第六章柴油机燃料供给系.pptx

一般柴油机燃料供给系的组成如图61所示。通常由柴油箱1、柴油粗滤器2、输油泵6、柴油细滤器9、喷油泵5、喷油器11及油管等部件组成。第一节概述一、柴油机燃料供给系的组成 图61柴油机燃料供 给系的组成1柴油箱2柴油粗滤器3联轴节4供油提前角自动调节器5喷油泵6输油泵7调速器8低压油管9柴油细滤器10高压油管11喷油器12回油管第1页/共70页二、柴油 柴油是在473625K的温度范围内由石油中提炼出来的碳氢化合物，其中碳为87、氢为12.6、氧为0.4。柴油的使用性能指标主要是发火性、蒸发性、粘度和凝点。发火性是指柴油的自燃能力。柴油蒸发性通过蒸馏试验来确定的。粘度决定柴油的流动性。凝点是表示柴油冷却到开始失去流动性的温度。第2页/共70页目前柴油机可燃混合气的形成方法基本上有两种：（1）空间雾化混合将柴油以雾状喷向燃烧室空间，并在空间蒸发形成可燃混合气。为使混合均匀，要求柴油喷注与燃烧室形状相适应，并利用燃烧室中的空气运动促进混合。（2）油膜蒸发混合将柴油大部分喷到燃烧室壁面上形成油膜，油膜受热并在强烈的旋转气流作用下，逐渐蒸发，与空气形成比较均匀的可燃混合气。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第3页/共70页 根据气缸中压力和温度的变化特点，可将混合气的形成与燃烧过程按曲轴转角划分为四个阶段，如图63所示。图63气缸压力与曲 轴转角的关系备燃期速燃期缓燃期后燃期第4页/共70页二、燃烧室 统一式燃烧室是由气缸盖底平面和活塞顶内的凹坑及气缸壁组成的。凹坑的形状多采用形和球形，如图64所示。根据凹坑深浅程度不同，分为开式和半开式两种（燃烧室口径与深度之比等于57的为开式，等于1.53.5的为半开式）。1统一式燃烧室第5页/共70页 图64统一式燃烧室 a）形b）球形1燃烧室2喷油器3活塞4气缸体5气门第6页/共70页 分隔式燃烧室由两部分组成，即主燃烧室和副燃烧室。主燃烧室位于活塞顶与气缸盖底面之间，副燃烧室位于气缸盖内。主、副燃烧室之间用一个或几个直径较小的通道相连。燃油则是喷入到副燃烧室内的。分隔式燃烧室的结构型式有涡流室式和预燃室式两种（图66）。2分隔式燃烧室第7页/共70页 图66分隔式燃烧室a）涡流室式b）预燃室式第8页/共70页柴油滤清器的功用是清除柴油中的杂质。柴油滤清器有粗细之分。柴油粗滤器一般安装在输油泵之前，用来清除柴油中颗粒较大的杂质，滤芯有金属缝隙式、片式、网式、纸质式等几种。图67所示为6120Q型柴油机采用的两级柴油滤清器。它由两个结构基本相同的滤清器串联而成，两个滤清器的盖制成一体。第三节柴油滤清器第9页/共70页 图67两级柴油滤清器 1-绸布滤芯 2-紧固螺杆 3-外壳 4-滤筒 5-毛毡滤芯 6-毛毡密封圈 7-橡胶密封圈 8-油管接头衬套 10-放气螺钉 11-放气螺塞 12-溢油阀 13-滤清器盖 14-纸滤芯 15-滤芯衬垫第10页/共70页 一汽解放 CA6110ZLA2、CA6DE224及CA6DF224型柴油发动机的粗滤清器及细清滤器分别见图68和图69。图68柴油粗滤器1沉淀杯2旋流板3导流罩4密封垫 5滤清器底座6垫圈7空心螺栓第11页/共70页 图69柴油细滤器1保护套2底座3二级滤清器总成4一级滤清器总成第12页/共70页输油泵的功用是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，输油量应为柴油机全负荷最大耗油量的34倍。