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1、第一节 柴油机燃料供给系的功用和组成第二节 柴油及其使用性能第三节 喷油器第四节 喷油泵第五节 调速器第六节 辅助装置,第五章 柴油机燃料供给系,5.1 柴油机燃料供给系的功用和组成,一、功用:储存、滤清、输送，依柴油机工况定时、定量、定压、向气缸供给雾化柴油，完成空气供给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出任务。,二、组成:,1.燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器、高低压油管等。2.空气供给装置：空气滤清器、进气管道。3.混合气形成装置：燃烧室。4.废气排出装置：排气管道、消音器。,直列柱塞式喷油泵柴油机供给系的组成,三、柴油机燃烧室,柴油机燃烧室的形状不胜枚举，一般
2、均按其结构形式分为直喷式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。直喷式燃烧室的容积集中于气缸之中，且其大部分集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内。燃烧室凹坑的形状多种多样，极具创造性。其中有的为回转体，有的则是非回转体。分隔式燃烧室的容积则一分为二，一部分位于气缸盖中，另一部分则在气缸内。在气缸内的那部分称主燃烧室，位于气缸盖中的那部分称副燃烧室。主、副燃烧室之间用通道连通。分隔式燃烧室又有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室之分,预燃室式燃烧室,预热室式燃烧室,盖上有预燃室，预燃室与主燃室有通道，活塞为平顶。油束大部分射在预燃室的出口处，只有少部分与空气混合（出口处较浓，而上部较稀），上部着火后，产生高压，已燃的和出口处
3、较浓的混合气一同高速喷入主燃烧室，在主燃烧室内产生强烈的燃烧扰流运动，使大部分燃料在主燃烧室内混合和燃烧,单孔喷油器,电热塞,涡流室式燃烧室,涡流室有切向通道与主燃烧室相通。压缩空气进入涡流室高速旋转，冲散柴油。部分混合气在涡流室中着火燃烧，已然与未然的混合气高速喷入主燃烧室，借活塞顶部的双涡流凹坑，产生第二次涡流。优点：所以工作柔和，空气利用率较高，喷射压力也较低。缺点：热损失大，经济性差，起动困难。,涡流室式燃烧室,单孔喷油器,电热塞,1.柴油的定义：在石油蒸馏过程中，在200350之间的馏分，分类：轻柴油(高速柴油机),重柴油(中低速柴油机)2.轻柴油的牌号及规格等级：优等品、一等品、合
4、格品牌号：10、0、-10、-20、-35、-50（按凝点划分）柴油的选用：按照当地当月风险率为10%的最低气温选用轻柴油牌号。10号轻柴油用于有预热设备的柴油机；5号50号按照凝点比最低气温低36度进行选用,5.2 柴油及其使用性能,3.轻柴油的使用性能蒸发性：指柴油蒸发汽化的能力，用柴油馏出某一百分比的温度范围即馏程和闪点表示。比如，50馏出温度即柴油馏出50的温度，此温度越低，柴油的蒸发性越好。国家标准规定此温度不得高于300，但没有规定最低温度限，为了控制柴油的蒸发性不致过强，标准中规定了闪点的最低数值。柴油的闪点指在一定的试验条件下，当柴油蒸气与周围空气形成的混合气接近火焰时，开始出
5、现闪火的温度。闪点低，蒸发性好发火性指柴油的自燃能力；十六烷值越高，发火性越好。国家标准规定轻柴油的十六烷值不小于45 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。安定性、防腐性、清洁性,5.3 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：雾化均匀具有一定的喷射压力和射程，及合适的喷注锥角断油迅速、无滴漏现象。油束形状与方向，适应燃烧室。,二、孔式喷油器,1、结构：用于直喷式燃烧室，孔数18个，孔径0.20.8mm。有长型和短型两种结
6、构,2、工作原理：A、喷油：当喷油泵开始供油时，高压柴油从进油口进入喷油器体内，沿油道进入喷油咀阀体环形槽内，再经斜油道进入针阀体下面的高压油腔内，高压柴油作用在针阀锥面上，并产生向上抬起针阀的作用力，当此力克服了调压弹簧的予紧力后，针阀就向上升起，打开喷油孔，柴油经喷油孔喷入燃烧室。B、停油：当喷油泵停止供油时，（出油阀在弹簧作用下落座，由于减压环带的减压作用），高压油腔内油压骤然下降，作用在喷油器针阀的锥形承压面上的推力迅速下降，在弹簧力的作用下，针阀迅速关闭喷孔，停止喷油。,三、轴针式喷油器,构造：针阀下端的密封锥面以下还向下延伸出一个轴针，其形状有倒锥形和圆柱形，轴针伸出喷孔外，使喷孔
