五柴油机供给系统.pptx

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1、 柴油和汽油一样都是石油制品。在石油蒸馏过程中，温度在250350C之间的馏分即为柴油（汽油40205C）。柴油分为车用柴油和重柴油，车用柴油用于高速柴油机，重柴油用于中、低速柴油机。凝点是指柴油冷却到液面不能移动的最高温度。GB252-200轻柴油中指柴油的自燃能力，用十六烷值评定。柴油的十六烷值大，发火性好，容易自燃。国标规定车用柴油十六烷值不大于45.指柴油蒸发汽化的能力。是评价柴油稀稠度的一项指标，与柴油的流动行有关。当温度升高，粘度减小，流动性增强；反之，温度降低，粘度增大。用柴油的凝点和冷滤点评价。一般柴油的冷滤点比其凝点高46C三、车用柴油的选择选择柴油时，应按照当地当月风险率为

2、10%的最低温度（表（表5-25-2）选用柴油牌号，见表5-3.5-3.第1页/共34页 与汽油机不同，柴油机的混合柴油机的混合气是在气缸内部形成的，在接近压气是在气缸内部形成的，在接近压缩行程终点时，通过喷油器把柴油缩行程终点时，通过喷油器把柴油喷入气缸内。与空气混合形成可燃喷入气缸内。与空气混合形成可燃混合气混合气，最终自行燃烧。与汽油机相比，柴油机混合气柴油机混合气形成时间极短，形成时间极短，只占1535度曲轴转角。燃烧室各处的混合气成分很燃烧室各处的混合气成分很不均匀。不均匀。燃烧室的结构形式直接影响混燃烧室的结构形式直接影响混合气的品质和燃烧状况。合气的品质和燃烧状况。按其结构形式可

3、分为直喷式燃烧室和分隔式燃烧室两类。直喷式燃烧室的容积集中于气缸之中，集于活塞顶上的燃烧室凹坑内。燃烧室凹坑形状多种多样，有的为回转体，有的为非回转体。第2页/共34页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。缸内的那部分称主燃烧室，缸盖中那部分称副燃烧室，主、副燃烧室之间用通道连通。分隔式燃烧室又有涡流燃烧室和预燃燃烧室之分。第3页/共34页二、柴油机供给系统的功用二、柴油机供给系统的功用1 1）在适当时刻，将一定数量的洁净柴油增压后以适当的规律喷）在适当时刻，将一定数量的洁净柴油增压后以适当的规律喷 入燃烧室。各缸的喷油定时和喷油量相同且与柴油机运行工入燃烧室。各

4、缸的喷油定时和喷油量相同且与柴油机运行工 况相适应。况相适应。2 2）每一个工作循环内，各气缸均喷油一次，喷油次序与气缸工）每一个工作循环内，各气缸均喷油一次，喷油次序与气缸工 作顺序一致。作顺序一致。3 3）根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量，限制超速。）根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量，限制超速。4 4）存储一定数量的燃油，保证汽车的最大续驶里程。）存储一定数量的燃油，保证汽车的最大续驶里程。也可简述为：也可简述为：柴油燃料供给系统的功用是根据柴油机不同工况的要求，柴油燃料供给系统的功用是根据柴油机不同工况的要求，定时、定压、定量地把柴油按一定规律喷入气缸，与吸入的气定时、定压、

5、定量地把柴油按一定规律喷入气缸，与吸入的气缸内的清洁空气迅速地混合和燃烧，并将燃烧后生成的废气排缸内的清洁空气迅速地混合和燃烧，并将燃烧后生成的废气排入大气。入大气。第4页/共34页第二节第二节 柴油机供给系统的组成柴油机供给系统的组成三、柴油机供给系统的组成三、柴油机供给系统的组成包括喷油泵、喷油器和包括喷油泵、喷油器和调速器等主要部件及燃调速器等主要部件及燃油箱、输油泵、油水分油箱、输油泵、油水分离器、燃油滤清器、喷离器、燃油滤清器、喷油提前器和高、低压油油提前器和高、低压油管等辅助装置。管等辅助装置。如图，柱塞式喷油泵由曲轴的定时齿轮驱动。喷油泵体上的输油泵由喷油泵的凸轮轴驱动。当柴油机

