单元五 柴油机燃料供给系统

null单元七 柴油机燃料供给系统单元七 柴油机燃料供给系统教学目标 1.熟悉柴油机燃料供给系统的功用及基本组成 2.了解柴油机燃料供给系统的工作情况 3.熟悉柴油机混合气的形成特点及形成方式 4.掌握柴油机燃料供给系统各主要部件的结构及原理7.1 概述 7.1 概述 一、功用 不断提供清洁的燃料和空气，根据柴油机不同工况的要求，将一定量的柴油以一定压力和喷油质量定时喷入燃烧室，使其与空气迅速混合并燃烧，最后将燃烧废气排入大气。 二、基本组成 1.燃料供给装置：功用是完成燃料的存储、滤清和输送工作，并以一定压力和喷油质量定时、定量地将燃料喷入燃烧室。 （1）低压油路部分：油箱到喷油泵入口之间的油路。其油压是由输油泵建立的，一般为0.15～0.3MPa，主要包括油箱、输油泵、柴油滤清器和低压油管等。 7.1 概述7.1 概述二、基本组成 （2）高压油路部分：从喷油泵到喷油器之间的油路，其油压是由喷油泵建立的，一般在10MPa以上，主要包括喷油泵、喷油器和高压油管等。 2.空气供给装置：其功用是为发动机提供清洁的空气。包括空滤器、进气管及进气道等，有时还装有进气增压装置。 3.混合气形成装置：其功用是使燃油与空气混合形成可燃混合气。柴油机的混合气形成装置就是燃烧室。 4.废气排出装置：其功用是将燃烧废气排出汽缸。包括排气道、排气管及排气消声器等。装用柱塞泵柴油机的燃料供给装置 装用柱塞泵柴油机的燃料供给装置 1—油箱 2—粗滤器 3—连接器 4—提前器 5—喷油泵 6—输油泵 7—调速器 8—低压油管 9—细滤器 10—高压油管 11—喷油器 12—回油管 装用分配泵柴油机的燃油供给装置 装用分配泵柴油机的燃油供给装置 1-油箱 2-油水分离器 3-输油泵 4-二级输油泵 5-燃油滤清器 6-调压阀 7-分配式喷油泵传动轴 8-调速手柄 9-分配式喷油泵 10-喷油器 11-回油管 12-分配式喷油泵柱塞 13-喷油提前器 14-调速器传动齿轮 7.1 概述7.1 概述三、柴油机燃料供给系统的工作情况 1.装用柱塞泵柴油机燃料供给装置的工作情况1—油箱 2—粗滤器 3—连接器 4—提前器 5—喷油泵 6—输油泵 7—调速器 8—低压油管 9—细滤器 10—高压油管 11—喷油器 12—回油管 7.1 概述7.1 概述三、柴油机燃料供给系统的工作情况 2.装用分配泵柴油机燃料供给装置的工作情况1-油箱 2-油水分离器 3-输油泵 4-二级输油泵 5-燃油滤清器 6-调压阀 7-分配式喷油泵传动轴 8-调速手柄 9-分配式喷油泵 10-喷油器 11-回油管 12-分配式喷油泵柱塞 13-喷油提前器 14-调速器传动齿轮 7.1 概述7.1 概述四、柴油机混合气的形成 1. 柴油机混合气形成特点： 混合气的形成和燃烧是同时进行，即边喷油、边雾化、边混合、边燃烧。 可燃混合气在燃烧室内形成，时间短、空间小而且很不均匀。混合气的形成混合与燃烧的时间为0.0017～0.004秒，导致燃烧不完全，排气管冒黑烟。 7.1 概述7.1 概述四、柴油机混合气的形成 2. 柴油机混合气形成方式： （1）空间雾化混合方式：喷油器以一定压力、一定射程和一定雾化质量将柴油喷入燃烧室并形成油雾，从高温空气中吸热、蒸发，并在空气涡流的作用下扩散，与空气混合形成可燃混合气。 要求油束的形状(射程、锥角)与燃烧室形状匹配，保证混合气形成均匀；采用多孔喷油器，扩大油雾分布空间；组织一定的空气涡流运动，加速混合气的形成。 7.1 概述7.1 概述四、柴油机混合气的形成 2. 柴油机混合气形成方式： （2）空间雾化混合方式：喷油器将大部分柴油喷射到燃烧室壁面上形成油膜，油膜从燃烧室壁面上吸热并逐层蒸发，并在空气涡流的作用下扩散，与空气混合形成可燃混合气。 与空间雾化混合方式相比，油膜蒸发混合方式形成的混合气要均匀些；由于分层燃烧，同时燃烧的混合气量少，气缸压力上升缓慢，工作柔和，但动力性稍差。 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造一、输油泵 1.功用：使柴油产生一定的压力，用以克服滤清器及管路的阻力，保证连续不断地向喷油泵输送足够的柴油。 2.类型：活塞式、膜片式、叶片式。 3.膜片式输油泵的结构与原理 （1）结构：由转子、滑片、偏心环和端盖等组成。 