第-6-章-柴油机燃油供给系剖析课件

12024/7/12第六章第六章 柴油机燃油供给系柴油机燃油供给系车用发动机构造与原理车用发动机构造与原理2024/7/122本章基本内容本章基本内容6.1 6.1 柴油机供给系概述柴油机供给系概述 6.2 6.2 柴油机燃烧室和喷油器柴油机燃烧室和喷油器6.3 6.3 喷油泵和调速器喷油泵和调速器6.4 6.4 电子控制燃油供给系电子控制燃油供给系 2024/7/1236.1 柴油机供给系概述柴油机供给系概述一一.机柴油机供给系与汽油机供给系的差别机柴油机供给系与汽油机供给系的差别u供油控制负荷，混合气浓度变化很大；供油控制负荷，混合气浓度变化很大；u喷油时刻决定着火、燃烧过程；喷油时刻决定着火、燃烧过程；u混合时间短（混合时间短（15153535CACA），燃油高压喷射，），燃油高压喷射，组织空气流动方法加强混合；组织空气流动方法加强混合；u边喷油，边混合，边燃烧，喷油器供油规律决边喷油，边混合，边燃烧，喷油器供油规律决定了燃烧的放热规律。定了燃烧的放热规律。1.1.产生差别的原因产生差别的原因u混合方式混合方式u点火方式点火方式u功率控制方式功率控制方式2.2.柴油机供给系的特点柴油机供给系的特点2024/7/1243.3.改善混合气形成的措施改善混合气形成的措施u选用十六烷值较高的柴油，避免燃料积累过多；选用十六烷值较高的柴油，避免燃料积累过多；u较高的压缩比较高的压缩比(151522)22)，提高压缩终了的温度；，提高压缩终了的温度；u喷油压力足够高；喷油压力足够高；u组织强烈的空气运动。组织强烈的空气运动。6.1 柴油机供给系概述柴油机供给系概述2024/7/1256.1 柴油机供给系概述柴油机供给系概述二二.柴油机供给系功用和组成柴油机供给系功用和组成1.1.功用功用u根据不同工况，定时定量地将具有一定压力根据不同工况，定时定量地将具有一定压力的柴油按所需的供油规律供入气缸内；的柴油按所需的供油规律供入气缸内；u混合燃烧；混合燃烧；u排除废气。排除废气。u燃料供给装置；燃料供给装置；u空气供给装置；空气供给装置；u混合气形成装置；混合气形成装置；u废气排除装置。废气排除装置。2.2.组成组成2024/7/126统一式燃烧室统一式燃烧室分隔式燃烧室分隔式燃烧室型燃烧室型燃烧室球型燃烧室球型燃烧室涡流室涡流室预燃室预燃室6.2 燃烧室和喷油器燃烧室和喷油器一一.柴油机燃烧室柴油机燃烧室2024/7/1276.2 柴油机燃烧室和喷油器柴油机燃烧室和喷油器一一.柴油机燃烧室柴油机燃烧室1.1.统一式燃烧室（直喷式燃烧室）统一式燃烧室（直喷式燃烧室）u混合气形成方式：空间混合；混合气形成方式：空间混合；u进气涡流（螺旋气道或切向气道）；进气涡流（螺旋气道或切向气道）；u多孔喷油器（喷射压力较高）。多孔喷油器（喷射压力较高）。（1 1）型燃烧室，活塞凹顶剖面呈型燃烧室，活塞凹顶剖面呈型型u结构紧凑，散热面积小，热效率高，起动容易；结构紧凑，散热面积小，热效率高，起动容易；u喷油压力高，多孔喷油器容易堵塞；喷油压力高，多孔喷油器容易堵塞；u着火延迟期形成的混合气较多，工作粗暴。着火延迟期形成的混合气较多，工作粗暴。特点：特点：2024/7/1286.2 柴油机燃烧室和喷油器柴油机燃烧室和喷油器u混合气形成方式：油膜蒸发；混合气形成方式：油膜蒸发；u进气涡流（螺旋气道）；进气涡流（螺旋气道）；u单孔或双孔喷油器（喷射压力较高）。单孔或双孔喷油器（喷射压力较高）。（2 2）球型燃烧室，活塞凹顶剖面呈球型）球型燃烧室，活塞凹顶剖面呈球型u工作柔和，较高的动力性和经济性；工作柔和，较高的动力性和经济性；u起动性较差（启动时油膜蒸发困难）。起动性较差（启动时油膜蒸发困难）。特点：特点：2.2.分隔式燃烧室分隔式燃烧室u主燃烧室主燃烧室u副燃烧室副燃烧室（1 1）组成）组成2024/7/1296.2 柴油机燃烧室和喷油器柴油机燃烧室和喷油器（2 2）分类）分类（3 3）特点）特点u涡流室：占总燃烧室容积涡流室：占总燃烧室容积50508080，形成挤，形成挤压涡流；压涡流；u预燃室：占总燃烧室容积预燃室：占总燃烧室容积25254545。