柴油机燃料供给系统
(一)柱塞式喷油泵
分泵
调速器
驱动轴 泵体 输油泵
组成:
泵体部分 分泵 供油提前角调节装臵 油量调节机构 传动机构
(1)分泵 分泵:每个气缸 所对应的一套柱 塞副、出油阀副 等零件组成的高 压泵油机构。 分泵组成:高压 油管接头、减容 体、出油阀弹簧、 出油阀副、柱塞 副、柱塞弹簧及 座、挺杆。
1. 柱塞偶件
结构:
径向油孔
柱塞—直槽、45°斜槽(两槽相通) 柱塞套—径向油孔(与低压油腔相 通)定位槽 精密配合偶件:配合间隙为 0.0015~0.0025mm
直槽
45°斜槽
要求:成对使用,不能互换。
拆装维修时要作好记号。
工作原理:
柱塞上行
a.从下止点到柱 塞头部封闭径 向油孔之前。 b.从柱塞头部封 闭径向油孔到柱 塞斜槽露出径 向孔之前。 c.从柱塞斜槽露出 径向油孔到柱塞 上行至上止点。
(3)输油量的自动调节
偏心轮 滚轮
喷油泵凸轮轴
手柄
输油泵供油量大于 挺杆 喷油泵需要量时,上泵 推杆 腔油压增高,与活塞弹 簧弹力相平衡时,活塞 便停止泵油。 出油口 (4)手油泵工作
出油阀
泵体
手油泵
B
用手油泵上下运动来泵油 清除燃油系统内的空气
A
活塞 弹簧 进油阀 活塞
进油口
2、柴油滤清器
作用:除去柴油中的尘土、水分或其他机械杂质和温度变化及 空气的接触过程从柴油中析出少量的石蜡,以降低对精密偶件 的磨损,从而提高功率,降低油耗。
顶活塞,在压缩行程期间,涡流室内形成旋涡气流,多数燃油在涡流室 内被点燃。然后,其余燃油在主燃烧室内继续燃烧。 分隔式燃烧室一般采用轴针式喷油器,喷油压力要求不高。
(2)预燃室式燃烧室 喷油器装在副燃烧室内,柴油在副燃烧室内燃烧后喷入主燃烧室,
推动活塞向下运动。 由于自燃主要发生在副燃烧室内,而主燃烧室内主要是扩散燃烧, 因此,这种燃烧室工作较柔和,噪声较小。但是,因为散热面积较大, 放热效率较低,目前,较少采用。 预燃室式燃烧室一般采用浅盆形或平顶活塞,以减少散热面积。
齿条齿圈式 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。齿杆的轴向位臵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。
(3)传动机构——驱动柱塞往复运动
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。
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。
1、涡流室式燃烧室 1)整个燃烧室分为两部分 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)
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。
滚轮传动部件:滚轮、长槽、(垫块) 凸轮轴(按作功顺序排列凸轮)
滚轮式挺杆 凸轮轴
改变挺杆高度,可以改变供油提前角。
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
统一式燃烧室 (直喷式)
统一式燃烧室由凹顶 ω型 活塞顶部与气缸盖底 球型 部所包围的单一内腔, 几乎全部容积都在活 U型 塞顶面上。
涡流室燃烧室
分隔式燃烧室
预燃式燃烧室
1、统一式燃烧室 燃烧室呈浅盆形,喷油器的喷嘴直接伸入燃烧室。这 种燃烧室结构紧凑,散热面积小,因将燃油直接喷火燃烧 室,故发动机启动性能好,作功效率高。
(2)油量调节机构
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。
工作原理:转动柱塞改变柱塞与柱塞套的相对位臵,从而 改变供油行程来完成的。
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 杆上的位臵予以调整。
预热室式燃烧室
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。
第五章 柴油机燃料供给系统
一、 柴油机燃料供给系统的功用和组成
柴油机燃料供给系的功用是完成燃料的储存、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。 燃油供给装臵:柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。
3、减容体
作用:
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。
停油:直槽对准油孔。
2. 出油阀偶件
作用:防止燃油倒流,保证供油 迅速,停油干脆。
减容体 出油阀 弹簧 出油阀
出油阀体—密封锥面、十字截
面、减压环带 出油阀座—内密封锥面、内圆 柱面 出油阀弹簧
出油阀座
出油阀工况:
出油阀上升:减压环离座孔前,油管内 减容增压,减压环离座孔,达喷油压 力,迅速喷油。 出油阀下落:减压环入座孔,切断油 路,防止燃油倒流,保证下次供油迅 速。减压环落座,管内增容减压,停 油干脆,防止二次喷射和滴漏现象。
空气供给装臵:空气滤清器、进气管道。
混合气形成装臵:燃烧室。 废气排出装臵:排气管道、消音器。
回油管
高压油管
燃油滤清器
喷油器
限压阀 调速器
燃油箱
低压油管
喷油泵
输油泵
喷油提前器
油水分离器
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。
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
2、分隔式燃烧室
两个空间,一个在缸盖中(副燃烧室),一个在活塞顶(主燃烧 室),两部分间有孔道相连。
(1)涡流室式燃烧室 主燃烧室与涡流室两腔室有通道相连。涡流室式燃烧室一般采用平
a
b
c
柱塞下行
a.从上止点到柱 塞斜槽封闭径 向油孔之前。 b.从柱塞斜槽封 闭径向孔到柱 塞头部露出径 向油孔之前。
c.从柱塞头部露 出径向油孔到 运行下止点。
a
b
c
油量调节机构
供油有效行程:柱塞顶面封闭 柱塞套径向油孔至柱塞斜槽露 出径向油孔前柱塞上移的行程, 用hg表示。 hg决定了喷油泵每 循环供油量(Δg)。 hg 调节供油量方法: 转动柱塞——改变hg——改变 循环供油量Δg。
分类:
柴油粗滤器
柴油细滤器
结构:
出油口 限压阀
盖
进油口
壳体 滤芯
放油螺塞
中心杆
3、喷泵
功用:
按照发动机的工作顺序,负荷大小,定时、定量、定压 地向喷油器输送高压柴油。 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。 与各个气缸的发火顺序有关。
凸轮轴转角为0.5°,反映到曲轴上为1°。
滚轮架
滚轮衬套
二、柴油
1、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。 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。我国柴油牌号是用凝点来 规定的。如:柴油凝点为0 ℃,则此柴油牌号为0#。