴射現(xiàn)象

燃油噴射過程的優(yōu)化對噴油規(guī)律的基本要求96合理的噴油規(guī)律及其實現(xiàn)合理的噴油規(guī)律合理的噴油規(guī)律及其實現(xiàn)合理的噴油規(guī)律971）改變凸輪型線

1）改變凸輪型線982）雙彈簧噴油器

雙彈簧噴油器噴射規(guī)律形狀與單彈簧噴油器進行對比a)單彈簧噴油器(b)雙彈簧噴油器

2）雙彈簧噴油器雙彈簧噴油器噴射規(guī)律形狀與單993）預(yù)噴射和多段噴射

預(yù)噴射對燃燒特性的影響

多段噴射的示意圖3）預(yù)噴射和多段噴射預(yù)噴射對燃燒特性的影響多段噴射的示意100不同燃油噴射系統(tǒng)的標準噴油過程對比

不同燃油噴射系統(tǒng)的標準噴油過程對比101燃燒室的對比及選型

(1)由于直噴式柴油機的燃油經(jīng)濟性明顯優(yōu)于分隔式柴油機

(2)分隔式燃燒室柴油機在原理上是低排放燃燒方式，比直噴式柴油機有優(yōu)勢

(3)分隔式燃燒室柴油機噪聲振動性能方面比直噴式柴油機有優(yōu)勢，高速性能好

(4)重型汽車、大型工程機械用柴油機幾乎毫無例外地采用直噴式燃燒室

(5)在包括農(nóng)用運輸車和小型拖拉機在內(nèi)的農(nóng)用柴油機領(lǐng)域，渦流室式燃燒室仍被較多地應(yīng)用，但直噴式燃燒室的比重在不斷擴大。

燃燒室的對比及選型(1)由于直噴式柴油機的燃油經(jīng)濟性明顯102第五章柴油機供給系第五章柴油機供給系103主要內(nèi)容：柴油機供給系的組成及功用柴油的使用特性

柴油機混合氣的形成及燃燒柴油機燃燒室噴油器的結(jié)構(gòu)與工作原理知識點：柴油機供給系的組成及功用柴油的使用特性

柴油機混合氣的形成及燃燒柴油機燃燒室噴油器的結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容：知識點：104第一節(jié)柴油機供給系的組成及燃料柴油機工作原理與汽油機不同,采用高壓噴射方法。在壓縮行程接近結(jié)束時，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，柴油機供給系組成、構(gòu)造與汽油機有很大區(qū)別。柴油機供給系(SupplymentSystem)擔負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)。

第一節(jié)柴油機供給系的組成及燃料柴油機工作原理與汽油機不同,1051.組成1.組成106燃油供給裝置：柴油箱(dieseltank)、輸油泵(fuelsupplypump)、柴油濾清器(dieselfilter)、噴油泵(fuelinjectionpump)、噴油器(injector)等?？諝夤┙o裝置：空氣濾清器(aircleaner)、進氣管(intakepipe)?；旌蠚庑纬裳b置：燃燒室(combustionchamber)。廢氣排出裝置：排氣管(exhaustpipe)、排氣消聲器(muffler)燃油供給裝置：柴油箱(dieseltank)、輸油泵(fu1072．柴油

柴油是在200～350k的溫度范圍內(nèi)，從石油中提煉出的碳氫化合物，含碳87%，氫12.6%和氧0.4%。（絕對零度273.15K）柴油機的使用性能指標:發(fā)火性——指燃油的自燃能力，16烷值越高，發(fā)火性越好。蒸發(fā)性——由燃油的蒸餾實驗進行試驗測定。粘度——決定燃油的流動性，粘度越小，流動性越好。凝點——指柴油冷卻到開始失去流動性的溫度。柴油按凝點分為10，0，-10，-20，-35五個牌號，其凝點分別不高于10℃，0℃，-10℃,-20℃,-35℃。其代號分別為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，凝點在0℃以上的則在"-"前加上"Z"字，選用時，號數(shù)應(yīng)比實際氣溫低5～10℃。

