第七章柴油机供给系一课件.ppt
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- 第七 柴油机 供给 课件
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1、第七章第七章 柴油机燃料供给系统(一)柴油机燃料供给系统(一)导入:导入:、燃料不同,系统组成差别很大、燃料不同,系统组成差别很大 、柴油机燃料供给系统也有普通和电控之、柴油机燃料供给系统也有普通和电控之别别 、柴油机的优势日趋明显、柴油机的优势日趋明显六优势、三六优势、三劣势劣势 、本部分内容最多、机械部件结构最精密、本部分内容最多、机械部件结构最精密、原理最复杂原理最复杂 、重点:输油泵、喷油泵、喷油器、调速、重点:输油泵、喷油泵、喷油器、调速器、燃烧室器、燃烧室 、难点:喷油泵、调速器、难点:喷油泵、调速器7-1 概述概述一、柴油机燃料供给系统的一、柴油机燃料供给系统的功用功用:按照柴油
2、按照柴油机的工作要求,在适当的时刻将定量、定机的工作要求,在适当的时刻将定量、定压、清洁的柴油,按照柴油机的工作次序压、清洁的柴油,按照柴油机的工作次序喷入各缸,与吸入气缸内的空气迅速、良喷入各缸,与吸入气缸内的空气迅速、良好地混合和燃烧,并将燃烧的废气排出。好地混合和燃烧,并将燃烧的废气排出。二、柴油机燃料供给系统的二、柴油机燃料供给系统的组成组成:柴油箱、柴油箱、输油泵、柴油滤粗清器、柴油细滤器、喷输油泵、柴油滤粗清器、柴油细滤器、喷油泵、调速器、喷油器、低压油管、高压油泵、调速器、喷油器、低压油管、高压油管、回油管。油管、回油管。1 1、高压油路、高压油路 2 2、低压油路、低压油路7-
3、1 概述(概述(基本组成基本组成)7-1 概述(概述(基本组成基本组成流路流路 链接链接C6-15)4125A典型案例典型案例7-1 概述(概述(要求要求)三、柴油机对供给系统的要求三、柴油机对供给系统的要求1、定时定时:(1)、供气定时;)、供气定时;(2)、供油定时;)、供油定时;2、定量定量:(:(1)、油气比例适当;)、油气比例适当;(2)、各缸一致;)、各缸一致;(3)、与负荷相适应;)、与负荷相适应;3、定质定质:(:(1)、空气质量;)、空气质量;(2)、供油质量;)、供油质量;4、定压定压:必须与燃烧室形状和喷油器类型向适应,:必须与燃烧室形状和喷油器类型向适应,油束的雾化应符
4、合燃烧室的要求,同时还应喷射油束的雾化应符合燃烧室的要求,同时还应喷射干脆,避免后滴漏现象。干脆,避免后滴漏现象。5、定律定律:正确的喷油规律,亦称:正确的喷油规律,亦称喷油速率,喷油速率,单位时间喷油单位时间喷油量随时间的变化而变化的规律;量随时间的变化而变化的规律;(或称(或称dg随随CRA或或CAA的变化的变化而变化的规律)要求喷油规律而变化的规律)要求喷油规律同混合气形成和燃烧过程配合同混合气形成和燃烧过程配合良好,获得合适的燃烧速率、良好,获得合适的燃烧速率、压力增长率和最大爆发压力。压力增长率和最大爆发压力。最佳的供油最佳的供油(或喷油或喷油)时刻与柴油机时刻与柴油机转速和负荷有关
5、。转速愈高,供油量转速和负荷有关。转速愈高,供油量愈大,则最佳供油提前角也应当愈大,愈大,则最佳供油提前角也应当愈大,使燃烧过程能在活塞上止点附近完成,使燃烧过程能在活塞上止点附近完成,以获得较大的功率和较小的燃油消耗以获得较大的功率和较小的燃油消耗率。最好能使供油提前角随着转速和率。最好能使供油提前角随着转速和负荷的变化而作相应的改变。因而一负荷的变化而作相应的改变。因而一般说明书所规定的供油提前角是指该般说明书所规定的供油提前角是指该柴油机在标定转速下的最佳供油时刻柴油机在标定转速下的最佳供油时刻。关于供油定时关于供油定时四、柴油机可燃混合气形成特点四、柴油机可燃混合气形成特点 柴油粘度大
