第八章 柴油機供給系

1、一、概述1 功用功用 柴油機供給系同樣要完成柴油供給和空氣供給以及可燃混合氣的形成、燃燒和廢氣的排出任務。 2 組成組成 燃油供給裝置：柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器等。 空氣供給裝置：空氣濾清器、進氣管道。 混合氣形成裝置：燃燒室。 廢氣排出裝置：排氣管道、消音器 柴油機供給系3柴油柴油 柴油是在533-623k的溫度范圍內，從石油中提煉出的碳氫化合物，含碳87%，氫12.6%和氧0.4%。柴油按凝點分為10，0，-10，-20，-35五個牌號，其疑點分別不高于10，0，-10,-20,-35，牌號越高凝點越低。其代號分別為RCZ-10，RC-0，RC-10，RC-20，RC-3

2、5，R和C是燃和柴字的漢語拼音字頭，凝點在00C以上的則在一前加上Z字，選用時，號數(shù)應比實際氣溫低510。 4柴油機的使用性能指標柴油機的使用性能指標 發(fā)火性指燃油的自燃能力，16烷值越高，發(fā)火性越好。 蒸發(fā)性由燃油的蒸餾實驗。 粘度決定燃油的流動性，粘度越小，流動性越好。 凝點指柴油冷卻到開始失去流動性的溫度。二、可燃混合氣的形成與燃燒室二、可燃混合氣的形成與燃燒室1可燃混合氣的形成與燃燒可燃混合氣的形成與燃燒 柴油機可燃混合氣的形成和燃燒都是直接在燃燒室內進行的。當活塞接近壓縮上止點時，柴油噴入氣缸，與高壓高溫的空氣接觸，混合，經(jīng)過一系列的物理，化學變化才開始燃燒。之后便是邊噴射，邊燃燒。

3、其混合氣的形成和燃燒是一個非常復雜的物理化學變化過程，其主要特點是： （1）燃料的混合和燃燒是在氣缸內進行的。 （2）混合與燃燒的時間很短0.00170.004秒（氣缸內） （3）柴油粘度大，不易揮發(fā)，必須以霧狀噴入。 （4）可燃混合氣的形成和燃燒過程是同時，連續(xù)重疊進行的，即邊噴射，邊混合，邊燃燒。2可燃混合氣的形成與燃燒大體可燃混合氣的形成與燃燒大體分四個時期分四個時期（1）備燃期）備燃期 從噴油開始開始著火燃燒為止 噴入氣缸中的霧狀柴油并不能馬上著火燃燒，氣缸中的氣體溫度，雖然已高于柴油的自燃點，但柴油的溫度不能馬上升高到自燃點，要經(jīng)過一段物理和化學的準備過程。隨著柴油溫度升高，少量的柴

4、油分子首先分解，并與空氣中的氧分子進行化學反映，具備著火條件而著火，形成了火源中心，為燃燒作好了準備。這一時期很短，一般僅為0.00070.003 秒。（2）速燃期）速燃期 從燃燒開始氣缸內出現(xiàn) 時為止火源中心已經(jīng)形成，已準備好了的混合氣迅速燃燒，在這一階段由于噴入的柴油幾乎同時著火燃燒，而且是在活塞接近上止點，氣缸工作容積很小的情況下進行燃燒的，因此，氣缸內的壓力P迅速增加,溫度升高很快。 （3）緩燃期）緩燃期 從出現(xiàn) 出現(xiàn) 為止這一階段噴油器繼續(xù)噴油，由于燃燒室內的溫度和壓力都高，柴油的物理和化學準備時間很短，幾乎是邊噴射邊燃燒。但因為氣缸中氧氣減少，廢氣增多，燃燒速度逐漸減慢，氣缸容積增

5、大。所以氣缸內壓力略有下降，溫度達到最高值，通常噴油器已結束噴油。 （4）后燃期）后燃期 緩燃期以后的燃燒 這一時期，雖然不噴油，但仍有一少部分柴油沒有燃燒完，隨著活塞下行繼續(xù)燃燒。后燃期沒有明顯的界限，有時甚至延長到排氣沖程還在燃燒。綜上所述，要使燃燒過程進行得好，混合氣形成的好環(huán)是關鍵，所以對混合氣形成的要求如下： 必須要有足夠的空氣量和適當?shù)牟裼土勘仨氁凶銐虻目諝饬亢瓦m當?shù)牟裼土?=1.31.5 過大，混合氣過稀，燃燒速度慢，散發(fā)熱量多，Ne 過小，混合氣過濃，燃燒不完全，油耗增加，冒黑煙. 噴油時刻要準確，混合氣形成的規(guī)律應合適噴油時刻要準確，混合氣形成的規(guī)律應合適 噴油質量應與燃燒

