项目五 柴油机燃料供给系的构造和维修

项目五柴油机燃料供给系的构造和维修柴油机供给系的组成可燃混合气的形成与燃烧室喷油器喷油泵调速器喷油泵的驱动与供油正时辅助装置柴油机排气净化主要零件的检验及调试方法常见故障的诊断与排除第一节柴油机燃料供给系的组成一、柴油机燃料供给系的组成与功用1、功用：根据柴油机的工作要求，在适当的时刻将定量、定压、清洁的柴油，按照柴油机的工作次序喷入各缸，与吸入气缸内的空气迅速、良好地混合和燃烧，并将燃烧的废气排出。2、组成柴油箱、输油泵、柴油滤粗清器、柴油细滤器、喷油泵、喷油器、低压油管、高压油管、回油管二、柴油的使用性能指标发火性——指燃油的自燃能力，柴油的发火性用“十六烷值”表示，十六烷值愈高，发火性愈好。但十六烷值高的柴油的凝点也高，因而蒸发性差。故通常汽车用柴油的十六烷值应在40～50范围内。蒸发性——由燃油的蒸馏实验确定需要测定的馏程是50%溜出温度、90%溜出温度及95％馏出温度。若相同蒸发量的馏出温度愈低，表明柴油蒸发性愈好，愈有利于可燃混合气的形成和燃烧，。应注意的是，不同燃烧室结构对柴油蒸发性要求不同，在采用预燃室式或涡流室燃烧室的柴油机中，可燃用重馏分柴油，而用直接喷射式燃烧室的柴油机则要求用轻馏分柴油。•粘度——决定燃油的流动性。粘度越大流动性愈差。粘度随温度而变化，温度升高，粘度小，温度降低，粘度大。•凝点——指柴油冷却到开始失去流动性的温度柴油牌号柴油分重柴油和轻柴油两类。重柴油多用于1000r／min以下的中、低速柴油机，轻柴油多用于1000r／min以上的高速柴油机。汽车用柴油机都是高速的，必须用轻柴油。柴油是在533-623k的温度范围内，从石油中提炼出的碳氢化合物，含碳87%，氢12.6%和氧0.4%。柴油按凝点分为10，0，-10，-20，-35五个牌号，其疑点分别不高于10℃，0℃，-10℃,-20℃,-35℃，牌号越高凝点越低。其代号分别为RCZ-10，RC-0，RC-10，RC-20，RC-35，•第二节柴油机可燃混合气的形成与燃烧室一、可燃混合气的形成与燃烧1特点：柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的。当活塞接近压缩上止点时，柴油喷入气缸，与高压高温的空气接触，混合，经过一系列的物理，化学变化才开始燃烧。之后便是边喷射，边混合，边燃烧。其混合气的形成和燃烧是一个非常复杂的物理化学变化过程，其主要特点是：（1）燃料的混合和燃烧是在燃烧室(气缸内)进行的。（2）混合与燃烧的时间很短0.0017～0.004秒（气缸内）（3）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入。（4）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时，连续重叠进行的，即边喷射，边混合，边燃烧。高温压缩空气雾状柴油燃烧喷射物理化学变化持续喷射雾状柴油喷射可燃混合气形成和燃烧的四个阶段：1、备燃期2、速燃期3、缓燃期4、后燃期影响燃烧的因素很多，主要有：燃料性质、压缩比、混合气的形成、燃烧室结构、喷油规律、喷油提前角等。对柴油机供给系的要求：可燃混合气浓度较稀、喷油压力足够高、强烈的空气运动统一式燃烧室（直喷式）分隔式燃烧室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。四角型燃烧室定义：当活塞到达上止点时，气缸盖和活塞顶组成的密闭空间称为燃烧室。汽油机燃烧室要求：结构紧凑，冷却面积小；能使混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动类型名称特点示意图应用半球形结构紧凑、排气效果好火焰行程短、燃烧速率高、热损失小、热效率高桑塔纳夏利富康楔形结构简单、紧凑、散热面积小、热损失少；火花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长,燃烧速度较快切诺基盆形工艺性好、成本低、进排气效果不如半球形燃烧室,燃烧速度较低捷达奥迪1、ω型燃烧室：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。(空间雾化混合)2）喷孔直径小（孔式），喷孔易堵。喷油压力较高，一般在20Mpa左右。3）结构紧凑，散热面积小，热损失小，故热效率高，经济性好，容易起动。4）滞燃期形成混合气较多，工作粗暴，燃烧噪音大。5)制造困难2球型燃烧室：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。2）采用强涡流螺旋进气道。3）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。4）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。5）工作柔和，噪音小，又叫轻声发动机。6）起动困难，螺旋形进气道，结构复杂，制造困难。3、四角形燃烧室1．结构特点燃烧室底部仍是ω形，燃烧室上部逐渐过渡为四方形，喷射时四个喷孔对着燃烧室的四个角喷油。2．可抑制涡流的增强，减少NOX生成量1、涡流室式燃烧室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。。2)在压缩行程中，气缸内的空气被活塞推挤，经过通道进入涡流室，形成强烈地有组织的高速旋转运动（几百转/分）柴油喷入涡流室中，在空气涡流的作用下，形成较浓的混合气。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（经通道）喷入主燃烧室，借活塞顶部的双涡流凹坑，产生第二次涡流。