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1、单元六 柴油机燃料供给系统 1掌握：柴油机燃油供给系统主要总成和作用， 各零件结构与工作原理。 2了解：喷油泵、喷油器的调整方法，柴油供给 系常见故障诊断与排除。 2019/11/221 第一节 概述 o柴油机燃油供给系的功用： 按柴油机各种不同工况的要求，定时、定量 、定压将雾化良好的柴油以一定的要求喷入 燃烧室，使这些燃油与空气迅速而良好地混 合和燃烧。 o 燃料供给系的组成： 柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油 器、回油管、高压油管、输油管等。 Date2 燃油供给路线 1）低压油路 从柴油箱到喷油泵入口，油压一般为0.15MPa 0.3MPa。 2）高压油路 从喷油泵到喷油器，油
2、压在10MPa以上。 3）多余的燃油回流 输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大3 4倍，大量多余的燃油经喷油泵进油室的一端限压阀和回油管流 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。 4）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。 5）为保证各气缸供油的一致性，连接喷油泵和喷油器的钢制高压 油管的直径和长度是相等的。 Date3 燃油滤清器 低压油管 高压油管 喷油泵 喷油器 回油管 燃油箱 输油泵 油水分离器 调速器 限压阀 喷油提前器 Date4 柴油机的燃烧过程和燃烧室 按压力温度变化分为四个阶段 （1）备燃期
3、从喷油开始开始着火燃烧为止 （2）速燃期 从燃烧开始气缸内出现 时为止 （3）缓燃期 从出现压力最大值到出现最高温度 为止 （4）后燃期 缓燃期以后的燃烧 Date5 （1）备燃期 (AB) 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
4、源中心，为燃烧作好了准备。这一时 期很短，一般仅为0.00070.003 秒。 Date6 （2）速燃期 (BC) o从燃烧开始气缸内出现 时为止。 o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。 Date7 （3）缓燃期(CD) 从 出现出现 为止。 o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
5、略有下降 ，温度达到最高值，通常喷油器已结束喷油 。 Date8 （4）后燃期 (DE) o缓燃期以后的燃烧 o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。 Date9 柴油机燃烧室 根据混合气的形成方式及燃烧室的结构特点，柴油机 燃烧室可分为两大类。 o1直接喷射式燃烧室形、四角形、球形及U形燃 烧室等。特点：动力性与经济
6、性较好，冷起动性能好； 排放较差，工作较粗爆；对燃料供给系要求高。 o2分隔式燃烧室预燃室式和涡流式燃烧室。特点： 在供油要求不高的条件下能获得良好的燃烧性能，排放 和燃烧噪声较小，适用90mm缸径以下，转速 3600r/min以上的高速车用柴油机；热损失、节流损失 大，热效率较低，燃油消耗率较高，冷起动性能差。 Date10 形燃烧室 o1结构特点 由平的气缸盖底面和活塞顶内的 形凹坑及气缸壁组成，属于直接喷 射燃烧室和空间混合方式。 o2混合气形成特点 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。 2）喷孔直径小，多在0.250.4mm 内，喷孔轴线夹
7、角为140160 内，喷油压力较高，一般在20Mpa 左右。 3）结构紧凑，热损失小，故热效率高 ，经济性好，容易起动。 4）工作粗暴，燃烧噪音大 Date11 四角形燃烧室 四角形燃烧室属于直接喷 射式燃烧室和空间混合 式。 o1结构特点燃烧室底 部仍是形，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。 o2可抑制涡流的增强 ，减少NOX生成量 Date12 预燃式燃烧室 o1结构特点 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2540，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）预热室用耐热钢单独制
8、成，装入气缸盖不 和冷却水直接接触。 4）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。 o2混合气形成特点 1)利用压缩紊流先预燃。 2)利用强烈的燃烧涡流，促使完全燃烧。 3）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 （8MPa12MPa），有适应大转速范 围和不同着火性能燃料的能力。 4）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。 Date13 涡流室式燃烧室 o1结构特点 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5080，用一个和数个切向大面积通道