输油泵的结构型式很多，常见的有活塞式、转子式、滑片式（分配式喷油泵装用）和齿轮式等几种。第四节输油泵第13页/共70页 解放CA6110A型柴油机活塞式输油泵（与柱塞式喷油泵匹配）的结构如图610所示（安装在喷油泵侧面）。主要由机械泵总成及手油泵总成组成。图610解放 CA6110A型柴油机输油泵结构 l进油空心螺栓2、9、19垫圈3弹簧挡圈4挺柱总成5出油止回阀6、13、18弹簧7、12O形密封圈8管接头10出油空心螺栓 11手油泵14进油止回阀15输油泵体16推杆17活塞20螺塞第14页/共70页图611活塞式输油泵工作原理图l进油止回阀2手油泵活塞3手油泵杆4手油泵体5手柄6回油道7偏心轮8喷油泵凸轮轴9滚轮10滚轮架11滚轮弹簧12推杆13活塞14弹簧15出油止回阀16活塞弹簧第15页/共70页喷油泵又称为高压油泵。它是柴油机燃料供给系中最重要的一个总成。它的功用是根据发动机的不同工况，定压、定时、定量地向喷油器输送高压柴油。图612所示为解放CA6110A型柴油机采用的波许A型喷油泵。第五节喷油泵第16页/共70页612波许A型喷油泵结构1泵体2柱塞偶件3出油阀偶件4出油阀垫圈5出油阀弹簧6减容器7O形密封圈8出油阀压紧座9锁夹总成10管接头11垫圈12螺栓13回流阀14侧盖板15凸轮轴挡环16调整垫17轴承18油环19轴承盖20齿圈21控制套筒22滚轮传动部件23堵塞24、26弹簧座25柱塞弹簧27轴承座28凸轮轴29控制齿条30齿条止动螺钉第17页/共70页一、喷油泵的分类与系列 （1）柱塞式喷油泵这种喷油泵应用的历史较长，性能良好，工作可靠，为目前大多数汽车柴油机所采用。（2）喷油泵一喷油器将喷油泵和喷油器合为一体，直接安装在发动机气缸盖上，可以消除高压油管带来的不利影响。但要求在发动机上另加驱动机构。PT燃油供给系统即属此类。（3）转子分配式喷油泵这种喷油泵只有一对柱塞副，依靠转子的转动实现燃油的增压与分配。它具有体积小、质量轻、成本低、使用方便等优点。1喷油泵的分类第18页/共70页 喷油泵的系列化是以柱塞行程、泵缸中心距和结构型式为基础，再分别配以不同尺寸的柱塞，组成若干种在一个工作循环内供油量不等的喷油泵，形成几个系列，以满足各种柴油机的需要。喷油泵的系列化有利于制造和维修。国产系列喷油泵有：A型泵、B型泵、P型泵、PDA型泵和VE泵等。前三种为柱塞式喷油泵，后两种为转子式喷油泵。2喷油泵的分类第19页/共70页二、A型喷油泵 CA61102型柴油机所用的A型喷油泵的结构如图613所示。该喷油泵由分泵、油量调节机构、传动机构和泵体四部分组成。第20页/共70页图6-13 A型喷油泵的结构第21页/共70页 对多缸喷油泵来讲，它是将与发动机缸数相同的几组泵油机构装置在同一壳体内形成的。其中每组泵油机构称为分泵。油量调节机构的作用是根据柴油机负荷和转速的变化相应地改变喷油泵的供油量并保证各缸的供油量一致。由喷油泵的工作原理可知，喷油泵的供油量可通过转动柱塞以改变柱塞的有效行程的办法来改变。1分泵2油量调节机构第22页/共70页传动机构由喷油泵凸轮轴和滚轮传动部件组成。喷油泵凸轮轴的两端通过圆锥滚子轴承支承在喷油泵壳体上，前端装有联轴节和供油提前角自动调节器，后部与调速器相连。