《热力发动机构造》chapter5柴油机燃油供给系end

第五章柴油机供给系§5-1柴油机供给系的组成及燃料多余油燃油箱滤清器输油泵喷油泵喷油器气缸多余油低压油路高压油路一、燃油供给装置（一）功用

根据柴油机的工作要求，定时、定量、定压将雾化质量良好的柴油按一定的喷油规律喷入气缸内，并使其与空气迅速良好地混合和燃烧。1、热效率高、经济性好、故障少。2、混合气形成、点火和燃烧方式不同于汽油机。3、排气污染小。4、结构复杂，质量大，制造成本高。5、排气噪声大。(二)、柴油机的特点第五章柴油机供给系柴油机燃料供给系（喷油泵与喷油器用高压油管连接）二、柴油的性能及选用1、十六烷值

评定柴油自燃性好坏的指标。

十六烷值高，自燃点低，着火延迟期短，着火后压力升高率低，工作柔和。即柴油的抗粗暴性好，低温起动性好。

而十六烷值较低时，着火延迟期较长，着火前缸内可燃气体多，造成预混燃烧剧烈，压力升高过快，燃烧压力过高，机械负荷增大。因此，着火性能是柴油最重要的性能。注：十六烷值与衡量汽油抗爆性的指标辛烷值恰好相反：十六烷值高的柴油，辛烷值就低，十六烷值低的柴油，辛烷值就高。第五章柴油机供给系

2、馏程

表示柴油的蒸发性，用燃油馏出某一百分比的温度范围来表示。馏出50%温度低，说明燃料轻馏分多，蒸发快，利于混合气的形成。

3、粘度

表示燃料内部摩擦力的物理特性，影响了柴油的雾化质量。粘度低，柴油喷出时，可粉碎成较小的颗粒，雾化性好。混合气形成质量及燃烧效果好。

4、凝点

指柴油失去流动性开始凝结的温度。我国轻柴油的牌号以凝点划分：10#、0#、-10#、-20#等。

5、柴油的选用

选用柴油时，应按最低环境温度高出凝点5°C以上，即：环境温度：-5°C，选用-10#柴油等。 选用十六烷值高、蒸发性好、凝点和粘度合适、不含水量水分和杂质的柴油。第五章柴油机供给系第五章柴油机供给系§5-2可燃混合气形成与燃烧室第五章柴油机供给系可燃混合气的形成的特点a、柴油机燃料的混合和燃烧在气缸内进行；混合气形成的空间小、时间短。b、柴油粘度大，蒸发性差，不宜雾化和气，不利于混合气的形成。c、边喷边燃烧混合气的成分变化形成缺氧和富氧区，形成不同的排放物。d、燃烧室各处混合气成分不均匀，且随时间变化，需采用较大的过量空气系数。

高温压缩空气雾状柴油燃烧喷射物理化学变化持续喷射雾状柴油喷射（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0.0017～0.004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。第五章柴油机供给系3、燃烧过程分析

1)备燃期AB

1、AB——滞燃期

2、A-TDC——喷油提前角

2)速燃期BC

1、压力升高率

P/ 2、“敲缸”

3)缓燃期CD 4)后燃期DE第五章柴油机供给系最佳喷油提前角1、最佳喷油提前角，喷油过早……，喷油过迟……（随转速的增加，应加大喷油提前角）2、怠速敲缸（最佳喷油提前角按标定转速选定，存在怠速时，喷油提前角稍大，产生敲缸现象）3、过量空气系数：实际供给的空气量与理论空气量之比。用表示，通常=1.15~2.2

轻柴油，L0=14.4kg/kg燃料；汽油，L0=14.9kg/kg燃料4、冒烟界限转速一定时，加大喷油量，空气量一定，燃烧不完全，产生一系列不良后果，最小为~4、几个基本概念第五章柴油机供给系二、

柴油机燃烧室第五章柴油机供给系直喷式燃烧室

定义：直喷式燃烧室由凹顶活塞顶部与气缸盖底部所包围的单一内腔，几乎全部容积都在活塞顶面上。燃油自喷油器直接喷射到燃烧室中，借喷出油注的形状和燃烧室形状的匹配，以及燃烧室内空气涡流运动，迅速形成混合气。构造特点：缸盖底面是平的，活塞顶部下凹（ω型、浅盆型、球型、U型）第五章柴油机供给系ω型燃烧室特点：以空间雾化混合为主；小孔径多孔喷油器，喷注与燃烧室形状大致相符。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；启动容易。缺点：柴油机的最高燃烧压力和压力升高率都较高，工作粗暴，喷射压力高，制造困难，喷孔易堵。

第五章柴油机供给系球型燃烧室特点：以油膜蒸发混合为主。利用螺旋进气道产生强烈的空气涡流优点：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，制造困难第五章柴油机供给系浅盆型燃烧室

