发动机构造第五章柴油机供给.ppt

第五章柴油供油系统、第一节柴油及其使用性能、柴油的使用性能指标主要为起火性、蒸发性、粘度和凝固点。 着火性：指燃料的自燃能力，用十六烷值表示。 十六烷值越大，点火性越好，越容易自燃。 国家标准规定轻柴油的十六烷值在45以上。 蒸发性：指柴油蒸发汽化的能力，用柴油某一比例的温度范围，即馏程和着火点表示。 柴油引燃点是指在一定的试验条件下，柴油蒸气和周围空气形成的可燃混合气接近火焰时开始引燃的温度。 某一比例的馏出温度越低，柴油的蒸发性越好。 闪点低，蒸发性好。 粘度：决定燃料的流动性。 粘度越小，流动性越好，但是在柴油机高压供油系统中副接头间的泄漏量暂时增加，影响高压油的确立，接头副磨损加剧。 4、凝固点：柴油机失去流动性开始凝固时的温度。 柴油机的冷凝点比最低工作温度低3-5C，会导致回路堵塞。 因此，柴油的牌号由柴油的粘结点决定，例如，10号、0号、-35号轻油的粘结点分别为10C、0C、-35C。 如图5-1所示，第二节柴油机的供给系统由燃料供给、空气供给、混合气形成及废气排出4个装置构成。 另一方面，柴油机混合气形成和燃烧室柴油机混合气形成：压缩结束前，高压柴油机从喷油嘴喷射到汽缸内部的燃烧室内，燃料被雾化(高压、节流孔节流使油束的初速达到数百米，周围的空气被高速吸入油束，off ) 在汽缸内加热空气和燃烧室内强空气涡的作用下，蒸发、扩散、与空气混合，形成浓度极不均匀的可燃混合气，达到一定的自燃温度和混合气浓度后，最终做好自燃燃烧工作。 柴油混合气形成的地方在燃烧室内。 与汽油发动机相比，柴油混合气的形成时间极短。 混合气成分极不均匀：喷油嘴附近极浓，燃烧室外边缘稀薄的油束中央部极浓，相邻油束之间稀薄。 整个空间上的平均混合气成分比汽油机稀薄。 柴油燃烧室的型号为统一式(直接喷射式):型燃烧室分隔式：涡流室、预燃烧室、图5-1型燃烧室(a )圆形； (b )对四边形、1、(a )彗星v号涡流室、(b )吊钟形涡流室、柴油机供给系统的要求是在适当的时机，以适当的规则向燃烧室喷射一定数量的高压燃料。 各汽缸喷射正时和喷射量一致，符合发动机运行情况。 喷射压力、喷射雾化质量及其在燃烧室内的分布适合燃烧室类型。 基本要求：正时、定量、定压及各汽缸喷射一致。 现代要求：适当的喷油规律，高压。 在一个工作周期内，各汽缸一次喷射，其喷射顺序与发动机各汽缸的点火顺序相同。 可根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量，使发动机稳定运转，特别是怠速稳定，限制超速。 柴油机供油系统包括高压喷油泵、喷油器和调速器等主要部件和燃料箱、油泵、水分离器、燃料过滤器、供油提前角自动提前器和高低压供油管等辅助装置。 柱塞式喷油泵供油系统的工作原理如图5-3所示。 分配式喷油泵供油系统的工作原理如图5-4所示。柱塞式喷油泵的燃料供给系统工作原理：曲轴正时齿轮驱动喷油泵凸轮轴、喷油泵凸轮轴的偏心凸轮驱动喷油泵、燃料箱、油水分离器、喷油器、燃烧室、压力限制阀、 分配式喷油泵供给系统动作原理：曲轴正时齿轮驱动喷油泵凸轮轴、二级隔膜式油泵的转子旋转、泵油、高压油管、喷射器、燃烧室、燃料箱、水分离器、燃料过滤器、一级油泵曲轴驱动油泵的凸轮轴偏心凸轮旋转、三级油泵、喷油器是实现燃料喷射、雾化的重要部件。 