1、第五章 柴油机供给系,概述 可燃混合气的形成与燃烧室 喷油器 喷油泵 调速器,5.1 概述,一 功用 柴油机供给系同样要完成柴油供给和空气供给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出任务。 二 组成 燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器、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,各组成部分详图,柴油机的特点 1压缩比大（1522），热效率高（3040）原因是汽缸内可以消耗更多的燃油。经济性好；无点火系，故障少，油路系统机件精密、耐用。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，
2、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。,三、燃料柴油 1、主要成分：C：87；H：12.6；O：0.4 2、主要性能指标1）发火性：衡量燃油的自燃能力，又叫自燃性。用“十六烷值” 大小来表示。一般车用柴油机的十六烷值常为4050左右。2）蒸发性：蒸发性的好坏通过燃油的蒸馏温度高低来衡量。3）粘度：衡量柴油的流动性能。不能太高也不能太低。,粘度大：润滑条件好，零件之间磨损小，但流动 阻力大、雾化效果差。 粘度小：磨损、润滑性变差，但流动蒸发性好。 4）凝点：指柴
3、油冷却到开始失去流动性时的温度。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。 3、选用柴油的依据使用地区的环境温度。在选择时，所选柴油牌号应比最低环境温度低约5。车用柴油机所用柴油应选用十六烷值较高、蒸发性较好、粘度和凝点合适、不含水分和机械杂质的柴油。,柴油分重柴油和轻柴油两类。重柴油多用于1000rmin以下的中、低速柴油机，轻柴油多用于1000rmin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和-50
4、六个牌号，其疑点分别不高于10，0，-10,-20,-35和-50 ，牌号越高凝点越低。其代号分别为RCZ-10，RC-0，RC-10，RC-20，RC-35， RC-50， “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510。,1、柴油箱 2、油水分离器 3、输油泵 4、喷油提前器 5、柱塞式喷油泵 6、柴油滤清器 7、回油管 8、高压油管 9、喷油器 10、调速器,10,柴油混合差的原因即黑烟问题（对比汽油机混合气的形成）P167（1）与汽油相比柴油本身粘度大，不易挥发。不利于混合气的形成。 （2）柴油的混合是在气缸内进
5、行，靠高压喷射和 空气饶流运动形成混合气。混合的时间很短0.00170.004秒，相比汽油机的混合经过进气、压缩两个工作行程。 （3）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时，形成过程重叠进行的，即边喷射边混合边燃烧。 贪多效果不好。 （4）形成方式与汽油机不同，汽油机混合经过的时间长且是在化油器或者是靠喷射到总管、歧管、汽缸内形成。,5.2 可燃混合气的形成与燃烧室,1、基本术语 （ 1）、过量空气系数a一般柴油机的a1，这样才能保证柴油更好的燃烧。通常：低速机 n1000r/min，a1.11.5（车用）增压机 a1.72.2 （2）、供油提前角喷油泵开始向喷油器供油时，曲轴的曲拐位置与活塞到达压
6、缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角。,3、喷油提前角fj喷油器开始向燃烧室喷油时，曲轴的曲拐位置与活塞到达压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角。 4、节流流体流经一突变截面的现象，会产生能量损失。,2、可燃混合气的形成与燃烧 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。燃烧过程：,高温压缩空气,雾状柴油,燃烧,喷射,物理化学变化,持续喷射,雾状柴油,喷射,柴油燃烧的主要特点是：,（1）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的。 （2）混合与燃烧的时间很短0.00170.004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
