《熱力發(fā)動機(jī)構(gòu)造》chapter5柴油機(jī)燃油供給系end

第五章柴油機(jī)供給系§5-1柴油機(jī)供給系的組成及燃料多余油燃油箱濾清器輸油泵噴油泵噴油器氣缸多余油低壓油路高壓油路一、燃油供給裝置（一）功用

根據(jù)柴油機(jī)的工作要求，定時(shí)、定量、定壓將霧化質(zhì)量良好的柴油按一定的噴油規(guī)律噴入氣缸內(nèi)，并使其與空氣迅速良好地混合和燃燒。1、熱效率高、經(jīng)濟(jì)性好、故障少。2、混合氣形成、點(diǎn)火和燃燒方式不同于汽油機(jī)。3、排氣污染小。4、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量大，制造成本高。5、排氣噪聲大。(二)、柴油機(jī)的特點(diǎn)第五章柴油機(jī)供給系柴油機(jī)燃料供給系（噴油泵與噴油器用高壓油管連接）二、柴油的性能及選用1、十六烷值

評定柴油自燃性好壞的指標(biāo)。

十六烷值高，自燃點(diǎn)低，著火延遲期短，著火后壓力升高率低，工作柔和。即柴油的抗粗暴性好，低溫起動性好。

而十六烷值較低時(shí)，著火延遲期較長，著火前缸內(nèi)可燃?xì)怏w多，造成預(yù)混燃燒劇烈，壓力升高過快，燃燒壓力過高，機(jī)械負(fù)荷增大。因此，著火性能是柴油最重要的性能。注：十六烷值與衡量汽油抗爆性的指標(biāo)辛烷值恰好相反：十六烷值高的柴油，辛烷值就低，十六烷值低的柴油，辛烷值就高。第五章柴油機(jī)供給系

2、餾程

表示柴油的蒸發(fā)性，用燃油餾出某一百分比的溫度范圍來表示。餾出50%溫度低，說明燃料輕餾分多，蒸發(fā)快，利于混合氣的形成。

3、粘度

表示燃料內(nèi)部摩擦力的物理特性，影響了柴油的霧化質(zhì)量。粘度低，柴油噴出時(shí)，可粉碎成較小的顆粒，霧化性好?；旌蠚庑纬少|(zhì)量及燃燒效果好。

4、凝點(diǎn)

指柴油失去流動性開始凝結(jié)的溫度。我國輕柴油的牌號以凝點(diǎn)劃分：10#、0#、-10#、-20#等。

5、柴油的選用

選用柴油時(shí)，應(yīng)按最低環(huán)境溫度高出凝點(diǎn)5°C以上，即：環(huán)境溫度：-5°C，選用-10#柴油等。 選用十六烷值高、蒸發(fā)性好、凝點(diǎn)和粘度合適、不含水量水分和雜質(zhì)的柴油。第五章柴油機(jī)供給系第五章柴油機(jī)供給系§5-2可燃混合氣形成與燃燒室第五章柴油機(jī)供給系可燃混合氣的形成的特點(diǎn)a、柴油機(jī)燃料的混合和燃燒在氣缸內(nèi)進(jìn)行；混合氣形成的空間小、時(shí)間短。b、柴油粘度大，蒸發(fā)性差，不宜霧化和氣，不利于混合氣的形成。c、邊噴邊燃燒混合氣的成分變化形成缺氧和富氧區(qū)，形成不同的排放物。d、燃燒室各處混合氣成分不均勻，且隨時(shí)間變化，需采用較大的過量空氣系數(shù)。

高溫壓縮空氣霧狀柴油燃燒噴射物理化學(xué)變化持續(xù)噴射霧狀柴油噴射（1）燃料的混合和燃燒是在氣缸內(nèi)進(jìn)行的。（2）混合與燃燒的時(shí)間很短0.0017～0.004秒（氣缸內(nèi)）（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(shí)，連續(xù)重疊進(jìn)行的，即邊噴射，邊混合，邊燃燒。第五章柴油機(jī)供給系3、燃燒過程分析

1)備燃期AB

1、AB——滯燃期

2、A-TDC——噴油提前角

2)速燃期BC

1、壓力升高率

P/ 2、“敲缸”