1—分配泵驱动轴　 2—弹性连接块　 3—调速器驱动齿轮　 4—垫片　 5—端盖　 6—转子　 7—偏心环 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造3.膜片式输油泵的结构与原理 （2）工作原理： 1—低压油管 2—转子 3—油道 4—叶片 5—输出油道 6—调压阀 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造二、柴油滤清器 1.功用是滤除柴油中的杂质、水分和石蜡，以减轻喷油泵和喷油器各精密偶件的磨损。 2.类型： （1）单级柴油滤清器：其结构原理与纸质滤芯式机油粗滤器基本相同，区别主要在于柴油滤清器盖上设有放气螺钉和限压阀。 放气螺钉出油口盖进油口壳体滤芯中心杆放油螺塞限压阀7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造二、柴油滤清器 2.类型： （2）双级柴油滤清器：两个单级柴油滤清器串联成一体，第一级采用纸质滤芯，第二级采用毛毡滤芯或纸质滤芯。 2—中心螺栓3—壳体5—毛毡滤芯8—油管接头　 10—放气螺钉　12—限压阀　13—滤清器盖　14—纸质滤芯　 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造三、油水分离器 1.功用：去除柴油中的水分。 2.结构：由手压膜片泵、液面传感器、浮子、分离器壳体和分离器盖等组成 。 1—手压膜片泵　 2—进油口　 3—放水水位　 4—放水塞　 5—液面传感器 6—浮子　 7—分离器壳体　 8—分离器盖　 9—出油口 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造四、喷油器 1.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。 2.型式：目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式和轴针式两种。 孔式及轴针式喷油器7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造四、喷油器 （1）孔式喷油器 应用：直接喷射式燃烧室，孔数1～8个，孔径0.2～0.8mm。 特点： 喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应。 喷射压力较高。 针阀头部细长，喷孔小，加工精度高。 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造四、喷油器 （2）轴针式喷油器 应用：分隔式燃烧室 特点： 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。 喷孔直径大（0.2～0.8mm），不易堵塞，工作可靠。7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造四、喷油器 3.孔式喷油器结构及原理： （1）结构： 由针阀、针阀体、调压弹簧、调压螺钉、顶杆、及喷油器体等零件组成。 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造四、喷油器 3.孔式喷油器结构及原理： （2）工作原理：喷油泵供油时，高压柴油进入针阀喷油器高压油腔，油压作用在针阀的承压锥面上，给针阀一个向上的轴向推力。当针阀所受的轴向推力足以克服调压弹簧的预紧力时，针阀向上移动而打开喷孔，高压柴油便从针阀体下端的喷油孔喷射出去。当喷油泵停止供油时，由于高压油路内油压迅速下降，针阀在调压弹簧的作用下及时回位，喷孔被关闭，喷油器喷油停止。7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造五、喷油泵 一）功用：接受输油泵输送来的低压柴油，对柴油进行加压后，根据柴油机不同工况的要求，定时、定量地向喷油器输送高压柴油。 二）要求： 1. 各缸的供油提前角相同，误差小于0.5°～1°曲轴转角。供油提前角应随着柴油机工况的变化而变化，所以应装有供油提前器。 2.各缸的供油量相等。在标定工况下各缸供油量相差不超过3%～5%。供油量也应随着柴油机工况的变化而变化，所以喷油泵必须有油量调节机构。 3.