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文档简介

1、课程内容课程内容 第五章:柴油机燃料供给系燃油滤燃油滤清器清器低压油低压油管管高压高压油管油管喷油喷油泵泵喷喷油油器器回回油油管管燃油燃油箱箱输油输油泵泵油水分油水分离器离器调速器调速器限压阀限压阀喷油提喷油提前器前器 第五章:柴油机燃料供给系第五章:柴油机燃料供给系l 【知识目标】1、熟悉喷油泵的功用及对喷油泵的要求;2、掌握柱塞式喷油泵的组成、构造及工作原理;3、了解分配泵的组成、构造及工作原理。4、熟悉两极及全程调速器的功用、构造及工作原理;5、了解油量校正调节装置的工作原理。6、熟悉输油泵的功用、构造及工作原理;7、了解供油提前角自动调节装置的工作原理。第五章:柴油机燃料供给系第五章:

2、柴油机燃料供给系 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 柴油机可燃混合气的形成和燃烧室柴油机可燃混合气的形成和燃烧室 第三节第三节 喷油器喷油器 第四节第四节 喷油泵喷油泵 第五节第五节 调速器调速器 第六节第六节 汽车排气净化汽车排气净化l 5.1概述 一、 柴油机燃料系的组成 1、功用:按要求,定时、定量、高压喷油。 2、组成: a.燃油供给装置 包括柴油箱、输油泵、滤清器、喷油泵、喷油器、油管等。 b.空气供给装置 包括空气滤清器、进气管等。 c.混合气形成装置 主要是燃烧室。 d.废气排出装置 包括排气管、排气消声器等。 5.15.1概述概述5.15.1概述概述二、柴油 柴油是从石油中

3、蒸馏提取的碳氢化合物。 柴油的使用性能包括发火性、蒸发性、粘度、低温流动性。 1 发火性 表征自燃能力。用十六烷值评价,愈高,发火性越好。 2 蒸发性 评价蒸发能力。有一定镏程的馏出温度有关,越低,蒸发性越好。 3 粘度 评价流动性。粘度小,流动性好。 4 低温流动性 用凝点评价,凝点低,低温流动性好。5.2 5.2 柴油机混柴油机混合气的形成与燃烧室合气的形成与燃烧室l 5.2 柴油机混合气的形成与燃烧室 一、可燃混合气的形成与燃烧1 备燃期 从喷油始点到燃烧始点的曲轴转角。进行燃烧前的一系列物理化学过程,对整个 燃烧过程起重要作用。2 速燃期 从燃烧始点到压力最高点的曲轴转角。燃料迅速燃烧

4、,压力急剧升高。3 缓燃期 压力最高点到温度最高点的曲轴转角。燃烧速度减缓,但温度持续上升。4 后燃期 最高温度点到燃油基本燃烧完为止。压力和温度均降低。5.2 5.2 柴油机混柴油机混合气的形成与燃烧室合气的形成与燃烧室二、燃烧室:由凹形活塞顶与缸盖底平面所包围空间。 浅皿形:空间混合为主 a.形状简单,易于加工; b.结构紧凑,散热面积小; c.喷射雾化质量高,易于启动; d.喷射开始形成混合气多,工作较粗暴, e.喷压要求高 5.2 5.2 柴油机混柴油机混合气的形成与燃烧室合气的形成与燃烧室形:空间混合为主a.与浅皿形近似。b. 进气涡流更强,使经济性、启动性更好。5.2 5.2 柴油

5、机混柴油机混合气的形成与燃烧室合气的形成与燃烧室球形:油膜蒸发为主a.工作柔和;b.较高的动力性和经济性;c.起动困难;d.喷压要求较高。5.2 5.2 柴油机混柴油机混合气的形成与燃烧室合气的形成与燃烧室浅园柱形:空间混合为主a. 结构简单;b.空间雾化成分较多,改善启动性;c. 喷压要求较低5.2 5.2 柴油机混柴油机混合气的形成与燃烧室合气的形成与燃烧室2、分隔式:活塞顶与缸盖之间分隔成两个空间。活塞顶的空间为主燃烧室,缸盖内的空间为副燃烧室,两者有通道相通。涡流室式:a.副室为球形,用于形成涡流b.上半部铸在缸盖内,下半部用耐热钢镶入c.通道为切向d.副室占总燃烧室面积50-805.

