第五章		柴油机供给系
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第五章 柴油机供给系. 柴油机供给系的功用组成及燃料 可燃混合气的形成与燃烧室 喷油器 喷油泵 调速器 燃油的贮存滤清和输送 废气涡轮增压. 柴油机的特点 1 .压缩比大( 15 ~ 22 ),热效率高( 30 %~ 40 %),经济性好;无点火系,油路系统机件精密、耐用,故障少。 2 .混合气的形成、点火和燃烧方式不同于汽油机。高压柴油喷入燃烧室,混合气在燃烧室内形成,压燃后边喷边燃。 3 .柴油机的 CO 和 HC 排放低, NOX 较多,大负荷易产生碳烟。 4 .柴油机结构复杂、质量大、材料好、加工精度高,制造成本较高。

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Presentation Transcript

第五章 柴油机供给系

柴油机供给系的功用组成及燃料

可燃混合气的形成与燃烧室

喷油器 喷油泵

调速器

燃油的贮存滤清和输送

废气涡轮增压


柴油机的特点

1.压缩比大(15~22),热效率高(30%~40%),经济性好;无点火系,油路系统机件精密、耐用,故障少。

2.混合气的形成、点火和燃烧方式不同于汽油机。高压柴油喷入燃烧室,混合气在燃烧室内形成,压燃后边喷边燃。

3.柴油机的CO和HC排放低,NOX较多,大负荷易产生碳烟。

4.柴油机结构复杂、质量大、材料好、加工精度高,制造成本较高。

5.柴油机的排气噪声大,废气中含SO2多。


§5.1 概述

1. 功用

完成燃料的储存、滤清和输送工作,按柴油机各种不同工况的要求,定时、定量、定压并以一定的喷油质量喷入燃烧室,使其与空气迅速而良好地混合和燃烧,最后使废气排入大气。

(1)在适当的时刻,将一定数量的洁净燃油增压后以适当的规律喷入燃烧室。

(2)在每一个工作循环内,各气缸均喷油一次,喷油次序与气缸工作顺序一致

(3)根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量,以保证柴油机稳定运转,尤其是稳定怠速,限制超速

(4)储存一定数量的燃油,保证汽车的最大里程


2. 组成

燃油供给装置:柴油箱、输油泵、柴油滤清器(柴油滤清器有粗细两种,一般粗滤器设在输油泵之前,细滤器设在输油泵之后。)、喷油泵、喷油器等。

空气供给装置:空气滤清器、进气管道。

混合气形成装置:燃烧室。

废气排出装置:排气管道、消音器


3.工作过程

柴油箱贮有经过沉淀和滤清的柴油。柴油从柴油箱被吸入输油泵并泵出,经柴油滤清器滤去杂质后,进入喷油泵。自喷油泵输出的高压柴油经高压油管和喷油器喷入燃烧室。由于输油泵的供油量比喷油泵供油量大得多,过量的柴油便经回油管回到输油泵


低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


高压油路:从喷油泵到喷油器这段油路中的油压是由喷油泵建立的,一般在高压油路:从喷油泵到喷油器这段油路中的油压是由喷油泵建立的,一般在10Mpa以上,故这段油路称为高压油路。


回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大3~4倍,为了保持进入喷油泵进油室内的油压稳定,喷油泵进油室的一端装有限压阀(又称溢流阀),大量多余的燃油经限压阀和回油管流回输油泵的进口或直接流回柴油箱。喷油器工作间隙漏泄的极少数柴油也经回油管流回柴油箱。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。

  • 1.低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。

  • 1.低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 1.回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。

  • 1.低压油路:从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的而输油泵的出油压力一般为0.15MPa~0.3Mpa,这段油路称为低压油路。


  • 2回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大.高压油路:从喷油泵到喷油器这段油路中的油压是由喷油泵建立的,一般在10Mpa以上,故这段油路称为高压油路。


  • 2回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大.高压油路:从喷油泵到喷油器这段油路中的油压是由喷油泵建立的,一般在10Mpa以上,故这段油路称为高压油路。


  • 2回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大.高压油路:从喷油泵到喷油器这段油路中的油压是由喷油泵建立的,一般在10Mpa以上,故这段油路称为高压油路。


2. 回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大工作过程

  • 2.高压油路:从喷油泵到喷油器这段油路中的油压是由喷油泵建立的,一般在10Mpa以上,故这段油路称为高压油路。


  • 2回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大.高压油路:从喷油泵到喷油器这段油路中的油压是由喷油泵建立的,一般在10Mpa以上,故这段油路称为高压油路。


4回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大.柴油的使用性能指标

发火性——指燃油的自燃能力,柴油的发火性用“十六烷值”表示,十六烷值愈高,发火性愈好。但十六烷值高的柴油的凝点也高,因而蒸发性差。故通常汽车用柴油的十六烷值应在40~50范围内。

蒸发性——由燃油的蒸馏实验确定需要测定的馏程是50%溜出温度、90%溜出温度及95%馏出温度。若相同蒸发量的馏出温度愈低,表明柴油蒸发性愈好,愈有利于可燃混合气的形成和燃烧,。应注意的是,不同燃烧室结构对柴油蒸发性要求不同,在采用预燃室式或涡流室燃烧室的柴油机中,可燃用重馏分柴油,而用直接喷射式燃烧室的柴油机则要求用轻馏分柴油。

粘度——决定燃油的流动性。粘度越大流动性愈差。粘度随温度而变化,温度升高,粘度小,温度降低,粘度大。

凝点——指柴油冷却到开始失去流动性的温度


5 回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大编号

柴油分重柴油和轻柴油两类。重柴油多用于1000r/min以下的中、低速柴油机,轻柴油多用于1000r/min以上的高速柴油机。汽车用柴油机都是高速的,必须用轻柴油。

柴油是在533-623k的温度范围内,从石油中提炼出的碳氢化合物,含碳87%,氢12.6%和氧0.4%。柴油按凝点分为10,0,-10,-20,-35五个牌号,其疑点分别不高于10℃,0℃,-10℃,-20℃,-35℃,牌号越高凝点越低。其代号分别为RCZ-10,RC-0,RC-10,RC-20,RC-35,"R"和"C"是"燃"和"柴"字的汉语拼音字头,凝点在0℃以上的则在"一"前加上"Z"字,选用时,号数应比实际气温低5~10℃。


§5.2 回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大可燃混合气的形成与燃烧室

1 特点:

柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的。当活塞接近压缩上止点时,柴油喷入气缸,与高压高温的空气接触,混合,经过一系列的物理,化学变化才开始燃烧。之后便是边喷射,边混合,边燃烧。其混合气的形成和燃烧是一个非常复杂的物理化学变化过程,其主要特点是:

(1)燃料的混合和燃烧是在燃烧室(气缸内)进行的。

(2)混合与燃烧的时间很短0.0017~0.004秒(气缸内)