6、工作时，输油泵从油箱吸出柴油，经油水分离器去除柴油中的水分，再经燃油滤清器滤出柴油中的杂质，送入直列柱塞式喷油泵。在喷油泵中，柴油经过增压和计量后，经高压油管供入喷油器，通过喷油器将柴油喷入燃烧室。喷油泵前端装有喷油提前器，后端与调速器组成一体。输油泵供给的多余柴油及喷油器顶部的的回油，均经回油管返回燃油箱。第5页/共34页喷油器应满足不同类型的燃烧室对喷雾特性的要求，一般的要求是：汽车柴油机广泛采用闭式喷油器。这种喷油器主要由如下三部分组成:根据喷油嘴结构形式的不同，闭式喷油器可分为如下两种：第6页/共34页 孔式喷油器用于直喷式燃烧室柴油机上，其结构如图所示。由针阀和针阀体构成的喷油嘴与喷

7、油器体紧固在一起。调压弹簧的预紧力通过顶杆作用在针阀上，将针阀压紧在阀体内的密封锥面上，使喷油嘴关闭。压紧弹簧的压紧力由调压螺钉调节。喷油器工作时，高压柴油经进气管接头、喷油滤清器滤芯以及喷油气体和针阀体内的油道进入喷油嘴内的压力室。油压作用在针阀锥面上，产生向上的推力，针阀升起并将喷孔打开，高压柴油经喷孔喷入燃烧室。当喷油泵停止供油时，喷油嘴压力室内的油压迅速下降，针阀在调压弹簧的作用下迅速落座，喷油结束。低惯量孔式喷油器由于其调压弹簧下置，使顶杆大为缩短，消减了针阀的跳动。第7页/共34页 孔式喷油器的喷嘴有长型和短型两种形式（如图）。前者将喷油嘴加长，针阀的导向部分远离燃烧室，以减少针阀

8、的受热及变形，从而避免针阀卡死在针阀体内，所以长型喷油嘴多用于热负荷较高的柴油机上。孔式喷油器的喷油嘴头部加工有一个或多个喷孔。一般喷孔的数目为17个，喷孔直径为0.20.5mm。第8页/共34页 轴针式喷油器与孔式喷油器的工作原理相同。它的结构特点是针阀密封锥面以下有一段轴针，它穿过针阀体上的喷孔。工作时，轴针在喷孔中作往复运动，能消除喷孔内的积炭，喷孔不易堵塞。由于喷孔较大，轴针可以加工成圆柱形或截锥形，二者的喷雾锥角不同，可以适应不同形状的燃烧室。第9页/共34页其中，直列柱塞式喷油泵创制、发展和应用的历史悠久，性能良好，工作可靠，为大多数汽车柴油机所采用。第10页/共34页我国国产的柱

9、塞式喷油泵主要有A、B、P三种类型，见表5-4。每台喷油泵包含若干个分泵，其分泵数与其配套的柴油机的气缸数相同。单个分泵的结构如图所示。第11页/共34页包括柱塞套、柱塞、柱塞弹簧、上下柱塞弹簧座、出油阀、出油阀座、出油阀弹簧和出油阀紧座等零件。柱塞和柱塞套构成喷油泵中最精密的偶件，称作柱塞偶件。正是由于柱塞偶件的精密配合及柱塞的高速运动，才得以实现对燃油的增压。每台喷油器的柱塞偶件数与其配套的柴油机气缸数相同。出油阀与出油阀座是泵中的另一 个精密偶件，称作出油阀偶件。出油阀的密封锥面与出油阀 座的接触面经过精细研磨。第12页/共34页 功用：根据柴油机负荷的变化，通过 转动柱塞来改变循环供油

