第5章柴油机供给系
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第五章柴油机燃料供给系教学目的与要求1、掌握柴油机燃料供给系的组成,柴油的性能指标。
2、掌握柴油机燃烧室的分类,喷油器分类、组成与工作原理,以及柴油机燃烧室与喷油器类型之间的匹配关系。
3、掌握柱塞式喷油泵中的A型泵和转子分配式喷油泵中的VE泵的构造与工作原理。
4、了解两速调速器和全速调速器的构造和工作原理。
5、了解喷油提前角调节器及柴油机供给系的辅助装置。
6、掌握发动机进、排气系统的组成。
7、了解电控柴油供给系。
重点与难点1、喷油器分类、组成与工作原理。
2、柱塞式喷油泵和转子分配式喷油泵的构造与工作原理。
3、两速调速器和全速调速器的构造和工作原理。
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(1)混合气的形成是在气缸内进行的。
(2)混合与燃烧的时间很短(0.0017~0.004秒)。
(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。
目录♦第一节柴油机燃料供给系组成及燃料♦第二节喷油器♦第三节喷油泵♦第四节调速器♦第五节柴油机燃油供给系辅助装置♦第六节柴油机进排气系统♦第七节PT燃油供给系统♦第八节电控柴油机简介第一节柴油机燃料供给系组成及燃料一、柴油机燃料供给系的功用及要求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。
各缸的喷油定时和喷油量相同且与柴油机运行工况相适应。
喷油压力、喷油雾化质量及其在燃烧室内的分布与燃烧室类型相适应。
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)存储一定数量的燃油,保证汽车的最大续驶里程。
二、组成(一)柱塞式喷油泵柴油机燃油供给系示意组成(二)三、柴油柴油分为轻柴油和重柴油。
内燃机原理与构造习题解答第一章发动机的工作原理和总体构造1、汽车发动机通常是由哪些机构与系统组成它们各有什么功用(1) 曲柄连杆机构:进行热功转换。
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。
它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。
在作功行程中,活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动,通过连杆转换成曲轴的旋转运动,并从曲轴对外输出动力。
而在进气、压缩和排气行程中,飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
(2) 配气机构:控制进、排气门的开启时刻及延续时间。
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程,定时开启和关闭进气门和排气门,使可燃混合气或空气进入气缸,并使废气从气缸内排出,实现换气过程。
配气机构大多采用顶置气门式配气机构,一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。
(3) 燃料供给系统:汽油机:由化油器向气缸供给由汽油与空气混合的混合气。
柴油机:由喷油泵提供雾状柴油,通过喷油器喷入气缸。
汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求,配制出一定数量和浓度的混合气,供入气缸,并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去;柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,最后将燃烧后的废气排出。
(4) 润滑系统:减少相对运动部件的摩擦阻力,减轻磨损。
润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油,以实现液体摩擦,减小摩擦阻力,减轻机件的磨损。
并对零件表面进行清洗和冷却。
润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
(5) 冷却系统:降低气缸及高温部件的高温,使发动机保持正常的工作温度。
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。
(7) 点火系统:(汽油机独有)在压缩行程接近上止点时,点火系即在火花塞电极间产生电火花以点燃混合气。