各缸的供油持续角一致。 4. 供油停止迅速，以免产生喷油器的滴油现象或不正常喷射现象。 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造五、喷油泵 三）类型：直列柱塞式、分配式以及泵-喷油器等三种。 分配式喷油泵又分转子式（径向压缩式）和单柱塞式（轴向压缩式）两种。 四） VE型分配泵（以轴向压缩式为例） 1.结构：分配泵驱动机构、叶片式输油泵、电磁式断油阀等部分组成。此外，调速器和供油提前角自动调节器也安装在分配泵体内。 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造高压泵头叶片式输油泵供油提前角自动调节器调速器出油阀电磁式断油阀四） VE型分配泵1.结构：驱动机构7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造四） VE型分配泵 1.结构：7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造1-叶片式输油泵　 2-调速器驱动齿轮　 3-液压式喷油提前器　 4-平面凸轮盘　 5-油量调节套筒　 6-柱塞弹簧　 7-分配柱塞　 8-出油阀　 9-柱塞套　 10-断油阀　 18调压阀　 19—驱动轴7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造1—驱动轴 2—滚轮架 3—联轴器 4—平面凸轮盘 5—滚轮 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造四） VE型分配泵 2.工作过程-进油过程 当平面凸轮盘转至其凹下部分与滚轮接触时，在平面凸轮盘旋转带动下及柱塞弹簧作用下，使分配柱塞边转边向左移，此时泄油孔被油量调节套筒封闭，燃油分配孔与柱塞套上的各出油孔相互错开，柱塞腔内因容积增加而产生真空度。当柱塞上的某一进油槽与柱塞套的进油孔相通时，来自叶片式输油泵的柴油经泵体内腔、进油道、进油孔、进油槽进入柱塞腔和中心油孔内，完成吸油过程。7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造四） VE型分配泵 2.工作过程-泵油过程 当平面凸轮盘转至其凸起部分逐渐与滚轮接触时，在平面凸轮盘的旋转带动下使分配柱塞边转边右移。当进油槽转过进油孔时，进油孔被分配柱塞封闭，柱塞腔内柴油压力升高。当分配柱塞上燃油分配孔与柱塞套上的某一出油孔相通时，高压柴油从柱塞腔经中心油道、燃油分配孔、出油孔，进入分配油道，顶开出油阀，供往喷油器，完成泵油过程。7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造四） VE型分配泵 2.工作过程-停油过程 在平面凸轮盘旋转的带动下分配柱塞继续右移，当分配柱塞上的泄油孔移出油量调节套筒并与喷油泵体内腔相通时，柱塞腔内的高压柴油从柱塞腔经中心油孔和泄油孔流进泵体内腔，柴油压力迅速下降，出油阀关闭，供油停止。 从柱塞上的燃油分配孔与柱塞套上的出油孔相通的时刻起，至泄油孔移出油量调节套筒的时刻止，分配柱塞所移动的距离为柱塞有效供油行程。7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造四） VE型分配泵 2.工作过程-压力平衡过程分配柱塞上设有压力平衡槽，在分配柱塞运动（旋转和移动）过程中，压力平衡槽始终与喷油泵体内腔相通。在某一汽缸供油结束且当分配柱塞转至压力平衡槽与相应汽缸的分配油道连通时（供油结束后分配柱塞再转180°），分配油道与喷油泵体内腔相通，于是两处的油压趋于平衡。这样，在分配柱塞运动过程中， 压力平衡槽与各缸分配油道逐个相通，使各分配油道内的压力在燃油喷射前均衡一致，从而保证了各缸供油的均匀性。7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造四） VE型分配泵 3.供油提前角自动调节器 结构及原理：由滚轮架、柱塞、弹簧、传动销及连接销等组成。1-驱动轴　2-滚轮架 3-滚轮 4-传动销 5-止动销　6、12-O形圈　 7-侧盖板 8-泵体 9-柱塞 10-连接销 11-弹簧 13-侧盖 14-A油孔7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造四） VE型分配泵 4.