柴油机燃油系统.

第六章柴油机供给系统§1柴油及其使用性能•1、轻柴油的牌号和规格•按质量分为：优等品、一等品和合格品三个等级，•每个等级又按柴油凝点分为10、5、0、-10、-20、•-35、-50等七种牌号。•2、使用性能•1）发火性：指柴油自燃能力，十六烷值大，发火性好。•2）蒸发性：柴油蒸发汽化能力，用馏程和闪点表示。•3）低温流动性：用凝点和冷滤点表示。•4）粘度：与温度有关。柴油机的使用特点压缩比大经济性好故障少排气污染小排气噪声大§2柴油机燃油系统的组成一、柴油机混合气形成特点形成特点时间短混合气不均匀燃烧不均匀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ω型球型涡流室燃烧室预燃式燃烧室统一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。•分类：•统一式燃烧室•分隔式燃烧室二、柴油机燃油系统的功用•1、适时地将适量洁净柴油增压后以适当的规律喷入燃烧室；•2、每一个工作循环内，各缸喷油一次，喷油次序与各缸工作顺序一致；•3、根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量；•4、储存一定量的柴油，保证汽车的最大续驶里程。三、柴油机燃油系统的组成•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、进气管道。•混合气形成装置：燃烧室。•废气排出装置：排气管道、消音器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，只用于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，一般在10MPa以上，故称此段油路为高压油路。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§3喷油器•功用：将燃油雾化成细微的油滴，并将其喷射到燃烧室特定的部位。•要求：喷注有一定的贯穿距离和喷雾锥角，良好的雾化质量，喷油结束后不发生滴漏现象。•闭式喷油器：孔式和轴针式两类。喷油器体回油管接头调压弹簧顶杆针阀针阀偶件针阀上部的圆柱表面与针阀体的相应内圆柱面作高精度的滑动配合，配合间隙0.001～0.004mm。此间隙过大则可能发生漏油而使油压下降，影响喷雾质量；间隙过小时针阀将不能自由滑动。针阀偶件的配合面通常是经过精磨后再相互研磨而保证其配合精度的。所以选配和研磨好的一副针阀偶件是不能互换的，这点在维修过程中应特别注意。承压锥面密封锥面针阀中部的锥面全部露出在针阀体的环形油腔中，用以承受油压针阀下端的锥面与针阀体相应的内锥面配合，以实现喷油器内腔的密封。•孔式喷油器：•应用：•直接喷射燃烧室，孔数1～8个，孔径0.2～0.8mm••特点：•1）喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应，以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁上。•（2）喷射压力较高。•（3）喷油头细长，喷孔小，加工精度高。工作原理喷油泵输出的高压柴油从油孔道进入针阀中部周围的环状空间——高压油腔。油压作用在针阀的承压锥面上，造成一个向上的轴向推力，当此推力克服了调压弹簧的预紧力以及针阀与针阀体间的摩擦力(此力很小)后，针阀即上移而打开喷孔，高压柴油便从针阀体下端的5个喷油孔喷出。当喷油泵停止供油时，由于油压迅速下降，针阀在调压弹簧作用下及时回位，将喷孔关闭。喷射开始时的喷油压力取决于调压弹簧的预紧力，后者可用调压螺钉调节。在喷油器工作时间，会有少量柴油从针阀与针阀体的配合表面之间的间隙漏出。这部分柴油对针阀起润滑作用，并沿顶杆周围的空隙上升，通过回油管螺栓1上的孔进入回油管，流回油箱•轴针式喷油器：•特点：•（1）不喷油时针阀关闭喷孔，使高压油腔与燃烧室隔开，燃烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞。•（2）喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞。•（3）针阀在油压达到一定压力时开启，供油停止时，又在弹簧作用下立即关闭，因此，喷油开始和停止都干脆利落，没有滴油现象•（4）不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧室的需要轴针式喷油器与孔式相比，喷孔只有一个、较大，不易堵塞、易加工，喷油压力较低，轴针较复杂，具有自洁作用。§4柱塞式喷油泵功用：按柴油机的运行工况和气缸工作顺序，以一定规律，定时定量地向喷油器输送高压燃油。要求：1）各缸供油量相等，3%~4%；2）各缸供油提前角相同，误差0.5~1°曲轴转角；3）各缸供油持续角一致；4）能迅速停止供油，防止喷油器滴漏分类：直列柱塞式、转子分配式、泵-喷油器等•一、柱塞式喷油泵系列•以几种不同的柱塞行程作为基础，将喷油泵划分成为数不多的几个系列或型号，然后再配以不同尺寸的柱塞偶件，构成若干种循环供油量不等的喷油泵，以满足不同功率柴油机的需要。•常用系列代号：A、B、P、Z二、A型柱塞式喷油泵的结构泵油原理•（一）基本结构由泵油机构、供油量调节机构、驱动机构和喷油泵体等部分组成。柱塞式喷油泵(1)泵油机构(2)油量调节机构(3)驱动机构(4)喷油泵体1、泵油机构•柱塞偶件的构造：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和好的耐磨性，其径向间隙为0.002～0.003mm柱塞柱塞套两大偶件柱塞偶件：柱塞套、柱塞，配合间隙0.0015---0.0025mm；柱塞弹簧出油阀偶件：出油阀、出油阀座、出油阀弹簧2、供油量调节机构作用：根据柴油机负荷的变化，通过转动柱塞来改变循环供油量。（改变柱塞的有效行程）油量调节机构齿杆的轴向位置由驾驶员或调速器控制。