10、量。由供油量调节机构或由驾驶员直接操纵，或由调节器自动控制。该机构包括调节杆、调节齿轮、控制套筒等零件。喷油泵柱塞下端的榫舌嵌入控制套管的豁口中。控制套筒松套在柱塞套上，其上端装有调节齿圈，并用螺钉夹紧，调节齿圈与调节齿相啮合。带动柱塞相对柱塞套转动，以达到调节供油量的目的。第13页/共34页 驱动机构包括喷油泵凸轮轴和挺柱组件。挺柱体部件安装在喷油泵体上的挺柱空内，加长的滚轮销的两端插在挺柱孔的定位长槽中，使挺柱在挺柱孔中只能作上下往复运动，而不能绕其身轴线旋转，以避免滚轮与凸轮卡死。第14页/共34页 当喷油泵工作时，随凸轮轴的转动，挺柱和柱塞在柱塞的上下止点分别在挺柱孔和柱塞套中作往复运

11、动。当柱塞顶面下移至柱塞套油孔以下时，柴油从低压油腔经柱塞套油孔冲入柱塞顶部空腔（图a)柱塞上移过程中，有部分柴油被挤回低压油腔，直至柱塞顶面将油孔的上边缘封闭为止（图b）。柱塞继续上移，柱塞腔内的油压骤然增高，克服出油弹簧的预紧力，将出油阀顶起。当减压环带全部离开油阀座孔后，高压柴油供入高压油管，并经喷油器喷入燃烧室（图c）。当柱塞上移至图d位置时，柱塞上的螺旋槽将柱塞套油孔的下边缘打开，柱塞腔内高压柴油流回低压油腔，供油终止。（详见161页）第15页/共34页 喷油提前器实际上是喷油泵供油提前角自动调节装置。喷油泵开始供油到活塞行至上止点时的曲轴转角，称为供油提前角。供油提前角过大，则供油

12、过早，发动机工作粗暴；供油提前角过小，则供油过晚，最高压力下降，排气管冒烟。当转速和供油量一定时，能获得最大功率和最小燃油经济性的供油提前角，称为最佳供油提前角。为了保证柴油机有良好的使用性能，必须在最佳供油提前角下工作.目前广为应用的机械式自动喷油提前器，可按柴油机转速的变化进行提前角的自动调节。如图，整个装置由防护罩密封，其内部包括主动盘和从动盘及一些附件。当柴油机恒速运行时，喷油泵驱动轴通过主动盘凸缘、传动销、飞锤圆弧面、飞锤销和从动盘来驱动喷油泵凸轮轴。若转速升高，则飞锤的离心力克服弹簧力使飞锤向外张开。当飞锤的弧面沿传动销由内向外滑动时，便带的从动盘或喷油泵凸轮轴相对主动盘或喷油泵驱

13、动轴顺喷油泵旋转方向转过一定角度，从而使供油提前。喷油提前器的调节范围为010度。第16页/共34页第五节第五节 分配式喷油泵分配式喷油泵 柱塞式喷油泵是具有与柴油机缸数相同的柱塞偶件和出口个数的喷油泵。而分配式喷油泵是具有一个分配转子（分配柱塞）和多个出油口的喷油泵。它具有结构简单、零件少、体积小、质量轻、高速性能好、故障少和容易维修等优点。所以，分配式喷油泵广泛应用于轻型柴油机上。分配式喷油泵按其结构特点分为转子式（径向压缩式）和单柱塞式（轴向压缩时）两大类。下面以应用较广的单柱塞分配式喷油泵（简称VE型分配泵）为例，说明分配式喷油泵的基本结构。第17页/共34页第18页/共34页 VEV