(3)柴油粘度大,不易挥发,必须以雾状喷入。

(4)可燃混合气的形成和燃烧过程是同时,连续重叠进行的,即边喷射,边混合,边燃烧。

一 可燃混合气的形成与燃烧

持续喷射

雾状柴油

雾状柴油

喷射

喷射

高温压缩空气

燃烧

物理化学变化


可燃混合物形成方法回油回路:由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大

(一)空间雾化混合方式

将柴油喷向燃烧室的空间,形成雾状混合物,再在空间蒸发形成混合气。

1.油雾形成 燃料以高压、高速从喷油器以圆锥形的油束喷出

2.空气运动促进混合 使油粒分布得更均匀,最有效的措施是使空气运动,多采用两种方法。

1)使进气产生涡流:利用弱涡流切向进气道或强涡流螺旋进气道,可以在进气行程中使空气绕气缸轴线旋转运动。

2)产生挤压涡流:利用活塞顶部的特殊形状,在压缩过程中和膨胀行程开始时,使空气在燃烧室中产生强烈的旋转运动,它存在于上止点附近,持续时间较短

转速愈高,涡流也愈强,气流对油束的吹散作用也愈大。此外,空气涡流运动还可以加速火焰的传播,促使燃烧及早地结束。

(二)油膜蒸发混合方式

它是将柴油喷向燃烧室的壁面上,燃油的大部分(95%)形成油膜。由于油束贯穿空气和室壁的反射,有少量油粒(5%)悬浮在空间,形成着火源。油膜在空间火源的热能作用下,逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧,产生了燃气涡流,其燃烧速度是前期慢、后期快,使燃烧过程加速进行到终点。



2 燃烧过程

(1)备燃期 (滞燃期)

从喷油开始→开始着火燃烧为止

喷入气缸中的雾状柴油并不能马上着火燃烧,气缸中的气体温度,虽然已高于柴油的自燃点,但柴油的温度不能马上升高到自燃点,要经过一段物理和化学的准备过程。也就是说,柴油在高温空气的影响下,吸收热量,温度升高,逐层蒸发而形成油气,向四周扩散并与空气均匀混合(物理变化)。

随着柴油温度升高,少量的柴油分子首先分解,并与空气中的氧分子进行化学反映,具备着火条件而着火,形成了火源中心,为燃烧作好了准备。这一时期很短,一般仅为0.0007~0.003 秒。


2)速燃期

从燃烧开始→气缸内出现 时为止

火源中心已经形成,已准备好了的混合气迅速燃烧,在这一阶段由于喷入的柴油几乎同时着火燃烧,而且是在活塞接近上止点,气缸工作容积很小的情况下进行燃烧的,因此,气缸内的压力P迅速增加,温度升高很快。


3)缓燃期

从出现 →出现 为止

这一阶段喷油器继续喷油,由于燃烧室内的温度和压力都高,柴油的物理和化学准备时间很短,几乎是边喷射边燃烧。但因为气缸中氧气减少,废气增多,燃烧速度逐渐减慢,气缸容积增大。所以气缸内压力略有下降,温度达到最高值,通常喷油器已结束喷油。


4)后燃期

缓燃期以后的燃烧

这一时期,虽然不喷油,但仍有一少部分柴油没有燃烧完,随着活塞下行继续燃烧。后燃期没有明显的界限,有时甚至延长到排气冲程还在燃烧。后燃期放出的热量不能充分利用来作功,很大一部分热量将通过缸壁散至冷却水中,或随废气排出,使发动机过热,排气温度升高,造成发动机动力性下降,经济性下降。 因此,要尽可能地缩短后燃期。


综上所述,要使燃烧过程进行得好,混合气形成的好环是关键,所以对混合气形成的要求如下:

① 必须要有足够的空气量和适当的柴油量

因为柴油燃烧放出热量是由于柴油和空气中的氧气在一定温度和压力条件下产生化学作用的结果,所以空气与柴油是放热的两个重要因素。 空气量与柴油量比例不同,所形成的可燃混合气的成分也就不同,一般要求:

α=1.3~1.5

α过大,混合气过稀,燃烧速度慢,散发热量多,Ne↓

α 过小,混合气过浓,燃烧不完全,油耗增加,冒黑烟,经济性变坏。

可见α是影响发动机功率和油耗的重要因素。


喷油时刻要准确,混合气形成的规律应合适

气缸中燃烧过程的主要放热阶段应该是上止点稍后,容积小可得到较高的压力,热效率高,热损失小,所以要求喷油时刻要准确。喷油过早,过晚对发动机工作都是不利的。

过早:混合气提前形成,并在活塞到达上止点前像爆炸似的同时着火燃烧,结果给正在上行的活塞造成一个短时间阻力,并严重"敲缸"工作粗暴。

过迟:混合气在活塞下行时才开始形成和燃烧,结果燃烧空间增大,从气缸壁面传走的热量增加,造成发动机过热,燃烧压力降低(P↓)气体压力推动活塞的效果减小,甚至有可能使部分混合气来不及燃烧而随废气排出去,使Ne↓。

最好的喷油时刻与燃烧室的型式和发动机转速有关,对于一定结构的发动机在规定转速下,可通过试验找到一个功率大,油耗低的最好喷油时刻,通常用曲轴距活塞到达上止点的转角表示,称为喷油提前角。


喷油质量应与燃烧室形状相适应,形成均匀的混合气

雾化良好:喷油泵和喷油器的喷射质量应与燃烧室相适应。

燃烧室的形状:空气产生相应流动来促进混合。

④ 气流的搅动,燃料的性能

燃烧室的形状,切向进气,形成涡流,有利于混合,柴油的16烷值高,则自燃点低,备燃期短。

改善燃烧性能的途径

进气系统、燃油系统、燃烧室、燃料。

根据可燃混合气的形成与燃烧过程得知柴油机要求:备燃期要短,速燃期压力升高要快才能使动力性、经济性好、工作柔和、不冒烟。

因为柴油挥发性差,要求混合时间短,混合均匀,燃烧完全就必须要求喷射压力高,雾化好,喷射质量要满足燃烧室形状的要求。


2 )、汽油机燃烧室

要求:结构紧凑,冷却面积小;能使混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动

类型


二、燃烧室

定义:当活塞到达上止点时,气缸盖和活塞顶组成的密闭空间称为 燃烧室。

统一式燃烧室由凹顶活塞顶部与气缸盖底部所包围的单一内腔,几乎全部容积都在活塞顶面上。

ω型

统一式燃烧室

(直喷式)

分隔式燃烧室

球型

四角型

涡流室燃烧室

预燃式燃烧室



1 、ω型燃烧室:

1)主要是依靠多孔喷雾(多为4孔),利用油束和燃烧室的吻合,在空间形成混合气。(空间雾化混合)

2)喷孔直径小(孔式),喷孔易堵。喷油压力较高,一般在20Mpa左右。

3)结构紧凑,散热面积小,热损失小,故热效率高,经济性好,容易起动。

4)滞燃期形成混合气较多,工作粗暴,燃烧噪音大。

5) 制造困难。


2 球型燃烧室:

1)球形油膜燃烧室位于活塞顶部中央,形状大于半个球,与喷油器相对的位置,开有缺口与球面相切,燃油从这里顺气流方向喷在室壁上形成油膜。它属于直接喷射式燃烧室,油膜蒸发混合方式。