7、射，边混合，边燃烧。,3、燃烧室,分类： 直喷式燃烧室分隔式燃烧室,型,球型,涡流室燃烧室,预燃式燃烧室,直喷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。,燃烧室作用:合理组织气体运动，促进气与油更好地混合，以保证燃烧过程更加完善。,直喷式燃烧室,型燃烧室：形状简单、易于加工；结构紧凑；热效率高；工作粗暴；要求喷油压力高。,球型燃烧室：靠油膜蒸发混合，工作柔和，起动困难。喷油压力高,U型燃烧室： 混合气形成方式属于复合式；采用单孔轴针式喷油器；起动性好。,分隔式燃烧室,预热室式燃烧室,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
8、 高；起动性差。,5.3 喷油器,1功用与型式 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。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。 要求： 雾化均匀 喷射干脆利落 无后滴现象 油束形状与方向，适应燃烧室,2、孔式喷油器,应用：直接喷射燃烧室，孔数18个，孔径0.20.8mm 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。 （4）主要用于对喷油压力要求较高的燃烧室，如直喷式燃烧室。,3、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
9、，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 （5）主要用于对喷油压力要求较低的燃烧室，如分隔式燃烧室；由于孔径较大，并且喷油器工作时轴针在孔内作上下移动，有利于清除喷孔内形成的积碳和其它杂质等。,注意：1、对于多缸柴油机，为使各缸喷油器工作一致，各缸应采用长度相同的高压油管。2、在拆掉喷油器后，为防止污物进入喷油器，应在油管接头处和针阀体端部用防污套罩上。3、喷油器用两个固定螺钉固定在气缸
10、盖上的喷油器孔座内，用铜制的锥体密封，以防止漏气。,5.4 喷油泵,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0.0020.003mm,柱塞,柱塞套,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,5.6调速器,功
11、用：调速器是根据发动机负荷变化而自动调节供油量，从而保证发动机的转速稳定在很小的范围内变化。 分类： 按功能分：两极式调速器 全程式调速器 定速调速器（工业用柴油机，如发电机组） 综合调速器 按转速传感分有气动式调速器机械离心式调速器复合式调速器,问题： 柴油机为何要装调速器？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加大，使发动机转速又回升到接近原先的数值。而柴油机则恰恰相反，即使调节拉杆保持在最小供油量位置不变，当发动机内部阻力略有增大使发动机转速略有降低时，喷油嘴的供油量却自动减少
12、，促使发动机转速进一步降低。如此循环，最后导致发动机熄火。反之，当发动机内部阻力略有减少时，发动机转速将不断升高。因此，必须限制柴油机发动机最高转速和稳定怠速而自动进行供油量调节。,1机械离心式两极调速器构造与工作原理,RAD型两速调速器构造如图,1-飞块 2-支持杠杆 3-控制杠杆 4-滚轮 5-凸轮轴 6-浮动杠杆,7-高速弹簧 8-速度调定杠杆 9-供油齿条 10-拉力杠杆 11-速度调整螺栓 12-起动弹簧 13-稳速弹簧 14-导动杠杆 15-怠速弹簧 16-全负荷限位螺钉,RAD型两极调速器,1、飞块 2、支持杠杆 3、控制杠杆 4、滚轮 5、凸轮轴 6、浮动杠杆 7、调速弹簧 8
13、、速度调定杠杆 9、供油调节齿杆 10、拉力杠杆 11、速度调整螺栓 12、起动弹簧 14、导动杠杆 15、怠速弹簧 16、齿杆行程调整螺栓 17、滑套 18、齿杆连杆,（1）起动加浓原理,起动加浓:发动机静止时,两飞块1在起动弹簧12的作用下处于向心极限位置。起动前，应将控制杆3推至全负荷供油位置。此时支持杠杆2绕D点逆时针方向转动，浮动杠杆6也绕B点逆时针方向转动，因此供油调节齿杆9向增加供油的方向（图中为向左）移动。起动弹簧12的作用就在于对浮动杠杆6作用一向左的拉力，使其绕C点作逆时针方向的偏转，同时带动B点和A点（即套筒）进一步向左移动直到飞块1到达向心极限位置为止，从而保证供油调节
