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第六章柴油机燃料供给系,调速器喷油提前角调节装置喷油器PT燃油供给系统废气涡轮增压器柴油机电子控制燃油喷射系统,概述可燃混合气的形成与燃烧室柴油滤清器输油泵直列柱塞喷油泵转子分配式喷油泵,6.1柴油机燃料供给系概述,一、功用:储存、滤清、输送，依柴油机工况定时、定量、定压、向气缸供给雾化柴油，完成空气供给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出任务。,二、组成:,1.燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器、高低压油管等。2.空气供给装置：空气滤清器、进气管道。3.混合气形成装置：燃烧室。4.废气排出装置：排气管道、消音器。,发火性指柴油的自燃能力；16烷值越高，发火性越好。蒸发性指柴油的汽化能力；其指标由柴油的蒸馏实验来确定。粘度决定柴油的流动性；粘度越小，流动性越好。凝点指柴油冷却到开始失去流动性的温度。,三、柴油,1、使用性能指标,2、分类：按其所含重馏分的多少分为重柴油和轻柴油。,3、牌号：根据凝点编定。如10号、0号、-10号、-20号等,6.2可燃混合气的形成与燃烧室,一、可燃混合气的形成与燃烧,高温压缩空气,柴油机可燃混合气的形成和燃烧都直接在燃烧室内进行。,雾状柴油,燃烧,喷射,物理化学变化,持续喷射,雾状柴油,喷射,混合气形成的特点：1.混合和燃烧是在气缸内进行，空间小。2.时间很短（0.00170.004秒），占汽油机时间，占曲轴转角15-35。3.燃烧过程中混合气浓度在变化，边喷射边混合边燃烧,可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期,（1）备燃期（着火延迟期）从喷油开始开始着火燃烧（2）速燃期从燃烧开始气缸内Pmax出现时（3）缓燃期从Pmax出现出现Tmax为止（4）后燃期（补燃期）缓燃期以后的燃烧、不喷油尽可能地缩短后燃期,可燃混合气形成方法：空间雾化和油膜蒸发。,对混合气形成的要求：成分要求：=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。,喷油时刻要准确a.过早：混合气提前形成，并在活塞到达上止点前像爆炸似的着火燃烧，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。b.过迟：混合气在活塞下行时才开始形成和燃烧，燃烧空间增大，气缸壁传热量增加，造成发动机过热，燃烧压力降低（P）,活塞作功效果减小，甚至有可能使部分混合气来不及燃烧而随废气排出去，使Ne。,喷油质量与燃烧室形状相适应喷射压力、喷油规律、喷射锥角应与燃烧室相适应。燃烧室的形状应使空气产生相应流动来促进混合。,二、燃烧室,1.型燃烧室,优点：采用螺旋进气或切向进气道，空间雾化方式。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1722MPa，制造困难，喷孔易堵。,多孔喷油器,2.球形燃烧室,采用螺旋进气道，油膜蒸发方式混合优点：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。,3.预燃室式燃烧室,预热室式燃烧室,盖上有预燃室，预燃室与主燃室有通道，活塞为平顶。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扰流运动，使大部分燃料在主燃烧室内混合和燃烧,单孔喷油器,电热塞,涡流室式燃烧室,涡流室有切向通道与主燃烧室相通。压缩空气进入涡流室高速旋转，冲散柴油。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喷入主燃烧室，借活塞顶部的双涡流凹坑，产生第二次涡流。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。,涡流室式燃烧室,单孔喷油器,电热塞,6.3柴油滤清器,一、作用：,除去柴油中的尘土、水分或其他机械杂质和温度变化及空气的接触过程从柴油中析出少量的石蜡，以降低对精密偶件的磨损，从而提高功率，降低油耗。