6第五章_柴油机燃料供给系

•第一节柴油机燃料供给系的功用和组成•第二节柴油及其使用性能•第三节喷油器•第四节喷油泵•第五节调速器•第六节辅助装置第五章柴油机燃料供给系5.1柴油机燃料供给系的功用和组成一、功用:储存、滤清、输送，依柴油机工况定时、定量、定压、向气缸供给雾化柴油，完成空气供给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出任务。二、组成:1.燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器、高低压油管等。2.空气供给装置：空气滤清器、进气管道。3.混合气形成装置：燃烧室。4.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直列柱塞式喷油泵柴油机供给系的组成三、柴油机燃烧室柴油机燃烧室的形状不胜枚举，一般均按其结构形式分为直喷式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。直喷式燃烧室的容积集中于气缸之中，且其大部分集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内。燃烧室凹坑的形状多种多样，极具创造性。其中有的为回转体，有的则是非回转体。分隔式燃烧室的容积则一分为二，一部分位于气缸盖中，另一部分则在气缸内。在气缸内的那部分称主燃烧室，位于气缸盖中的那部分称副燃烧室。主、副燃烧室之间用通道连通。分隔式燃烧室又有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室之分预燃室式燃烧室预热室式燃烧室盖上有预燃室，预燃室与主燃室有通道，活塞为平顶。油束大部分射在预燃室的出口处，只有少部分与空气混合（出口处较浓，而上部较稀），上部着火后，产生高压，已燃的和出口处较浓的混合气一同高速喷入主燃烧室，在主燃烧室内产生强烈的燃烧扰流运动，使大部分燃料在主燃烧室内混合和燃烧单孔喷油器电热塞涡流室式燃烧室涡流室有切向通道与主燃烧室相通。压缩空气进入涡流室高速旋转，冲散柴油。部分混合气在涡流室中着火燃烧，已然与未然的混合气高速喷入主燃烧室，借活塞顶部的双涡流凹坑，产生第二次涡流。优点：所以工作柔和，空气利用率较高，喷射压力也较低。缺点：热损失大，经济性差，起动困难。涡流室式燃烧室单孔喷油器电热塞1.柴油的定义：在石油蒸馏过程中，在200～350℃之间的馏分，分类：轻柴油(高速柴油机),重柴油(中低速柴油机)2.轻柴油的牌号及规格·等级：优等品、一等品、合格品·牌号：10、0、-10、-20、-35、-50（按凝点划分）·柴油的选用：按照当地当月风险率为10%的最低气温选用轻柴油牌号。10号轻柴油用于有预热设备的柴油机；5号~－50号按照凝点比最低气温低3~6度进行选用5.2柴油及其使用性能轻柴油牌号最低气温在下列范围内的地区5号0号－10号－20号－35号－50号8℃以上4℃以上－5℃以上－14℃以上－29℃以上－44℃以上3.轻柴油的使用性能·蒸发性：指柴油蒸发汽化的能力，用柴油馏出某一百分比的温度范围即馏程和闪点表示。比如，50％馏出温度即柴油馏出50％的温度，此温度越低，柴油的蒸发性越好。国家标准规定此温度不得高于300℃，但没有规定最低温度限，为了控制柴油的蒸发性不致过强，标准中规定了闪点的最低数值。柴油的闪点指在一定的试验条件下，当柴油蒸气与周围空气形成的混合气接近火焰时，开始出现闪火的温度。闪点低，蒸发性好·发火性—指柴油的自燃能力；十六烷值越高，发火性越好。国家标准规定轻柴油的十六烷值不小于45·粘度—决定柴油的流动性；粘度越小，流动性越好。·凝点—指柴油冷却到开始失去流动性的温度。·安定性、防腐性、清洁性5.3喷油器一、功用与型式1、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。2、型式：目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式和轴针式两种。3、要求：①雾化均匀②具有一定的喷射压力和射程，及合适的喷注锥角③断油迅速、无滴漏现象。