6、,必须通过高压喷射,促进其雾柴油粘度大,必须通过高压喷射,促进其雾化、蒸发并与空气混合,形成按一定比例构成的化、蒸发并与空气混合,形成按一定比例构成的空气空气燃料蒸汽的混合物,称为可燃混合气。因燃料蒸汽的混合物,称为可燃混合气。因此,柴油机燃料供给系统配置了高压喷油泵和喷此,柴油机燃料供给系统配置了高压喷油泵和喷油器。柴油机在进气过程中进入气缸的是空气,油器。柴油机在进气过程中进入气缸的是空气,在压缩接近终了时,柴油才被喷射进入气缸。从在压缩接近终了时,柴油才被喷射进入气缸。从柴油开始喷入到可燃混合气着火,对应的曲轴转柴油开始喷入到可燃混合气着火,对应的曲轴转角约角约15o35oCA,如果发动
7、机转速为,如果发动机转速为2000r/min,对应的时间才只有对应的时间才只有0.00125S0.00292S。柴油机。柴油机混合气形成的时间极短。为了加速混合气的形成,混合气形成的时间极短。为了加速混合气的形成,在柴油机上要组织一定强度的空气涡流,如进气在柴油机上要组织一定强度的空气涡流,如进气涡流和压缩涡流。涡流和压缩涡流。因此与汽油机相比,其具有以下因此与汽油机相比,其具有以下特点特点 1、高压性:、高压性:15220MPa 2、局部性:仅在、局部性:仅在Vc内进行内进行 3、快速性:、快速性:1525CA 4、交错性:混合与燃烧交错进行、交错性:混合与燃烧交错进行 5、压燃性:依靠压力
8、,自行着火、压燃性:依靠压力,自行着火五、柴油机可燃混合气形成方式五、柴油机可燃混合气形成方式 1、高压喷散(空间雾化)、高压喷散(空间雾化)2、油膜蒸发(热膜挥发)、油膜蒸发(热膜挥发)3、油粒蒸发(微滴汽化)、油粒蒸发(微滴汽化)4、混合方式形成(综合雾化)、混合方式形成(综合雾化)7-2 发动机燃烧室(发动机燃烧室(导入导入)导入:导入:、回忆:、回忆:Vc燃烧室容积燃烧室容积 、Vc 的三种说法的三种说法 、为分析比较,将汽油机和柴油机、为分析比较,将汽油机和柴油机 的的Vc 一块讨论一块讨论 、Vc 对发动机的工作性能影响很对发动机的工作性能影响很 大,故专节讲述大,故专节讲述 、思
9、考:见过何种燃烧室?、思考:见过何种燃烧室?燃烧室燃烧室一、发动机对燃烧室的要求一、发动机对燃烧室的要求1、结构紧凑:、结构紧凑:(1)衡量指标)衡量指标面容比面容比A/V(2)、原因)、原因2、具有良好的配气性能:、具有良好的配气性能:(1)、进排气顺畅、阻力小)、进排气顺畅、阻力小(2)、各通道断面合理)、各通道断面合理(3)、与进气歧管、气门搭配合理)、与进气歧管、气门搭配合理3、喷油器或火花塞位置设计合理、喷油器或火花塞位置设计合理(1)、喷油器位置:与塞、室、气流匹配)、喷油器位置:与塞、室、气流匹配(2)、火花塞位置:扫清废气、均与传播、减少积碳)、火花塞位置:扫清废气、均与传播、
10、减少积碳4、形状合理、布置得当、形状合理、布置得当(1)、把)、把90%的燃烧期控制在规定的转角内:的燃烧期控制在规定的转角内:5060(2)、能有适当的紊流运动)、能有适当的紊流运动、进气涡流、进气涡流链接链接C6-5动画动画7-2 发动机燃烧室(发动机燃烧室(对燃烧室的要求对燃烧室的要求)、挤气(压气)涡流、挤气(压气)涡流链接链接C6-7动画动画、燃烧涡、紊流、燃烧涡、紊流(链接链接C6-9动画动画)5、防止早燃和爆燃:、防止早燃和爆燃:(1)、无尖突物)、无尖突物(2)、避免局部炽热区)、避免局部炽热区6、与发动机速度相适应、与发动机速度相适应(1)、保证燃烧速度)、保证燃烧速度(2)