6、2 5.2 柴油机混柴油机混合气的形成与燃烧室合气的形成与燃烧室特点:a.进气旋流强,对喷压要求较低b.适应性好c.主燃烧室内压力升高缓慢,工作柔和;d.节流、散热面积大,经济性差,启动困难。5.2 5.2 柴油机混柴油机混合气的形成与燃烧室合气的形成与燃烧室预燃室式a.副室用耐热钢单独制成镶入缸盖,占总燃烧室面积25-40b.有几个小通道c.混合气的形成靠压缩紊流d.工作更柔和。5.2 5.2 柴油机混柴油机混合气的形成与燃烧室合气的形成与燃烧室l 5.3 喷油器 功用: 将柴油雾化成较细的颗粒,并把它们分布到燃烧室中。分类:孔式喷油器(injector with hole nozzle)轴

7、针式喷油器5.3 5.3 喷油器喷油器5.3 5.3 喷油器喷油器一、孔式喷油器 主要用于对燃油雾化要求较高的直喷式燃烧室。1 结构 主要由针阀、针阀体、顶杆、调压弹簧、调压螺钉、喷油器体等组成。其中针阀和针阀体组成针阀偶件,其配合面作高精度配合,不能互换。 针阀上有承压锥面和密封锥面。2 工作原理 高压油作用在承压锥面上形成对针阀向上的推力,此推力克服弹簧的预紧力,针阀开启喷油。5.3 5.3 喷油器喷油器5.3 5.3 喷油器喷油器5.3 5.3 喷油器喷油器二、轴针式喷油器 轴针式燃烧室适于对喷油压力要求较低的分隔式燃烧室。5.3 5.3 喷油器喷油器5.3 5.3 喷油器喷油器5.4

8、5.4 喷油泵喷油泵l 5.4 喷油泵 一、功用: 定时、定量的向喷油器输送高压燃油。 多缸柴油机喷油泵应满足:(1)各缸供油次序符合所要求的发动机发火次序;(2)各缸供油量均匀;(3)各缸供油提前角一致;(4)供油能迅速停止。 结构型式:柱塞式、转子分配式、喷油泵喷油器式,柱塞式使用最多。5.4 5.4 喷油泵喷油泵二、柱塞式喷油泵的结构与工作原理组成: 分泵 泵体 传动机构 油量调节机构原理:柱塞和柱塞套精密配合,组成柱塞偶件。 出油阀和出油阀座组成出油阀偶件。 柱塞在凸轮的驱动下,在柱塞套内作往复直线运动。 柱塞有效行程为柱塞完全封闭柱塞套油孔到柱塞斜槽与柱塞套 油孔接通 的柱塞行程。它

9、的大小决定供油量的多少。5.4 5.4 喷油泵喷油泵1、分泵 主要包括:柱塞偶件、出油阀偶件、柱塞弹簧、出油阀弹簧、减容器、出油阀压紧座。5.4 5.4 喷油泵喷油泵5.4 5.4 喷油泵喷油泵2、油量调节机构 任务是根据柴油机负荷和转速的变化相应改变喷油泵的供油量。5.4 5.4 喷油泵喷油泵3、驱动机构 驱动机构包括凸轮轴和滚轮传动部件 5.4 5.4 喷油泵喷油泵5.4 5.4 喷油泵喷油泵4、泵体 泵体是分泵、油量调节机构、驱动机构的装配基体。5.4 5.4 喷油泵喷油泵5.4 5.4 喷油泵喷油泵5、供油提前 供油提前角:活塞顶面封闭柱塞套油孔到活塞上止点为止曲轴所转过的角度。 最佳

