汽车拖拉机学第二册底盘构造与车辆理论 李玖哲第4章 柴油机燃油供给系统

汽车拖拉机学2009年8月第4章柴油机燃油供给系统张黎骅AUTOMOBILEANDTRACTOR第六章柴油供给系统

主要内容§4.1柴油机燃油供给系统的组成§4.2柴油机可燃混合气的形成与燃烧室§4.3喷油器§4.4喷油泵§4.5调速器§4.6柴油机供给系统的辅助装置§4.7柴油机电子控制燃油喷射系统4.1柴油机燃油供给系统的组成柴油机供给系统的功用是：贮存、滤清和输送燃油，并按照柴油机各种工况的要求，将燃油定时、定量、定压地以一定的喷雾质量喷入燃烧室，使其与空气迅速而良好地混合和燃烧，最后将废气排入大气。

柴油的牌号柴油分轻柴油和重柴油，轻柴油用于1000r/min以上。轻柴油的牌号按凝点不同分为10号、0号、-10号、-20号、-35号五级，其凝点分别不高于10℃、0℃、-10℃、-20℃和-35℃。选用柴油一般要求其凝点低于使用时的最低气温3～5℃。柴油机燃油供给系统的的组成柴油机燃油供给系统一般由（1）低压油路：柴油箱、油管、输油泵、柴油滤清器等组成。组成视频（3）回油路（2）高压油路：喷油泵、高压油管、喷油器等组成。低压油路：油压是由输油泵建立的，而输油泵的出油压力一般为0.15～0.3MPa，故这段油路称为低压油路，只用以向喷油泵供给滤清的燃油。高压油路：油压是由喷油泵建立的，一般压力在50-100MPa，故称此段油路为高压油路。4.2柴油机可燃混合气的形成与燃烧室可燃混合气形成的特点1）柴油粘度大，蒸发性差，不易雾化和气化，因此不利于混合气的形成；2）混合空间小、时间短；3）混合气不均匀，α值变化范围大；4)边喷边燃，成分不断变化。柴油机混合气燃烧过程1.备燃期(着火延迟期):喷油始点到燃烧始点之间的曲轴转角。2.速燃期：燃烧始点到气缸内压力达到最高点之间的曲轴转角。3.缓燃期：气缸内压力最高点到温度最高点之间的曲轴转角。4.后燃期：温度最高点到柴油已基本燃烧完成时曲轴转角。可燃混合气的形成方法1.空间雾化混合方式：将柴油喷向燃烧室的空间，形成雾状混合物，再在空间蒸发形成混合气。①油雾的形成；②空气的运动促进混合：主要有产生进气涡流和挤压涡流。2.油膜蒸发混合方式：将柴油喷向球形油膜燃烧室的壁面上，在强烈的空气涡流作用下，燃油的大部分（95%）形成油膜。由于油束贯穿空气和室壁的反射，必然有少量油粒（5%）悬浮在空间，形成着火源。油膜在空间火源的热能作用下，逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧，产生燃气涡流。3.复合式—U形燃烧室：空间雾化混合燃烧与油膜蒸发混合燃烧混合使用，低速时以前者为主，高速时以后者为主。形成方式空间雾化混合油膜蒸发混合复合式过程柴油喷到燃烧室空间，混合不均匀柴油喷到室壁上，5％先形成混合气燃烧，再促使油膜形成混合气两种方式混合使用，以空间雾化为主提高方法1.喷油束与室形状相适应2.室内空气运动，促进混合燃烧室形状应有利于形成旋转气流柴油机燃烧室统一式燃烧室：燃烧室类型ω型球型四角型U型剖面形状纵剖面ω型纵剖面大半圆形纵剖面近似ω型纵剖面U形混合气形成空间雾化混合油膜蒸发混合空间雾化混合复合式喷油器类型孔式（压力高，多孔）孔式（少孔）孔式（多孔）孔式进气道类型切向进气道螺旋进气道螺旋进气道扭切进气道优点起动性能好、经济性好，形状简单易加工，结构紧凑工作平稳、柔和，燃烧彻底较高的经济性和动力性控制了Nox的生成起动性、动力性、经济性好适应对象中小型高速柴油机应用不广高速柴油机应用较广缺点工作粗暴，孔易堵起动性差，工况适应性差分隔式燃烧室两个空间，一个在缸盖中（副燃烧室），一个在活塞顶（主燃烧室），两部分间有孔道相连。分隔式燃烧室涡流式燃烧室预燃室式燃烧室两种类型燃烧室的比较涡流室式预燃室式组成副燃烧室体积大，50～80％上半部直接铸出，下半部耐热钢做成，镶入气缸副燃烧室镶入气缸盖，体积占25～45％混合气形成空间雾化混合空间雾化混合涡流运动副室中强烈的涡流运动副室中无规则的紊流运动喷油器类型轴针式喷油器轴针式喷油器燃烧特点大部分在副室中燃烧，燃烧完全大部分在主室中燃烧，燃烧完全优点工作柔和，高速适应性好，噪声小，排污少同前缺点起动性差，经济性差，热效率地同前4.3喷油器喷油器的作用根据柴油机可燃混合气的形成特点，使一定量的燃油得到良好的雾化，并且按燃烧室形状，使燃油与空气得到迅速而完善地混合，空气形成良好的可燃混合气。喷油器的基本要求有一定的喷射压力和射程，以及合适的喷注锥角、喷雾良好，喷油终了时能迅速停油，没有滴油现象；最好的喷油特性是在每一循环的供油量中，初期喷油少，中期喷油多，后期喷油少。以减少着火延迟期的积油量和改善燃烧后期的不利情况。孔式喷油器由针阀、针阀体、顶杆、调压弹簧、调压螺钉、喷油器体等组成轴针式喷油器4.4喷油泵功能：定时、定压、定量地向喷油器输送高压柴油。按作用原理的不同可分为三类：柱塞式喷油泵、转子分配式喷油泵和“PT”型燃油供给系统。柱塞式喷油泵性能良好、使用可靠，为目前大多数汽车拖拉机柴油机所采用。柱塞式喷油泵喷油泵工作原理1、高压的建立2、油量的调节3、喷油时间的调整出油阀