④油束形状与方向，适应燃烧室。二、孔式喷油器1、结构：用于直喷式燃烧室，孔数1～8个，孔径0.2～0.8mm。有长型和短型两种结构2、工作原理：A、喷油：当喷油泵开始供油时，高压柴油从进油口进入喷油器体内，沿油道进入喷油咀阀体环形槽内，再经斜油道进入针阀体下面的高压油腔内，高压柴油作用在针阀锥面上，并产生向上抬起针阀的作用力，当此力克服了调压弹簧的予紧力后，针阀就向上升起，打开喷油孔，柴油经喷油孔喷入燃烧室。B、停油：当喷油泵停止供油时，（出油阀在弹簧作用下落座，由于减压环带的减压作用），高压油腔内油压骤然下降，作用在喷油器针阀的锥形承压面上的推力迅速下降，在弹簧力的作用下，针阀迅速关闭喷孔，停止喷油。三、轴针式喷油器构造：针阀下端的密封锥面以下还向下延伸出一个轴针，其形状有倒锥形和圆柱形，轴针伸出喷孔外，使喷孔成为圆环状的狭缝。一般只有一个喷孔,直径1～3mm，用于涡流室燃烧室5.4喷油泵一、功用：按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时、定量、定压地向喷油器输送高压柴油。二、要求：（1）泵油压力要保证喷射压力和雾化质量的要求。（2）供油量应符合柴油机工作所需的精确数量。（3）保证按柴油机工作顺序，在规定时间内准确供油。（4）供油量和供油时间可调正，并保证各缸供油均匀。（5）供油规律应保证柴油燃烧完全。（6）供油开始和结束，动作敏捷，断油干脆，避免滴油。四、A型喷油泵输油泵调速器泵体分泵驱动轴三、分类：①柱塞式喷油泵②喷油泵-喷油器③转子分配式喷油泵（VE）泵体部分泵油机构供油量调节机构驱动机构（一）组成（二）泵油机构组成：柱塞偶件出油阀偶件出油阀弹簧柱塞弹簧及座出油阀紧座等。（三）A型喷油泵工作原理（1）运动和泵油过程hg（2）供油量的调节供油有效行程：柱塞顶面封闭柱塞套径向油孔至柱塞斜槽露出径向油孔前柱塞上移的行程，用hg表示。hg决定了喷油泵每循环供油量（Δg）。调节供油量方法：转动柱塞—改变hg—改变循环供油量Δg。停油：直槽对准油孔。（3）供油定时的调节供油定时是指喷油泵对柴油机有正确的供油时刻，而供油时刻用供油提前角表示。供油提前角是指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。调节供油定时方法：改变供油定时调节螺钉伸出挺柱体外的高度。旋出调整螺钉，挺柱体的高度-H-增加，柱塞位置升高，柱塞套油孔提前被封闭，供油提前，即供油提前角增大。拧入调整螺钉，则使供油迟后，供油提前角减小5.5调速器一、功用：调速器是根据发动机负荷变化而自动调节供油量，从而保证发动机的转速稳定在很小的范围内变化。最高允许转速时负荷突然减小超速导致柴油机性能恶化，机件损坏怠速时负荷突然增加转速下降导致熄火汽油机与柴油机的自调节性能比较a）汽油机b）柴油机1.汽车柴油机调速器按其工作原理的不同，可分为机械式、气动式、液压式、机械气动复合式、机械液压复合式和电子式等多种形式。但目前应用最广的当属机械式调速器，其结构比较简单，工作可靠，性能良好。2.按调速器起作用的转速范围不同，又可分为两极式调速器和全程式调速器。中、小型汽车柴油机多数采用两极式调速器，以起到防止超速和稳定怠速的作用。在重型汽车上则多采用全程式调速器。这种调速器除具有两极式调速器的功能外，还能对柴油机工作转速范围内的任何转速起调节作用，使柴油机在各种转速下都能稳定运转。二、分类：三、全速调速器——Ⅱ系列喷油泵的调速器1、结构：Ⅱ系列喷油泵的TⅡ型调速器属于机械式全程调速器，并带有校正和起动装置，其结构如图：起动弹簧：最外面、最软怠速弹簧：最里面、软高速弹簧：中间、硬、且短一截校正弹簧：短且很硬结构细小结构位置示意图2、工作原理a.踏板不变，调速叉不变，n一定，P离=P弹b.负荷↓→n↑→P离↑＞P弹供油量↓→n↓→P离↓=P弹↓c.踏板变化，P弹变化，与之平衡的n就变化3、工作过程⑴起动踏板踩到底，调速叉抵高速限制螺钉，三根弹簧被压缩，只有起动弹簧工作，出现启动加浓间隙。⑵怠速踏板抬起，调速叉抵低速限制螺钉，起动和怠速弹簧参加工作，高速弹簧呈自由状态。