第5章柴油机燃料供给与燃烧.

第5章柴油机燃料供给与燃烧主要内容5.1柴油机混合气的形成5.2柴油机燃料供给系统的组成5.3柱塞式喷油泵5.4分配式喷油泵5.5调速器5.6喷油器及燃油喷射5.7柴油机的燃烧过程5.8电控柴油喷射系统5.9维护与常见故障第5章柴油机燃料供给与燃烧2教学目标与要求掌握柴油机混合气形成特点与方式掌握柴油机燃烧室的分类、结构特点和混合气形成特点掌握柴油机燃料供给系总体组成与工作原理学会柴油机燃料供给系的拆装掌握喷油器的作用、分类、基本结构与工作原理学会喷油器拆装和喷油质量的检查、调整理解电控柴油喷射系统的特点、分类与基本结构原理第5章柴油机燃料供给与燃烧第5章柴油机燃料供给与燃烧第5章柴油机燃料供给与燃烧5.1柴油机混合气的形成柴油粘度大，蒸发性差，因此不易与空气形成均匀的混合气，故采用高压喷射的方法，在压缩接近终了时把柴油喷入气缸，在缸内形成混合气。并借缸内空气的高温自行发火燃烧。因此，柴油机的供给系，构造及工作原理与汽油机有较大的区别。第5章柴油机燃料供给与燃烧1、柴油及其使用性能轻柴油用于高速柴油机。重柴油用于中、低速柴油机。汽车柴油机为高速柴油机，所以使用轻柴油。5.1.1柴油机混合气形成特点沸点在170℃至390℃间，比重为0.82~0.845kg/l。柴油分为轻柴油（沸点范围约180-370℃）和重柴油（沸点范围约350-410℃）两大类第5章柴油机燃料供给与燃烧10、5、0、–10、–20、–35、–50七个牌号。2、柴油的牌号牌号：按柴油的凝点（失去流动性的温度）分为：重柴油有10，20，30三个牌号。轻柴油有：第5章柴油机燃料供给与燃烧发火性：指燃油的自燃能力。用十六烷值表示（通过对比试验测定。），十六烷值45—55时，自燃性好，自燃温度低，发动机工作柔和，冷起动好。十六烷值65，柴油蒸发性差气体混合不均匀，发动机工作粗暴，排气冒烟。3、轻柴油的使用性能蒸发性：评定柴油蒸发汽化的能力。测50%的馏出温度（显示轻、中质成分含量，该温度不得高于300ºC）、90%的馏出温度（显示重质难蒸发成分含量，T越低越好）。闪点：在一定试验条件下，柴油蒸发与空气形成的混合气接近火焰时，开始出现闪火的温度。T越低，蒸发性越好。第5章柴油机燃料供给与燃烧凝点：失去流动性的温度。低温流动性：粘度：评定柴油稀稠的指标，与流动性有关。要求柴油在其工作温度下粘度应保持适中。（过稀→遗漏，加剧精密偶件磨损。过稠→流动阻力↑，影响雾化质量。）第5章柴油机燃料供给与燃烧3、车用轻柴油的选择一般来讲，5#柴油适合于气温在8℃以上时使用；0#柴油适用于气温在8℃至4℃时使用；－10#柴油适用于气温在4℃至－5℃时使用；－20#柴油适用于气温在－5℃至－14℃时使用；－35#柴油适用于气温在－14℃至－29℃时使用；第5章柴油机燃料供给与燃烧第5章柴油机燃料供给与燃烧104、柴油机混合气形成特点1）蒸发性、流动性差，缸内混合；2）混合气形成时间短（150～350CA曲轴转角CrankshaftAngle，约10-3S）；3）边燃烧，边喷油，边混合，气缸内各处混合气浓度不均匀。第5章柴油机燃料供给与燃烧115.1.2柴油机混合气形成方式1.空间雾化混合柴油高压喷向燃烧室空间，形成雾状，与空气进行混合。2.油膜蒸发混合大部分柴油喷射到燃烧室壁面形成油膜，受热蒸发，再与空气混合。实际两者兼而有之柴油机混合气形成影响因素：一是燃烧室的结构,二是燃料的喷雾，三是缸内适当的空气运动。第5章柴油机燃料供给与燃烧12为促进柴油与空气更好混合，组织适当的空气涡流，常见空气涡流方式：（1）进气涡流在进气行程中形成绕气缸中心高速旋转的气流。持续到燃烧膨胀过程。a）螺旋型进气道b）切向进气道第5章柴油机燃料供给与燃烧形状直平，在气门座前强烈收缩，使气流切向进入缸内。空气涡流运动在气门腔里做成螺旋形状，使气流形成一定强度的旋转，在平直气道出口速度分布的基础上增加了一个切向速度。第5章柴油机燃料供给与燃烧14（2）挤压涡流（挤流）在压缩过程中形成的空气运动。