2．柴油108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)柴油機混合氣的形成柴油機在進氣行程中進入氣缸的是純空氣，在壓縮行程接近終了時，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準備過程與進入氣缸的空氣混合形成可燃混合氣(2)改進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。采用各式促進氣體運動的燃燒室和進氣道，以保證柴油與空氣的均勻混合。采用較大過量空氣系數(shù)(1.3～1.5)的可燃混合氣，以使柴油完全燃燒。采用適當?shù)膰娪吞崆敖?。第二?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109柴油機混合氣的燃燒過程

柴油機混合氣的燃燒過程110(3)柴油機混合氣的燃燒過程①備燃期（AB）：是指由噴油始點到燃燒始點之間的曲軸轉(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)、擴散，與空氣混合，并進行燃燒前的化學準備。備燃期不宜過長，否則會使發(fā)動機工作粗暴。②速燃期（BC）：是指從燃燒始點到氣缸內(nèi)的最大壓力點之間的曲軸轉(zhuǎn)角。從燃燒始點開始，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)噴入的柴油在已燃氣體的高溫作用下，迅速蒸發(fā)、混合和燃燒。(3)柴油機混合氣的燃燒過程①備燃期（AB）：是指由噴油始點111③緩燃期（CD）：是從最高壓力點起到最高溫度點止的曲軸轉(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，但燃氣溫度卻能繼續(xù)升高到1973～2273K。緩燃期內(nèi)，通常噴油已結(jié)束。④后燃期（DE）：從最高溫度點起，燃燒在逐漸惡化的條件下于膨脹行程中緩慢進行直到停止。在此期間，壓力和溫度均降低。③緩燃期（CD）：是從最高壓力點起到最高溫度點止的曲軸轉(zhuǎn)角。1122．改善燃燒性能的途徑

進氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、燃燒室、燃料根據(jù)可燃混合氣的形成與燃燒過程得知柴油機要求：備燃期要短，速燃期壓力升高要快才能使動力性、經(jīng)濟性好、工作柔和、不冒煙。因為柴油揮發(fā)性差，混合時間短，要求混合均勻，燃燒完全就必須要求噴射壓力高，霧化好，噴射質(zhì)量要滿足燃燒室形狀的要求。2．改善燃燒性能的途徑1133．燃燒室

（1）定義：當活塞到達上止點時，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)空氣渦流運動，迅速形成混合氣。所以又叫做直接噴射式燃燒室。3．燃燒室114燃燒室類型

ω型球型四角型

U型剖面形狀縱剖面ω型縱剖面大半圓形縱剖面近似ω型縱剖面U形混合氣形成空間霧化混合油膜蒸發(fā)混合空間霧化混合復(fù)合式噴油器類型孔式（壓力高、多孔）孔式（少孔）孔式（多孔）孔式進氣道類型切向進氣道螺旋進氣道螺旋進氣道扭切進氣道優(yōu)點起動性能好、經(jīng)濟性好，形狀簡單易加工，結(jié)構(gòu)緊湊工作平穩(wěn)、柔和，燃燒徹底較高的經(jīng)濟性和動力性控制了NOx的生成起動性、動力性、經(jīng)濟性好適應(yīng)對象中小型高速柴油機應(yīng)用不廣高速柴油機應(yīng)用較廣缺點工作粗暴，孔易堵起動性差，工況適應(yīng)性差統(tǒng)一式燃燒室燃燒室類型ω型球型四角型U型剖面形115構(gòu)造：缸蓋底面是平的，活塞頂部下凹（ω型、球型、四角型、U型）

