柴油机燃料供给系统(3).ppt

,,,第五章柴油机燃料供给系统,学习目标,●掌握柴油机燃油供给系组成及工作原理●理解喷油泵的工作过程●学会柴油机燃油供给系的修理方法●掌握噴油泵和调速器的调试方法●理解电控柴油机的基本工作原理,第一节概述,柴油机供给系同样要完成柴油供给和空气供给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出任务。,一、功用,二、组成,燃油供给装置柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。空气供给装置空气滤清器、进气管道。混合气形成装置燃烧室。废气排出装置排气管道、消音器。,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。凝点指柴油冷却到开始失去流动性的温度。,三、柴油,1、使用性能指标,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,第二节可燃混合气的形成与燃烧室,一、可燃混合气的形成与燃烧,高温压缩空气,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。,雾状柴油,燃烧,,,喷射,物理化学变化,,持续喷射,雾状柴油,,喷射,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）混合与燃烧的时间很短0.0017～0.004秒（气缸内）。,（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。,（3）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入。,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,二、燃烧室,分类统一式燃烧室,ω型,球型,涡流室燃烧室,预燃式燃烧室,分隔式燃烧室,{,{,第三节柴油滤清器,一、作用,除去柴油中的尘土、水分或其他机械杂质和温度变化及空气的接触过程从柴油中析出少量的石蜡，以降低对精密偶件的磨损，从而提高功率，降低油耗。,二、分类,柴油粗滤器,柴油细滤器,,,,,,,,,限压阀,出油口,盖,进油口,壳体,滤芯,中心杆,放油螺塞,三、柴油滤清器结构,四、两级柴油滤清器,第一级粗滤器（纸质滤芯）,第二级细滤器（航空毛毡及纺绸滤芯）,第四节输油泵,一、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油。,输油量约为柴油机全负荷最大耗油量的3～4倍。,二、结构型式,活塞式、转子式、滑片式、齿轮式等,三、活塞式输油泵的组成,,机械泵总成,,手油泵总成,（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。,四、活塞式输油泵工作原理,（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,（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。,输油泵工作情况示意图,第五节喷油泵,一、功用,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,（一）泵体部分,形式整体式、可分开式。,A型喷油泵的构造,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。,（二）分泵的构造（以柱塞式喷油泵为例）,精密配合偶件配合间隙为0.00150.0025mm要求成对使用，不能互换。拆装维修时要作好记号。,（1）结构,1.柱塞偶件,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。,b,,（2）工作原理,a.从上止点到柱塞斜槽封闭径向油孔之前。,c.从柱塞头部露出径向油孔到运行下止点。,b.从柱塞斜槽封闭径向孔到柱塞头部露出径向油孔之前。,a,b,,柱塞下行,,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。,（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）。,作用防止燃油倒流，保证供油迅速，停油干脆。,2.出油阀偶件,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,出油阀工况,作用减小高压腔的容积，限制出油阀升程。,（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,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,调整螺钉,滚轮架,第六节转子分配式喷油泵,一、径向压缩式分配泵（略讲）,滑片式二级输油泵；高压泵油量控制阀供油提前角自动调节机构,1、组成,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。,高压泵头,第二级滑片式输油泵,供油提前角自动调节液压缸,最大供油量调节螺钉,四缸柴油机用VE泵实物图,六缸柴油机用VE泵实物图,喷油器,燃油箱,一级膜片式输油泵,油水分离器,燃油滤清器,回油管,,,,,平面凸轮盘、滚轮架及滚轮使分配柱塞既转动又轴向移动，滚轮架固定不动；四缸发动机，分配柱塞转一周，往复运动四次。,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。,二、喷油泵的速度特性当油量调节拉杆位置一定时，供油量随转速升高而增加，随转速下降而减少。,一、功用,第七节调试器,1、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。2、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。