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文檔簡介
第一節(jié)柴油機燃料供給系的構(gòu)造和工作原理柴油粘度較高,蒸發(fā)性差,自燃溫度低,采用高壓噴射方法,在壓縮行程接近終了時由噴油器以12~100MPa高壓噴入氣缸。一、柴油機燃料供給系的功用和組成目前一頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點1、柴油機燃料供給系的功能(1)貯存、過濾和輸送燃料。(2)根據(jù)柴油機的不同工況,以一定的壓力及噴油質(zhì)量將燃油定時、定量地噴人燃燒室,迅速形成良好的混合氣并燃燒。(3)根據(jù)柴油機的負荷變化,調(diào)節(jié)供油量并穩(wěn)定柴油機轉(zhuǎn)速。(4)將燃燒后的廢氣從汽缸中導(dǎo)出并排人大氣中。目前二頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點2、柴油機燃料供給系組成(1)燃油供給裝置:柴油箱、輸油泵、低壓油管、柴油濾清器、噴油泵(包括調(diào)速器)、高壓油管、噴油器、回油管組成。(2)空氣供給裝置:空氣濾清器、進氣管、進氣道組成。(3)混合氣形成裝置:燃燒室。(4)廢氣排出裝置:排氣道、排氣管、排氣消聲器組成。目前三頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點3、供給系油路油箱柴油濾清器燃燒室溢流閥限壓閥回油管輸油泵噴油泵噴油器目前四頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點1)低壓油路:從柴油箱到噴油泵入口,油壓一般為0.15~0.3MPa。2)高壓油路:從噴油泵到噴油器,油壓在10MPa以上。3)多余的燃油回流:輸油泵的供油量比噴油泵的最大噴油量大3~4倍,大量多余的燃油經(jīng)噴油泵進油室的一端限壓閥和回油管流回輸油泵的進口或直接流回柴油箱。噴油器工作間隙漏泄的極少數(shù)柴油也經(jīng)回油管流回柴油箱。4)柴油濾清器有粗細兩種,一般粗濾器設(shè)在輸油泵之前,細濾器設(shè)在輸油泵之后。5)為保證各氣缸供油的一致性,連接噴油泵和噴油器的鋼制高壓油管的直徑和長度是相等的。目前五頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點目前六頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點目前七頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點二、可燃混合氣的形成與燃燒室1、柴油燃燒的主要特點(1)燃料的混合和燃燒是在氣缸內(nèi)進行的。(2)混合與燃燒的時間很短0.0016~0.004秒(氣缸內(nèi))(3)柴油粘度大,不易揮發(fā),必須以霧狀噴入。(4)可燃混合氣的形成和燃燒過程是同時、連續(xù)重疊進行的,即邊噴射,邊混合,邊燃燒。目前八頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點2、供油提前角和噴油提前角供油提前角:噴油泵開始供油時刻的曲柄位置與其轉(zhuǎn)至上止點位置時的曲軸轉(zhuǎn)角噴油提前角:噴油器開始噴油時刻的曲柄位置與其轉(zhuǎn)至上止點位置時的曲軸轉(zhuǎn)角目前九頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點柴油機的燃燒過程
1、備燃期:A-B噴油始點A與燃燒始點B之間的時間間隔。在此期間,噴入氣缸的霧狀柴油從氣缸內(nèi)的高溫空氣吸熱、蒸發(fā)、擴散,與空氣混合。2、速燃期:B-C自B點起,火焰自火源向四周迅速傳播,燃燒的速度迅速增加,急劇放熱,使燃燒室內(nèi)的溫度和壓力迅速上升,直至壓力達到C點所表示的最高值目前十頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點
3、緩燃期:C-D,D點為溫度最高:2000~2500K燃氣溫度繼續(xù)升高,燃燒速度越來越慢。噴油過程一般在緩燃期內(nèi)結(jié)束4、后燃期:D-E
壓力和溫度均下降
對柴油機燃燒過程四個階段的要求應(yīng)該總結(jié)為:備燃期要短,速燃期要緩,緩燃期要急,后燃期要少。目前十一頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點可燃混合氣的形成與燃燒的四個階段(1)備燃期從噴油開始→開始著火燃燒(燃燒始點)之間的曲軸轉(zhuǎn)角。噴入氣缸中的霧狀柴油并不能馬上著火燃燒,氣缸中的氣體溫度,雖然已高于柴油的自燃點,但柴油的溫度不能馬上升高到自燃點,要經(jīng)過一段物理和化學(xué)的準備過程。也就是說,柴油在高溫空氣的影響下,吸收熱量,溫度升高,逐層蒸發(fā)而形成油氣,向四周擴散并與空氣均勻混合(物理變化)。隨著柴油溫度升高,少量的柴油分子首先分解,并與空氣中的氧分子進行化學(xué)反映,具備著火條件而著火,形成了火源中心,為燃燒作好了準備。這一時期很短,一般僅為0.0007~0.003秒。目前十二頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點目前十三頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(2)速燃期Ⅱ從燃燒開始→氣缸內(nèi)出現(xiàn)時最高壓力之間的曲軸轉(zhuǎn)角?;鹪粗行囊呀?jīng)形成,已準備好了的混合氣迅速燃燒。(3)緩燃期Ⅲ從出現(xiàn)最高壓力→出現(xiàn)最高溫度之間的曲軸轉(zhuǎn)角。這一階段噴油器繼續(xù)噴油,由于燃燒室內(nèi)的溫度和壓力都高,柴油的物理和化學(xué)準備時間很短,幾乎是邊噴射邊燃燒。但因為氣缸中氧氣減少,廢氣增多,燃燒速度逐漸減慢,氣缸容積增大。所以氣缸內(nèi)壓力略有下降,溫度達到最高值,通常噴油器已結(jié)束噴油。目前十四頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(4)后燃期Ⅳ緩燃期以后的燃燒曲軸轉(zhuǎn)角。