構(gòu)造：缸蓋底面是平的，活塞頂部下凹（ω型、球型、四角型、U型116燃燒室：燃燒室：117分隔式燃燒室

分為兩個部分，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烈有規(guī)則渦流運動，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)燃室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生二次紊流混合完全燃燒。分隔式燃燒室分為兩個部分，主燃燒室位于活塞頂，而副燃燒室位118渦流室式預(yù)燃室式組成副燃燒室體積大，50～80％上半部直接鑄出，下半部耐熱鋼做成，鑲?cè)霘飧赘比紵诣側(cè)霘飧咨w，體積占25～45％混合氣形成空間霧化混合空間霧化混合渦流運動副室中強烈的渦流運動副室中無規(guī)則的紊流運動噴油器類型軸針式噴油器軸針式噴油器燃燒特點大部分在副室中燃燒，燃燒完全大部分在主室中燃燒，燃燒完全優(yōu)點工作柔和，高速適應(yīng)性好，噪聲小，排污少同前缺點起動性差，經(jīng)濟性差，熱效率地同前渦流室式預(yù)燃室式組成副燃燒室體積大，50～80％副燃119汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件120（a）渦流燃燒室（b）預(yù)燃燃燒室汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件121第三節(jié)噴油器1．功用、要求與型式

功用：噴油器（injector）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：①霧化均勻②具有一定的噴射壓力和射程，及合適的噴注錐角③斷油迅速、無滴漏現(xiàn)象型式：目前采用的噴油器都是閉式噴油器，有孔式噴油器和軸針式噴油器兩種。第三節(jié)噴油器1．功用、要求與型式1221.噴油器體

2.調(diào)壓螺釘

3.調(diào)壓彈簧

4.回油管螺栓

5.進油管接頭

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)1.噴油器體2．孔式噴油器123汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件124汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件125針閥偶件

針閥上部的圓柱表面通針閥體的相應(yīng)內(nèi)圓柱面作高精度的滑動配合，配合間隙為0.001～0.004mm。此間隙過大則乍能發(fā)生漏油而使油壓下降，影響噴霧質(zhì)量；間隙過小時針閥將不能自由滑動。針閥偶件的配合面通常是經(jīng)過精磨后再相互研磨而保證其配合精度的。所以選配和研磨好的一副針閥偶件是不能互換的，這點在維修過程中應(yīng)特別注意。針閥偶件針閥上部的圓柱表面通針閥體的相應(yīng)內(nèi)圓柱面作高精126（2）工作原理來自噴油泵的高壓柴油通過高壓油管送到噴油器，經(jīng)進油管接頭、噴油器濾芯以及噴油器體和針閥體內(nèi)的油道進入噴油嘴內(nèi)的壓力室。油壓作用在針閥的承壓錐面上，產(chǎn)生向上的推力。當此推力超過調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力時，針閥升起并將噴孔打開，高壓柴油經(jīng)噴孔噴人燃燒室。當噴油泵停止供油時，噴油嘴壓力室內(nèi)的油壓迅速下降，針閥在調(diào)壓彈簧的作用下瞬即落座，將噴孔關(guān)閉，終止噴油。在噴油器工作時間，會有少量柴油從針閥與針閥體的配合表面之間的間隙漏出。這部分柴油對針閥起潤滑作用，并沿頂桿周圍的空隙上升，通過回油管螺栓上的孔進入回油管，流回油箱。（2）工作原理1273．軸針式噴油器與孔式相比，噴孔只有一個、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。3．軸針式噴油器與孔式相比，噴孔只有一個、較大，不易堵塞、易128汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件129第四節(jié)噴油泵噴油泵(injectionpump)是柴油供給系中最重要的零件，它的性能和質(zhì)量對柴油機影響極大。1．功用、要求、型式功用：提高柴油壓力，按照發(fā)動機的工作順序，負荷大小，定時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)符合柴油機工作所需的精確數(shù)量。（3）保證按柴油機的工作順序，在規(guī)定的時間內(nèi)準確供油。（4）供油量和供油時間可調(diào)正，并保證各缸供油均勻。（5）供油規(guī)律應(yīng)保證柴油燃燒完全。（6）供油開始和結(jié)束，動作敏捷，斷油干脆，避免滴油。

第四節(jié)噴油泵噴油泵(injectionpump)是柴油供130類型：車用柴油機的噴油泵按其工作原理不同可分為柱塞式噴油泵、噴油泵-噴油器和轉(zhuǎn)子分配式噴油泵三類。