第五章柴油机系统第一节燃油系统一、作用和组成燃油系统是柴油机重要的动力系统之一,其作用是把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口端。
该系统通常由五个基本环节组成:加装和测量、贮存、驳运、净化处理、供给。
燃油的加装是通过船上甲板两舷装设的燃油注入法兰接头进行的。
这样,从两舷均可将轻、重燃油直接注入油舱。
注入管应有防止超压设施。
如安全阀作为防止超压设备,则该阀的溢油应排至溢油舱或其他安全处所。
注入接头必须高出甲板平面,并加盖板密封,以防风浪天甲板上浪时海水灌入油舱。
燃油的测量可以通过各燃油舱柜的测量孔进行,若燃油舱柜装有测深仪表的话,也可以通过测深仪表,然后对照舱容表进行。
加装的燃油贮存在燃油舱柜中。
对于重油舱,一般还装设加热盘管,以加热重油,保持其流动性,便于驳油。
燃油系统中还装设有调驳阀箱和驳运泵,用于各油舱柜间驳油。
从油舱柜中驳出的燃油在进机使用前必须经过净化系统净化。
燃油净化系统包括燃油的加热、沉淀、过滤和离心分离。
图5-1示出了目前大多数船舶使用的重质燃油净化系统。
图5-1 重质燃油净化系统1-调驳阀箱;2-沉淀油柜燃油进口;3-高位报警;3-低位报警;4-温度传感器;5-沉淀油柜;6、16-水位传感器;7-供油泵;8-滤器;9-气动恒压阀;9’-流量调节器;10-温度控制器;11、12-分油机;13-连接管;14-日用柜溢油管;15-日用油柜从图可以看出,通过调驳阀箱1,燃油被驳运泵从油舱送入沉淀油柜5,每次补油量限制在液位传感器3与3之间,自动调节蒸汽流量的加温系统加速油的沉淀分离并且可使沉淀油柜提供给供油泵7的油温变化幅度很小。
供油泵后设气动恒压阀9和流量控制阀9’,以确保平稳地向分油机输送燃油,有利于提高净化质量。
燃油进入分油机前,通过分油机加热器加温,加热温度由温度控制器10控制,使进入分油机的燃油温度几乎保持恒定。
系统设有既能与主分油机串联也能并联的备用分油机,还设有备用供油泵,提高了系统的可靠性。
汽车构造各章重点复习题解答2第0章 总 论0-4、解释下列专业术语: (2)CA6350(3)EQ2080 (P12-13)(4)MR :是指中置后驱动的布置形式(5)附着力:地面对轮胎的切向反作用力的极限值称之附着力。
0-5、汽车由哪几大部分构成?各部分的要紧功用是什么?(作业)解答:汽车由发动机、底 盘、车身与电器与电子设备四大部分构成。
发动机的功用:是汽车的动力装置,负责将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能。
底盘的功用:负责将发动机的动力进行传递与分配,并按驾驶员要求进行行驶。
它是汽车的基体,发动机、车身、电器等都安装在底盘上。
车身的功用:是驾驶员操作与容纳乘客及货物的场所。
电器与电子设备的功用:包含电源组、发动机点火与起动设备、照明与信号、导航、电控燃油喷射、电控自动变速、电子防抱死制动等多种设备。
分别起供电、电能转成机械能、导航、电控等作用。
0-6、汽车正常行驶的条件是什么?务必同时满足驱动条件与附着条件,即 第一章 发动机的工作原理与总体构造1-3、四冲程汽油机与柴油机在总体构造上有何异同?i w f t F F F F F ++≥≥ϕ解答:相同点:它们都是将热能转化为机械能的热机,且为内燃机。
同时都具有曲柄连杆机构、配气机构、冷却系、润滑系、燃料供给系,起动系等基本的总体结构型式。
不一致点:它们使用的燃料不一致,着火的方式也不一致;汽油机有点火系统,而柴油机没有点火系统,同时没有火花塞,喷油器直接安装在气缸顶部。
1-5、解释下列专业术语:•(3)发动机总排量:一台发动机全部气缸工作容积的总与称之发动机总排量。
•(5)速度特性曲线:当燃料供给调节机构位置固定不变时,发动机性能参数•(4)压缩比(P23)随转速改变而变化的曲线,称之速度特性曲线。
第二章曲柄连杆机构2-1.发动机机体镶入气缸套有何优点?什么是干缸套?什么是湿缸套?使用湿缸套时如何防止漏水?(见50页)解答:将缸套镶入缸体,这样既可提高气缸表面的耐磨性,提高发动机的寿命,又可节约贵重金属,降低成本。
第五章 柴油机燃料供给系概述 可燃混合气的形成 与燃烧室 柴油滤清器 输油泵 喷油泵 转子分配式喷油泵 调速器 喷油提前角调节装置 喷油器 PT燃油供给系统 废气涡轮增压器 柴油机电子控制燃油 喷射系统§5.1一、 功用概述1 在适当时刻,将一定量柴油增压后以适当规律喷入燃烧室。
2 每一工作循环内,各缸均喷油一次,顺序与气缸工作顺序一致。
3 根据负荷变化自动调节供油量,稳定转速,限制超速。