14、E型分配油泵主要由型分配油泵主要由泵体、泵盖、滑片式输油泵、泵体、泵盖、滑片式输油泵、喷油机构、断电电磁阀和喷喷油机构、断电电磁阀和喷油提前器等组成。油提前器等组成。VE泵的工作过程见168169页第19页/共34页第六节第六节 调速器调速器调速器的功用：调速器的功用：调速器是一种自动调节装置，它根据柴油机负荷的变化，自动调速器是一种自动调节装置，它根据柴油机负荷的变化，自动增减喷油泵的供油量，使柴油机能够以稳定转速运行。增减喷油泵的供油量，使柴油机能够以稳定转速运行。柴油机上装设调速器是柴油机的工作特性所决定的。汽车柴油机的负荷经常变化，当负荷突然减小，若不及时减少供油量，会产生“超车”或“

15、飞车”现象，使柴油性能急剧恶化并可能损坏机件；相反，负荷骤然增大时，若不及时增加供油量，会使柴油机转速急剧下降直至熄火。所以，柴油机都装设调速器，以保持柴油机稳定运行。调速器的分类：调速器的分类：按其工作原理的不同，可分为机械式、气动式、液压式、机械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。气动复合式、机械液压复合式和电子式等多种形式。其中，机械式调速器结构比较简单、工作可靠，性能良好，目前广泛应用。按调速器起作用的转速范围不同，可分为两级式和全程式两种。按调速器起作用的转速范围不同，可分为两级式和全程式两种。两级式调速器：只能控制最高

16、和最低转速。（中、小型汽车柴油机多采用）全程式调速器：只能控制任何转速下的喷油量，保证柴油机在各种转速 下稳定运转。（重型车多采用）调速器的结构与工作过程：调速器的结构与工作过程：参看教材171181页第20页/共34页 电控柴油机喷射系统的研究始于20世纪70年代，80年代进入应用阶段，90年代得到迅速发展。目前，电控柴油机喷射技术在发达国家的应用率已达 60%以上，在我国也有很大的市场潜力。一、电控柴油机喷射系统的优点一、电控柴油机喷射系统的优点 与传统的机械控制柴油喷射系统相比，电控柴油喷射系统有如下优点：1）电控喷射系统通过传感器、电控单元和执行器来控制柴油喷 射，控制精确、灵敏，可实

17、现综合控制；2）在电控喷射系统中，总是根据曲轴位置的基本信号进行再检 查，因此不会产生失调；3）在电控喷射系统中，可通过更改喷射系统的控制特性，开发新 产品。下面以日本丰田汽车公司的ECD（电子控制柴油机）系统为例，介绍电控柴油喷射系统的工作原理。第21页/共34页二、二、ECD系统的组成及控制功能系统的组成及控制功能 电控柴油喷射系统由传感器、电控单元电控柴油喷射系统由传感器、电控单元（ECUECU）和执行器三部分组和执行器三部分组成。成。传感器的功用是实时检测柴油机与汽车的运行状态，以及驾驶员的操传感器的功用是实时检测柴油机与汽车的运行状态，以及驾驶员的操作意向和操作量等信息，并将其输入电

18、控单元。电控单元的核心是部作意向和操作量等信息，并将其输入电控单元。电控单元的核心是部分是计算机它与系统中设置的软件一起负责信息的采集、处理、计算分是计算机它与系统中设置的软件一起负责信息的采集、处理、计算和执行程序，并将运行结和执行程序，并将运行结果作为指令输出到果作为指令输出到执行器。执行器的执行器。执行器的功用是按照电控单功用是按照电控单元送来的控制指令元送来的控制指令，调节供油量和供，调节供油量和供油定时，以达到调油定时，以达到调节柴油机运行状态节柴油机运行状态的目的。的目的。（见（见182182页）页）该系统的主要控制项目有供油量、供油时刻、进气节流、电热塞和故障自珍断等功能。第22