喷油泵的凸轮轴是由柴油机的曲轴通过齿轮机构驱动的，滚轮传动部件的功用是将凸轮的旋转运动转变为自身的往复直线运动，推动柱塞上行供油。3传动机构第23页/共70页 A型喷油泵采用整体式泵体，由铝合金铸成。分泵、油量调节机构及传动机构都装在泵体内。泵体上有纵向油道A，即低压油腔。输油泵输出的燃油经滤清后，由进油空心螺栓进入此油道，再由柱塞套上的油孔进入各分泵的油腔。输油泵供给的燃油量通常远大于喷油泵的需要量。4泵体 第24页/共70页三、P型喷油泵 与一般柱塞式喷油泵相比，在安装尺寸不变的情况下，P型喷油泵可获得较高的供油压力和较大的供油量。因而对柴油机的不断强化和向高速发展有良好的适应性。P型喷油泵如图620所示。第25页/共70页图620P型喷油泵第26页/共70页图621为四缸柴油机径向压缩式转子分配泵的工作原理图。第六节转子分配式喷油泵一、径向压缩式分配泵图621转子分配泵的 工作原理l传动连接器2离心飞块3柱塞4滚柱座5滚柱6内凸轮7供油提前角自动调节机构8分配转子9分配套筒10滑片式二级输油泵11喷油器12弹簧13调压阀14滑柱15调压弹簧16分配泵外壳17油量控制阀第27页/共70页二、轴向压缩式分配泵 该泵主要由驱动机构、滑片式输油泵、高压泵头、供油提前角自动调节机构和调速器等组成，见图623。1轴向压缩式分配泵的结构第28页/共70页 图623装有轴向压缩式分配泵的柴油机燃料供给系第29页/共70页 图623装有轴向压缩式分配泵的柴油机燃料供给系1膜片式输油泵2燃油箱3滑片式输油泵4调速器驱动齿轮5滚轮机构6凸轮盘7供油提前角自动调节液压缸8凸轮盘回位机构9油量控制滑套10分配转子11出油阀总成12分配套筒13喷油器14张力杠杆限位销钉15起动杠杆16张力杠杆17最大供油量调节螺钉18预调杠杆19溢流喉管20停车操纵杆21滑动套筒22调速弹簧23操纵杆24离心飞块总成25调压阀26溢流阀27燃油细滤器28分配泵驱动轴29联轴器M1预调杠杆轴M2起动杠杆轴第30页/共70页 分配泵驱动轴28转动时，经联轴器29带动凸轮盘6和分配转子10同步转动。在转动过程中，当凸轮盘端面上的凸峰与滚轮相抵靠时，凸轮盘和分配转子因受推力而向右移动至极限位置；当凸峰转过时，凸轮盘在凸轮盘回位机构8的作用下左移直至端面凸轮盘凹部与滚轮相抵靠为止。由此可见，分配转子在转动的同时，又有轴向往复移动。分配转子一圈内往复移动的次数等于发动机的缸数。2轴向压缩式分配泵的工作原理第31页/共70页 图626进油过程 1分配转子 2油量控制套筒 3转子卸油孔 4转子分配孔 5出油阀通道 6分配套筒 7出油阀 8转子纵向油道 9压缩室 10转子轴向槽 11进油阀 12进油阀弹簧 13电磁线圈 14电磁阀 15泵体进油道 16调速器起动杠杆第32页/共70页 图627泵油过程 1分配转子 2油量控制套筒 3转子卸油孔 4转子分配孔 5出油阀通道 6分配套筒 7出油阀 8转子纵向油道 9压缩室 10转子轴向槽 11进油阀 12进油阀弹簧 13电磁线圈 14电磁阀 15泵体进油道 16调速器起动杠杆第33页/共70页 图628停止泵油过程 1分配转子 2油量控制套筒 3转子卸油孔 4转子分配孔 5出油阀通道 6分配套筒 7出油阀 8转子纵向油道 9压缩室 10转子轴向槽 11进油阀 12进油阀弹簧 13电磁线圈 14电磁阀 15泵体进油道 16调速器起动杠杆 17出油阀弹簧第34页/共70页调速器的作用是根据柴油机负荷的变化，自动地调节喷油泵的供油量，以保证柴油机在各种工况下稳定运转。