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1、第 5章 柴油機燃料供給系統(tǒng) 概 述 5.1 柴油機混合氣的形成、燃燒與燃燒室 5.2 噴油泵 5.3 主要內(nèi)容 噴油器 5.4 調(diào)速器 5.5 柴油機電控燃油噴射系統(tǒng) 5.6 5.1 概 述 5.1.1 柴油機燃料供給系的功用及要求 功用: 柴油機燃料供給系的功用是貯存、濾清和輸送柴油,并 按柴油機各種不同工況的要求定量、定壓噴入燃燒室,使其與空 氣迅速而良好地混合和燃燒,最后將廢氣排入大氣。 要 求: ( 1)各缸的供油要準(zhǔn)確、均勻和穩(wěn)定。 ( 2)在柴油機的 4個工作循環(huán)的準(zhǔn)確時刻開始 將燃油噴入汽缸,且在一定時間內(nèi)噴完。 ( 3)保證柴油得到良好的霧化。 ( 4)有合適的空氣渦流。 5
2、.1.2 柴油機燃料供給系的組成 柴油機燃料供給系統(tǒng)由低壓油路(柴油箱、輸油泵、柴油濾 清器及低壓油管)、高壓油路(噴油泵、高壓油管、噴油器)和 調(diào)節(jié)系統(tǒng)(離心式調(diào)速器、自動供油提前器)組成。 5.2 柴油機混合氣的形成、燃燒與燃燒室 5.2.1 柴油機混合氣的形成方式 柴油機混合氣的形成方式分為 空間霧化混合方式 油膜蒸發(fā)混合方式 復(fù)合式混合方式 5.2.2 柴油機混合氣的形成與燃燒 1.備燃期: A-B 2.速燃期: B-C 3.緩燃期: C-D D點為溫度最高點: 2000-2500K 4.后燃期: D-E 5.2.3 柴油機燃燒室 直接噴射式燃燒室: 又稱統(tǒng)一式燃燒室。常見結(jié) 構(gòu)有 型
3、燃燒室、四角形燃 燒室和球型燃燒室。 分開式燃燒室: 由主燃燒室和副燃燒室組成。常 見型式有渦流室式燃燒室和預(yù)燃 室式燃燒室。 1.直接噴射式燃燒室 1) 形燃燒室 優(yōu)點: 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)濟性較好。 缺點: 工作粗暴,制造困難,噴 孔易堵。 螺旋進氣道空氣渦流運動 型燃燒室 2)四角形燃燒室 1 螺旋進氣道; 2 噴油器; 3 四角形燃燒室; S 渦流 3)球形燃燒室 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,結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 制造困難。 2.分開式燃燒室 1)預(yù)燃室式燃燒室 優(yōu)點: 對噴油的
4、霧化質(zhì)量要 求不高,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),燃燒 噪音小。 缺點: 流動損失和散熱損失 大,經(jīng)濟性較差,起動性 也較差,為保證冷起動, 多裝有電熱塞。 2)渦流室式燃燒室 優(yōu)點: 工作柔和,空氣利 用率較高。 缺點: 熱損失大,經(jīng)濟性 差,起動困難 。 5.3 噴油泵 噴油泵的功用是定時、定量地向噴油器輸送高壓燃油 。 5.3.1 柱塞式噴油泵 1.柱塞式噴油泵的結(jié)構(gòu) 柱塞式噴油泵由分泵、油量調(diào)節(jié)機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、泵體 4部分組成,下面分別對各部分的結(jié)構(gòu)進行分析。 1)分泵 分 泵 的 結(jié) 構(gòu) 1 出油閥座; 2 切槽; 3 減壓帶; 4 出油閥; 5 出油閥彈簧; 6 出油閥壓緊螺母; 7 減容器; 8 低
