搜索
第七章柴油机燃油系《汽车构造》11思考题1.柴油的可燃混合气是怎样形成的？燃烧过程分为哪几个阶段？2.柴油的牌号是根据什么制定的？3.柴油机燃烧室有几种？各有什么特点？4.孔式喷油器与轴针式喷油器各有何特点？5.喷油器针阀上的承压锥面的作用是什么？课外喷油器教学内容预知一、功用、要求与型式二、闭式喷油器基本结构及工作原理三、孔式喷油器的构造四、轴针式喷油器构造五、喷油器与燃烧室的匹配六、国产喷油器型号编制说明2第七章柴油机燃油系《汽车构造》33•喷油器要求应满足各类燃烧室对喷雾特性要求应有一定的贯穿距离和喷雾锥角有良好的雾化质量在喷油结束时不发生滴漏现象44喷油器概述孔式喷油器轴针式喷油器功用：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，将燃油雾化并合理分布到燃烧室，以便形成可燃混合气。要求：①雾化均匀；②喷射干脆利落；③无滴漏现象；④油束形状与方向，适应燃烧室。5一、功用、要求要求有一定的喷射压力和贯穿距离；要求有良好的雾化性能和合适的喷雾锥角；停油干脆；每循环供油量最好先期少、中期多、后期少，以适应燃烧需要。2、分类开式：高压油腔通过喷孔直接与燃烧室相通；闭式：与上反之，工程机械多用之。•型式：目前采用的都是闭式喷油器（液压启阀式）。6轴针式喷油器•闭式种类轴针式喷油器喷油器的结构类型•喷油器结构形式很多，但彼此间的主要区别是在喷油嘴。喷油嘴的结构与燃烧室形状有关。•按喷孔数目：单孔式（通常为轴针式）、多孔式（普通型、长型）•按是否强制冷却：冷却式、非冷却式•按调节弹簧位置：弹簧上置式、弹簧下置式78喷油器由本体、精密偶件针阀和针阀体、推杆、弹簧下座、弹簧、弹簧上座、调压螺钉、锁紧螺母以及高压滤器、进油管接头等部件组成。喷油器结构91010二、孔式喷油器1.结构适用统一式燃烧室三、孔式喷油器的构造•1、作用：•孔式喷油器主要用于具有直接喷射燃烧室的柴油机。喷孔的数目一般为1～8。喷孔直径为0.2～0.8mm。喷孔数和喷孔角度依燃烧室形状、大小及空气涡流情况而定。•2、组成：•喷油器壳体1；调压螺钉2；调压弹簧3；回油螺纹；进油管接头5；滤芯6；顶杆7；针阀8；针阀体911孔式喷油器结构回油管进油管接头调压螺钉调压弹簧锁紧螺帽喷油器体缝隙滤芯油道顶杆针阀针阀体螺套喷油嘴精密偶件特点：（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。3、孔式喷油器构造针阀及针阀体组成的喷油嘴用螺套固装在壳体上，并借助定位销使喷孔在气缸中保持所定的方位。在针阀体上套有铜锥体。•在喷油器壳体上安装有调压装置及进油管路。调压装置由调压弹簧、弹簧座、调压螺钉、护帽及顶杆等零件组成。为了避免螺钉松动，护帽将螺钉紧固在一定位置上。为了防止细小杂质堵塞喷孔，在高压油管接中装有缝隙式滤芯三、孔式喷油器的构造133、孔式喷油器构造喷油器圆柱形的针阀杆较粗，起密封导向作用，下端有两个圆锥形面，大的为承压锥面，小的为密封锥面。针阀上端用弹簧压紧，产生关闭压力三、孔式喷油器的构造143、孔式喷油器构造•滤芯由过油端的两个油道A、棱边B及出油端的两个油道C组成。油道A和C不是直通的槽，棱边B与内孔的配合间隙为0.02～0.04mm。•高压柴油从进油道进来，必须经过棱边B才能通向出油道C，如图中箭头所示，在通过棱边B时，杂质颗粒便留在缝隙中。另外滤芯具有磁性，可以吸住金属。三、孔式喷油器的构造154、孔式喷油器工作原理从进油道进入高压室，在承压锥面上形成一个向上的轴向压力，称为开启压力。当开启压力大于弹力时，针阀上移，喷油。三、孔式喷油器的构造16•根据针阀体的长短，孔式喷油器有长型和短型两种•1）长型孔式喷油器：•导向部分高而远离燃烧室。针阀导向部分下段是一段非配合的细长杆，杆与针阀体之间有间隙(约0.5mm左右)，燃油可在其中流动，起冷却作用,因此大大减小了针阀卡住的可能。