目前，在车用柴油机上应用最广泛的是机械离心式调速器。按其调节作用的范围不同，可分为两速调速器和全速调速器。两速调速器的作用是保证起动加浓、稳定怠速、正常工作时的油量调节和限制超速。第七节调速器一、两级调速器第35页/共70页 图631所示为解放CA1091K3型载货汽车的YC6102BD型柴油机所用的RAD型两速调速器，其结构见图632。图631RAD型两速调速器 1控制杠杆2滚轮3喷油泵凸轮轴4浮动杠杆5调速弹簧6速度调定杠杆7供油调节齿杆8导动杠杆9速度调整螺栓10起动弹簧 11连杆12拉力杠杆13怠速弹簧14调速器壳体 15齿杆行程调整螺栓16滑套17飞块18支持杠杆第36页/共70页 图632RAD型两速调速器结构示意图 1控制杠杆2滚轮3喷油泵凸轮轴4浮动杠杆5调速弹簧6速度调定杠杆7供油调节齿杆8导动杠杆9速度调整螺栓10起动弹簧 11连杆12拉力杠杆13怠速弹簧15齿杆行程调整螺栓 16滑套17飞块18支持杠杆第37页/共70页全速调速器特点是结构紧凑、工作稳定、可靠。RSV型全速调速器的结构（图639）与RAD型两速调速器基本相同。为了使其性能更加完善，增设了下述结构：二、全速调速器第38页/共70页 图639RSV型全速调速器1飞块支架2飞块销3飞块4调速套筒5校正弹簧6全负荷供油量限位螺钉 7转矩校正器顶杆8浮动杠杆9怠速稳定弹簧10调速弹簧11怠速调整螺钉 12拉力杠杆13导动杠杆14轴销15操纵杆16供油调节齿杆17起动弹簧 18弹簧挂耳19弹簧摇臂20调整螺钉第39页/共70页 图641RSV调速器起动工况示意图3飞块4调速套筒5校正弹簧6全负荷供油量限位螺钉8浮动杠杆 9怠速稳定弹簧10调速弹簧12拉力杠杆13导动杠杆15操纵杠杆 16供油调节齿杆17起动弹簧19弹簧摇臂第40页/共70页联轴节又称连接器，它是用来连接喷油泵凸轮轴与其驱动轴的。解放CA 61102型柴油机联轴节的结构如图644所示。第八节喷油提前角调节装置一、联轴节第41页/共70页 图644喷油泵联轴节 1从动传动圆盘2、20衬套3、6、9、10、16、19垫圈4、7、8、18螺母5、13、14、17、21螺栓11主动凸缘盘 12主动传动圆盘15十字接盘第42页/共70页二、供油提前角自动调节器解放CA61102型柴油机供油提前角自动调节器为机械离心式（图645）。图645供油提前角自动调节器 1调节器壳体2、10垫圈3放油螺塞4丝堵 5、22垫片6、16O形密封圈7飞块8滚轮内座圈9滚轮11弹簧12、14、18弹簧垫圈13弹簧座15定位圈17螺母 19从动盘20油封21盖23螺栓第43页/共70页 喷油器是柴油机燃料供给系的又一个重要部件，燃油的雾化质量和可燃混合气的良好形成，均与喷油器有直接关系。喷油器的功用有两个：一是使一定数量的燃油得到良好的雾化，促进燃油着火和燃烧；二是使燃油的喷射按燃烧室类型合理分布，使燃油与空气得到迅速而完善的混合，形成均匀的可燃混合气。第九节喷油器第44页/共70页二、供油提前角自动调节器解放CA61102型柴油机供油提前角自动调节器为机械离心式（图645）。