6、室形狀相適應，形成均勻的混合氣噴油質量應與燃燒室形狀相適應，形成均勻的混合氣 氣流的攪動，燃料的性能氣流的攪動，燃料的性能3燃燒室燃燒室（1）定義）定義：當活塞到達上止點時，氣缸蓋和活塞頂組成的密閉空間稱為燃燒室。 （2）分類）分類：分統(tǒng)一式燃燒室和分隔式燃燒室兩大類。 統(tǒng)一式燃燒室由凹頂活塞頂部與氣缸蓋底部所包圍的單一內腔，幾乎全部容積都在活塞頂面上。燃油自噴油器直接噴射到燃燒室中，借噴出油注的形狀和燃燒室形狀的匹配，以及燃燒室內空氣渦流運動，迅速形成混合氣。所以又叫做直接噴射式燃燒室。（3）構造）構造：缸蓋底面是平的，活塞頂部下凹（型、淺盆型、球型、U型）型燃燒室型燃燒室：柴油直接噴射在活

7、塞頂?shù)臏\凹坑內，噴射的柴油霧化要好，而且要均勻地分布在空氣中。要求噴射壓力高，一般1722MPa，要求霧化質量高，因此，采用多孔噴咀，孔數(shù)一般為612個。 優(yōu)點：形狀簡單，結構緊湊，燃燒室與水套接觸面積小，散熱少，可減少熱損失，熱效率高，經(jīng)濟性較好。 缺點：工作粗暴，噴射壓力高，制造困難，噴孔易堵。球形燃燒室球形燃燒室：空氣由缸蓋螺旋形進氣道以切線方向進入氣缸，繞氣缸軸線作高速螺旋轉動。噴油器沿氣流運動的切線方向噴入柴油，使絕大部分柴油直接噴射在燃燒室壁面上形成油膜。小部分柴油霧珠散布在壓縮空氣中，并迅速蒸發(fā)燃燒，形成火源。優(yōu)點：工作柔和，噪音小，又叫輕聲發(fā)動機。 缺點：起動困難，螺旋形進氣道

8、，結構復雜，制造困難。 分隔式燃燒室由兩部分組成，一部分位于活塞頂與氣缸底面之間，稱為主燃燒室，另一部分在氣缸蓋中，稱為副燃燒室。這兩部分由一個或幾個孔道相連。渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室:它的副燃燒室是球形或圓柱形的渦流室，其容積約占燃燒室總容積的50%80%，渦流室有切向通道與主燃燒室相通。部分混合氣在渦流室中著火燃燒，已然與未然的混合氣高速（經(jīng)通道）噴入主燃燒室，借活塞頂部的雙渦流凹坑，產(chǎn)生第二次渦流。要求：順氣流方向噴射，由于渦流運動促進了混合氣的形成與燃燒，可采用較大孔徑的噴油器，噴射壓力也較低（1214 MPa） 優(yōu)點：所以工作柔和，空氣利用率較高，噴射壓力也較低。 缺點：熱損失大

9、，經(jīng)濟性差，起動困難。預燃室燃燒室預燃室燃燒室: 缸蓋上有預燃室，占燃燒室總容積的1/3，預燃室與主燃室有通道，活塞為平頂。因為通道不是切向的，所以壓縮時不產(chǎn)生渦流。連通預燃室與主燃室的孔道直徑較小，由于節(jié)流作用產(chǎn)生壓力差，使預燃室內形成紊流運動，油束大部分射在預燃室的出口處，只有少部分與空氣混合（出口處較濃，而上部較稀），上部著火后，產(chǎn)生高壓，已燃的和出口處較濃的混合氣一同高速噴入主燃燒室，在主燃燒室內產(chǎn)生強烈的燃燒攏流運動，使大部分燃料在主燃燒室內混合和燃燒。 優(yōu)缺點與渦流室燃燒室基本相同。三、噴油器三、噴油器1功用要求與型式功用要求與型式 功用：將噴油泵供給的高壓柴油，以一定的壓力，呈霧

10、狀噴入燃燒室。 要求：霧化均勻噴射干脆利落 無后滴現(xiàn)象油束形狀與方向，適應燃燒室型式：目前采用的噴油器都是閉式噴油器，有孔式和軸針式兩種。2孔式噴油器孔式噴油器適應于直接噴射燃燒室，孔數(shù)18個，孔徑0.20.8mm 工作過程工作過程：A、噴油噴油：高壓柴油從進油口進入噴油器體內，高壓柴油作用在針閥錐面上，并產(chǎn)生向上抬起針閥的作用力，當此力克服了調壓彈簧的予緊力后，針閥就向上升起，打開噴油孔，柴油經(jīng)噴油孔噴入燃燒室。 B、停油停油：出油閥在彈簧作用下落座，由于減壓環(huán)帶的減壓作用，高壓油腔內油壓驟然下降，作用在噴油器針閥的錐形承壓面上的推力迅速下降，在彈簧力的作用下，針閥迅速關閉噴孔，停止噴油。