14、齿杆9越过全负荷进入起动最大供油量位置（即起动加浓位置）。,RAD型两速调速器,（2）稳定怠速原理,1、飞块 2、支持杠杆 3、控制杠杆 4、滚轮 5、凸轮轴 6、浮动杠杆 7、调速弹簧 8、速度调定杠杆9、供油调节齿杆 10、拉力杠杆 11、速度调整螺栓 12、起动弹簧 13、导动杠杆 14、 15、怠速弹簧 16、齿杆行程调整螺栓 17、滑套,15,稳定怠速原理：发动机起动后，将控制杠杆3拉到怠速位置，发动机便进入怠速工作，此时，飞块离心力使滑套17右移而压缩怠速弹簧15，当飞块离心力与怠速弹簧及起动弹簧12的合力平衡时，供油调节齿杆9便保持在某一位置，发动机就在相应的转速下稳定的工作。若
15、此时转速降低，则飞块离心力也降低，滑套17便在怠速弹簧及起动弹簧12的作用下左移，从而导动杠杆14向左偏转，带动B点左移，增加供油量，使发动机转速回升。若发动机转速升高，则飞块离心力加大，滑套右移，通过导动杠杆13、浮动杠杆6驱动齿杆9右移，使供油量减少，发动机转速降低。改变怠速弹簧15的预紧力可调节怠速转速。,RAD型两速调速器原理：,1、飞块 2、支持杠杆 3、控制杠杆 4、滚轮 5、凸轮轴 6、浮动杠杆 7、调速弹簧 8、速度调定杠杆9、供油调节齿杆 10、拉力杠杆 11、速度调整螺栓 12、起动弹簧 13、 14、导动杠杆 15、怠速弹簧 16、齿杆行程调整螺栓 17、滑套,（3）中速
16、不起作用,14,中速不起作用：当发动机转速超过怠速转速时，怠速弹簧15完全被压入拉力杠杆10内，滑套17直接与拉力杠杆10接触。由于拉力杠杆10被很强的调速弹簧7拉住，在转速低于最大工作转速时，飞块的离心力不能推动拉力杠杆10，因而支点B也不会移动，所以不能调节供油量的大小。,RAD型两速调速器原理：,1、飞块 2、支持杠杆 3、控制杠杆 4、滚轮 5、凸轮轴 6、浮动杠杆 7、调速弹簧 8、速度调定杠杆9、供油调节齿杆 10、拉力杠杆 11、速度调整螺栓 12、起动弹簧 13、稳速弹簧 14、导动杠杆 15、怠速弹簧 16、齿杆行程调整螺栓 17、滑套 18、齿杆连杆,（4）限制高速原理,2
17、,11,限制最高转速：当发动机转速超过规定的转速时，飞块离心力就能克服调速弹簧7的拉力，推动滑套17和拉力拉杆10右移，使支点B、D、C都右移，结果就是供油调节齿杆9向右移动，供油量减少，从而保证发动机转速不会超过规定转速。利用调整螺栓11改变调速弹簧7的预紧力即可调节发动机最高转速。,2机械离心式全速调速器构造与工作原理,RSV型全速调速器构造如图,9-怠速弹簧 10-调速弹簧 11-低速限位螺钉 12-拉力杠杆 13-导动杠杆 14-轴销 15-供油齿条 16-起动弹簧 17-弹簧挂耳 18-弹簧摇臂 19-调整螺钉,1-飞块支架 2-飞块销轴 3-飞块 4-滑套 5-校正弹簧 6-全负荷
18、限位螺钉 7-顶杆 8-浮动杠杆,RSV型全速调速器工作原理,（1）起动加浓工况,1-飞块 2-支持杠杆 3-控制杠杆4-滚轮 5-凸轮轴 6-浮动杠杆 7-顶杆 8-浮动杠杆9-怠速弹簧 10-调速弹簧 11-低速限位螺钉 12-拉力杠杆 13-导动杠杆 14-轴销 15-供油齿条 16-起动弹簧 17-弹簧挂耳 18-弹簧摇臂 19-调整螺钉,RSV型全速调速器工作原理,（2）怠速工况,1-飞块 2-支持杠杆 3-控制杠杆4-滚轮 5-凸轮轴 6-浮动杠杆 7-顶杆 8-浮动杠杆9-怠速弹簧 10-调速弹簧 11-低速限位螺钉 12-拉力杠杆 13-导动杠杆 14-轴销 15-供油齿条 1
19、6-起动弹簧 17-弹簧挂耳 18-弹簧摇臂 19-调整螺钉,RSV型全速调速器工作原理,（3）中高速工况,1-飞块 2-支持杠杆 3-控制杠杆4-滚轮 5-凸轮轴 6-浮动杠杆 7-顶杆 8-浮动杠杆9-怠速弹簧 10-调速弹簧 11-低速限位螺钉 12-拉力杠杆 13-导动杠杆 14-轴销 15-供油齿条 16-起动弹簧 17-弹簧挂耳 18-弹簧摇臂 19-调整螺钉,机械离心式全速调速器工作原理,（4）超负荷加浓校正 校正弹簧起作用,1-飞块 2-支持杠杆 3-控制杠杆4-滚轮 5-凸轮轴 6-浮动杠杆 7-顶杆 8-浮动杠杆9-怠速弹簧 10-调速弹簧 11-低速限位螺钉 12-拉力杠杆 13-导动杠杆 14-轴销 15-供油齿条 16-起动弹簧 17-弹簧挂耳 18-弹簧摇臂 19-调整螺钉,
