柴油机燃用水煤浆的设计
31页 18000字数+5张图纸+说明书
目 录
第1章 绪论1
第2章 柴油机燃油供给系统2
2.1 供给系统概述2
2.2 柴油机对燃油供给系统的要求2
2.3 柴油机高压油泵3
2.4 柴油机对代用燃料的要求6
第3章 水煤浆特性分析7
3.1水煤浆概述8
3.1.1 水煤浆的物理化学性质8
3.1.2 水煤浆的重要指标9
3.2 水煤浆作为代用燃料的优点10
3.3 水煤浆作为代用燃料的缺点10
第4章 供给系统的改造12
4.1 供给系统故障原因分析12
4.2 解决方案13
4.3 参数确定15
4.3.1 原发动机参数15
4.3.2 柱塞直径dp效供油行程16
4.3.3 凸轮最大升程和预行程的确定17
4.4 喷油泵设计18
4.5 润滑系统设计20
4.6 改造后的供给系统与发动机的连接21
第5章 技术经济性分析23
第6章 结论25
致谢26
参考文献27
摘 要
本文首先介绍了柴油机的燃料供给系统，重点分析了柴油机喷油泵的结构和性能，及其对代用燃料的要求，进而引进一种新型清洁燃料—水煤浆，对水煤浆的物理化学特性进行了分析，介绍了水煤浆技术目前的发展概况，总结其在柴油机上的发展概况和实验研究,叙述了水煤浆的基本物理化学性质及其在发动机上应用时对发动机的影响。 在此基础上进行了水煤浆在典型国产柴油机上应用方案设计。并针对水煤浆的特性对发动机供油系统有关零部件作了重新调整和改动，通过从精细水煤浆特性入手分析了原供给系统存在的问题，提出了解决方案——双功能供给系统，为实现水煤浆在柴油机上应用提供了可行方案。设计了新的适用于水煤浆的喷油泵。在泵送时高压润滑油通过柱塞偶件、针阀偶件的配合表面，建立了高压润滑油膜。柴油机上使用新设计的喷油泵的较好克服了煤浆颗粒进入针阀﹑针阀座的配合间隙问题。该系统未出现柱塞偶件、针阀偶件卡死、磨损现象，并且系统稳定工作。为实现水煤浆在柴油机上应用提供了可行方案。并对其经济性进行了进一步的分析和论证。本文运用高压油膜润滑原理，设计用于泵送水煤浆燃料供给系统。用AutoCAD绘制了装配图及零件图。
关键词：柴油；水煤浆；供给系统；卡死；双功能泵
油路中的油压，因它是由输油泵建立的，而输油泵的出油压力一般为0．15-0．3MPa，故这段油路称为低压油路。高压油路是指从喷油泵到喷油器的这段油路，该油路中的油压是由喷油泵建立的，一般在10MPa以上。
在低压油路中，输油泵6从燃油箱2内将柴油吸出，经燃油粗滤清器1滤去较大颗粒的杂质，再经柴油细滤清器13滤去细微杂质后进入喷油泵4。喷油泵将低压柴油增压后，经高压油管10、喷油器9以一定的压力和一定的雾化质量喷入燃烧室，形成可燃混合气。输油泵输送给喷油泵的多余柴油和喷油器泄漏的柴油经回油管流回油箱。
2.2 柴油机对燃油供给系统的要求
燃油供给系统应按柴油机工作需要，将适量的燃油在适当的时刻内，以适当的空间状态喷入燃烧室，以保证混合气的形成及燃烧过程能在最有利的条件下进行，从而使柴油机获得良好的经济性，动力性，稳定性及排污、噪声等指标。
燃油供给系统应满足下列条件：
1）应正确地供给与柴油机负荷相适应的油量，并保证各缸供油量的均匀性。
2）应能自动改变喷油定时，以适应柴油机转速或负荷变化的需要。
3）当柴油机转速和负荷变化时，燃油供给系统应有足够的响应速度，提供所要求的供油量。
4）喷雾特性应与燃烧室有良好配合，应使柴油机能获得最佳的燃烧过程。
5）可靠耐用，结构简单，制造容易，维修方便。
2.3 柴油机高压油泵
高压油泵是柴油机燃油系统中最重要的组成部分，它的作用是把燃油由低压变成高压，然后按各缸发火次序定时、定量、均匀地通过喷油器，把雾状的燃油喷入燃烧室内燃烧作功，并保证供油正时，断油迅速。同时，为了保证各缸工作一致，各缸的供油量、供油压力和供油提前角均应相同。如果喷油量过多则不能完全燃烧，柴油机将冒黑烟，经济性下降；供油量太小，又会引起功率不足。如果供油时间不恰当同时影响柴油机的经济性和动力性及其他排放指标。若各缸供油量的不均匀度超差，则个别气缸可能超负荷，而有的气缸则不能充分发挥，这样既影响柴油机工作稳定性，亦影响其他性能。可见只有在高压油泵正常的供油条件下，柴油机才能正常地工作，为此人们常把高压油泵称作柴油机的心脏。
高压油泵的结构形式很多。按照工作原理的不同，高压油泵可分为柱塞式喷油泵、泵-喷油器和转子分配式喷油泵这三大类。
现在的汽车柴油机上，高压油泵总成通常是由高压油泵、调速器等部件安装在一起组成的一个整体。其中，高压油泵（又称为喷油泵）是柴油机的心脏，燃料供给系统最重要的一个部件。它一旦出问题会使整个柴油机工作失常。高压油泵的关键在于一个“泵”字。泵油的数量、压力和时间都要非常精确，并且按照负荷自动调节。高压油泵是一个加工精细，制造工艺复杂的部件，目前国内外一般汽车柴油机的高压油泵都是由世界上少数几个专业厂生产的。
本文设计的是柱塞式喷油泵，以下仅详细介绍柱塞式喷油泵。
柱塞式喷油泵是通过柱塞往复运动来泵油的，其主要包括：泵体、分泵、驱动机构、油量调节机构及出油阀等。这种喷油泵的结构简单，便于维修，可靠性好，供油量调节较为准确，故应用最为广泛。
泵体是喷油泵的基础零件，分泵、油量调节机构、出油阀及驱动机构均安装其内。泵体一般安装在柴油机一侧的支架上，多采用铝合金或铸铁制造。
按其结构形式的不同，柱塞式喷油泵可分为单体泵与合成泵。单体泵多用于单杠柴油机或多缸大中型柴油机上。合成泵通常是将各缸的泵油机构及调速器合为一体，用于多缸高速柴油机上。
合成泵中每一缸的供油机构称为分泵，它是喷油泵的核心部分。分泵的主要零件是柱塞偶件，即柱塞和柱塞套。
驱动机构主要由上柱塞弹簧座、柱塞弹簧、下柱塞弹簧座、滚轮体及凸轮等组成。当喷油泵凸轮轴转动时，凸轮通过滚轮体推动柱塞向上运动，当凸轮到最大升程后，柱塞在柱塞弹簧的作用下向下运动而复位。
油量调节机构用于调节供油量的大小，其主要由油量调节齿圈、油量调节齿杆和油量调节套筒组成。
出油阀位于喷油泵的出口处，与出油阀座是一对精密偶件需成对使用。密封锥面被出油阀弹簧紧压在出油阀座上，使柱塞上部油腔与高压油管隔开，起密封作用。密封锥面下部有一圆柱形的减压环带，其与出油阀座的内孔精密配合，也具
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