柴油机供给系柴油机供给系本章主要内容：本章主要内容：1、柴油机供给系的组成和燃料、柴油机供给系的组成和燃料2、燃烧室和喷油器、燃烧室和喷油器3、喷油泵及调速器、喷油泵及调速器第一节第一节 柴油机供给系的组成及燃料柴油机供给系的组成及燃料一、组成一、组成1、空气的供给：空气的供给：空滤器、进气管道、消声器（小轿车）空滤器、进气管道、消声器（小轿车）等。等。2、燃油的供给：燃油的供给： 1）柱塞式喷油泵柴油机燃油供给系的组成（）柱塞式喷油泵柴油机燃油供给系的组成（5-3） 2）分配式喷油泵柴油机燃油供给系的组成（）分配式喷油泵柴油机燃油供给系的组成（5-4）3、废气的排出：废气的排出：排气道、排气管、消声器等。排气道、排气管、消声器等。二、燃料柴油二、燃料柴油1、主要成分：主要成分：C：87；H：12.6；O：0.42、主要性能指标主要性能指标 1）发火性：发火性：衡量燃油的自燃能力，又叫自燃性。用衡量燃油的自燃能力，又叫自燃性。用“十六烷值十六烷值” 大小来表示。大小来表示。 一般车用柴油机的十六烷值常为一般车用柴油机的十六烷值常为4050左右。左右。 2）蒸发性：蒸发性：蒸发性的好坏通过燃油的蒸馏温度高低来蒸发性的好坏通过燃油的蒸馏温度高低来衡量。衡量。 3）粘度：粘度：衡量柴油的流动性能。不能太高也不能太低。衡量柴油的流动性能。不能太高也不能太低。粘度大：粘度大：润滑条件好，零件之间磨损小，但流动润滑条件好，零件之间磨损小，但流动 阻力大、雾化效果差。阻力大、雾化效果差。粘度小：粘度小：磨损、润滑性变差，但流动蒸发性好。磨损、润滑性变差，但流动蒸发性好。4）凝点：凝点：指柴油冷却到开始失去流动性时的温度。指柴油冷却到开始失去流动性时的温度。 我国柴油牌号是用凝点来规定的。如：柴油凝点为我国柴油牌号是用凝点来规定的。如：柴油凝点为0 ，则此柴油牌号为，则此柴油牌号为0。3、选用柴油的依据选用柴油的依据 使用地区的环境温度。在选择时，所选柴油牌号应比使用地区的环境温度。在选择时，所选柴油牌号应比最低环境温度最低环境温度低约低约5。 车用柴油机所用柴油应选用车用柴油机所用柴油应选用十六烷值较高、蒸发性较十六烷值较高、蒸发性较好、粘度和凝点合适、不含水分和机械杂质的柴油。好、粘度和凝点合适、不含水分和机械杂质的柴油。第二节第二节 燃烧室和喷油器燃烧室和喷油器一、基本术语一、基本术语 1、过量空气系数、过量空气系数a 一般柴油机的一般柴油机的a1，这样才能保证柴油更好的燃这样才能保证柴油更好的燃烧。通常：烧。通常： 低速机低速机 n1000r/min，a1.11.5（车用）车用） 增压机增压机 a1.72.22、供油提前角供油提前角 喷油泵开始向喷油器供油时，曲轴的曲拐位置与喷油泵开始向喷油器供油时，曲轴的曲拐位置与活塞到达压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角。活塞到达压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角。3、喷油提前角、喷油提前角fj 喷油器开始向燃烧室喷油时，曲轴的曲拐位置与活喷油器开始向燃烧室喷油时，曲轴的曲拐位置与活塞到达压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角。塞到达压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角。4、节流、节流 流体流经一突变截面的现象，会产生能量损失。流体流经一突变截面的现象，会产生能量损失。二、燃烧室二、燃烧室 作用作用:合理组织气体运动，促进气与油更好地混合，合理组织气体运动，促进气与油更好地混合，以保证燃烧过程更加完善。以保证燃烧过程更加完善。1、直喷式燃烧室（、直喷式燃烧室（5-1） 燃烧室位于活塞顶与缸盖的底平面之间。燃烧室位于活塞顶与缸盖的底平面之间。 