柱塞泵的泵油圖

類型：車用柴油機的噴油泵按其工作原理不同可分為柱塞式噴油泵、1312．柱塞泵的泵油原理

柱塞泵的泵油機構(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。泵油原理：工作時，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)運動，從而完成泵油任務(wù)，泵油過程可分為以下三個階段。2．柱塞泵的泵油原理泵油原理：132柱塞和柱塞套是一對精密偶件，經(jīng)配對研磨后不能互換，要求有高的精度和光潔度和好的耐磨性，其徑向間隙為0.002～0.003mm

柱塞頭部圓柱面上切有斜槽，并通過徑向孔、軸向孔與頂部相通，其目的是改變循環(huán)供油量；柱塞套上制有進、回油孔，均與泵上體內(nèi)低壓油腔相通，柱塞套裝入泵上體后，應(yīng)用定位螺釘定位。柱塞頭部斜槽的位置不同，改變供油量的方法也不同。出油閥和出油閥座也是一對精密偶件，配對研磨后不能互換，其配合間隙為0.01mm。出油閥是一個單向閥，在彈簧壓力作用下，閥上部圓錐面與閥座嚴密配合，其作用是在停供時，將高壓油管與柱塞上端空腔隔絕，防止高壓油管內(nèi)的油倒流入噴油泵內(nèi)。出油閥的下部呈十字斷面，既能導(dǎo)向，又能通過柴油。出油閥的錐面下有一個小的圓柱面，稱為減壓環(huán)帶，其作用是在供油終了時，使高壓油管內(nèi)的油壓迅速下降，避免噴孔處產(chǎn)生滴油現(xiàn)象。當環(huán)帶落入閥座內(nèi)時則使上方容積很快增大，壓力迅速減小，停噴迅速。柱塞和柱塞套是一對精密偶件，經(jīng)配對研磨后不能互換，要求有高133汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件134進油過程

當凸輪的凸起部分轉(zhuǎn)過去后，在彈簧力的作用下，柱塞向下運動，柱塞上部空間（稱為泵油室）產(chǎn)生真空度，當柱塞上端面把柱塞套上的進油孔打開后，充滿在油泵上體油道內(nèi)的柴油經(jīng)油孔進入泵油室，柱塞運動到下止點，進油結(jié)束。供油過程

當凸輪軸轉(zhuǎn)到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時，柱塞彈簧被壓縮，柱塞向上運動，燃油受壓，一部分燃油經(jīng)油孔流回噴油泵上體油腔。當柱塞頂面遮住套筒上進油孔的上緣時，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，推開出油閥，高壓柴油經(jīng)出油閥進入高壓油管，通過噴油器噴入燃燒室。進油過程135回油過程

柱塞向上供油，當上行到柱塞上的斜槽（停供邊）與套筒上的回油孔相通時，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。此時便開始了下一個循環(huán)。結(jié)論：通過上述討論，得出下列結(jié)論①柱塞往復(fù)運動總行程L是不變的，由凸輪的升程決定。②柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程,供油行程不受凸輪軸控制是可變的。③供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。④轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻，從而改變供油量?；赜瓦^程136柱塞泵泵油原理

柱塞泵泵油原理1373.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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號等系列。系列化是根據(jù)柴油機單缸功率范圍對供油量的要求不同，以柱塞行程，泵缸中心距和結(jié)構(gòu)型式為基礎(chǔ)，再分別配以不同尺寸的柱塞直徑，組成若干種在一個工作循環(huán)內(nèi)供油量不等的噴油泵，以滿足各種柴油機的需要。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)機構(gòu)、傳動機構(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構(gòu)，分泵的數(shù)目與發(fā)動機的缸數(shù)相等。每個氣缸都有一個分泵，各缸的分泵結(jié)構(gòu)尺寸完全一樣。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。3.國產(chǎn)系列柱塞式噴油泵138汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件139兩大偶件柱塞偶件：柱塞套、柱塞，配合間隙0.0015---0.0025mm；柱塞彈簧出油閥偶件：出油閥、出油閥座、出油閥彈簧兩大偶件柱塞偶件：柱塞套、柱塞，出油閥偶件：出油閥、140（2）油量調(diào)節(jié)機構(gòu)油量調(diào)節(jié)機構(gòu)是根據(jù)柴油機負荷和轉(zhuǎn)速的變化相應(yīng)改變噴油泵的供油量。改變供油量的辦法是轉(zhuǎn)動柱塞，通過改變供油行程來完成的。多缸機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)機構(gòu)，另外，還有一種油量調(diào)節(jié)機構(gòu)-撥叉拉桿式。（2）油量調(diào)節(jié)機構(gòu)油量調(diào)節(jié)機構(gòu)是根據(jù)柴油機負荷和141汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件142汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件143（3）傳動機構(gòu)傳動機構(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，二者速比為2﹕1。