u混合气形成靠强烈的空气运动，喷油压力不高，混合气形成靠强烈的空气运动，喷油压力不高，采用轴针式喷油器；采用轴针式喷油器；u燃烧室有主副之分，燃烧完全，压力升高较缓燃烧室有主副之分，燃烧完全，压力升高较缓和，工作平稳，排气污染小；和，工作平稳，排气污染小；u散热面积大，流动损失大，启动性差，油耗较散热面积大，流动损失大，启动性差，油耗较高。高。2024/7/12106.2 柴油机燃烧室和喷油器柴油机燃烧室和喷油器二二.喷油器喷油器1.1.功能功能u将柴油雾化成较细的颗粒，并将它们分布到燃烧室。将柴油雾化成较细的颗粒，并将它们分布到燃烧室。（1 1）孔式喷油器）孔式喷油器（2 2）轴针式喷油器）轴针式喷油器2.2.要求要求3.3.分类分类u主要用于雾化质量不高的分隔式燃烧室。主要用于雾化质量不高的分隔式燃烧室。u一定的喷油压力和射程，合适的喷油角度；停止喷一定的喷油压力和射程，合适的喷油角度；停止喷油时刻迅速切断供油。油时刻迅速切断供油。u主燃烧室主要用于直喷式燃烧室，孔主燃烧室主要用于直喷式燃烧室，孔1 18 8个，个，孔径孔径0.150.150.6mm0.6mm。2024/7/12116.3 喷油泵和调速器喷油泵和调速器一一.概述概述1.1.喷油泵的要求喷油泵的要求u按柴油机的发火顺序喷油；按柴油机的发火顺序喷油；u各缸油量均匀、稳定；各缸油量均匀、稳定；u供油提前角相同；供油提前角相同；u供油开始迅速，供油结束干脆。供油开始迅速，供油结束干脆。2.2.类型类型u柱塞式喷油泵（柱塞式喷油泵（A A型泵、型泵、P P型泵）型泵）u分配式喷油泵分配式喷油泵u泵喷嘴泵喷嘴u单体泵燃油系统单体泵燃油系统u蓄压式燃油供给系统蓄压式燃油供给系统2024/7/12126.3 喷油泵和调速器喷油泵和调速器二二.直列柱塞泵的组成和工作原理直列柱塞泵的组成和工作原理1.1.直列泵的组成直列泵的组成u供油提前角调节机构供油提前角调节机构u输油泵输油泵u调速器调速器u分泵分泵2.2.直列泵的工作原理直列泵的工作原理u柱塞偶件柱塞偶件u喷油量调节（喷油泵速度特性）喷油量调节（喷油泵速度特性）u出油阀偶件出油阀偶件u驱动机构（供油间隔角及供油提前角）驱动机构（供油间隔角及供油提前角）2024/7/12136.3 喷油泵和调速器喷油泵和调速器三三.调速器调速器1.1.分类分类u机械式、液力式、气动式、电子式机械式、液力式、气动式、电子式（1 1）按执行机构分）按执行机构分（2 2）按转速调节范围不同分）按转速调节范围不同分2.2.单程式调速器单程式调速器u单程式、两级式、全程式单程式、两级式、全程式u只在一个转速下起作用；只在一个转速下起作用；u用于驱动发电机、空气压缩机、离心泵等用途用于驱动发电机、空气压缩机、离心泵等用途的柴油机的柴油机2024/7/12146.3 喷油泵和调速器喷油泵和调速器三三.调速器调速器4.4.全程式调速器全程式调速器3.3.两级式调速器两级式调速器u稳定柴油机怠速；稳定柴油机怠速；u限制最高转速；限制最高转速；u用于普通的农用柴油车。用于普通的农用柴油车。u在每一个转速都进行调节；在每一个转速都进行调节；u用于城市车辆和越野车辆。用于城市车辆和越野车辆。5.5.两级式速器应用实例两级式速器应用实例2024/7/12156.3 喷油泵和调速器喷油泵和调速器四四.喷油提前角调节装置喷油提前角调节装置1.1.最佳喷油提前角最佳喷油提前角u在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率和最在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率和最小燃油消耗率的喷油提前角。小燃油消耗率的喷油提前角。2.2.喷油提前角的调节方法喷油提前角的调节方法u通过喷油泵的联轴节进行预先的设定。通过喷油泵的联轴节进行预先的设定。