燃烧室结构紧凑，散热面积小，动力性、经济性好，燃烧室结构紧凑，散热面积小，动力性、经济性好，热效率高，冷启动性能好；但是由于油与气的混合要求热效率高，冷启动性能好；但是由于油与气的混合要求速度快，所以对喷油系统产生的喷油压力要求高，工作速度快，所以对喷油系统产生的喷油压力要求高，工作比较粗暴，排放较差。比较粗暴，排放较差。2、分开式燃烧室（、分开式燃烧室（5-2）由由主、副燃烧室主、副燃烧室构成：构成：主燃烧室：主燃烧室：位于活塞顶与缸盖的底平面之间。位于活塞顶与缸盖的底平面之间。副燃烧室：副燃烧室：在缸盖中加工而成。有通道与主燃在缸盖中加工而成。有通道与主燃 烧室相通。喷油器设置在副燃烧室。烧室相通。喷油器设置在副燃烧室。 由于在压缩过程能形成较强的压缩涡流，有利于油由于在压缩过程能形成较强的压缩涡流，有利于油气的混合，所以燃烧室对喷油系统的喷压要求较低；发气的混合，所以燃烧室对喷油系统的喷压要求较低；发动机工作柔和，燃烧噪音小，排放较好；但是启动性较动机工作柔和，燃烧噪音小，排放较好；但是启动性较差，有节流损失存在。差，有节流损失存在。三、喷油器三、喷油器安装在气缸盖上，头部伸在燃烧室内。安装在气缸盖上，头部伸在燃烧室内。1、作用、作用 将来自喷油泵的高压柴油喷射雾化，并分布在燃烧将来自喷油泵的高压柴油喷射雾化，并分布在燃烧室中。室中。2、要求、要求 要有一定的喷射压力，一定的射程，有合适的喷柱要有一定的喷射压力，一定的射程，有合适的喷柱锥角，停油干脆，不产生滴油、漏油现象。锥角，停油干脆，不产生滴油、漏油现象。3、车用喷油器类型、车用喷油器类型 1）孔式喷油器（）孔式喷油器（5-5） 孔径：孔径：0.20.8mm 喷油压力：喷油压力：1722MPa 喷射压力较高，燃油的雾化质量很好，主要用于对喷喷射压力较高，燃油的雾化质量很好，主要用于对喷油压力要求较高的燃烧室，如直喷式燃烧室。油压力要求较高的燃烧室，如直喷式燃烧室。 2）轴针式喷油器（轴针式喷油器（5-11） 孔径：孔径：13mm 喷油压力：喷油压力：1214MPa 主要用于对喷油压力要求较低的燃烧室，如分隔式燃主要用于对喷油压力要求较低的燃烧室，如分隔式燃烧室；由于孔径较大，并且喷油器工作时轴针在孔内作烧室；由于孔径较大，并且喷油器工作时轴针在孔内作上下移动，有利于清除喷孔内形成的积碳和其它杂质等。上下移动，有利于清除喷孔内形成的积碳和其它杂质等。 注意：注意： 1、对于多缸柴油机，为使各缸喷油器工作一、对于多缸柴油机，为使各缸喷油器工作一致，各缸应采用长度相同的高压油管。致，各缸应采用长度相同的高压油管。 2、在拆掉喷油器后，为防止污物进入喷油器，、在拆掉喷油器后，为防止污物进入喷油器，应在油管接头处和针阀体端部用防污套罩上。应在油管接头处和针阀体端部用防污套罩上。 3、喷油器用两个固定螺钉固定在气缸盖上的、喷油器用两个固定螺钉固定在气缸盖上的喷油器孔座内，用铜制的锥体密封，以防止漏气。喷油器孔座内，用铜制的锥体密封，以防止漏气。第三节第三节 喷油泵（高压油泵）喷油泵（高压油泵）一、高压油泵的作用和要求一、高压油泵的作用和要求 （一）作用：（一）作用： 根据柴油机负荷的大小，定时、定量地将高压柴油依根据柴油机负荷的大小，定时、定量地将高压柴油依照发动机工作顺序输送给喷油器，再由喷油器喷入燃烧照发动机工作顺序输送给喷油器，再由喷油器喷入燃烧室。室。 （二）要求：（二）要求： 1、多缸柴油机喷油泵供油顺序应符合该机的发火顺序。、多缸柴油机喷油泵供油顺序应符合该机的发火顺序。 2、各缸供油量要均匀，误差、各缸供油量要均匀，误差34。 3、各缸供油提前角要一致，误差、各缸供油提前角要一致，误差34。 4、喷油泵应供油敏捷、停油干脆。、喷油泵应供油敏捷、停油干脆。二、高压油泵结构及工作原理二、高压油泵结构及工作原理 柱塞式喷油泵：柱塞式喷油泵：性能良好，使用可靠，多用。性能良好，使用可靠，多用。 国产系列：国产系列：0、 、 、 、A型、型、B型等。型等。 转子分配式喷油泵：转子分配式喷油泵：体积小、质量轻等。分为：体积小、质量轻等。