這一時期,雖然不噴油,但仍有一少部分柴油沒有燃燒完,隨著活塞下行繼續(xù)燃燒。后燃期沒有明顯的界限,有時甚至延長到排氣沖程還在燃燒。后燃期放出的熱量不能充分利用來作功,很大一部分熱量將通過缸壁散至冷卻水中,或隨廢氣排出,使發(fā)動機過熱,排氣溫度升高,造成發(fā)動機動力性下降,經(jīng)濟性下降。
因此,要盡可能地縮短后燃期。目前十五頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點
對發(fā)動機工作四個階段的要求:
燃燒過程中每一個階段都有自己的特點,但又相互關(guān)聯(lián)。柴油機的經(jīng)濟性和動力性主要取決于速燃期和緩燃期。但是為了使柴油機工作柔和平穩(wěn),減少燃燒噪音,就應(yīng)使著火延遲期(滯燃期)適當縮短,這樣才能使速燃期內(nèi)燃燒稍有緩和,防止壓力升高率過高。另外為了提高經(jīng)濟性,減少排氣污染,應(yīng)盡量減少補燃期的燃燒量。要實現(xiàn)這一目的,必須使緩燃期盡快燃燒,讓大部分燃油在緩燃期燒掉,補燃期就不會拖延太長。目前十六頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點3、改善混合氣形成的條件1)過量供給空氣。α般1.5-2.2以使柴油燃燒的比較完全2)較高的壓縮比。壓縮比15-22,以提高壓縮行程終了燃燒室內(nèi)空氣的壓力和溫度,促使柴油蒸發(fā)3)較高的噴油壓力。噴油壓力至少10MP以上,可達20-25MP,以利于柴油霧化4)促使空氣運動。利用進氣渦流、擠壓渦流等加速空氣與油霧的混合目前十七頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點4、空氣運動促進混合:使油粒分布得更均勻,最有效的措施是使空氣運動,多采用兩種方法。(1)使進氣產(chǎn)生渦流:利用弱渦流切向進氣道或強渦流螺旋進氣道,可以在進氣行程中使空氣繞氣缸軸線旋轉(zhuǎn)運動。(2)產(chǎn)生擠壓渦流:利用活塞頂部的特殊形狀,在壓縮過程中和膨脹行程開始時,使空氣在燃燒室中產(chǎn)生強烈的旋轉(zhuǎn)運動,它存在于上止點附近,持續(xù)時間較短。轉(zhuǎn)速愈高,渦流也愈強,氣流對油束的吹散作用也愈大。此外,空氣渦流運動還可以加速火焰的傳播,促使燃燒及早地結(jié)束。進氣渦流的形成a)切向進氣道;b)螺旋進氣道擠壓渦流的形式a)擠壓流動;b)膨脹流動;A-環(huán)形空間目前十八頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點1、定義:當活塞到達上止點時,氣缸蓋和活塞頂組成的密閉空間稱為燃燒室。2、分類:統(tǒng)一式燃燒室;分隔式燃燒室兩大類。直接噴射式燃燒室(統(tǒng)一式燃燒室)ω型
球型渦流室式燃燒室預(yù)燃室式燃燒室分隔式燃燒室燃燒室目前十九頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點直接噴射式燃燒室是由凹頂活塞頂與氣缸蓋底面所包圍的空間組成,也稱為統(tǒng)一式燃燒室。分類(根據(jù)活塞頂面的形狀不同)ω型燃燒室球形燃燒室
(1)直接噴射式燃燒室目前二十頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點
構(gòu)造:缸蓋底面是平的,活塞頂部下凹(ω型,球型)
ω型燃燒室:柴油直接噴射在活塞頂?shù)臏\凹坑內(nèi),噴射的柴油霧化要好,而且要均勻地分布在空氣中。要求噴射壓力高,一般17~22MPa,要求霧化質(zhì)量高,因此,采用多孔噴咀,孔數(shù)一般為6~12個。優(yōu)點:形狀簡單,結(jié)構(gòu)緊湊,燃燒室與水套接觸面積小,散熱少,可減少熱損失,熱效率高,經(jīng)濟性較好。缺點:工作粗暴,噴射壓力高,制造困難。目前二十一頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點球形燃燒室:空氣由缸蓋螺旋形進氣道以切線方向進入氣缸,繞氣缸軸線作高速螺旋轉(zhuǎn)動,并一直延續(xù)到壓縮行程。噴油器沿氣流運動的切線方向噴入柴油,使絕大部分柴油直接噴射在燃燒室壁面上形成油膜。小部分柴油霧珠散布在壓縮空氣中,并迅速蒸發(fā)燃燒,形成火源。油膜一方面受灼熱的燃燒室壁面的加溫,同時又受已燃柴油的高溫輻射,使柴油機逐層蒸發(fā),與渦流空氣邊混合邊燃燒。優(yōu)點:工作柔和,噪音小,又叫輕聲發(fā)動機。缺點:起動困難,螺旋形進氣道,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造困難。