10、供油提前角:在转速和供油量一定条件下,能获得最大功率和最小燃油消耗率的供油提前角。它随转速和供油量变化。 供油提前角的调整方法有两种:(1)改变滚轮传动部件的高度 只调整单个分泵的供油提前角。(2)改变喷油泵凸轮轴与柴油机曲轴的相对角位置 可同时使各分泵的供油提前角作相同数量的改变。5.4 5.4 喷油泵喷油泵5.5 5.5 调速器调速器l 5.5 调速器 一、调速器的功用及分类1、功用 喷油泵每个工作循环的供油量主要取决于调节拉杆的位置,此外还受到发动机转速的影响。 喷油泵的速度特性:油量调节拉杆位置不变,供油量随转速变化的关系。 由于油孔的节流作用,喷油泵的供油量随发动机转速的增大而增大。

11、 喷油泵速度特性对工况多变的车用柴油机非常不利。 调速器功用:能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 稳定转速运行。5.5 5.5 调速器调速器2、分类(1)按功能分为: 两速调速器:仅控制最低和最高转速下的喷油量。 全速调速器:控制从怠速到最高转速范围内任何转速下的喷油量。 定速调速器:要求工作转速几乎固定不变。(2)按原理分 气动式:利用膜片感知进气管真空度的变化,自动调节供油量。 机械离心式:利用喷油泵凸轮轴的旋转,使飞块产生离心力实现调速。5.5 5.5 调速器调速器二、两级速调速器 作用: 自动控制喷油泵的供油量,使其怠速稳定并防止超速。 工作原理: 起动 起动

12、时供油量比全负荷再增加2080。 加速踏板到底,偏心轴逆转,调速杠杆以下端为支点,上端向加油方向移动最大。5.5 5.5 调速器调速器 怠速加速踏板抬起,怠速弹簧压缩,n一定,P离P弹内阻、n、P离P弹、供油量 n、P离P弹重锤在高速弹簧下座与重锤座之间;只有怠速弹簧参加工作;根据重锤离心力与怠速弹簧的不断平衡,自动控制油量调节拉杆,稳定怠速。5.5 5.5 调速器调速器 中间工作转速加速踏板在中间,怠速弹簧压缩,高速弹簧相抵压不动,P离P弹 2根 调速器不起作用。踏板踏下,偏心轴逆转,调速杠杆以下端为支点带动拉杆加油;踏板放松,偏心轴顺转,调速杠杆以下端为支点带动拉杆减油。完全由驾驶员控制油

13、门。5.5 5.5 调速器调速器 最高转速踏板到底,怠速与高速弹簧压缩,n一定,P离=P弹负荷、n、P离P弹 、供油量、n、P离=P弹高速和怠速弹簧参加工作自动控制供油量防止飞车。5.5 5.5 调速器调速器 调整旋拧调整螺母可同时调整两个弹簧的预紧力,即同时调整高速和怠速;更换合适刚度的弹簧或适当在弹簧下加减垫片可进行单独调整。5.5 5.5 调速器调速器5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化l 5.6 汽车排气净化功用减小阻力和降低噪声,排废气类型 单排气系统双排气系统 组成 排气管(包括排气歧管、总管等)催化转换器5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化一、概述 排气管排出的废气排气管

14、排出的废气(CO、HC、NOx和颗粒和颗粒 )汽油蒸汽的挥发汽油蒸汽的挥发(以以HC为主为主 )曲轴箱窜气(曲轴箱窜气(以以HC为主为主 )5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化有害排放物CO不完全燃烧的产物,使人头晕、不完全燃烧的产物,使人头晕、头痛甚至死亡头痛甚至死亡 NONOX X以以NONO、N0N02 2为主,产生于燃烧室高为主,产生于燃烧室高温富氧环境,导致人肺气肿温富氧环境,导致人肺气肿 HCHC未燃的燃油和机油,和未燃的燃油和机油,和NONOX X反映生成反映生成0 03 3使植物受害,刺激人眼和喉咙使植物受害,刺激人眼和喉咙 微粒微粒炭粒、灰分、末燃燃油和润滑油液炭粒、灰分