,二、分类,柴油粗滤器,柴油细滤器,三、柴油滤清器结构,四、两级柴油滤清器,第一级粗滤器（航空毛毡及纺绸滤芯）,第二级细滤器（纸质滤芯）,6.4输油泵（P216）,一、作用：保证低压油路中柴油的正常流动，克服柴油滤清器和管路中的阻力，并以一定的压力向喷油泵输送足够量的柴油。,输油量约为柴油机全负荷最大耗油量的34倍。,二、结构型式：,活塞式、转子式、滑片式、齿轮式等,三、活塞式输油泵的组成：,（1）吸油和压油行程：偏心轮转过，活塞上行，下腔容积增大，产生真空，进油阀开启，柴油经进油口进入下泵腔。同时，上泵腔容积缩小，压力增大，出油阀关闭，上泵腔中的柴油经出油口压出。,四、活塞式输油泵工作原理,（2）准备压油行程：偏心轮推动滚轮、挺杆和活塞向下运动，下泵腔油压增高，进油阀关闭，出油阀开启，柴油从下腔流入上腔。,（3）输油量自动调节输油泵供油量大于喷油泵需要量时，上泵腔油压增高，与活塞弹簧弹力相平衡时，活塞便停止泵油。,输油泵工作情况示意图,6.5喷油泵,一、功用：按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时、定量、定压地向喷油器输送高压柴油。,二、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）保证按柴油机工作顺序，在规定时间内准确供油。（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。,四、A型喷油泵,三、分类：柱塞式喷油泵喷油泵-喷油器转子分配式喷油泵（VE）,A型喷油泵的构造,（二）分泵的构造柱塞偶件、出油阀偶件、高压油管接头、出油阀弹簧、柱塞弹簧及座、挺杆。,柱塞偶件精密配合偶件，配合间隙为0.0020.003mm。要求：成对使用，不能互换。拆装维修时要作好记号。,（1）结构,1.柱塞偶件,出油阀弹簧,作用：防止燃油倒流，保证供油迅速，停油干脆。,2.出油阀偶件,出油阀上升：减压环离座孔前，油管内减容增压，减压环离座孔，达喷油压力，迅速喷油。,出油阀下落：减压环入座孔，切断油路，防止燃油倒流，保证下次供油迅速。减压环落座，管内增容减压，停油干脆，防止二次喷射和滴漏现象。,3.减容器：,出油阀工作过程：,作用：减小高压腔的容积，限制出油阀升程。,1.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。,b,（2）分泵工作过程,a.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。,a,b,2.柱塞下行,（3）分泵工作原理A.进油过程：当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧力的作用下，柱塞向下运动，柱塞上部空间（称为泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔打开后，充满在油泵上体油道内的柴油经油孔进入泵油室，柱塞运动到下止点，进油结束。,B.供油过程当凸轮轴转到凸轮的凸起部分顶起滚轮体时，柱塞弹簧被压缩，柱塞向上运动，燃油受压，一部分燃油经油孔流回喷油泵上体油腔。当柱塞顶面遮住柱塞套上进油孔的上缘时，由于柱塞和套筒的配合间隙很小（0.0015-0.0025mm）使柱塞顶部的泵油室成为一个密封油腔，柱塞继续上升，泵油室内的油压迅速升高，泵油压力出油阀弹簧力+高压油管剩余压力时，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管，通过喷油器喷入燃烧室。,C.回油过程柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜槽（停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽沟通，油压骤然下降，出油阀在弹簧力的作用下迅速关闭，停止供油。此后柱塞还要上行，当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧的作用下，柱塞又下行。此时便开始了下一个循环。,D.油量调节供油有效行程：柱塞顶面封闭柱塞套径向油孔至柱塞斜槽露出径向油孔前柱塞上移的行程，用hg表示。