柴油机燃料供给系课件

柴油機燃料供給系

第一節、概述1．功用柴油機供給系同樣要完成柴油供給和空氣供給以及可燃混合氣的形成、燃燒和廢氣的排出任務。2．組成燃油供給裝置：柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器等。空氣供給裝置：空氣濾清器、進氣管道。混合氣形成裝置：燃燒室。廢氣排出裝置：排氣管道、消音器

紅色是高壓輸油管褐色是低壓輸油管紫色是回油管與汽油機比較，柴油機具有轉速慢，扭矩大，油耗低、負荷高及重量大，多用在大中型汽車上。1976年德國大眾汽車公司開發出第一臺高速小型化柴油機，使轎車應用柴油機進入實用化，現在西歐約有30%的轎車和90%的商務車採用柴油機。目前轎車柴油機採用每缸4氣門。3、柴油柴油是在533-623k的溫度範圍內，從石油中提煉出的碳氫化合物，柴油按凝點分為10，0，-10，-20，-35五個牌號。其代號分別為RCZ-10，RC-0，RC-10，RC-20，RC-35，"R"和"C"是"燃"和"柴"字的中文拼音字頭，凝點在0℃以上的則在"一"前加上"Z"字，選用時，號數應比實際氣溫低5～10℃4、柴油機的使用性能指標發火性——指燃油的自燃能力，16烷值越高，發火性越好。蒸發性——由燃油的蒸餾實驗。粘度——決定燃油的流動性，粘度越小，流動性越好。凝點——指柴油冷卻到開始失去流動性的溫度第二節、可燃混合氣的形成與燃燒室一、可燃混合氣的形成與燃燒燃燒過程：柴油機可燃混合氣的形成和燃燒都是直接在燃燒室內進行的。高溫壓縮空氣霧狀柴油燃燒噴射物理化學變化持續噴射霧狀柴油噴射柴油燃燒的主要特點是：（4）可燃混合氣的形成和燃燒過程是同時，連續重疊進行的，即邊噴射，邊混合，邊燃燒。（1）燃料的混合和燃燒是在氣缸內進行的。（2）混合與燃燒的時間很短0.0017～0.004秒（氣缸內）（3）柴油粘度大，不易揮發，必須以霧狀噴入可燃混合氣的形成與燃燒的四個時期Ⅰ、備燃期從噴油開始→開始著火燃燒為止噴入的霧狀柴油並不能馬上燃燒，氣缸中溫度已高於自燃點，但柴油的溫度不能馬上升高到自燃點，要經過一段物理和化學的準備過程。隨著柴油溫度升高，少量的柴油分子首先分解，並與空氣中的氧分子進行化學反應，具備著火條件而著火，形成了火源中心，為燃燒作好了準備。這一時期很短，一般僅為0.0007～0.003秒。Ⅱ速燃期從燃燒開始→氣缸內壓力最大時為止火源中心已經形成，已準備好了的混合氣迅速燃燒，在這一階段由於噴入的柴油幾乎同時著火燃燒，而且是在活塞接近上止點，氣缸工作容積很小的情況下進行燃燒的，因此，氣缸內的壓力P迅速增加,溫度升高很快。Ⅲ、緩燃期從壓力最大→溫度最大為止這一階段噴油器繼續噴油，由於燃燒室內的溫度和壓力都高，柴油的物理和化學準備時間很短，幾乎是邊噴射邊燃燒。但因為氣缸中氧氣減少，廢氣增多，燃燒速度逐漸減慢，氣缸容積增大。所以氣缸內壓力略有下降，溫度達到最高值，通常噴油器已結束噴油。Ⅳ、後燃期緩燃期以後的燃燒這一時期，雖然不噴油，但仍有一少部分柴油沒有燃燒完，隨著活塞下行繼續燃燒。後燃期沒有明顯的界限，有時甚至延長到排氣衝程還在燃燒。後燃期放出的熱量不能充分利用來作功，很大一部分熱量將通過缸壁散至冷卻水中，或隨廢氣排出，使發動機過熱，排氣溫度升高，造成發動機動力性下降，經濟性下降。因此，要盡可能地縮短後燃期。3、噴油品質應與燃燒室形狀相適應，形成均勻的混合氣霧化良好：噴油泵和噴油器的噴射品質應與燃燒室相適應。燃燒室的形狀：空氣產生相應流動來促進混合。

1、須有足夠的空氣量和適當的柴油量

α=1.3～1.5

要使燃燒過程進行得好，混合氣形成的好壞是關鍵2、噴油時刻要準確，混合氣形成的規律合適

油耗低的最好噴油時刻，用噴油提前角表示。4、氣流的攪動，燃料的性能燃燒室的形狀，切向進氣，形成渦流，有利於混合因為柴油揮發性差，要求混合均勻、燃燒完全就須要求噴射壓力高，霧化好，噴射品質要滿足燃燒室形狀的要求。 進氣系統 燃油系統 燃燒室 燃料

