柴油机P型喷油器设计【10张CAD图纸】【优秀】

柴油机P型喷油器设计

29页  13000字数+说明书+任务书+10张CAD图纸

A0总装配图0.dwg

A1喷油器体.dwg

任务书.doc

喷油器螺母.dwg

定位销00.dwg

封面.doc

弹簧.dwg

摘要.doc

柴油机P型喷油器设计说明书.doc

目录.doc

结合座.dwg

课题申报表.doc

调整垫片00.dwg

针阀00.dwg

针阀体00.dwg

顶杆00.dwg

目   录

中文摘要……………………………………………………………………………1

Abstract ……………………………………………………………………………2

1 燃油系统的组成和要求  ………………………………………………………1

1.1 燃油供给系统的分类  ………………………………………………………1

1.2 燃油供给系统的基本性能指标  ……………………………………………1

1.3 燃油供给系统地组成 ……………………………………………………… 1

1.4 燃油供给系统的基本功用及要求……………………………………………1

2 闭式柴油机喷油器的结构和工作原理…………………………………………3

2.1  喷油器的结构分类 …………………………………………………………3

2.2 闭式喷油器的结构  …………………………………………………………3

2.3 喷油器的功用…………………………………………………………………5

　　2.3.1 喷雾作用…………………………………………………………………5

　　2.3.2  定时作用 ………………………………………………………………5

　　2.3.3  压力控制 ………………………………………………………………5

　　2.3.4 计量作用…………………………………………………………………5

3 喷油器与燃烧室的匹配…………………………………………………………6

　　3.1 开式燃烧室与喷油器的匹配………………………………………………6

　　3.2 半分开式燃烧室与喷油器的匹配…………………………………………7

　　　3.2.1 喷油嘴的凸出高度……………………………………………………7

　　　3.2.2 喷油器相对于气缸中心线的偏移……………………………………8

　　　3.2.3喷油器的安装斜角 …………………………………………………8

　　　3.2.4 喷孔的位置……………………………………………………………9

　　　3.2.5 喷孔参数的选配 …^…………………………………………………10

　　3.3 低惯量多孔式喷油器的优点  ……………………………………………10

　　3.4 喷油器设计的其他问题 …………………………………………………11

　　　3.4.1 燃油流道 ……………………………………………………………11

　　　3.4.2 燃油倒流 ……………………………………………………………12

　　　3.4.3 喷油嘴热负荷 ………………………………………………………12

4. 多孔式喷油嘴喷孔参数的选择和喷油器体设计……………………………13

　　4.1 喷孔总截面积 …………………………………………………………13

　　4.2 喷孔直径与孔数   …………………………………………………………14

　　4.3 多孔喷油嘴的最小流通截面 ……………………………………………15

　　4.4 座面应力 …………………………………………………………………16

　　4.5 针阀关闭时间的计算……………………………………………………18

　　4.6 喷油器调压弹簧的计算…………………………………………………19

　　　4.6.1 应力校核……………………………………………………………20

　　　4.6.2 材料的选择与热处理………………………………………………21

　　4.7漏油量的计算 ……………………………………………………………21

附表………………………………………………………………………………23

结论………………………………………………………………………………24

谢词………………………………………………………………………………25

参考文献…………………………………………………………………………26

摘要

　　　随着柴油机性能和结构等各方面的改进，喷油器已经被很多人所重视，在技术方面也取得了显著的进步。但是它仍然是柴油机的一个比较薄弱的环节，容易损坏，并且使用量很大。

　　　本文参考了有关柴油机和燃油供给系统的许多文献以及喷油器生产厂家多年来在实际生产中积累的实践经验，我从喷油器的自身到燃油供给系统进行了相关分析，对喷油器的结构、工作原理和应用进行了详细说明。利用以上理论对对现行使用的喷油器进行可行性的结构改造，最终使所设计的P型喷油器排放达到欧洲排放标准。

关键词：柴油机、喷油器、针阀、针阀体。Abstract：

　　　Along with the diesel engine performance and the structure transformation, the nozzle is already taken by us, and also made the remarkable progress in the technical space. But it still was the diesel engine weak, easy to damage, and the amount of use is very big.

　　　This article has referred to the related the diesel engine, and many literatures of the fuel oil supplies system, and the nozzle manufacturer for many years the experience which has accumulated in the actual production. I have carried on the correlation analysis from the nozzle to the fuel oil supplies system. To the nozzle structure, the principle of work and the application have carried on the define. The discourse primary content is carries on the feasible to the present nozzle transformate, make the P nozzle which designs the let achieved Europe II.

Key words: Diesel engine, nozzle, needle, nozzle body

课题内容：

　　喷油器是影响柴油机设计指标和使用性能的关键部件之一。它决定喷雾质量、油束与燃烧室的配合，影响喷油特性和柴油机排放。在不同的应用领域，对排放要求不同。本课题完成满足欧Ⅱ排放标准的喷油器设计。