hg决定了喷油泵每循环供油量（g）。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。,（三）油量调节机构,种类：拨叉式、齿杆式。,拨叉式组成：油量调节拉杆、拨叉、调节臂。,齿杆式组成：油量调节齿杆、调节齿圈、旋转衬套、凸块。,（四）传动机构驱动柱塞往复运动,滚轮传动部件：滚轮、长槽、（垫块）,凸轮轴(按作功顺序排列凸轮),改变挺杆高度，可以改变供油提前角。（P193）,传动机构由凸轮轴和滚轮体总成组成。喷油泵凸轮轴是曲轴通过齿轮驱动的，曲轴转两圈，各缸喷油一次，凸轮轴只需转一圈就喷油一次，二者速比为21。,滚轮,调整螺钉,滚轮架,调整垫片式调整螺钉式,6.6喷油器,一、功用与型式1、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。2、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。,3、要求：雾化均匀；喷射干脆利落；无后滴现象；油束形状与方向，适应燃烧室。,二、孔式喷油器,1、应用：直接喷射燃烧室，孔数18个，孔径0.20.8mm。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。,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。,三、轴针式喷油器,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,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,6.7调速器,一、功用：调速器是根据发动机负荷变化而自动调节供油量，从而保证发动机的转速稳定在很小的范围内变化。,二、喷油泵的速度特性：当油量调节拉杆位置一定时，供油量转速而变化的规律。,1、按功能分有单程式、双程调速器、全程调速器。2、按转速传感分有气动式调速器、机械离心式调速器、液压式调速器、复合式调速器、电子式调速器。,二、分类：,三、两速调速器,1、作用：自动稳定和限制柴油机最低与最高转速，而在所有中间转速范围内则由驾驶员控制。,2、结构,怠速时，飞锤在凸轮轴后端轴和高速弹簧座之间移动，高速弹簧不起作用。怠速转速升高，飞锤外张，油量调节拉杆右移，减油。怠速转速降低，飞锤收拢，油量调节拉杆左移，加油。,3、工作原理,（1）稳定怠速：,RQ型两极调速器全负荷位置,当转速超过最高额定转速时，飞锤继续外张，同时压缩高速弹簧和怠速弹簧，油量调节拉杆向减油的方向移动，使转速降低。,（2）限制超速：,RQ型两极调速器全负荷位置,飞锤与高速弹簧内座相抵，不能将高速弹簧压缩，调速器不起作用。,（3）工作转速：,1、结构,全负荷油量调节螺钉,张力杠杆,起动杠杆,怠速螺钉,五、全速调速器,预调导杆,1.起动起动开始，飞锤收拢，油门踏板踩到底，调速杠杆抵高速螺钉，调速弹簧拉伸，起动弹簧使起动杠杆上端和调速套筒左移到极限位置，并在张力杠杆凸起销和起动杠杆之间出现间隙A，油量调节套筒右移至最大供油量位置。,2、工作原理,2.怠速调速杠杆抵怠速限位螺钉，调速弹簧无张力，起动弹簧被压缩，飞锤离心力与怠速弹簧弹力相互作用。怠速转速升高，张力杠杆上端压缩怠速弹簧右移，油量调节套筒左移，供油量减少，反之，供油量增加。,3.中速和高速调速杠杆抵高速限位螺钉，转速升高，飞锤离心力增大，调速套筒右移，同时推动起动、张力杠杆顺时针摆动，油量调节套筒左移，供油量减少，转速不再升高。反之亦然。,VE泵调速器中高速工况,-,+,停怠中高起车速速速动,4.超速在调速杠杆处于高速位置时，如果负荷突然减小，则转速迅速升高，此时飞锤离心力迅速增大，调速套筒右移，推动起动和张力杠杆以N点为轴顺时针转动，油量调节套筒左移，供油量减少。从而防止柴油机飞车。,小结,柴油机供给系,组成：喷油器、喷油泵、调速器等。,油路：高压、低压和回油油路。,燃烧室及分类,喷油器的组成和结构及工作原理,驱动机构柱塞偶件油量调节机构出油阀偶件,柱塞旋转运动,柱塞式喷油泵,柱塞往复运动,调速器,两级,全速,（了解）,(结构、工作原理）,作业：1柴油机供油系统的组成，出油阀的作用。