柴油机燃料供给系统.

第五章柴油机供给系统第一节柴油机燃油系统的组成第二节可燃混合气的形成和燃烧室第三节输油泵和燃油滤清器第四节柱塞式喷油泵第五节喷油器一、作用第一节柴油机燃油供给系统的组成储存、滤清柴油，根据发动机不同工况的要求，按其工作顺序定时、定量、定压并以一定的喷油质量将柴油喷入燃烧室，使其与空气迅速混合燃烧，再将燃烧后的废气排入大气。与汽油机燃油供给系统的区别是什么？二、柴油1、柴油的分类按其所含重馏分的多少分为重柴油和轻柴油。重柴油多用于1000r／min以下的中、低速柴油机，轻柴油多用于1000r／min以上的高速柴油机。汽车用柴油机都是高速的，必须用轻柴油。轻柴油根据其品质的不同又分为优等品、一等品和合格品。每一个等级的轻柴油又根据其冷凝点的不同分为6种牌号，分别为10、0、-10、-20、-35、-50。发火性——指柴油的自燃能力；16烷值越高，发火性越好。蒸发性——指柴油的汽化能力；其指标由柴油的蒸馏实验来确定。粘度——决定柴油的流动性；粘度越小，流动性越好。低温流动性——凝点,指柴油冷却到开始失去流动性的温度。2、轻柴油的使用性能指标三、柴油燃料供给系统的组成燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。空气供给装置：空气滤清器、节气门体、进气管、进气歧管等。混合气形成装置：燃烧室。废气排出装置：排气管道、消音器。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柴油箱油水分离器输油泵柴油滤清器喷油泵喷油器工作过程柴油箱贮有经过沉淀和滤清的柴油。柴油从柴油箱被吸入输油泵并泵出，经柴油滤清器滤去杂质后，进入喷油泵。自喷油泵输出的高压柴油经高压油管和喷油器喷入燃烧室。由于输油泵的供油量比喷油泵供油量大得多，过量的柴油便经回油管回到输油泵低压油路：从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa～0.3Mpa，这段油路称为低压油路。高压油路：从喷油泵到喷油器这段油路中的油压是由喷油泵建立的，一般在10Mpa以上，故这段油路称为高压油路。回油回路：由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大3～4倍，为了保持进入喷油泵进油室内的油压稳定，喷油泵进油室的一端装有限压阀（又称溢流阀），大量多余的燃油经限压阀和回油管流回输油泵的进口或直接流回柴油箱。喷油器工作间隙漏泄的极少数柴油也经回油管流回柴油箱。第二节可燃混合气的形成和燃烧室一、可燃混合气的形成与燃烧1、柴油可燃混合气燃烧的主要特点（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）。（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。（3）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入。（1）备燃期Ⅰ喷油始点A→燃烧始点B（2）速燃期Ⅱ燃烧始点B→气缸内压力最大点C（3）缓燃期Ⅲ气缸内压力最大点C→气缸内温度最大点D（4）后燃期Ⅳ气缸内温度最大点D→燃烧结束1、柴油可燃混合气形成及燃烧过程二、燃烧室分类：统一式燃烧室ω型球型涡流室燃烧室预燃式燃烧室分隔式燃烧室{{直接喷射式燃烧室ω型燃烧室优点：形状简单，结构紧凑，燃烧室与冷却水套接触面积小，散热少，可减少热损失，热效率高，经济性较好。缺点：工作粗暴，喷射压力高17～22MPa，制造困难，喷孔易堵。型燃烧室螺旋进气道空气涡流运动球形燃烧室：采用螺旋进气道，以油膜蒸发方式混合。优点：工作柔和，噪音小。缺点：起动困难，螺旋形进气道结构复杂，制造困难。气缸盖上有预燃室，预燃室与主燃室有通道，活塞为平顶。优点：对喷油的雾化质量要求不高，运转平稳，燃烧噪音小。缺点：流动损失和散热损失大，经济性较差，起动性也较差，为保证冷起动，多装有电热塞。