另外，由于细长杆有很好的弹性，在微小变形的情况下仍能保证针阀的密封性。这种喷油器适用于热负荷较高的柴油机。•2）短型孔式喷油器的针阀：•只有导向部分，而没有接近燃烧室的细长杆。由于导向部分导向直接靠近燃烧室，因此其工作条件不如长型孔式喷油器。多数短型针阀在其导向部分有两道储油槽，以减少泄漏及加强润滑。喷油器通常用压板及螺栓固装在气缸盖上的座孔内。5、孔式喷油器种类17第七章柴油机燃油系《汽车构造》1818三、轴针式喷油器调压弹簧回油道针阀进油道喷油器体针阀体顶杆•适用：分隔式燃烧室柴油机•特点：常有一个喷孔，直径较大，轴针上下运动，喷孔不易积炭，且能自除积炭18四、轴针式喷油器构造•1、构造•轴针式喷油器的工作原理与孔式的相同。其构造特点是针阀下端的密封锥面以下还延伸出一轴针，其形状可以是倒锥形或圆柱形。轴针伸出孔外，使喷孔成为圆环状的狭锥。喷油时，喷注将呈空心的锥状或柱形。喷孔通过断面与喷注锥角的大小取决于轴针的升程和形状，因此轴针的形状加工要求很高。轴针式喷油器喷孔直径一般在1～3mm范围内，喷油压力较低12～14MPa。加工方便。它适用于对喷雾要求不高的涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室19•4、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。20•2、种类：•轴针式喷油器有普通型与节流式之分，当针阀开启时，在轴针与针阀之间形成一环状喷孔，此环状喷孔的长度一般称为节流升程。•1）普通型喷油器：其轴针较短，即节流升程较小，当轴针上升到其下端面完全离开针阀体上喷孔时，喷孔截面迅速增大，喷油速率迅速增大。由于喷油速率突然增大，易使柴油机工作粗暴。•2）节流式轴针：针阀头部的轴针较长，形状上也不是一圆柱体，可阶梯状或倒锥体。由于其节流升程较大，在喷油过程中轴针始终不会离开针阀体的喷孔，有利于降低柴油机最大爆发压力和压力升高率，从而使柴油机工作比较柔和。213、轴针式喷油器原理图22第七章柴油机燃油系《汽车构造》2323•轴针形状圆柱形轴针：喷雾锥角小截锥形轴针：喷雾锥角大23第七章柴油机燃油系《汽车构造》2424•轴针式喷油器类型•普通型轴针较短•节流型•分流型轴针长，节流升程大，对气缸压力小逆气流喷射，雾化好，针阀生成小24第七章柴油机燃油系《汽车构造》2525•低惯量轴针式喷油器•结构：调压弹簧下置；有横向孔和中心孔•特点：可从环行喷孔喷油，又可从中心孔喷油，改善燃油喷射调压弹簧针阀进油孔针阀体顶杆回油孔回油孔25五、喷油器与燃烧室的匹配ω形燃烧室：多孔喷油器，燃油以雾状进燃烧室；球形油膜燃烧室：单孔或双孔顺气流接近燃烧室切线方向喷入，油多涂于室壁；U型燃烧室：大孔轴针式喷油器，喷入方向垂直于气流方向，起动性好于球型；预燃室式燃烧室：单孔喷油器低压喷入预燃室；涡流室式燃烧室：多孔高压直喷涡流室26单孔式喷油器标准轴针式、节流轴针式。多孔式喷油器喷孔数目：4~12；喷孔直径：0.15~1.0mm27•孔径大，不易堵塞，喷出的油束成空心柱状或空心锥状，穿透力强，雾化油粒较大。•这种喷油嘴用于采用分隔式燃烧室的小型柴油机。单孔式喷油嘴28•雾化油粒匀细，分布较均匀，因孔径较小喷孔容易堵塞，适用于直接喷射式燃烧室。多孔式喷油嘴29四、喷油器与燃烧室的匹配1、匹配ω形燃烧室：多孔喷油器，燃油以雾状进燃烧室；球形油膜燃烧室：单孔或双孔顺气流接近燃烧室切线方向喷入，油多涂于室壁；U型燃烧室：大孔轴针式喷油器，喷入方向垂直于气流方向，起动性好于球型；预燃室式燃烧室：单孔喷油器低压喷入预燃室；涡流室式燃烧室：多孔高压直喷涡流室30二、闭式喷油器的结构与工作原理孔式喷油器图1、种类：按喷油器的结构形式，可分为孔式和轴针式两种基本形式轴针式喷油器31•对于强化程度较高的中、低速柴油机，大都采用冷却式喷油嘴。