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1、第五章第五章柴油机供给系柴油机供给系概述可燃混合气的形成与燃可燃混合气的形成与燃烧室室喷油器油器喷油油泵调速器速器5.1 概述概述1功用功用柴油机供柴油机供给系同系同样要完成柴油供要完成柴油供给和空气供和空气供给以及可燃混合气的形成、以及可燃混合气的形成、燃燃烧和和废气的排出任气的排出任务。2组成成燃油供燃油供给装置：柴油箱、装置：柴油箱、输油油泵、柴油、柴油滤清器、清器、喷油油泵、喷油器等。油器等。空气供空气供给装置：空气装置：空气滤清器、清器、进气管道。气管道。混合气形成装置：燃混合气形成装置：燃烧室。室。废气排出装置：排气管道、消音器气排出装置：排气管道、消音器3柴油机的使用性能指柴油机
2、的使用性能指标发火性火性指燃油的自燃能力，指燃油的自燃能力，16烷值越高，越高，发火性越好。火性越好。蒸蒸发性性由燃油的蒸由燃油的蒸馏实验。粘度粘度决定燃油的流决定燃油的流动性，粘度越小，流性，粘度越小，流动性越好。性越好。凝点凝点指柴油冷却到开始失去流指柴油冷却到开始失去流动性的温度性的温度3、轻柴油的牌号与规格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、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。行的。燃烧过程：燃烧过程：高温压缩空气雾状柴油燃烧燃烧喷射物理化学变化持续喷射
3、雾状柴油喷射柴油燃烧的主要特点是：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。）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）混合与燃烧的时间很短0.00170.004秒秒（气缸内）（气缸内）（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）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时，连续）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。重叠进行的，即边喷射，边混合，边燃烧。2、燃烧室分类：分类：直喷式燃烧室直喷式燃烧室分隔式燃烧室分隔式燃烧室型型 球型球型涡流室燃烧室涡流室燃烧室预燃式燃烧室预燃式燃烧
4、室统一式燃烧室由凹顶统一式燃烧室由凹顶活塞顶部与气缸盖底活塞顶部与气缸盖底部所包围的单一内腔，部所包围的单一内腔，几乎全部容积都在活几乎全部容积都在活塞顶面上。塞顶面上。统一式燃烧室统一式燃烧室型燃烧室：形状简型燃烧室：形状简单、易于加工；结构单、易于加工；结构紧凑；热效率高；工紧凑；热效率高；工作粗暴；要求喷油压作粗暴；要求喷油压力高。力高。球型燃烧室：靠球型燃烧室：靠油膜蒸发混合，油膜蒸发混合，工作柔和，起动工作柔和，起动困难。喷油压力困难。喷油压力高高U型燃烧室：型燃烧室：混合气形成方式混合气形成方式属于复合式；采属于复合式；采用单孔轴针式喷用单孔轴针式喷油器；起动性好。油器；起动性好。
5、分隔式燃烧室分隔式燃烧室预热室式燃烧室预热室式燃烧室涡流室式燃烧室涡流室式燃烧室特点：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。5.3喷油器喷油器1功用与型式功用与型式 功用：将喷油泵供给的高压柴油，以一定的压力，呈雾状喷功用：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。入燃烧室。型式：目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式和轴针式型式：目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式和轴针式两种。两种。要求：要求：雾化均匀雾化均匀喷射干脆利落喷射干脆利落无后滴现象无后滴现象油束形状与方向，适应燃烧室