分为： 径向压缩式：径向压缩式：PDA型分配泵型分配泵 轴向压缩式：轴向压缩式：VE型分配泵型分配泵 喷油泵喷油器（喷油泵喷油器（P-T泵）：泵）：喷油泵和喷油器合喷油泵和喷油器合 为为一体，消除了高压油管带来的不一体，消除了高压油管带来的不 良影响，中、大型功率机用，有专良影响，中、大型功率机用，有专 门的门的PT燃油系统。燃油系统。（一）柱塞式喷油泵（一）柱塞式喷油泵（A型泵为例）型泵为例）（5-13） 泵油机构（分泵）：泵油机构（分泵）：将低压油转换为高压油，将低压油转换为高压油， 保证供油敏捷、停油干脆不保证供油敏捷、停油干脆不 后滴。后滴。 油量调节机构：油量调节机构：根据负荷的大小改变供给气根据负荷的大小改变供给气 缸的泵油量。缸的泵油量。 动力传动机构：动力传动机构：完成整个高压油泵的动力需完成整个高压油泵的动力需 要过程，保证定时供油。要过程，保证定时供油。 泵体：泵体： 整体式整体式 上、下泵体式上、下泵体式1、结构、结构 1）泵油机构（分泵）泵油机构（分泵） 组成：组成： 柱塞偶件柱塞偶件（柱塞套、柱塞）：柱塞套、柱塞）：为了保证柴油高压为了保证柴油高压的形成，柱塞与柱塞套的配合间隙为的形成，柱塞与柱塞套的配合间隙为0.00150.0025mm，加工精度高，成本高。两者易磨损。加工精度高，成本高。两者易磨损。 出油阀偶件出油阀偶件（出油阀、出油阀座）：出油阀、出油阀座）：保证供油敏保证供油敏捷，停油干脆；出油阀和出油阀座的配合间隙稍大于捷，停油干脆；出油阀和出油阀座的配合间隙稍大于柱塞偶件的配合间隙。柱塞偶件的配合间隙。还有还有柱塞弹簧柱塞弹簧、上下柱塞弹簧座上下柱塞弹簧座、出油阀弹簧出油阀弹簧、出油出油阀紧座阀紧座等。等。2）供油量调节机构：）供油量调节机构：根据柴油机负荷的变化，通过转根据柴油机负荷的变化，通过转动柱塞来改变循环供油量。动柱塞来改变循环供油量。 组成组成：供油拉杆等（供油拉杆等（ 5-16 ）3）驱动机构：）驱动机构：油泵工作的动力传动机构。油泵工作的动力传动机构。 组成：组成：挺柱体挺柱体部件部件（5-17）、油泵凸轮轴及正时齿）、油泵凸轮轴及正时齿轮等。轮等。4）泵体：）泵体：高压泵各零部件的安装机体。（高压泵各零部件的安装机体。（5-18） 2、工作原理（、工作原理（5-19） 1）运动过程）运动过程 柱塞在柱塞套内上下移动；出油阀在出油阀座内柱塞在柱塞套内上下移动；出油阀在出油阀座内上下移动；上下移动；挺柱体部件挺柱体部件上下移动；上下移动；油泵凸轮轴及正时油泵凸轮轴及正时齿轮转动。齿轮转动。 2）泵油过程）泵油过程 分分吸油吸油、压油压油、泄油泄油过程进行。过程进行。 柱塞在柱塞套内上下移动两个行程。柱塞在柱塞套内上下移动两个行程。 油泵凸轮轴及正时齿轮转动一圈。油泵凸轮轴及正时齿轮转动一圈。 有效压油行程有效压油行程hg：柱塞上行从开始压油柱塞上行从开始压油（指柱塞完全遮住回油孔时）到柱塞斜油槽开（指柱塞完全遮住回油孔时）到柱塞斜油槽开始接通回油孔前这段柱塞行程。始接通回油孔前这段柱塞行程。改变改变hg的的大小，可以改变发动机的大小，可以改变发动机的循环供油量。循环供油量。 3）供油量的调节（）供油量的调节（5-20） 拨叉拉杆式：拨叉拉杆式： 0、 、 、 泵用泵用 。 齿圈齿条式：齿圈齿条式：A型、型、B型泵用。型泵用。 钢球式：钢球式：P型泵用。型泵用。4）供油提前角的调节）供油提前角的调节（1）整体调整供油提前角）整体调整供油提前角（发动机的各缸供油提前角（发动机的各缸供油提前角作相同数量的调整）作相同数量的调整） 、偏转泵体、偏转泵体 、供油提前角自动调节器（、供油提前角自动调节器（图图5-23）（2）单缸分别调整）单缸分别调整 、调整滚轮体总成上的垫片厚度。、调整滚轮体总成上的垫片厚度。 、通过转动调整螺钉来实现。（、通过转动调整螺钉来实现。（图图5-17）（二）分配式喷油泵（二）分配式喷油泵（VE泵为例）泵为例） 特点：特点： 结构上：结构上：体积小，重量轻，结构紧凑，为封闭式，平体积小，重量轻，结构紧凑，为封闭式，平时无需保护，元件均浸在柴油中工作，要求柴油干净。时无需保护，元件均浸在柴油中工作，要求柴油干净。 