柴油机燃烧室.ppt

概述,一、汽油机和柴油机的主要差别1.所用燃料不同：汽油与柴油相比较，汽油的沸点低、易挥发；柴油不易挥发，但其自燃温度低。2.点火方式不同：汽油机着火需火花塞点燃，即点燃式；而柴油机无需火花塞，着火方式是压燃式。即柴油机采用将吸入的空气压缩以提高空气温度，当温度超过柴油的自燃温度时，再喷入柴油，雾化的柴油和空气混合，自行着火燃烧做功。,模块七柴油机燃料供给系,概述,二、柴油机与汽油机的主要优缺点对比1.与汽油机相比，柴油机的优点是柴油机压缩比大，动力性和经济性好，并且它没有点火系统，所以故障较少。2.与汽油机相比，柴油机工作压力大，要求各相关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷油嘴制造精度要求高，所以成本较高。3.柴油机动力大、省油，但是振动噪声大。4.柴油不易挥发，冬季冷车时启动困难。所以，一般卡车、大型车辆、特种车辆大多使用柴油发动机。,模块七汽油机燃油供油系,1.柴油机燃料供给系各部件的认识,1.柴油机燃料供给系的功用与组成,技能点,知识点,2.低压供给油路故障诊断方法,有一辆依维柯汽车，采用的柴油发动机，一旦柴油机燃料供给系出现故障，将造成发动机启动困难、动力不足、熄火等故障。出现故障后要如何诊断和排除呢？,柴油机燃料供给系的功用：储存、滤清和输送柴油，并按柴油机各种不同工况的要求，定时、定量、定压，将柴油以雾状喷入燃烧室，使其与空气迅速而良好地混合和燃烧，最后将燃烧后的废气排入大气。要想诊断和排除故障，首先要了解其组成和工作原理。,图7-1依维柯汽车,一、柴油机燃料供给系的组成,柴油机燃料供给系由燃料供给装置、空气供给装置、混合气供给装置和废气排出装置等组成。,图7-2依维柯燃料供给系,一、柴油机燃料供给系的组成,1燃料供给装置由燃油箱、膜片式输油泵、低压油管、调压阀、柴油滤清器、喷油泵（包括叶片式供油泵和调速器）、高压油管、喷油器和回油管等组成（在此图上找出）。,一、柴油机燃料供给系的组成,2空气供给装置：由空气滤清器、进气歧管、增压器等组成。3混合气供给装置：燃烧室。4废气排出装置：由排气歧管、排气管和消声器等组成。供给系中，空气滤清器、进气歧管、排气歧管、排气管、消声器及油箱等的结构、功能和工作原理基本与汽油机的供给系相同，本模块不再赘述。桑塔纳3000型轿车燃料供给系。,二、燃料供给系油路的工作过程,柴油从燃油箱被吸入膜片式输油泵并泵出，经燃油滤清器滤去杂质后，进入喷油泵；由喷油泵将柴油提高到一定压力后，通过高压油管进入喷油器，喷油器将高压燃油呈雾状喷入燃烧室。,二、燃料供给系油路的工作过程,1.低压油路：从柴油箱到喷油泵入口。压力为0.250.05MPa，向喷油泵供给滤清的燃油。输油泵供油量比喷油泵供油量大得多，过量的柴油经回油管回到油箱。,二、燃料供给系油路的工作过程,2.高压油路：从喷油泵到喷油器。依维柯发动机高压侧油压为240.8MPa，经喷油器呈雾状喷入燃烧室，与高温、高压空气混合成可燃混合气。喷油器中多余的柴油经回油管流回到油箱。,二、燃料供给系油路的工作过程,高温、高压的可燃混合气自行燃烧做功，向外输出转矩；而燃烧后形成的废气经排气歧管、排气管和消声器排入大气。,一、柴油机燃料供给系低压油路常见故障分析因低压油路所造成的发动机启动困难、动力不足、熄火等常见故障，一般是不供油或供油不畅造成的，主要原因有以下几种：1.油箱内无油、低压油路堵塞或漏油。2.低压油路中渗入空气。3.柴油滤清器堵塞。4.输油泵损坏。,二、故障的诊断与排除,1诊断方法柴油没进入汽缸，原因是供油系的堵塞、漏气和某些零部件的损坏。