预燃式燃烧室分隔式燃烧室涡流室式燃烧室优点：工作柔和，空气利用率较高，喷射压力也较低12～14MPa。缺点：热损失大，经济性差，起动困难。第三节输油泵和柴油滤清器保证低压油路中柴油的正常流动，克服柴油滤清器和管路中的阻力，并以一定的压力向喷油泵输送足够量的柴油。输油量约为柴油机全负荷最大耗油量的3～4倍。二、结构型式：活塞式（和柱塞式喷油泵配合使用）、膜片式、叶片式（分别作为分配式喷油泵的一级、二级输油泵）三、活塞式输油泵的组成及工作原理：一、作用：机械泵总成手油泵总成手柄喷油泵凸轮轴偏心轮手油泵进油阀进油口出油口出油阀推杆挺杆滚轮泵体活塞活塞弹簧AB（1）吸油和压油行程偏心轮转过，活塞上行，下腔容积增大，产生真空，进油阀开启，柴油经进油口进入下泵腔。同时，上泵腔容积缩小，压力增大，出油阀关闭，上泵腔中的柴油经出油口压出。（2）准备压油行程偏心轮推动滚轮、挺杆和活塞向下运动，下泵腔油压增高，进油阀关闭，出油阀开启，柴油从下腔流入上腔。输油泵工作情况示意图（4）手油泵工作手柄喷油泵凸轮轴偏心轮手油泵进油阀进油口出油口出油阀推杆挺杆滚轮泵体活塞活塞弹簧AB用手油泵上下运动来泵油清除燃油系统内的空气（3）输油量的自动调节输油泵供油量大于喷油泵需要量时，上泵腔油压增高，与活塞弹簧弹力相平衡时，活塞便停止泵油。四、膜片式输油泵的结构和工作原理五、叶片式输油泵的结构和工作原理六、油水分离器2、作用除去柴油中的水分。1、安装安装在燃油箱和输油泵之间。3、工作原理2、进油口；3-放水水位；4-放水塞；5-液面传感器；6-浮子；7-分离器壳体柴油中的水分从柴油中分离出来并沉积在壳体7的底部，浮子6随着积水的增多而上浮。当浮子到达规定的放水水位3时，液面传感器5将电路接通，仪表板上的报警灯发出放水信号。七、柴油滤清器2、作用除去柴油中的尘土、水分或其他机械杂质和温度变化及空气的接触过程从柴油中析出少量的石蜡，以降低对精密偶件的磨损，从而提高功率，降低油耗。限压阀出油口盖进油口壳体滤芯中心杆放油螺塞1、安装安装在输油泵和喷油泵之间。第一级粗滤器（毛毡及纺绸等纤维滤芯）第二级细滤器（纸质滤芯）第四节喷油泵一、功用按照柴油机的运行工况和气缸工作顺序，以一定的规律适时、定量地向喷油器输送高压燃油。1、各缸供油量相等；2、各缸供油提前角相等；3、各缸供油持续角一致；4、能迅速停止供油，防止喷油器发生滴漏现象。多缸车用柴油机的喷油泵应满足以下要求：二、分类1、柱塞式喷油泵：性能良好，可靠，使用广泛。2、分配式喷油泵：靠转子的转动实现柴油的增压与分配，体积小重量轻速度好。3、喷油泵-喷油器：将喷油泵和喷油器结合在一起，不需高压油管，但驱动机构复杂。常见的柱塞式喷油泵国产喷油泵分为I、II、III和A、B、P、Z等系列。A型喷油泵是车用柴油机应用最多的直列式柱塞泵。输油泵三、A型（柱塞式）喷油泵结构泵体分泵驱动轴供油量调节装置泵油机构（分泵）供油量调节机构驱动机构喷油泵体A型柱塞式喷油泵的组成柱塞偶件驱动机构出油阀偶件油量调节机构分泵：每个气缸所对应的一套柱塞偶件、出油阀偶件等零件组成的高压泵油机构。分泵组成：柱塞偶件、柱塞弹簧、柱塞弹簧上下座、出油阀偶件、油阀弹簧、出油阀紧座等。（一）分泵（泵油机构）直槽45°斜槽径向油孔它们是精密配合偶件：配合间隙为0.0015~0.0025mm要求：成对使用，不能互换。拆装维修时要作好记号。结构：1、柱塞偶件柱塞—直槽、45°斜槽（两槽相通）柱塞套—径向油孔（与低压油腔相通）减容器出油阀弹簧出油阀出油阀座出油阀—密封锥面、十字截面、减压环带出油阀座—内密封锥面、内圆柱面出油阀弹簧2、出油阀偶件减压环带密封锥面出油阀减容器弹簧导向杆部（1）出油阀和阀座是精密偶件，采用优质合金钢制造，其导孔、上下端面及座孔经过精密的加工和研磨，配对以后不能互换。（2）出油阀的圆锥部是阀的轴向密封锥面，阀的尾部在导孔中滑动配合起导向作用。尾部加工有切槽，形成十字形断面，以便使燃油通过。出油阀中部的圆柱面叫减压带，它与密封锥面间形成了一个减压容积。（二）供油量调节机构根据柴油机负荷的变化，通过转动柱塞改变各分泵的供油量。