15、、末燃燃油和润滑油液态颗粒,对人的呼吸道有害态颗粒,对人的呼吸道有害 5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化二、汽油机排气净化1、汽油机排气净化装置恒温进气系统二次空气喷射系统催化转换器排气再循环系统(EGR)强制曲轴箱通风系统(PCV)汽油蒸发控制系统微粒净化装置5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化a、恒温进气系统进进气气导导流流管管排气歧管排气歧管热空气热空气进口进口控制阀控制阀温控开管温控开管空气空气滤清滤清器器组成组成由空气加由空气加热装置和进气热装置和进气导流管上的控导流管上的控制装置构成制装置构成 应应用用化油器式或化油器式或节气门体喷射节气门体喷射式发动机上式发动机上作作用

16、用减少减少COCO和和HCHC排放,改善发排放,改善发动机低温运转动机低温运转性能性能 5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化b、二次空气喷射系统功用功用将新喷将新喷入排气道或入排气道或催化转换器,催化转换器,氧化氧化COCO和和HCHC为二氧化碳为二氧化碳(COCO2 2)和水)和水(H H2 2O O) 5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化c、催化转换器功用:利用催化剂的作用将排气中CO、HC、Nox转换为对人体无害的气体。 5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化d、排气再循环系统(EGR) 功用:把排出的废气回送到进气管,与新鲜混合气一起再次进入气缸,减少了NOx的生成量。 排气

17、管进气管EGR阀5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化e、强制曲轴箱通风系统(PCV)空气滤清器曲轴箱PCV阀功用:防止曲轴箱气体排放到大气中 组成空气滤清器、空气软管 曲轴气体软管、PCV阀5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化f、汽油蒸发控制系统功用:将汽油蒸气收集和储存在碳罐内,送到气缸内烧掉 组成:碳罐、气液分离器气缸气液 分离器碳罐浮子室5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化炭罐与气液分离器炭罐炭罐由塑料制造,内部填由塑料制造,内部填充炭颗粒充炭颗粒汽油蒸气进汽油蒸气进入炭罐后被其中的活入炭罐后被其中的活性炭吸附性炭吸附 气气-液分离器液分离器分离液态汽油和汽油分离液态汽油和汽

18、油蒸气,防止液态汽油蒸气,防止液态汽油流入炭管流入炭管5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化 三、 排气系统类型消声器消声器催化转换器催化转换器连通道连通道单排气单排气系统系统双排气双排气系统系统5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化a、单排气系统组成 主消声器主消声器催化转催化转换器换器后排气管后排气管副消声器副消声器排起歧排起歧管管5.6 5.6 汽车排气净化汽车排气净化b、消声器功用功用降低压力、衰减脉动以消除排气噪声降低压力、衰减脉动以消除排气噪声材料材料镀铝钢板、不锈钢板镀铝钢板、不锈钢板组成组成由共振室、膨胀室、管子和、吸声材由共振室、膨胀室、管子和、吸声材料料工作工作原理原理排气经过管子流入膨胀室,排气不断排气经过管子流入膨胀室,排气不断改变流动方向,使噪声得到削减改变流动方向,使噪声得到削减课后小结课后小结柴油机柴油机供给系供给系组成:喷油器、喷油泵、调速器等。组成:喷油器、喷油泵、调速器等。油路:高压、低压和回油油路。油路:高压、低压和回油油路。燃烧室及分类燃烧室及分类喷油器的组成和结构及工作喷油器的组成和结构及工作原理原理课后小结课后小结驱动机构驱动机构柱塞偶件柱塞偶件 油量调节机构油量调节机构 出油阀偶件出油阀偶件柱塞旋转运动柱塞旋转运动柱塞式喷油泵定时定时柱塞往复运动柱塞往复运动单向供油单向供油定量定量增压

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