电磁式断油阀 结构及原理：由电磁线圈、回位弹簧及阀门等组成。 1-蓄电池　 2-启动开关　3-电阻　 4-电磁线圈　 5-回位弹簧　6-阀门　 7-进油孔　8-进油道 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造六、调速器 一）功用：根据柴油机负荷及转速的变化自动调节喷油泵的供油量，以稳定和限制柴油机转速，使柴油机在不同工况下都能保持稳定运转。 二、类型 1.按作用原理不同：机械离心式、气动膜片式、复合式和电子式等。 2.按起作用的转速范围不同：两速式（怠速和高速时起作用）和全速式（各种转速下均起作用）两种。7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造六、调速器 三）机械离心全速式调速器 –以VE型分配泵的调速器为例 1.结构：主要由传动组件（传动齿轮1）、感知组件（支架、飞锤3、调速套筒4)、调速杠杆组件（启动杠杆15、张力杠杆12、调整杠杆16）、弹簧组件（调速弹簧8、怠速弹簧10、启动弹簧13）及调整机构（怠速调整螺钉6、高速限制螺钉7、最大供油量调整螺钉11）等组成。7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造2.工作原理： （1）启动工况： A—启动弹簧压缩量 C—启动加浓供油位置 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造2.工作原理： （2）怠速工况：1-怠速调节螺钉 2-调速手柄 3-调速弹簧 4-怠速弹簧 N-支撑销轴 D—怠速供油位置 B—怠速弹簧压缩量7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造2.工作原理： （3）中速工况： E-部分负荷最高转速供油位置 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造2.工作原理： （4）最高速工况： F-全负荷最高转速供油位置 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造2.工作原理： （5）最大供油量的调节： 11-最大供油量调节螺钉 16-调整杠杆 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造3.附加装置 （1）增压补偿器： 功用：根据增压压力的大小，自动调节供油量，以提高柴油机的性能。 结构：由膜片5、补偿器阀杆10、补偿杠杆2、销轴1等组成。 1-销轴　2-补偿杠杆　3-膜片上支撑板　4-补偿器盖　5-膜片　 6-补偿器体　7-膜片下支撑板　8-通气孔　9-弹簧　10-补偿器阀杆　 11-张力杠杆　12-供油量调节套筒　13-调速弹簧7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造3.附加装置 （1）增压补偿器： 原理： 当增压压力升高时，膜片带动阀杆10向下运动，在调速弹簧13的作用下，阀杆锥体相接触的补偿杠杆2绕销轴1顺时针方向转动，张力杠杆绕销轴N逆时针方向摆动，油量调节套筒12右移，供油量增加；反之，当增压压力减少时，供油量相应减少。 7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造3.附加装置 （2）负荷传感供油提前装置： 1-进油口　2-调压阀　3-叶片式输油泵　4-供油提前角自动调节器 5-油量调节套筒　6-泄油量孔　7-调速套筒　8-调速器轴 功用：根据柴油机负荷的变化自动改变供油提前角。 结构原理：7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造7.2 柴油机燃料供给系统各主要零部件的构造3.附加装置 （3）大气压力补偿器 ：功用：随着大气压力的降低或海拔高度的增加自动减少供油量，以防止柴油机排气冒黑烟 。 结构原理：1-油量调节套筒　2-调速手柄　3-调速弹簧　4-控制臂　5-连接销 6-大气压力感知盒　7-推杆　8-最大供油量调节螺钉　9-张力杠杆　10-启动杠杆 S、N—销轴