11、3軸針式噴油器軸針式噴油器工作原理與孔式相同 構造構造：針閥下端的密封錐面以下還向下延伸出一個軸針，其形狀有倒錐形和圓柱形，軸針伸出噴孔外，使噴孔成為圓環(huán)狀的狹縫。一般只有一個噴孔,直徑13mm，噴油壓力較低1214MPa 四、噴油泵1功用、要求、型式功用、要求、型式 功用功用：提高柴油壓力，按照發(fā)動機的工作順序，負荷大小，定時定量地向噴油器輸送高壓柴油，且各缸供油壓力均等。 要求要求：（1）泵油壓力要保證噴射壓力和霧化質量的要求。 （2）供油量應符合柴油機工作所需的精確數(shù)量。（3）保證按柴油機的工作順序，在規(guī)定的時間內準確供油。 （4）供油量和供油時間可調正，并保證各缸供油均勻。 （5）供油

12、規(guī)律應保證柴油燃燒完全。 （6）供油開始和結束，動作敏捷，斷油干脆，避免滴油。 類型類型：車用柴油機的噴油泵按其工作原理不同可分為柱塞式噴油泵、噴油泵- 噴油器和轉子分配式噴油泵三類。2柱塞泵的泵油原理柱塞泵的泵油原理 柱塞泵的泵油機構包括兩套精密偶件：泵油原理泵油原理 工作時，在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下，迫使柱塞作上、下往復運動，從而完成泵油任務，泵油過程可分為以下三個階段。 進油過程進油過程 當凸輪的凸起部分轉過去后，在彈簧力的作用下，柱塞向下運動，柱塞上部空間（稱為泵油室）產(chǎn)生真空度，當柱塞上端面把柱塞套上的進油孔打開后，充滿在油泵上體油道內的柴油經(jīng)油孔進入泵油室，柱塞運動

13、到下止點，進油結束。 供油過程供油過程 當凸輪軸轉到凸輪的凸起部分頂起滾輪體時，柱塞彈簧被壓縮，柱塞向上運動，燃油受壓，一部分燃油經(jīng)油孔流回噴油泵上體油腔。當柱塞頂面遮住套筒上進油孔的上緣時，由于柱塞和套筒的配合間隙很?。?.0015-0.0025mm）使柱塞頂部的泵油室成為一個密封油腔，柱塞繼續(xù)上升，泵油室內的油壓迅速升高，泵油壓力出油閥彈簧力+高壓油管剩余壓力時，推開出油閥，高壓柴油經(jīng)出油閥進入高壓油管，通過噴油器噴入燃燒室。 回油過程回油過程 柱塞向上供油，當上行到柱塞上的斜槽（停供邊）與套筒上的回油孔相通時，泵油室低壓油路便與柱塞頭部的中孔和徑向孔及斜槽溝通，油壓驟然下降，出油閥在彈簧

14、力的作用下迅速關閉，停止供油。此后柱塞還要上行，當凸輪的凸起部分轉過去后，在彈簧的作用下，柱塞又下行。此時便開始了下一個循環(huán)。3. 國產(chǎn)系列柱塞式噴油泵國產(chǎn)系列柱塞式噴油泵 國產(chǎn)系列噴油泵的工作原理和結構型式基本相同，以A型泵為例介紹柱塞式噴油泵的構造和工作原理。 柱塞泵由四大部分組成：分泵、油量調節(jié)機構、傳動機構和泵體。 分泵是帶有一幅柱塞偶件的泵油機構，分泵的數(shù)目與發(fā)動機的缸數(shù)相等。每個氣缸都有一個分泵，各缸的分泵結構尺寸完全一樣。 分泵的主要另件有柱塞偶件，柱塞彈簧，彈簧下座出油閥偶件，出油閥彈簧，減容器，出油閥壓緊座等。油量調節(jié)機構油量調節(jié)機構是根據(jù)柴油機負荷和轉速的變化相應改變噴油泵

15、的供油量。改變供油量的辦法是轉動柱塞，通過改變供油行程來完成的。多缸機還要注意各缸供油均勻性的調整。A型泵采用齒桿式油量調節(jié)機構，另外，還有一種油量調節(jié)機構-撥叉拉桿式）。傳動機構傳動機構由凸輪軸和滾輪體總成組成。 噴油泵凸輪軸是曲軸通過齒輪驅動的，曲軸轉兩圈，各缸噴油一次，凸輪軸只需轉一圈就噴油一次，二者速比為21。五、調速器調速器1 噴油泵的速度特性噴油泵的速度特性在調節(jié)拉桿位置不變時，隨著發(fā)動機曲軸轉速增大，柱塞有效行程略有增加，而供油量也略有增大；反之，供油量略有減少。這種供油量隨轉速變化的關系稱為噴油泵的速度特性。 2 柴油機上為什么要安裝調速器柴油機上為什么要安裝調速器 噴油泵的速