2)采用强涡流螺旋进气道。

3)燃油顺气流沿球面切线方向喷入时,约95%被喷涂均布在室壁上,形成一层薄的油膜 ,5%散布在燃烧室空间形成火源,点燃混合气。

4)油膜逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧,形成燃气涡流。燃烧先慢后快

5)喷油压力较高,油耗率较低。能适应多种不同着火性能的燃料。

6)工作柔和,噪音小,又叫轻声发动机。

7)起动困难,螺旋形进气道,结构复杂,制造困难。


3 、四角形燃烧室

1.结构特点 燃烧室底部仍是ω形,燃烧室上部逐渐过渡为四方形,喷射时四个喷孔对着燃烧室的四个角喷油。

2.可抑制涡流的增强,减少NOX生成量。



1 、涡流室式燃烧室

1)整个燃烧室也是分为两部分 球型涡流室在气缸盖内;活塞上方为主燃烧室。涡流室容积占总燃烧室容积的50%~80%,用一个和数个切向大面积通道相通。属于空间混合方式 。

2)在压缩行程中,气缸内的空气被活塞推挤,经过通道进入涡流室,形成强烈地有组织的高速旋转运动(几百转/分)柴油喷入涡流室中,在空气涡流的作用下,形成较浓的混合气。部分混合气在涡流室中着火燃烧,已然与未然的混合气高速(经通道)喷入主燃烧室,借活塞顶部的双涡流凹坑,产生第二次涡流。促使进一步混合和燃烧。

3)顺气流方向喷射,由于涡流运动促进了混合气的形成与燃烧,可采用较大孔径的喷油器,喷射压力也较低(12~14 MPa)

4)过量空气系数可较小

5)涡流转速与曲轴转速近似成正比,对转速变化适应性好

6)热损失较大,经济性较差(气流通过通道的阻力大,耗油率高),起动性能差


2 、预燃室式燃烧室

1)整个燃烧室分两部分,预燃室位于气缸盖内为总燃烧室容积的25%~40%,活塞上方为主燃室。

2)喷油嘴安装在预燃室中心线附近,为便于冷起动,多装有电热塞。

3)大部分燃料是在主燃烧室中混合燃烧,是属于空间混合方式。

4) 利用压缩紊流先预燃。

5) 利用强烈的燃烧涡流,促使完全燃烧。

6)对喷油的雾化质量要求不高,可采用不易堵塞的大直径单孔喷嘴,喷油压力较低(8MPa~12MPa),有适应大转速范围和不同着火性能燃料的能力。

7)运转平顺,燃烧噪声小,但经济性较差。热损较大,起动性能差,必须加装电热塞。


涡流室式燃烧室

特点:油压要求不高;故障少;

工作较平稳;散热面积大;油耗

高;起动性差。

预热室式燃烧室


§ 5.3 喷油器与喷油泵

一、喷油器

1.喷油器的功用与喷雾特性

(1)功用:将喷油泵供给的高压柴油喷散雾化,合理的分布于燃烧室,与高速流动的空气相混合,形成良好的可燃混合气。

(2)要求:

①雾化均匀

②喷射干脆利落

③无后滴现象

④油束形状与方向,适应燃烧室


(3) 喷雾特性:

油雾形成 燃料以高压、高速从喷油器以圆锥形的油束喷出

喷雾锥角β—表示油束的扩散程度。β越大扩散越好。

射程L—表示油束的穿透能力。

雾化质量—表示油束喷散雾化的程度。喷散的越细、越均匀则雾化质量越好。


2 .喷油器的形式与构造(闭式喷油器)

(1)结构


喷油器由喷油嘴、壳体、调压件三部分组成。

喷油嘴由针阀和阀体组成,并用螺套装在壳体上,并借助定位销使喷孔在气缸中保持所定的方位。在针阀体上套有铜锥体,是气缸密封并帮助喷油嘴散热。

壳体用来安装调压件和进油管等部件,并利用其定位销正确地将喷油器固装在气缸盖座孔中。

调压件是控制和调节喷嘴开启压力的装置。由调压弹簧、调压螺钉、护帽及推杆组成。通过调压螺钉改变调压弹簧预紧力可调整喷油压力。

针阀上部的圆柱表面通针阀体的相应内圆柱面作高精度的滑动配合,配合间隙为0.002~o.004mm。此间隙过大则乍能发生漏油而使油压下降,影响喷雾质量;间隙过小时针阀将不能自由滑动。

针阀偶件的配合面通常是经过精磨后再相互研磨而保证其配合精度的。所以选配和研磨好的一副针阀偶件是不能互换的,这点在维修过程中应特别注意。


1 )销针式喷油器(轴针式,一般用于分开始燃烧室)


2 )孔式喷油器(一般用于统一式燃烧室)

特点:

喷射压力较高。

喷油头细长,喷孔小,加工精度高


孔式喷油器

应用:

直接喷射燃烧室,孔数1~8个,孔径0.2~0.8mm

特点:

(1)喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应,以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁上。

(2)喷射压力较高。

(3)喷油头细长,喷孔小,加工精度高。


轴针式喷油器

特点:

(1)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。

(2)喷孔直径较大,便于加工且不易堵塞。

(3)针阀在油压达到一定压力时开启,供油停止时,又在弹簧作用下立即关闭,因此,喷油开始和停止都干脆利落,没有滴油现象。

(4)不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧室的需要


(2) 工作过程

A、喷油:当喷油泵开始供油时,高压柴油从进油口进入喷油器体内,沿油道进入喷油咀阀体环形槽内,再经斜油道进入针阀体下面的高压油腔内,高压柴油作用在针阀锥面上,并产生向上抬起针阀的作用力,当此力克服了调压弹簧的予紧力后,针阀就向上升起,打开喷油孔,柴油经喷油孔喷入燃烧室。

B、停油:当喷油泵停止供油时,(出油阀在弹簧作用下落座,由于减压环带的减压作用),高压油腔内油压骤然下降,作用在喷油器针阀的锥形承压面上的推力迅速下降,在弹簧力的作用下,针阀迅速关闭喷孔,停止喷油。

C、回油:在喷油器工作时间,会有少量柴油从针阀与针阀体的配合表面之间的间隙漏出。这部分柴油对针阀起润滑作用,并沿顶杆周围的空隙上升,通过回油管螺栓1上的孔进入回油管,流回柴油滤清器。