3)緩燃期CD 4)后燃期DE第五章柴油機(jī)供給系最佳噴油提前角1、最佳噴油提前角，噴油過早……，噴油過遲……（隨轉(zhuǎn)速的增加，應(yīng)加大噴油提前角）2、怠速敲缸（最佳噴油提前角按標(biāo)定轉(zhuǎn)速選定，存在怠速時(shí)，噴油提前角稍大，產(chǎn)生敲缸現(xiàn)象）3、過量空氣系數(shù)：實(shí)際供給的空氣量與理論空氣量之比。用表示，通常=1.15~2.2

輕柴油，L0=14.4kg/kg燃料；汽油，L0=14.9kg/kg燃料4、冒煙界限轉(zhuǎn)速一定時(shí)，加大噴油量，空氣量一定，燃燒不完全，產(chǎn)生一系列不良后果，最小為~4、幾個(gè)基本概念第五章柴油機(jī)供給系二、

柴油機(jī)燃燒室第五章柴油機(jī)供給系直噴式燃燒室

定義：直噴式燃燒室由凹頂活塞頂部與氣缸蓋底部所包圍的單一內(nèi)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(nèi)空氣渦流運(yùn)動，迅速形成混合氣。構(gòu)造特點(diǎn)：缸蓋底面是平的，活塞頂部下凹（ω型、淺盆型、球型、U型）第五章柴油機(jī)供給系ω型燃燒室特點(diǎn)：以空間霧化混合為主；小孔徑多孔噴油器，噴注與燃燒室形狀大致相符。優(yōu)點(diǎn)：形狀簡單，結(jié)構(gòu)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(jì)性較好；啟動容易。缺點(diǎn)：柴油機(jī)的最高燃燒壓力和壓力升高率都較高，工作粗暴，噴射壓力高，制造困難，噴孔易堵。

第五章柴油機(jī)供給系球型燃燒室特點(diǎn)：以油膜蒸發(fā)混合為主。利用螺旋進(jìn)氣道產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣渦流優(yōu)點(diǎn)：工作柔和，噪音小，又叫輕聲發(fā)動機(jī)。

缺點(diǎn)：起動困難，螺旋形進(jìn)氣道，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難第五章柴油機(jī)供給系淺盆型燃燒室

U型燃燒室第五章柴油機(jī)供給系直噴式燃燒室

1）燃燒室與螺旋進(jìn)氣道或切向進(jìn)氣道配合，形成中等強(qiáng)度的進(jìn)氣渦流，以促進(jìn)混合氣的形成。

2）對噴油壓力要求高，采用孔式噴油器，以提高霧化質(zhì)量。

3）整機(jī)性能評價(jià)：由于結(jié)構(gòu)緊湊，散熱面積小，故經(jīng)濟(jì)性好，起動性好。缺點(diǎn)：配合偶件加工精度要求高；噴孔易堵塞；工作比較粗暴。第五章柴油機(jī)供給系渦流室式與預(yù)燃室式分隔式燃燒室由兩部分組成：主燃燒室和副燃燒室，主、副燃燒室由通道相連。渦流室式：副燃燒室容積占總?cè)莘e之比50～80%，連接通道孔徑較大，且與副燃燒室相切，能形成強(qiáng)烈的有序的壓縮渦流，噴入其中的油束在渦流運(yùn)動的作用下，迅速混合?？山档蛯婌F質(zhì)量的要求，采用壓力較低的軸針式噴油器。預(yù)燃室式：副燃燒室容積占總?cè)莘e之比25～45%，連接通道孔徑較小，非切向連接，在壓縮過程中形成強(qiáng)烈的無規(guī)則的紊流運(yùn)動。同樣可降低對噴霧質(zhì)量的要求，采用壓力較低的軸針式噴油器。特點(diǎn)：混合氣的形成靠強(qiáng)烈的空氣運(yùn)動，對噴油系統(tǒng)要求不高，故障少。壓力升高比較緩慢，發(fā)動機(jī)工作平穩(wěn)。但散熱面積大（面容比S/D大），油耗較高，經(jīng)濟(jì)性較差，起動性較差第五章柴油機(jī)供給系分隔式燃燒室圖例第五章柴油機(jī)供給系§5-3噴油器第五章柴油機(jī)供給系功用：將噴油泵供給的高壓柴油，以一定的壓力，呈霧狀噴入燃燒室。燃油霧化細(xì)小顆粒，并將它們合理分布在燃燒室中。