改善燃燒性能的途徑柴油機要求：備燃期要短，速燃期壓力升高要快才能使動力性、經濟性好、工作柔和、不冒煙。二、燃燒室分隔式燃燒室ω型

球型渦流室燃燒室預燃式燃燒室統一式燃燒室由凹頂活塞頂部與氣缸蓋底部所包圍的單一內腔，幾乎全部容積都在活塞頂面上。統一式燃燒室ω型燃燒室：噴射的柴油霧化要好，而且要均勻地分佈在空氣中。要求噴射壓力高，一般17～22MPa，要求霧化品質高，因此，採用多孔噴咀，孔數一般為6～12個。優點：形狀簡單，結構緊湊，燃燒室與水套接觸面積小，散熱少，可減少熱損失，熱效率高，經濟性較好。缺點：工作粗暴，噴射壓力高，製造困難，噴孔易堵。統一式燃燒室球形燃燒室空氣由缸蓋螺旋形進氣道以切線方向進入氣缸，繞氣缸軸線作高速螺旋轉動，並一直延續到壓縮行程。噴油器沿氣流運動的切線方向噴入柴油，使絕大部分柴油直接噴射在燃燒室壁面上形成油膜。小部分柴油霧珠散佈在壓縮空氣中，並迅速蒸發燃燒，形成火源。油膜一方面受灼熱的燃燒室壁面的加溫，同時又受已燃柴油的高溫輻射，使柴油機逐層蒸發，與渦流空氣邊混合邊燃燒。優點：工作柔和，噪音小，又叫輕聲發動機。缺點：起動困難，螺旋形進氣道，結構複雜，製造困難。分隔式燃燒室渦流室式燃燒室:它的副燃燒室是球形或圓柱形的渦流室，其容積約占50%～80%，渦流室有切向通道與主燃燒室相通。在壓縮行程中，氣缸內的空氣被活塞推擠，經過通道進入渦流室，形成較濃的混合氣。部分混合氣在渦流室中著火燃燒，已然與未然的混合氣高速噴入主燃燒室，借活塞頂部的雙渦流凹坑，產生第二次渦流。促使進一步混合和燃燒。優點：所以工作柔和，空氣利用率較高，噴射壓力也較低。缺點：熱損失大，經濟性差，起動困難。預燃室燃燒室:缸蓋上有預燃室，占燃燒室總容積的1/3，預燃室與主燃室有通道，活塞為平頂。因為通道不是切向的，所以壓縮時不產生渦流。連通預燃室與主燃室的孔道直徑較小，由於節流作用產生壓力差，使預燃室內形成紊流運動，油束大部分射在預燃室的出口處，只有少部分與空氣混合（出口處較濃，而上部較稀），上部著火後，產生高壓，已燃的和出口處較濃的混合氣一同高速噴入主燃燒室，在主燃燒室內產生強烈的燃燒攏流運動，使大部分燃料在主燃燒室內混合和燃燒。優缺點與渦流室燃燒室基本相同。功用：

提高柴油壓力，按照發動機的工作順序，負荷大小，定時定量地向噴油器輸送高壓柴油，且各缸供油壓力均等。第五節噴油泵

噴油泵是柴油供給系中最重要的另件，它的性能和品質對柴油機影響極大，被稱為柴油機的"心臟"。分類： 柱塞式噴油泵應用時間長、可靠、性能好 噴油泵-噴油器將二者合為一體

轉子分配式噴油泵依靠轉子實現增壓與分配，體積小、輕、便宜國產系列柱塞式噴油泵

國產系列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同，柱塞泵由四大部分組成： 分泵 油量調節機構 傳動機構 泵體。1、分泵分泵是帶有一幅柱塞偶件的泵油機構，分泵的數目與發動機的缸數相等。每個氣缸都有一個分泵，各缸的分泵結構尺寸完全一樣。分泵的主要另件有柱塞偶件，柱塞彈簧，彈簧下座出油閥偶件，出油閥彈簧，減容器，出油閥壓緊座等。

