第五章 柴油机供给系.ppt

1、第五章 柴油机燃料供给系(diesel-engine fuel system),第一节 柴油机供给系的组成 第二节 可燃混合气的形成与燃烧室 第三节 喷油器 第四节 喷油泵 第五节 调速器 第六节 废气涡轮增压,第一节 柴油机供给系的组成,柴油机供给系的组成 1.燃油供给装置 2.空气供给装置 3.混合气形成装置 4.废气排出装置,第二节 可燃混合气的形成与燃烧室,一、可燃混合气的形成与燃烧,供油提前角 (fuel supply advance angle) 喷油提前角 (fuel injection advance angle),第二节 可燃混合气的形成与燃烧室,一、可燃混合气的形成与燃烧,

2、混合气的形成与燃烧过程按 曲轴转角划分为四个阶段：,（1）备燃期 （2）速燃期：速燃期的燃烧情况与备燃期长短有关。 （3）缓燃期 （4）后燃期,第二节 可燃混合气的形成与燃烧室,一、可燃混合气的形成与燃烧,由于柴油的蒸发性和流动性较汽油差，并且柴油机的混合气形成时间较汽油机短。因此柴油 机的可燃混合气的品质较汽油机差。为改善混合气形成的条件，不致出现太长的备燃期，保证柴油机工作柔和，除了选用十六烷值较高的柴油，采用较高的压缩比，以提高气缸内空气温度，促进柴油蒸发外，对柴油机供给系提出如下要求：,第二节 可燃混合气的形成与燃烧室,一、可燃混合气的形成与燃烧,1)喷油压力必须足够高，一般在10MP

3、a以上，以利于柴油雾化； 2)在燃烧室内组织强烈的空气运动，促进柴油与空气的均匀混合。,柴油机供给系要求,第二节 可燃混合气的形成与燃烧室,一、可燃混合气的形成与燃烧,此外，为使发动机能可靠地工作，柴油机供给系还应保证：,1)在一个工作循环内，各缸均喷油一次，其次序与选定的发动机发火次序相符。 2)能随发动机负荷的不同而相应改变供油量，且各缸的供油量是一致的； 3)各缸有同一的喷油提前角，并且在一定程度上可以根据发动机工况进行统一调节。,第二节 可燃混合气的形成与燃烧室,一、可燃混合气的形成与燃烧,二、燃烧室,统一式燃烧室 分隔式燃烧室,第三节 喷油器,二、分类,将柴油雾化成较细的颗粒，并把它

4、们分布到燃烧室中。,孔式喷油器 (injector with hole nozzle) 轴针式喷油器,一、功用,第四节 喷油泵( fuel injection pump),一、功用 定时、定量地向喷油器输送高压燃油(high pressure oil),二、柱塞式喷油泵的结构与工作原理,结构 工作原理 供油量调节,第四节 喷油泵( fuel injection pump),一、功用,二、柱塞式喷油泵的结构与工作原理,三、转子分配式喷油泵,1.经向压缩式分配泵,第四节 喷油泵( fuel injection pump),一、功用,二、柱塞式喷油泵的结构与工作原理,三、转子分配式喷油泵,1.经向压

5、缩式分配泵,2.轴向压缩式分配泵,第五节 调速器,一、调速器设置原因与功用,1.喷油泵的速度特性 在油量调节拉杆位置不变时，供油量随转速变化的关系。发动机转速增大，供油量略有增大；发动机转速减小，供油量略微减少。,第五节 调速器,一、调速器设置原因与功用,1.喷油泵的速度特性,2.原因与功用 喷油泵的速度特性对工况多变的车用柴油机非常不利。使柴油车超速和怠速不稳。,第五节 调速器,一、调速器设置原因与功用,二、调速器的种类,1.两速调整器 限制发动机最高转速和稳定怠速而自动进行供油量调节。 2.全速调整器 不仅限制超速和稳定怠速，而且能使发动机在其工作转速范围内任一选定的转速下稳定工作。,第六

6、节 废气涡轮增压,一、涡轮增压的特点,柴油机油耗低，但输出功率也低，解决这一问题的最好方法是利用涡轮增压，提高输出转矩 。具体特点如下： 1.可提高功率30%100%甚至更多，降低燃油消耗。 2.对于高原地区使用的发动机可以恢复功率，降低油耗。,第六节 废气涡轮增压,一、涡轮增压的特点,3.提高汽车装载质量。 4.排烟浓度降低，废气中CO和HC含量明显减少，NOx含量也较少。 5.发动机工作较柔和，噪声比较小。,第六节 废气涡轮增压,一、涡轮增压的特点,二、涡轮增压器的工作原理,增压发动机使用的增压器有二种，即涡轮增压器和机械增压器。 涡轮增压器：利用排气时的能量做动力源。废气喷到涡轮叶片上，

7、驱动涡轮轴旋转，泵送空气 。其增压原理是使空气流速加速产生增压效益。当发动机处于低速时，排气气流速度也较慢 ，使涡轮叶片转速下降，这时涡轮增压器的增压效果也很低。反之，增压效果十分明显。一 般提到的增压发动机主要是指涡轮增压发动机。,机械增压器：通过发动机同轴旋转带动齿轮，转动空气压缩机，使发动机增压。,第六节 废气涡轮增压,一、涡轮增压的特点,二、涡轮增压器的工作原理,三、涡轮增压器的结构,为了利用排气能量，一般将涡轮增压器布置在排气管中，使进气管路布置很复杂。 1.涡轮叶片：也叫涡轮，又叫涡轮转子。叶片受排气冲击之后产生旋转运动。叶片和轴是一个零件。,第六节 废气涡轮增压,一、涡轮增压的特