19、页/共34页 电控单元根据加速踏板位置传感器和柴油机转速传感器的输入信号，首先算出基本供油量；然后根据来自冷却温度、进气温度和进气压力等传感器信号以及起动机信号，对基本供油量进行修正；再按供油量调节套筒位置传感器信号进行反馈修正之后，确定最佳供油量。（如上图）电控单元把计算和修正的最后结果作为控制信号传到供油量控制电磁阀，产生磁力，吸引可动铁心。控制信号的电流越大，磁场就越强，铁心向左的移动量越大，通过杠杆将供油量调节套筒向右推移越多，供油量也就越多。（见183页图5-43）第23页/共34页 ECU首先根据柴油机转速和加速踏板位置等传感器的输入信号，初步确定一个供油时刻，然后再根据进气压力、

20、冷却液温度等传感器的信号和起动机信号进行修正。喷油提前器活塞位置传感器的铁心直接与活塞相连。喷油提前器活塞位置信号被反馈给ECU，实行反馈控制。ECU根据最后确定的供油时刻，向供油定时控制阀的线圈通电，可动铁心被电磁铁吸引，打开喷油提前器由高压腔通往低压腔的油路，使喷油提前器活塞两侧的压差减小，活塞向右移动，供油时刻推迟，即供油提前角减小。供油定时控制阀是电磁阀。通过改变流过电磁线圈的脉冲电流的占空比，改变由喷油提前器的高压腔到低压腔的流通截面积，以调整喷油提前器活塞两侧的压力差，使活塞产生不同的位移，达到控制供油的时刻的目的。第24页/共34页保证足够数量的柴油自燃油箱输送到喷油泵，并维持一

21、定的供油压力 活塞式输油泵安装在柱塞式喷油泵的侧面，并由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动。由泵体、机械式泵总成、手压式泵总成、止油阀、油道等组成。第25页/共34页功用是滤除柴油中的任何杂质。对滤清器的基本要求是阻力小、寿命长、过滤效率高。纸质滤芯具有质量轻、体积小、成本低、滤清效果好等优点，被广泛用于轻型汽车上。第26页/共34页 功用是除去柴油中的水分。一些柴油机在燃油箱和输油泵之间安装了油水分离器。油水分离器由手压膜片泵、液面传感器、浮子、分离壳体和分离器盖组成。第27页/共34页是尽可能多地和尽可能均匀地向各气缸供给空气与燃油的混合气或纯净的空气。是尽可能多地和尽可能均匀地向各气缸供给空气与

22、燃油的混合气或纯净的空气。燃油燃烧需要大量的空气（轿车每消耗1L汽油需要消耗500010000L空气），若不将其中的杂质或灰尘滤出，必将加速气缸的磨损，实践证明，发动机不安装空气滤清器，其寿命将缩短2/3。空气滤清器的功用主要是滤除空气中的杂质或灰尘，让洁净的空气进入气缸。另外，它也有消减进气噪声的作用。空气滤清器一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。空气滤清器有多种结构形式：纸滤芯空气滤清器（广泛应用于汽车发动机上）离心式空气滤清器（多用于大型货车上）油浴式空气滤清器（用于越野汽车上）第28页/共34页 对于化油器式或节气门体汽油喷射式发动机，进气支管指的是化油器或节气

23、门体之后到气缸盖进气道之前的管道。它的功用是将空气与燃油混合气从化油器或节气门体分配到各缸进气道。对于气道燃油喷射式发动机或柴油机，进气支管只是将洁净的空气分配到各缸进气道。进气支管必须将燃油混合气或洁净空气尽可能均匀地分配到各气缸，为此进气支管内气体流道的长度尽可能相等。一般化油器式或节气门体汽油喷射式发动机的进气支管由合金铸铁制造，轿车发动机多用铝合金制造。气道燃油喷射式发动机除应用铝合金进气支管外，近来采用复合塑料进气支管的发动机日渐增多。第29页/共34页 为什么发动机在大负荷、高转速时应装备粗短的进气支管，为什么发动机在大负荷、高转速时应装备粗短的进气支管，而在低转速和中、小负荷时应