（3）傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)由凸輪軸和滾輪體總成144噴油泵供油的遲早決定噴油器噴油的遲早，噴油提前角的調(diào)整是通過對噴油泵的供油提前角的調(diào)整而實現(xiàn)的。噴油泵的結(jié)構(gòu)相當復(fù)雜，但只要抓住供油壓力的建立，供油量的調(diào)整和供油時刻的調(diào)節(jié)三個問題，使能掌握基本構(gòu)造原理。國產(chǎn)型泵構(gòu)造，基本工作原理與A型泵相同，只是結(jié)構(gòu)參數(shù)有所改變，以適用于不同缸徑的柴油機噴油泵供油的遲早決定噴油器噴油的遲早，噴油提前角的調(diào)整是通145第五節(jié)調(diào)速器用來隨柴油機負荷的變化自動調(diào)節(jié)噴油泵的油量，自動改變柴油機轉(zhuǎn)速，使柴油機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的裝置。用來防止柴油機飛車（轉(zhuǎn)速過高）和熄火（轉(zhuǎn)速過低）。實驗表明在不使用調(diào)速器的情況：在某一較高轉(zhuǎn)速時，負荷降低一點，轉(zhuǎn)速n會更大，柴油機便導(dǎo)致飛車，排氣管冒黑煙，發(fā)動機過熱等故障。反之，負荷稍有提高，柴油機轉(zhuǎn)速便下降很大，甚至熄火。第五節(jié)調(diào)速器用來隨柴油機負荷的變化自動調(diào)節(jié)噴油泵的油量，自146類型:單程式（定速）：發(fā)動機轉(zhuǎn)速幾乎不變，通常用來限制最高轉(zhuǎn)速（飛車）。一般用于小型工業(yè)柴油機。兩速式：限制最低（熄火）和最高轉(zhuǎn)速（飛車）。中間轉(zhuǎn)速不起作用。用于部分汽車。全速式：可控制從最低到最高轉(zhuǎn)速間任一轉(zhuǎn)速的供油量，即使發(fā)動機在任一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定工作。應(yīng)用廣泛，車用較多。綜合式：兼具兩速和全程的功能，不同發(fā)動機工況，互換使用。兩速式、全程式調(diào)速器車用最廣，其作用原理均為離心作用，因此成為機械離心式調(diào)速器。類型:單程式（定速）：發(fā)動機轉(zhuǎn)速幾乎不變，通常用來限制最高轉(zhuǎn)147兩速式工作原理

較低轉(zhuǎn)速時，飛塊（產(chǎn)生離心力）隨轉(zhuǎn)速大小產(chǎn)生離心力，離心力與怠速彈簧及起動彈簧彈力平衡時，供油調(diào)節(jié)齒桿位置不變，發(fā)動機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。若轉(zhuǎn)速降低（熄火），離心力減小，在彈簧和機械機構(gòu)作用下，供油太藕節(jié)齒桿移動，增加供油量，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速回升。若轉(zhuǎn)速升高，離心力增大，大于彈力，機械機構(gòu)作用下，齒桿反方向移動，供油量減小，轉(zhuǎn)速下降。正常工作轉(zhuǎn)速時，調(diào)速器不起作用，由駕駛員控制供油量調(diào)節(jié)。最高轉(zhuǎn)速時，即超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速，離心力已足夠大到克服調(diào)速彈簧彈力，通過機械機構(gòu)，使供油調(diào)節(jié)拉桿移動，減小供油量。（因此，可改變調(diào)速彈簧預(yù)緊力來調(diào)節(jié)發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速）優(yōu)點：加速踏板力小、加速性能好、加速時冒煙少。