5、壓密封墊圈; 9 上殼體(泵體); 10 高壓密封墊圈 ; 11 低壓進油室 ; 12 柱塞套筒定位螺釘; 13 柱塞套筒; 14 柱塞; 15 柱塞回位彈簧; 16 彈簧座; 17 調(diào)節(jié)臂 2)油量調(diào)節(jié)機構(gòu) ( 1)撥叉式油量調(diào)節(jié)機構(gòu) 撥叉式油量調(diào)節(jié)機構(gòu) 1 供油拉桿; 2 調(diào)節(jié)叉; 3 調(diào)節(jié)臂; 4 襯套 ( 2)齒桿式油量調(diào)節(jié)機構(gòu) 齒桿式油量調(diào)節(jié)機構(gòu) 1 柱塞; 2 傳動套; 3 齒扇; 4 齒桿; 5 柱塞套筒 3)驅(qū)動機構(gòu) 驅(qū)動機構(gòu)由噴油泵的凸輪軸和滾輪體等傳動件組成 。 噴油泵的驅(qū)動機構(gòu)(四沖程) 1 曲軸的正時齒輪; 2 配氣機構(gòu)的正時齒輪; 3 噴油泵的正時齒輪; 4 噴油泵凸
6、輪軸; 5 分泵 ; 6 配氣機構(gòu)的軸; 7 配氣機構(gòu); 8 曲軸 ( 1)凸輪軸 ( 2)滾輪體 滾輪體的功用是變凸輪的旋轉(zhuǎn)運動為自身的直線往復(fù)運 動,推動柱塞上行供油。它分為調(diào)整墊塊式和調(diào)整螺釘式兩 種形式。 調(diào)整墊塊式滾輪體的結(jié)構(gòu) 1 墊塊; 2 滾輪; 3 襯套; 4 滾輪軸; 5 滾輪架 調(diào)整螺釘式滾輪體結(jié)構(gòu) 1 滾輪軸; 2 滾輪; 3 滾輪架; 4 鎖緊螺母; 5 調(diào)整螺釘 2.柱塞式噴油泵的工作原理 柱塞式噴油泵的工作原理示意圖 1 柱塞; 2 柱塞套; 3 斜槽; 4 油孔; 5 出油閥座; 6 出油閥; 7 出油閥彈簧 5.3.2 轉(zhuǎn)子分配式噴油泵 1.徑向壓縮式分配泵 2
7、.軸向壓縮式分配泵 1)軸向壓縮式分配泵的結(jié)構(gòu) 2)軸向壓縮式分配泵的工作過程 分配柱塞向左移動,低壓柴油經(jīng)進油道、柱塞套上 的進油孔被吸入柱塞腔和中心油孔內(nèi) 。 ( 1)進油過程 ( 2)泵油過程 分配柱塞向右移動, 在進油槽轉(zhuǎn)過進油孔的同時, 分配柱塞將進油孔封住,這 時分配柱塞腔內(nèi)的柴油開始 增壓。當(dāng)分配柱塞右腔的柴 油壓力足夠高時,分配柱塞 正好右移到將燃油分配孔與 某缸進油道相通。于是,高 壓柴油從分配柱塞腔經(jīng)中心 油孔、燃油分配孔、出油孔 進入分配油道,頂開該缸的 出油閥噴入該缸燃燒室。 ( 3)停油過程 分配柱塞右移至最右 端時,分配塞柱塞上的泄 油孔移出油量調(diào)節(jié)套筒并 與噴油泵
8、體內(nèi)腔相通,分 配柱塞右腔、中心油孔和 分配油道的油壓下降,于 是高壓柴油從分配柱塞腔 經(jīng)中心油孔和泄油孔流進 噴油泵體內(nèi)腔,停止供油。 5.4 噴油器 功用: 將噴油泵供給的高壓柴油霧化成較細(xì)的顆粒,噴射到燃 燒室特定的部位,與空氣混合形成良好的可燃混合氣。 要求: 1)有一定的噴射壓力和射程。 2)合適的噴注錐角,良好的霧化質(zhì)量。 3)噴油終了迅速停油,無滴漏現(xiàn)象。 分類: 開式噴油器 和 閉式噴油器 閉式噴油器分為: 孔式噴油器 和 軸針式噴油器 5.4.1 孔式噴油器 結(jié)構(gòu): 針閥 針閥體 針閥偶件 頂桿 調(diào)壓彈簧 回油管接頭 5.4.2 軸針式噴油器 軸針式噴油器的結(jié)構(gòu) 1 針閥體;