型式：有孔式和軸針式。要求：①霧化均勻②噴射干脆利落

③無后滴現(xiàn)象④油束形狀與方向，適應(yīng)燃燒室精密偶件：針閥及針閥體軸針式噴油器第五章柴油機(jī)供給系孔式噴油器第五章柴油機(jī)供給系第五章柴油機(jī)供給系§5.4噴油泵

功用：提高柴油壓力，按照發(fā)動機(jī)的工作順序，負(fù)荷大小，定時(shí)定量地向噴油器輸送高壓柴油，且各缸供油壓力均等。分類：

柱塞式噴油泵ABP

轉(zhuǎn)子分配式噴油泵一、柱塞式噴油泵油箱

濾清器

輸油泵

柱塞式噴油泵

（柱塞

出油閥）

噴油器第五章柴油機(jī)供給系燃油濾清器低壓油管高壓油管噴油泵噴油器回油管燃油箱輸油泵油水分離器調(diào)速器限壓閥噴油提前器第五章柴油機(jī)供給系第五章柴油機(jī)供給系第五章柴油機(jī)供給系第五章柴油機(jī)供給系

柱塞副的構(gòu)造：柱塞和柱塞套是一對精密偶件，經(jīng)配對研磨后不能互換，要求有高的精度和光潔度以及好的耐磨性，其徑向間隙為0.001～

0.003mm柱塞柱塞套進(jìn)油孔螺旋槽第五章柴油機(jī)供給系油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)出油閥偶件第五章柴油機(jī)供給系柱塞的不同類型

(c)(b)(a)a供油終點(diǎn)調(diào)節(jié)法b為供應(yīng)始點(diǎn)調(diào)節(jié)法c供油始點(diǎn)和終點(diǎn)同時(shí)改變

工作時(shí)，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(fù)運(yùn)動，從而完成泵油任務(wù)，泵油過程可分為以下三個(gè)階段。進(jìn)油過程供油過程回油過程1、柱塞泵的工作原理第五章柴油機(jī)供給系1、柱塞泵的工作原理第五章柴油機(jī)供給系柱塞式噴油泵的工作過程：噴油泵凸輪→柱塞(上下運(yùn)動)→進(jìn)、回油孔→出油閥→高壓油管→噴油器→針閥→噴孔→燃燒室hg落座時(shí)受到緩沖（節(jié)流作用），不發(fā)生沖擊，磨損小，壽命長燃油壓力作用在閥上的面積小，提高了開啟壓力和開啟速度

2、等容式出油閥

3、供油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)功用：根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷的變化，通過轉(zhuǎn)動柱塞來改變循環(huán)供油量。組成：調(diào)節(jié)齒桿、調(diào)節(jié)齒圈、轉(zhuǎn)動套柱塞套調(diào)節(jié)齒桿調(diào)節(jié)齒圈柱塞轉(zhuǎn)動套工作原理：每循環(huán)供油量的調(diào)節(jié)是通過改變柱塞的有效壓油行程即改變柱塞上油量控制槽與柱塞套上回油孔之間的相對角位移而實(shí)現(xiàn)的?！顰型泵柱塞套固定不動，轉(zhuǎn)動柱塞，從而改變柱塞的有效壓油行程。順時(shí)針轉(zhuǎn)動，有效行程增加各缸供油量調(diào)節(jié)均勻步驟：調(diào)節(jié)齒桿不動，轉(zhuǎn)動控制套筒，帶動柱塞在柱塞套筒內(nèi)轉(zhuǎn)動，改變柱塞的有效行程，然后擰緊調(diào)節(jié)齒圈緊固螺釘。反復(fù)調(diào)整。柱塞油孔柱塞套柱塞腔調(diào)節(jié)齒桿直槽控制套筒螺釘齒圈停油油孔有效行程部分負(fù)荷供油最大負(fù)荷供油直槽正對油孔循環(huán)供油量容積螺旋槽3、供油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4、驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成：噴油泵凸輪軸、挺柱組件●油泵凸輪軸轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的一半，凸輪軸上凸輪數(shù)目等于發(fā)動機(jī)氣缸數(shù)目，與柱塞偶件數(shù)也相同