移动齿杆时，齿圈连同控制套筒带动柱塞1相对于不动的柱塞套5转动，以调节供油量。3、驱动装置由凸轮轴和挺柱组件组成。柱塞泵的工作原理•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•回油过程柱塞泵泵油原理•进油过程：•柱塞下移，当其顶面下移至柱塞套油孔以下或柱塞停驻在下止点位置，柴油从喷油泵的低压油腔经油孔充入柱塞腔。•供油（泵油）过程：•柱塞上移，封住油孔，柱塞腔内油压迅速增高，克服出油阀弹簧的预紧力，将出油阀顶起。•回油过程：•当柱塞上移至柱塞上的螺旋槽将油孔下边缘打开，此时，柱塞腔内的高压柴油经柱塞上的直槽、螺旋槽、油孔流回喷油泵的低压油腔。柱塞（斜槽）柱塞行程h柱塞有效行程hg柱塞有效行程柱塞行程hg：(即柱塞的上、下止点间的距离，)是一定的，但并非在整个柱塞上移行程h内都供油。喷油泵只是在柱塞完全封闭油孔之后到柱塞斜槽和油孔开始接通之前的这一部分柱塞行程内才泵油。称为柱塞有效行程。显然，喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短。因此，欲使喷油泵能随发动机工况不同而改变供油量，只须改变有效行程，一般借改变柱塞斜槽与柱塞套油孔的相对角位置来实现。将柱塞朝)中箭头所示的方向转动一个角度，有效行程和供油量即增加；反之则减少。供油定时：•供油定时指喷油泵对柴油机有正确的供油时刻，由供油提前角表示。调节方法：改变供油定时调节螺钉伸出挺柱体外的高度。伸出越多，挺柱体高度增加，柱塞位置升高，柱塞套油孔提前被封闭，供油提前；拧入调整螺钉，则供油延后。•三、P型泵结构特点：•1、箱形封闭式喷油泵体•2、挂吊式柱塞套•3、钢球式油量调节机构•4、压力润滑四、喷油提前角调节装置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。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。喷油提前角大小对柴油机性能的影响过大喷油提前角过大时，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。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，对任何一台柴油仉，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发动机工作时，驱动盘9连同飞块4受发动机曲轴的驱动而沿图中箭头方向旋转，两个飞块的活动端向外甩开，滚轮5则迫使从动盘8沿箭头所示方向相对驱动盘9超前转过一个角度直到弹簧1的压缩弹力与飞块离心力相平衡时为止，于是驱动盘9与从动盘8同步旋转(图5—45b)。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。机械离心式自动喷油提前器•组成：主动盘和从动盘•主动盘通过凸缘外侧的传动爪与喷油泵驱动轴刚性连接；•从动盘与喷油泵凸轮轴刚性连接，其上固定有两个飞锤销；•主动盘与从动盘之间为弹性连接，并能相互转动一定角度。•若发动机转速升高，则飞锤的离心力克服弹簧力向外张开，当飞锤的圆弧面沿传动销由内向外张开时，带动从动盘相对于主动盘顺喷油泵转动方向转过一定角度，使供油提前。•调节范围：0º~10º§5调速器•调速器功用•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。•1．喷油泵的速度特性•喷油泵每个工作循环的供油量主要取决于调节拉杆的位置。此外，还受到发动机转速的影响。在调节拉杆位置不变时，随着发动机曲轴转速增大，柱塞有效行程略有增加，而供油量也略有增大；反之，供油量略有减少。这种供油量随转速变化的关系称为喷油泵的速度特性。•2．柴油机上为什么要安装调速器•喷油泵的速度特性对工况多变的柴油机是非常不利的。当发动机负荷稍有变化时，导致发动机转速变化很大。当负荷减小时，转速升高，转速升高导致柱塞泵循环供油量增加，循环供油量增加又导致转速进一步升高，这样不断地恶性循环，造成发动机转速越来越高，最后飞车；反之，当负荷增大时，转速降低，转速降低导致柱塞泵循环供油量减少，循环供油量减少又导致转速进一步降低，这样不断地恶性循环，造成发动机转速越来越低，最后熄火。•要改变这种恶性循环，就要求有一种能根据负荷的变化，自动调节供油量。使发动机在规定的转速范围内稳定运转的自动控制机构。移动供油拉杆，可以改变循环供油量，使发动机的转速基本不变。因此，柴油机要满足使用要求，就必须安装调速器。••3．调速器的功用、形式•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。•型式：•按功能分有两速调速器、全速调速器、定速调速器和综合调速器；•按转速传感分有气动式调速器、机械离心式调速器和复合式调速器。••4．机械离心式调速器的工作原理•机械离心式调速器是根据弹簧力和离心力相平衡进行调速的，工作中，弹簧力总是将供油拉杆向循环供油量增加的方向移动；而离心力总是将供油拉杆向循环供油量减少的方向移动。当负荷减小时，转速升高，离心力大于弹簧力，供油拉杆向循环供油量减少的方向移动，循环供油量减小，转速降低，离心力又小于弹簧力，供油拉杆又向循环供油量增加的方向移动，循环供油量增加，转速又升高，直到离心力和弹簧力平衡，供油拉杆才保持不变。这样转速基本稳定在很小的范围内变化。•反之当负荷增加时，转速降低，弹簧力大于离心力，供油拉杆向循环供油量增加的方向移动，循环供油量增加，转速升高，弹簧力又小于离心力，供油拉杆又向循环供油量减小的方向移动，循环供油量减小，转速又降低，直到离心力和弹簧力平衡。••5．两速调速器两速调速器适用于一般条件下使用的汽车柴油机，它只能自动稳定和限制柴油机最低与最高转速，而在所有中间转速范围内则由驾驶员控制。两速式工作原理较低转速时，飞块（产生离心力）随转速大小产生离心力，离心力与怠速弹簧及起动弹簧弹力平衡时，供油调节齿杆位置不变，发动机稳定