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1、Chap5 柴油机供给系柴油机供给系李书伟李书伟Tel:（1）教学目的和要求）教学目的和要求 掌握柴油机燃料供给系的作用和组成，了解进气增压的作掌握柴油机燃料供给系的作用和组成，了解进气增压的作用及工作过程；了解混合气的形成及燃烧过程和燃烧室类型与用及工作过程；了解混合气的形成及燃烧过程和燃烧室类型与结构形式；了解喷油器的功用组成和工作情况、喷油泵的工作结构形式；了解喷油器的功用组成和工作情况、喷油泵的工作原理和结构形式了解调速器功用和分类，了解汽车排放净化的原理和结构形式了解调速器功用和分类，了解汽车排放净化的措施。措施。（2）教学内容）教学内容 柴油机燃料供给系的作用与组成；混合气的形成和
2、燃烧过柴油机燃料供给系的作用与组成；混合气的形成和燃烧过程的四个阶段及燃烧室；柴油滤清器、输油泵的作用、结构和程的四个阶段及燃烧室；柴油滤清器、输油泵的作用、结构和工作；汽车的排放物污染，排放物净化的措施。工作；汽车的排放物污染，排放物净化的措施。（3）本章重点、难点）本章重点、难点重点：喷油泵，调速器，供油提前角自动调节器构造特点；重点：喷油泵，调速器，供油提前角自动调节器构造特点；难点：混合的形成及燃烧过程、喷油泵的工作原理、调速器的难点：混合的形成及燃烧过程、喷油泵的工作原理、调速器的工作原理。工作原理。柴油机燃油供给系统示意图柴油机燃料供给系统 喷油器高压回油管高压管调速器燃油箱燃油滤
3、清器油水分离器 输油泵喷油泵喷油提前器低压管路低压管路概述概述 可燃混合气的形成与燃烧室可燃混合气的形成与燃烧室 喷油器喷油器 喷油泵喷油泵 调速器调速器 5.1 5.1 概述概述1 1 功用功用 贮存、滤清柴油，并按不同工况要求，以规定的工作顺序，贮存、滤清柴油，并按不同工况要求，以规定的工作顺序，定时、定量、定压并以一定的喷油质量，将柴油喷入燃烧室，定时、定量、定压并以一定的喷油质量，将柴油喷入燃烧室，使其与空气迅速而良好地混合和燃烧，最后将废气排出。使其与空气迅速而良好地混合和燃烧，最后将废气排出。 2 2 组成组成 燃油供给装置燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、：柴油箱
4、、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。喷油器等。 空气供给装置空气供给装置：空气滤清器、进气管道。：空气滤清器、进气管道。 混合气形成装置混合气形成装置：燃烧室。：燃烧室。 废气排出装置废气排出装置：排气管道、消音器：排气管道、消音器柴油机燃料供给系燃油的供给路线柴油机燃料供给系燃油的供给路线 输油泵将柴油从燃油箱内吸出，经滤清器滤去输油泵将柴油从燃油箱内吸出，经滤清器滤去杂质，进入喷油泵的低压油腔，喷油泵将燃油压力杂质，进入喷油泵的低压油腔，喷油泵将燃油压力提高，经高压油管至喷油器喷入燃烧室。喷油器内提高，经高压油管至喷油器喷入燃烧室。喷油器内针阀偶件间隙中漏泄的极少量燃油和喷油泵低压油针
5、阀偶件间隙中漏泄的极少量燃油和喷油泵低压油腔中过量燃油，经回油管流回燃油箱。腔中过量燃油，经回油管流回燃油箱。3 3柴油柴油 柴油是在柴油是在533-623k533-623k的温度范围内，从石油中提炼出的碳氢化合物，的温度范围内，从石油中提炼出的碳氢化合物，含碳含碳87%87%，氢，氢12.6%12.6%和氧和氧0.4%0.4%。柴油按。柴油按凝点凝点分为分为1010，0 0，-10-10，-20-20，-35-35五个五个牌号，其疑点分别不高于牌号，其疑点分别不高于1010，00，-10,-20,-35-10,-20,-35，牌号越高凝点，牌号越高凝点越低。其代号分别为越低。其代号分别为RC
6、Z-10RCZ-10，RC-0RC-0，RC-10RC-10，RC-20RC-20，RC-35RC-35，“R R”和和“C C”是是“燃燃”和和“柴柴”字的汉语拼音字头，凝点在字的汉语拼音字头，凝点在0 0 以下则在以下则在-前加上前加上ZZ字，选用时，号数应比实际气温低字，选用时，号数应比实际气温低5 51010。4 4、柴油机的使用性能指标、柴油机的使用性能指标 发火性发火性指燃油的自燃能力，指燃油的自燃能力，1616烷值越高，发火性越好。烷值越高，发火性越好。 蒸发性蒸发性由燃油的蒸馏实验。由燃油的蒸馏实验。 粘度粘度决定燃油的流动性，粘度越小，流动性越好。决定燃油的流动性，粘度越小，
