第六章柴油机的供知识课件知识讲稿.ppt

单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1第六章 柴油机的供给系 2006年9月26日 柴油机与汽油机不同它烧的是柴油，柴油粘度大，不易挥发，一般不能通过化油器在气缸外部形成均匀的混合气，故采用高压喷射的方法，在接近压缩行程上止点时，柴油以高压喷入气缸，直接在气缸内部形成混合气，发火燃烧，对外作功因此，柴油机供给系的组成，构造及工作原理与汽油机供给系有较大区别一、概述1. 功用 柴油机供给系同样要完成柴油供给和空气供给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出任务2. 组成 燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等 空气供给装置：空气滤清器、进气管道 混合气形成装置：燃烧室 废气排出装置：排气管道、消音器第一节概述燃油滤清器低压油管高压油管喷油泵喷油器回油管燃油箱输油泵油水分离器调速器限压阀喷油提前器二、可燃混合气的形成与燃烧室1可燃混合气的形成与燃烧 柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的当活塞接近压缩上止点时，柴油喷入气缸，与高压高温的空气接触，混合，经过一系列的物理，化学变化才开始燃烧之后便是边喷射，边燃烧其混合气的形成和燃烧是一个非常复杂的物理化学变化过程。

其主要特点是：（1）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的2）混合与燃烧的时间很短0.00170.004秒（气缸内）（3）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入4）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时，连续重叠进行的，即边喷射，边混合，边燃烧2可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期：（图5-1）（1）备燃期 从喷油开始开始着火燃烧为止 喷入气缸中的雾状柴油并不能马上着火燃烧，气缸中的气体温度，虽然已高于柴油的自燃点，但柴油的温度不能马上升高到自燃点，要经过一段物理和化学的准备过程也就是说，柴油在高温空气的影响下，吸收热量，温度升高，逐层蒸发而形成油气，向四周扩散并与空气均匀混合（物理变化） 随着柴油温度升高，少量的柴油分子首先分解，并与空气中的氧分子进行化学反映，具备着火条件而着火，形成了火源中心，为燃烧作好了准备这一时期很短，一般仅为0.00070.003 秒2）速燃期 从燃烧开始气缸内出现时最高压力为止 火源中心已经形成，已准备好了的混合气迅速燃烧，在这一阶段由于喷入的柴油几乎同时着火燃烧，而且是在活塞接近上点，气缸工作容积很小的情况下进行燃烧的，因此，气缸内的压力P迅速增加,温度升高很快3）缓燃期 从出现最高压力出现最高温度为止。

这一阶段喷油器继续喷油，由于燃烧室内的温度和压力都高，柴油的物理和化学准备时间很短，几乎是边喷射边燃烧但因为气缸中氧气减少，废气增多，燃烧速度逐渐减慢，气缸容积增大所以气缸内压力略有下降，温度达到最高值，通常喷油器已结束喷油4）后燃期 缓燃期以后的燃烧 这一时期，虽然不喷油，但仍有一少部分柴油没有燃烧完，随着活塞下行继续燃烧后燃期没有明显的界限，有时甚至延长到排气冲程还在燃烧后燃期放出的热量不能充分利用来作功，很大一部分热量将通过缸壁散至冷却水中，或随废气排出，使发动机过热，排气温度升高，造成发动机动力性下降，经济性下降 因此，要尽可能地缩短后燃期 综上所述，要使燃烧过程进行得好，混合气形成的好环是关键，所以对混合气形成的要求如下： 必须要有足够的空气量和适当的柴油量 因为柴油燃烧放出热量是由于柴油和空气中的氧气在一定温度和压力条件下产生化学作用的结果，所以空气与柴油是放热的两个重要因素 空气量与柴油量比例不同，所形成的可燃混合气的成分也就不同，一般要求： =1.31.5 过大，混合气过稀，燃烧速度慢，散发热量多，Ne； 过小，混合气过浓，燃烧不完全，油耗增加，冒黑烟，经济性变坏可见是影响发动机功率和油耗的重要因素。