目前二十二頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點分隔式燃燒室由兩部分組成。一部分位于活塞頂與氣缸蓋底面之間,稱主燃燒室;另一部分是在氣缸蓋中稱為副燃燒室。常見類型:A、渦流室式燃燒室B、預(yù)燃室式燃燒室(2)分隔式燃燒室目前二十三頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點目前二十四頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點預(yù)燃室式燃燒室:缸蓋上有預(yù)燃室,占燃燒室總?cè)莘e的1/3,預(yù)燃室與主燃室有通道,活塞為平頂。因為通道不是切向的,所以壓縮時不產(chǎn)生渦流。連通預(yù)燃室與主燃室的孔道直徑較小,由于節(jié)流作用產(chǎn)生壓力差,使預(yù)燃室內(nèi)形成紊流運動,油束大部分射在預(yù)燃室的出口處,只有少部分與空氣混合(出口處較濃,而上部較?。?,上部著火后,產(chǎn)生高壓,已燃的和出口處較濃的混合氣一同高速噴入主燃燒室,在主燃燒室內(nèi)產(chǎn)生強烈的燃燒攏流運動,使大部分燃料在主燃燒室內(nèi)混合和燃燒。優(yōu)缺點與渦流室燃燒室基本相同。目前二十五頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點預(yù)燃式室燃燒室圖目前二十六頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點噴油器1、噴油器的功用和要求功用:將噴油泵送來的高壓柴油,以一定的射程和分布面積以霧狀形式噴入燃燒室,以利于混合氣的形成和燃燒。要求:①一定的噴射壓力和射程②良好的霧化性能③合適的噴射錐角④斷油迅速,不發(fā)生滴漏2、型式型式:分為開式和閉式兩種,目前采用的噴油器都是閉式噴油器,按結(jié)構(gòu)分有孔式和軸針式兩種?!镩]式噴油器:噴油器除噴射柴油的時刻外,噴油器內(nèi)部與柴油機燃燒室之間被噴油器的針閥隔斷。目前二十七頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點目前二十八頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點1、孔式噴油器適應(yīng)于直接噴射燃燒室,孔數(shù)1~8個,孔徑0.2~0.8毫米孔式噴油器結(jié)構(gòu)精密偶件螺套油道縫隙濾芯進油管接頭調(diào)壓彈簧調(diào)壓螺釘回油管鎖緊螺帽噴油器體頂桿針閥針閥體目前二十九頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(1)工作過程:A噴油:當噴油泵開始供油時,高壓柴油從進油口進入噴油器體內(nèi),沿油道進入噴油咀閥體環(huán)形槽內(nèi),再經(jīng)斜油道進入針閥體下面的高壓油腔內(nèi),高壓柴油作用在針閥錐面上,并產(chǎn)生向上抬起針閥的作用力,當此力克服了調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力后,針閥就向上升起,打開噴油孔,柴油經(jīng)噴油孔噴入燃燒室。B停油:當噴油泵停止供油時,高壓油腔內(nèi)油壓驟然下降,作用在噴油器針閥的錐形承壓面上的推力迅速下降,在彈簧力的作用下,針閥迅速關(guān)閉噴孔,停止噴油。目前三十頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(2)特點:a、噴孔的位置和方向與燃燒室形狀相適應(yīng),以保證油霧直接噴射在球形燃燒室壁上。b、噴射壓力較高。c、噴油頭細長,噴孔小,加工精度高2、軸針式噴油器(1)工作原理與孔式相同(2)構(gòu)造:針閥下端的密封錐面以下還向下延伸出一個軸針,其形狀有倒錐形和圓柱形,軸針伸出噴孔外,使噴孔成為圓環(huán)狀的狹縫。一般只有一個噴孔,直徑1~3毫米,噴油壓力較低12~14MPa目前三十一頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(3)特點:a、不噴油時針閥關(guān)閉噴孔,使高壓油腔與燃燒室隔開,燃燒氣體不致沖入油腔內(nèi)引起積炭堵塞。b、噴孔直徑較大,便于加工且不易堵塞。c、針閥在油壓達到一定壓力時開啟,供油停止時,又在彈簧作用下立即關(guān)閉,因此,噴油開始和停止都干脆利落,沒有滴油現(xiàn)象。d、不能滿足對噴油質(zhì)量有特殊要求的燃燒室的需要。目前三十二頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點噴油泵是柴油供給系中最重要的零件,它的性能和質(zhì)量對柴油機影響極大,被稱為柴油機的“心臟”。功用:提高柴油壓力,按照發(fā)動機的工作順序,負荷大小,定時定量地向噴油器輸送高壓柴油,且各缸供油壓力均等。要求:(1)泵油壓力要保證噴射壓力和霧化質(zhì)量的要求。(2)供油量應(yīng)符合柴油機工作所需的精確數(shù)量。(3)保證按柴油機的工作順序,在規(guī)定的時間內(nèi)準確供油。(4)供油量和供油時間可調(diào)正,并保證各缸供油均勻。(5)供油規(guī)律應(yīng)保證柴油燃燒完全。(6)供油開始和結(jié)束,動作敏捷,斷油干脆,避免滴油。
