《港口内燃机》第04章(2).ppt

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,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,柴油机的燃烧室是可燃混合气形成和燃烧的场所；燃烧室的结构形式在很大程度上决定了空气的涡流或扰动的形式与强弱；雾化或油膜的形态与质量，在一定程度上要靠燃烧室来配合与保证。,4,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,燃烧室分类,5,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,1）开式燃烧室,燃烧室是由气缸盖底平面、活塞顶面和气缸壁形成的单一容积，活塞顶一般做成浅凹状。适用于缸径D160mm的中低速柴油机。,结构形式,6,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,1）开式燃烧室,（1）混合气形成的方式基本上是空间雾化混合。（2）靠很高的喷油压力和多孔喷油器（68孔），将柴油尽可能均匀喷散在燃烧室空间。（3）不需要有意识地组织气流运动，或仅组织极微弱的涡流运动。,混合气形成特点,7,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,优缺点,（1）经济性好，起动性能好。（2）工作较粗暴，机械负荷大。（3）高速性较差。（4）对燃油喷射系统要求高，要求高喷射压力和多孔喷油器。（5）对燃油品质及转速较敏感。,1）开式燃烧室,8,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,2）半开式燃烧室,半开式燃烧室由凹形活塞顶与气缸盖底面所包围的单一内腔，几乎全部容积都在活塞顶面上。适用于缸径D90150mm的高速柴油机。一般需要组织空气运动来促进混合气的形成和燃烧。常用的半开式燃烧室有形燃烧室、球形燃烧室和U形燃烧室。,结构形式,9,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,由平的气缸盖底面和活塞顶内的形凹坑及气缸壁组成。,2）半开式燃烧室形,10,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,（1）可燃混合气的形成以空间雾化混合为主。（2）对燃料供给系的要求较高，一般采用35孔的多孔喷油器，将大部分燃油均匀地喷散到燃烧室空间，使燃油迅速蒸发并与空气混合。（3）此类燃烧室都组织进气涡流和挤气涡流，以促进混合气的形成和燃烧。,2）半开式燃烧室形,混合气形成特点,11,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,2）半开式燃烧室形,优缺点：,（1）形状简单，易于加工。（2）结构紧凑，散热面积小，热效率高。（3）冷起动性能较好。（4）所要求的喷油压力较高，因而与之配套的喷油泵和喷油器中的配合偶件加工精度的要求较高。（5）所采用的多孔喷油器的喷孔直径小，工作可靠性差。（6）工作较粗暴。,12,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,球型燃烧室活塞顶部有一球形空腔，形状比半球稍大。,2）半开式燃烧室球形,13,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,（1）喷油器为单孔或双孔式喷油器，偏置于喉管边缘，使喷孔顺着进气涡流斜喷。（2）通常采用螺旋进气道以产生强烈的进气涡流。（3）其可燃混合气形成属油膜蒸发混合。,2）半开式燃烧室球形,混合气形成特点,14,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,2）半开式燃烧室球形,优缺点：,（1）压力升高率较低，工作柔和，燃烧噪声较小。（2）燃烧较完全，有较好的动力性和经济性，排烟少，可使用多种轻质燃料。（3）燃烧过程进行迅速，后燃期较短。,15,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,2）半开式燃烧室球形,（4）冷起动比较困难。（5）低速性能较差。（6）在大缸径柴油机上应用困难，对增压适应性差。（7）加工和安装要求高。,优缺点：,16,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,又称为复合式燃烧室，活塞顶部为一U形空腔。,2）半开式燃烧室U形,1.直接喷射式燃烧室,17,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,（1）利用螺旋气道和切向气道相结合的扭切气道，形成较强的进气涡流。（2）采用单孔轴针式喷油器，喷油基本与空气涡流方向垂直。（3）可燃混合气形成在低速及起动时是以空间雾化混合为主，正常工作时是以油膜蒸发混合为主。,2）半开式燃烧室U形,混合气形成特点,18,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,1.直接喷射式燃烧室,2）半开式燃烧室U形,优缺点：,保存了球形燃烧室的主要优点，但其低速及起动性能仍较好，对喷油设备的要求也低。