喷油时刻要准确，混合气形成的规律应合适 气缸中燃烧过程的主要放热阶段应该是上止点稍后，容积小可得到较高的压力，热效率高，热损失小，所以要求喷油时刻要准确喷油过早，过晚对发动机工作都是不利的 过早：混合气提前形成，并在活塞到达上止点前像爆炸似的同时着火燃烧，结果给正在上行的活塞造成一个短时间阻力，并严重“敲缸”工作粗暴 过迟：混合气在活塞下行时才开始形成和燃烧，结果燃烧空间增大，从气缸壁面传走的热量增加，造成发动机过热，燃烧压力降低（P）气体压力推动活塞的效果减小，甚至有可能使部分混合气来不及燃烧而随废气排出去，使Pe 最好的喷油时刻与燃烧室的型式和发动机转速有关，对于一定结构的发动机在规定转速下，可通过试验找到一个功率大，油耗低的最好喷油时刻，通常用曲轴距活塞到达上止点的转角表示，称为喷油提前角 喷油质量应与燃烧室形状相适应，形成均匀的混合气 雾化良好：喷油泵和喷油器的喷射质量应与燃烧室相适应 燃烧室的形状：空气产生相应流动来促进混合 气流的搅动，燃料的性能 燃烧室的形状，切向进气，形成涡流，有利于混合，柴油的16烷值高，则自燃点低，备燃期短3改善燃烧性能的途径 进气系统、燃油系统、燃烧室、燃料。

根据可燃混合气的形成与燃烧过程得知柴油机要求：备燃期要短，速燃期压力升高要快才能使动力性、经济性好、工作柔和、不冒烟 因为柴油挥发性差，混合时间短，要求混合均匀，燃烧完全就必须要求喷射压力高，雾化好，喷射质量要满足燃烧室形状的要求燃烧室（1）定义：当活塞到达上止点时，气缸盖和活塞顶组成的密闭空间称为燃烧室2）分类：统一式燃烧室；分隔式燃烧室两大类统一式燃烧室 型 球型涡流室燃烧室预燃式燃烧室分隔式燃烧室 构造：缸盖底面是平的，活塞顶部下凹（型、浅盆型、球型、U型） 型燃烧室： 柴油直接喷射在活塞顶的浅凹坑内，喷射的柴油雾化要好，而且要均匀地分布在空气中要求喷射压力高，一般1722MPa，要求雾化质量高，因此，采用多孔喷咀，孔数一般为612个 优点：形状简单，结构紧凑，燃烧室与水套接触面积小，散热少，可减少热损失，热效率高，经济性较好 缺点：工作粗暴，喷射压力高，制造困难，喷孔易堵球形燃烧室： 空气由缸盖螺旋形进气道以切线方向进入气缸，绕气缸轴线作高速螺旋转动，并一直延续到压缩行程喷油器沿气流运动的切线方向喷入柴油，使绝大部分柴油直接喷射在燃烧室壁面上形成油膜小部分柴油雾珠散布在压缩空气中，并迅速蒸发燃烧，形成火源。

油膜一方面受灼热的燃烧室壁面的加温，同时又受已燃柴油的高温辐射，使柴油机逐层蒸发，与涡流空气边混合边燃烧 优点：工作柔和，噪音小，又叫轻声发动机 缺点：起动困难，螺旋形进气道，结构复杂，制造困难 涡流室燃烧室: 它的副燃烧室是球形或圆柱形的涡流室，其容积约占燃烧室总容积的50%80%，涡流室有切向通道与主燃烧室相通在压缩行程中，气缸内的空气被活塞推挤，经过通道进入涡流室，形成强烈地有组织的高速旋转运动（几百转/分）柴油喷入涡流室中，在空气涡流的作用下，形成较浓的混合气部分混合气在涡流室中着火燃烧，已然与未然的混合气高速（经通道）喷入主燃烧室，借活塞顶部的双涡流凹坑，产生第二次涡流促使进一步混合和燃烧 要求：顺气流方向喷射，由于涡流运动促进了混合气的形成与燃烧，可采用较大孔径的喷油器，喷射压力也较低（1214 MPa） 优点：所以工作柔和，空气利用率较高，喷射压力也较低 缺点：热损失大，经济性差，起动困难预燃室燃烧室： 缸盖上有预燃室，占燃烧室总容积的1/3，预燃室与主燃室有通道，活塞为平顶因为通道不是切向的，所以压缩时不产生涡流连通预燃室与主燃室的孔道直径较小，由于节流作用产生压力差，使预燃室内形成紊流运动，油束大部分射在预燃室的出口处，只有少部分与空气混合（出口处较浓，而上部较稀），上部着火后，产生高压，已燃的和出口处较浓的混合气一同高速喷入主燃烧室，在主燃烧室内产生强烈的燃烧拢流运动，使大部分燃料在主燃烧室内混合和燃烧。