11、、保持柔和程度)、保持柔和程度二、汽油机燃烧室的主要类型二、汽油机燃烧室的主要类型1、浴盆型燃烧室(、浴盆型燃烧室(盖上型盖上型)(1)、分类)、分类(2)、形状)、形状(3)、特点:)、特点:面容比较大,压缩比小,面容比较大,压缩比小,HC HC;进排气效果不如半球形燃烧室进排气效果不如半球形燃烧室,燃烧速度较燃烧速度较 低,工艺性好、成本低。低,工艺性好、成本低。(4)、应用:)、应用:捷达、奥迪捷达、奥迪长式长式短式短式2、楔型燃烧室(、楔型燃烧室(盖上型)盖上型)(1)、分类)、分类(2)、形状)、形状(3)、特点:)、特点:结构简单、结构简单、紧凑、散热面积小、热损紧凑、散热面积小、
12、热损失少;火花塞置于燃烧室失少;火花塞置于燃烧室最高处,火焰传播距离长最高处,火焰传播距离长,燃烧速度较快;燃烧速度较快;但氮氧化物较多,工但氮氧化物较多,工作稍有粗暴作稍有粗暴(4)、应用:)、应用:普通切诺基、普通切诺基、486486、491491、CACA、EQEQ单楔单楔双楔双楔7-2 发动机燃烧室(发动机燃烧室(汽油机汽油机)3、半球型、半球型(1)、分类:盖,塞)、分类:盖,塞(2)、形状:)、形状:(3)、特点)、特点结构紧凑、结构紧凑、排气效果好火焰行程排气效果好火焰行程短、燃烧速率高、热短、燃烧速率高、热损失小、热效率高损失小、热效率高(4)、应用:)、应用:右图塞上右图塞上
13、型用于化油器式桑塔型用于化油器式桑塔纳、夏利、富康等纳、夏利、富康等半球型:用于双气门半球型:用于双气门深球型:用于多气门深球型:用于多气门多球型:用于多气门汽油机机多球型:用于多气门汽油机机7-2 发动机燃烧室(发动机燃烧室(柴油机柴油机)三、柴油机燃烧室三、柴油机燃烧室1、直喷式燃烧室(统一式)、直喷式燃烧室(统一式)(1)、开式燃烧室)、开式燃烧室:、型燃烧室(塞上型)型燃烧室(塞上型)1)主要是依靠多孔喷雾)主要是依靠多孔喷雾(多为(多为4-8孔,喷孔直径为孔,喷孔直径为0.250.4),利用油束和),利用油束和燃烧室的吻合,在空间形成燃烧室的吻合,在空间形成混合气。混合气。(空间雾化
14、混合空间雾化混合)2)喷孔直径小(孔式),)喷孔直径小(孔式),喷油压力较高,一般在喷油压力较高,一般在20Mpa左右,喷散质量好。左右,喷散质量好。3)结构紧凑,散)结构紧凑,散热面积小,热热面积小,热损失小,故热损失小,故热效率高,经济效率高,经济性好,容易起性好,容易起动。动。其缺点是:其缺点是:4)滞燃期形成混)滞燃期形成混合气较多,工合气较多,工作粗暴,燃烧作粗暴,燃烧噪音大。噪音大。5)制造困难制造困难6)喷孔易堵塞)喷孔易堵塞、双、双型燃烧室型燃烧室(塞上型)(塞上型)双双型燃烧室型燃烧室(2)、半开式燃烧室)、半开式燃烧室缩口式:缩口式:d/D0.30.5敞口式:敞口式:d/D
15、0.50.8、四角形燃烧室、四角形燃烧室结构特点结构特点 燃烧室底部仍燃烧室底部仍是是形,燃烧室上部逐形,燃烧室上部逐渐过渡为四方形,喷射渐过渡为四方形,喷射时四个喷孔对着燃烧室时四个喷孔对着燃烧室的四个角喷油。的四个角喷油。可抑制涡流的增强,减可抑制涡流的增强,减少少NOX生成量生成量、球型燃烧室:、球型燃烧室:1)球形油膜燃烧室位于活塞顶部)球形油膜燃烧室位于活塞顶部中央,形状大于半个球,与喷中央,形状大于半个球,与喷油器相对的位置,开有缺口与油器相对的位置,开有缺口与球面相切,燃油从这里顺气流球面相切,燃油从这里顺气流方向喷在室壁上形成油膜。方向喷在室壁上形成油膜。2)采用强涡流螺旋进气