•这种喷油嘴在针阀体内部布置有冷却液流道用以冷却，也称为内部冷却。冷却液通常采用淡水或柴油。淡水导热系数大，冷却效果好。•使用淡水冷却的喷油器冷却系统，是一个单独设立的冷却系统，称为喷油器冷却系统。冷却式喷油嘴32冷却式喷油嘴33MANB&WMC机喷油器特点非冷却式燃油在喷油器内循环冷却启阀压力不可调节备车时可预热喷油器兼有驱气作用34MANB&WMC机喷油器35•1.柴油机喷油压力是多少？•2.燃油喷射过程的压力会不会变化？•3.燃油最大压力一般是开启压力的多少？•4.针阀升程有没有限制？一般多少？•5.针阀的关闭压力与开启压力相同吗？•6.针阀开启后气缸的燃气会不会倒灌进油嘴？36•1.针阀开启压力一般为10～28Mpa（个别35，最高100）。•2.是变化的。•3.最大压力一般为开启压力的2～3倍。•4.有限制。一般不超过1mm。•5.关闭的压力低于开启压力•6.不会。因为针阀开启压力高于气缸压力。但是要注意保证针阀在燃油压力高于气缸压力之前落座。直喷式的压力高P1P2P3p￠1.针阀受到摩擦力、惯性力的作用；2.针阀开启前高压燃油作用面小于开启后的作用面。3738382.喷油器工作原理•高压油进入喷油嘴内压力室，产生推力•克服弹簧预紧力，针阀开，喷油•喷油泵停止供油，喷孔关，终止喷油38•1.喷油－－高压燃油自进油管接头经本体内孔进入贮油腔作用在针阀的锥面上，克服弹簧的预紧力将针阀抬起。当针阀一离开阀座，其承压面突然增大，使针阀快速升起，减小了节流损失，使燃油果断地经喷孔喷入气缸。喷油器工作原理主要指喷油、断油、回油三个过程392.断油－－喷油泵停止供油后，贮油腔油压突然降低，针阀在弹簧的作用下迅速关闭，喷油便断然停止。此时，针阀把高压油空间与燃烧室隔开。（所以把这种喷油器称为闭式喷油器）3.回油：有冷却，润滑作用。40二、闭式喷油器的结构与工作原理•2、结构：•喷油器的针阀和针阀体是一对精密偶件，针阀下端有一圆锥面与针阀体下端的环形锥面共同起密封作用，用于打开或切断高压柴油机与燃烧室的通路。针阀底部还有环形锥面位于针阀的环形油槽中，称为承压锥面，该锥面承受燃油压力，推动针阀向上运动。针阀上部有台肩，当针阀关闭时与喷油器体的下端面有一定距离h，该距离为针阀最大升程。•针阀顶部通过顶杆承受调压弹簧的预压力，使针阀处于关闭状态。调压弹簧的预压力决定针阀的开启压力(即喷油压力)，改变调压弹簧的预压缩量可改变喷油压力的大小。41二、闭式喷油器的结构与工作原理•3、工作原理：•柴油机工作时，从喷油泵来的高压柴油经油管接着进入喷油器，再经喷油器体和针阀体中的油道进入针阀体中部的环状空间(高压油腔)。油压作用在针阀的承压锥面上，形成一个向上的轴向推力，此推力克服调压弹簧的预压力及针阀偶件之间的摩擦力，使针阀上移，针阀下端锥面离开针阀体锥形环带，打开喷孔，柴油以高压喷人燃烧室中。喷油泵停止供油时，高压油路内压力迅速下降，针阀在调压弹簧作用下及时回位将喷孔关闭。42喷油器工作过程动画演示43444546474849505152535455565758596061626364六、喷油器型号编制规则•1、规则：•目前广泛应用闭式喷油器，其不喷油时，喷孔被针阀关闭。闭式喷油器通常哪个可分为孔式和轴针式两种。我国规定了喷油嘴型号的编制方法如右：65六、喷油器型号编制规则•2、喷油嘴型号举例：•ZS4S1—轴针式喷油嘴，喷雾锥角4°，S系列，轴针直径1mm；•ZSOSJ1—节流式喷油嘴，喷雾锥角0°，S系列，轴针直径1mm；•ZK150S725—标准型孔式喷油嘴，喷孔夹角150°，S系列，7孔，孔径为0.25mm；•ZCK150S435—长型孔式喷油嘴，喷孔夹角150°，S系列，4孔，孔径为0.35mm。66七、复习思考题•1、喷油器的作用是什么？•2、孔式喷油器适合于哪种燃烧室？轴针式喷油器适合于哪种燃烧室？•3、说出下面喷油器ZS4S1、Z