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、 调速器、高低压油管等。
空气供给装置:空气滤清器、进气歧管。
混合气形成装置:燃烧室。
废气排出装置:排气歧管、排气消声器。
回油管 喷油器高压油管燃油滤清器限压阀 调速器 低压油管 喷油泵 喷油提前器燃油箱输油泵 油水分离器三、柴油1、使用性能指标发火性——指柴油的自燃能力;16烷值越高,发火性越好。
蒸发性——指柴油的汽化能力;其指标由柴油的蒸馏实验来确定。
粘度——决定柴油的流动性;粘度越小,流动性越好。
低温流动性——用凝点和冷凝点表示。
凝点指柴油冷却到开始失 去流动性的温度。
冷凝点比凝点一般高4—6摄氏度2、分类 按其所含重馏分的多少分为重柴油和轻柴油。
3、牌号 根据凝点编定。
如10号、0号、-10号、-20号等§5.2柴油机供给系统的组成一、柴油机混合气形成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。
持续喷射 雾状柴油 喷 射 高温压缩空气 物理化学变化雾状柴油 喷 射 燃 烧可燃混合气形成方法有:空间雾化和油膜蒸发。
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)混合与燃烧的时间极短0.0017~0.004秒 (气缸内),只占15—35度曲轴转角。
(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。
。
可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期(1)备燃期 Ⅰ 从喷油开始→开始着火燃烧为止 (2)速燃期 Ⅱ 从燃烧开始→气缸内出现时为止 (3)缓燃期 Ⅲ 从出现→出现为止 (4)后燃期 Ⅳ 缓燃期以后的燃烧气缸压力与曲轴转角的关系 Ⅰ-着火延迟期 Ⅱ-速燃期 Ⅲ-缓燃期 Ⅳ-后燃期二、燃烧室分类: 统一式燃烧室{ {ω型 球型涡流室燃烧室分隔式燃烧室预燃式燃烧室图中,a)以空间雾化混合 为主;小孔径多孔喷油器, 喷注与燃烧室形状大致相 符。
b)以油膜蒸发混合为 主。
利用螺旋进气道产生 强烈的空气涡流。
统一式燃烧 室图例统一式燃烧室ω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。
分隔式燃烧室涡流室式燃烧室预热塞预热室式燃烧室特点: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。
涡流室式与预燃室式• 分隔式燃烧室由两部分组成:主燃烧室和副燃烧室,主、副燃 烧室由通道相连。
– 涡流室式:副燃烧室容积占总容积之比50~80%,连接通道 孔径较大,且与副燃烧室相切,能形成强烈的有序的压缩 涡流,喷入其中的油束在涡流运动的作用下,迅速混合。
可降低对喷雾质量的要求,采用压力较低的轴针式喷油器。
– 预燃室式:副燃烧室容积占总容积之比25~45%,连接通道 孔径较小,非切向连接,在压缩过程中形成强烈的无规则 的紊流运动。
同样可降低对喷雾质量的要求,采用压力较 低的轴针式喷油器。
特点:混合气的形成靠强烈的空气运动,对喷油系统要求不高, 故障少。
压力升高比较缓慢,发动机工作平稳。
但散热面积大 (面容比S/D大),油耗较高,经济性较差,起动性较差•§5.3一、功用与型式喷 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。
3、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。
二、孔式喷油器1、应用: 直接喷射燃烧室,孔 数1~7个,孔径 0.2~0.5mm。
2、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。
调压螺钉 调压弹簧回油管 锁紧螺帽 喷油器体进油管接头 缝隙滤芯 油道 螺套 针阀体 顶杆 针阀精 密 偶 件孔 式 喷 油 器 结 构三、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。
§5.4一、功用:柱塞式喷油泵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。
二、分类: ①柱塞式喷油泵 ②喷油泵- 喷油器 ③转子分配式喷油泵(VE)三、A型喷油泵分泵调速器驱动轴 泵体 输油泵A型喷油泵的构造 组成:泵体部分 分泵 油量调节机构 传动机构(一)泵体部分 形式:整体式、可分开式。
