第四章 柴油机燃料供给系

1、第四章 柴油机燃料供给系柴油机燃料供给系 2008-03-08 本章基本内容及要求本章基本内容及要求 n机械式柴油供给系统的组成及柴油 n掌握供给系统的作用、柴油的选用原则 n可燃混合气的形成与燃烧室 n了解可燃混合气的燃烧过程 n掌握柴油机的燃烧室的种类及其特点 n机械式柴油供给系 n掌握喷油器的作用、分类、结构、工作原理及启阀压力的调节方法 n掌握柱塞式喷油泵的作用、结构、工作原理 n掌握供油提前角、喷油提前角概念 n掌握调速器的分类及其作用 n了解调速器的工作原理 n柴油机电子控制技术 n了解柴油机电控燃油喷射系统的组成、基本原理、分类 n了解典型柴油机电控燃油喷射系统 2008-03-

2、08 一.机械式柴油机供给系组成及燃料机械式柴油机供给系组成及燃料 n组成 燃油供给装置燃油供给装置 空气供给装置空气供给装置 混合气形成装置混合气形成装置 废气排出装置废气排出装置 2008-03-08 一.机械式柴油机供给系组成及燃料机械式柴油机供给系组成及燃料 n柴油 n柴油的成分 碳87%、氢12.6%、氧0.4% n柴油的使用性能 n发火性（自燃能力）十六烷值（一般为4050 ） n粘度 n凝点在实验条件下柴油失去流动性的温度 n柴油的选用 n根据工作环境的最低温度。 n一般，柴油的凝点应比最低工作温度低35。 2008-03-08 二.可燃混合气的形成与燃烧室可燃混合气的形成与燃烧

3、室 n可燃混合气的形成与燃烧 n可燃混合气的形成特点 n可燃混合气在燃烧室内形成。对燃烧室要求很高 n混合时间极短 n柴油粘度大，蒸发和流动性差。更难与空气混合 n燃烧室内各处的 是不均匀的且随时间而变化。 故柴油机冒黑烟比汽油机严重 n可燃混合气形成方式 n空间雾化混合 n油膜蒸发混合 at 2008-03-08 二.可燃混合气的形成与燃烧室可燃混合气的形成与燃烧室 n可燃混合气的形成与 燃烧（续） n可燃混合气的燃烧 分为四个阶段分为四个阶段 n备燃期（AB段）（滞燃 期） 着火延迟时间0.001 0.003s n速燃期（BC段） 压力升高比 n缓燃期（CD段） n后燃期（DE段） 最高温

4、度点 2008-03-08 二.可燃混合气的形成与燃烧室可燃混合气的形成与燃烧室 n可燃混合气的形成与燃烧（续） n柴油机燃烧室 n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 n分类 柴油机燃烧室柴油机燃烧室 统一式 分隔式 型燃烧室 球形燃烧室 U型燃烧室 涡流室燃烧室 预热室燃烧室 2008-03-08 二.可燃混合气的形成与燃烧室可燃混合气的形成与燃烧室 2008-03-08 二.可燃混合气的形成与燃烧室可燃混合气的形成与燃烧室 型燃烧室球形燃烧室涡流室燃烧室预热室燃烧室 结构特点主要位于活塞顶的凹坑内主室 副室占(50 80)% 主室 副室占0.25 0.45)% 混合气的

5、形成 特点 空间雾化 进气涡流 油膜蒸发 进气涡流 压缩涡流(涡流室) 燃烧涡流(主室) 优点结构简单，经 济性好、易起 动 工作柔和、燃 烧完全、动力、 经济性均较好 工作柔和 空气利用率较高 对燃油供给系统要求不高 缺点对燃油系统要 求高 冷起动困难 对负荷突变 反应慢 热损失 冷起动困难 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n喷油器（喷油嘴、油头、喷油器（喷油嘴、油头、injector ） n作用 将柴油散成细小颗粒，并分布到燃烧室中 n对喷油器的要求 n具有一定的喷射压力、行程、合适的喷雾锥角 n断油迅速，无滴漏现象 n分类 n孔式喷油器 n轴针式喷油器 2

6、008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n喷油器喷油器（续）（续） n孔式喷油器孔式喷油器 n组成组成：针阀+针阀体、 顶杆、调压弹簧、弹压 螺钉 n结构特点：结构特点： n针阀上有承压锥面和 密封锥面 n针阀体上有喷孔。一 般有18个，孔径为 0.20.8mm n针阀偶件针阀与 针阀体的配合间隙为 0.0010.0025mm 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n喷油器喷油器（续）（续） n孔式喷油器孔式喷油器 n工作原理工作原理 当高压油腔中的油压增大 到p1，使承压锥面上向上的 推力pp0时，针阀克服调 压弹簧的弹力而上移，高压 油自喷孔

7、喷出。 关于关于“启阀压力启阀压力” n统一式燃烧室要求：17 25Mpa；分隔式燃烧室要求： 1015Mpa n可借助调压螺钉进行调整 过大或过小.? n适用：统一式燃烧室的柴 油机 调压螺钉调压螺钉 调压弹簧调压弹簧 柴油柴油 p p0 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n喷油器喷油器（续）（续） n轴针式喷油器轴针式喷油器 与孔式喷油器不同之处： n在密封锥面下延伸出一个倒锥形 或圆柱形的轴针 n喷孔直径:13mm n喷孔数：一般为单孔 n启阀压力较低1214Mpa n适用：分隔式燃烧室的柴油机 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系