供油量调节机构由驾驶员直接操作，或由调速器自动控制。A型泵采用齿杆式供油量调节机构。齿杆的直线移动通过调节齿圈、油量控制套筒带动柱塞转动。因此，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。（三）驱动机构驱动柱塞往复运动。挺柱组件（将凸轮的运动传给柱塞）挺柱组件凸轮轴改变挺柱高度，可以改变供油提前角。喷油泵凸轮轴(按作功顺序排列凸轮)（四）喷油泵体泵体是喷油泵的安装机体，其他机构均安装在泵体上，因此对泵体的要求如下应该具有如下要求：（1）足够的刚度、强度和良好的密封性；（铝合金硬膜铸造而成）（2）便于拆装、调整。（侧面开窗）1.运动过程当喷油泵凸轮轴转动时，若挺柱滚轮在凸轮的基圆面上滚动，则柱塞停在柱塞下止点的位置。若滚轮滚到凸轮的上升段时，则凸轮推动挺柱，挺柱再推动柱塞上移，同时将柱塞弹簧压缩。当滚轮滚到凸轮的顶弧上时，柱塞到达柱塞上止点。随后滚轮在凸轮的下降段滚动，柱塞弹簧则推压柱塞，柱塞又推压挺柱下移，直到滚轮又滚到凸轮的基圆面上，柱塞又回到柱塞下止点为止。即当喷油泵工作时，随着凸轮轴的转动，挺柱和柱塞在柱塞的上、下止点之间分别在挺柱孔和柱塞套中作往复运动。A型喷油泵的工作原理2.泵油过程abc进油过程减压过程压油过程回油过程进油过程：柱塞顶面下移至柱塞套油孔以下——下止点减压过程：下止点——柱塞顶面封闭柱塞套油孔供油过程：柱塞顶面封闭柱塞套油孔——柱塞上的斜油槽与柱塞套油孔接通回油过程：柱塞行程：柱塞由其下止点移动到上止点所经过的距离，也就是喷油泵凸轮的最大升程。柱塞有效行程：喷油泵并不是在整个柱塞行程内都供油，只是在柱塞顶面封闭柱塞套油孔到柱塞螺旋槽打开柱塞套油孔这段柱塞行程内供油，这段柱塞行程即为柱塞有效行程。显然，柱塞有效行程越大，供油的持续时间越长，喷油泵每一次的泵油量即循环供油量便越多。欲改变柱塞有效行程，只需转动柱塞即可。调节供油量方法：转动柱塞——改变hg——改变循环供油量Δg。hg柱塞有效行程：喷油泵并不是在整个柱塞行程内都供油，只是在柱塞顶面封闭柱塞套油孔到柱塞螺旋槽打开柱塞套油孔这段柱塞行程内供油。称这段柱塞行程为柱塞有效行程。用hg表示。hg决定了喷油泵每循环供油量（Δg）。停止供油中等负荷供油最大负荷供油（1）供油量的调节：假定柱塞顶端正好处于完全关闭柱塞套上的进油孔位置。柱塞转动的方向是增大还是减小有效压油行程，要看油量控制槽方向，图中所示柱塞是左螺旋油量控制槽方向，从俯视图方向看，顺时针方向转动柱塞，有效压油行程增大；反之，则减小。（左螺旋油量控制槽--左置调速器）（2）供油正时的调节正时（定时、相位）曲轴转角进气提前+迟闭角配气正时排气提前+迟闭角供油正时供油提前角喷油正时喷油提前角点火正时点火提前角供油正时：喷油泵对柴油机油有正确的供油时刻，供油时刻用供油提前角来表示；供油提前角：从柱塞顶面封闭柱塞套上的油孔到活塞运动到压缩上止点，这个过程对应的曲轴转角。供油提前角过大或者过小的影响是什么？如何调节各缸的供油提前角，使其保持一致？（三种方法）四、分配式喷油泵分配式喷油泵简称分配泵，有转子式（DPA型和PRS型）和单柱塞式（VE型）两大类。分配泵与柱塞式喷油泵相比，有许多特点：1)分配泵结构简单，零件少，体积小，质量轻，使用中故障少，容易维修。2)分配泵精密偶件加工精度高，供油均匀性好，因此不需要进行各缸供油量和供油定时的调节。3)分配泵的运动件靠喷油泵体内的柴油进行润滑和冷却，因此，对柴油的清洁度要求很高。VE型分配泵组成：驱动机构；二级滑片式输油泵；高压分配泵头；电磁式断油阀等起动时，将起动开关旋至ST位置，这时来自蓄电池的电流直接流过电磁线圈，产生的电磁力压缩回位弹簧，将阀门吸起，进油孔开启。柴油机起动之后，将起动开关旋至ON位置，这时电流经电阻流过电磁线圈，电流减小，但由于有油压的作用，阀门仍然保持开启。当柴油机停机时，将起动开关旋至OFF位置，这时电路断开，阀门在复位弹簧的作用下关闭，从而切断油路，停止供油。喷油器由喷油器体、调压装置以及喷油嘴等组成，