兩速式工作原理較低轉(zhuǎn)速時，飛塊（產(chǎn)生離心力）隨148全程式工作原理隨轉(zhuǎn)速變化，離心力增大，通過機械機構(gòu)傳動，帶動供油調(diào)節(jié)拉桿運動，來改變供油量大小。優(yōu)點：可適應(yīng)復(fù)雜路況及負荷多變情況，減輕駕員疲勞度。全程式工作原理隨轉(zhuǎn)速變化，離心力增大，通過機械149第六節(jié)噴油提前角調(diào)節(jié)裝置噴油提前角指噴油開始時，活塞距離壓縮終了上止點的曲軸轉(zhuǎn)角。噴油提前角實際上是由噴油泵供油提前角保證的。而調(diào)節(jié)整個噴油泵供油提前角的方法是改變發(fā)動機曲軸與噴油泵凸輪軸的相對角位置為滿足最佳噴油提前角隨轉(zhuǎn)速升高而增大的要求。第六節(jié)噴油提前角調(diào)節(jié)裝置噴油提前角指噴油開始150噴油提前角大小對柴油機性能的影響過大噴油提前角過大時，由于噴油時缸內(nèi)空氣溫度較低，混合氣形成條件較差，備燃期較長，將導(dǎo)致發(fā)動機工作粗暴。過小噴油提前角過小時，將使燃燒過程延后過多，所能達到的最高壓力較低，熱效率也顯著下降，且排氣管中常有白煙冒出。噴油提前角大小對柴油機性能的影響過大151最佳噴油提前角最佳噴油提前角是在轉(zhuǎn)速和供油量一定的條件下，能獲得最大功率及最小燃油消耗率的噴油提前角。對任何一臺柴油仉，最佳噴油提前角都不是常數(shù)，而是隨供油量和曲軸轉(zhuǎn)速變化的。供油量愈大，轉(zhuǎn)速愈高，則最佳噴油提前角也愈大最佳噴油提前角最佳噴油提前角是在轉(zhuǎn)速和供油量一152結(jié)構(gòu)：調(diào)節(jié)器位于聯(lián)軸節(jié)和噴油泵之間。驅(qū)動盤與聯(lián)軸節(jié)相連。驅(qū)動盤前端面壓裝兩個銷釘，兩個飛塊即套在此銷釘上。飛塊另一端各壓裝一個銷釘，每個銷釘上松套著一個滾輪和內(nèi)座圈。筒狀從動盤的轂部用半月鍵與噴油泵凸輪軸相連。從動盤兩臂的弧形側(cè)面與滾輪接觸，平側(cè)面壓在兩個彈簧上。彈簧另一端支于松套在驅(qū)動盤銷釘上的彈簧座上。供油提前角自動調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)：調(diào)節(jié)器位于聯(lián)軸節(jié)和噴油泵之間。驅(qū)動盤與聯(lián)軸節(jié)相連。驅(qū)動153汽車構(gòu)造柴油機供給系與混合氣的形成和燃燒課件154工作原理：發(fā)動機工作時，驅(qū)動盤旋轉(zhuǎn)，飛塊活動端向外甩開，滾輪則迫使從動盤相對驅(qū)動盤超前一個轉(zhuǎn)過一個角度α，直到彈簧力與飛塊離心力相平衡為止，驅(qū)動盤與主動盤同步旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速越高，α越大，從而使噴油提前角越大。