9、 2 噴油器體; 3 頂桿; 4 調(diào)壓彈簧; 5 回油管螺栓; 6 調(diào)壓螺釘護帽; 7 調(diào)壓螺釘; 8 墊圈; 9 濾芯; 10 進油管接頭; 11 緊固螺套; 12 針閥 5.5 調(diào)速器 柴油機中常用的調(diào)速 器按其功用可分為 兩速式調(diào)速器 (又稱為兩極式調(diào)速器) 全速式調(diào)速器 (又稱為全制式、全程式調(diào)速器) 5.5.1 兩速式調(diào)速器 1.組成 2.工作原理 1)起動工況及怠速的控制 起動工況及怠速的控制 1 起動彈簧; 2 浮動杠桿; 3 調(diào)速彈簧; 4 飛塊; 5 滑套; 6 怠速彈簧; 7 支承杠桿; 8 張力杠桿; 9 導(dǎo)動杠桿; 10 控制杠桿; 11 油量調(diào)節(jié)齒條 2)正常工作工況
10、 正常工作工況 1 張力杠桿; 2 控制杠桿; 3 偏心軸; 4 支承杠桿; 5 怠速彈簧; 6 滑套; 7 飛塊; 8 調(diào)速彈簧; 3)最高轉(zhuǎn)速的控制 最高轉(zhuǎn)速的控制 1 張力杠桿; 2 滑套; 3 飛塊; 4 調(diào)速彈簧; 5 油量調(diào)節(jié)齒條 1.組成 5.5.2 全速式調(diào)速器 2.工作原理 1)起動工況 l 飛塊; 2 滑套; 3 起動杠桿; 4 油量控制滑套; 5 柱塞; 6 起動簧片; 7 張力杠桿; 8 起動怠速彈簧; 9 部分負(fù)荷彈簧; 10 調(diào)速彈簧; 11 怠速彈簧; h 起動時柱塞的有效行程 2)怠速工況 l 飛塊; 2 滑套; 3 起動杠桿; 6 起動簧片; 7 張力杠桿;
11、8 起動怠速彈簧 3)全負(fù)荷最高轉(zhuǎn)速工況 l 飛塊; 3 起動杠桿; 4 柱塞; 7 張力杠桿; 9 部分負(fù)荷彈簧; 10 調(diào)速彈簧; 5.6 柴油機電控燃油噴射系統(tǒng) 5.6.1 柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)的組成及控制原理 柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)主要由傳感器、 ECU和執(zhí)行器 3部 分組成。 柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)控制原理圖 5.6.2 柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)的類型 柴油機電控燃油噴 射系統(tǒng)主要分為 電控直列泵式 電控分配泵式 共軌式 1.電控分配泵式噴射系統(tǒng) 日本電裝公司 ECD-V1電控分配泵噴射系統(tǒng)原理圖 2.電控直列泵式噴射系統(tǒng) PPVI系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1 增量式凸輪軸角度編碼器; 2 凸輪; 3 簡化式噴油泵; 4 低壓系統(tǒng); 5 油管; 6 旁通溢流閥; 7 高速電磁鐵; 8 噴油器; 9 電子控制單元; 10 功率開關(guān)電路 3.共軌式電控噴射系統(tǒng) 所謂共軌式(公共軌道式)電控噴射系統(tǒng),是指該 系統(tǒng)中有一條公共油管,用高壓(或中壓)輸油泵向共軌 (公共油道)中泵油,用電磁閥進行壓力調(diào)節(jié)并由壓力傳感 器反饋控制。 卡特公司 HEUI系統(tǒng)原理圖 共軌式電控噴射系統(tǒng)