噴油泵1、噴油泵的功用與分類目前三十三頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點類型:車用柴油機的噴油泵按其工作原理不同可分為柱塞式噴油泵、噴油泵-噴油器和轉(zhuǎn)子分配式噴油泵(VE)三類。目前三十四頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點輸油泵調(diào)速器柱塞式噴油泵的基本結(jié)構(gòu)與工作原理泵體分泵驅(qū)動軸目前三十五頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點泵體部分分泵油量調(diào)節(jié)機構(gòu)驅(qū)動機構(gòu)組成:1.泵體部分形式:整體式、可分開式。(一)柱塞型噴油泵的構(gòu)造目前三十六頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點柱塞偶件驅(qū)動機構(gòu)出油閥偶件油量調(diào)節(jié)機構(gòu)分泵:每個氣缸對應(yīng)一個分泵;分泵組成:柱塞偶件(柱塞和柱塞套)、柱塞彈簧、彈簧下座、出油閥偶件(出油閥和出油閥座)、出油閥彈簧2.分泵(泵油機構(gòu))
目前三十七頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點
泵油機構(gòu)工作原理:柱塞在下止點時,柱塞上方工作腔內(nèi)進油,柱塞上移到柱塞頂端完全關(guān)閉進油孔時,進油結(jié)束,工作腔內(nèi)燃油受到壓縮,油壓升高。當向上作用力超過出油閥彈簧預(yù)緊力時,出油閥打開,燃油流向高壓油管。柱塞繼續(xù)移動到柱塞上的油量控制槽上邊沿與進油孔相通時,油壓下降,出油閥落座,供油結(jié)束。目前三十八頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(1)柱塞偶件徑向油孔直槽45°斜槽
柱塞和柱塞套是一對精密偶件,經(jīng)配對研磨后不能互換,要求有高的精度和光潔度和好的耐磨性,柱塞頭部圓柱面上切有斜槽,并通過孔道與頂部相通,其目的是改變循環(huán)供油量;柱塞套上制有進、回油孔,均與泵上體內(nèi)低壓油腔相通。柱塞頭部斜槽的位置不同,改變供油量的方法也不同。目前三十九頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點減容體出油閥彈簧出油閥出油閥座作用:防止燃油倒流,保證供速,停油干脆。出油閥體—密封錐面、十字截面、減壓環(huán)帶出油閥座—內(nèi)密封錐面、內(nèi)圓柱面出油閥彈簧(2)出油閥偶件作用:圓錐面與閥座嚴密配合,其作用是在停供時,將高壓油管與柱塞上端空腔隔絕,防止高壓油管內(nèi)的油倒流入噴油泵內(nèi)。密封錐面:目前四十頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點出油閥上升:減壓環(huán)離座孔前,油管減容增壓,減壓環(huán)離座孔,達噴油壓力,迅速噴油。出油閥下落:減壓環(huán)入座孔,切斷油路,防止燃油倒流,保證下次供油迅速。減壓環(huán)落座,管內(nèi)增容減壓,停油干脆,防止二次噴射和滴漏現(xiàn)象。出油閥工作過程:目前四十一頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點3、油量調(diào)節(jié)機構(gòu)種類:撥叉式、齒桿式。撥叉式組成:油量調(diào)節(jié)拉桿、撥叉、調(diào)節(jié)臂。齒桿式組成:油量調(diào)節(jié)齒桿、調(diào)節(jié)齒圈、旋轉(zhuǎn)襯套、目前四十二頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點4.驅(qū)動機構(gòu)——驅(qū)動柱塞往復(fù)運動滾輪傳動部件:滾輪、長槽、(墊塊)凸輪軸(按作功順序排列凸輪)滾輪式挺桿凸輪軸改變挺桿高度,可以改變供油提前角。目前四十三頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點hh傳動機構(gòu)由凸輪軸和滾輪體總成組成噴油泵凸輪軸是曲軸通過齒輪驅(qū)動的,曲軸轉(zhuǎn)兩圈,各缸噴油一次,凸輪軸只需轉(zhuǎn)一圈就噴油一次,二者速比為2﹕1。滾輪調(diào)整螺釘滾輪架目前四十四頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(二)柱塞泵的泵油原理
1、柱塞上行a從下止點到柱塞頭部封閉徑向油孔之前。b從柱塞頭部封閉徑向油孔到柱塞斜槽露出徑向孔之前。c從柱塞斜槽露出徑向油孔到柱塞上行至上止點。abc目前四十五頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點a從上止點到柱塞斜槽封閉徑向油孔之前。c從柱塞頭部露出徑向油孔到運行下止點。b從柱塞斜槽封閉徑向孔到柱塞頭部露出徑向油孔之前。acb2、柱塞下行目前四十六頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點調(diào)節(jié)供油量方法:轉(zhuǎn)動柱塞--改變hg--改變循環(huán)供油量Δg。停油:直槽對準油孔。hg3、油量調(diào)節(jié)供油有效行程:柱塞頂面封閉柱塞套徑向油孔至柱塞斜槽露出徑向油孔前柱塞上移的行程,用hg表示。hg決定了噴油泵每循環(huán)供油量(Δg)。