（3）最高转速踏板到底，调速叉抵高速限制螺钉，三根弹簧予紧力最大。（4）中间工作转速踏板在中间，调速叉在怠速螺钉与高速螺钉之间，三个弹簧工作。例：说出II号泵调速器负荷不变扳动手柄时的调速过程。上图表示操作手柄原固定在虚线位置Ⅰ上，柴油机在较高的调速范围内某一转速稳定运转。此时，柴油机和调速器各自都处于相对平衡的状态，如这时要降低柴油机的转速，可将手柄由Ⅰ扳到Ⅱ（从虚线扳到实线）的位置，减小弹簧压缩力P，这样，由于弹簧力P猛然小于推力F，调速器的平衡状态首先被打破，推力F便推动供油拉杆由虚线Ⅰ移向实线Ⅱ的位置，供油量猛然减小，柴油机由高速转为低速，转速的猛然下降，致使弹簧力P大于推力F，过剩的弹簧力又推动供油拉杆向增大供油量方向移动，即供油拉杆从位置Ⅱ回到接近原来的位置Ⅲ上获得平衡。如果需要提高转速，上述整个运动过程相反.传动盘1压在传动套25上，传动套25的内表面呈锥形，套在喷油泵凸轮轴端部的锥面上而用螺母压紧。所以当喷油泵凸轮轴转动时，传动盘1也跟着一起转动。传动盘1的内侧表面上有六条径向的45°斜角的半圆形凹槽用来带动装有十二个钢球2的六个球座3一起旋转。十二个钢球2是每两个一起成对地装在锌合金制成的球座3内，钢球+钢球可在球座内自由转动。球座3则由圆盘支架4支承，圆盘支架4上开有六个等分的径向槽，球座3则可分别地沿此槽作径向往复运动。钢球的另一面与推力盘5接触，推力盘的另一端则装有一个滚动轴承，它压在轴承座上，传动板21又紧贴于轴承内圈，使传动板21与推力盘5组成一个部件，可以一起移动。传动板21的上端有一圆孔，供油拉杆24穿过此孔并由螺母锁紧，传动板的另一边被停供弹簧22顶住。+因此，当推力盘5移动时，供油拉杆24也会随着移动。停供弹簧22的主要作用是在停供时使供油拉杆能单独移动和复位。当球座3在离心力的作用下作径向移动时，推力盘5便受离心力的轴向分力的推动而作轴向移动，并通过滚动轴承和传动板带动供油拉杆。离心力的轴向分力还通过轴承座作用在调速弹簧滑座10的端面上，与调速弹簧的作用力相平衡。+支承轴15装在调速器后壳体上，起支承作用。调速弹簧滑座10和弹簧座14可在支承轴上移动。支承轴的安装位置，可在松开锁紧螺母后进行调整。在支承轴上装有四根弹簧：怠速簧弹11较软，安装时略有预紧力，在低速时单独起调速作用，所以称怠速弹簧；高速弹簧12较硬，安装时有2-3毫米的间隙，在高转速时与内弹簧共同工作，所以称为高速弹簧。+起动弹簧13最软，安装时也略有预紧力，它直接作用在轴承座上，起动时起加浓作用。装在支承轴前端的较硬的小弹簧8称为校正弹簧，安装时对于不同机型分别有预压量和无预压量。调速器的操纵臂20通过调速叉16移动弹簧座14来改变调速弹簧的预紧力。+在调速器后壳体上，除支承轴外，装有三个调整螺钉。高速限制螺钉18，当操纵臂转动并带动调速叉碰上此螺钉时，调速弹簧的预紧力最大，调速器所控制的柴油机转速最高。低速限制螺钉17，当操纵臂转动并带动调速叉碰上此螺钉时，调速弹簧的预紧力最小，控制柴油机的最低转速。拉杆停供挡钉19用来限制供油拉杆停止供油后继续移动，以防止柱塞调节臂因拉杆移动过多而从拨叉中脱出，失去控制作用。调速器后壳体上方有加油螺塞，在下部有放油螺塞。调速器前壳体的两侧，则根据供油拉杆的安装位置，设有停供转臂23。向后扳动它，可迫使供油拉杆压缩停供弹簧，而移动到停止供油位置。TⅡ型全程调速器的工作原理1.起动TⅡ型调速器的起动装置是自动控制的。柴油机起动后达到一定转速时，加浓作用自动停止。图中虚线表示柴油机起动时的加浓位置，实线表示柴油机起动后的供油位里。起动前，传动盘不旋转，钢球的离心力等于零。起动时，驾驶员使操纵臂带动调速叉转动到与高速限制螺钉相接触的最大位置，此时调速器内的状态是:起动弹簧8与高速弹簧6、怠速弹簧7均被压缩，预紧力达到最大值。此时，起动弹簧8预紧力直接作用在推力盘2上，因此在静止状态时，钢球处于最内位置（离心半径为r),供油拉杆3则处于起动供油量位置（最大极限位置）。而高速弹簧6、怠速弹簧7虽被压缩，但其预紧力并不直接作用在推力盘上，而是作用在调速弹簧滑座12上。在此预紧力作用下，调速弹簧滑座12左移而压缩校正弹簧14，这时在支承轴9的凸肩与校正弹簧后座