8、点,二、涡轮增压器的工作原理,三、涡轮增压器的结构,2.中冷器：使用涡轮增压空气使空气温度上升很高，空气密度下降，减小充气效率。在涡轮增压器和节气门之间布置一个空气冷却器，即中冷器，降低进气温度。,第六节 废气涡轮增压,一、涡轮增压的特点,二、涡轮增压器的工作原理,三、涡轮增压器的结构,3.排气旁通阀：在涡轮增压发动机上，涡轮的转速大约是发动机转速的平方。当发动机转速很高时，涡轮增压压力很高，为防止涡轮增压太大，在排气系统中布置的排气旁通阀限制涡 轮增压器最高增压压力。,第五章 柴油机供给系,第一节 柴油及其使用性能 1.分类 1）轻柴油：用于高速柴油机（汽车用） 2）重柴油：用于中、低速柴油

9、机 2.使用性能 1）发火性 柴油的自燃能力，用十六烷值表示。 2）蒸发性 用馏程和闪点表示 闪点：在一定的实验条件下，当柴油蒸气与周围空气形成的混合气接近火焰时，开始出现闪火的温度。闪点低，蒸发性好。 3）低温流动性 用柴油的凝点和冷滤点评定 冷滤点：在特定的实验条件下，在1min内柴油开始不能流过过滤器20mL时的最高温度。 4）粘度,第二节 燃油系统的功用及组成 一、柴油机混合气形成特点 （1）可燃混合气的形成方式A、空间雾化混合B、油膜蒸发混合（2）可燃混合气的形成与燃烧A、备燃期B、速燃期C、缓燃期D、后燃期,二、柴油机燃烧室,三、柴油机燃油系统的功用 1.定时、定量、定压将洁净柴油

10、按一定规律喷入燃烧室； 2.在每一个工作循环内，各气缸均喷油一次，喷油次序与气缸工作顺序一致； 3.根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量； 4.储存一定数量的柴油。 四、柴油机燃油系统的组成,第三节 燃油系统的主要构件及工作原理 1.喷油器 1）功用 将柴油雾化成微小的颗粒送入燃烧室。 2）分类 （1）开式 （2）闭式：孔式和轴针式 3）工作原理,2.喷油泵 1）功用： 按柴油机运行工况和气缸工作顺序，以一定规律，定时定量地向喷油器输送高压燃油。 2）要求： （1）各缸供油量相等； （2）各缸供油提前角相同； （3）各缸供油持续角一致； （4）能迅速切断供油。 3）工作原理 A.柱塞式喷油泵

11、,1-柱塞套 2-柱塞 3、5-柱塞套油孔 4-柱塞腔 6-调节齿杆 7-直槽 8-螺旋槽 9-循环供油量容积 10-控制套筒 11-调节齿圈 12-调节齿圈紧固螺钉,B.分配式喷油泵 3.调速器 1）功用： 根据柴油机负荷的变化，自动增减喷油泵的供油量，使柴油机能以稳定的转速运转。 2）分类： （1）两极式 能保持柴油机平稳的怠速，防止游车或熄火；又能限制柴油机不超过某一最大转速，从而防止了超速（飞车）。至于中间转速，则利用人工调节供油量。 （2）全程式 能根据负荷的大小保持和调节任一选定的转速的调速器。,(1) 组成,3)离心式两速调速器的组成与工作原理。,断油熄火位置,(2) 工作原理,

12、起动加浓工况位置,怠速工况位置,中等负荷位置,全负荷位置,超负荷工况和扭矩矫正器,(1) 组成,供油拉杆,弹簧摇臂,调速弹簧,调速套筒,飞块,校正弹簧,怠速稳定弹簧,调速杠杆,浮动杠杆,怠速调整螺钉,支持杆,起动弹簧,4)离心式全速调速器的组成与工作原理,加油,减油,全速调速器基本原理,(2) 工作原理,踩油门踏板加油,加油,减油,全速调速器基本原理,当车速升高时,加油,减油,全速调速器基本原理,当车速降低时,加油,减油,全速调速器基本原理,加油,减油,全速调速器基本原理,起动加浓工况,怠速工况,中等负荷和全负荷位置,超负荷工况和扭矩矫正器,5）熄火,调速器小结,1.当转速增加时，离心力增大，此力将使供油拉杆向减油方向移动。 2. 调速弹簧弹簧弹力将使供油拉杆向增油的方向移动。 3. 在全速调速器中，改变操纵手柄的位置，即改变调速弹簧的弹力。 4. 柴油机稳定运转，必须达到两个平衡，即输出扭矩与阻力矩平衡，调速器的调速弹簧与离心力平衡。 5.调速过程不是复位，而是在新的条件下建立新的平衡。,第四节 电控柴油机喷射系统,一、柴油机电子控制技术的优点1、具有多功能的自动