图645供油提前角自动调节器 1调节器壳体2、10垫圈3放油螺塞4丝堵 5、22垫片6、16O形密封圈7飞块8滚轮内座圈9滚轮11弹簧12、14、18弹簧垫圈13弹簧座15定位圈17螺母 19从动盘20油封21盖23螺栓第45页/共70页一、孔式喷油器孔式喷油器主要用于直接喷射式燃烧室中，燃油的喷射状况主要由针阀体下部喷孔的大小、方向和数目来控制，并与燃烧室的形状、大小及空气涡流情况相适应。孔式喷油器的结构与工作原理如图647所示。封锥面压紧在针阀体的内锥面上，使喷孔关闭。第46页/共70页图647 孔式喷油器1回油管螺栓 2调压螺钉护帽 3调压螺钉 4进油管接头 5调压弹簧 6顶杆 7喷油器体 8紧固螺套 9针阀体 10针阀 11喷油器锥体第47页/共70页图648孔式喷油器工作原理 a）喷油b）关闭第48页/共70页二、轴针式喷油器 轴针式喷油器如图650所示，其构造与工作原理与孔式喷油器基本相同。图650轴针式喷油器第49页/共70页 PT燃油泵是PT燃油供给系统的关键部件，它起到输油、调压和调速的作用。图653为PT燃油泵的结构图，其油路循环见图654。第十节PT燃油供给系统第50页/共70页 图653PT燃油泵 1MVS调速器2操纵摇臂3高速限止螺钉4调速弹簧5怠速弹簧6断油阀7柱塞套筒8柱塞9滤清器10、11、13、16齿轮12主轴14低速校正弹簧15飞块柱塞17飞块18高速校正弹簧19调速柱塞套筒 20调速柱塞21怠速柱塞22怠速弹簧23调速弹簧24PTG调速器 25旋转式节流阀26稳压箱27齿轮泵28怠速螺钉第51页/共70页 图654PT燃油泵油路示意图1MVS调速器6断油阀9滤清器24PTG调速器25旋转式节流阀 26稳压箱27齿轮泵29怠速油道第52页/共70页三、喷油器喷油器的结构如图656所示。图656PT燃油供给系统喷油器 1进油孔2进油量孔 3喷油器体4柱塞5O形密封圈6密封垫片7喷油器罩8计量量孔9回油量孔10回油孔11回位弹簧第53页/共70页喷油器的工作过程。图657喷油器的工作过程 a）进油b）回油c）喷油d）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54页/共70页 柴油机增压是将进入气缸内的空气利用一种装置预先进行压缩，以提高其密度，并在燃料供给系统的良好配合下，使更多的燃料及时获得充分燃烧，从而提高平均有效压力和功率，同时还可以提高柴油机的经济性，改善排放性能。按压缩空气时所用能量的来源不同，增压方式有机械增压和废气涡轮增压。第十一节废气涡轮增压器第55页/共70页一、废气涡轮增压器的工作原理废气涡轮增压器主要由涡轮机和压气机（增压器）两大部分组成。涡轮机将柴油机排出的废气能量转变为机械能。压气机则利用涡轮输出的机械能，把空气的压力提高，然后送至气缸内，以达到增压的目的。废气涡轮增压器的工作原理见图658。第56页/共70页 图658废气涡轮增压器工作原理1排气管2喷嘴环3涡轮4涡轮壳5转子轴6轴承7扩压器 8压气机叶轮9压气机壳10进气管第57页/共70页二、废气涡轮增压器的构造图659SteyrWD615型柴油机废气增压系统 1空气滤清器2防冒烟限位器通气孔 3连接管4进气管5中间冷却器 6水箱7风扇8排气管 9涡轮机10压气机第58页/共70页 汽车用废气涡轮增压器多采用径流式。它比轴流式效率高、加速性能好、结构简单、体积小。进入涡轮的废气流多采用脉冲式，以使废气的能量得到充分利用。图660为径流脉冲式废气涡轮增压器的结构。