6、油束形状与方向，适应燃烧室孔式喷油器和轴针式喷油器孔式喷油器和轴针式喷油器2、孔式喷油器、孔式喷油器应用：应用：直接喷射燃烧室，孔直接喷射燃烧室，孔数数18个，孔径个，孔径0.20.8mm 特点特点：（1）喷孔的位置和方）喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适向与燃烧室形状相适应，以保证油雾直接应，以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁喷射在球形燃烧室壁上。上。（2）喷射压力较高。）喷射压力较高。（3）喷油头细长，喷）喷油头细长，喷孔小，加工精度高。孔小，加工精度高。3、轴针式喷油器、轴针式喷油器特点特点：（1）不喷油时针阀关闭喷孔，）不喷油时针阀关闭喷孔，使高压油腔与燃烧室隔开，燃使高压油腔与燃烧室隔开
7、，燃烧气体不致冲入油腔内引起积烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞。炭堵塞。（2）喷孔直径较大，便于加工）喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞。且不易堵塞。（3）针阀在油压达到一定压力）针阀在油压达到一定压力时开启，供油停止时，又在弹时开启，供油停止时，又在弹簧作用下立即关闭，因此，喷簧作用下立即关闭，因此，喷油开始和停止都干脆利落，没油开始和停止都干脆利落，没有滴油现象。有滴油现象。（4）不能满足对喷油质量有特）不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧室的需要殊要求的燃烧室的需要5.4喷油泵喷油泵功用功用：提高柴油压力，按照发动机的工作顺序，负提高柴油压力，按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时定量地向喷油
8、器输送高压柴油，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。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喷油泵喷油泵-喷油器喷油器转子分配式喷油泵转子分配式喷油泵柱塞泵的结构柱塞式喷油泵的泵油原理柱塞式喷油泵的泵油原理 柱塞副的构造：柱塞副的构造：柱塞和柱塞套是一对柱塞和柱塞套是一对精密偶件，经配对精密偶件，经配对研磨后不能互换，研磨后不能互换，要求有高的精度和要求有高的精度和光洁度和好的耐磨光洁度和好的耐磨性，其径向间隙为性，其径向间隙为0.0020.003mm 柱塞柱塞柱塞套柱塞套柱塞泵的工作原理柱塞泵的工作原理 工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作工作
9、时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务，用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务，泵油过程可分为以下三个阶段。泵油过程可分为以下三个阶段。进油过程进油过程 供油过程供油过程 回油过程回油过程 柱塞泵的工作原理柱塞泵的工作原理柱塞式油泵的泵油原理。柱塞式油泵的泵油原理。柱塞的圆柱表面上铣有直柱塞的圆柱表面上铣有直线型线型(或螺旋型或螺旋型)斜槽，斜斜槽，斜槽内腔和柱塞上面的泵腔槽内腔和柱塞上面的泵腔用孔道连通。柱塞套上有用孔道连通。柱塞套上有两个圆孔都与喷油泵体上两个圆孔都与喷油泵体上的低压油腔相通。柱塞由的低压油腔相通。柱塞由凸轮驱动，
10、在柱塞套内作凸轮驱动，在柱塞套内作往复直线运动，此外它还往复直线运动，此外它还可以绕本身轴线在一定角可以绕本身轴线在一定角度范围内转动。度范围内转动。(1)吸油过程吸油过程 当柱塞下当柱塞下移，燃油自低压油腔经进移，燃油自低压油腔经进油孔被吸入并充满泵腔。油孔被吸入并充满泵腔。(2)压油过程在柱塞自下止点上压油过程在柱塞自下止点上移的过程中，起初有一部分燃移的过程中，起初有一部分燃油被从泵腔挤回低压油腔，直油被从泵腔挤回低压油腔，直到柱塞上部的圆柱面将两个油到柱塞上部的圆柱面将两个油孔完全封闭时为止。此后柱塞孔完全封闭时为止。此后柱塞继续上升，柱塞上部的燃油压继续上升，柱塞上部的燃油压力迅速增