诊断时，首先应确定故障出自低压油路还是高压油路。较为简捷的方法是：,图7-3供油系统内的空气排放,二、故障的诊断与排除,在检修过程中，发现放气螺钉处流出的是泡沫状柴油，且扳动手柄时感觉较轻，扳动七、八次也无改观，说明油箱至输油泵间的管路漏气，低压油路中渗入了空气因而产生了气阻，造成不供油，故障出现在低压油路。,二、故障的诊断与排除,2.故障的排除（1）拧紧各接头或更换油管。（2）用手驱动输油泵手柄，直到无泡沫排出。（3）拧紧放气螺钉。（4）继续驱动手柄，直到输油泵不起作用。重新启动发动机，直到运转正常，故障排除。,一、柴油机可燃混合气的形成,柴油的黏度较大不易蒸发，需以雾状喷入燃烧室，与燃烧室中高温、高压的空气混合，形成可燃混合气，并自行燃烧。柴油机的喷油、混合及燃烧是重叠进行的，即一边喷油、混合，一边燃烧。为保证柴油机良好的性能及较高的做功效率，燃烧必须在压缩上止点附近完成，也就是说必须在极短的时间内完成喷油、混合和燃烧。一般从喷油开始到喷油结束的时间只有1530曲轴转角。为保证在如此短的时间内使混合气迅速形成并完全燃烧，柴油机采用了如下措施：,知识链接,一、柴油机可燃混合气的形成,。,知识链接,二、柴油机的燃烧过程,柴油机的燃烧过程是指从压缩行程上止点前喷油开始到做功行程燃烧终了为止的整个过程。压燃着火需具备两个条件:一是合适的混合气浓度；二是合理的混合气温度。柴油机的燃烧过程可分为四个阶段：着火延迟期速燃期缓燃期补燃期，如图74所示。,知识链接,图7-4柴油机的燃烧过程,可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期,（1）备燃期从喷油开始开始着火燃烧为止（2）速燃期从燃烧开始气缸内出现时为止（3）缓燃期从出现出现为止（4）后燃期缓燃期以后的燃烧,知识链接,三、影响柴油机燃烧过程的因素,1.燃油性质蒸发性、着火性能越好，越利于着火；但如过好，易导致工作粗暴。一般高速柴油机用油的十六烷值在4060之间。2.喷油定时供油提前角过大，着火延迟期工作粗暴（可听到有节奏的、清脆的“嘎嘎”声）功率油耗怠速不稳，启动困难。提前角减小，缸内压力温度延迟期燃烧平稳；如过小，燃烧过程拖后，补燃期热效率动力经济性。,知识链接,三、影响柴油机燃烧过程的因素,3.喷油规律若喷油“先急后缓”，则初期热效率高，压力升高快，工作粗暴，但热效率升高。若喷油“先缓后急”，则初期热效率低，压力升高慢，缸内最高燃烧压力下降，动力下降。4.雾化质量燃油雾化细度及均匀度着火延迟期加速可燃混合气的形成，燃烧速度，热效率和动力。,知识链接,三、影响柴油机燃烧过程的因素,5.燃烧室内的气流运动和换气质量合适的气流运动，油的蒸发速度油束分散可燃混合气的形成燃烧速率经济性。但组织进气涡流要消耗能量，还会使充气效率。改善换气的过程，提高充气效率，对促进可燃混合气的形成，改善燃烧和排放是有利的。6.转速转速的升高，应将供油提前角增大。7.负荷负荷增大，工作温度升高，着火延迟期缩短，燃烧得到改善。,知识链接,四、柴油机燃烧室,柴油混合气的形成和燃烧均在燃烧室内进行的，燃烧室结构形状直接影响混合气的品质和燃烧状态。燃烧室的造型和喷油器的布置确定混合气的形成方式，按结构形式分，柴油机燃烧室分为直接式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。1.直接式燃烧室喷油器将高压柴油直接喷射到高温、高压燃烧室中，借助喷射油束和燃烧室形状的配合以及燃烧室内进气涡流运动，形成可燃混合气，并受热自燃。