第六章柴油機

第六章柴油機課件第一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五

第五章柴油機供給系

第一節(jié)柴油機供給系的功用組成及燃料

第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒

第三節(jié)噴油器

第四節(jié)噴油泵

第五節(jié)調速器

第六節(jié)轉子分配式噴油泵

第七節(jié)噴油提前角調節(jié)裝置

第八節(jié)燃油供給系的輔助裝置第九節(jié)廢氣渦輪增壓第二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五

第一節(jié)柴油機供給系的功用組成及燃料一、柴油機的特點1．柴油機的工作特點（1）內部形成混合氣（2）壓縮自燃著火方式2．柴油機的性能特點（1）熱效率高。（2）經濟性好。（3）故障少。（4）排放污染小。（5）機械負荷和熱負荷大。（6）燃料供給系結構復雜、精度要求高。（7）柴油機的噪聲和振動大。第三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五二、功用與組成1．功用：將一定量的柴油以一定壓力和噴油質量定時噴入燃燒室，與空氣迅速混合并燃燒，作功后將燃燒廢氣排出氣缸。2．基本組成燃油供給裝置、空氣供給裝置、混合氣形成裝置和廢氣排出裝置四部分。第一節(jié)柴油機供給系的功用組成及燃料第四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)柴油機供給系的功用組成及燃料

柴油機燃料供給系短片第五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五3．工作過程

柴油箱貯有經過沉淀和濾清的柴油。柴油從柴油箱被吸入輸油泵并泵出，經柴油濾清器濾去雜質后，進入噴油泵。自噴油泵輸出的高壓柴油經高壓油管和噴油器噴入燃燒室。由于輸油泵的供油量比噴油泵供油量大得多，過量的柴油便經回油管回到輸油泵第一節(jié)柴油機供給系的功用組成及燃料第六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)柴油機供給系的功用組成及燃料

第七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)柴油機供給系的功用組成及燃料

三、柴油1、柴油的使用性能指標發(fā)火性:指燃油的自燃能力，柴油的發(fā)火性用“十六烷值”表示。通常汽車用柴油的十六烷值應在40～50范圍內。蒸發(fā)性:由燃油的蒸餾實驗確定需要測定的餾程是50%溜出溫度、90%溜出溫度及95％餾出溫度。若相同蒸發(fā)量的餾出溫度愈低，表明柴油蒸發(fā)性愈好，愈有利于可燃混合氣的形成和燃燒。第八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五粘度:決定燃油的流動性。。凝點:指柴油冷卻到開始失去流動性的溫度2、編號柴油分重柴油和輕柴油兩類。柴油：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-35。第一節(jié)柴油機供給系的功用組成及燃料

第九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室一、可燃混合氣的形成與燃燒

特點：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。其主要特點是：（1）燃料的混合和燃燒是在燃燒室進行的。（2）混合與燃燒的時間很短0.0017～0.004秒（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。

第十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五高溫壓縮空氣霧狀柴油燃燒噴射物理化學變化持續(xù)噴射霧狀柴油噴射第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五二、可燃混合物形成方法(一)空間霧化混合方式1．油霧形成

燃料以高壓、高速從噴油器以圓錐形的油束噴出2．空氣運動促進混合使油粒分布得更均勻，最有效的措施是使空氣運動，多采用兩種方法。1）使進氣產生渦流：2）產生擠壓渦流：第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五(二)油膜蒸發(fā)混合方式它是將柴油噴向燃燒室的壁面上，燃油的大部分（95％）形成油膜。由于油束貫穿空氣和室壁的反射，有少量油粒（5％）懸浮在空間，形成著火源。油膜在空間火源的熱能作用下，逐層蒸發(fā)、逐層卷走、逐層燃燒，產生了燃氣渦流，其燃燒速度是前期慢、后期快，使燃燒過程加速進行到終點。

第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五三、燃燒過程（1）備燃期（滯燃期）從噴油開始→開始著火燃燒為止隨著柴油溫度升高，少量的柴油分子首先分解，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0.0007～0.003秒。