11、高到足以克服出油阀力迅速增高到足以克服出油阀弹簧的作用力，出油阀即开始弹簧的作用力，出油阀即开始上升。当出油阀的圆柱环形带上升。当出油阀的圆柱环形带离开出油阀座时，高压燃油便离开出油阀座时，高压燃油便自泵腔通过高压油管流向喷油自泵腔通过高压油管流向喷油器。当燃油压力高出喷油器的器。当燃油压力高出喷油器的喷油压力时，喷油器则开始喷喷油压力时，喷油器则开始喷油。油。柱塞泵的工作原理柱塞泵的工作原理(3)回油过程当柱塞继续上移回油过程当柱塞继续上移到，斜槽与油孔开始接通，到，斜槽与油孔开始接通，于是泵腔内油压迅速下降，于是泵腔内油压迅速下降，出油阅在弹簧压力作用下立出油阅在弹簧压力作用下立即回位，喷
12、油泵停止供油。即回位，喷油泵停止供油。此后柱塞仍继续上行，直到此后柱塞仍继续上行，直到凸轮达到最高升程为止，但凸轮达到最高升程为止，但不再泵油。不再泵油。由上述泵油过程可知，由驱动凸轮轮廊曲线的最由上述泵油过程可知，由驱动凸轮轮廊曲线的最大矢径决定的柱塞行程大矢径决定的柱塞行程h(即柱塞的上、下止点间即柱塞的上、下止点间的距离的距离)是一定的，但并非在整个柱塞上移行程是一定的，但并非在整个柱塞上移行程hg内都供油，喷油泵只在柱塞完全封闭油孔之后内都供油，喷油泵只在柱塞完全封闭油孔之后到柱塞斜槽和油孔开始接通之前的这一部分柱塞到柱塞斜槽和油孔开始接通之前的这一部分柱塞行程行程hg内才泵泊。内才泵
13、泊。hg称为柱塞有效行程。显然，称为柱塞有效行程。显然，喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短，喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短，因此欲使喷油泵能随柴油机工况不同而改变供油因此欲使喷油泵能随柴油机工况不同而改变供油量，只须改变有效行程。一般借改变柱塞斜槽与量，只须改变有效行程。一般借改变柱塞斜槽与柱塞套油孔的相对位置来实现，将柱塞转向的方柱塞套油孔的相对位置来实现，将柱塞转向的方向，有效行程的供油量即增加向，有效行程的供油量即增加;反之则减少。反之则减少。(4)停止供油状态停止供油状态当柱塞转到柱塞当柱塞转到柱塞根本不可能完全根本不可能完全封闭油孔位置，封闭油孔位置，因此有效行程为因
14、此有效行程为零，即喷油泵处零，即喷油泵处于不泵油状态。于不泵油状态。5.5分配式喷油泵分配式喷油泵VE泵工作原理（1）进油过程：凸轮盘上凸峰转离滚轮，柱塞在柱塞弹簧作用下回位，泵腔容积增大，同时柱塞上进油槽与泵体上进油道相通，柴油进入泵腔。此时，柱塞上的配油槽与泵体上的分配油路隔绝，泄油孔被控制套筒封死（2）压油与配油过程：凸轮凸峰与滚轮接触，柱塞被推前行，压缩泵腔内柴油，同时柱塞转至配油槽与泵体上一个分配油路相通，泵腔油压升高到克服出油阀弹簧力冲开出油阀后，高压柴油冲入高压油管。（3）供油结束：柱塞在凸轮推动下继续前行，当柱塞上的泄油孔露出控制套筒端面时，泵腔与泵体内腔相通，高压柴油流入泵腔
15、，出油阀在弹簧作用下关闭，供油停止。柱塞有效行程：柱塞上配油槽与泵体上分配油路相通起至泄油孔与泵体内腔相通止柱塞走过的行程（4）压力平衡：控制套筒的位置控制泄油孔与泵腔相通时刻，即控制供油有效行程的大小，使供油量随发动机负荷与转速的改变而改变。驾驶员通过调速器使控制套筒位置轴向移动(5)压力平衡过程：供油结束后，柱塞继续旋转，当柱塞上的压力平衡槽与泵体上分配油路相通时，分配油路中油压与泵体内腔油压一致，使各缸喷油压力均匀。供油提前角自动调节装置工作原理：输油泵出油压力随发动机转速改变而改变，通过油缸左腔的输油泵进油压力和左腔弹簧力之和与右缸的输油泵出油压力不断平衡的过程，使传力销带动滚轮架相对