（1 1）手动预先调节）手动预先调节（2 2）根据转速进行调节）根据转速进行调节u通过惯性机构根据不同转速对喷油量进行自通过惯性机构根据不同转速对喷油量进行自动调节。动调节。（3 3）根据喷油量进行调节）根据喷油量进行调节u通过在柱塞上加工双螺旋槽来实现调节。通过在柱塞上加工双螺旋槽来实现调节。2024/7/12166.4 电子控制燃油供给系电子控制燃油供给系一一.概述概述2.2.电子控制燃油供给系的分类（按喷油量控制方法分）电子控制燃油供给系的分类（按喷油量控制方法分）1.1.柴油机然后供给系的发展柴油机然后供给系的发展u直列泵、可变预行程直列泵直列泵、可变预行程直列泵u转子式喷油泵转子式喷油泵u泵喷嘴（泵喷嘴（EUIEUI、UISUIS）u单体泵（单体泵（EUPEUP、UPS)UPS)u共轨系统共轨系统 CRSCRSu位置控制式燃油喷射系统位置控制式燃油喷射系统u时间控制式燃油喷射系统时间控制式燃油喷射系统u压力压力时间控制式燃油喷射系统时间控制式燃油喷射系统2024/7/12176.4 电子控制燃油供给系电子控制燃油供给系2.2.工作特点工作特点u用比例电磁铁来控制直列泵供油齿杆的位置，实用比例电磁铁来控制直列泵供油齿杆的位置，实现对柴油机喷油量的调节现对柴油机喷油量的调节“电子调速器电子调速器”。1.1.工作原理工作原理u各缸喷油量和喷油提前角与传统直列泵相同，控各缸喷油量和喷油提前角与传统直列泵相同，控制系统。无法实现对发动机各缸喷油量的单独调制系统。无法实现对发动机各缸喷油量的单独调整。整。3.3.控制模式控制模式u转矩控制模式转矩控制模式两级式调速；两级式调速；u转速控制模式转速控制模式单程和全程式调速。单程和全程式调速。二二.直列泵电子控制燃油喷射系统直列泵电子控制燃油喷射系统2024/7/12186.4 电子控制燃油供给系电子控制燃油供给系2.2.工作特点工作特点u供油量通过高速电磁阀的通电时间来控制，实现供油量通过高速电磁阀的通电时间来控制，实现不同转速和扭矩条件下的喷油量和喷油提前角。不同转速和扭矩条件下的喷油量和喷油提前角。1.1.工作原理工作原理u各缸喷油量和喷油提前角可以单独调节；各缸喷油量和喷油提前角可以单独调节；u喷油量和通电时间不是比例关系；喷油量和通电时间不是比例关系；u喷油压力和凸轮型线和发动机转速有关；喷油压力和凸轮型线和发动机转速有关；u不能实现多次喷射。不能实现多次喷射。三三.时间控制式电子控制燃油喷射系统时间控制式电子控制燃油喷射系统2024/7/12196.4 电子控制燃油供给系电子控制燃油供给系3.3.电控泵喷嘴燃油喷射系统电控泵喷嘴燃油喷射系统三三.时间控制式电子控制燃油喷射系统时间控制式电子控制燃油喷射系统2024/7/12206.4 电子控制燃油供给系电子控制燃油供给系4.4.电控单体泵燃油喷射系统电控单体泵燃油喷射系统三三.时间控制式电子控制燃油喷射系统时间控制式电子控制燃油喷射系统2024/7/12216.4 电子控制燃油供给系电子控制燃油供给系5.5.双电磁阀燃油喷射系统双电磁阀燃油喷射系统三三.时间控制式电子控制燃油喷射系统时间控制式电子控制燃油喷射系统2024/7/12226.4 电子控制燃油供给系电子控制燃油供给系2.2.分类分类u通过控制喷射压力和喷射时间来控制喷油提前角、通过控制喷射压力和喷射时间来控制喷油提前角、喷油次数和喷油量。喷油次数和喷油量。1.1.工作原理工作原理u蓄压式共轨系统蓄压式共轨系统u液压式共轨系统液压式共轨系统u高压共轨系统高压共轨系统3.3.工作特点工作特点u喷油压力不受发动机转速的影响；喷油压力不受发动机转速的影响；u可以实现多次喷射；可以实现多次喷射；u供油量过大造成轨压波动，造成喷油误差。供油量过大造成轨压波动，造成喷油误差。四四.时间时间压力控制式电子控制燃油喷射系统压力控制式电子控制燃油喷射系统2024/7/12236.4 电子控制燃油供给系电子控制燃油供给系4.4.高压共轨高压共轨四四.