24、装备细长的进气支管？而在低转速和中、小负荷时应装备细长的进气支管？为了充分利用进气波动效应和尽量缩小发动机在高低转速下的进气速度的差别，从而达到改善发动机经济性及动力性的目的。因此要求发动机在高转速、大负荷时装备粗短的进气支管;在中、低转速和小、中负荷下配用细长的进气歧管。可变进气支管就是为适应这种要求而设计的。发动机低速运转时，发动机电子控制装置指令转换阀控制机构关闭转换阀，这时空气经空气滤清器和节气门沿着弯曲而又细长的进气支管流进汽缸。细长的进气支管提高了进气速度，增强了气流的惯性，使进气量增多。当发动机高速运转时，转换阀开启，空气经空气滤清器和节气门直接进入粗短的的进气支管。粗短的进气支

25、管进气阻力小，也使进气量增多。进气波效应：进气波效应：由于在进气过程中具有间歇性和周期性，致使进气支管内产生一定幅度的压力波。此压力波以当地声速在进气系统内传播和往复反射。如果以一定长度和直径的进气支管与一定容积的谐振室组成谐振系统图，并使其固有频率与气门的进气周期协调，那么在特定的转速下，就会在进气门关闭之前，在进气支管内产生大幅度的压力波，使进气支管的压力增高，从而增加进气量。这就是进气波动效应。第30页/共34页是以尽可能的排气阻力和噪声是以尽可能的排气阻力和噪声，将气缸内的废气排到大气中将气缸内的废气排到大气中。包括排气支管、排气管和消声器。一般由铸铁或球墨铸铁制造，近年多采用不锈钢排

26、气支管，因为不锈钢排气支管质量轻、耐久性好，同时内壁光滑，排气阻力小。为了不使各缸排气相互干扰及不出现排气倒流现象，并尽可能地利用惯性排气，应将排气支管做得尽可能长，而且各缸支管应该相互独立，长度相等。第31页/共34页功用是通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力脉动来消减排气噪声。功用是通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力脉动来消减排气噪声。消声器用镀铝钢板或不锈钢板制造。通常由共振室、膨胀室和一组多孔的管子构成。有的还在消声器内充填耐热的吸声材料。排气经多孔的管子流入膨胀室和共振室，在此过程中排气不断改变流动方向，逐渐降低和衰减其压力和压力脉动，消耗其能量。最终使排气噪声得到消减。如图为捷达轿车

27、主消声器的结构，包括消声器外壳、内壳、内外隔板和进、出管等。消声器外壳由双层钢板焊合而成，其间留有夹层。内壳为波状并与外科形成排气通道。这种结构有利声压的衰减和声波漫射，可以增强消声的效果。第32页/共34页第五章第五章 柴油机供给系统柴油机供给系统复习思考题复习思考题 5-15-1、试说明柴油机供给系统的组成和功用。、试说明柴油机供给系统的组成和功用。（作业）（作业）5-25-2、柴油的性能指标有哪些？柴油混合气形成特点是什么柴油的性能指标有哪些？柴油混合气形成特点是什么？5-35-3、何谓供油提前角？供油提前角过大和过小对发动机、何谓供油提前角？供油提前角过大和过小对发动机各有各有 什么影响？什么影响？5-45-4、简述电控柴油喷射系统的组成及控制功能。、简述电控柴油喷射系统的组成及控制功能。（作业）（作业）5-55-5、为什么发动机在大负荷为什么发动机在大负荷、高转速时应装备粗短的进气高转速时应装备粗短的进气支支 管管，而在低转速和中而在低转速和中、小负荷时应装备细长的进气支小负荷时应装备细长的进气支管？管？第33页/共34页感谢您的观看。第34页/共34页