7、成为圆环状的狭缝。一般只有一个喷孔,直径13mm，用于涡流室燃烧室,5.4 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、要求：（1）泵油压力要保证喷射压力和雾化质量的要求。（2）供油量应符合柴油机工作所需的精确数量。（3）保证按柴油机工作顺序，在规定时间内准确供油。（4）供油量和供油时间可调正，并保证各缸供油均匀。（5）供油规律应保证柴油燃烧完全。（6）供油开始和结束，动作敏捷，断油干脆，避免滴油。,四、A型喷油泵,三、分类：柱塞式喷油泵 喷油泵-喷油器 转子分配式喷油泵（VE）,（二）泵油机构 组成：柱塞偶件 出油阀偶件 出油阀弹簧 柱
8、塞弹簧及座 出油阀紧座等。,（三）A型喷油泵工作原理（1）运动和泵油过程,（2）供油量的调节供油有效行程：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（g）。调节供油量方法：转动柱塞改变hg改变循环供油量g。停油：直槽对准油孔。,（3）供油定时的调节 供油定时是指喷油泵对柴油机有正确的供油时刻，而供油时刻用供油提前角表示。供油提前角是指从柱塞顶面封闭柱塞套油孔起到活塞上止点为止，曲轴所转过的角度。调节供油定时方法：改变供油定时调节螺钉伸出挺柱体外的高度。旋出调整螺钉，挺柱体的高度-H-增加，柱塞位置升高，柱塞套油孔提前被封闭，供油提
9、前，即供油提前角增大。拧入调整螺钉，则使供油迟后，供油提前角减小,5.5 调速器,一、功用：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。,最高允许转速时,负荷突然减小,超速,导致,柴油机性能恶化，机件损坏,怠速时,负荷突然增加,转速下降,导致,熄火,汽油机与柴油机的自调节性能比较a）汽油机 b）柴油机,1.汽车柴油机调速器按其工作原理的不同，可分为机械式、气动式、液压式、机械气动复合式、机械液压复合式和电子式等多种形式。但目前应用最广的当属机械式调速器，其结构比较简单，工作可靠，性能良好。2.按调速器起作用的转速范围不同，又可分为两极式调速器和全程式
10、调速器。中、小型汽车柴油机多数采用两极式调速器，以起到防止超速和稳定怠速的作用。在重型汽车上则多采用全程式调速器。这种调速器除具有两极式调速器的功能外，还能对柴油机工作转速范围内的任何转速起调节作用，使柴油机在各种转速下都能稳定运转。,二、分类：,三、全速调速器系列喷油泵的调速器,1、结构：系列喷油泵的T型调速器属于机械式全程调速器，并带有校正和起动装置，其结构如图：,起动弹簧：最外面、最软 怠速弹簧：最里面、软 高速弹簧：中间、硬、且短一截 校正弹簧：短且很硬,结构,细小结构位置示意图,2、工作原理a.踏板不变，调速叉不变，n一定，P离=P弹b.负荷 n P离P弹 供油量 n P离=P弹c.
11、踏板变化，P弹变化，与之平衡的n就变化,3、工作过程 起动 踏板踩到底，调速叉抵高速限制螺钉，三根弹簧被压缩，只有起动弹簧工作，出现启动加浓间隙。,怠速 踏板抬起，调速叉抵低速限制螺钉，起动和怠速弹簧参加工作，高速弹簧呈自由状态。,（3）最高转速 踏板到底，调速叉抵高速限制螺钉，三根弹簧予紧力最大。,（4）中间工作转速 踏板在中间，调速叉在怠速螺钉与高速螺钉之间，三个弹簧工作。,例：说出II号泵调速器负荷不变扳动手柄时的调速过程。,上图表示操作手柄原固定在虚线位置上，柴油机在较高的调速范围内某一转速稳定运转。此时，柴油机和调速器各自都处于相对平衡的状态，如这时要降低柴油机的转速，可将手柄由扳到
12、（从虚线扳到实线）的位置，减小弹簧压缩力P，这样，由于弹簧力P猛然小于推力F，调速器的平衡状态首先被打破，推力F便推动供油拉杆由虚线移向实线的位置，供油量猛然减小，柴油机由高速转为低速，转速的猛然下降，致使弹簧力P大于推力F，过剩的弹簧力又推动供油拉杆向增大供油量方向移动，即供油拉杆从位置回到接近原来的位置上获得平衡。如果需要提高转速，上述整个运动过程相反.,传动盘1压在传动套25上，传动套25的内表面呈锥形，套在喷油泵凸轮轴端部的锥面上而用螺母压紧。所以当喷油泵凸轮轴转动时，传动盘1也跟着一起转动。传动盘 1 的内侧表面上有六条径向的 45斜角的半圆形凹槽用来带动装有十二个钢球 2 的六个球