U型燃烧室第五章柴油机供给系直喷式燃烧室

1）燃烧室与螺旋进气道或切向进气道配合，形成中等强度的进气涡流，以促进混合气的形成。

2）对喷油压力要求高，采用孔式喷油器，以提高雾化质量。

3）整机性能评价：由于结构紧凑，散热面积小，故经济性好，起动性好。缺点：配合偶件加工精度要求高；喷孔易堵塞；工作比较粗暴。第五章柴油机供给系涡流室式与预燃室式分隔式燃烧室由两部分组成：主燃烧室和副燃烧室，主、副燃烧室由通道相连。涡流室式：副燃烧室容积占总容积之比50～80%，连接通道孔径较大，且与副燃烧室相切，能形成强烈的有序的压缩涡流，喷入其中的油束在涡流运动的作用下，迅速混合。可降低对喷雾质量的要求，采用压力较低的轴针式喷油器。预燃室式：副燃烧室容积占总容积之比25～45%，连接通道孔径较小，非切向连接，在压缩过程中形成强烈的无规则的紊流运动。同样可降低对喷雾质量的要求，采用压力较低的轴针式喷油器。特点：混合气的形成靠强烈的空气运动，对喷油系统要求不高，故障少。压力升高比较缓慢，发动机工作平稳。但散热面积大（面容比S/D大），油耗较高，经济性较差，起动性较差第五章柴油机供给系分隔式燃烧室图例第五章柴油机供给系§5-3喷油器第五章柴油机供给系功用：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。燃油雾化细小颗粒，并将它们合理分布在燃烧室中。

型式：有孔式和轴针式。要求：①雾化均匀②喷射干脆利落

③无后滴现象④油束形状与方向，适应燃烧室精密偶件：针阀及针阀体轴针式喷油器第五章柴油机供给系孔式喷油器第五章柴油机供给系第五章柴油机供给系§5.4喷油泵

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。分类：

柱塞式喷油泵ABP

转子分配式喷油泵一、柱塞式喷油泵油箱

滤清器

输油泵

柱塞式喷油泵

（柱塞

出油阀）

喷油器第五章柴油机供给系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第五章柴油机供给系第五章柴油机供给系第五章柴油机供给系第五章柴油机供给系

柱塞副的构造：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以及好的耐磨性，其径向间隙为0.001～

0.003mm柱塞柱塞套进油孔螺旋槽第五章柴油机供给系油量调节机构出油阀偶件第五章柴油机供给系柱塞的不同类型

(c)(b)(a)a供油终点调节法b为供应始点调节法c供油始点和终点同时改变

工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务，泵油过程可分为以下三个阶段。进油过程供油过程回油过程1、柱塞泵的工作原理第五章柴油机供给系1、柱塞泵的工作原理第五章柴油机供给系柱塞式喷油泵的工作过程：喷油泵凸轮→柱塞(上下运动)→进、回油孔→出油阀→高压油管→喷油器→针阀→喷孔→燃烧室hg落座时受到缓冲（节流作用），不发生冲击，磨损小，寿命长燃油压力作用在阀上的面积小，提高了开启压力和开启速度

2、等容式出油阀

3、供油量调节机构功用：根据柴油机负荷的变化，通过转动柱塞来改变循环供油量。组成：调节齿杆、调节齿圈、转动套柱塞套调节齿杆调节齿圈柱塞转动套工作原理：每循环供油量的调节是通过改变柱塞的有效压油行程即改变柱塞上油量控制槽与柱塞套上回油孔之间的相对角位移而实现的。★A型泵柱塞套固定不动，转动柱塞，从而改变柱塞的有效压油行程。顺时针转动，有效行程增加各缸供油量调节均匀步骤：调节齿杆不动，转动控制套筒，带动柱塞在柱塞套筒内转动，改变柱塞的有效行程，然后拧紧调节齿圈紧固螺钉。反复调整。柱塞油孔柱塞套柱塞腔调节齿杆直槽控制套筒螺钉齿圈停油油孔有效行程部分负荷供油最大负荷供油直槽正对油孔循环供油量容积螺旋槽3、供油量调节机构4、驱动机构组成：喷油泵凸轮轴、挺柱组件●油泵凸轮轴转速是曲轴转速的一半，凸轮轴上凸轮数目等于发动机气缸数目，与柱塞偶件数也相同

。●滚轮销插入挺柱孔的定位长槽中，使挺柱体在泵体导向孔中作往复运动，防止挺柱体转动。●挺柱体上部有柱塞预行程调整螺钉。5、供油定时调节供油提前角：从柱塞顶面封闭柱塞套油孔起到活塞上止点为止，曲轴所转过的角度。作用：保证供油时刻；保证各缸喷油提前角一致。措施：改变滚轮传动部件高度H（拧出或拧进调整螺母或螺钉、垫片）HH↑，供油提前角↑①柱塞往复运动总行程L是不变的，由凸轮的升程决定②柱塞每循环的供油量大小取决于供油行程,供油行程不受凸轮轴控制是可变的③供油开始时刻不随供油行程的变化而变化④转动柱塞可改变供油终了时刻，从而改变供油量

