6 内燃机的燃料供给与调节

7内燃机的燃料供给与调节•7.1概述•7.2柴油机燃料供给与调节系统的结构、分类与发展•7.3柴油机的燃料喷射过程•7.4柴油机喷油泵评价指标、结构参数确定•7.5柴油机喷油器的结构及参数选择•7.6柴油机的异常喷射现象•7.7调速器工作特性及与柴油机的匹配•7.8柴油机燃油喷射的电子控制•习题7.1概述1、功能（1）根据发动机不同工况，定时、定量、优质（高压、喷油持续期、喷油规律）、可靠地向缸内或进气门前喷射雾化质量良好的燃料。（2）发动机的“心脏”、计算机的“CPU”。2、两种典型燃料供给与调节系统（1）内混合、质调节：压燃式发动机（柴油机，燃DME、植物油、生物柴油）、缸内直喷汽油机（2）外混合、量调节：化油器式汽油机；单点喷射汽油机；多点喷射汽油机；气体燃料发动机；醇类或醇与汽油的混合燃料。3、今后趋势（1）压燃式：电控高压共轨喷射系统（2）点燃式：电控缸内直喷系统4、柴油机喷油系统工作原理柴油机柱塞式喷油泵的工作原理柴油机燃料供给与调节系统7.2柴油机燃料系统的结构、分类与发展1、泵－管－嘴系统（1）合成泵系统（组合泵，in－linepump）（2）分配泵1）轴向分配泵2）径向分配泵（VR泵或VP泵）（3）单体泵（UnitPumpSystem，UPS）2、泵－喷嘴系统（UnitInjectorSystem，UIS）3、共轨系统（CommonRailSystem，CRS）泵－管－嘴系统直列式泵，也即合成泵泵－管－嘴系统轴向分配泵如VE泵，现已少用，趋淘汰一个柱塞固定滚轮与平面凸轮驱动泵－管－嘴系统径向分配泵1对3个成120度分布柱塞2对径向布置柱塞滚轮与内凸轮驱动泵－管－嘴系统单体泵系统单体泵系统1缸1泵、对应配气凸轮轴上1个油泵凸轮；高压油管可短，油管刚度大，可减小压力波效应；单缸机、大功率机车、船舶、固定式发电用柴油机泵－喷嘴系统泵与嘴一体集成，无高压油管，可实现高压（160～180MPa）；供油压力仍受工况影响；喷油规律仍由机械凸轮决定共轨喷油系统输油泵→高压泵→蓄压轨→ECU控制喷油；可实现高压（130～150MPa）；压力恒定，与工况无关（恒压式）→低速、低负荷时雾化好；调节、控制方便；喷油规律与机械结构（凸轮）无关7.3柴油机燃料喷射过程1、泵－管－嘴系统的喷油过程2、供油规律与喷油规律（1）供油规律：指按几何关系求得的单位凸轮轴转角（或时间）内喷油泵供入高压油路的燃油量（即供油率）随凸轮转角（或时间）的变化关系。（2）喷油规律：单位凸轮轴转角（或时间）内喷油器喷入气缸的燃油量（即喷油率）随凸轮转角（或时间）的变化关系。（3）两者区别1）相位差（喷油延迟）2）形状差异3）pjpp4）qqp；QmQpm泵－管－嘴系统的喷油过程说明几何供油规律、喷油规律、放热规律的比较7.4柴油机喷油泵评价指标、结构参数确定1、系列化及评价指标（1）主要结构参数1）柱塞直径2）柱塞轴距3）油泵凸轮最大升程4）出油阀结构形式（2）主要评价指标1）最大循环供油量2）最大平均供油速率3）最大许用泵端压力4）最高工作转速7.4柴油机喷油泵评价指标、结构参数确定2、喷油泵主要参数的确定（1）柱塞直径（2）有效行程（3）凸轮最大升程（4）预行程（5）出油阀结构及作用3、喷油特性对柴油机性能的影响（1）喷油压力的影响（2）喷油与供油提前角、喷油持续期的影响（3）喷油泵的速度特性及校正1）定义2）与柴油机特性不完全匹配3）校正：液力校正；机械校正（4）喷油规律对柴油机性能的影响7.4柴油机喷油泵评价指标、结构参数确定7.5柴油机喷油器结构极参数选择1.喷油器分类及结构（1）多孔式（2）轴针式2.喷嘴结构3.针阀与针阀体偶件4.喷嘴开启压力、喷孔流通面积和流通特性5.油束三要素1）喷雾锥角2）射程3）细粒度7.6柴油机的异常喷射现象1、二次喷射2、气穴3、不稳定喷射现象原因解决措施7.7调速器工作特性及与柴油机的匹配1.调速器功能及分类（1）功能：防高速飞车；防低速熄火；确保个工况转速稳定（2）分类1）按结构及原理分：机械离心式；液压式；电子式2）按调速功能分：单极式；双极式；全程式2.机械式调速器结构和原理图7－46、7－47、7－487.8柴油机燃油喷射的电子控制1.电控喷射的优点（1）更精确（2）能实现预喷射、多次喷射、喷油规律的控制（3）能实现过渡工况的控制、发动机整机管理系统2.电控喷射的分类（1）位移控制（2）时间控制见图7－60：柴油机电控系统框图柴油机电控系统框图柴油机喷油正时控制MAP图习题P227:7-17-27-37-47-57-14