目前四十七頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點結(jié)論:通過上述討論,得出下列結(jié)論①柱塞往復(fù)運動總行程L是不變的,由凸輪的升程決定。②柱塞每循環(huán)的供油量大小取決于供油行程,供油行程不受凸輪軸控制是可變的。③供油開始時刻不隨供油行程的變化而變化。④轉(zhuǎn)動柱塞可改變供油終了時刻,從而改變供油量。目前四十八頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點典型柱塞式噴油泵結(jié)構(gòu)1.國產(chǎn)系列柱塞式噴油泵國產(chǎn)系列柱塞泵主要有A,B,P,Z和Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ號等系列。系列化是根據(jù)柴油機單缸功率范圍對供油量的要求不同,以柱塞行程,泵缸中心距和結(jié)構(gòu)型式為基礎(chǔ),再分別配以不同尺寸的柱塞直徑,組成若干種在一個工作循環(huán)內(nèi)供油量不等的噴油泵,以滿足各種柴油機的需要。2、典型噴油泵分配式噴油泵分配式噴油泵有兩大類:軸向壓縮式(德國波許公司的VE分配泵)和徑向壓縮式(英國CAV公司的DPA分配泵)。目前,單柱塞式的VE分配泵占據(jù)了車用高速柴油機的絕對份額。目前四十九頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點3.噴油提前角調(diào)節(jié)裝置(1)、噴油提前角的概念:指噴油器開始噴油至活塞到達上止點之間的曲軸轉(zhuǎn)角。
(2)、噴油器提前角調(diào)節(jié)的原因:
噴油器提前角過大:噴油時氣缸內(nèi)空氣溫度較低,混合氣形成條件差,備燃期長,工作粗暴。噴油器提前角過?。捍蟛糠植裼驮谏现裹c以后,活塞處于下行狀態(tài)時燃燒的,使最高工作壓力降低,熱效率顯著下降,發(fā)動機功率下降,排氣冒白煙。(3)、最佳噴油器提前角:
指在轉(zhuǎn)速和供油量一定的條件下,能獲得最大功率及最小燃油消耗率的噴油提前角。目前五十頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點轉(zhuǎn)子分配式噴油泵一、徑向壓縮式分配泵滑片式二級輸油泵;高壓泵油量控制閥供油提前角自動調(diào)節(jié)機構(gòu)
1、組成:2、工作過程:
進油、泵油和配油三個過程。3、優(yōu)缺點:
零件數(shù)目少,結(jié)構(gòu)緊湊,通用性高,防污性好等優(yōu)點;由于對分配轉(zhuǎn)子和分配套筒、柱塞和柱塞孔的配合精度要求較高,滾柱座結(jié)構(gòu)復(fù)雜及內(nèi)凸輪加工不便等缺點。所以近年來已很少應(yīng)用。
目前五十一頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點二、軸向壓縮式分配泵(VE泵)1、結(jié)構(gòu):
驅(qū)動機構(gòu);第二級滑片式輸油泵;高壓泵頭;供油提前角自動調(diào)節(jié)機構(gòu);調(diào)速器。高壓泵頭第二級滑片式輸油泵供油提前角自動調(diào)節(jié)液壓缸最大供油量調(diào)節(jié)螺釘目前五十二頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點
四缸柴油機用VE泵實物圖目前五十三頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點六缸柴油機用VE泵實物圖目前五十四頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點噴油器燃油箱一級膜片式輸油泵油水分離器燃油濾清器回油管目前五十五頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點A向A向平面凸輪盤、滾輪架及滾輪使分配柱塞既轉(zhuǎn)動又軸向移動,滾輪架固定不動;四缸發(fā)動機,分配柱塞轉(zhuǎn)一周,往復(fù)運動四次。目前五十六頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點目前五十七頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點2、工作原理
(1)供油過程
當平面凸輪盤的凹下部分轉(zhuǎn)至與滾輪接觸時,柱塞彈簧將分配柱塞向左推移,柱塞腔容積增大。進油槽與柱塞套上的進油孔相通,柴油經(jīng)油道流入柱塞右端腔室和中心油道內(nèi)。目前五十八頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(2)泵油過程
平面凸輪盤凸起部分與滾輪接觸時,分配柱塞邊轉(zhuǎn)邊右移。進油孔關(guān)閉,柱塞腔內(nèi)燃油壓力升高,柱塞上分配孔與柱塞套上的出油孔之一相通,高壓柴油即經(jīng)中心油道、分配孔、出油閥流向噴油器,噴入燃燒室。目前五十九頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(3)停油過程
柱塞在平面凸輪的推動下繼續(xù)右移,左端的泄油孔移出油量調(diào)節(jié)套筒與分配泵內(nèi)腔相通時,柱塞腔內(nèi)的高壓油立即經(jīng)泄油孔流入泵體內(nèi)腔中,柴油壓力立即下降,供油停止。