,三、分类,四、两速调速器,1、作用自动稳定和限制柴油机最低与最高转速，而在所有中间转速范围内则由驾驶员控制。,2、结构,油量调节拉杆,,外弹簧座,,飞锤,,凸轮轴,,高速弹簧内座,,高速弹簧,,怠速弹簧,,活动杠杆,,调速杠杆,,滑动轴,,操纵臂,,冒烟限制器,,RQ型两极调速器,怠速时，飞锤在凸轮轴后端轴和高速弹簧座之间移动，高速弹簧不起作用。怠速转速升高，飞锤外张，油量调节拉杆后移，减油。怠速转速降低，飞锤收拢，油量调节拉杆前移，加油。,,3、工作原理,（1）稳定怠速,,RQ型两极调速器全负荷位置,当转速超过最高额定转速时，飞锤继续外张，同时压缩高速弹簧和怠速弹簧，油量调节拉杆向减油的方向移动，使转速降低。,（2）限制超速,RQ型两极调速器全负荷位置,飞锤与高速弹簧内座相抵，不能将高速弹簧压缩，调速器不起作用。,（3）工作转速,1、结构,VE泵调速器结构,五、全速调速器,1.起动起动开始，飞锤收拢，油门踏板踩到底，调速杠杆抵高速螺钉，调速弹簧拉伸，起动弹簧使起动杠杆上端和调速套筒左移到极限位置，并在张力杠杆凸起销和起动杠杆之间出现间隙A，油量调节套筒左移至最大供油量位置。,2、工作原理,VE泵调速器起动工况,2.怠速调速杠杆抵怠速限位螺钉，调速弹簧无张力，起动弹簧被压缩，飞锤离心力与怠速弹簧弹力相互作用。怠速转速升高，张力杠杆上端压缩怠速弹簧右移，油量调节套筒左移，供油量减少，反之，相应零件运动方向相反。,VE泵调速器怠速工况,3.中速和高速调速杠杆抵高速限位螺钉，转速升高，飞锤离心力增大，调速套筒右移，同时推动起动、张力杠杆顺时针摆动，油量调节套筒左移，供油量减少，转速不再升高。反之亦然。,VE泵调速器中高速工况,4.超速在调速杠杆处于高速位置时，如果负荷突然减小，则转速迅速升高，此时飞锤离心力迅速增大，调速套筒右移，推动起动和张力杠杆以N点为轴顺时针转动，油量调节套筒左移，供油量减少。从而防止柴油机飞车。,VE泵调速器超速工况,第八节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,主动凸缘盘,主动传动盘,从动传动圆盘,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,调节器壳体,飞块,从动盘,3、工作原理,静止状态,提前状态,飞块,滚轮,从动盘,第九节喷油器,一、功用与型式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1～8个，孔径0.2～0.8mm。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。,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。,第十节PT燃油供给系统,一、系统的组成,柴油箱,滤清器,PT燃油泵,低压油管,回油管,二、PT燃油泵,1、作用,①在适当压力下将燃油输入喷油器；②当柴油机转速、负荷变化时，能相应地改变输油压力以得到所需的循环供油量；③限制柴油机超速和稳定怠速。,2、结构,齿轮泵，稳压器，滤清器，PTG调速器，旋转式节流阀，MVS调速器等组成。,（了解）,三、喷油器,1、结构,进油口,进油量孔,柱塞,回油量孔,计量量孔,回油孔,回位弹簧,2、工作原理,进油,回油,喷油,停油,,,,,1上进油道2环槽3下进油道4环形槽5计量量孔6回油量孔7回油道,第十一节废气涡轮增压器,作用将空气压入气缸，增加充气量和进油量。,一、排气涡轮增压器工作原理,排气管,,,,中冷器,,压气机壳,,喷嘴环,涡轮,转子轴,进气管,废气经排气管进入涡轮壳的喷嘴环，压力和温度下降，而速度提高，使涡轮高速旋转。涡轮带动压气机叶轮一起旋转。,经空气滤清器后的空气进入压气机，被压气机叶轮甩向外缘，使其速度和压力增加，然后经过进口小出口大的扩压器和压气机蜗壳，使气流的流速下降，压力升高。,压力升高比k指压气机的出口与进口压力之比。,增压比升高使空气的温度随之升高，空气密度的增长率会因之下降，并加大了柴油机零件的热负荷。,加装中间冷却器以降低压气机出来的空气温度，使充气密度增大。,二、排气涡轮增压器的结构,空气入口,,,,,,,,,排气出口,润滑油入口,润滑油出口,转子轴,压气机叶轮,扩压管,压气机壳,涡轮壳,涡轮,推力轴承,转子轴密封套,,三、优点,1、在发动机不需要重大变化的情况下，使功率上升20～50，高增压超过100；2、回收一部分废气能量，使发动机的经济性提高3～4；3、在高原地区，可恢复发动机功率；4、排气噪声相对减少，对减少排气污染有利；5、增大转矩，提高汽车装载质量。,四、使用要点,1、增压器的全浮动轴承对润滑油的要求很高，应按照规定使用“增压柴油机机油”或“柴Ⅲ系列机油”；2、为确保高速下全浮动轴承的润滑，起动后应怠速运转几分钟，若欲使发动机不工作时，要逐渐减少负荷，最后怠速几分钟再停机；3、定期清洗空气滤清器，以防止进气口阻力过大，增压器性能恶化。,第十二节柴油机电子控制燃油喷射系统,一、优点,1、具有多功能的自动调节性能；2、减轻重量，缩小尺寸，提高了柴油的紧凑性；3、部件安装、连接方便，提高了维修性；4、具有自诊断、检测功能。,二、原理与分类,1、原理,与电控汽油喷射系统基本相同。,（学习兼回顾）,2、分类,（1）根据喷油量的控制,,位置控制式,时间控制式,（2）由产生高压油的机构不同,,直列泵式分配泵式泵喷油器式单缸式共轨式,三、柴油机喷油系统的控制,1、直列泵电控喷射系统,ECU,电磁阀,时间控制器,喷油泵,电子调速器,水温传感器,加速踏板传感器,踏板传感器,暖风开关和起动开关,2、分配泵电控喷射系统,,,ECU,放大器,分油环,高压油管,膜片式制动器,废气阀,3、泵喷油器电控喷射系统,喷油泵,喷油器,电控单元（电磁阀）,驱动机构柱塞偶件油量调节机构出油阀偶件,柱塞旋转运动,,柱塞式喷油泵,,柱塞往复运动,调节供油提前角,VE泵,,结构紧凑,只用一个柱塞供油,低压油腔压力随转速变化,供油均匀,体积小、重量轻,调速器,,两级,全速,结构、工作原理）,（了解）,