8、 n喷油泵喷油泵(injection pump) n作用 提高柴油压力，按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时、 定量、定规律地向喷油器输送高压柴油。 n对多缸柴油机喷油泵的要求 n供油的次序应满足柴油机的发火次序 n供油均匀 n各缸供油时刻（提前角）一致 n停止供油迅速 n能根据负荷大小，调节供油量 n分类 n柱塞式喷油泵 n喷油泵- 喷油器 n转子分配式喷油泵 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n喷油泵喷油泵(injection pump) （续）（续） n柱塞式喷油泵的构 造与工作原理 n组成： n柱塞+柱塞套（柱 塞偶件） n出油阀+出油阀座 （出油阀偶件）

9、 n柱塞弹簧、出油 弹簧、凸轮 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n喷油泵喷油泵(injection pump) （续）（续） n柱塞式喷油泵的构造与 工作原理（续） 三个阶段：三个阶段： 进油阶段 供油阶段 停油阶段 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n喷油泵喷油泵(injection pump) （续）（续） n柱塞式喷油泵的构造与工作 原理（续） 特别强调：特别强调： n出油阀偶件作用出油阀偶件作用 n当柱塞下行时，防止高压 油流到泵室内，使高压油 管中的柴油仍保留一定的 压力，从而保证下次供油 迅速 n减压环带的减压作用：当

10、喷油结束时使高压油管中 的油压迅速作适当的下降。 从而使喷油器断油迅速， 避免了“二次喷射”。 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n喷油泵喷油泵(injection pump) （续）（续） n柱塞式喷油泵的构造与工 作原理（续） 特别强调：特别强调： n油量调节机构油量调节机构 作用： n根据柴油机负荷和转速 的变化改变喷油泵的供 油量 n保证各缸供油量均匀 调节方式：拔叉式、齿条式 原理：改变柱塞的有效行程 （供油行程） 特点：结构简单、刚度 较差、拉杆易抖动造成 游车 特点：传动平稳、工作 可靠、精度高、结构复 杂 2008-03-08 二.机械式柴油机供给

11、系机械式柴油机供给系 n喷油泵喷油泵(injection pump) （续）（续） n柱塞式喷油泵的构造与工作原理（续） 特别强调：特别强调： n喷油提前角喷油提前角 、供油提前角、供油提前角 及其调整及其调整 n 在压缩行程中，当喷油器开始喷油时，曲柄所 在的位置与上止点之间的曲轴转角 合理的合理的fj应是应是保证pmax在上止点1015 CA时出现 n 高压油管接头处开始冒油时，曲柄所在位置与上 止点之间的曲轴转角 fj fj fs fs 一般地， fj fs ，且通过调整fs来满足fj的大小要求 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n喷油泵喷油泵(inject

12、ion pump) （续）（续） n柱塞式喷油泵的构造与工作原理（续） 特别强调：特别强调： n喷油提前角喷油提前角 、供油提前角、供油提前角 及其调整及其调整 n 的调整方法 n在柱塞末端与滚轮体之间增减垫片 增柱塞封闭进油孔时刻提前，fj 减柱塞封闭进油孔时刻推迟 ，fj n改变喷油泵凸轮与曲轴的相对角位置离心力自 动调节器 fj fs fs 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 柱塞式喷油泵柱塞式喷油泵+喷油器喷油器 联合工作过程 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n调速器调速器(RPM governor) n定义 能根据柴油机负荷

13、变化自动调节每循环供油量，从而将柴油 机的转速稳定在一定范围内的调节装置。 n安置调速器的必要性 柱塞式喷油泵的速度特性柱塞式喷油泵的速度特性 “飞车飞车”： “熄火熄火”： 调速器的作用是： n限制n，防止“飞车”（“狂转”） n保持柴油机怠速的稳定性 转速n 循环供油量q 齿条位置1 齿条位置2 齿条位置3 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n调速器调速器(RPM governor) （续）（续） n机械离心式调速器及其工作原理 n单速调速器 n作用：只限制nmax（标定转速），防止“飞车” n工作原理： n双速调速器 n作用：限制nmax，防止“飞车”；保持

14、怠速稳定，防“熄 火” n工作原理： n全速调速器 n作用：能保持所有工作转速的稳定性 n工作原理： 自学自学! 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n机械分配式喷油泵（机械分配式喷油泵（VE泵）泵） 2008-03-08 二.机械式柴油机供给系机械式柴油机供给系 n传统柴油机燃料供给系统存在的问题传统柴油机燃料供给系统存在的问题 n无法实现喷油规律、喷油定时的实时精确控无法实现喷油规律、喷油定时的实时精确控 制；制； n喷油泵的设计自由度小、强度低；喷油泵的设计自由度小、强度低； n低速、低负荷的喷油压力不高，性能差；低速、低负荷的喷油压力不高，性能差； n变工况、调速响应速度慢。变工况、调速响应速度慢。 难以实现柴油机在任何工况下的最优运行难以实现柴油机在任何工况下的最优运行 2008-03-08 三. 柴油机电子控制技术柴油机电子控制技术 2008-03-08 本章小结本章小结 n机械式柴油供给系统 n组成、作用、柴油 n混合气的形成与燃烧 n柱塞式喷油泵、喷油器 nVE泵 n柴油机电子控制技术 n柴油机电控燃油