13、座 3 一起旋转。十二个钢球 2 是每两个一起成对地装在锌合金制成的球座 3 内，钢球,+,钢球可在球座内自由转动。球座 3 则由圆盘支架 4 支承，圆盘支架 4 上开有六个等分的径向槽，球座 3 则可分别地沿此槽作径向往复运动。钢球的另一面与推力盘 5 接触，推力盘的另一端则装有一个滚动轴承，它压在轴承座上，传动板 21 又紧贴于轴承内圈，使传动板 21 与推力盘 5 组成一个部件，可以一起移动。传动板21的上端有一圆孔，供油拉杆24穿过此孔并由螺母锁紧，传动板的另一边被停供弹簧22 顶住。,+,因此，当推力盘 5 移动时，供油拉杆 24 也会随着移动。停供弹簧22的主要作用是在停供时使供油
14、拉杆能单独移动和,复位。当球座 3 在离心力的作用下作径向移动时，推力盘 5 便受离心力的轴向分力的推动而作轴向移动，并通过滚动轴承和传动板带动供油拉杆。离心力的轴向分力还通过轴承座作用在调速弹簧滑座 10 的端面上，与调速弹簧的作用力相平衡。,+,支承轴 15 装在调速器后壳体上，起支承作用。调速弹簧滑座 10 和弹簧座 14 可在支承轴上移动。支承轴的安装位置，可在松开锁紧螺母后进行调整。在支承轴上装有四根弹簧：怠速簧弹11较软，安装时略有预紧力，在低速时单独起调速作用，所以称怠速弹簧；高速弹簧12较硬，安装时有 2-3 毫米的间隙，在高转速时与内弹簧共同工作，所以称为高速弹簧。,+,起动
15、弹簧 13 最软，安装时也略有预紧力，它直接作用在轴承座上，起动时起加浓作用。装在支承轴前端的较硬的小弹簧 8 称为校正弹簧，安装时对于不同机型分别有预压量和无预压量。调速器的操纵臂20 通过调速叉 16移动弹簧座14来改变调速弹簧的预紧力。,+,在调速器后壳体上，除支承轴外，装有三个调整螺钉。高速限制螺钉18，当操纵臂转动并带动调速叉碰上此螺钉时，调速弹簧的预紧力最大，调速器所控制的柴油机转速最高。低速限制螺钉17，当操纵臂转动并带动调速叉碰上此螺钉时，调速弹簧的预紧力最小，控制柴油机的最低转速。拉杆停供挡钉19用来限制供油拉杆停止供油后继续移动，以防止柱塞调节臂因拉杆移动过多而从拨叉中脱出
16、，失去控制作用。调速器后壳体上方有加油螺塞，在下部有放油螺塞。调速器前壳体的两侧，则根据供油拉杆的安装位置，设有停供转臂23。向后扳动它，可迫使供油拉杆压缩停供弹簧，而移动到停止供油位置。,T型全程调速器的工作原理1.起动 T型调速器的起动装置是自动控制的。柴油机起动后达到一定转速时，加浓作用自动停止。图中虚线表示柴油机起动时的加浓位置，实线表示柴油机起动后的供油位里。起动前，传动盘不旋转，钢球的离心力等于零。起动时，驾驶员使操纵臂带动调速叉转动到与高速限制螺钉相接触的最大位置，此时调速器内的状态是:起动弹簧8与高速弹簧6、怠速弹簧7均被压缩，预紧,力达到最大值。此时，起动弹簧8预紧力直接作用
17、在推力盘2上，因此在静止状态时，钢球处于最内位置（离心半径为 r),供油拉杆3则处于起动供油量位置（最大极限位置）。而高速弹簧6、怠速弹簧7虽被压缩，但其预紧力并不直接作用在推力盘上，而是作用在调速弹簧滑座12上。在此预紧力作用下，调速弹簧滑座12左移而压缩校正弹簧14，这时在支承轴9的凸肩与校正弹簧后座13之间产生间隙产生间隙，此间隙称为校正行程。当校正弹簧后座 13 与前座 15 接触时，校正,行程达最大值1。而调速弹簧滑座12与轴承座11之间的间隙2称为起动行程。开始起动时，由于曲轴转速较低，钢球离心力还不能克服起动弹簧8的作用力，此时钢球仍处于最低位置，供油拉杆也还处于起动供油位置（最
18、大油量）。柴油机起动后，转速迅速升高，当达到一定值时，刚球离心力的轴向分力大于起动弹簧预紧力，钢球便沿锥面向外飞开，于是推力盘便压缩起动弹簧而移动，直至间隙2消除（从图 虚线位置回到实线位置）。轴承座,11也就移动到与调速弹簧滑座12相接触，起动加浓作用停止。,2工作时调速器的调速作用操纵臂处于一定位置时调速器的工作。根据全程式调速器工作原理可知，当操纵臂处于不同位置时，由于调速弹簧的预紧力不同，其调速作用的转速范围是不一样的，为了方便起见，仍以操纵臂处于最大位置的情况来说明。操纵臂处于最大位置时，调速弹簧预紧力最大。柴油机起动后，如起动过程所述，随着柴油机转速的升高，首先消除间隙2，轴承座1