?！駶L輪銷插入挺柱孔的定位長槽中，使挺柱體在泵體導(dǎo)向孔中作往復(fù)運(yùn)動，防止挺柱體轉(zhuǎn)動?！裢χw上部有柱塞預(yù)行程調(diào)整螺釘。5、供油定時(shí)調(diào)節(jié)供油提前角：從柱塞頂面封閉柱塞套油孔起到活塞上止點(diǎn)為止，曲軸所轉(zhuǎn)過的角度。作用：保證供油時(shí)刻；保證各缸噴油提前角一致。措施：改變滾輪傳動部件高度H（擰出或擰進(jìn)調(diào)整螺母或螺釘、墊片）HH↑，供油提前角↑①柱塞往復(fù)運(yùn)動總行程L是不變的，由凸輪的升程決定②柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程,供油行程不受凸輪軸控制是可變的③供油開始時(shí)刻不隨供油行程的變化而變化④轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時(shí)刻，從而改變供油量

柱塞式噴油泵運(yùn)動及供油規(guī)律6、本節(jié)小結(jié)第五章柴油機(jī)供給系二、分配式噴油泵第五章柴油機(jī)供給系1、VE型分配噴油泵1、結(jié)構(gòu)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、二級滑片式輸油泵、高壓分配泵頭、電磁式斷油閥、機(jī)械式調(diào)速器、液壓式供油提前器A、端面凸輪盤被柱塞彈簧壓緊在滾輪架上，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動時(shí)，帶動聯(lián)軸器、端面凸輪盤、柱塞同方向旋轉(zhuǎn)B、端面凸輪盤帶動柱塞在柱塞套內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動柴油增壓柴油分配單柱塞式平面凸輪數(shù)與氣缸數(shù)相同。分配柱塞上有軸向中心油孔3、徑向貫通泄油孔2、四個(gè)進(jìn)油槽6（四缸機(jī)）、一個(gè)燃油分配孔5、外圓周上的壓力平衡槽4等。中心油孔與泄油孔相通。凸起部分凹下部分滾輪和平面凸輪盤始終接觸2、工作過程1）進(jìn)油過程當(dāng)平面凸輪盤12的凸輪型面凹下部分轉(zhuǎn)至與滾輪13接觸時(shí)，柱塞復(fù)位彈簧將分配柱塞14由右向左推至柱塞下止點(diǎn)，此時(shí)分配柱塞上的進(jìn)油槽3與柱塞套20上的進(jìn)油孔2相通，燃油經(jīng)進(jìn)油道17進(jìn)入柱塞腔4和中心油孔10內(nèi)。20當(dāng)平面凸輪盤由凹下部分轉(zhuǎn)至凸起部分與滾輪接觸時(shí)，分配柱塞在凸輪型面的推動下由左向右移動。在柱塞頭部的進(jìn)油槽轉(zhuǎn)過進(jìn)油孔時(shí)，分配柱塞封閉進(jìn)油孔，柱塞腔內(nèi)柴油增壓。當(dāng)分配孔18轉(zhuǎn)至與柱塞套上的出油孔相通，燃油進(jìn)入泵體上的分配油道7，柱塞繼續(xù)右移，油壓超過出油閥開啟壓力時(shí)，高壓燃油經(jīng)過出油閥、高壓油管進(jìn)入對應(yīng)氣缸的噴油器噴油。平面凸盤轉(zhuǎn)一周，燃油分配孔一次與各缸分配油道接通一次，向各缸供油一次。2）泵油過程分配柱塞繼續(xù)在凸輪凸起型面推動下右移，當(dāng)柱塞右移到柱塞上的泄油孔不再被油量調(diào)節(jié)套筒15遮蔽時(shí)，柱塞中心油孔高壓油腔與泵體內(nèi)低壓油腔相通，油壓迅速下降，出油閥關(guān)閉，停止供油。3）停油過程泄油孔調(diào)節(jié)套筒泄油孔分配柱塞上設(shè)有壓力平衡槽，在分配柱塞旋轉(zhuǎn)和移動過程中，壓力平衡槽始終與噴油泵體內(nèi)腔相通。在某一氣缸停止供油后，壓力平衡槽正好轉(zhuǎn)至與該氣缸對應(yīng)的分配油道相通，于是兩處油壓相同，這樣就保證了各分配油道供油結(jié)束時(shí)的殘余油壓相等，保證了各缸供油的均勻性。