目前六十頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(4)泵油提前角自動調(diào)節(jié)過程
①穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時
活塞左右端力相等,處于平衡位置。②轉(zhuǎn)速升高時
二級滑片式輸油泵出口壓力增大,活塞右端壓力增大,活塞左移,帶動滾輪架轉(zhuǎn)動一定角度,供油提前。③轉(zhuǎn)速降低時與前述相反目前六十一頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(5)發(fā)動機停機
起動開關(guān)旋至OFF位置,電磁式斷油器電路斷開,閥門在回位彈簧的作用下關(guān)閉,切斷油路,發(fā)動機停機。電磁式斷油器目前六十二頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點調(diào)速器是根據(jù)發(fā)動機負荷變化而自動調(diào)節(jié)供油量,從而保證發(fā)動機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在很小的范圍內(nèi)變化。二、噴油泵的速度特性:
當油量調(diào)節(jié)拉桿位置一定時,供油量隨轉(zhuǎn)速升高而增加,隨轉(zhuǎn)速下降而減少。轉(zhuǎn)速↑節(jié)流作用大滲漏油量少始點提前終點落后供油量↑轉(zhuǎn)速↓節(jié)流作用小滲漏油量多始點落后終點提前供油量↓一、功用調(diào)試器目前六十三頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點1、按功能分有兩速調(diào)速器、全速調(diào)速器、定速調(diào)速器和綜合調(diào)速器。2、按轉(zhuǎn)速傳感分有氣動式調(diào)速器、機械離心式調(diào)速器和復(fù)合式調(diào)速器。三、分類:四、兩速調(diào)速器
1、作用:
自動穩(wěn)定和限制柴油機最低與最高轉(zhuǎn)速,而在所有中間轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)則由駕駛員控制。
影響:轉(zhuǎn)速不穩(wěn)高速易飛車怠速易熄火目前六十四頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點2、結(jié)構(gòu)
油量調(diào)節(jié)拉桿外彈簧座飛錘凸輪軸高速彈簧內(nèi)座高速彈簧怠速彈簧活動杠桿調(diào)速杠桿滑動軸操縱臂冒煙限制器RQ型兩極調(diào)速器目前六十五頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點怠速時,飛錘在凸輪軸后端軸和高速彈簧座之間移動,高速彈簧不起作用。怠速轉(zhuǎn)速升高,飛錘外張,油量調(diào)節(jié)拉桿后移,減油。怠速轉(zhuǎn)速降低,飛錘收攏,油量調(diào)節(jié)拉桿前移,加油。怠速起動全負荷中等轉(zhuǎn)速斷油3、工作原理(1)穩(wěn)定怠速:目前六十六頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點RQ型兩極調(diào)速器全負荷位置當轉(zhuǎn)速超過最高額定轉(zhuǎn)速時,飛錘繼續(xù)外張,同時壓縮高速彈簧和怠速彈簧,油量調(diào)節(jié)拉桿向減油的方向移動,使轉(zhuǎn)速降低。(2)限制超速:目前六十七頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點RQ型兩極調(diào)速器全負荷位置飛錘與高速彈簧內(nèi)座相抵,不能將高速彈簧壓縮,調(diào)速器不起作用。(3)工作轉(zhuǎn)速:目前六十八頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點1、結(jié)構(gòu)全負荷油量調(diào)節(jié)螺釘分配柱塞柱塞套調(diào)速杠桿調(diào)速彈簧飛錘油量調(diào)節(jié)套筒高速螺釘調(diào)速套筒調(diào)速齒輪導(dǎo)桿張力杠桿起動杠桿停車手柄怠速螺釘VE泵調(diào)速器結(jié)構(gòu)五、全速調(diào)速器目前六十九頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點1.起動起動開始,飛錘收攏,油門踏板踩到底,調(diào)速杠桿抵高速螺釘,調(diào)速彈簧拉伸,起動彈簧使起動杠桿上端和調(diào)速套筒左移到極限位置,并在張力杠桿凸起銷和起動杠桿之間出現(xiàn)間隙A,油量調(diào)節(jié)套筒左移至最大供油量位置。2、工作原理VE泵調(diào)速器起動工況目前七十頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點2.怠速調(diào)速杠桿抵怠速限位螺釘,調(diào)速彈簧無張力,起動彈簧被壓縮,飛錘離心力與怠速彈簧彈力相互作用。怠速轉(zhuǎn)速升高,張力杠桿上端壓縮怠速彈簧右移,油量調(diào)節(jié)套筒左移,供油量減少,反之,相應(yīng)零件運動方向相反。