16、道。)采用强涡流螺旋进气道。3)燃油顺气流沿球面切线方向喷)燃油顺气流沿球面切线方向喷入时,约入时,约95%被喷涂均布在室被喷涂均布在室壁上,形成一层薄的油膜壁上,形成一层薄的油膜,5散布在燃烧室空间形成火源,散布在燃烧室空间形成火源,点燃混合气。点燃混合气。4)单孔()单孔(0.5-0.7mm,20-22MPa),喷油压力较高,油),喷油压力较高,油耗率较低。能适应多种不同着耗率较低。能适应多种不同着火性能的燃料。火性能的燃料。5)工作柔和,噪音小,又叫轻声)工作柔和,噪音小,又叫轻声发动机。发动机。6)起动困难,螺旋形进气道,结)起动困难,螺旋形进气道,结构复杂,制造麻烦。构复杂,制造麻烦
17、。2、分隔式燃烧室、分隔式燃烧室(1)、涡流式()、涡流式(涡流室内是?)涡流室内是?)1)整个燃烧室被分为两部分整个燃烧室被分为两部分 球型球型涡流室在气缸盖内;活塞上方涡流室在气缸盖内;活塞上方为主燃烧室。为主燃烧室。2)在压缩行程中,气缸内的空气被在压缩行程中,气缸内的空气被活塞推挤,经过通道进入涡流活塞推挤,经过通道进入涡流室,形成强烈地有组织的高速室,形成强烈地有组织的高速旋转运动(几百转旋转运动(几百转/s)柴油喷入)柴油喷入涡流室中,在空气涡流的作用涡流室中,在空气涡流的作用下,形成较浓的混合气。部分下,形成较浓的混合气。部分混合气在涡流室中着火燃烧,混合气在涡流室中着火燃烧,已
18、然与未然的混合气高速(经已然与未然的混合气高速(经通道)喷入主燃烧室,借活塞通道)喷入主燃烧室,借活塞顶部的双涡流凹坑,产生第二顶部的双涡流凹坑,产生第二次涡流。促使进一步混合和燃次涡流。促使进一步混合和燃烧。烧。3)过量空气系数可较小过量空气系数可较小4)热损失较大,经济性较差(气流热损失较大,经济性较差(气流通过通道的阻力大,耗油率通过通道的阻力大,耗油率高),起动性能差高),起动性能差,带电热塞。带电热塞。涡流式燃烧室涡流式燃烧室特点:油压特点:油压要求不高要求不高(14-17MPa),单喷孔;单喷孔;故障少;故障少;工作较平工作较平稳;散热稳;散热面积大;面积大;油耗高;油耗高;起动性
19、差。起动性差。电热塞电热塞(2)、预燃室式燃烧室)、预燃室式燃烧室1)整个燃烧室分两部分,预燃室位于)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气缸盖内为总燃烧室容积的2560,活塞上方为主燃室。,活塞上方为主燃室。2)大部分燃料是在主燃烧室中混合燃)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。烧,是属于空间混合方式。3)利用压缩紊流先预燃利用压缩紊流先预燃,利用强烈的利用强烈的燃烧涡流,促使完全燃烧。燃烧涡流,促使完全燃烧。4)对喷油的雾化质量要求不高,可采)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,喷用不易堵塞的大直径单孔喷嘴,喷油压力较低(油压力较低
20、(8MPa12MPa),),有适应大转速范围和不同着火性能有适应大转速范围和不同着火性能燃料的能力。燃料的能力。5)运转平顺,燃烧噪声小,但经济性)运转平顺,燃烧噪声小,但经济性较差。热损较大,起动性能差,必较差。热损较大,起动性能差,必须加装电热塞。须加装电热塞。预燃室式燃烧室预燃室式燃烧室3、直喷式燃烧室和分隔式燃烧室的、直喷式燃烧室和分隔式燃烧室的比较比较 类型类型特点特点直喷式直喷式分隔式分隔式结构结构结构简单、面容比大结构简单、面容比大结构复杂、通道易堵结构复杂、通道易堵燃烧性能燃烧性能工作粗暴工作粗暴柔和、有规律柔和、有规律经济性经济性节油节油10-20%、热效率高、热效率高有节流