,19,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,2.分开（隔）式燃烧室,整个燃烧室的容积分成两个部分：一部分在活塞顶面与气缸盖底面之间，称为主燃烧室；另一部分位于气缸盖内下部，称为副燃烧室。主副燃烧室之间通过一个或多个通道相连。,20,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,2.分开式燃烧室,涡流室式燃烧室适用于缸径D130mm的中小功率高速柴油机。其引燃室称为涡流室，通常为球形、球锥形或球柱形。涡流室容积约燃烧室总容积的5080。,1）涡流室式燃烧室,21,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,2.分开式燃烧室,（1）压缩过程中气缸内的空气被挤入涡流室，形成强烈而有规则的压缩涡流。（2）一般采用单孔轴针式喷油器，喷油器装在涡流室内，燃油顺着空气涡流旋转方向喷射。（3）压缩行程快结束时，涡流室内喷射的燃油与空气混合形成可燃混合气。着火后涡流室的压力升高，高压燃气夹带大量未燃油雾冲入主燃烧室，形成燃烧涡流加速燃烧。,1）涡流室式燃烧室,混合气形成特点,22,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,2.分开式燃烧室,1）涡流室式燃烧室,优缺点：,（1）对喷雾质量要求低，一般采用单孔轴针式喷油器，启阀压力较低。（2）对燃油要求低，甚至可用劣质燃油。（3）工作较柔和，噪声较小。（4）排出的废气有害成分少。,23,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,2.分开式燃烧室,1）涡流室式燃烧室,（5）平均有效压力较高。（6）适应高速柴油机。（7）经济性及起动性较差。,优缺点：,24,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,2.分开式燃烧室,1）涡流室式燃烧室,改善起动性能的措施：,（1）选取较高的压缩比。（2）开起动孔。（3）采用分流式轴针喷油器。（4）加装辅助起动装置，如电热塞。,25,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,2.分开式燃烧室,主、副燃烧室之间由一个或数个喷孔相连，喷油器安装在预燃室中心线附近，预燃室容积约为燃烧室总容积的2540。,2）预燃室式燃烧室,26,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,2.分开式燃烧室,（1）预燃室中不产生有组织的压缩涡流，但空气经喷孔被压入形成强烈的紊流。（2）在预燃室中只燃烧少量燃油，利用这部分燃油的燃烧能量，将其中的混合气高速喷入主燃烧室，形成强烈的燃烧涡流，促使大部分燃油在主燃烧室中燃烧。,2）预燃室式燃烧室,混合气形成特点,27,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,2.分开式燃烧室,2）预燃室式燃烧室,优缺点：,其优点与涡流室式燃烧室类似，缺点是经济性和起动性比涡流室还差，怠速噪声较大。在现代压燃式发动机中基本上已不被采用。,28,第二节柴油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室,二、柴油机的燃烧室,柴油机燃烧室视频,29,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,30,第三节喷油器,31,第三节喷油器,一、喷油器的作用和分类,1.作用,将来自喷油泵的高压柴油按一定要求雾化成较细的微粒，并将它们分布到燃烧室中与空气形成良好的可燃混合气。,一定的喷射压力、一定的射程、一定的喷雾锥角，雾化良好，喷油终了能迅速断油而无滴漏。,2.要求,32,第三节喷油器,一、喷油器的作用和分类,3.分类,33,第三节喷油器,二、孔式喷油器,主要用于直接喷射式燃烧室，喷孔数目18个，最多可达1012个，喷孔直径0.20.5mm。喷孔数目和方向决定于不同燃烧室对喷雾质量的要求以及喷油器在燃烧室布置。燃油雾化质量好。喷孔小，精度要求高，加工困难，使用中易出现堵塞。,1.特点,34,第三节喷油器,二、孔式喷油器,2.针阀偶件,喷油器最主要的部件，是采用耐热强度好的优质合金钢制成的针阀和针阀体，二者合称为针阀偶件，也叫喷油嘴，为不可互换的精密配合偶件，配合间隙为0.0020.003mm。,35,第三节喷油器,二、孔式喷油器,3.工作原理,来自喷油泵的高压柴油通过高压油管送到喷油器，经进油管接头、喷油器滤芯以及喷油器体和针阀体内的油道进入喷油嘴内的高压油腔。油压作用在针阀的承压锥面上，产生向上的推力。,36,第三节喷油器,二、孔式喷油器,3.工作原理,当此推力超过调压弹簧的预紧力时，针阀升起并将喷孔打开，高压柴油经喷孔喷入燃烧室。当喷油泵停止供油时，油压迅速下降，针阀在调压弹簧的作用下瞬即落座，将喷孔关闭，终止喷油。,37,第三节喷油器,二、孔式喷油器,3.工作原理,少量高压油经针阀偶件间隙挤上，经回油管流回柴油箱或柴油滤清器，这部分柴油对针阀偶件有润滑作用。使针阀开始抬起时的燃油压力，叫启阀压力，它取决于调压弹簧的预紧力，可用调压螺钉进