、喷油泵

(一)、作用

1.提高油压(定压):将喷油压力提高到10MPa~20MPa。

2.控制喷油时间(定时):按规定的时间喷油和停止喷油。

3.控制喷油量(定量):根据柴油机的工作情况,改变喷油量的多少,以调节柴油机的转速和功率。

(二)、对喷油泵的要求

1.按柴油机工作顺序供油,供油量应符合柴油机工作所需的精确数量,而且各缸供油量均匀,不均匀度在标定工况下不大于3%~4% 。

2.各缸供油提前角要相同,相差不大于0.5度曲轴转角。

3.各缸供油延续时间要相等。

4.油压的建立和供油的停止都必须迅速,以防止滴漏现象的发生。

5.泵油压力要保证喷射压力和雾化质量的要求。

6.供油量和供油时间可调整,并保证各缸供油均匀。

7.供油规律应保证柴油燃烧完全。


( 三)、类型

1.柱塞式喷油泵:性能良好,可靠,使用广泛。

2.泵—喷油器式:将喷油泵和喷油器结合在一起,不需高压油管,但驱动机构复杂。

3.转子分配式喷油泵:靠转子的转动实现柴油的增压与分配,体积小重量轻速度好。

(四)、柱塞式喷油泵

1.特点:一组泵油元件构成一个分泵,给一个气缸供油。

2.类型:

单体式(分列式):单缸柴油机

合成式:多缸柴油机,各缸分泵装在一个共同的壳体内,形成一个总成


3. 柱塞喷油泵的结构

分泵:

(1).泵油机构:

由柱塞、柱塞套筒(偶件)、回位弹簧、弹簧座、出油阀、出油阀座、出油阀弹簧、出油阀压紧螺帽等零件组成。

(2)油量调节机构:

拨叉式,齿条齿圈式

(3)驱动机构:

凸轮、滚轮体

(4)泵体:

整体式,上下分体式


4 柱塞偶件

(1)柱塞为一光滑的圆柱体,在其上部铣有螺旋槽(A型泵)或斜槽(Ⅱ号泵),并利用直切槽或中心孔(轴向孔和径向孔)使槽和柱塞上端的泵油室相通。柱塞的下部制有安装弹簧座的圆柱体和十字凸块(或压入调节臂)以便使柱塞能往复运动,调节供油量。

(2) 柱塞套筒为光滑的圆柱形长孔,套筒上部开有一个进油和回油用的小孔,或开有两个径向孔,一孔进油一孔回油,它们与壳体上的低压进油室相通。


(3) 柱塞套筒装在壳体座孔内,并用定位螺钉固定,以防止柱塞套筒转动。

(4)柱塞和柱塞套筒是一对精密的偶件,不能互换。柱塞副用耐磨性高的优质合金钢(轴承钢)制成,并进行热处理和时效处理。


(5) 柱塞副工作原理

1)、进油过程:

柱塞从下止点至进油孔以下时,燃油在真空吸力及输油泵的压力下充满泵油室


1) 、进油过程:

柱塞从下止点至进油孔以下时,燃油在真空吸力及输油泵的压力下充满泵油室


1) 、进油过程:

柱塞从下止点至进油孔以下时,燃油在真空吸力及输油泵的压力下充满泵油室


1) 、进油过程:

柱塞从下止点至进油孔以下时,燃油在真空吸力及输油泵的压力下充满泵油室


2). 压油过程:

凸轮轴在喷油正时齿轮的带动下转动,凸轮轴上的凸轮驱动滚轮体上移,滚轮体带动柱塞上移,当柱塞从下止点向上移动到将进油孔关闭时,泵油室内的燃油压力将骤然升高,推开出油阀,将高压油压入高压油管。


3). 回油过程:

当柱塞上移到螺旋槽线或斜槽上线高出进油孔的下沿时,高压有通过柱塞上的直槽或中心孔高速流回低压油室。由于泵油室内的油压急剧下降,出油阀在弹簧和残余压力的作用下迅速回位,油泵停止供油。柱塞继续上升,直到上止点为止,都是回油过程


回油过程:

当柱塞上移到螺旋槽线或斜槽上线高出进油孔的下沿时,高压有通过柱塞上的直槽或中心孔高速流回低压油室。由于泵油室内的油压急剧下降,出油阀在弹簧和残余压力的作用下迅速回位,油泵停止供油。柱塞继续上升,直到上止点为止,都是回油过程


回油过程:

当柱塞上移到螺旋槽线或斜槽上线高出进油孔的下沿时,高压油通过柱塞上的直槽或中心孔高速流回低压油室。由于泵油室内的油压急剧下降,出油阀在弹簧和残余压力的作用下迅速回位,油泵停止供油。柱塞继续上升,直到上止点为止,都是回油过程


回油过程:

当柱塞上移到螺旋槽线或斜槽上线高出进油孔的下沿时,高压有通过柱塞上的直槽或中心孔高速流回低压油室。由于泵油室内的油压急剧下降,出油阀在弹簧和残余压力的作用下迅速回位,油泵停止供油。柱塞继续上升,直到上止点为止,都是回油过程


回油过程:

当柱塞上移到螺旋槽线或斜槽上线高出进油孔的下沿时,高压有通过柱塞上的直槽或中心孔高速流回低压油室。由于泵油室内的油压急剧下降,出油阀在弹簧和残余压力的作用下迅速回位,油泵停止供油。柱塞继续上升,直到上止点为止,都是回油过程


回油过程:

当柱塞上移到螺旋槽线或斜槽上线高出进油孔的下沿时,高压有通过柱塞上的直槽或中心孔高速流回低压油室。由于泵油室内的油压急剧下降,出油阀在弹簧和残余压力的作用下迅速回位,油泵停止供油。柱塞继续上升,直到上止点为止,都是回油过程


回油过程:

当柱塞上移到螺旋槽线或斜槽上线高出进油孔的下沿时,高压有通过柱塞上的直槽或中心孔高速流回低压油室。由于泵油室内的油压急剧下降,出油阀在弹簧和残余压力的作用下迅速回位,油泵停止供油。柱塞继续上升,直到上止点为止,都是回油过程


回油过程:

当柱塞上移到螺旋槽线或斜槽上线高出进油孔的下沿时,高压有通过柱塞上的直槽或中心孔高速流回低压油室。由于泵油室内的油压急剧下降,出油阀在弹簧和残余压力的作用下迅速回位,油泵停止供油。柱塞继续上升,直到上止点为止,都是回油过程


  • 5 出油阀偶件与出油阀紧座

  • 出油阀和阀座是精密偶件,采用优质合金钢制造,其导孔、上下端面及座孔经过精密的加工和研磨,配对以后不能互换

  • 出油阀的圆锥部是阀的轴向密封锥面,阀的锥部在导孔中滑动配合起导向作用。尾部加工有切槽,形成十字形断面,以便使燃油通过。出油阀中部的圆柱面叫减压带,它与密封锥面间形成了一个减压容积。


(3) 阀座的下端面和柱塞套筒的上端面是精密加工严密贴合,它是通过压紧螺帽以规定的扭紧力矩来压紧的。压紧螺帽与阀座之间有一定厚度的铜制高压密封垫圈。出油阀压紧螺帽和壳体上端面间还有低压密封垫圈。

(4)在出油阀压紧螺帽内腔装有带槽的减容器,以减小内腔空间的容积,促进喷停迅速,限制出油阀最大升程的作用

减容器

弹簧

出油阀

密封锥面

减压环带

导向杆部


减容器:

弹簧导向,减容。限位。出油阀压紧螺帽内腔空间的容积,在高压系统中占有相当大的比例(高压油管的内径仅1mm)。该容积过大将造成:喷油压力升高较慢,喷油时间延迟,油管内残余压力过高,喷油延续时间增长等弊病。为此在内腔装有带槽的减容器,以减小这部分空间的容积,促进喷停迅速,改善喷油过程。同时其尾部还起限制出油阀最大升程的作用。


(5) 出油阀的作用

1)防止喷油前滴油,提高喷射速度:喷油泵供油时,待油压高于出油阀弹簧的预紧力和高压油管内的残余压力后,出油阀升起,其密封锥面离开阀座。必须等到出油阀上的减压带完全离开阀座的导向孔时,泵油室的燃油才能进入高压油管。

p泵>p簧+p残—开;

p泵<p簧+p残—关。

2)防止喷油后滴油,提高关闭速度:停止供油时,出油阀减压带的下沿一进入导管时,高压油管与泵室的通路便被切断。当出油阀完全座落后下降了一距离h,因而高压油管的容积得到增大,使油压迅速地下降1MPa~2MPa,断油迅速干脆,防止了因油压的波动和“管缩油涨”而产生喷后滴油。

3)防止燃油倒流,使高压油管内保持一定的残余压力。


(6) 出油阀的工作过程


6. 柱塞泵的泵油原理

压油

柱塞上行,进油孔关

进油

柱塞下行,进油孔开

回油

柱塞上行,回油孔开


6. 柱塞泵的油量调节机构

(1)作用:执行驾驶员或调速器的指令,转动柱塞改变各分泵的供油量,以适应柴油机负荷和转速变化的需要。并通过它来调整各缸供油的均匀性。

(2)方法:转动柱塞改变柱塞与柱塞套的相对位置,从而改变供油行程来完成的。

(3)形式:


1 )拨叉式 ( Ⅱ号泵)

由调节臂、拨叉、供油拉杆组成,驾驶员或调速器轴向移动供油拉杆时,拨叉带动调节臂及柱塞相对柱塞套转动,从而调节了供油量。当各缸供油量不等时,可松开固定螺钉改变拨叉在供油拉杆上的位置予以调整。


1 )齿条齿圈式(齿杆式)A型泵

柱塞4下端的榫舌嵌入控制套筒6相应的切槽中。套筒6松套在柱塞套1上。在控制套筒上部套有一个可调齿圈5,用螺钉锁紧。可调齿圈与齿杆3相啮合。齿杆的轴向位置由驾驶员或调速器控制。移动齿杆时,齿圈连同控制套筒带动柱塞4相对于不动的柱塞套1转动,以调节供油量。


各缸供油均匀性的调整,可通过改变可调齿圈 3和套筒2的相对位置来实现,即松开可调齿圈,按调整的需要使套筒2与柱塞1一道相对于可调齿圈转过某一角度,再将可调齿圈锁紧在套筒上。


7. 驱动机构

(1).作用:

1)推动柱塞往复运动,完成进油、压油、回油过程;

2)保证供油正时。

(2).组成:凸轮轴、滚轮体

(3).凸轮轴

1-密封调整垫;2-锥形滚柱轴承;3-连接锥面;4-油封;5-前端盖;6-壳体;7-调整垫;8、9、10、11-凸轮;12-输油泵偏心轮


1) 功用:传送推力使柱塞运动,产生高压油。同时保证各分泵按柴油机的工作顺序和一定的规律供油。

2)构造:凸轮轴上的凸轮数目与缸数相同,排列顺序与柴油机的工作顺序相同。喷油泵凸轮轴是曲轴通过齿轮驱动的,曲轴转两圈,各缸喷油一次,凸轮轴只需转一圈就喷油一次,二者速比为2﹕1。 喷油泵凸轮轴的旋转方向与曲轴相同。相邻工作两缸凸轮间的夹角叫供油间隔角,角度的大小同同配气机构凸轮轴同名凸轮的排列,四缸柴油机为90°,六缸柴油机为60°


(2) 滚轮体传动件

1)功能:变凸轮的旋转运动为自身的直线往复运动,推动柱塞上行供油。调整各分泵的供油提前角和供油间隔角。

2)调整垫块式滚轮体

带有滑动配合衬套的滚轮体松套在滚轮轴上,滚轮轴也松套在滚轮架的座孔中。调整垫块安装在滚轮架的座孔中,用耐磨材料制成,磨损后可翻转使用。制有不同厚度的垫块,厚度差为0.1mm,相应凸轮轴转角为0.5°,反映到曲轴上为1°。

滚轮架

调整垫块

滚轮衬套

滚轮轴

滚轮


3) 调整螺钉式滚轮体

在滚轮架上端有工作高度可调节的调整螺钉,拧出调整螺钉,h值增大,供油提前角即增大;拧入螺钉,h值减小,供油提前角即减小。

1-滚轮轴;2-滚轮;3-滚轮架;4-锁紧螺母;5-调整螺钉


  • 指从柱塞顶面封闭柱塞套油孔到活塞上止点为止,曲轴所转过的角度。

  • 喷油泵供油的迟早决定喷油器喷油的迟早,它对柴油机工作性能有很大影响。为保证形成良好的混合气和改善燃烧过程,必须有一定的喷油提前角;对多缸柴油机,还应保证各缸喷油提前角一致。最佳喷油提前角是在柴油机额定转速与全负荷下由试验确定的,它的数值因柴油性质和发动机工况而异。同时由于凸轮及滚轮等传动部件的磨损,喷油提前角也有所改变。为此,喷油提前角必须可以调整。

    • (2). 调节原理

  • 通过转动调整螺钉8(图5—15)而实现的。当松开锁紧螺母7拧出调整螺钉8时,滚轮传动部件高度增大,于是柱塞封闭柱塞套上进油孔的时刻提前,即供油提前角增大;反之,供油提前角减小。

  • 改变滚轮传动部件的高度只能调整单个分泵的供油提前角,因此可用来保证多缸发动机的供油提前角一致。


  • 喷油泵的驱动与供油正时 1-曲轴正时齿轮;2-喷油泵驱动齿轮;3-空气压缩机曲轴;4-联轴器;5-供油提前角自动调节器;6-喷油泵;7-托板;8-调速器;9-配气机构驱动齿轮;10-飞轮上的喷油正时标记;A-各处标记位置


    8. 泵体

    (1)结构:

    整体式:A,B,P,Z型,整体式泵体可使刚度加大,在较高的喷油压力下工作而不变形。但分泵和驱动件等零件的拆装较麻烦。

    分体式:Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ号,组合式有上下两部分,用螺栓连接在一起。上体安装分泵,下体安装驱动件和油量调节件

    (2)油路: 输油泵 滤清器 低压油管 进油管接头

    油道 柱塞套油孔

    溢油阀

    回油道

    输油泵

    压力大于0.05Mpa


    (3) 放气螺钉:喷油泵拆装后或长期停放后须放气,拧松放气螺钉,在抽按手动输油泵,利用泵入的燃油驱净空气。

    (4)润滑:

    独立润滑 单独向喷油泵壳体和调速器壳体加注润滑油。

    压力润滑 将喷油泵、调速器和柴油机润滑系连接起来。

    (5)材料:多用铝合金铸成


    • 9. 供油提前角调节装置

    • (1) 供油提前角调节的必要性

      • 喷油提前角的大小对柴油机性能的影响

      • (1). 过大

  • 喷油提前角过大时,由于喷油时缸内空气温度较低,混合气形成条件较差,备燃期较长,将导致发动机工作粗暴。

  • (2). 过小

  • 喷油提前角过小时,将使燃烧过程延后过多,所能达到的最高压力较低,热效率也显著下降,且排气管中常有白烟冒出。

  • 2.最佳喷油提前角

  • 最佳喷油提前角是在转速和供油量一定的条件下,能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。

  • 应当指出,对任何一台柴油仉,最佳喷油提前角都不是常数,而是随供油量和曲轴转速变化的。供油量愈大,转速愈高,则最佳喷油提前角也愈大

  • 喷油提前角实际上是由喷油泵供油提前角保证的。而调节整个喷油泵供油提前角的方法是改变发动机曲轴与喷油泵凸轮轴的相对角位置为满足最佳喷油提前角随转速升高而增大的要求。


  • (2) 供油提前角自动调节的构造和工作原理

    如图7—31所示,它装于喷油泵凸轮轴的前端,用联轴器来驱动,由主动件、从动件和离心件三部分组成。它是一个密封体,内腔充满润滑油。

    1).当柴油机转速达设定值时:两个飞块在离心力的作用下绕其轴销向外甩开,滚轮迫使从动盘带动凸轮轴沿箭头方向转动一个角度△θ,直到弹簧的张力与飞块的离心力平衡为止,这时主动盘变又与从动盘同步旋转。此时,供油提前角等于初始角加上Δθ。

    2).当柴油机转速再升高时:飞块进一步张开,从动盘相对于主动盘又沿旋转方向向前转动一个角度,这样,随转速的升高,提前角不断增大,直到最大转速。

    3).当柴油机转速降低时,飞块收拢,从动盘便在弹簧力的作用下相对于主动盘后退一个角度,供油提前角便相应减小。

    1-主动盘;6-飞块;7-弹簧座;12-滚轮;14-从动盘;22-飞块销钉;23-从动盘臂


    调节器位于联轴节和喷油泵之间。在驱动盘 9的前端面上有两个螺孔C,用以与联轴节相连。在前端.面上还压装着两个销钉3,两个飞块4的一端各有一圆孔,即套在此销钉上。飞块的另一端各压装一个销钉7,每个销钉上各松套着一个滚轮5和内座圈6。筒状从动盘8的毂部用半月键与喷油泵凸轮轴相连接。从动盘两臂的弧形侧面互与滚轮5接触,其平侧面F则压在两个弹簧1上。弹簧1的另一端支于松套在销钉3上面的弹簧座z_k。从动盘8是由筒状盘和从动盘毂焊接在一起而组成的。其外圆面与驱动盘9的内圆面配合,以保证二者的同心度。整个调节器为一密闭体,内腔充有机油以供润滑。


  • 发动机工作时,驱动盘9连同飞块4受发动机曲轴的驱动而沿图中箭头方向旋转,两个飞块的活动端向外甩开,滚轮5则迫使从动盘8沿箭头所示方向相对驱动盘9超前转过一个角度直到弹簧1的压缩弹力与飞块离心力相平衡时为止,于是驱动盘9与从动盘8同步旋转(图5—45b)。

  • 当转速升高时,飞块活动端便进一步向外甩出,飞块上的滚轮5推动从动盘8相对驱动盘9沿箭头所示方向再超前转动一个角度,直到弹簧1的压缩弹力足以平衡新的飞块离心力为止。这样,供油提前角便相应地增大。

  • 反之,当发动机转速降低时,供油提前角相应减小。


  • 功用

    提高柴油压力,按照发动机的工作顺序,负荷大小,定时定量地向喷油器输送高压柴油,且各缸供油压力均等。

    分类:

    柱塞式喷油泵

    喷油泵- 喷油器

    转子分配式喷油泵


    一、 柱塞式喷油泵的泵油原理

    柱塞套

    柱塞副的构造:

    柱塞和柱塞套是一对精密偶件,经配对研磨后不能互换,要求有高的精度和光洁度和好的耐磨性,其径向间隙为0.002~0.003mm

    柱塞


    柱塞泵的工作原理

    工作时,在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下,迫使柱塞作上、下往复运动,从而完成泵油任务,泵油过程可分为以下三个阶段。

    进油过程

    供油过程

    回油过程


    .调速器的功用和工作指标

    §5.4调速器

    1. 喷油泵的速度特性

    (1)喷油泵的速度特性 是指供油拉杆位置不变时,喷油泵每一个循环供油量(Δg)随转速变化的规律。

    柱塞泵的供油特性 每一循环的供油量(Δg)是随转速的升高而增加。

    (2)产生喷油泵速度特性的原因:

    1)、柱塞运动速度增加时,柱塞套筒上的进回油孔的节流作用,产生早喷晚停,因此,即使供油拉杆位置不变,随着转速的升高,每一循环的供油量Δg也在逐渐增加。

    2).柱塞运动速度增加时,泄露时间缩短,泄露量减少。

    (3)喷油泵速度特性带来恶果

    1)、转速升高每循环供油量增加,充气系数下降,造成油多气少而冒黑烟,形成恶性循环而“超速”(飞车),严重时旋转机件损坏

    2).转速降低每循环供油量减少,充气系数上升,造成油少气多而“游车”(不稳定),甚至熄火。


    产生喷油泵速度特性的原因

    当发动机转速增加,从而喷油泵柱塞移动速度增加时,柱塞套上油孔的节流作用随之增大,于是在柱塞上移时,即使柱塞尚未完全封闭油孔,由于燃油一时来不及从油孔挤出,泵腔内油压增加而使供油开始时刻略有提前;同样道理,在柱塞上移到其斜槽已经与油孔接通时,泵腔内油压一时还来不及下降,使供油停止时刻略微延后。这样,即使调节拉杆位置不变,随着发动机转速增大,柱塞的有效行程将略有增加,而供油量也略微增大;


  • 满载汽车从上坡行驶刚过渡到下坡行驶时,柴油机突然卸荷,而油量调节拉杆可能由于某种原因还保持在最大的供油量位置,显然,发动机转速将大为增高以至于超速。这时,喷油泵在上述供油特性的支配下,反而自动将供油量加大,更促使发动机转速升高。发动机转速和供油量如此相互作用的结果,将加速导致发动机超速而出现排气管冒黑烟及发动机过热等不良现象;同时,往复运动零件的惯性力增大,使某些机件过载,甚至于损坏。

