《港口内燃机》第04章(3)

1 工程机械内燃机 第四章柴油机燃料供给系 2 内容提纲 第一节柴油机燃料供给系的组成和柴油第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室第三节喷油器第四节喷油泵第五节调速器 3 第四节喷油泵 一 喷油泵功用和分类 1 功用 定时 定量地向喷油器输送高压燃油 2 要求 1 各缸的供油次序应符合发动机所规定的发火顺序 2 各缸供油量均匀 不均匀度在标定工况下不大于3 4 3 各缸供油提前角一致 相差不大于0 5度CA 且供油持续时间应相等 4 能迅速停止供油 以防止喷油器发生滴漏现象 4 第四节喷油泵 一 喷油泵功用和分类 3 分类 柱塞式 泵 喷油器 转子分配式 利用柱塞上下运动来泵油 将喷油泵与喷油器合成一体 直接安装在气缸盖上 依靠转子的转动实现泵油及燃油分配 5 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 1 分类 单体泵所有零件都装在泵体中 主要由一个柱塞和柱塞套筒构成 本身不带凸轮轴 其凸轮通常和配气凸轮做在一根轴上 调速器装在机体内 除用于单缸柴油机外 还用于小型多缸柴油机和缸径为200mm以上的大功率中 低速柴油机上 单体式与整体式 组合式 6 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 1 分类 组合泵是把几组泵油机构 分泵 装入一个泵体内 有单独的凸轮轴 并带有调速器 输油泵等部件 组合泵可作为柴油机的一个整体附件通过法兰或底部支座安装在柴油机上 并进行单独校准与维修 小型高速柴油机大多采用这种泵 7 第四节喷油泵 8 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 柱塞式喷油泵 组合泵 由分泵 油量调节机构 传动机构 泵体 壳体 四部分组成 9 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 分泵 分泵是喷油泵的泵油机构 多缸发动机中分泵的数量与柴油机气缸数相等 分泵主要由柱塞偶件 柱塞弹簧 弹簧座 出油阀偶件 出油阀弹簧等组成 10 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 分泵 1 柱塞偶件 柱塞和套筒 柱塞 光滑的圆柱体 上部铣有螺旋槽或斜槽 并利用直切槽或中心孔 轴向孔和径向孔 使槽和柱塞上端的泵油室相通 柱塞的下部制有安装弹簧座的圆柱体和十字凸块 或压入调节臂 以便使柱塞能往复运动 调节供油量 11 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 分泵 1 柱塞偶件 柱塞和套筒 套筒 为光滑的圆柱形长孔 套筒上部开有一个进油和回油用的小孔 或开有两个径向孔 一孔进油一孔回油 它们与壳体上的低压进油室相通 12 第四节喷油泵 13 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 分泵 1 柱塞偶件 柱塞上部结构形式 14 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 分泵 1 柱塞偶件 功用 提高柴油压力 以满足喷油器喷射压力的要求 控制供油量和供油时间 特点 精密配合 要求具有高精度和低粗糙度 良好的耐磨性 用优质合金钢制造 通过精密加工和研磨 并经过分级配对互研 互研后柱塞偶件的配合间隙控制在0 0015 0 0025mm以内 使用中应成对更换 不可互换 15 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 分泵 2 出油阀偶件 出油阀和出油阀座 出油阀 圆锥部是阀的轴向密封锥面 阀的尾部在导孔中滑动配合起导向作用 尾部加工有切槽 形成十字形断面 以便使燃油通过 出油阀中部的圆柱面叫减压带 它与密封锥面间形成了一个减压容积 16 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 分泵 2 出油阀偶件 出油阀和出油阀座 出油阀座 下端面和柱塞套筒的上端面精密加工严密贴合 它是通过压紧螺帽以规定的扭紧力矩来压紧的 压紧螺帽与阀座之间有一定厚度的铜制高压密封垫圈 出油阀压紧螺帽和壳体上端面间还有低压密封垫圈 17 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 18 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 分泵 2 出油阀偶件 功用 出油 断油和断油后迅速降低高压油管的剩余压力 使喷油器迅速停止供油而不出现滴漏现象 特点 出油阀和阀座是精密偶件 采用优质合金钢制造 其导孔 上下端面及座孔经过精密加工和研磨 配对以后不能互换 19 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 分泵 3 工作原理 进油过程 柱塞下行 上方泵腔容积增大 产生真空度 露出油孔后 将油吸入 20 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 分泵 3 工作原理 供油过程 柱塞上行 关闭进油孔后 泵腔内油压骤然升高 冲开出油阀后 流向高压油管 21 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 分泵 3 工作原理 回油过程 柱塞继续上行 回油孔开启后 泵腔中的高压油经回油孔流回低压油腔 出油阀关闭 泵油停止 22 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 23 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 分泵 3 工作原理 柱塞行程 柱塞的总行程 整个泵油过程中 