出油阀座柱塞柱塞套筒进油压油回油对应的凸轮位置柱塞（斜槽）出油阀副出油阀的作用及工作原理防止喷油前滴油，提高喷射速度；防止喷油后滴油，提高关闭速度；防止燃油倒流，使高压管内保持一定的残余压力。油量调节机构齿圈—齿条式拉杆—拨叉式工作过程驱动机构由喷油泵凸轮和滚轮体组成。四行程柴油机曲轴与喷油泵凸轮的转速比为2：1。供油时间的改变：1）对单体泵进行调整；2）对所有分泵的调整。喷油提前角调节装置2.喷油提前角实际上是由喷油泵供油提前角保证的。而调节整个喷油泵供油提前角的方法是改变发动机曲轴与喷油泵凸轮轴的相对角位置为满足最佳喷油提前角随转速升高而增大的要求。1.喷油提前角指喷油开始时，活塞距离压缩终了上止点的曲轴转角。一般情况下，供油提前角与喷油提前角提前3°～5°。喷油提前角大小对柴油机性能的影响过大喷油提前角过小时，将使燃烧过程延后过多，所能达到的最高压力较低，热效率也显著下降，且排气管中常有白烟冒出。喷油提前角过大时，由于喷油时缸内空气温度较低，混合气形成条件较差，备燃期较长，将导致发动机工作粗暴。过小最佳喷油提前角最佳喷油提前角是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。应当指出，对任何一台柴油机，最佳喷油提前角都不是常数，而是随供油量和曲轴转速变化的。供油量愈大，转速愈高，则最佳喷油提前角也愈大。机械离心式喷油提前角自动调节器当转速升高时，飞块活动端便进一步向外甩出，飞块上的滚轮5推动从动盘8相对驱动盘9沿箭头所示方向再超前转动一个角度，直到弹簧1的压缩弹力足以平衡新的飞块离心力为止。这样，供油提前角便相应地增大。反之，当发动机转速降低时，供油提前角相应减小。滚轮体与供油提前角的调整供油时间的改变4.5调速器

调速器的功用：在规定的速度范围内，根据发动机负荷的变化而自动调节供油量，以维持柴油机的转速基本不变。喷油泵的速度特性：在油量调节拉杆位置不变的条件下，循环供油量随曲轴转速变化而变化的规律。柱塞式喷油泵的速度特性是在油量调节拉杆位置不变的条件下，循环供油量随曲轴转速增加而增大；反之减小。原因：1）供油时间开始提前；2）供油结束时间延后；3）渗漏时间缩短；调速器的分类按功能不同，调速器有不同的分类:1）定速调速器2）两速(或称两极)调速器3）全速调速器全速调速器可以维持柴油机在给定的转速下稳定运转。这种调速器被广泛地用于拖拉机及其一般的柴油机上。单速式调速器两速式调速器全速调速器调速器的分类按转速传感原理分类(1)机械离心式调速器：它是利用随喷油泵凸轮轴一起旋转的飞块产生离心力实现调速。(2)气动式调速器：它是利用膜片感知进气管真空度的变化，自动调节供油量达到调速目的。此种调速器结构简单，在各种转速下均能进行调速，而且在低速时灵敏度较高，属全程调速器。常用于小功率柴油机。(3)复合式调速器：它是同时采用机械离心作用和气动作用自动控制供油量，而实现调速的。机械离心式调速器的工作原理飞球调速弹簧传动板柱塞拨叉供油拉杆喷油泵凸轮轴飞球的离心力的水平分力Fa=弹簧力F1FaF1机械离心式调速器的工作原理

机械离心式调速器的组成主要有两个基本组成部分，即转速感应元件和与之相配合的调整供油拉杆位置的执行机构。前者是由具有一定质量、与调速弹簧相平衡的钢球(或飞锤、飞块等惯性元件)作为感应元件。后者是通过驱动执行机构与喷油泵油量调节机构相联。转速感应是通过惯性元件转动时的离心力来实现的，所以称为机械离心式调速器。两极式调速器结构

（1）RQ型调速器简介德国波许(Bosch)公司生产的RQ型调速器是典型的两极式调速器，与A、B、P型等直列柱塞式喷油泵配套。型号中的R表