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2008-03-08一.机械式柴油机供给系组成及燃

2、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

3、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at2008-03-08二.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0.0010.003s 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

4、（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(5080)% 主室副室占0.250.45)%混合气的形成特点 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

5、、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：

6、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0.20.8mmn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，高压油自喷孔喷出。关于关于“启阀压力启阀压力”n统一式燃烧室要求：1725Mpa；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pp020

7、08-03-08二.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

8、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）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

9、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

10、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

11、位置与上止点之间的曲轴转角fjfjfsfs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(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 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 ，fjn改变喷油泵凸轮与曲轴的相对角位置离心力自动调节器 fjfsfs2008-03-08二.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

12、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32008-03-08二.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

13、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柴油机电控燃油喷