柱塞和柱塞套是一對精密偶件，經配對研磨後不能互換，其徑向間隙為0.0015～0.0025mm。要求有高的精度和光潔度和好的耐磨性，柱塞頭部圓柱面上切有斜槽，並通過徑向孔、軸向孔與頂部相通，柱塞套上制有進、回油孔，均與泵上體內低壓油腔相通，柱塞柱塞套柱塞和柱塞套出油閥和出油閥座也是一對精密偶件，配對研磨,其配合間隙為0.01。出油閥是一個單向閥，防止高壓油管內的油倒流入噴油泵內。減壓環帶出油閥和出油閥座減壓環帶，作用是在供油終了時，使高壓油管內的油壓迅速下降，避免噴孔處產生滴油現象。當環帶落入閥座內時則使上方容積很快增大，壓力迅速減小，停噴迅速。柱塞泵的工作原理進油過程當凸輪的凸起部分轉過去後，在彈簧力的作用下，柱塞向下運動，柱塞上部空間（稱為泵油室）產生真空度，當柱塞上端面把柱塞套上的進油孔打開後，充滿在油泵上體油道內的柴油經油孔進入泵油室，柱塞運動到下止點，進油結束。

供油過程當凸輪軸轉到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時，柱塞彈簧被壓縮，柱塞向上運動，燃油受壓，一部分燃油經油孔流回噴油泵上體油腔。當柱塞頂面遮住套筒上進油孔的上緣時，由於柱塞和套筒的配合間隙很小（0.0015-0.0025mm）使柱塞頂部的泵油室成為一個密封油腔，柱塞繼續上升，泵油室內的油壓迅速升高，泵油壓力>出油閥彈簧力+高壓油管剩餘壓力時，推開出油閥，高壓柴油經出油閥進入高壓油管，通過噴油器噴入燃燒室。回油過程柱塞向上供油，當上行到柱塞上的斜槽（停供邊）與套筒上的回油孔相通時，泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通，油壓驟然下降，出油閥在彈簧力的作用下迅速關閉，停止供油。此後柱塞還要上行，當凸輪的凸起部分轉過去後，在彈簧的作用下，柱塞又下行。此時便開始了下一個迴圈。何為油泵的有效行程？

油量調節機構是根據柴油機負荷和轉速的變化相應改變噴油泵的供油量。改變供油量的辦法是轉動柱塞，通過改變供油行程來完成的。多缸機還要注意各缸供油均勻性的調整。2、油量調節機構傳動機構由凸輪軸和滾輪體總成組成。噴油泵凸輪軸是曲軸通過齒輪驅動的，曲軸轉兩圈，各缸噴油一次，凸輪軸只需轉一圈就噴油一次，二者速比為2﹕1。3、傳動機構第六節、調速器1、噴油泵的速度特性噴油泵每個工作迴圈的供油量主要取決於調節拉杆的位置。此外，還受到發動機轉速的影響。在調節拉杆位置不變時，隨著發動機曲軸轉速增大，柱塞有效行程略有增加，而供油量也略有增大；反之，供油量略有減少。這種供油量隨轉速變化的關係稱為噴油泵的速度特性。

噴油泵的速度特性對工況多變的柴油機是非常不利的。當負荷減小時，轉速升高，轉速升高導致柱塞泵迴圈供油量增加，迴圈供油量增加又導致轉速進一步升高，這樣不斷地惡性循環，造成發動機轉速越來越高，最後飛車；反之，當負荷增大時，會導致熄火。要改變這種惡性循環，就要求有一種能根據負荷的變化，自動調節供油量。使發動機的轉速基本不變。因此，柴油機要滿足使用要求，就必須安裝調速器。2．柴油機上為什麼要安裝調速器3．調速器的功用、形式調速器是根據發動機負荷變化而自動調節供油量，從而保證發動機的轉速穩定在很小的範圍內變化。按功能分：兩速、全速、定速和綜合；按轉速傳感分有氣動式、機械離心式和複合式。

如當負荷減小時，轉速升高，離心力大於彈簧力，供油拉杆向迴圈供油量減少的方向移動，迴圈供油量減小，轉速降低，離心力又小於彈簧力，供油拉杆又向迴圈供油量增加的方向移動，迴圈供油量增加，轉速又升高，直到離心力和彈簧力平衡，供油拉杆才保持不變。這樣轉速基本穩定在很小的範圍內變化。4．機械離心式調速器的工作原理

機械離心式調速器是根據彈簧力和離心力相平衡進行調速的，工作中，彈簧力總是將供油拉杆向迴圈供油量增加的方向移動；而離心力總是將供油拉杆向迴圈供油量減少的方向移動。1．功用與型式功用：將噴油泵供給的高壓柴油，以一定的壓力，呈霧狀噴入燃燒室。型式：目前採用的噴油器都是閉式噴油器，有孔式和軸針式兩種。

要求：①霧化均勻②噴射乾脆俐落

③無後滴現象④油束形狀與方向，適應燃燒室第八節、噴油器2、孔式噴油器應用： 直接噴射燃燒室，孔數1～8個，孔徑0.2～0