7、流动性越好。 凝点凝点指柴油冷却到开始失去流动性的温度指柴油冷却到开始失去流动性的温度5.2 可燃混合气的形成与燃可燃混合气的形成与燃烧室室1 1、可燃混合气的形成与燃烧、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。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：燃烧过程：高温压缩空气雾状柴油燃燃烧喷射物理化学变化持续喷射雾状柴油喷射柴油燃柴油燃烧的主要特点是：的主要特点是：（1 1）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的。）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的。（2 2）混合与燃烧的时间很短）混合与燃烧的时间很短0.00170.00170.0040.00
8、4秒（气缸内）秒（气缸内） （3 3）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入（4 4）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时，连续重叠进行）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时，连续重叠进行的，即的，即边喷射，边混合，边燃烧边喷射，边混合，边燃烧。 由于柴油的蒸发性和流动性都比汽油差，因此，柴油机由于柴油的蒸发性和流动性都比汽油差，因此，柴油机不能像汽油机那样在汽缸外形成可燃混合气。在接近压缩行不能像汽油机那样在汽缸外形成可燃混合气。在接近压缩行程终点时，通过喷油器把柴油喷入气缸内，油滴在炽热的空程终点时，通过喷油器把柴油喷入气缸内，油滴在炽热的空气中受热、蒸发、扩散
9、，并与空气混合形成可燃混合气，最气中受热、蒸发、扩散，并与空气混合形成可燃混合气，最终自行发火燃烧。终自行发火燃烧。2、燃、燃烧室室分类：分类： 直喷（统一）式燃烧室直喷（统一）式燃烧室 分开式燃烧室分开式燃烧室型型 球型球型涡流室燃流室燃烧室室预燃式燃燃式燃烧室室直直喷式燃式燃烧室由凹室由凹顶活塞活塞顶部与气缸盖底部与气缸盖底部所包部所包围的的单一内腔，一内腔，几乎全部容几乎全部容积都在活都在活塞塞顶面上。面上。直喷(统一)式燃烧室型燃型燃烧室：形状室：形状简单、易于加工；易于加工；结构构紧凑；凑；热效率高；工作粗暴；效率高；工作粗暴；要求要求喷油油压力高。力高。球型燃球型燃烧室：靠油室：靠
10、油膜蒸膜蒸发混合，工作混合，工作柔和，起柔和，起动困困难。喷油油压力高力高U型燃型燃烧室：室： 混合气形成方式属混合气形成方式属于复合式；采用于复合式；采用单孔孔轴针式式喷油器；油器；起起动性好。性好。分开式燃烧室分开式燃烧室预热室式燃烧室预热室式燃烧室涡流室式涡流室式燃烧室燃烧室特点：油压要求不高；故障少；特点：油压要求不高；故障少； 工作较平稳；散热面积大；油耗工作较平稳；散热面积大；油耗 高；起动性差。高；起动性差。电热塞电热塞5.3 喷油器油器1功用与型式功用与型式功用：功用：1）将将喷油油泵供供给的高的高压柴油，以一定的柴油，以一定的压力，呈力，呈雾状状喷入燃入燃烧室。室。2 2）在
11、每一个工作循环内，各气缸依次喷油；在每一个工作循环内，各气缸依次喷油；3 3）根据负荷特性供油；根据负荷特性供油；4 4）储储存一定的油量，保证汽车最大的续驶里程。（燃油供给系的功用）存一定的油量，保证汽车最大的续驶里程。（燃油供给系的功用）型式：型式：目前采用的目前采用的喷油器都是油器都是闭式式喷油器，有油器，有孔式孔式和和轴针轴针式两种。式两种。要求：要求：雾化均匀化均匀喷射干脆利落射干脆利落无后滴无后滴现象象油束形状与方向，适油束形状与方向，适应燃燃烧室室2、孔式、孔式喷油器油器应用：用： 直接直接喷射燃射燃烧室，室，孔数孔数18个，孔径个，孔径0.20.8mm特点：特点：（1）喷孔的位
12、置和方向与孔的位置和方向与燃燃烧室形状相适室形状相适应，以保，以保证油油雾直接直接喷射在球形燃射在球形燃烧室室壁上。壁上。（2）喷射射压力力较高。高。（3）喷油油头细长，喷孔小，孔小，加工精度高。加工精度高。3 3、轴针式式喷油器油器特点：特点：（1）不）不喷油油时针阀关关闭喷孔，使高孔，使高压油腔与燃油腔与燃烧室隔开，燃室隔开，燃烧气体不致冲入气体不致冲入油腔内引起油腔内引起积炭堵塞。炭堵塞。（2）喷孔直径孔直径较大，便于加工且不易大，便于加工且不易堵塞。堵塞。（3）针阀在油在油压达到一定达到一定压力力时开启，开启，供油停止供油停止时，又在，又在弹簧作用下立即关簧作用下立即关闭，因此，因此，