19、1碰到了调速弹簧滑座。,转速进一步增高时，推力盘2在钢球离心力的轴向分力作用下右移压调速弹簧滑座，间隙1 便逐渐减小。当转速升高到1全部消除时，校正弹簧后座 13 顶住了支承轴9的凸肩并与调速弹簧滑座12刚接触，但这时校正弹簧并没有参与钢球离心力与调速弹簧力的平衡，该转速则正好是柴油机的标定转速（图b)，这时供油拉杆处于标定工况供油量位置。,若转速再稍有增高，便由于钢球离心力的增加，推力盘还要右移，就会在校正弹簧后座13与调速弹簧滑座12之间开始出现间隙5（图c)，此时调速器所处的状态叫做“作用点”，相应的转速称为“起作用转速”。当曲轴转速增加到最高空转转速时，间隙5便最大。由此可知，操纵臂处
20、于最大油量位置时，负荷从全负荷到空负荷之间变化时，由于调速器的作用，维持柴油机转速在标定转速和最高空转转速之间变化。,柴油机转速的改变 当需要改变柴油机转速时，驾驶员可转动操纵臂至不同位置，以改变调速弹簧的预紧力，使调速器起作用的转速发生改变，维持柴油机在选定的转速范围内运转。应当指出，尽管操纵臂处于不同位置时调速器起作用转速发生改变，但调速器开始起作用时，供油拉杆却都是处于标定工况供油位置。也就是在调速器内，调速弹簧滑座12与校正弹簧后座 13是处于刚接触状态，两者之间既没有力的作用，又没有间隙存在。,怠速 当操纵臂使调速叉顶住低速限制螺钉时，调速器使柴油机维持在最低转速运转。如图所示，此时
21、只有起动弹簧8与怠速弹簧7有预紧力，高速弹簧6的端部仍有间隙3。柴油机工作时，若钢球离心力与起动弹簧8、怠速弹簧7的合力相平衡时，供油拉杆便保持在某一位置，若柴油机内部阻力发生变化而使转速变化时，调速器便起作用。在怠速范围内调速器工作时，在校正弹簧后座13与调速弹簧滑座 12 之间存在着间隙4。,3.校正作用 T型调速器的校正装置如图，由调整螺母16、校正弹簧前座15、后座13、校正弹簧14等组成。在标定工况时，三个调速弹簧力Ft与钢球离心力Fl相平衡。此时调速弹簧滑座12与校正弹簧后座13刚接触，但校正弹簧并未参与平衡。当超负荷时转速会下降到标定转速nb以下，因而钢球离心力减小，但调速弹簧力
22、Ft未变，在转速下降到nk时，Ft与 Fl之差值增加到大于校正弹簧预紧力时，校正弹簧开始变形（受压缩），,推力盘进一步左移，就在支承轴凸肩与校正弹簧后座间出现间隙1，供油拉杆也就从标定工况供油量位置向增加供油方向移动相应一段行程1，称为校正行程。柴油机超负荷愈大，转速下降就愈多，对校正弹簧的压缩量就愈大。当校正弹簧后座13的前凸肩与校正弹簧前座15的后凸肩接触时，校正行程达到最大值。其大小系根据柴油机扭矩储备的大小而定，可用调整螺母16进行调节。从以上分析看出，校正装置起作用的转速nk决定于校正弹簧14的预紧力。在nb到nk范围内，调速器与校正装置均不起作用。而当校正弹簧没有预,紧力时，则nb
23、与nk重合。一般要求二者差值不超过30r/min。,一、输油泵,1、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34倍。,2、结构型式：,活塞式、转子式、滑片式、齿轮式等,3、活塞式输油泵的组成：,5.6 辅助装置,输油泵的结构及工作原理视频,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。,四、活塞式输油泵工作原理,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
24、增高，进油阀关闭，出油阀开启，柴油从下腔流入上腔。,输油量自动调节 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.,二、柴油滤清器,1、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。,2、分类,柴油粗滤器,柴油细滤器,柴油滤清器的结构及工作原理视频,3、柴油滤清器结构,4、两级柴油滤清器,第一级粗滤器（航空毛毡及纺绸滤芯）,第二级细滤器（纸质滤芯）,作业：1柴油机供油系统的组成，出油阀的作用。2对照实物说出喷油泵的结构、供油原理及油量调节原理。3喷油泵在试验台调整内容有哪些？如何检查和调整起动行程？3柴油机供油系统的组成；柱塞式输油泵结构及工作原理。4II号泵调速器结构并说出负荷不变扳动手柄时的调速过程。,