16、度特性對工況多變的柴油機是非常不利的。當發(fā)動機負荷稍有變化時，導致發(fā)動機轉速變化很大。當負荷減小時，轉速升高，轉速升高導致柱塞泵循環(huán)供油量增加，循環(huán)供油量增加又導致轉速進一步升高，這樣不斷地惡性循環(huán)，造成發(fā)動機轉速越來越高，最后飛車；反之，造成發(fā)動機轉速越來越低，最后熄火。 要改變這種惡性循環(huán)，就要求有一種能根據(jù)負荷的變化，自動調節(jié)供油量。使發(fā)動機在規(guī)定的轉速范圍內穩(wěn)定運轉的自動控制機構。因此，柴油機要滿足使用要求，就必須安裝調速器。 3 調速器的形式調速器的形式 型式：按功能分有兩速調速器、全速調速器、定速調速器和綜合調速器；按轉速傳感分有氣動式調速器、機械離心式調速器和復合式調速器。 4

17、機械離心式調速器的工作原理機械離心式調速器的工作原理機械離心式調速器是根據(jù)彈簧力和離心力相平衡進行調速的，工作中，彈簧力總是將供油拉桿向循環(huán)供油量增加的方向移動；而離心力總是將供油拉桿向循環(huán)供油量減少的方向移動。當負荷減小時，轉速升高，離心力大于彈簧力，供油拉桿向循環(huán)供油量減少的方向移動，直到離心力和彈簧力平衡，供油拉桿才保持不變。這樣轉速基本穩(wěn)定在很小的范圍內變化。 5 兩速調速器兩速調速器 兩速調速器適用于一般條件下使用的汽車柴油機，它只能自動穩(wěn)定和限制柴油機最低與最高轉速，而在所有中間轉速范圍內則由駕駛員控制。 六、柴油機燃料供給系常見故障診斷 （一）、低壓油路不暢 1.現(xiàn)象松開柴油濾清

18、器放氣螺釘（轉子泵柴油機）或噴油泵放氣螺釘（柱塞泵柴油機），用手油泵泵油，放氣螺釘處排出泡沫油或不排油。 2.原因分析及診斷沿油路分析原因并采用輔助方法診斷（1）柱塞泵低壓油路）柱塞泵低壓油路油箱油箱輸油泵輸油泵濾清器濾清器高壓油泵高壓油泵輔助方法：用手油泵泵油試驗。輔助方法：用手油泵泵油試驗。低壓油路不暢（2）轉子泵低壓油路）轉子泵低壓油路油箱油箱膜片式輸油泵膜片式輸油泵濾清器濾清器葉片式輸油泵葉片式輸油泵斷油電磁閥斷油電磁閥轉子分配泵轉子分配泵輔助方法：用手油泵（在濾清器上）輔助方法：用手油泵（在濾清器上）泵油試驗。泵油試驗。 低壓油路不暢原因主要是： 油箱缺油； 輸油泵失效； 油路或濾清

19、器堵塞； 低壓油路密封不良（漏氣）。六、柴油機燃料供給系常見故障診斷 二、高壓油路不暢二、高壓油路不暢 1.現(xiàn)象現(xiàn)象低壓油路供油正常，但噴油器不噴油。低壓油路供油正常，但噴油器不噴油。 2.原因分析及診斷原因分析及診斷沿油路分析原因并采用輔助方法診斷沿油路分析原因并采用輔助方法診斷高壓油路高壓油路高壓油泵高壓油泵噴油器噴油器高壓油路不暢主要原因：高壓油路不暢主要原因：噴油器故障；噴油器故障；高壓泵故障（包括油量調節(jié)機構、柱塞偶件、出油閥偶件）；高壓泵故障（包括油量調節(jié)機構、柱塞偶件、出油閥偶件）；高壓油路堵塞或泄漏。高壓油路堵塞或泄漏。六、柴油機燃料供給系常見故障診斷 （三）、壓縮溫度過低 1.現(xiàn)象若檢查柴油機高、低壓油路供油均正常，發(fā)動機仍不易起動、排氣管排灰白色煙霧。 2.原因分析及診斷主要是空氣供給裝置或發(fā)動機機械故障所致?？諝夤┙o裝置：進氣不足或預熱裝置故障；機械故障：氣缸壓力不足。六、柴油機燃料供