2对照实物说出喷油泵的结构、供油原理及油量调节原理。3喷油泵在试验台调整内容有哪些？如何检查和调整起动行程？3柴油机供油系统的组成；柱塞式输油泵结构及工作原理。4II号泵调速器结构并说出负荷不变扳动手柄时的调速过程。,结束,6.8喷油提前角调节装置,一、喷油提前角的概念：指喷油器开始喷油至活塞到达上止点之间的曲轴转角。,二、喷油器提前角调节的原因：,喷油器提前角过大：喷油时气缸内空气温度较低，混合气形成条件差，备燃期长，工作粗暴。喷油器提前角过小：大部分柴油在上止点以后，活塞处于下行状态时燃烧的，使最高工作压力降低，热效率显著下降，发动机功率下降，排气冒白烟。,三、最佳喷油器提前角：指在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。,调节供油提前角,VE泵,结构紧凑,只用一个柱塞供油,低压油腔压力随转速变化,供油均匀,体积小、重量轻,四、联轴器（连接器）,1、功用：用于连接喷油泵凸轮轴与其驱动轴。,2、结构：,主动凸缘盘,主动传动盘,从动传动圆盘,五、供油提前角自动调节器,1、功用：随发动机转速的变化自动改变供油提前角。,2、结构：,调节器壳体,飞块,从动盘,3、工作原理,静止状态,提前状态,飞块,滚轮,从动盘,6.10PT燃油供给系统,一、系统的组成：,柴油箱,滤清器,PT燃油泵,低压油管,回油管,二、PT燃油泵,1、作用：,在适当压力下将燃油输入喷油器；当柴油机转速、负荷变化时，能相应地改变输油压力以得到所需的循环供油量；限制柴油机超速和稳定怠速。,2、结构：,齿轮泵，稳压器，滤清器，PTG调速器，旋转式节流阀，MVS调速器等组成。,（了解）,三、喷油器：,1、结构：,进油口,进油量孔,柱塞,回油量孔,计量量孔,回油孔,回位弹簧,2、工作原理：,进油,回油,喷油,停油,1上进油道2环槽3下进油道4环形槽5计量量孔6回油量孔7回油道,6.11废气涡轮增压器,作用：将空气压入气缸，增加充气量和进油量。,一、排气涡轮增压器工作原理,排气管,中冷器,压气机壳,喷嘴环,涡轮,转子轴,进气管,废气经排气管进入涡轮壳的喷嘴环，压力和温度下降，而速度提高，使涡轮高速旋转。涡轮带动压气机叶轮一起旋转。,经空气滤清器后的空气进入压气机，被压气机叶轮甩向外缘，使其速度和压力增加，然后经过进口小出口大的扩压器和压气机蜗壳，使气流的流速下降，压力升高。,压力升高比k：指压气机的出口与进口压力之比。,增压比升高使空气的温度随之升高，空气密度的增长率会因之下降，并加大了柴油机零件的热负荷。,加装中间冷却器：以降低压气机出来的空气温度，使充气密度增大。,二、排气涡轮增压器的结构,空气入口,排气出口,润滑油入口,润滑油出口,转子轴,压气机叶轮,扩压管,压气机壳,涡轮壳,涡轮,推力轴承,转子轴密封套,三、优点,1、在发动机不需要重大变化的情况下，使功率上升20%50%，高增压超过100%；2、回收一部分废气能量，使发动机的经济性提高3%4%；3、在高原地区，可恢复发动机功率；4、排气噪声相对减少，对减少排气污染有利；5、增大转矩，提高汽车装载质量。,四、使用要点：,1、增压器的全浮动轴承对润滑油的要求很高，应按照规定使用“增压柴油机机油”或“柴系列机油”；2、为确保高速下全浮动轴承的润滑，起动后应怠速运转几分钟，若欲使发动机不工作时，要逐渐减少负荷，最后怠速几分钟再停机；3、定期清洗空气滤清器，以防止进气口阻力过大，增压器性能恶化。,6.12柴油机电子控制燃油喷射系统,一、优点：,1、具有多功能的自动调节性能；2、减轻重量，缩小尺寸，提高了柴油的紧凑性；3、部件安装、连接方便，提高了维修性；4、具有自诊断、检测功能。,二、原理与分类,1、原理,与电控汽油喷射系统基本相同。,（学习兼回顾）,2、分类,（1）根据喷油量的控制,位置控制式,时间控制式,（2）由产生高压油的机构不同,直列泵式分配泵式泵喷油器式单缸式共轨式,三、柴油机喷油系统的控制,1、直列泵电控喷射系统,ECU,电磁阀,时间控制器,喷油泵,电子调速器,水温传感器,加速踏板传感器,踏板传感器,暖风开关和起动开关,2、分配泵电控喷射系统,ECU,放大器,分油环,高压油管,膜片式制动器,废气阀,3、泵喷油器电控喷射系统,喷油泵,喷油器,电控单元（电磁阀）,6.6转子分配式喷油泵,一、径向压缩式分配泵（略讲）,滑片式二级