优缺点与涡流室燃烧室基本相同 第二节喷油器1功用要求与型式 功用：将喷油泵供给的高压柴油，以一定的压力，呈雾状喷入燃烧室 要求：雾化均匀 喷射干脆利落 无后滴现象 油来形状与方向，适应燃烧室 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 2孔式喷油器 适应于直接喷射燃烧室，孔数18个，孔径0.20.8mm孔式喷 油 器 结 构精密偶件 螺套油道缝隙滤芯进油管接头调压弹簧调压螺钉回油管锁紧螺帽喷油器体顶杆针阀针阀体(1)工作过程： A、喷油：当喷油泵开始供油时，高压柴油从进油口进入喷油器体内，沿油道进入喷油咀阀体环形槽内，再经斜油道进入针阀体下面的高压油腔内，高压柴油作用在针阀锥面上，并产生向上抬起针阀的作用力，当此力克服了调压弹簧的予紧力后，针阀就向上升起，打开喷油孔，柴油经喷油孔喷入燃烧室 B、停油：当喷油泵停止供油时，（出油阀在弹簧作用下落座，由于减压环带的减压作用），高压油腔内油压骤然下降，作用在喷油器针阀的锥形承压面上的推力迅速下降，在弹簧力的作用下，针阀迅速关闭喷孔，停止喷油2) 特点： （1）喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应，以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁上。

（2）喷射压力较高 （3）喷油头细长，喷孔小，加工精度高3轴针式喷油器 工作原理与孔式相同 构造：针阀下端的密封锥面以下还向下延伸出一个轴针，其形状有倒锥形和圆柱形，轴针伸出喷孔外，使喷孔成为圆环状的狭缝一般只有一个喷孔,直径13mm，喷油压力较低1214MPa 特点： （1）不喷油时针阀关闭喷孔，使高压油腔与燃烧室隔开，燃烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞 （2）喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞 （3）针阀在油压达到一定压力时开启，供油停止时，又在弹簧作用下立即关闭，因此，喷油开始和停止都干脆利落，没有滴油现象 （4）不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧室的需要第三节 喷油泵 喷油泵是柴油供给系中最重要的另件，它的性能和质量对柴油机影响极大，被称为柴油机的“心脏” 1.功用、要求、型式： 功用： 提高柴油压力，按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时定量地向喷油器输送高压柴油，且各缸供油压力均等 要求： （1）泵油压力要保证喷射压力和雾化质量的要求 （2）供油量应符合柴油机工作所需的精确数量 （3）保证按柴油机的工作顺序，在规定的时间内准确供油 （4）供油量和供油时间可调正，并保证各缸供油均匀。

（5）供油规律应保证柴油燃烧完全 （6）供油开始和结束，动作敏捷，断油干脆，避免滴油 类型： 车用柴油机的喷油泵按其工作原理不同可分为柱塞式喷油泵、喷油泵- 喷油器和转子分配式喷油泵三类输油泵调速器柱塞式喷油泵（A型喷油泵）泵体分泵驱动轴泵体部分分泵油量调节机构传动机构 组成：1.泵体部分形式：整体式、可分开式一) A型喷油泵的构造柱塞偶件驱动机构出油阀偶件油量调节机构分泵：每个气缸所对应的 一套柱塞副、出油 阀副等零件组成的 高压泵油机构分泵组成：高压油管接头、 减容体、出油阀弹簧、 出油阀副、柱塞副、 柱塞弹簧及座、挺杆2.分泵的构造 （以柱塞式喷油泵为例）(1) 柱塞偶件径向油孔直槽45斜槽 柱塞和柱塞套是一对精密偶件，经配对研磨后不能互换，要求有高的精度和光洁度和好的耐磨性，其径向间隙为0.0020.003mm，柱塞头部圆柱面上切有斜槽，并通过径向孔、轴向孔与顶部相通，其目的是改变循环供油量；柱塞套上制有进、回油孔，均与泵上体内低压油腔相通，柱塞套装入泵上体后，应用定位螺钉定位 柱塞头部斜槽的位置不同，改变供油量的方法也不同 (2) 柱塞泵的泵油原理 A、 柱塞上行a.从下止点到柱 塞头部封闭径 向油孔之前。

b.从柱塞头部封 闭径向油孔到柱 塞斜槽露出径 向孔之前c.从柱塞斜槽露出 径向油孔到柱塞 上行至上止点abca.从上止点到柱 塞斜槽封闭径 向油孔之前c.从柱塞头部露 出径向油孔到 运行下止点b.从柱塞斜槽封 闭径向孔到柱 塞头部露出径 向油孔之前acbB、柱塞下行调节供油量方法：转动柱塞改变hg改变循环供油量g 停油：直槽对准油孔hgC、油量调节供油有效行程：柱塞顶面封。