(二)分泵的构造 (以柱塞式喷油泵为例) 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。
出油阀偶件柱塞偶件油量调节 机构驱动机构1. 柱塞偶件(1)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 要求:成对使用,不能互换。
拆装维修时要作好记号。
直槽45°斜槽(2)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。
abc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。
abc(3)油量调节 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。
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。
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 出油阀弹簧减容体 出油阀 弹簧 出油阀出油阀座出油阀工作状况: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。
3.减容器:作用:减小高压腔的容积,限制出油阀升程。
(三)油量调节机构种类:拨叉式、齿杆式。
拨叉式组成:油量调节拉杆、拨叉、调节臂。
齿杆式组成: 油量调节齿杆、 调节齿圈、 旋转衬套、 凸块。
(四)传动机构——驱动柱塞往复运动 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。
传动机构由凸轮轴和滚轮体总成组成。
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。
滚轮架 调整螺钉h h滚 轮四喷油提前角调节装置(一)、喷油提前角的概念: 指喷油器开始喷油至活塞到达上止点之间的曲轴转角。
(二)、喷油器提前角调节的原因: 喷油器提前角过大:喷油时气缸内空气温度较低,混合气形 成条件差,备燃期长,工作粗暴。
喷油器提前角过小:大部分柴油在上止点以后,活塞处于下 行状态时燃烧的,使最高工作压力降低 ,热效率显著下降,发动机功率下降, 排气冒白烟。
(三)、最佳喷油器提前角: 指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 。
(四)、联轴器(连接器)1、功用:用于连接喷油泵凸轮轴与其驱动轴。
2、结构:从动传动圆盘主动凸缘盘主动传动盘(五)、供油提前角自动调节器1、功用:随发动机转速的变化自动改变供油提前角。
2、结构:飞块从动盘调节器壳体3、工作原理静止状态提前状态飞块滚轮从动盘§5.5 转子分配式喷油泵一、径向压缩式分配泵(略)滑片式二级输油泵;1、组成:高压泵油量控制阀供油提前角自动调节机构2、工作过程:进油、泵油和配油三个过程。
3、优缺点:零件数目少,结构紧凑,通用性高,防污性好等优点;由于对分配转子和分配套筒、柱塞和柱塞孔的配合精度要求较高,滚柱座结构复杂及内凸轮加工不便等缺点。
所以近年来已很少应用。
二、轴向压缩式分配泵(VE泵)1、结构:驱动机构;第二级滑片式输油泵;高压泵头;供油提前角自动调节机构;调速器。
四缸柴油机用VE泵实物图六缸柴油机用VE 泵实物图2、工作原理(1)供油过程 当平面凸轮盘的凹下 部分转至与滚轮接触时,柱 塞弹簧将分配柱塞向左推移, 柱塞腔容积增大。
进油槽与 柱塞套上的进油孔相通,柴 油经油道流入柱塞右端腔室 和中心油道内。
(2)泵油过程 平面凸轮盘凸起部分与 滚轮接触时,分配柱塞边转 边右移。
进油孔关闭,柱塞 腔内燃油压力升高,柱塞上 分配孔与柱塞套上的出油孔 之一相通,高压柴油即经中 心油道、分配孔、出油阀流 向喷油器,喷入燃烧室。
(3)停油过程 柱塞在平面凸轮的 推动下继续右移,左端 的泄油孔移出油量调节 套筒与分配泵内腔相通 时,柱塞腔内的高压油 立即经泄油孔流入泵体 内腔中,柴油压力立即 下降,供油停止。
(4)泵油提前角自动调节过程 ①稳定运转时 活塞左右端力相等,处于平 衡位置。
②转速升高时 二级滑片式输油泵出口压力 增大,活塞右端压力增大,活 塞左移,带动滚轮架转动一定 角度,供油提前。
③转速降低时与前述相反(5)发动机停机起动开关旋至OFF 位置,电磁式断油器电 路断开,阀门在回位弹 簧的作用下关闭,切断 油路,发动机停机 。
电磁式 断油器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。