汽車拖拉機學第二冊底盤構造與車輛理論 李玖哲第4章 柴油機燃油供給系統(tǒng)

汽車拖拉機學2009年8月第4章柴油機燃油供給系統(tǒng)張黎驊AUTOMOBILEANDTRACTOR第六章柴油供給系統(tǒng)

主要內容§4.1柴油機燃油供給系統(tǒng)的組成§4.2柴油機可燃混合氣的形成與燃燒室§4.3噴油器§4.4噴油泵§4.5調速器§4.6柴油機供給系統(tǒng)的輔助裝置§4.7柴油機電子控制燃油噴射系統(tǒng)4.1柴油機燃油供給系統(tǒng)的組成柴油機供給系統(tǒng)的功用是：貯存、濾清和輸送燃油，并按照柴油機各種工況的要求，將燃油定時、定量、定壓地以一定的噴霧質量噴入燃燒室，使其與空氣迅速而良好地混合和燃燒，最后將廢氣排入大氣。

柴油的牌號柴油分輕柴油和重柴油，輕柴油用于1000r/min以上。輕柴油的牌號按凝點不同分為10號、0號、-10號、-20號、-35號五級，其凝點分別不高于10℃、0℃、-10℃、-20℃和-35℃。選用柴油一般要求其凝點低于使用時的最低氣溫3～5℃。柴油機燃油供給系統(tǒng)的的組成柴油機燃油供給系統(tǒng)一般由（1）低壓油路：柴油箱、油管、輸油泵、柴油濾清器等組成。組成視頻（3）回油路（2）高壓油路：噴油泵、高壓油管、噴油器等組成。低壓油路：油壓是由輸油泵建立的，而輸油泵的出油壓力一般為0.15～0.3MPa，故這段油路稱為低壓油路，只用以向噴油泵供給濾清的燃油。高壓油路：油壓是由噴油泵建立的，一般壓力在50-100MPa，故稱此段油路為高壓油路。4.2柴油機可燃混合氣的形成與燃燒室可燃混合氣形成的特點1）柴油粘度大，蒸發(fā)性差，不易霧化和氣化，因此不利于混合氣的形成；2）混合空間小、時間短；3）混合氣不均勻，α值變化范圍大；4)邊噴邊燃，成分不斷變化。柴油機混合氣燃燒過程1.備燃期(著火延遲期):噴油始點到燃燒始點之間的曲軸轉角。2.速燃期：燃燒始點到氣缸內壓力達到最高點之間的曲軸轉角。3.緩燃期：氣缸內壓力最高點到溫度最高點之間的曲軸轉角。4.后燃期：溫度最高點到柴油已基本燃燒完成時曲軸轉角?？扇蓟旌蠚獾男纬煞椒?.空間霧化混合方式：將柴油噴向燃燒室的空間，形成霧狀混合物，再在空間蒸發(fā)形成混合氣。①油霧的形成；②空氣的運動促進混合：主要有產(chǎn)生進氣渦流和擠壓渦流。2.油膜蒸發(fā)混合方式：將柴油噴向球形油膜燃燒室的壁面上，在強烈的空氣渦流作用下，燃油的大部分（95%）形成油膜。由于油束貫穿空氣和室壁的反射，必然有少量油粒（5%）懸浮在空間，形成著火源。油膜在空間火源的熱能作用下，逐層蒸發(fā)、逐層卷走、逐層燃燒，產(chǎn)生燃氣渦流。3.