16、凸轮盘转动一角度，改变凸轮凸峰与滚轮接触的时刻，从而改变供油时刻。6.5调速器调速器功用：功用：调速器是根据发动机负荷变化而自动调节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供油量，从而保证发动机的转速稳定在很小的范围内变化。范围内变化。分类：分类：柴油机上为什么要安装调速器 喷油泵的速度特性对工况多变的柴油机是非常不利的。当发动机负荷稍有变化时，导致发动机转速变化很大。当负荷减小时，转速升高，转速升高导致柱塞泵循环供油量增加，循环供油量增加又导致转速进一步升高，这样不断地恶性循环，造成发动机转速越来越高，最后飞车；反之，当负荷增大时，转速降低，转速降低导致柱
17、塞泵循环供油量减少，循环供油量减少又导致转速进一步降低，这样不断地恶性循环，造成发动机转速越来越低，最后熄火。要改变这种恶性循环，就要求有一种能根据负荷的变化，自动调节供油量。使发动机在规定的转速范围内稳定运转的自动控制机构。移动供油拉杆，可以改变循环供油量，使发动机的转速基本不变。因此，柴油机要满足使用要求，就必须安装调速器。调速器的形式 按功能分有两速调速器、全速调速器、定速调速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器和综合调速器按转速传感分有气动式调速器、机械离心式调速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器和复合式调速器两速调速器两速调速器起动怠速
18、中速高速发动机的进排气系统1、空气滤清器、空气滤清器2、进气管与排气管、进气管与排气管四、空气滤清器四、空气滤清器1、功用：、功用：清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒，清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒，以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。2、分类：、分类：惯性式：惯性式：利用气流在急速改变流动方向时，因尘土具有较大利用气流在急速改变流动方向时，因尘土具有较大的惯性而被清除分离。的惯性而被清除分离。过滤式：过滤式：利用气流通过金属网、金属丝、纤维、滤纸芯等狭利用气流通过金属网、金属丝、纤维、滤纸芯等狭窄、曲折的滤芯通道时产生多次碰撞，使尘土被阻窄、曲折的滤芯
19、通道时产生多次碰撞，使尘土被阻挡或粘附在滤芯上。挡或粘附在滤芯上。桑塔纳发动机的空气滤清器桑塔纳发动机的空气滤清器3、结构、结构通化油器通化油器空气入口空气入口纸滤芯纸滤芯外壳外壳滤清器盖滤清器盖五、进气管与排气管五、进气管与排气管1、功用：、功用：进气管：进气管：将化油器所供给的可燃混合气分别送到发动将化油器所供给的可燃混合气分别送到发动机的各个气缸。机的各个气缸。排气管：排气管：汇集各气缸的废气，从排气消声器排出。汇集各气缸的废气，从排气消声器排出。2、材料：、材料：铸铁、铝合金铸铁、铝合金3、结构、结构桑塔纳发动机进排气管桑塔纳发动机进排气管出水口出水口进水口进水口进气歧管进气歧管排气歧
20、管排气歧管进气进气排气排气可变长进气管六、排气消声器六、排气消声器功用：功用：减少噪声和消除废气中的火焰及火星。减少噪声和消除废气中的火焰及火星。原理：原理：1)多次地变动气流方向；多次地变动气流方向；2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面；重复地使气流通过收缩而又扩大的断面；3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平面流动面流动4)将气流冷却。将气流冷却。隔板隔板多孔管多孔管外壳外壳作业作业1、化油器中带泡沫管的空气量孔、化油器中带泡沫管的空气量孔有何作用？有何作用？2、简述机械式汽油泵的工作原理。、简述机械式汽油泵的工作原理。3、任选化油器一个系统，说明其、任选化油器一个系统，说明其工作原理。工作原理。