图660废气涡轮增压器1隔热板2涡轮3、12密封环4涡轮壳5推力轴承6O型密封圈7膜片弹簧8密封套9压气机壳10转子轴11压气机叶轮13压气机后盖板14中间壳15卡环16浮动轴承第59页/共70页三、中冷及中冷器 增压发动机当增压比较高时，往往还要进行中冷，因为增压的目的在于提高发动机充气效率。但随着增压比的提高，压气机出口的空气温度也随之升高，这样就降低了空气密度，故需采用中冷措施冷却空气，以进一步提高充气效率。中冷器的芯子结构最常见的有板翅式和管式两种，见图661。第60页/共70页 图661中冷器芯子基本结构 a）管式b）板翅式1铝合金板2翅片3限制板第61页/共70页1具有多功能的自动调节性能。2减轻重量、缩小尺寸、提高了柴油机的紧凑性。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。第十二节柴油机电子控制燃油喷射系统一、柴油机电子控制技术的优点第62页/共70页二、电控柴油机喷射系统控制原理与分类 电控柴油喷射系统与电控汽油喷射系统基本相同，也是由传感器、电控单元（ECU）和执行器组成。传感器包括柴油机转速、加速踏板位置、齿条位置、喷油时刻、车速及进气压力、进气温度、燃油温度、冷却水温度等传感器，ECU根据各种传感器实时检测到的柴油机运行参数，与ECU中预先已经存储的参数值或参数图谱（称为MAP图）相比较，按其最佳值或计算后的目标值把指令输送到执行器。执行器根据ECU指令控制喷油量（齿条位置或电磁阀关闭持续时间）和喷油正时（正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点）。1电控柴油喷射系统控制原理第63页/共70页（1）根据喷油量的控制方式分位置控制和时间控制。位置控制的特点是既保留了传统的喷油泵高压油管喷油器系统，也保留了喷油泵中的齿条、齿圈、套筒、柱塞斜槽等控制油量的机械传动机构所不同的是对齿条或套筒的运动位置由原来的机械调速器控制改为电控单元控制。1电控柴油喷射系统分类第64页/共70页（2）电控柴油喷射系统根据其产生高压燃油的机构，可分为直列泵电控喷射系统、分配泵电控喷射系统、泵喷油器（泵喷嘴）电控喷射系统、单缸泵电控喷射系统和共轨式电控喷射系统。第65页/共70页三、柴油机喷油系统的控制图662为直列电控喷射系统原理图。1直列泵电控喷射系统 图662直列泵电控喷射系统原理图 1电控单元2电磁阀3时间控制器4时间传感器5喷油泵6电子调速器7水温传感器8暖风开关和起动开关 9加速踏板传感器10加速踏板第66页/共70页 图667为日本丰田公司分配泵电控喷射系统，其控制项目见图668。2分配泵电控喷射系统 图667分配泵电控喷射系统 1油门位置传感器2进气压力传感器3水温传感器4废气阀5进气温度传感器6分油环位置传感器7分油环控制电磁阀8转速传感器 9正时位置传感器10分油环11高压油管12膜片式制动器 13电控单元14放大器第67页/共70页图668电控单元控制项目与传感器第68页/共70页 一汽宝来轿车装用的波许公司的1.9LTDI柴油机即采用泵喷油器（泵喷嘴）电控喷射系统。该系统将喷油泵、喷油器和控制单元组合在一起，形成泵喷嘴（图676）。3泵喷油器（泵喷嘴）电控喷射系统 图676泵喷油器（泵喷嘴）电控喷射系统1喷油泵2喷油器3电控单元（电磁阀）第69页/共70页感谢您的观看！第70页/共70页