喷油器应满足发动机喷雾特性的要求，具有一定的油束贯通距离、喷射锥角和良好的雾化质量，喷射结束时不发生泄漏。 喷油器由喷油器体、调压装置以及喷油嘴等组成，其中，喷油嘴是由针阀和针阀构成的最重要的精密部件，其配合间隙仅为0.0020.004mm，而且最重要的是工作时的热、温度高，容易变形固定。 根据喷油嘴的结构形式，喷油器分为孔式喷油器和轴销式喷油器两种。 由孔式喷油器的结构和工作原理构成：由针阀11和针阀体12构成的喷油嘴通过紧固螺母10与喷油器主体9连接。 密封：紧固调压螺钉5时，利用调压弹簧7、顶出销8将针下端的密封锥面按压在针阀体下端的密封锥面上。 油喷射：燃料通过供油管接头16、元件17、喷油器体及针阀体的斜油路进入针阀体与针阀体之间的环状油室，针阀上端的受压锥面承受向上的液压，超过调压弹簧作用力后，针阀上升，高压燃料在针阀体头部通过针阀接头的间隙泄漏的高压燃料通过回流管接头1向燃料过滤器逆流。 定位销14的作用是确保喷孔位于燃烧室空间的正确位置，使喷油器主体与针阀阀体的斜油路对齐。 调压螺钉7起到了可任意调整喷油嘴针阀打开压力的作用。 从针阀打开到其上端面与针阀的下端面干涉而移动的最大距离称为针阀提升阀。 由于长喷嘴针阀的接头导向面远离高温头部，因此难以挂住，但往复运动的质量大，惯性力大的短喷嘴相反，为了避免粘着，在针阀的外侧圆筒面上开了几个槽。 图示了低惯性喷油器的结构。 目的是减少针阀往复运动的质量，但是由于喷油嘴针阀的打开压力不能任意调整，必须拆下来调整垫片的厚度。 轴销式喷油器的结构和工作原理单喷射孔圆柱状或倒锥状的细轴针，从喷孔外突出的轴针除去从喷孔堆积碳的作用。 短喷嘴结构针阀导向面接近针阀的喷孔高温部。 喷射器主体下端面和针阀阀体上端面无需定位销的定位。 第四节柱塞式喷油泵、喷油泵的作用是根据柴油机的运转状况和气缸的工作顺序，在一定的规则时机定量地向喷油器输送高压燃料。 多汽缸泵应满足各汽缸供油量相等、可随发动机负荷变化而变化的要求。 需要供油量调节机构(额定箱体的各气缸的供油量之差为3%4%以下，怠速箱体为30%以下)。 各气缸的加油提前角相等，误差为0.51不到1曲轴角(即柱塞的预应力行程误差不到0.05mm )，喷油泵的加油提前角可以根据发动机转速和负荷的变化而变化(带加油提前角自动提前角器)。 3 )关油迅速，不漏油。 喷油泵中最常见的类型是串联柱塞式喷油泵和转子分配式喷油泵。 另一方面，柱塞式喷油泵的分类串联式柱塞泵以柱塞行程(即凸轮升程)、泵气缸中心距离和结构特征为基础成为系列，可以根据不同系列改变柱塞直径和气缸数来应对不同柴油机的需求。 二、a型喷油泵的结构和工作原理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四大部分组成。其中，a型泵的结构如图5-13所示。 泵油机构：构成：由柱塞套筒、柱塞、柱塞弹簧、柱塞弹簧座、油阀、油阀弹簧和油阀座等部件构成。 (1)柱塞组件的柱塞和柱塞套筒是油泵中最精密的一对人偶，配对研磨后的精度使配合间隙在0.00150.0025mm的范围内。 间隙过大，漏油引起的泵油压力过低，人偶有可能咬住。 另外，在柱塞的头部加工油量控制螺旋槽或滑槽和防油直切槽，在柱塞的下部加工扁平块，嵌入油量控制套筒的开口槽。 另外，在柱塞套筒的大外周开设有径向供油孔6和回油孔5，为了防止柱塞套筒的旋转，在柱塞套筒的大外周开设有纵向的开口槽(未图示)，通过止动螺钉从泵体的外侧固定。 (2)油阀组件结构：由油阀2和油阀座1组成。 结构：油阀的弹簧位于油阀的上端，油阀的紧固座被紧固后，油阀的弹簧的作用力将油阀按压在阀座的密封锥面上。 特点：油阀下部为十字切槽形，构成回路通道。 泵油机构的工作原理：柱塞处于下死点时，油进入柱塞上方的工作室，柱塞移动到柱塞前端，完全关闭油孔，油进入完毕，工作室内的燃料被压缩，液压升高。 向上的力超过油阀的弹簧作用力时，油阀打开，燃料流向高压油管。 柱塞持续向柱塞移动，油量控制槽的上缘通过供油孔时，液压下降，油阀落座，供油结束。 减压区域进入油阀座的孔后，切断高压油管和工作室的油路，直到油阀完全落座为止，高压油管追加一定的容积，油压急速下降，油阀急速落座，从油阀开始落座到完全落座之间移动的距离为减压行程，该容积称为减压容积。 (a )开始关闭、(b )开始关闭状态将柱塞从下死点到前端完全关闭供油孔的距离称为柱塞的预压行程，将完全关闭供油孔时称为几何供油开始点，柱塞的预压行程越大， 表示初始供油速度高的a型喷油泵的柱塞的预压行程的调节方法是，柱塞的套筒(供油孔)未被固定，变更柱塞的下死点的位置，增加调整垫片的厚度会导致柱塞的下死点的位置上升， 减少调整垫片的厚度，这意味着柱塞的预应力行程减少，这意味着柱塞的下止点位置下降，柱塞的预应力行程增大。 柱塞式喷油泵意味着，如果需要变更柱塞的预应力行程，则需要变更柱塞的下止点与柱塞的油孔的相对距离。 活塞前端完全关闭供油孔后，移动至油量控制槽上缘与柱塞套筒的回油孔相通的距离称为活塞的有效压力油行程。 油量控制槽的上缘与供油孔相通时，称为几何供油结束时刻。 柱塞的有效压力油行程的大小表示几何供油量的大小，he、柱塞从几何供油结束时刻移动到上死点的行程称为柱塞的剩馀行程，在此期间，柱塞的上移不是在供油中，而是漏油。 供油量调节机构柴油机循环供油量的调节是通过改变柱塞的有效压力油行程，即改变柱塞的油量控制槽与柱塞的回油孔的相对角位移来实现的。 a型泵采用齿条式供油量调节机构。 齿轮杆的直线移动是通过调节齿圈、油量控制套筒来使柱塞旋转。 因此，a型泵的柱塞套筒不动，旋转柱塞，改变柱塞的有效压力油的行程。 供油停止、中负荷供油、最大负荷供油、油量控制过程：假定柱塞的前端位于完全关闭柱塞盖的供油孔位置。 关于柱塞旋转的方向是增大还是减小有效压力油的行程，从油量控制槽的方向来看，图中所示的柱塞是左螺纹油量控制槽的方向，从俯视图的方向来看，向顺时针方向旋转柱塞时，有效压力油的行程变大，相反变小。(左螺旋油量控制槽左置调速器)、(右螺旋油量控制槽右置调速器)、介孔柱塞(无止动槽)、左油量控制滑槽、左置调速器)、驱动机构构成：喷油泵的驱动机构由凸轮轴和挺杆或辊体部件构成。 凸轮轴两端通过轴承支承在泵体的两端，前端通过半圆键与联轴器连结，联轴器通过两个凸键与供油提前角自动提前角器的驱动盘连结. 前、左调速器、油泵的凸轮轴转速为曲轴转速的一半，凸轮轴上的凸轮数等于发动机的气缸数。 挺杆在泵体的导向孔进行往复运动，挺杆拧入的导向平键与泵体的导向孔的键槽卡合，防止挺杆旋转。 挺杆上部有柱塞的预压行程调整螺钉或调整垫片。 泵体结构： a型泵体为一体型，侧面开放，装卸、调整容易，但泵体刚性差，容许最大泵端液压低，容易发生柱塞套变形、柱塞咬合。 