工作原理：發(fā)動機工作時，驅(qū)動盤旋轉(zhuǎn)，飛塊活動端向外甩開1553．噴油泵聯(lián)軸節(jié)連接噴油泵凸輪軸和驅(qū)動它的齒輪軸的聯(lián)軸節(jié)兼起調(diào)整噴油提前角的作用。旋松螺釘4和7分別轉(zhuǎn)動主動凸緣盤或供油提前角自動調(diào)節(jié)器，來改變初始供油提前角。3．噴油泵聯(lián)軸節(jié)連接噴油泵凸輪軸和驅(qū)動它的齒輪軸的156小結(jié)柴油機供給系的組成及功用柴油的使用特性

柴油機混合氣的形成及燃燒柴油機燃燒室噴油器的結(jié)構(gòu)小結(jié)柴油機供給系的組成及功用157思考題：1．

柴油機燃料供給系與汽油機燃料供給系有什么區(qū)別？2．

柴油機可燃混合氣的形成和燃燒有哪些特點？燃燒過程分哪幾個階段？3．

柴油機燃燒室主要有哪些類型？有何特點？4．

噴油器的功用是什么？對噴油器有什么要求？5．

噴油泵的功用是什么？試述柱塞式噴油泵的泵油原理和改變循環(huán)供油量的方法。6．什么是噴油泵的速度特性？柴油機上為什么要裝調(diào)速器？兩速式調(diào)速器所控制的速度范圍是什么？思考題：158柴油機燃燒放熱規(guī)律

1.燃燒放熱規(guī)律的定義瞬時放熱速率是指在燃燒過程中的某一時刻，單位時間內(nèi)(或l°曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi))燃燒的燃油所放出的熱量；累積放熱百分比，是指從燃燒過程開始至某一時刻為止已經(jīng)燃燒的燃油與循環(huán)供油量的比值。瞬時放熱速率和累積放熱百分比隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系，稱為燃燒放熱規(guī)律。柴油機燃燒放熱規(guī)律1.燃燒放熱規(guī)律的定義159燃燒放熱規(guī)律

燃燒放熱規(guī)律1602.柴油機合理的燃燒放熱規(guī)律

1)放熱規(guī)律三要素一般將燃燒放熱始點(相位)、放熱持續(xù)期和放熱率曲線的形狀稱為放熱規(guī)律三要素

2)理想的燃燒放熱規(guī)律及其控制

放熱始點的位置要能保證最大燃燒壓力出現(xiàn)在上止點后12°～15°。柴油機通過噴油提前角的變化以及著火落后期長短來加以調(diào)控。

2.柴油機合理的燃燒放熱規(guī)律1)放熱規(guī)律三要素161柴油機的噴油提前的調(diào)節(jié)規(guī)律是：

要求轉(zhuǎn)速及負荷都提前

柴油機的噴油提前的調(diào)節(jié)規(guī)律是：162放熱持續(xù)期首先取決于噴油持續(xù)角的大小

影響放熱規(guī)律曲線形狀的因素比較復(fù)雜

放熱持續(xù)期首先取決于噴油持續(xù)角的大小163柴油機混合氣的形成原理

燃油的噴射與霧化

柱塞式噴油泵燃油供給系柴油機混合氣的形成原理燃油的噴射與霧化柱塞式噴油泵燃油供164分配式噴油泵燃油供給系

分配式噴油泵燃油供給系165噴油器

孔式噴油器

軸針式噴油器

噴油器孔式噴油器166不同噴油嘴的流通特性

不同噴油嘴的流通特性1672.噴射與霧化

1)噴射過程

(1)噴射延遲階段(2)主噴射階段

(3)噴油結(jié)束階段

2.噴射與霧化1682)供油規(guī)律與噴油規(guī)律

單位凸輪軸轉(zhuǎn)角(或單位時間)由噴油泵供入高壓油路中的燃油量稱供油速率；單位凸輪軸轉(zhuǎn)角(或單位時間)由噴油器噴入燃燒室內(nèi)的燃油量稱為噴油速率