VE泵調(diào)速器怠速工況目前七十一頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點3.中速和高速調(diào)速杠桿抵高速限位螺釘,轉(zhuǎn)速升高,飛錘離心力增大,調(diào)速套筒右移,同時推動起動、張力杠桿順時針擺動,油量調(diào)節(jié)套筒左移,供油量減少,轉(zhuǎn)速不再升高。反之亦然。VE泵調(diào)速器中高速工況目前七十二頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點4.超速在調(diào)速杠桿處于高速位置時,如果負荷突然減小,則轉(zhuǎn)速迅速升高,此時飛錘離心力迅速增大,調(diào)速套筒右移,推動起動和張力杠桿以N點為軸順時針轉(zhuǎn)動,油量調(diào)節(jié)套筒左移,供油量減少。從而防止柴油機飛車。VE泵調(diào)速器超速工況目前七十三頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點噴油提前角調(diào)節(jié)裝置一、噴油提前角的概念:指噴油器開始噴油至活塞到達上止點之間的曲軸轉(zhuǎn)角。
二、噴油器提前角調(diào)節(jié)的原因:
噴油器提前角過大:噴油時氣缸內(nèi)空氣溫度較低,混合氣形成條件差,備燃期長,工作粗暴。噴油器提前角過小:大部分柴油在上止點以后,活塞處于下行狀態(tài)時燃燒的,使最高工作壓力降低,熱效率顯著下降,發(fā)動機功率下降,排氣冒白煙。三、最佳噴油器提前角:
指在轉(zhuǎn)速和供油量一定的條件下,能獲得最大功率及最小燃油消耗率的噴油提前角。目前七十四頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點四、聯(lián)軸器(連接器)
1、功用:用于連接噴油泵凸輪軸與其驅(qū)動軸。2、結(jié)構(gòu):主動凸緣盤主動傳動盤從動傳動圓盤目前七十五頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點五、供油提前角自動調(diào)節(jié)器
1、功用:隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化自動改變供油提前角。
2、結(jié)構(gòu):調(diào)節(jié)器殼體飛塊從動盤目前七十六頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點3、工作原理
靜止狀態(tài)
提前狀態(tài)
飛塊滾輪從動盤目前七十七頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點柴油機供給系的輔助裝置1、作用:
除去柴油中的塵土、水分或其他機械雜質(zhì)和溫度變化及空氣的接觸過程從柴油中析出少量的石蠟,以降低對精密偶件的磨損,從而提高功率,降低油耗。2、分類
柴油粗濾器
柴油細濾器
柴油濾清器目前七十八頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點限壓閥出油口蓋進油口殼體濾芯中心桿放油螺塞3、柴油濾清器結(jié)構(gòu)目前七十九頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點4、兩級柴油濾清器
第一級粗濾器(紙質(zhì)濾芯)第二級細濾器(航空毛氈及紡綢濾芯)目前八十頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點輸油泵
1、作用:
保證低壓油路中柴油的正常流動,克服柴油濾清器和管路中的阻力,并以一定的壓力向噴油泵輸送足夠量的柴油。
輸油量約為柴油機全負荷最大耗油量的3~4倍。
2、結(jié)構(gòu)型式:
活塞式、轉(zhuǎn)子式、滑片式、齒輪式等
3、活塞式輸油泵的組成:
目前八十一頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點機械泵總成手油泵總成目前八十二頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點手柄手油泵活塞手油泵體進油閥出油閥出油管接頭進油管接頭滾輪挺桿彈簧推桿活塞泵體活塞彈簧螺塞目前八十三頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(1)吸油和壓油行程偏心輪轉(zhuǎn)過,活塞上行,下腔容積增大,產(chǎn)生真空,進油閥開啟,柴油經(jīng)進油口進入下泵腔。同時,上泵腔容積縮小,壓力增大,出油閥關(guān)閉,上泵腔中的柴油經(jīng)出油口壓出。