4. 多孔式喷油嘴喷孔参数的选择和喷油器体设计

　　　此次改进设计的喷油器配云南昆明内燃机动力有限公司所设计的4—90105型中冷涡轮增压型柴油机，此款柴油机的设计参数如表4-1：

表4-1柴油机技术参数表

形式直立、直列、水冷、四冲程、中冷

缸数—缸径行程4—90105

气缸套形式湿式

燃烧室形式直喷w型燃烧室

活塞总排量（L）2.672

吸气方式涡轮增压

最低空载稳定转速（r/min）750

压缩比17：1

标定功率/转速（Kw/r/min）48/3200

最低燃油消耗率（g/kwh）217

最大扭矩/转速（N/m/r/min206N/m/2000—2200r/min

冷却方式强制循环水冷

排放欧II（见附表）                    

　　　多孔式喷油嘴的喷孔参数，主要是指孔数、孔径与夹角；可以简写为（孔数孔径夹角）。这些参数主要取决于燃烧室的形式，燃烧时内的空气流动情况及其喷油量等。

课题任务要求：

了解柴油机的工作原理和结构，喷油器在柴油机中的作用。

了解欧Ⅱ排放标准。

P型喷油器总体设计及部分零件图。

2 闭式柴油机喷油器的结构和工作原理

2.1  喷油器的结构分类

　　　由于各种柴油机的气缸盖结构、燃

烧室的形状和燃烧方式差别较大，喷油器也有多种结构形式，按不同特征可作如下分类：

　　　按喷油嘴的类型分：开式喷油器和闭式喷油器。

　　　按喷油器在气缸盖上的安装方式分：插入式----按压紧方式又有法兰式和压板式两种；螺纹拧入式----又分用螺旋套拧紧和喷油嘴外的螺纹拧紧两种。

　　　按调压弹簧的布置分：调压弹簧上置式即长挺杆结构和调压弹簧下置低惯性结构两种。按喷油嘴冷却方式分：非冷却式和强制冷却式。

　　　柴油机工作时，燃烧室内的燃油和进入燃烧室内的空气，在燃烧室的内部形成可燃性混合气体，在气缸内靠活塞的上行压缩而点燃、膨胀做功，这种发动机称为压燃式发动机。压燃式发动机以供给柴油为主。这种柴油机按一定的喷油规律喷油的部分较喷油器，或者叫雾化器。也有采用喷油器喷油，用火花   塞点燃的发动机，如柴油转子发动机。

2.2 闭式喷油器的结构

　　　在闭式喷油器中，喷油嘴的高压油腔与燃烧室之间由针阀隔开；针阀在调压弹簧的预紧力作用下压在针阀体的座面上。针阀与针阀体的接触部分又经过精确配合的密封带，因此在针阀开启之前与关闭之后，不会有漏油现象发生。只有当供油压力大于调压弹簧预紧力时， 针阀开启，方开始喷油。这样就能保证燃油的雾化质量。实质上喷油嘴就相当于一个液力自动控制阀，（如图2-1）

　　　针阀由弹簧压紧在阀座上，燃油压力只与作用于针阀的一端。当油压达到开启压力时，弹簧力被克服，针阀升起。                          

　　　                                       图2-1 喷油器的构造

                                   1-喷油器体 2-针阀体 3-喷油器螺母 4-结合座

                                   5-挺杆 6-调压弹簧 7-调压螺母 8-定位座 9-紧固螺母

则                                           （2-1）

　　　压力室中燃油压力下降后，针阀又在弹簧力作用下落座使喷油终止。则关闭压力

为：                                               （2-2）

　　　式中F-----弹簧预紧力                            

　　　闭式喷油嘴针阀的开启与关闭由燃油压力控制，针阀一旦开启，承压面积增加，因而使针阀的升速加快。

　　　实际上由于摩擦和惯性，针阀开启压力约为上式中的1.5倍左右，关闭压力亦小于上式中的。

　　　闭式喷油嘴可以保证针阀在一定压力下开启，雾化质量好，针阀关闭迅速，不易滴漏和燃气倒流。

　　　孔式喷油嘴有单孔和多孔。孔数、孔径、孔长及其布置，压力室的直径和长度等应根据发动机燃烧室结构和混合气形成过程的要求决定。

　　　单孔喷油嘴通常用于具有强涡流的燃烧室。多孔式喷油嘴常用于直接喷射式柴油机，常用2—7孔，一般不超过10孔。喷孔直径范围为0.15—1.0mm，但0.2mm以下加工困难，喷孔长径比一般为3—5，当长径比小于5时，喷孔流量系数为0.6—0.7，喷孔进油侧倒角时流量系数可增至0.8—0.9。而孔式喷油嘴除了单孔外都不倒角。该系数随长径比增加而减少。

　　　孔式喷油嘴的主要问题之一是喷孔结碳。因此喷油嘴工作温度应尽量低于燃油的裂解温度，一般控制在220以下。孔式喷油嘴有标准型和长型之分。长型喷油嘴的导向部分升高而远离燃烧室，针阀导向部分的下部是一段非配合细长杆。杆和针阀体之间可将间隙加大，使燃油在其中流动，就有冷却作用。因此，可以大大减少针阀卡死的可能性。另外，由于细长杆有很好的弹性，在微小变形的情况下仍能够保证针阀的密封性。长型喷油嘴可适应热负荷较高的柴油机，但其工艺性较差，座面和中空的同心度不容易保证。短型喷油嘴的针阀，只有导向作用而没有接近燃烧室的细长杆。由于导向部分直接靠近燃烧室，因此，他的工作条件不如长型喷油嘴。多数短型喷油嘴针阀在其导向部分带两道储油槽以减少漏油量和加强润滑。但实践证明，这种结构也带来一种缺点，因为两道储油槽边缘的磨削毛刺很难清除，这会造成工作时拉伤导向面，甚至卡住针阀。另外，挤入槽内的研磨膏不易清理。事实上针阀的润滑即使没有储油槽也是充分的。因为喷油嘴下部的燃油在高压下一部分喷出，还有相当数量的燃油从针阀于针阀体间挤到上部，然后才经喷油器的泄油孔或回油孔溢出，因此，针阀于针阀体的配合径面经常浸在燃油中。