21、损失、热效率低有节流损失、热效率低对喷射质量的要求对喷射质量的要求很高很高一般一般有害物质排放有害物质排放氮氧化物、氮氧化物、HC较多较多较少较少起动性起动性较好较好较差较差适应性适应性对速度、燃油、压力敏感对速度、燃油、压力敏感不太敏感不太敏感7-3 柴油机燃料供给系主要组成柴油机燃料供给系主要组成一、柴油箱一、柴油箱1、功用、功用2、结构形式、结构形式3、特点、特点柴油机消防机组柴油机消防机组柴油箱柴油箱重卡油箱重卡油箱小托油箱小托油箱回油管出油管柴油预滤器油箱结构油箱结构 闭式油箱盖闭式油箱盖二、柴油滤清器二、柴油滤清器1、功用:滤去柴油中的杂质、水、功用:滤去柴油中的杂质、水分和石蜡,
22、以减小各精密偶件分和石蜡,以减小各精密偶件的磨损,保证喷雾质量。的磨损,保证喷雾质量。2、类型:、类型:(1)、按可否拆修分)、按可否拆修分(2)、按滤芯分)、按滤芯分(3)、按所能滤掉的杂质大小分)、按所能滤掉的杂质大小分3、机构原理:、机构原理:(1)、滤清器盖上有放气螺钉。)、滤清器盖上有放气螺钉。拧开螺钉,抽动手动输油泵,拧开螺钉,抽动手动输油泵,可以排除滤清器和低压油路内可以排除滤清器和低压油路内的空气。的空气。(2)、有的滤清器盖上装有限压)、有的滤清器盖上装有限压阀。阀。(3)、滤清器外壳底部多设有放)、滤清器外壳底部多设有放污螺塞,以便定期排除杂质和污螺塞,以便定期排除杂质和水
23、分。水分。纸质滤芯式柴滤器纸质滤芯式柴滤器 金属带缝隙式金属带缝隙式 多孔陶瓷滤芯式多孔陶瓷滤芯式 棉纱滤芯式棉纱滤芯式 纸质滤芯式纸质滤芯式 一次性柴油滤芯一次性柴油滤芯三、油水分离器三、油水分离器1、功用:、功用:2、构造:、构造:1手泵。手泵。2进油口,进油口,3放水位,放水位,4放水塞,放水塞,5液面液面传感器,传感器,6浮子,浮子,7壳体,壳体,8盖,盖,9出油口出油口3、原理:当水位上升到一、原理:当水位上升到一定高度定高度3 时,液面传感器时,液面传感器 5 将电路导通,仪表盘上将电路导通,仪表盘上的警告灯提示机手放水的警告灯提示机手放水(也有自动放水装置)(也有自动放水装置)瑞
24、肯牌油水分离器瑞肯牌油水分离器瑞格油水分离器:瑞格油水分离器:过滤杂质、除去水分、加热燃油过滤杂质、除去水分、加热燃油四、输油泵四、输油泵1、功用:、功用:使柴油产生一定使柴油产生一定的压力,用以克服滤清的压力,用以克服滤清器及管路阻力,保证连器及管路阻力,保证连续不断地向喷油泵输送续不断地向喷油泵输送足够的柴油。足够的柴油。2、类型:滑片式、膜片式、类型:滑片式、膜片式、柱塞式柱塞式多采用活塞式,输出压力多采用活塞式,输出压力为为0.15MPa-0.3MPa,输,输出量为柴油机全负荷油出量为柴油机全负荷油耗量的耗量的3-4倍。倍。3、柱塞式输油泵(用于、柱塞式输油泵(用于柱塞式喷油泵)柱塞式
25、喷油泵)(1)、结构:)、结构:(2)、原理)、原理(链接链接C620、21动画动画)(3)、特点:油量的自)、特点:油量的自动调节动调节(4)、手油泵)、手油泵(5)、检查)、检查输油泵输油泵1是上腔,是上腔,2是下腔,是下腔,13为滚轮体弹簧,为滚轮体弹簧,17 为回油道,为回油道,吸油(进油)、出油行程吸油(进油)、出油行程压油行程压油行程柱塞式输油泵工作过程柱塞式输油泵工作过程4、滑片式输油泵、滑片式输油泵(和分配泵配(和分配泵配套使用)套使用)(1)、结构)、结构(2)、工作)、工作外壳外壳转子转子滑片滑片滑片泵工作原理滑片泵工作原理 7-3柴油机燃料供给系主要组成(柴油机燃料供给系
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