9、相通。属于空间混合方式。 2）喷油器和电热塞安装在涡流室内。 3）涡流室下半部分镶有耐热钢制成的镶块，和其座孔 有一定的隔热间隙，并用螺钉定位。 4）活塞顶部多制有导流槽或分流凹坑，使涡流室中的 气流喷出时形成二次涡流。预燃式燃烧室 o2混合气形成特点 1）利用强烈的定向涡流混合和燃烧。 2）利用二次流动，促使燃气更完全的燃烧。 3）对喷油的雾化质量要求不高，可采用不易堵塞的单 孔喷嘴，喷油压力较低（10MPa12MPa），喷 油泵寿命较长，对不同着火性能燃料的适应性好。 4）适用于高速柴油机，转速可达5000r/min。 5）工作较平顺。热损失较大，经济性较差，须用较高 的压缩比（1722）
10、，须加装电热塞 Date14 球形油膜燃烧室 o1结构特点球形油膜燃烧室 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）燃烧室底壁较薄，其背面有来自飞溅和从连杆小 头喷油孔喷出的润滑油加以冷却。 4）采用单孔喷嘴或双孔喷嘴。 o2混合气形成特点 1）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。 2）油膜逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧，形成燃气 涡流。
11、3）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。 4）其进气管上多安装加热装置（如火焰加热器等） 。 Date15 第二节 柴油燃料供给系统主要部件的结 构与工作原理 一、柱塞式喷油泵供油系统的结构与工作原理 Date16 柴油滤清器 1、粗滤清器 o作用：滤去较大 杂质，保护输油 泵 o结构：有壳、盖 、滤芯（网状） Date17 2、细滤清器 o作用：滤去较小 杂质，保护喷油 泵、喷油器。 o结构：有壳、盖 、滤芯（毛毡、 纸质）。 Date18 活塞式输油泵 o1、作用 保证低压油路中柴油的正常 流动，克服柴油滤清器和 管路中的阻力，并以一定 的压力向喷油泵输送足够 量的柴
12、油。输油量约为柴 油机全负荷最大耗油量的 34倍。 o2、构造(组成) A.泵体：有进出油道、平衡 油道 B.泵油组件：推杆、活塞、 弹簧、进出油阀 C.手油泵：泵体、活塞 Date19 机械泵总成 手油泵总成 2、构造(组成) Date20 手柄 手油泵活塞 手油泵体 进油阀 出油阀 出油管接头 进油管接头 滚轮 挺杆弹簧 推杆 活塞 泵体 活塞弹簧 螺塞 Date21 （1）吸油和压油行程 偏心轮转过，活塞上行，下腔容积增大，产生真 空，进油阀开启，柴油经进油口进入下泵腔。同时， 上泵腔容积缩小，压力增大，出油阀关闭，上泵腔中 的柴油经出油口压出。 （2）准备压油行程 偏心轮推动滚轮、挺杆
13、和活塞向下运动，下泵腔油 压增高，进油阀关闭，出油阀开启，柴油从下腔流入上 腔。 3 活塞式输油泵工作原理 Date22 （4）手油泵工作 手柄 喷油泵凸轮轴 偏心轮 手油泵 进油阀 进油口 出油口 出油阀 推杆 挺杆 滚轮 泵体 活塞 活塞 弹簧 A B 用手油泵上下运动来泵油 清除燃油系统内的空气 （3）输油量的自动调节 输油泵供油量大于 喷油泵需要量时，上泵 腔油压增高，与活塞弹 簧弹力相平衡时，活塞 便停止泵油。 Date23 输油泵工作情况示意图 Date24 喷油器的构造与维修 o(一)功用 1使一定数量的燃油得到良好的雾化。 2使燃油的喷射按燃烧室类型合理分布。 o(二)要求 1
14、应具有一定的喷射压力和射程，合适的喷 雾锥角和雾化质量； 2喷停要迅速，不发生燃油滴漏； 3开始喷油少，中期喷油多，后期喷油少。 Date25 o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 闭式喷油器的两种基本形式 Date26 Date27 喷油器的工作原理 o孔式喷油器 适应于直接喷射燃烧室，孔数18个，孔径0.170.8mm o 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
15、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。 o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。 Date28 o轴针式喷油器 o工作原理与孔式相同 o构造：针阀下端的密封锥面以下还向下延伸出一个轴针，其形 状有倒锥形和圆柱形，轴针伸出喷孔外，使喷孔成为圆环状的狭 缝。一般只有一个喷孔,直径13
16、mm，喷油压力较低12 14MPa o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。 Date29 柱塞式喷油泵 o一、作用 1提高油压（定压）：将喷油压力提高到10MPa20MPa。 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。 o二、对喷油泵的要求 （
