第五章柴油机供给系精选文档.ppt
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1、第五章柴油机供给系本讲稿第一页,共四十页5.1 概述概述一一功用功用柴油机供给系同样要完成柴油供给和空气供给以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。及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出任务。二二组成组成燃油供给装置:柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、燃油供给装置:柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。喷油器等。空气供给装置:空气滤清器、进气管道。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。混合气形成装置:燃烧室。废气排出装置:排气管道、消音器废气排出装置:排气管道、消音器本讲稿第二页,共四十页本讲稿第三页,共四十页各各组组
2、成成部部分分详详图图本讲稿第四页,共四十页柴油机的特点柴油机的特点柴油机的特点柴油机的特点 1 1压缩比大(压缩比大(压缩比大(压缩比大(15152222),热效率高(),热效率高(),热效率高(),热效率高(30304040)原因是汽缸内可以)原因是汽缸内可以)原因是汽缸内可以)原因是汽缸内可以消耗更多的燃油。消耗更多的燃油。消耗更多的燃油。消耗更多的燃油。经济性好;无点火系,故障少,油路系统机件精密、耐用。经济性好;无点火系,故障少,油路系统机件精密、耐用。经济性好;无点火系,故障少,油路系统机件精密、耐用。经济性好;无点火系,故障少,油路系统机件精密、耐用。2 2混合气的形成、点火和燃烧
3、方式不同于汽油机。高压柴油喷入燃混合气的形成、点火和燃烧方式不同于汽油机。高压柴油喷入燃混合气的形成、点火和燃烧方式不同于汽油机。高压柴油喷入燃混合气的形成、点火和燃烧方式不同于汽油机。高压柴油喷入燃烧室,混合气在燃烧室内形成,压燃后边喷边燃。烧室,混合气在燃烧室内形成,压燃后边喷边燃。烧室,混合气在燃烧室内形成,压燃后边喷边燃。烧室,混合气在燃烧室内形成,压燃后边喷边燃。3 3柴油机的柴油机的柴油机的柴油机的COCO和和和和HCHC排放低,排放低,排放低,排放低,NOXNOX较多,大负荷易产生碳烟。较多,大负荷易产生碳烟。较多,大负荷易产生碳烟。较多,大负荷易产生碳烟。4 4柴油机结构复杂、
4、质量大、材料好、加工精度高,制造成本较高。柴油机结构复杂、质量大、材料好、加工精度高,制造成本较高。柴油机结构复杂、质量大、材料好、加工精度高,制造成本较高。柴油机结构复杂、质量大、材料好、加工精度高,制造成本较高。5 5柴油机的排气噪声大,废气中含柴油机的排气噪声大,废气中含柴油机的排气噪声大,废气中含柴油机的排气噪声大,废气中含SO2SO2多。多。多。多。本讲稿第五页,共四十页三、燃料柴油三、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:衡量燃油的自燃能力,又叫自燃性。用)发火性:衡量燃油的自燃能力,又叫自燃性。用“十六烷值十
5、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:蒸发性的好坏通过燃油的蒸馏温度高低来衡量。)蒸发性:蒸发性的好坏通过燃油的蒸馏温度高低来衡量。3)粘度:衡量柴油的流动性能。不能太高也不能太低。)粘度:衡量柴油的流动性能。不能太高也不能太低。本讲稿第六页,共四十页粘度大:润滑条件好,零件之间磨损小,但流动粘度大: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:磨损、润滑性变差,但流动蒸发性好。粘度小:磨损、润滑性变差,但流动蒸发性好。4)凝点:指柴油冷却到开始失去流动性时的温度。)凝点:指柴
6、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,则此柴油牌号为柴油牌号为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,所选柴油牌号应比最低环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低约境温度低约5。车用柴油机所用柴油应选用十六烷值较高、蒸发性较好、粘车用柴油机所用柴油应选用十六烷值较高、蒸发性较好、粘度和凝点合适、不含水分和机械杂质的柴油。度和凝点合适、不含水分和机械杂质的柴油。本讲稿第七页,共四十页柴油分重柴油和轻柴油两类。重柴油多用于柴油分重柴油和轻柴油两类。重柴油多用
7、于1000rmin以下的中、低速柴油机,轻柴油多用于以下的中、低速柴油机,轻柴油多用于1000rmin以上的高速柴油机。汽车用柴油机都是高速的,必须以上的高速柴油机。汽车用柴油机都是高速的,必须用轻柴油。用轻柴油。柴油是在柴油是在533-623k的温度范围内,从石油中提炼出的温度范围内,从石油中提炼出的碳氢化合物,含碳的碳氢化合物,含碳87%,氢,氢12.6%和氧和氧0.4%。柴。柴油按凝点分为油按凝点分为10,0,-10,-20,-35和和-50六个牌号,六个牌号,其疑点分别不高于其疑点分别不高于10,0,-10,-20,-35和和-50,牌号越高凝点越低。其代号分别为,牌号越高凝点越低。其
8、代号分别为RCZ-10,RC-0,RC-10,RC-20,RC-35,RC-50,“R”和和“C”是是“燃燃”和和“柴柴”字的汉语拼音字头,凝点在字的汉语拼音字头,凝点在0以上的则在以上的则在一一前加上前加上Z字,选用时,号数应字,选用时,号数应比实际气温低比实际气温低510。本讲稿第八页,共四十页1、柴油箱、柴油箱2、油水分离器、油水分离器3、输油泵、输油泵4、喷油提前器、喷油提前器5、柱塞式喷油泵、柱塞式喷油泵6、柴油滤清、柴油滤清器器7、回油管、回油管8、高压油管、高压油管9、喷油器、喷油器10、调速器、调速器10本讲稿第九页,共四十页柴油混合差的原因柴油混合差的原因即黑烟问题(对比汽油
9、即黑烟问题(对比汽油机混合气的形成)机混合气的形成)P167(1)与汽油相比柴油)与汽油相比柴油本身粘度大本身粘度大,不易挥发。不利于混,不易挥发。不利于混合气的形成。合气的形成。(2)柴油的混合是在气缸内进行,靠高压喷射和)柴油的混合是在气缸内进行,靠高压喷射和空气饶流空气饶流运动形成混合气。运动形成混合气。混合的时间很短混合的时间很短0.00170.004秒,相秒,相比汽油机的混合经过进气、压缩两个工作行程。比汽油机的混合经过进气、压缩两个工作行程。(3)可燃混合气的形成和燃烧过程是同时,)可燃混合气的形成和燃烧过程是同时,形成过程重叠形成过程重叠进行的,即边喷射边混合边燃烧。进行的,即边