,知识链接,四、柴油机燃烧室,这种燃烧室配用小孔径多孔式喷油器，喷油器开启压力在1825MPa。优点：结构简单，输出功率高，油耗低，启动性能好，在货车发动机上广泛使用。缺点：噪音和振动大，由于喷孔小，所以易堵塞。康明斯6BT型发动机及依维柯8140.27S型发动机的活塞顶部均为型。,知识链接,分类：直接喷射式燃烧室,型,球型,涡流室燃烧室,预燃式燃烧室,分隔式燃烧室,四、柴油机燃烧室,康明斯6BT型发动机及依维柯8140.27S型发动机的活塞顶部均为型。,四、柴油机燃烧室,2分隔式燃烧室燃烧室被分隔成两部分组成，一部分位于活塞顶部与缸盖底部面之间称为主燃烧室，另一部分在汽缸盖内称为副燃烧室，副燃烧室又有涡流室式和预热室两种，主燃烧室与涡流室两腔有一通道相连。在压缩行程期间，涡流室内形成旋涡气流，多数燃油在涡流室内被点燃。其余燃油在主燃烧室内继续燃烧。分隔式燃烧室一般采用轴针式喷油器，喷油压力要求一般在1214MPa。优点：运转平稳，转速范围宽，一般用在客车上。缺点：燃烧压力低，散热面积大，热效率低，动力性、经济性差。启动性差，一般需要使用预热装置。,知识链接,1.喷油器的拆装,技能点,知识点,3.喷油器检修内容及要求,2.喷油器的调试及密封性检查,3.喷雾质量的检查及故障分析,4.喷油器的检修,1.喷油器的类型及其特征,2.喷油器的结构特点,现有一东风康明斯6BT型发动机出现动力不足，排气冒黑烟等现象（供油压力正常），经初步诊断为发动机喷油器发生故障，要求对该汽车喷油器进行调试与检修。,喷油器的作用：是根据混合气的形成与燃烧的要求，将喷油泵供给的高压柴油以一定的压力、速度和射程，及合适的锥角喷入汽缸，雾化成细粒，在缸内均匀分布，以利于混合气的形成与燃烧。此外，还应在停喷时迅速切断燃油，不滴漏，以免恶化燃烧过程。,要求：1)雾化均匀；2)喷射干脆利落；3)无后滴现象；4)油束形状与方向，适应燃烧室。如喷油压力过低、喷雾质量差、喷油锥角过小、喷油孔堵塞或滴油，均可造成发动机运转不稳，排气冒黑烟现象。原因是喷油器工作环境恶劣，易高温、磨损和积炭等。从以上现象可初步诊断为喷油器故障，需先对喷油器进行检查、调试，如有必要还对喷油器进行拆装和检修。,一、喷油器的类型,型式：目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式和轴针式两种。孔式喷油器：喷孔数目一般为18个，喷孔直径为0.20.8mm。优点：喷油压力高，雾化好，但易被积炭堵塞，多用于直喷式燃烧室上。如YC6105QC型和YC610Q型柴油机即采用多孔式喷油器喷油嘴为四孔等直径0.32mm，针阀开启压力为18.620.49MPa。,二、孔式喷油器的结构,图7-6孔式喷油器结构,二、孔式喷油器的结构,精密偶件针阀和针阀体：优质轴承钢制成的一对不能互换的高精密偶件（亦称喷油嘴或喷油头），针阀上部圆柱面与针阀体内圆柱面为高精度的滑动配合，配合间隙为0.001mm0.0025mm。间隙过大，则柴油泄漏较多，油压下降，喷油滞后，影响喷雾质量，供油量减少；间隙过小，则不能自由滑动，甚至卡死。承压锥面：针阀中部的环形锥面是承受油压的轴向上升推力。密封锥面：针阀下端的锥面与针阀体内锥面起密封作用，用于打开或切断高压油与燃烧室的通路。,三、喷油器工作原理,工作原理：由喷油泵输来的高压柴油油管喷油器中部环形油腔高压油腔。油压作用在针阀的承压锥面上，轴向向上推力，当推力调压弹簧的预压力针阀偶件间摩檫力时：针阀打开喷孔高压柴油喷入燃烧室中。喷油泵停止供油时，高压油道内压力迅速下降，针阀在调压弹