第5章柴油机燃料供给与燃烧15（3）燃烧涡紊流：利用柴油燃烧的能量，冲击未燃的混合气，造成混合气涡流或紊流。第5章柴油机燃料供给与燃烧161-喷油器2-副燃烧室3-连接通道4-活塞5-双涡流凹坑6-ω型凹坑直喷式燃烧室分隔式燃烧室5.1.3柴油机燃烧室第5章柴油机燃料供给与燃烧第5章柴油机燃料供给与燃烧181.直喷式燃烧室（1）只有一个燃烧室，气缸盖底平面是平的，位于活塞顶面不同形状的凹坑内。（2）燃料直接喷入该燃烧室中与空气进行混合燃烧。a）浅盆形b）浅ω形c）球形d）U形e）四角形f）八角形g）花瓣形第5章柴油机燃料供给与燃烧ω型燃烧室结构特点：由平的气缸盖底面和活塞顶内的ω形凹坑及气缸壁组成，属于直接喷射燃烧室和空间混合方式。2．混合气形成特点1）主要是依靠多孔喷雾（多为4孔），利用油束和燃烧室的吻合，在空间形成混合气。2）喷孔直径小，多在0.25～0.4mm内，喷孔轴线夹角为140°～160°内，喷油压力较高，一般在20Mpa左右。3）结构紧凑，热损失小，故热效率高，经济性好，容易起动。4）工作粗暴，燃烧噪音大。第5章柴油机燃料供给与燃烧球形燃烧室结构特点:1）球形油膜燃烧室位于活塞顶部中央，形状大于半个球，与喷油器相对的位置，开有缺口与球面相切，燃油从这里顺气流方向喷在室壁上形成油膜。它属于直接喷射式燃烧室，油膜蒸发混合方式。2）采用强涡流螺旋进气道。3）燃烧室底壁较薄，其背面有来自飞溅和从连杆小头喷油孔喷出的润滑油加以冷却。2．混合气形成特点1）燃油顺气流沿球面切线方向喷入时，约95%被喷涂均布在室壁上，形成一层薄的油膜，5％散布在燃烧室空间形成火源，点燃混合气。2）油膜逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧，形成燃气涡流。3）喷油压力较高，油耗率较低。能适应多种不同着火性能的燃料。4）其进气管上多安装加热装置（如火焰加热器等）。第5章柴油机燃料供给与燃烧212、分隔式燃烧室燃烧室被分隔为主、副二个燃烧室，二者用一个或数个通道相通。燃料先喷入气缸盖中的副燃烧室进行预燃烧，再经过通道喷到活塞顶上的主燃烧室进一步燃烧。分隔式燃烧室分为涡流室式和预燃室式。第5章柴油机燃料供给与燃烧22涡流室式燃烧室：副燃烧室形状a）球形b）吊钟形c）组合型1-主通道2-副喷孔1-导流槽2-双涡流凹坑主燃烧室a）双涡流凹坑b）铲击形凹坑副燃烧室在气缸盖内，占总燃烧室体积的80%左右，主燃烧室在活塞顶面，一般是小的浅坑或凹槽第5章柴油机燃料供给与燃烧球型涡流室结构特点：1）整个燃烧室也是分为两部分：球型涡流室在气缸盖内；活塞上方为主燃烧室。涡流室容积占总燃烧室容积的50％～80％，用一个和数个切向大面积通道相通。属于空间混合方式。2）喷油器和电热塞安装在涡流室内。2．混合气形成特点1）利用强烈的定向涡流混合和燃烧。2）利用二次流动，促使燃气更完全的燃烧。3）对喷油的雾化质量要求不高，可采用不易堵塞的单孔喷嘴，喷油压力较低（10MPa～12MPa），喷油泵寿命较长，对不同着火性能燃料的适应性好。4）适用于高速柴油机，转速可达5000r/min。5）工作较平顺。热损失较大，经济性较差，须用较高的压缩比（17～22），须加装电热塞。第5章柴油机燃料供给与燃烧24预燃室式燃烧室副、主燃烧室通道截面小，方向与喷油方向相对。压缩时，空气经通道被压向副燃烧室，形成强烈的紊流，燃料逆气流方向喷射，与空气相撞，并着火预燃烧，所以副燃烧室也称为预燃烧室。1-喷油器2-副燃烧室3-通道4-主燃烧室第5章柴油机燃料供给与燃烧2．混合气形成特点1)利用压缩紊流先预燃。2)利用强烈的燃烧涡流，促使完全燃烧。3）对喷油的雾化质量要求不高，可采用不易堵塞的大直径单孔喷嘴，喷油压力较低（8MPa～12MPa），有适应大转速范围和不同着火性能燃料的能力。4）运转平顺，燃烧噪声小，但经济性较差。热损较大，起动性能差，必须加装电热塞。结构特点：1）整个燃烧室分两部分，预燃室位于气缸盖内为总燃烧室容积的25％～40％，活塞上方为主燃室。