促使进一步混合和燃烧。3)过量空气系数可较小4)热损失较大，经济性较差（气流通过通道的阻力大，耗油率高），起动性能差2、预燃室式燃烧室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）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。3)利用压缩紊流先预燃,利用强烈的燃烧涡流，促使完全燃烧。4）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。5）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。预热室式燃烧室涡流室式燃烧室特点：油压要求不高；故障少；工作较平稳；散热面积大；油耗高；起动性差。•第三节喷油器1．喷油器的功用与喷雾特性功用：将喷油泵供给的高压柴油喷散雾化，合理的分布于燃烧室，与高速流动的空气相混合，形成良好的可燃混合气。要求：①雾化均匀②喷射干脆利落③无后滴现象④油束形状与方向，适应燃烧室一．孔式喷油器喷油器由喷油嘴、壳体、调压件三部分组成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。二）轴针式喷油器（一般用于分开式燃烧室）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•第四节喷油泵•一、柴油机喷油泵的功用•1、功用：•定时定量定压地向喷油泵输送高压燃油•2、要求•按柴油机工作顺序供油，供油量应符合柴油机工作所需的精确数量，而且各缸供油量均匀，不均匀度在标定工况下不大于3％～4％。•各缸供油提前角要相同，相差不大于0.5度曲轴转角。•各缸供油延续时间要相等。•油压的建立和供油的停止都必须迅速，以防止滴漏现象的发生。•泵油压力要保证喷射压力和雾化质量的要求。•供油量和供油时间可调整，并保证各缸供油均匀。•供油规律应保证柴油燃烧完全。•3、分类：柱塞式喷油泵、喷油喷喷油器、分配式喷油泵一、柱塞式喷油泵•(一)结构•1、泵体•2、分泵•3、油量调节机构进油柱塞下行，进油孔开压油柱塞上行，进油孔关回油柱塞上行，回油孔开(二)泵油原理1）齿条齿圈式（齿杆式）A型泵驱动机构1-密封调整垫；2-锥形滚柱轴承；3-连接锥面；4-油封；5-前端盖；6-壳体；7-调整垫；8、9、10、11-凸轮；12-输油泵偏心轮(三)国产柱塞式喷油泵的结构特点•1、A型喷器：分泵供油提前角采用螺钉式改变滚轮工作调试实现，整机供油提前角通过调整联轴器来改变喷油泵凸轮与柴油机曲轴的相对角度来实现。•2、BQ型喷油泵•第五节调速器•一、调速器的功用•根据柴油机负荷的变化自动调节喷油泵的供油量，以保证柴油机在各工况下稳定运转。•1、喷油泵的速度特性•2、调速器的分类：两速调速器、全速调速器。•二、两速调速器•其作用是保证起动加浓、稳定怠速、正常工作时的油量调节和限制超速。•1、起动加浓•2、怠速稳定•3、正常工作时的油量调节•4、限制超速二.两极式调速器(1).结构：感应元件：飞球；执行元件：滑动盘等支承盘9有凸轮轴驱动；调速弹簧两根：刚性较大的高速弹簧；刚性小的低速弹簧弹簧滑套3为高速弹簧的弹簧座球面顶块2为低速弹簧的弹簧座三.全程式调速器•第六节喷油泵的驱动与供油正时•一、喷油泵的驱动•1、驱动：由柴油机前端的正时齿轮通过一组齿轮来驱动。•2、安装时对准正时记号•二、联轴器•1、联轴器的作用弥补轴的同心度误差、调节供油提前角。•2、联轴器的结构•安装时将喷油泵固定在气缸体的托架上，转动曲轴使第一缸位于压缩上止点，喷油泵凸轮轴与壳体上的记号对准•三、喷油泵的正时与连接•一缸压缩上止点-----对正凸轮轴与壳体的记号-----对自动调节器记号----调试(顺时针转凸轮轴，供油提前角增大)•四、供油提前角调节装置•1、供油提前角调节装置类型•人工调节装置(联轴器式、转动壳体式)、自动调节装置。•2、供油提前角自动调节装置•机械离心式、液压式供油提前角自动调节的构造和工作原理如图7—31所示，它装于喷油泵凸轮轴的前端，用联轴器来驱动，由主动件、从动件和离心件三部分组成。它是一个密封体，内腔充满润滑油。1-主动盘；6-飞块；7-弹簧座；12-滚轮；14-从动盘；22-飞块销钉；23-从动盘臂•第七节柴油机燃料供给系的辅助装置燃油的贮存滤清和输送一、柴油滤清器（柴油机多设粗细两级滤清器）(一)作用滤去柴油中的杂质、水分和石蜡，以减小各精密偶件的磨损，保证喷雾质量。(二)型式、材料多为过滤式，滤芯由绸布、毛毡、金属丝及纸制成。(三)结构特点1．滤清器盖上有放气螺钉。拧开螺钉，抽动手动输油泵，可以排除滤清器和低压油路内的空气。2．有的滤清器盖上装有限压阀。3．滤清器外壳底部多设有放污螺塞，以便定期排除杂质和水分。3.纸质滤芯滤清器二、输油泵(一)作用使柴油产生一定的压力，用以克服滤清器及管路阻力，保证连续不断地向喷油泵输送足够的柴油。(二)型式多采用活塞式，输出压力为0.15MPa-0.3MPa，输出量为柴油机全负荷油耗量的3-4倍。(三)组成由泵体、活塞、进油阀、出油阀及手油泵等组成。装在喷油泵体上，由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动。•第八节柴油机的起动辅助装置一、改善燃料的着火条件1、电热塞装在发热缸套内2、电火焰加热器装在进气管中3、喷入易燃料4、起动加浓装置对蓄电池加热低温蓄电池二、降低起动阻力矩1、起动减压机构2、机油预热•第九节柴油机排气净化•一、柴油机排放的有害气体CO、HC、NOX和炭烟颗粒。•二、柴油机的排气净化装置•氧化催化反应器、废气再循环装置、颗粒过滤器