第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五（2）速燃期從燃燒開始→氣缸內出現Pmax時為止火源中心已經形成，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。第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五（3）緩燃期從出現pmax→出現Tmax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。第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五（4）后燃期后燃期放出的熱量不能充分利用來作功，很大一部分熱量將通過缸壁散至冷卻水中，或隨廢氣排出，使發(fā)動機過熱，排氣溫度升高，造成發(fā)動機動力性下降，經濟性下降。因此，要盡可能地縮短后燃期。第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第二十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五分類：統(tǒng)一式燃燒室分隔式燃燒室

球型渦流室燃燒室預燃式燃燒室ω型統(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。第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第二十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五ω型燃燒室：形狀簡單、易于加工；結構緊湊；熱效率高；工作粗暴；要求噴油壓力高。球型燃燒室：靠油膜蒸發(fā)混合，工作柔和，起動困難。噴油壓力高U型燃燒室：混合氣形成方式屬于復合式；采用單孔軸針式噴油器；起動性好。第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室統(tǒng)一式燃燒室第二十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五分隔式燃燒室預熱室式燃燒室渦流室式燃燒室特點：油壓要求不高；故障少；工作較平穩(wěn)；散熱面積大；油耗高；起動性差。第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第二十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒室第二十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五一、功用與型式功用：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。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。

要求：①霧化均勻②噴射干脆利落

③無后滴現象④油束形狀與方向，適應燃燒室第三節(jié)噴油器第二十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五二、孔式噴油器應用： 直接噴射燃燒室，孔數1～8個，孔徑0.2～0.8mm特點：（1）噴孔的位置和方向與燃燒室形狀相適應，以保證油霧直接噴射在球形燃燒室壁上。（2）噴射壓力較高。（3）噴油頭細長，噴孔小，加工精度高。第三節(jié)噴油器第二十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五三、軸針式噴油器特點：（1）不噴油時針閥關閉噴孔，使高壓油腔與燃燒室隔開，燃燒氣體不致沖入油腔內引起積炭堵塞。（2）噴孔直徑較大，便于加工且不易堵塞。（3）噴油開始和停止都干脆利落，沒有滴油現象。（4）不能滿足對噴油質量有特殊要求的燃燒室的需要第三節(jié)噴油器第二十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)噴油器噴油器短片第二十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）一、高壓油泵的作用和要求

（一）作用：根據柴油機負荷的大小，定時、定量地將高壓柴油依照發(fā)動機工作順序輸送給噴油器，再由噴油器噴入燃燒室。（二）要求：1、多缸柴油機噴油泵供油順序應符合該機的發(fā)火順序。2、各缸供油量要均勻，誤差＜3％～4％。3、各缸供油提前角要一致，誤差＜3％～4％。4、噴油泵應供油敏捷、停油干脆。第二十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五二、高壓油泵結構及工作原理

柱塞式噴油泵：性能良好，使用可靠，多用。國產系列：0＃、Ⅰ＃、Ⅱ＃、Ⅲ＃、A型、B型等。

轉子分配式噴油泵：體積小、質量輕等。分為：徑向壓縮式：PDA型分配泵。軸向壓縮式：VE型分配泵。

噴油泵－噴油器（P-T泵）：噴油泵和噴油器合為一體，消除了高壓油管帶來的不良影響，中、大型功率機用，有專門的PT燃油系統(tǒng)。第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第三十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五（一）柱塞式噴油泵（A型泵為例）泵油機構（分泵）：將低壓油轉換為高壓油，保證供油敏捷、停油干脆不后滴。油量調節(jié)機構：根據負荷的大小改變供給氣缸的泵油量。動力傳動機構：完成整個高壓油泵的動力需要過程，保證定時供油。

泵體：整體式上、下泵體式第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第三十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第三十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)噴油泵（高壓油泵)第三十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)噴油泵（高壓油泵)第三十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)噴油泵（高壓油泵)第三十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)噴油泵（高壓油泵)第三十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)噴油泵（高壓油泵)噴油泵短片第三十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五結構