时间时间压力控制式电子控制燃油喷射系统压力控制式电子控制燃油喷射系统（1 1）工作原理）工作原理2024/7/12246.4 电子控制燃油供给系电子控制燃油供给系四四.时间时间压力控制式电子控制燃油喷射系统压力控制式电子控制燃油喷射系统2024/7/12252024/7/12262024/7/12276.4 电子控制燃油供给系电子控制燃油供给系4.4.高压共轨高压共轨四四.时间时间压力控制式电子控制燃油喷射系统压力控制式电子控制燃油喷射系统（2 2）控制策略）控制策略u共轨压力的控制策略共轨压力的控制策略u喷油量控制策略喷油量控制策略u喷油时刻控制策略喷油时刻控制策略u喷油速率控制策略喷油速率控制策略2024/7/1228燃空比云图燃空比云图 双卷流燃烧室 燃空比 形燃烧室2024/7/1229图图4-1 螺旋型进气道和切向进气道螺旋型进气道和切向进气道a）螺旋型进气道 b）切向进气道2024/7/1230图图43 柱塞式喷油泵柴油供给系统柱塞式喷油泵柴油供给系统 1柴油箱；2油水分离器；3输油泵；4供油提前角；5柱塞式喷油泵；6柴油滤清器；7回油管；8高压油管；9喷油器2024/7/1231图图44 统一式柴油机燃烧室统一式柴油机燃烧室2024/7/1232图图45 分隔式柴油机燃烧室分隔式柴油机燃烧室2024/7/1233图图4 46 6 孔式喷油器构造孔式喷油器构造1回油管接头；2回油管垫片；3调压螺钉护螺母；4、6垫片；5调压螺钉；7调压弹簧；8顶杆；9喷油器体；10喷油嘴拧紧螺母；11针阀；12针阀体；13垫块；14定位销；15进油管接头保护帽；垫；16进油管接头；17喷油器虑芯；18进油管接头衬垫；19保护套2024/7/1234图图4 47 7 孔式喷油器喷油嘴的结构形式孔式喷油器喷油嘴的结构形式a)短型 b)长型1针阀；2针阀体；3承压锥面；4密封锥面；5喷孔；6压力室；7进油道2024/7/1235图图4 47 7 轴针式喷油器喷油嘴的结构形式轴针式喷油器喷油嘴的结构形式a)圆柱形轴针 b)截锥形轴针1针阀；2针阀体；3承压锥面；4压力室；5密封锥面；6轴针2024/7/12362024/7/1237图图48 A型喷油泵结构型喷油泵结构1齿圈 2供油量调节齿杆 3出油阀弹簧 4出油阀弹簧 5出油阀 6燃油分配器 7柱塞套 8低压油腔 9定位螺钉 10柱塞 11齿圈夹紧螺钉 12油量调节套筒 13、15上下柱塞弹簧座 14柱塞弹簧 16供油定时调节螺钉 17挺柱 18滚轮轴 19滚轮 20喷油泵凸轮轴 21凸轮 22喷油泵 23供油量调节齿杆护帽 24连轴节从动盘 25、26轴承2024/7/1238图图4 49 9 柱塞式喷油泵结构示意图柱塞式喷油泵结构示意图2024/7/1239图图4 41010 柱塞式喷油泵泵油原理示意图柱塞式喷油泵泵油原理示意图1柱塞；2柱塞套；3螺旋槽；4油孔；5出油阀座；6出油阀；7出油阀弹簧2024/7/1240图图4-11 4-11 齿杆式油量调节机构齿杆式油量调节机构1-调节齿杆；2-调节齿圈；3-控制套筒；4-柱塞；5-柱塞套2024/7/1241图图4-12 4-12 循环供油量的调节循环供油量的调节1-柱塞套；2-柱塞；3、5-柱塞套油孔；4-柱塞腔；6-调节齿杆；7-直槽；8-螺旋槽；9-循环供油量容积；10-控制套筒；11-调节齿圈；12-调节齿圈紧固螺钉 2024/7/12422024/7/12432024/7/12442024/7/12452024/7/1246图图415 RQ型调速器工作原理示意图型调速器工作原理示意图 1停车挡块；2调速手柄；3摇杆；4最高速挡块；5滑块；6调速杠杆；7供油量调节齿杆；8喷油泵柱塞；9供油量限制弹性挡块；10喷油泵凸轮轴；11飞锤；12调速弹簧；13调节螺母；14角形杠杆；15调速套筒；16导向销；铰接点b）起动a）停车2024/7/1247c）怠速d）中速d）最高速2024/7/12482024/7/12492024/7/12502024/7/12512024/7/1252