燃料供给系结构的组成和工作原理.ppt

柴油机燃料供给系总成的组成与工作原理 提问 1 柴油机有几个冲程 分别是什么 2 柴油机在什么时候喷油 3 柴油机假如不在要求的时刻喷油 会发生什么情况 比如在排气冲程喷油 一 柴油的主要性能 柴油与汽油相比 柴油粘度大 蒸发性差 不可能在气缸外部与空气形成均匀的可燃混合气 所以采用高压喷射的方法 在压缩行程接近终了时 把柴油以雾状喷入燃烧室 在燃烧室内和高压空气边混合边燃烧 由此特点决定了柴油机没有点火系 也决定了柴油机燃料供给系的组成 构造及其工作原理与汽油机有较大的区别 概述石油制品 蒸馏温度200 350 分为轻柴油 重柴油 车用柴油机使用轻柴油高速内燃机一般使用轻柴油轻柴油的牌号和规格柴油分成三个质量等级 优级品 一等品和合格品 每一等级又按凝点分为六个牌号 10 0 10 20 35 50 柴油的主要性能指标 1 十六烷值评定柴油自燃性的重要指标 十六烷值越大 发火性好 容易自然 国标规定轻柴油的十六烷不小于45 2 粘度决定柴油的流动性 粘度越小 流动性越好 3 凝点指柴油冷却到开始失去流动性的温度 4 闪点柴油加热后 柴油蒸汽与外界的空气形成混合气 当混合气与火焰接触发生闪火的最低温度称为闪点 柴油的牌号及选用 国产柴油以凝点作为牌号 其种类及质量指标见课本表6 1 柴油的选用主要应考虑使用时的环境温度 一般高速柴油机均使用轻柴油 在冬季和寒冷地区气温较低时 宜使用牌号偏低的柴油如 20号 35号 夏季则可以可用0号柴油 视频 柴油简介 二 柴油机燃料供给系的作用及组成 1 作用根据柴油机的工况要求燃料供给系应能定时 定量 定压地将柴油按一定的喷油规律喷入燃烧室且雾化质量良好并使其与燃烧室内的高温 高压空气迅速而良好地混合 边混合边燃烧膨胀 并且及时的把燃烧后的废气排出 它的工况对柴油机的功率和经济性有着重要的影响 2 组成 柴油供给装置由柴油箱 低压油管 柴油滤清器 输油泵 中压油管 喷油泵 高压油管 喷油器等组成 视频 柴油机燃油供给系统简介 柴油机供给系油路工作线路 三 柴油机可燃混合气的形成特点 1 柴油机混合气形成的特点 柴油蒸发性和流动性都比汽油差 不能在汽缸外部形成混合气 燃料与空气的混合是在气缸内进行的 接近压缩行程终点时 把柴油喷入气缸 受热 蒸发 扩散 与空气混合 可燃混合气形成和燃烧过程是同时 连续重叠进行 边喷射 边混合 边燃烧混合气形成的时间很短 0 0006s左右 燃烧室各处混合气成分不均匀 且随时间变化 柴油粘度大 不易挥发 必须以雾状喷入 2 柴油机燃烧过程的四个阶段 滞燃期速染期缓燃期补燃期3 合理的混合气形成和燃烧过程 必须要有足够的空气和柴油混合 a 1 进气道 燃烧室 燃油系统要相互匹配 不同形式的燃烧室对喷油始点 喷油持续角 喷油压力 喷油规律 雾化质量及在燃烧室内的分布等都有要求 柴油机的燃烧室分类 按其结构形式分为直喷式燃烧室和分隔式燃烧室两大类 统一式燃烧室 U型 球型 涡流室式燃烧室 预燃式燃烧室 分隔式燃烧室 四 柴油机燃烧室 直接喷射式燃烧室 球形燃烧室图 形燃烧室图 直喷式燃烧室的容积集中于气缸之中 且其大部分集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内 燃烧室凹坑的形状多种多样 极具创造性 其中有的为回转体 有的则是非回转体 分隔式燃烧室的容积则一分为二 一部分位于气缸盖中 另一部分则在气缸内 在气缸内的那部分称主燃烧室 位于气缸盖中的那部分称副燃烧室 主 副燃烧室之间用通道连通 分隔式燃烧室又有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室之分 涡流式室燃烧室图 预燃式室燃烧室图 视频 柴油机燃烧室 五 喷油器 喷油器的作用 将来自喷油泵的高压柴油柴油雾化成较细的颗粒 并把它们以高压的形式喷入到燃烧室中和高温高压空气混合 形成良好的可燃混合气并自行燃烧 闭式喷油器可分为孔式喷油器和轴针式喷油器两种结构类型 喷油器主要由喷油器体 调压装置及喷油嘴等部分组成 闭式喷油器的喷油嘴是由针阀和针阀体组成的一对精密偶件 其配合间隙仅为0 002 0 004mm 为此 在精加工之后 尚需配对研磨 故在使用中不能互换 一般针阀由热稳定性好的高速钢制造 而针阀体则采用耐冲击的优质合金钢 孔式喷油器 孔式喷油器用于直喷式燃烧室柴油机上 一般喷孔数目为1 7个 喷孔直径为0 2 0 5mm 喷孔直径不宜过小 否则既不易加工 又在使用中容易被积炭堵塞 孔式喷油器主要由针阀 针阀体 顶杆 调压弹簧 调压螺钉及喷油器等零件组成 孔式喷油器工作过程 喷油 停油 孔式喷油器 特点 喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应 以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁上 喷射压力较高 喷油头细长 喷孔小 加工精度高 轴针式喷油器 工作原理与孔式相同用于分隔式燃烧室 喷孔数 1孔径 1 3mm分为普通型 节流型 分流型轴针可以制成圆柱形或截锥形 圆柱形轴针其喷注的喷雾锥角较小 而截锥形轴针其喷注的喷雾锥角较大 因此 轴针制成不同形状 可以得到不同形状的喷注 以适应不同形状燃烧室的需要 轴针式喷油器特点 不喷油时针阀关闭喷孔 使高压油腔与燃烧室隔开 燃烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞喷孔直径较大 便于加工且不易堵塞针阀在油压达到一定压力时开启 供油停止时 又在弹簧作用下立即关闭 因此 喷油开始和停止都干脆利落 没有滴油现象视频 喷油器 六 喷油泵 喷油泵的功用是按照柴油机的运行工况和气缸工作顺序 以一定的规律 定时定量地向喷油器输送高压燃油 多缸车用柴油机的喷油泵应满足下列要求 1 各缸供油量相等 在标定工况下各缸供油量相差不超过3 4 喷油泵的供油量应随柴油机工况的变化而变化 为此喷油泵必须有供油量调节机构 2 各缸供油提前角相同 误差小于0 5 1 曲轴转角 供油提前角也应随柴油机工况的变化而变化 为此应装置喷油提前器 3 各缸供油持续角一致 4 能迅速停止供油 以防止喷油器发生滴漏现象 喷油泵的分类 按工作原理不同 分为柱塞泵 喷油泵 喷油器 分配式喷油泵 柱塞式喷油泵 一 柱塞式喷油泵系列由于柴油机的单缸功率变化范围很大 若根据每一种单缸功率所需要的循环供油量来设计和制造喷油泵 那么喷油泵的尺寸规格将不可胜数 给生产和使用都造成诸多不便 因此 世界各国的喷油泵制造厂都是以几种不同的柱塞行程作为基础 将喷油泵划分成为数不多的几个系列或型号 然后再配以不同尺寸的柱塞偶件 构成若干种循环供油量不等的喷油泵 以满足各种不同功率柴油机的需要 柱塞式喷油泵的结构及工作原理 A型柱塞泵柱塞式喷油泵由泵油机构 供油量调节机构 驱动机构和喷油泵体等部分组成 柱塞分泵 泵油机构数目与发动机缸数相等 一个气缸一个泵油机构 各缸泵油机构尺寸一样 组成 柱塞偶件 柱塞弹簧 出油阀偶件 出油阀弹簧 出油阀压紧座等两套精密偶件柱塞 柱塞套出油阀 出油阀座 泵油原理 进油过程柱塞下行 上方泵腔容积增大 产生真空度 露出进油孔后 将油吸入供油过程柱塞上行 关闭进油孔后 泵腔油压骤然升高 冲开出油阀后 流向高压油管回油过程柱塞继续上行 回油孔开启后 泵腔高压油经回油孔流回低压油腔 出油阀关闭 供油结束 2 供油量调节机构 功用 根据柴油机负荷和转速的变化相应改变喷油泵的供油量 由驾驶员直接操纵或者由调速器自动控制结构 采用齿杆式油量调节机构 调节齿杆 调节齿圈工作可靠 传动平稳 成本较高 驱动机构 喷油泵凸轮轴是曲轴通过齿轮驱动的 曲轴转两圈 各缸喷油一次 凸轮轴只需转一圈就喷油一次 二者速比为2 1 喷油泵体 基础零件 泵油机构 供油量调节机构和驱动机构等安装在喷油泵体上 承受较大的作用力应有足够的强度 刚度和良好的密封性便于拆装 调整和维修视频 直列泵 七 调速器 功用调速器是自动调节装置 它根据发动机负荷变化而自动调节供油量 保证发动机能够以稳定的转速运行 类型 工作原理不同 机械式 气动式 液压式 电子式等机械式调速器广泛应用 结构比较简单 工作可靠 性能良好 作用的转速范围不同 两极式调速器 两速调速器 全程式调速器 全速调速器 为什么要安装调速器发动机负荷变化 导致发动机转速变化 负荷减小 转速升高 导致柱塞泵循环供油量增加 又导致转速进一步升高 不断地恶性循环 造成发动机转速越来越高 最后飞车 负荷增大 转速降低 导致柱塞泵循环供油量减少 又导致转速进一步降低 如此循环 造成发动机转速越来越低 最后熄火 结论 改变恶性循环 需要能根据负荷的变化 自动调节供油量的装置 使发动机在规定的转速范围内稳定运转 视频 调速器 八 联轴器与供油提前角调整装置 一 喷油提前角的概念 指喷油器开始喷油至活塞到达上止点之间的曲轴转角 二 喷油器提前角调节的原因 喷油器提前角过大 喷油时气缸内空气温度较低 混合气形成条件差 备燃期长 工作粗暴 喷油器提前角过小 大部分柴油在上止点以后 活塞处于下行状态时燃烧的 使最高工作压力降低 热效率显著下降 发动机功率下降 排气冒白烟 三 最佳喷油器提前角 指在转速和供油量一定的条件下 能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角 九 输油泵及柴油滤清器 1 输油泵 功用