性能、工作原理上：性能、工作原理上：一组泵油元件产生高压，以旋转一组泵油元件产生高压，以旋转分配的形式向各缸喷油器供油。分配的形式向各缸喷油器供油。 1、结构（、结构（ 5-24 ） 1）驱动部分（）驱动部分（5-25） 2）高压泵（）高压泵（5-26） 3）调速器）调速器 4）供油提前角自动调节器（）供油提前角自动调节器（图图5-29） 2、工作原理（、工作原理（5-27） 1）进油过程）进油过程 2）泵油过程）泵油过程 3）停油过程）停油过程 4）压力平衡过程）压力平衡过程（使各缸分配油道内的压力均衡（使各缸分配油道内的压力均衡一致，保证各缸供油的均匀性）一致，保证各缸供油的均匀性）转子运动：转子运动： 往复运动：往复运动：完成完成压油压油、泄压泄压、油压平衡油压平衡过程。过程。 旋转运动：旋转运动：以以进油进油为主，为主，配油配油过程。过程。三、调速器三、调速器（一）定义（一）定义 在柴油机喷油泵中安装的，在柴油机要求的转速在柴油机喷油泵中安装的，在柴油机要求的转速范围内能随着柴油机外界负荷的变化而自动调节供油范围内能随着柴油机外界负荷的变化而自动调节供油量，以保持柴油机转速基本稳定运转的装置。量，以保持柴油机转速基本稳定运转的装置。（二）柴油机安装调速器的原因（二）柴油机安装调速器的原因 1、由喷油泵的速度特性决定、由喷油泵的速度特性决定若负荷发生变化时，将引起超速运转和可能熄火若负荷发生变化时，将引起超速运转和可能熄火 负荷负荷 ，转速，转速n ,g ,转速转速n ， “飞车飞车”。 负荷负荷 ，转速，转速n ,g ,转速转速n ， “熄火熄火”。 2、减轻驾驶员的工作负担。、减轻驾驶员的工作负担。（三）类型（三）类型1、按照结构分、按照结构分 机械离心式：机械离心式：车用（柴油机）最多。车用（柴油机）最多。 气动式：气动式：有车用，但不多。有车用，但不多。 电子式：电子式： 液力式：液力式：2、按照调速范围分、按照调速范围分 单速式：单速式：具有最高转速限制器，小型车用。具有最高转速限制器，小型车用。 双速式（两极式）：双速式（两极式）： 保证怠速稳定保证怠速稳定 限制最高转速限制最高转速 全速式：全速式： 保证怠速稳定保证怠速稳定 限制最高转速限制最高转速 中间任意转速均起稳定调节作用中间任意转速均起稳定调节作用 大型船舶使用。大型船舶使用。 中、小型汽车 柴油机用 工程机械工程机械 拖拉机多用拖拉机多用（四）典型调速器举例（四）典型调速器举例1、两速式调速器、两速式调速器 1）结构组成）结构组成 驱动部分：驱动部分：喷油泵凸轮轴喷油泵凸轮轴 感应元件：感应元件：钢球或飞块钢球或飞块 传动部分：传动部分：角形杠杆、滑套、偏心轴、浮动杆角形杠杆、滑套、偏心轴、浮动杆 调速弹簧：调速弹簧：怠速弹簧、限速弹簧（高速弹簧）怠速弹簧、限速弹簧（高速弹簧） 操纵部分：操纵部分：手柄、高速（怠速）限制螺钉等手柄、高速（怠速）限制螺钉等 2）工作过程）工作过程 （1）启动加浓：）启动加浓：手柄置于最大供油位置。手柄置于最大供油位置。 （2）怠速稳定：）怠速稳定：手柄置于怠速位置。转速的手柄置于怠速位置。转速的 控制依靠调速器调节。控制依靠调速器调节。（3）正常工作的供油调节：）正常工作的供油调节：调速器不起作用，增减油调速器不起作用，增减油量依靠驾驶员操纵油门。量依靠驾驶员操纵油门。（4）限值最高转速：）限值最高转速：依靠高速限值螺钉位置限制最大依靠高速限值螺钉位置限制最大供油位置。供油位置。2、全程式调速器、全程式调速器 1）VE泵调速器（泵调速器（图图5-35）（1）结构：）结构：（2）调速过程：）调速过程： 、启动、启动 、怠速、怠速 、中速和最高转速、中速和最高转速 、最大供油量的调节、最大供油量的调节2） 泵调速器泵调速器（1）结构组成）结构组成 驱动部分：驱动部分： 感应元件：感应元件： 传动部分：传动部分： 调速弹簧：调速弹簧： 操纵部分：操纵部分：（2）工作过程）工作过程 、启动、启动 、怠速、怠速 、中间转速、中间转速 、最高转速、最高转速