    • (2). 怠速不稳

  • 汽车柴油机还经常在怠速工况下工作(如短暂停车,起动暖机等),此时,供入气缸的燃油量很少,发出的动力仅用以克服发动机本身内部各机构运转阻力,而这阻力则随发动机转速升高而增加。这时,主要问题在于发动机能否保持最低转速稳定运转而不熄火。对于汽油机,这是不成问题的。汽油机怠速时,化油器的节气门保持最小开度不变。当发动机内部阻力因某种原因变大时,发动机转速会立即降低。但转速的降低却使充气系数提高,因而气缸内的平均压力增大,使发动机转速又回升到接近原先的数值。至于柴油机的情况,则恰恰相反。即使油量调节拉杆保持在最小供油量位置不变,当内部阻力略有增大因而使发动机转速略微降低时,如前所述,喷油泵的供油量却自动减少,促使发动机转速进一步降低。如此循环,最后将使发动机熄火。反之,当机内阻力稍有减小时,柴油机怠速转速将不断升高。


  • 2. 作用: 当负荷改变时,自动地改变供油量的多少,维持稳定运转。

    对在良好的道路上行驶的汽车来说,多用于限制柴油机的最高转速nmax和保持稳定的最低转速nmin(怠速)。

    1.限制最高转速 全负荷时,由于负荷的减小,转速将升高。当转速超过额定转速nmax时,调速器开始自动减油,使扭矩迅速减小,直到nT(停供转速)时即停止供油。nmax与nT差值一般不大于200r/min。

    2.保持平稳怠速 由于各种必然原因和偶然原因(水温、油温、机温、内部阻力、气门和喷嘴因积碳影响关闭不严或短暂停喷等),会引起起动力的变化,使怠速升高或降低。随转速的降低调速器自动加油,扭矩增加;又随转速的升高调速器自动减油,扭矩减小,使怠速保持稳定。


    • .调速器的分类

  • 1.按工作原理

  • 机械式:结构简单,工作可靠,广泛应用于中小功率柴油机

  • 气动式:小功率柴油机 ,其作用转速会改变

  • 液压式:结构复杂,制造精度高,工作稳定,应用于电站和低速大功率柴油机

  • 电子式:调节精度高

  • 2.按转速范围

    • (1). 两极式(两速调速器)

  • 此类调速器只控制最低及最高转速。在最低与最高转速之间,调速器不起作用,此时柴油机的工作转速是由驾驶员通过加速踏板直接操纵喷油泵油量调节机构来实现的。为一般条件下行驶的汽车柴油机所装用,以保持怠速运转稳定及防止高速运转时超速飞车。

    • (2). 全程式(全速调速器)

  • 此类调速器不仅能控制柴油机的最低和最高转速,而且能控制从怠速到最高限制转速范围内任何转速下的喷油量,以维持柴油机在任一给定转速下稳定运转。


  • (3) 单程式调速器:

    用于恒定转速工矿柴油机,如发电机组。

    (4)极限式调速器:

    超速保护装置,限制柴油机的最高转速,应用于船舶主机和重要的中大功率柴油机


    二、机械调速器

    1.主要元件:

    感应元件:通过感应转速变化得知速度变化

    执行元件: 调节供油量

    2.基本工作原理:

    机械离心式调速器是根据弹簧力和离心力相平衡进行调速的,工作中,弹簧力总是将供油拉杆向循环供油量增加的方向移动;而离心力总是将供油拉杆向循环供油量减少的方向移动。当负荷减小时,转速升高,离心力大于弹簧力,供油拉杆向循环供油量减少的方向移动,循环供油量减小,转速降低,离心力又小于弹簧力,供油拉杆又向循环供油量增加的方向移动,循环供油量增加,转速又升高,直到离心力和弹簧力平衡,供油拉杆才保持不变。这样转速基本稳定在很小的范围内变化。

    反之当负荷增加时,转速降低,弹簧力大于离心力,供油拉杆向循环供油量增加的方向移动,循环供油量增加,转速升高,弹簧力又小于离心力,供油拉杆又向循环供油量减小的方向移动,循环供油量减小,转速又降低,直到离心力和弹簧力平衡。



    3. 两极式调速器

    (1).结构:

    感应元件:飞球;执行元件:滑动盘等

    支承盘9有凸轮轴驱动;

    调速弹簧两根:刚性较大的高速弹簧;刚性小的低速弹簧

    弹簧滑套3为高速弹簧的弹簧座

    球面顶块2为低速弹簧的弹簧座

    未工作时球面顶块2与弹簧滑套3间有间隙

    供油齿杆的位置由操纵杆荷滑动盘共同决定


    (2). 工作过程 :

    1)未启动时:滑动盘10受低速弹簧的作用靠向最左端,齿杆处于最大供油位置

    2)低速(n<=nd):启动后转速上升,飞球离心力的轴向分力Fa克服低速弹簧的弹力Fp是滑动盘右移,带动齿杆1右移减油。直到n= nd滑动盘推动球面顶块2与弹簧滑套3接触;

    若此时外界负荷变化是转速下降,飞球离心力减小,在弹簧5的弹力作用下滑动盘左移,带动齿杆左移加油。从而维持稳定转速nd。(注意:此时操纵杆处于自由状态)


    3) 中速(nd <n< nb):n> nd时,飞球的离心力继续增大,但因为滑动盘推动球面顶块2与弹簧滑套3接触,离心力的轴向分力不足以克服高速弹簧的弹力,因此滑动盘的位置不变,此时油门齿杆完全由人工操纵操纵杆来控制。直到n= nb

    4)高速(n>nb):n> nb时,飞球的离心力继续增大,离心力的轴向分力足够大可以克服高速弹簧的弹力,因此滑动盘的位置可变,调速器再次起作用。


    总结: n< =nd时,调速器起作用保证转速不再下降

    nd <n< nb时,调速器不起作用,滑动盘位置不变,共有量由 操纵杆控制

    n>nb时,调速器再次起作用,保证负荷降低时适当减油,避免飞车。


    4. 全程式调速器

    (1).结构:


    (2). 工作原理:

    供油拉杆1只由推力盘10 的轴向位置决定;改变操纵臂的位置可改变调速弹簧8的预压力可改变弹簧作用在推力盘10上的弹力,从而使推力盘移动来改变供油量 。


    操纵臂的位置由两个螺钉限制

    1)最高转速限位螺钉4:操纵臂与此螺钉接触时,弹簧预压力大,调速器起作用转速高。通过拧入或拧出该螺钉,可调整此转速。

    2)怠速限位螺钉5:操纵臂与此螺钉接触时,弹簧预压力小,调速器起作用转速低(怠速)。通过拧入或拧出该螺钉,可调整怠速。

    所以,全程式调速器,驾驶员操纵臂只是改变调整弹簧的预压力,即改变柴油机的工作转速,而柴油机的供油量则有调速器根据外界负荷变化自动进行调节。


    燃油的贮存 滤清和输送

    一、柴油滤清器(柴油机多设粗细两级滤清器)

    (一)作用 滤去柴油中的杂质、水分和石蜡,以减小各精密偶件的磨损,保证喷雾质量。

    (二)型式、材料 多为过滤式,滤芯由绸布、毛毡、金属丝及纸制成。

    (三)结构特点

    1.滤清器盖上有放气螺钉。拧开螺钉,抽动手动输油泵,可以排除滤清器和低压油路内的空气。

    2.有的滤清器盖上装有限压阀。

    3.滤清器外壳底部多设有放污螺塞,以便定期排除杂质和水分。


    ( 四)类型:

    1.金属带缝隙式滤清器


    2. 多孔陶瓷滤芯滤清器


    3. 纸质滤芯滤清器


    二、输油泵

    (一)作用 使柴油产生一定的压力,用以克服滤清器及管路阻力,保证连续不断地向喷油泵输送足够的柴油。

    (二)型式 多采用活塞式,输出压力为0.15MPa-0.3MPa,输出量为柴油机全负荷油耗量的3-4倍。

    (三)组成 由泵体、活塞、进油阀、出油阀及手油泵等组成。装在喷油泵体上,由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动。


    ( 四)工作情况

    1.准备压油过程:喷油泵凸轮轴旋转,偏心轮推动滚轮、推杆和活塞向外运动,泵腔A因容积减小而油压升高,关闭进油阀,压开出油阀,柴油便由泵腔A通过出油阀流向泵腔B。

    2.吸油和压油行程:当偏心轮凸起部分转离滚轮时,活塞在弹簧的作用下内行,泵室B的油压增大,出油阀被关闭,柴油经油道流向滤油器。此时,泵腔A容积变大,压力下降,进油阀被吸开,柴油变经进油口和进油阀流入泵腔A。


    3 .输油量的自动调节:活塞的行程等于偏心轮的偏心距时,输油量最大。当喷油泵需要的油量减少时,泵腔B的油压将随之增高,推杆与活塞之间产生了空行程,即活塞的有效行程被减小,输出的油量即减少。

    4.手泵油:当柴油机长时间停机后欲再起动时,应先将柴油滤清器和喷油泵的放气螺钉拧开,再将手油泵的手柄旋开,往复抽按手油泵的活塞,用手油泵泵油时,利用活塞在泵体内抽动,形成一定真空,进油阀被吸开,柴油被吸入泵体,然后再压入泵室A,并推开出油阀而输出。停止使用手油泵后,拧紧放气螺钉,旋紧手油泵手柄, 以防空气渗入油路,影响输油泵工作。


    废气涡轮增压

    提高柴油机功率最有效的措施是增加充气量和供油量。目前,国内外通常采用由柴油机排气驱动的涡轮机拖动压气机,来提高进气压力增加充气量,这一方法称为废气涡轮增压。

    柴油机采用废气涡轮增压不仅可提高功率30%一l00%甚至更多,还可减小单位功率质量,缩小外形尺寸,节约原材料,降低燃油消耗。实践表明:在一般柴油机上,将进、排气管作适当变动,并调整加大供油量,加装废气涡轮增压器后,可明显增加功率。例如6135柴油机 采用10zJ—2型径流式涡轮增压器后,功率由118kw提高到153kw,增加了30%,燃油消耗率降低了5.7%。

    采用增压技术对于高原地区使用的发动机尤为重要。因为高原气压低,空气稀薄,导致发动机功率下降.一般认为海拔每升高1000m,功率下降8%一l0%,燃油消耗率增加3.8%—5.5%。而装用涡轮增压器后,可以恢复功率,减少油耗。

    在车用柴油机上装用废气涡轮增压器,可增大转矩,提高汽车装载质量。此外,又可减少柴油机系列品种,扩大使用范围。

    试验表明,由于涡轮增压发动机燃烧比较完全,排烟浓度降低,废气中CO和HC含量明显减少,NO含量也较少,对减少汽车排气污染有利。此外,由于燃烧压力升高率降低,发动机工作较柔和,噪声比较小。

    增压技术由于其在节约能源、防止大气污染和降低噪声等方面所发挥的重大作用已成为柴油机重要发展趋向之一并正在得到广泛的应用。


    将排气管 1接到增压器的涡轮壳4上。柴油机排出的具有一定压力的高温废气经涡轮壳4进入喷嘴环2,由于喷嘴环的通道面积做成由大到小,因而废气的压力和温度下降,而速度却迅速提高。这个高温高速的废气气流,按一定方向冲击涡轮3,使涡轮高速旋转,废气的压力、温度和速度越高,涡轮转速也越高。通过涡轮的废气最后排入大气。这时与涡轮3固装在同一根转子轴5上的压气机叶轮8也以相同的速度旋转,将经滤清器滤清过的空气吸入压气机壳。高速旋转的压气机叶轮把空气甩向叶轮的外缘,使其速度和压力增加,并进入形状做成进口小出口大的扩压器7,因此气流的速度下降压力升高,再通过断面由小到大的环形压气机壳9使空气压力继续升高。高压空气流经柴油机进气管l0进入气缸与更多的柴油混合燃烧,以保证发动机发出更大的功率。


    废气涡轮增压器按废气进入涡轮的气流方向可分为废气涡轮增压器按废气进入涡轮的气流方向可分为

    径流式和轴流式两种。

    前者效率高、加速性能好、体积小、结构简单,故为汽车柴油机广泛采用。


    不足的地方废气涡轮增压器按废气进入涡轮的气流方向可分为

     涡轮增压技术其中最明显的就是“滞后响应”,即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,即使经过改良后的反应时间也要1.7秒,使发动机延迟增加或减少输出功率。这样如果你急加速,就会感觉发动机使不上劲。


    使用注意事项废气涡轮增压器按废气进入涡轮的气流方向可分为  由于涡轮增压器经常处于高速、高温下工作,增压器废气涡轮端的温度在600℃左右,增压器转子以832-1040r/min 的高速旋转,因此为了保证增压器的正常工作,使用中应注意以下几点: 1、不能着车就走。发动机发动后,特别是在冬季,应让其怠速运转一段时间,以便在增压器转子高速运转之前让润滑油充分润滑轴承。所以刚启动后千万不能猛轰油门,以防损坏增压器油封。 2、不能立即熄火。发动机长时间高速运转后,不能立即熄火。发动机工作时,有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的。正在运行的发动机突然停机后,机油压力迅速下降为零,增压器涡轮部分的高温传到中间,轴承支承壳内的热量不能迅速带走,而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转,因此,发动机热机状态下如果突然停机,会引起涡轮增压器内滞留的机油过热而损坏轴承和轴。所以发动机大负荷、长时间运行后,在熄火前应怠速运转3-5min,让增压器转子的转速降下来以后再熄火。特别要防止猛轰几脚油门后突然熄火。


    3废气涡轮增压器按废气进入涡轮的气流方向可分为、 保持清洁。拆卸增压器时,要保持清洁,各管接头一定要用清洁的布堵塞好,防止杂物掉进增压器内,损坏转子。维修时应注意不要碰撞损坏叶轮,如果需要更换叶轮,应对其做动平衡试验。重新装复完毕后,要取出堵塞物。 4、由于增压器经常处于高温下运转,它的润滑油管线因受高温作用,内部机油容易有部分的结焦,这样会造成增压器轴承的润滑不足而损坏。因此,润滑油管线在运行一段时间后要进行清洗。 5、经常注意检查增压器的运转情况。在出车前、收车后,应检查气道各管的连接情况,防止松动、脱落而造成增压器失效和空气短路进入气缸。


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