13、喷油开始和停止都干脆利落，没油开始和停止都干脆利落，没有滴油有滴油现象。象。（4）不能）不能满足足对喷油油质量有特殊要求量有特殊要求的燃的燃烧室的需要室的需要喷油器结构a)轴针式喷油器结构b)孔式喷油器结构5.4 5.4 喷油油泵功用：功用：提高柴油压力，按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时提高柴油压力，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。定量地向喷油器输送高压柴油，且各缸供油压力均等。分类：分类： 柱塞式喷油泵柱塞式喷油泵 转子分配式喷油泵转子分配式喷油泵柱塞式柱塞式喷油油泵环供油量的调节柱塞式柱塞式喷油油泵一、一、柱塞式柱塞式喷油油泵的的泵油
14、原理油原理柱塞副的构造：柱塞副的构造： 柱塞和柱塞套是一对精密柱塞和柱塞套是一对精密偶件，经配对研磨后不能偶件，经配对研磨后不能互换，要求有高的精度和互换，要求有高的精度和光洁度和好的耐磨性，其光洁度和好的耐磨性，其径向间隙为径向间隙为0.0020.003mm柱塞柱塞柱塞套柱塞套柱塞柱塞泵的工作原理的工作原理工作工作时，在，在喷油油泵凸凸轮轴上的凸上的凸轮与柱塞与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运作上、下往复运动，从，从而完成而完成泵油任油任务，泵油油过程可分程可分为以下三个以下三个阶段。段。进油油过程程供油供油过程程回油回油过程程功用：功用：调速器是根据发动机负荷变
15、化而自动调节供油量，从而保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。证发动机的转速稳定在很小的范围内变化。分类：分类：按功能分有两速调速器、全速调速器、定速调速器和综合按功能分有两速调速器、全速调速器、定速调速器和综合调速器调速器按转速传感分有气动式调速器、机械离心式调速器和复合按转速传感分有气动式调速器、机械离心式调速器和复合式调速器式调速器5.5调速器速器喷油提前器 高压柴油虽然喷入气缸后瞬间即可燃烧，但从开高压柴油虽然喷入气缸后瞬间即可燃烧，但从开始燃烧到着火最旺盛是需要时间的。要使活塞到达压始燃烧到着火最旺盛是需要时间的。要使活塞到达压缩上
16、止点时是缸内着火最旺盛的时刻缩上止点时是缸内着火最旺盛的时刻(试验证明这样能试验证明这样能获得最大功率和最低燃油消耗率获得最大功率和最低燃油消耗率)，必须在活塞到达压，必须在活塞到达压缩上止点之前开始喷油，以给缸内一个合适的初燃期。缩上止点之前开始喷油，以给缸内一个合适的初燃期。从喷油开始到活塞到达压缩上止点，曲轴所转过的角从喷油开始到活塞到达压缩上止点，曲轴所转过的角度称为喷油提前角。喷油提前角过大或过小均使柴油度称为喷油提前角。喷油提前角过大或过小均使柴油机的动力性和经济性恶化。喷油提前器就是一个能使机的动力性和经济性恶化。喷油提前器就是一个能使喷油时刻随着发动机转速和功率的变化而将喷油时
17、刻喷油时刻随着发动机转速和功率的变化而将喷油时刻提前或推后的一套自动调节装置。提前或推后的一套自动调节装置。GL2调速器 不带调速器的柴油机喷油泵每次的供油量是随转不带调速器的柴油机喷油泵每次的供油量是随转速变化而变化的。转速升高，供油量也随之加大，反速变化而变化的。转速升高，供油量也随之加大，反之则减小。这种特性给驾驶员稳定发动机转速带来很之则减小。这种特性给驾驶员稳定发动机转速带来很大困难。例如发动机在正常工作中，遇到负载减小，大困难。例如发动机在正常工作中，遇到负载减小，发动机的转速必然升高，转速的升高带来供油量的增发动机的转速必然升高，转速的升高带来供油量的增加和功率的提高，功率提高又使转速进一步升高，最加和功率的提高，功率提高又使转速进一步升高，最后超过额定转速而失去控制，这种现象称为后超过额定转速而失去控制，这种现象称为“飞车飞车”。调速器是一种负反馈装置。它能在驾驶员给定的油门调速器是一种负反馈装置。它能在驾驶员给定的油门位置上，自动增减供油量，来稳定发动机的转速。位置上，自动增减供油量，来稳定发动机的转速。思考思考1.1.柴油机供给系有何功用？有哪几部分组成？柴油机供给系有何功用？有哪几部分组成？2.2.简述柴油机燃料供给系燃油的供给路线。简述柴油机燃料供给系燃油的供给路线。3.3.调速器的作用是什么？调速器的作用是什么？