低压回路： a型泵体的低压油室如下图所示，从油泵流入的低压油多(发动机油耗少)时，低压油室的油压超过一定值时，燃料从压力限制阀油管接头返回燃料过滤器。 三、p型喷油泵的结构特点(与a型泵相比)箱形密闭泵体大幅度提高了泵体的刚性，允许了较高的泵端液压，但给油泵的拆装、调整带来了麻烦的缺点。 悬垂式柱塞套筒-柱塞5和油阀组件3安装在有连接法兰的柱塞套筒4上。 拧紧油阀支架1，构成独立的组件。 然后，用柱塞套筒紧固螺栓14将柱塞套筒的凸缘紧固在泵体的上端面，形成悬垂结构，改善柱塞套筒和泵体的受力状态(柱塞套筒进入，返回孔不受力，泵体的上端受力)。 4、p型泵柱塞有效压力油行程的调节方法是，柱塞不动，旋松柱塞盖紧固螺栓，旋转柱塞盖，改变柱塞油量控制槽与柱塞盖回油孔的相对角位移。 p型泵柱塞的预压行程的调节方法是，柱塞不动，旋松柱塞套筒紧固螺栓，改变调整垫片15的厚度，即改变柱塞的套筒供油孔的高度位置，从而改变柱塞的下死点与柱塞的套筒供油孔的相对距离。 p型泵柱塞顶部开有启动槽3。 柱塞位于启动位置时，该槽与柱塞的油孔相对，柱塞移动到启动槽的下缘时，关闭油孔，开始加油。 因此，加油延迟时，加油提前角减少。 这种情况下，气缸内的气体温度高，柴油喷射到气缸上时容易蒸发，易于起火燃烧，有利于柴油的低温启动。 四、接头：喷油泵的正时齿轮和喷油泵的凸轮轴之间需要接头，一个避免连接冲击，两个可以在停车时调节静态加油提前角。 喷射提前角过大(过早)或过小(过晚)都不利：过大(过早)活塞的压缩负功增加，发动机输出功率减少，燃料消耗增加，且燃烧噪声增加，柴油机工作粗鲁，NOX排放增加。 过小(过慢)后燃烧损失增加，发动机功率减少，燃料消耗增加，发动机热负荷增加，发动机排气烟度增加。 因此，根据发动机的一定情况，存在最佳喷射提前角。 一般的规则是发动机的最佳喷射提前角随着发动机转速的上升而增大。 喷射提前角是动态的，实际上不能直接调整。 实践时调整的是静态加油提前角：拆下多汽缸泵第一缸油阀座的高压油管，旋转飞轮，观察第一缸油阀座内的油面，急剧上升时油阀打开，开始加油。 观察飞轮的角度符号和飞轮壳体的上死点符号，测量实际的加油提前角的大小。 不是所需大小时，可松开联轴器连接螺栓，将油泵向内侧或外侧移动，微调加油提前角的大小(3)。 在、曲轴的正时齿轮和中间齿轮、喷油泵的正时齿轮之间有配对正时符号，安装时的对应是正确的。如果松开联轴器连结螺栓，则使泵体向外侧移动，即油泵凸轮轴在油泵正时齿轮不动状态下向顺时针方向旋转角度，供油提前角度增加. 柴油机的最佳加油提前角随着发动机转速的增加而增大，因此必须在喷油泵的凸轮轴前端安装加油提前角自动提前角器。 实际上，在由曲轴正时齿轮驱动的喷油泵的联轴器和喷油泵的凸轮轴之间，追加了根据发动机转速的变化自动改变相对安装角度位置的联轴器。 如图所示为机械离心式供油提前角自动提前器。 五、加油提前角自动提前角器、驱动盘由喷油泵的正时齿轮轴驱动的联轴器驱动，是提前角器的有源部件。 飞锤通过大内孔嵌入嵌入的驱动盘销的大外圆筒面，弹簧座嵌入销的小外圆筒面，弹簧另一端与从动盘铆接的异形轮毂平面侧抵接，从动盘坯料在驱动盘内圆在飞锤的小内孔中拧入飞锤的销子，滚子和滚子座圈在飞锤销子的外侧圆筒面上变空，滚子靠近从动盘的异形轮毂曲面侧。 低速时，飞锤无法克服弹簧的作用力，飞锤处于收纳状态，提前角器不动作的转速上升到一定值时，飞锤打开，滚子推压