10、喷射边混合边燃烧。贪多效果不好。贪多效果不好。(4)形成方式与汽油机不同,汽油机混合经过的时间长且)形成方式与汽油机不同,汽油机混合经过的时间长且是在化油器或者是靠喷射到总管、歧管、汽缸内形成。是在化油器或者是靠喷射到总管、歧管、汽缸内形成。本讲稿第十页,共四十页5.2可燃混合气的形成与燃烧室可燃混合气的形成与燃烧室1、基本术语、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烧。通常:,这样才能保证柴油更好的燃烧。通常:低速机低速机n1000r/min,a1.11.5(车用)(车用)增压机增压机a1.72.2(2)、供油提前角)、供油提前角
11、喷油泵开始向喷油器供油时,曲轴的曲拐位置与活塞到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。达压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角。本讲稿第十一页,共四十页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塞到达压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。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。本讲稿第十二页,共四十页2、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
12、是直接在燃烧室内进行的。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。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雾状柴油喷射本讲稿第十三页,共四十页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(气秒(气缸内)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,连续重叠进)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
13、合,边燃烧。行的,即边喷射,边混合,边燃烧。本讲稿第十四页,共四十页3、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室直喷式燃烧室由凹顶直喷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。燃烧室作用燃烧室作用:合理组织合理组织气体运动,促进气与油气体运动,促进气与油更好地混合,以保证燃更好地混合,以保证燃烧过程更加完善。烧过程更加完善。本讲稿第十五页,共四十页直喷式燃烧室直喷式燃烧室型燃烧室:形状简单、型燃烧室:形状
14、简单、易于加工;结构紧凑;热易于加工;结构紧凑;热效率高;工作粗暴;要求效率高;工作粗暴;要求喷油压力高。喷油压力高。球型燃烧室:靠油球型燃烧室:靠油膜蒸发混合,工作膜蒸发混合,工作柔和,起动困难。柔和,起动困难。喷油压力高喷油压力高U型燃烧室:型燃烧室:混合气形成方式属混合气形成方式属于复合式;采用单于复合式;采用单孔轴针式喷油器;孔轴针式喷油器;起动性好。起动性好。本讲稿第十六页,共四十页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
15、。高;起动性差。本讲稿第十七页,共四十页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,呈雾状喷入功用: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。燃烧室。型式:目前采用的喷油器都是闭式喷油器,有孔式和轴针式两型式:目前采用的喷油器都是闭式喷油器,有孔式和轴针式两种。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,适应燃烧室油束形状与方向,适应燃烧室本讲稿第十八页,共四十页2、孔式喷油器、孔式喷油器应用:应用:直接喷射燃烧室,孔数直接喷射燃烧室,孔数18个,孔径个,孔径0.20.8mm特点特点:(1)喷
16、孔的位置和方向与燃烧)喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应,以保证油雾直室形状相适应,以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁上。接喷射在球形燃烧室壁上。(2)喷射压力较高。)喷射压力较高。(3)喷油头细长,喷孔小,加)喷油头细长,喷孔小,加工精度高。工精度高。(4)主要用于对喷油压力要求主要用于对喷油压力要求较高的燃烧室,如直喷式燃烧较高的燃烧室,如直喷式燃烧室。室。本讲稿第十九页,共四十页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,使高压油腔)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与燃烧室隔开,燃烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞。内引起积炭堵塞。(
17、2)喷孔直径较大,便于加工且不易堵塞。)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)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,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,没有滴油现喷油开始和停止都干脆利落,没有滴油现象。象。(4)不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧)不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧室的需要室的需要(5)主要用于对喷油压力要求较低的燃烧室,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上下移动,有利于清除喷工作
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