4）壓力平衡過程

起動開關(guān)旋至OFF位置，電磁式斷油器電路斷開，閥門在回位彈簧的作用下關(guān)閉，切斷油路，發(fā)動機(jī)停機(jī)。電磁式斷油器3、斷油停機(jī)①穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)活塞左右端力相等，處于平衡位置。②轉(zhuǎn)速升高時(shí)二級滑片式輸油泵出口壓力增大，活塞右端壓力增大，活塞左移，帶動滾輪架轉(zhuǎn)動一定角度，供油提前。③轉(zhuǎn)速降低時(shí)與前述相反4、噴油提前器(一)速度特性

噴油泵的速度特性是指供油拉桿位置不變時(shí)，噴油泵每一個(gè)循環(huán)供油量（Δｇ）隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。

柱塞泵的供油特性每一循環(huán)的供油量（Δｇ）是隨轉(zhuǎn)速的升高而增加。(二)產(chǎn)生噴油泵速度特性的原因1．柱塞運(yùn)動速度增加時(shí)，由于柱塞套筒上的進(jìn)、回油孔的節(jié)流作用，產(chǎn)生早噴晚停。且節(jié)流作用隨著轉(zhuǎn)速的升高而增加，“早噴”和“晚?！钡某潭纫搽S著增大。2．柱塞運(yùn)動速度增加時(shí)，泄露時(shí)間縮短，泄露量減少。

一、柱塞式噴油泵的速度特性第五章柴油機(jī)供給系§5-5調(diào)速器(三)噴油泵速度特性帶來的惡果1．高速時(shí)飛車每循環(huán)供油量增加，充氣系數(shù)下降，造成油多氣少而冒黑煙，形成惡性循環(huán)而“超速”（飛車），嚴(yán)重時(shí)旋轉(zhuǎn)機(jī)件損壞。2．低速時(shí)熄火每循環(huán)供油量減少，充氣系數(shù)上升，造成油少氣多而“游車”（不穩(wěn)定），甚至熄火。

二、功用

在發(fā)動機(jī)工作時(shí)，根據(jù)負(fù)荷情況，自動調(diào)節(jié)供油量，以穩(wěn)定柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，并使之不發(fā)生超速和熄火。三、種類1、按起作用轉(zhuǎn)速可分：定速式、兩速式、全速式、綜合式2、按轉(zhuǎn)速傳感可分：機(jī)械離心式、氣動式、液壓式、電子式、復(fù)合式等

四、機(jī)械式調(diào)速器工作原理兩個(gè)基本組成部分：感應(yīng)元件：感應(yīng)外界負(fù)荷的變化執(zhí)行機(jī)構(gòu)：根據(jù)感應(yīng)元件傳遞的信號，相應(yīng)地調(diào)節(jié)供油量。第五章柴油機(jī)供給系

1、單速式調(diào)速器只在某一個(gè)轉(zhuǎn)速（標(biāo)定轉(zhuǎn)速）時(shí)起作用。主要用于轉(zhuǎn)速恒定的內(nèi)燃機(jī)中。發(fā)電機(jī)、離心泵等內(nèi)燃機(jī)。

兩速式調(diào)速器功能：在柴油機(jī)的怠速及標(biāo)定轉(zhuǎn)速兩種情況下起作用。主要用于汽車柴油機(jī)中。

第五章柴油機(jī)供給系RQ型調(diào)速器結(jié)構(gòu)：感應(yīng)部件傳動部件附加裝置全速式調(diào)速器在柴油機(jī)的全部工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均起作用。駕駛員根據(jù)需要選擇某個(gè)轉(zhuǎn)速后，調(diào)速器能自動使柴油機(jī)穩(wěn)定在該轉(zhuǎn)速下工作。用于負(fù)荷變化大等的工作機(jī)械。第五章柴油機(jī)供給系§5-6柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)的電子控制柴油機(jī)廣泛用于注重燃料經(jīng)濟(jì)性的大型載貨汽車和公共汽車上，作為轎車發(fā)動機(jī)，以往一直不太受歡迎。在70年代石油危機(jī)以后，曾出現(xiàn)了一股轎車發(fā)動機(jī)柴油化的潮流。目前柴油轎車少，對柴油機(jī)排放不象汽油機(jī)那