復合式—U形燃燒室：空間霧化混合燃燒與油膜蒸發(fā)混合燃燒混合使用，低速時以前者為主，高速時以后者為主。形成方式空間霧化混合油膜蒸發(fā)混合復合式過程柴油噴到燃燒室空間，混合不均勻柴油噴到室壁上，5％先形成混合氣燃燒，再促使油膜形成混合氣兩種方式混合使用，以空間霧化為主提高方法1.噴油束與室形狀相適應2.室內空氣運動，促進混合燃燒室形狀應有利于形成旋轉氣流柴油機燃燒室統(tǒng)一式燃燒室：燃燒室類型ω型球型四角型U型剖面形狀縱剖面ω型縱剖面大半圓形縱剖面近似ω型縱剖面U形混合氣形成空間霧化混合油膜蒸發(fā)混合空間霧化混合復合式噴油器類型孔式（壓力高，多孔）孔式（少孔）孔式（多孔）孔式進氣道類型切向進氣道螺旋進氣道螺旋進氣道扭切進氣道優(yōu)點起動性能好、經(jīng)濟性好，形狀簡單易加工，結構緊湊工作平穩(wěn)、柔和，燃燒徹底較高的經(jīng)濟性和動力性控制了Nox的生成起動性、動力性、經(jīng)濟性好適應對象中小型高速柴油機應用不廣高速柴油機應用較廣缺點工作粗暴，孔易堵起動性差，工況適應性差分隔式燃燒室兩個空間，一個在缸蓋中（副燃燒室），一個在活塞頂（主燃燒室），兩部分間有孔道相連。分隔式燃燒室渦流式燃燒室預燃室式燃燒室兩種類型燃燒室的比較渦流室式預燃室式組成副燃燒室體積大，50～80％上半部直接鑄出，下半部耐熱鋼做成，鑲入氣缸副燃燒室鑲入氣缸蓋，體積占25～45％混合氣形成空間霧化混合空間霧化混合渦流運動副室中強烈的渦流運動副室中無規(guī)則的紊流運動噴油器類型軸針式噴油器軸針式噴油器燃燒特點大部分在副室中燃燒，燃燒完全大部分在主室中燃燒，燃燒完全優(yōu)點工作柔和，高速適應性好，噪聲小，排污少同前缺點起動性差，經(jīng)濟性差，熱效率地同前4.3噴油器噴油器的作用根據(jù)柴油機可燃混合氣的形成特點，使一定量的燃油得到良好的霧化，并且按燃燒室形狀，使燃油與空氣得到迅速而完善地混合，空氣形成良好的可燃混合氣。噴油器的基本要求有一定的噴射壓力和射程，以及合適的噴注錐角、噴霧良好，噴油終了時能迅速停油，沒有滴油現(xiàn)象；最好的噴油特性是在每一循環(huán)的供油量中，初期噴油少，中期噴油多，后期噴油少。以減少著火延遲期的積油量和改善燃燒后期的不利情況?？资絿娪推饔舍橀y、針閥體、頂桿、調壓彈簧、調壓螺釘、噴油器體等組成軸針式噴油器4.4噴油泵功能：定時、定壓、定量地向噴油器輸送高壓柴油。按作用原理的不同可分為三類：柱塞式噴油泵、轉子分配式噴油泵和“PT”型燃油供給系統(tǒng)。柱塞式噴油泵性能良好、使用可靠，為目前大多數(shù)汽車拖拉機柴油機所采用。柱塞式噴油泵噴油泵工作原理1、高壓的建立2、油量的調節(jié)3、噴油時間的調整出油閥