2)供油規(guī)律與噴油規(guī)律169兩者的差別主要原因：(1)燃油的可壓縮性(2)壓力波傳播滯后(3)壓力波動(4)高壓容積變化

兩者的差別主要原因：1703)異常噴射與穴蝕

a)正常噴射b)二次噴射c)斷續(xù)噴射d)隔次噴射

3)異常噴射與穴蝕a)正常噴射b)二次噴射c)斷1714)噴霧特性與霧化質(zhì)量

油束射程(又稱為貫穿距離)L

噴霧錐角

油束的最大寬度

4)噴霧特性與霧化質(zhì)量油束射程(又稱為貫穿距離)L172油束的霧化質(zhì)量指油束中液滴的細度和均勻度

平均粒徑、索特粒徑和粒徑分布

粒徑分布則既表示了油粒大小又表示了其均勻程度

油束的霧化質(zhì)量指油束中液滴的細度和均勻度1731表示油粒細而勻；3為粗而勻；2則不均勻

1表示油粒細而勻；3為粗而勻；2則不均勻174噴油壓力、噴射背壓和噴孔直徑對噴霧特性的影響

噴油壓力、噴射背壓和噴孔直徑對噴霧特性的影響175燃燒室與混合氣形成

柴油機的混合氣形成特點和方式

1)空間霧化混合2)油膜蒸發(fā)混合

燃燒室與混合氣形成柴油機的混合氣形成特點和方式1)空間1763)兩種混合方式的對比

空間霧化混合中，燃油的噴霧特性對混合起決定性的作用

噴霧細、均勻。較多的油滴受熱蒸發(fā)，著火延遲期內(nèi)形成大量的可燃混合氣，燃燒初期放熱率過大，壓力急劇升高，工作粗暴，NOx排放高。如果減小著火延遲期內(nèi)混合氣生成量，則勢必造成大量燃油在著火后的高溫高壓下蒸發(fā)混合，容易因空氣不足而裂解成炭煙?？臻g霧化混合方式有較高的熱效率，但炭煙、NOx和燃燒噪聲均較高。

3)兩種混合方式的對比空間霧化混合中，燃油的噴霧特性對混177油膜蒸發(fā)混合的指導(dǎo)思想是利用燃油蒸發(fā)速率控制混合氣生成速率，燃燒室壁面溫度和空氣旋流起了主要作用。油膜受熱蒸發(fā)所需時間要比細小油滴長得多，加之燃燒室壁溫控制較低，使油膜蒸發(fā)混合方式在期內(nèi)生成的混合氣量遠小于空間霧化方式。隨燃燒進行，在高溫和火焰輻射作用下，油膜蒸發(fā)加速，使混合氣生成速度加快。

大部分燃料是在蒸發(fā)后以氣體狀態(tài)與空氣或高溫燃氣接觸，可以避免空間霧化混合時常有的液態(tài)燃油高溫裂解問題，使炭煙特別是大顆粒炭煙排放降低。油膜蒸發(fā)混合的指導(dǎo)思想是利用燃油蒸發(fā)速率控制混合氣生成速率，1782.缸內(nèi)氣流運動

1)渦流

(1)進氣渦流

(2)壓縮渦流

2)擠流

3)湍流

4)滾流

圖9.21切向氣道、螺旋氣道的原理(a)切向氣道；(b)純螺旋氣道2.缸內(nèi)氣流運動1)渦流圖9.21切向氣道、螺旋氣道的179圖9.22切向氣道、螺旋氣道的進氣門出口處的速度分布(a)切向氣道；(b)純螺旋氣道

渦流轉(zhuǎn)速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速之比稱為渦流比

進氣渦流比和壓縮終點時燃燒室凹坑內(nèi)的渦流比的關(guān)系圖9.22切向氣道、螺旋氣道的進氣門出口處的速度分布進氣渦流180擠流的形成

a)無進氣渦流或渦流不強時的擠流

b)進氣渦流強時的擠流c)逆擠流

擠流的形成1813.柴油機燃燒室

各種直噴式燃燒室形式(a)淺盆形(b)ω形(c)擠流口形(d)球形

3.柴油機燃燒室各種直噴式燃燒室形式182淺盆形燃燒室的特點ω形燃燒室的特點淺盆形燃燒室的特點183屬于半開式燃燒室，在活塞頂部設(shè)有比較深的