柱塞从下止点到上止点所移动的距离 其大小取决于凸轮升程的大小 柱塞的有效行程 柱塞在完全封闭油孔之后到柱塞斜槽和油孔开始接通前的这一部分行程内才泵油 喷油泵只是在这一部分行程内才泵油 喷油泵每循环供油量取决于柱塞的有效行程 此行程越大 则供油量越大 只需转动柱塞就可以改变有效行程 从而达到改变喷油泵循环供油量的目的 24 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 油量调节机构 油量调节机构的功用是根据柴油机负荷和转速的变化相应改变喷油泵的循环供油量且保证各缸的供油量一致 常用的油量调节机构有齿条式和拨叉式 25 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 油量调节机构 1 齿条式油量调节机构 传动平稳 工作可靠 但结构复杂 制造较困难 松开齿圈的夹紧螺钉 将油量调节套筒及柱塞相对于柱塞套筒转动适当角度 再锁紧夹紧螺钉 即可调节各缸供油量的大小和均匀性 国产A B Z型喷油泵采用 调节齿杆 调节齿圈 油量调节套筒 柱塞 柱塞套 26 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 油量调节机构 结构简单 制造方便 易于修理 松开调节叉上的螺钉可调整调节叉在调节拉杆上的位置 再锁紧螺钉 即可调节各缸供油量的大小和均匀性 国产 号喷油泵采用 2 拨叉式油量调节机构 柱塞 柱塞套 调节拉杆 调节叉 调节臂 27 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 传动机构 多缸组合式喷油泵的传动机构是由凸轮轴和挺柱等组成 四冲程柴油机的喷油泵凸轮轴的转速应等于曲轴转速的1 2 凸轮轴上各缸相应的各个凸轮的相对角位置还必须符合所要求的发动机发火顺序 28 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 2 构造 喷油泵体 喷油泵体是基础零件 喷油泵的其它零件均装在喷油泵体中 国产的 系列的喷油泵做成上体和下体的分体式的结构 而A B P等系列喷油泵做成整体式的结构 29 第四节喷油泵 二 柱塞式喷油泵的基本结构和工作原理 柱塞式喷油泵视频 30 内容提纲 第一节柴油机燃料供给系的组成和柴油第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室第三节喷油器第四节喷油泵第五节调速器 31 一 柱塞式喷油泵的速度特性 1 速度特性 喷油泵的速度特性是指油量调节杆位置一定时 喷油泵的循环供油量随转速而变化的关系 调节杆位置不变时 柱塞泵的每一循环的供油量随转速的升高而增加 反之则减少 第五节调速器 32 第五节调速器 一 柱塞式喷油泵的速度特性 2 产生喷油泵速度特性的原因 柱塞运动速度增加时 由于柱塞套筒上的进 回油孔的节流作用 产生早喷晚停 即柱塞的实际供油行程大于几何供油行程 且节流作用随着转速的升高而增加 早喷 和 晚停 的程度也随着增大 33 第五节调速器 二 调速器的作用 1 柴油机设置调速器的必要性 1 柴油机突卸负荷 如果油量调节杆还保持在大油量位置 柴油机转速迅速升高 由于喷油泵的速度特性 每循环供油量加大 形成恶性循环而出现发动机超速甚至 飞车 事故 造成发动机冒黑烟及过热 严重时损坏机件 2 柴油机突增负荷 转速降低 每循环供油量减少 造成发动机转速迅速下降 甚至熄火 3 柴油机怠速工况下工作不稳定 必须设置调速器维持其怠速的稳定运转 34 第五节调速器 二 调速器的作用 2 作用 自动控制柴油机的循环供油量 即当柴油机由于某种原因使其转速增高或降低时 自动控制油量调节杆的位置 减少或增加循环供油量 使柴油机保持在一定转速范围内稳定运转 35 第五节调速器 三 调速器的分类及其工作原理 按作用原理分为机械离心式 液压式 电子式和气动式 车辆及工程机械柴油机一般用机械离心式调速器 机械离心式调速器按调节转速范围可分为单制式 双制式和全制式三种 36 第五节调速器 三 调速器的分类及其工作原理 1 单制式调速器 单制式调速器又称恒速调速器 用以维持柴油机在某一规定的转速下稳定运转 多用于驱动发电机 空气压缩机和离心泵等 37 第五节调速器 三 调速器的分类及其工作原理 1 单制式调速器 调速器轴带动飞球旋转 在标定转速 弹簧的弹力和飞球离心力的轴向分力平衡 转速超过标定转速 飞球向外移动 齿杆左移 减少供油量 转速低于标定转速 齿杆右移 增加供油量 调速弹簧在安装时有一定的预紧力 限制的标定转速则取决于预紧力的大小 预紧力越大 调速器所限制的转速就越高 38 第五节调速器 三 调速器的分类及其工作原理 2 双制式调速器 双制式调速器又称为两极式调速器 它只在低速和最高转速时起作用 既能保证柴油机稳定怠速运转又能防止柴油机高速时 飞车 在怠速与最高速之间 调速器不起调节作用 而由驾驶员直接通过喷油泵的油量调节机构进行控制 它适用于转速变化频繁且要求有良好加速性能的车用柴油机 39 第五节调速器 三 调速器的分类及其工作原理 2 双制式调速器 怠速时 飞球的离心力的轴向分力将低速弹簧压缩到相应的程度 并处于平衡状态 移动操纵杆使转速升高 球面顶块将与弹簧滑套相靠 若转速继续提高 因高速弹簧预紧力较大 阻碍球面顶块进一步右移 转速超过最高转速 飞球的离心力克服两根弹簧的弹力 减少供油 防止超速 40 第五节调速器 三 调速器的分类及其工作原理 3 全制式调速器 全制式调速器不但能保持柴油机最低稳定转速和限制最大转速 并能根据负荷的大小保持和调节任一选定的转速 多用于工况多变和突变的柴油机 如工程机械 拖拉机 载重汽车 越野车 船舶及机车等 41 第五节调速器 三 调速器的分类及其工作原理 3 全制式调速器 利用操纵杆将喷油泵齿杆调整到某一位置上 使柴油机获得所设定的转速 转速升高 飞球离心力大于弹簧弹力 齿杆左移 供油量减少 转速下降 转速下降 飞球离心力小于弹簧弹力 齿杆右移 供油量增大 转速上升 采用高 低速限制螺钉来防止柴油机 飞车 和熄