出油閥座柱塞柱塞套筒進油壓油回油對應的凸輪位置柱塞（斜槽）出油閥副出油閥的作用及工作原理防止噴油前滴油，提高噴射速度；防止噴油后滴油，提高關閉速度；防止燃油倒流，使高壓管內保持一定的殘余壓力。油量調節(jié)機構齒圈—齒條式拉桿—撥叉式工作過程驅動機構由噴油泵凸輪和滾輪體組成。四行程柴油機曲軸與噴油泵凸輪的轉速比為2：1。供油時間的改變：1）對單體泵進行調整；2）對所有分泵的調整。噴油提前角調節(jié)裝置2.噴油提前角實際上是由噴油泵供油提前角保證的。而調節(jié)整個噴油泵供油提前角的方法是改變發(fā)動機曲軸與噴油泵凸輪軸的相對角位置為滿足最佳噴油提前角隨轉速升高而增大的要求。1.噴油提前角指噴油開始時，活塞距離壓縮終了上止點的曲軸轉角。一般情況下，供油提前角與噴油提前角提前3°～5°。噴油提前角大小對柴油機性能的影響過大噴油提前角過小時，將使燃燒過程延后過多，所能達到的最高壓力較低，熱效率也顯著下降，且排氣管中常有白煙冒出。噴油提前角過大時，由于噴油時缸內空氣溫度較低，混合氣形成條件較差，備燃期較長，將導致發(fā)動機工作粗暴。過小最佳噴油提前角最佳噴油提前角是在轉速和供油量一定的條件下，能獲得最大功率及最小燃油消耗率的噴油提前角。應當指出，對任何一臺柴油機，最佳噴油提前角都不是常數(shù)，而是隨供油量和曲軸轉速變化的。供油量愈大，轉速愈高，則最佳噴油提前角也愈大。機械離心式噴油提前角自動調節(jié)器當轉速升高時，飛塊活動端便進一步向外甩出，飛塊上的滾輪5推動從動盤8相對驅動盤9沿箭頭所示方向再超前轉動一個角度，直到彈簧1的壓縮彈力足以平衡新的飛塊離心力為止。這樣，供油提前角便相應地增大。反之，當發(fā)動機轉速降低時，供油提前角相應減小。滾輪體與供油提前角的調整供油時間的改變4.5調速器

調速器的功用：在規(guī)定的速度范圍內，根據(jù)發(fā)動機負荷的變化而自動調節(jié)供油量，以維持柴油機的轉速基本不變。噴油泵的速度特性：在油量調節(jié)拉桿位置不變的條件下，循環(huán)供油量隨曲軸轉速變化而變化的規(guī)律。柱塞式噴油泵的速度特性是在油量調節(jié)拉桿位置不變的條件下，循環(huán)供油量隨曲軸轉速增加而增大；反之減小。原因：1）供油時間開始提前；2）供油結束時間延后；3）滲漏時間縮短；調速器的分類按功能不同，調速器有不同的分類:1）定速調速器2）兩速(或稱兩極)調速器3）全速調速器全速調速器可以維持柴油機在給定的轉速下穩(wěn)定運轉。這種調速器被廣泛地用于拖拉機及其一般的柴油機上。單速式調速器兩速式調速器全速調速器調速器的分類按轉速傳感原理分類(1)機械離心式調速器：它是利用隨噴油泵凸輪軸一起旋轉的飛塊產(chǎn)生離心力實現(xiàn)調速。(2)氣動式調速器：它是利用膜片感知進氣管真空度的變化，自動調節(jié)供油量達到調速目的。此種調速器結構簡單，在各種轉速下均能進行調速，而且在低速時靈敏度較高，屬全程調速器。常用于小功率柴油機。(3)復合式調速器：它是同時采用機械離心作用和氣動作用自動控制供油量，而實現(xiàn)調速的。機械離心式調速器的工作原理飛球調速彈簧傳動板柱塞撥叉供油拉桿噴油泵凸輪軸飛球的離心力的水平分力Fa=彈簧力F1FaF1機械離心式調速器的工作原理

機械離心式調速器的組成主要有兩個基本組成部分，即轉速感應元件和與之相配合的調整供油拉桿位置的執(zhí)行機構。前者是由具有一定質量、與調速彈簧相平衡的鋼球(或飛錘、飛塊等慣性元件)作為感應元件。后者是通過驅動執(zhí)行機構與噴油泵油量調節(jié)機構相聯(lián)。轉速感應是通過慣性元件轉動時的離心力來實現(xiàn)的，所以稱為機械離心式調速器。兩極式調速器結構

（1）RQ型調速器簡介德國波許(Bosch)公司生產(chǎn)的RQ型調速器是典型的兩極式調速器，與A、B、P型等直列柱塞式噴油泵配套。型號中的R表