柱塞式喷油泵运动及供油规律6、本节小结第五章柴油机供给系二、分配式喷油泵第五章柴油机供给系1、VE型分配喷油泵1、结构驱动机构、二级滑片式输油泵、高压分配泵头、电磁式断油阀、机械式调速器、液压式供油提前器A、端面凸轮盘被柱塞弹簧压紧在滚轮架上，驱动轴转动时，带动联轴器、端面凸轮盘、柱塞同方向旋转B、端面凸轮盘带动柱塞在柱塞套内作往复运动柴油增压柴油分配单柱塞式平面凸轮数与气缸数相同。分配柱塞上有轴向中心油孔3、径向贯通泄油孔2、四个进油槽6（四缸机）、一个燃油分配孔5、外圆周上的压力平衡槽4等。中心油孔与泄油孔相通。凸起部分凹下部分滚轮和平面凸轮盘始终接触2、工作过程1）进油过程当平面凸轮盘12的凸轮型面凹下部分转至与滚轮13接触时，柱塞复位弹簧将分配柱塞14由右向左推至柱塞下止点，此时分配柱塞上的进油槽3与柱塞套20上的进油孔2相通，燃油经进油道17进入柱塞腔4和中心油孔10内。20当平面凸轮盘由凹下部分转至凸起部分与滚轮接触时，分配柱塞在凸轮型面的推动下由左向右移动。在柱塞头部的进油槽转过进油孔时，分配柱塞封闭进油孔，柱塞腔内柴油增压。当分配孔18转至与柱塞套上的出油孔相通，燃油进入泵体上的分配油道7，柱塞继续右移，油压超过出油阀开启压力时，高压燃油经过出油阀、高压油管进入对应气缸的喷油器喷油。平面凸盘转一周，燃油分配孔一次与各缸分配油道接通一次，向各缸供油一次。2）泵油过程分配柱塞继续在凸轮凸起型面推动下右移，当柱塞右移到柱塞上的泄油孔不再被油量调节套筒15遮蔽时，柱塞中心油孔高压油腔与泵体内低压油腔相通，油压迅速下降，出油阀关闭，停止供油。3）停油过程泄油孔调节套筒泄油孔分配柱塞上设有压力平衡槽，在分配柱塞旋转和移动过程中，压力平衡槽始终与喷油泵体内腔相通。在某一气缸停止供油后，压力平衡槽正好转至与该气缸对应的分配油道相通，于是两处油压相同，这样就保证了各分配油道供油结束时的残余油压相等，保证了各缸供油的均匀性。

4）压力平衡过程

起动开关旋至OFF位置，电磁式断油器电路断开，阀门在回位弹簧的作用下关闭，切断油路，发动机停机。电磁式断油器3、断油停机①稳定运转时活塞左右端力相等，处于平衡位置。②转速升高时二级滑片式输油泵出口压力增大，活塞右端压力增大，活塞左移，带动滚轮架转动一定角度，供油提前。③转速降低时与前述相反4、喷油提前器(一)速度特性

喷油泵的速度特性是指供油拉杆位置不变时，喷油泵每一个循环供油量（Δｇ）随转速变化的规律。

柱塞泵的供油特性每一循环的供油量（Δｇ）是随转速的升高而增加。(二)产生喷油泵速度特性的原因1．柱塞运动速度增加时，由于柱塞套筒上的进、回油孔的节流作用，产生早喷晚停。且节流作用随着转速的升高而增加，“早喷”和“晚停”的程度也随着增大。2．柱塞运动速度增加时，泄露时间缩短，泄露量减少。

一、柱塞式喷油泵的速度特性第五章柴油机供给系§5-5调速器(三)喷油泵速度特性带来的恶果1．高速时飞车每循环供油量增加，充气系数下降，造成油多气少而冒黑烟，形成恶性循环而“超速”（飞车），严重时旋转机件损坏。2．低速时熄火每循环供油量减少，充气系数上升，造成油少气多而“游车”（不稳定），甚至熄火。

二、功用

在发动机工作时，根据负荷情况，自动调节供油量，以稳定柴油机转速，并使之不发生超速和熄火。三、种类1、按起作用转速可分：定速式、两速式、全速式、综合式2、按转速传感可分：机械离心式、气动式、液压式、电子式、复合式等

四、机械式调速器工作原理两个基本组成部分：感应元件：感应外界负荷的变化执行机构：根据感应元件传递的信号，相应地调节供油量。第五章柴油机供给系

1、单速式调速器只在某一个转速（标定转速）时起作用。主要用于转速恒定的内燃机中。发电机、离心泵等内燃机。

两速式调速器功能：在柴油机的怠速及标定转速两种情况下起作用。主要用于汽车柴油机中。

第五章柴油机供给系RQ型调速器结构：感应部件传动部件附加装置全速式调速器在柴油机的全部工作转速范围内均起作用。驾驶员根据需要选择某个转速后，调速器能自动使柴油机稳定在该转速下工作。用于负荷变化大等的工作机械。第五章柴油机供给系§5-6柴油机燃油供给系统的电子控制柴油机广泛用于注重燃料经济性的大型载货汽车和公共汽车上，作为轿车发动机，以往一直不太受欢迎。在70年代石油危机以后，曾出现了一股轿车发动机柴油化的潮流。目前柴油轿车少，对柴油机排放不象汽油机那