泵油機構（分泵）組成：

柱塞偶件（柱塞套、柱塞）：為了保證柴油高壓的形成，柱塞與柱塞套的配合間隙為0.0015～0.0025mm，加工精度高，成本高。兩者易磨損。

出油閥偶件（出油閥、出油閥座）：保證供油敏捷，停油干脆；出油閥和出油閥座的配合間隙稍大于柱塞偶件的配合間隙。第四節(jié)噴油泵（高壓油泵)第三十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)噴油泵（高壓油泵)柱塞偶件第三十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五柱塞套柱塞第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）柱塞偶件第四十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）出油閥偶件第四十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五減壓環(huán)帶密封錐面導向桿部出油閥彈簧減容器第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）出油閥偶件第四十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五供油量調節(jié)機構：根據柴油機負荷的變化，通過轉動柱塞來改變循環(huán)供油量。組成：供油拉桿等第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）撥叉式（Ⅱ號泵）第四十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五撥叉式（Ⅱ號泵）第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第四十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五齒條齒圈式（齒桿式）A型泵第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第四十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五齒條齒圈式（齒桿式）A型泵第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第四十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五驅動機構(1)．作用：1）推動柱塞往復運動，完成進油、壓油、回油過程；2）保證供油正時。(2)．組成：凸輪軸、滾輪體1-密封調整墊；2-錐形滾柱軸承；3-連接錐面；4-油封；5-前端蓋；6-殼體；7-調整墊；8、9、10、11-凸輪；12-輸油泵偏心輪第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第四十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五凸輪軸第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第四十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五

滾輪體傳動件調整墊塊滾輪軸滾輪滾輪襯套滾輪架第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第四十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五3)調整螺釘式滾輪體

1-滾輪軸；2-滾輪；3-滾輪架；4-鎖緊螺母；5-調整螺釘第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第五十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五泵體(1)結構:整體式：A,B,P,Z型，整體式泵體可使剛度加大，在較高的噴油壓力下工作而不變形。但分泵和驅動件等零件的拆裝較麻煩。分體式：Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ號，組合式有上下兩部分，用螺栓連接在一起。上體安裝分泵，下體安裝驅動件和油量調節(jié)件第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第五十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五(2)柱塞泵的泵油原理進油:柱塞下行，進油孔開第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第五十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五壓油:柱塞上行，進油孔關第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第五十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五回油:柱塞上行，回油孔開第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第五十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第五十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）第五十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五噴油泵的驅動與供油正時

1-曲軸正時齒輪；2-噴油泵驅動齒輪；3-空氣壓縮機曲軸；4-聯(lián)軸器；5-供油提前角自動調節(jié)器；6-噴油泵；7-托板；8-調速器；9-配氣機構驅動齒輪；10-飛輪上的噴油正時標記；A-各處標記位置第四節(jié)噴油泵（高壓油泵）供油正時的調節(jié)第五十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第五節(jié)

調速器

一、調速器的作用作用

：當負荷改變時，自動地改變供油量的多少，維持穩(wěn)定運轉。對在良好的道路上行駛的汽車來說，多用于限制柴油機的最高轉速n和保持穩(wěn)定的最低轉速（怠速）。二、調速器的種類按作用原理分為

：機械離心式調速器（車用柴油機）；真空膜片式調速器（少數小功率柴油機）；復合調速器（機械離心式和真空膜片式合為一體）。按調節(jié)范圍分為

：兩速式調速器和全速式調速器。第五十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五三、離心式調速器的工作原理(一)基本工作原理第五節(jié)

調速器

離心式調速器原理簡圖第五十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五四、離心調速器的結構形式(一)大飛塊和浮動杠桿的結構第五節(jié)

調速器

大飛塊和浮動杠桿結構第六十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五(二)錐形飛塊和倒掛式調速杠桿機構第五節(jié)

調速器

錐形飛塊和倒掛式調速杠桿機構第六十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五(三)球盤式結構第五節(jié)

調速器

第六十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第五節(jié)

調速器第六十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第五節(jié)

調速器調速器短片第六十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第五節(jié)

調速器全速式調速器工作原理第六十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第六節(jié)柴油機轉子式噴油泵一、轉子泵燃油供給裝置的組成1-高壓油管

2-VE型轉子泵

3-膜片式輸油泵

4、10、13-低壓油管

5-雙級柴油濾清器

6-積水傳感器7-油箱

8、11-回油管

12-三通接頭

SOFIM柴油機燃油供給裝置組成如圖所示。第六十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五二、轉子分配泵的構造1-LED裝置膜片2-調整螺套3-傳動銷4-止動桿5-調速器6-葉片式輸油泵7-泵軸9-端面凸輪9-供油提前角自動調節(jié)器10-分配泵柱塞11-出油管接頭12-分配泵頭13-張力杠桿14-增壓補償器閥芯15-膜片彈簧第六節(jié)柴油機轉子式噴油泵SOFIM柴油機轉子泵如圖所示。第六十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五燃油箱膜片式輸油泵柴油濾清器葉片式輸油泵供油提前角自動調節(jié)器泵腔分配泵噴油器第六節(jié)柴油機轉子式噴油泵轉子泵工作原理如圖所示。第六十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五