2）喷油嘴安装在预燃室中心线附近，为便于冷起动，多装有电热塞。3）预热室用耐热钢单独制成，装入气缸盖不和冷却水直接接触。4）大部分燃料是在主燃烧室中混合燃烧，是属于空间混合方式。第5章柴油机燃料供给与燃烧26直喷式燃烧室分隔式燃烧室形球形涡流室式预燃室式混合气形成方式空间雾化混合油膜蒸发混合空间雾化混合空间雾化混合空气运动方式较强进气涡流和挤流强进气涡流和挤流压缩涡流为主燃烧涡流为主喷嘴型式多孔3-5单孔或双孔轴针式轴针式冷启动性容易较难难难燃烧噪音高较高较低低燃料适应性差好较好好燃油经济性好好较差差第5章柴油机燃料供给与燃烧作业柴油机燃烧室有哪些类型？结构特点分别是什么？混合气形成各有什么特点？第5章柴油机燃料供给与燃烧5.2柴油机燃料供给系统组成5.2.1柴油机燃料供给系总体组成由低压油路和高压油路两部分组成。低压油路包括油箱、油水分离器、柴油滤清器、输油泵高压油路包括喷油泵、高压油管、调速器、喷油器。第5章柴油机燃料供给与燃烧29柴油机燃料供给系统原理1.油箱2.油水分离器3.输油泵4.供油提前器5.柱塞式喷油泵6.柴油滤清器7.回油管8.高压油管9.喷油器低压油路高压油路第5章柴油机燃料供给与燃烧1-柴油箱2-油水分离器3-输油泵4-柱塞式喷油泵动力输入5-柱塞式喷油泵6-柴油滤清器7-回油管8-高压油管9-喷油器安装柱塞式喷油泵的柴油供给系统第5章柴油机燃料供给与燃烧31安装分配式喷油泵的柴油供给系统1-油箱2-油水分离器3-一级输油泵4-二级输油泵5-传动轴6-柴油滤清器7-调速手柄8-分配式喷油泵9、10、11-回油管12-喷油器13-高压油管第5章柴油机燃料供给与燃烧321.油箱2.油水分离器3.输油泵4.供油提前器5.柱塞式喷油泵6.柴油滤清器7.回油管8.高压油管9.喷油器低压油路高压油路5.2.2柴油机燃料供给系低压油路低压油路包括油箱、油水分离器、柴油滤清器、输油泵第5章柴油机燃料供给与燃烧335.2.2柴油机燃料供给系低压油路1.油箱：盛装柴油。2.油水分离器：油水分离。1-手压膜片泵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8-分离器盖9-出油口浮子6随着积水的增多而上浮，当达到规定的放水水位3时，液面传感器5将电路接通，仪表盘上的报警灯发出放水信号，驾驶员应及时旋松放水塞4放水。第5章柴油机燃料供给与燃烧343.输油泵作用：将燃油从油箱吸出，并克服燃油滤清器等的阻力，以一定的压力和流量输往喷油泵。分类：活塞式-与柱塞式喷油泵配合使用膜片式滑片式分别作为分配式喷油泵的一级二级输油泵第5章柴油机燃料供给与燃烧35（1）活塞式输油泵：1-手压泵拉钮2-手压泵体3-手压泵杆4-手压泵活塞5-进油阀弹簧6-进油阀7-进油口8-输油泵体9-输油泵活塞弹簧10-输油泵活塞11-出油阀12-出油阀弹簧13-出油口14-推杆15-推杆弹簧16-挺柱17-滚轮18-喷油泵凸轮轴19-偏心轮安装在柱塞式喷油泵侧面，并由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动。第5章柴油机燃料供给与燃烧36工作原理当喷油泵凸轮轴18旋转时，在偏心轮19和输油泵活塞弹簧9的作用下，输油泵活塞10在输油泵体8的活塞腔内做往复运动。当输油泵活塞往上运动时A腔增大产生真空度，使进油阀6开启，柴油经进油口被吸入A腔；同时，B腔缩小，柴油压力升高，使出油阀11关闭，燃油从出油口被送往滤清器；当输油泵活塞往下运动时，A腔减小，油压升高，进油阀关闭、出油阀开启，同时，B腔增大，柴油从A流到B腔。第5章柴油机燃料供给与燃烧37定压不定量供油：若柴油机负荷减小，或油道阻力增加，会使输油泵B腔油压增高，活塞的移动行程减小，输出油量减少。排除空气：先将滤清器和喷油泵上的放气螺钉旋松，再将放气螺钉1旋松，反复拉动手压泵活塞，即可将低压油路中的空气排出。第5章柴油机燃料供给与燃烧38（2）滑片式输油泵1-