柴油機轉子式噴油泵1-噴油器軸2-滾輪架3-聯(lián)軸器4-端面凸輪5-分配泵柱塞第六節(jié)柴油機轉子式噴油泵1、分配泵的驅動機第六十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五2、轉子分配泵工作過程可分為吸油、泵油和回油三個過程。

柱塞上設有4個（四缸機）均布的進油軸向槽12、1個分配孔7、1個中心油道3和1個泄油孔5。柱塞套上均布4個與出油道8對應的出油孔。第六節(jié)柴油機轉子式噴油泵（1）分配泵吸油過程如圖所示

第七十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五柱塞每轉一圈，通過每個進油槽各完成一次吸油；分配孔按作功順序向各缸噴油器供油一次。油壓平衡槽15的功用：在柱塞旋轉過程中分別與各出油道接通，以平衡各出油道內的壓力，保證各缸分油均勻。

第六節(jié)柴油機轉子式噴油泵（2）分配泵泵油過程如圖所示

第七十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五油量控制滑套6控制回油時刻；高壓油經柱塞中心油道和泄油孔流入泵殼內腔。第六節(jié)柴油機轉子式噴油泵（3）分配泵回油過程如圖所示

第七十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五通過斷油電磁閥4實現第六節(jié)柴油機轉子式噴油泵（4）分配泵停機熄火如圖所示

第七十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五3、分配泵供油提前角自動調節(jié)器1-滾輪2-彈簧3-傳動銷4-連接銷5-柱塞6-滾輪軸7-滾輪架第六節(jié)柴油機轉子式噴油泵供油提前角自動調節(jié)器結構原理如圖所示

第七十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五4、LDA氣動供油量調節(jié)裝置1-膜片2-彈簧3-彈簧座4-調節(jié)銷5-傳動銷6-補償桿7-銷軸A-錐形體

第六節(jié)柴油機轉子式噴油泵LDA裝置結構原理如圖所示

第七十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五一、供油提前角調節(jié)裝置

1、供油提前角調節(jié)的必要性

2、最佳噴油提前角

最佳噴油提前角是在轉速和供油量一定的條件下，能獲得最大功率及最小燃油消耗率的噴油提前角。噴油提前角實際上是由噴油泵供油提前角保證的。而調節(jié)整個噴油泵供油提前角的方法是改變發(fā)動機曲軸與噴油泵凸輪軸的相對角位置為滿足最佳噴油提前角隨轉速升高而增大的要求。第七節(jié)噴油提前角調節(jié)裝置第七十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五二、供油提前角自動調節(jié)的構造和工作原理如圖所示，它裝于噴油泵凸輪軸的前端，用聯(lián)軸器來驅動，由主動件、從動件和離心件三部分組成。它是一個密封體，內腔充滿潤滑油。1-主動盤；6-飛塊；7-彈簧座；12-滾輪；14-從動盤；22-飛塊銷釘；23-從動盤臂第七節(jié)噴油提前角調節(jié)裝置第七十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五一、柴油濾清器（柴油機多設粗細兩級濾清器）(一)作用

濾去柴油中的雜質、水分和石蠟，以減小各精密偶件的磨損，保證噴霧質量。(二)型式、材料多為過濾式，濾芯由綢布、毛氈、金屬絲及紙制成。(三)結構特點1．濾清器蓋上有放氣螺釘。擰開螺釘，抽動手動輸油泵，可以排除濾清器和低壓油路內的空氣。2．有的濾清器蓋上裝有限壓閥。3．濾清器外殼底部多設有放污螺塞，以便定期排除雜質和水分。第八節(jié)燃油供給系的輔助裝置第七十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五(四)類型：金屬帶縫隙式濾清器第八節(jié)燃油供給系的輔助裝置1-金屬帶縫隙式濾芯2-外殼3-波紋管4-黃銅帶5-放油螺塞第七十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期五第八節(jié)燃油供給系的輔助裝置第八十頁，共八十九頁，編輯于2