(2)準備壓油行程偏心輪推動滾輪、挺桿和活塞向下運動,下泵腔油壓增高,進油閥關(guān)閉,出油閥開啟,柴油從下腔流入上腔。4、活塞式輸油泵工作原理目前八十四頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(4)手油泵工作手柄噴油泵凸輪軸偏心輪手油泵進油閥進油口出油口出油閥推桿挺桿滾輪泵體活塞活塞彈簧AB用手油泵上下運動來泵油清除燃油系統(tǒng)內(nèi)的空氣(3)輸油量的自動調(diào)節(jié)輸油泵供油量大于噴油泵需要量時,上泵腔油壓增高,與活塞彈簧彈力相平衡時,活塞便停止泵油。目前八十五頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點輸油泵工作情況示意圖目前八十六頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點柴油機的起動輔助裝置改善柴油機低溫起動性能的方法1、改善著火條件,使燃料易于燃燒(如圖)2、降低柴油機的起動阻力矩(安裝減壓裝置)目前八十七頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點目前八十八頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點目前八十九頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點第二節(jié)柴油機燃油系統(tǒng)的維修目前九十頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點一、噴油泵的解體和裝配1.噴油泵的解體噴油泵解體之前,應(yīng)用汽油、煤油或柴油認真清洗外部,但不得用堿水清洗。噴油泵解體時,應(yīng)注意以下問題:(1)使用專用工具。(2)零件拆下后,要按部位順序放置。尤其是柱塞副和出油閥等零件,在解體和以后的清洗時,更應(yīng)該非常仔細,避免磕碰,同類偶件之間的零件不能互換。(3)對有裝配位置要求的零件,如齒桿、調(diào)整螺釘?shù)攘慵?,?yīng)作標記標明原來裝配位置,防止裝配時改變原有的相對位置。(4)噴油泵總成包括分油泵、輸油泵、調(diào)速器、供油提前角自動調(diào)節(jié)裝置和泵體等零部件,在解體時應(yīng)先分解成部件,然后結(jié)合檢驗修理進一步分解。目前九十一頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點2.噴油泵的裝配
(1)凸輪軸在噴油泵裝配過程中,應(yīng)注意工作環(huán)境、工具、操作者和零件的清潔。裝配過程必須使用專用工具,嚴格按照工藝要求進行。安裝凸輪軸前,應(yīng)首先確認發(fā)動機的工作順序和噴油泵凸輪軸的旋轉(zhuǎn)方向。凸輪軸裝復(fù)后,應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動,軸向間隙應(yīng)符合技術(shù)條件的規(guī)定;否則,可通過增減兩端的墊片進行調(diào)整。(2)滾輪組合件滾輪組合件裝入下泵體后,能上下靈活運動,不得有運動阻力過大的部位。滾輪上的調(diào)整螺釘不得外露過多。目前九十二頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點
(3)柱塞和出油閥偶件柱塞和出油閥偶件在裝入泵體前,應(yīng)確認型號無誤。
(4)供油量的調(diào)節(jié)機構(gòu)供油拉桿或齒桿裝入泵體時,要注意安裝位置。
(5)調(diào)速器Ⅱ號噴油泵采用的球盤式離心全速調(diào)速器,其推力盤內(nèi)的軸承軸向間隙應(yīng)很小。拉板與軸承內(nèi)圈必須壓牢。目前九十三頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點二、精密偶件的檢驗?zāi)壳熬攀捻揬總數(shù)一百一十六頁\編于十六點目前九十五頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點目前九十六頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點噴油器的檢查調(diào)試在專用試驗臺上進行檢查內(nèi)容:噴油壓力:調(diào)整到標準。密封性:測量油壓下降一定值時所需時間;規(guī)定壓力和時間內(nèi)的不能滲油。噴霧質(zhì)量:噴油呈霧狀且分布均勻;斷油干脆;多次噴油后,噴孔周圍應(yīng)干燥或稍許濕潤。噴油器試驗臺目前九十七頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點目前九十八頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點1、噴油器的檢查調(diào)試就車檢查噴油器在缺少試驗臺時,也可就車檢查。將待查的噴油器與標準噴油器并聯(lián)安裝在高壓油管上,起動發(fā)動機并維持怠速運轉(zhuǎn)。觀察待查噴油是否與標準噴油器同時噴油以檢查噴油壓力。觀察噴油器的噴油情況,應(yīng)符合噴霧試驗的要求。對比檢查噴油量。目前九十九頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點2、噴油泵的調(diào)試檢查調(diào)整供油正時找到第一缸分泵柱塞上行供油開始位置;檢查聯(lián)軸器和泵體上的供油正時標記應(yīng)對正;正時失準,可通過滾輪體調(diào)整或重作正時標記;按作功順序,依次檢查各缸供油間隔角。調(diào)整供油量將噴油泵低壓腔壓力調(diào)到160kPa;控制齒桿調(diào)到額定供油量位置;噴油泵以規(guī)定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn);測量各分泵供油量及其均勻度。目前一百頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點三、輸油泵的檢修1.密封性試驗試驗時,旋緊手油泵手柄,堵住出油口,將輸油泵浸沒在清潔的柴油中,從進油口通入147~196kPa的壓縮空氣,若輸油泵密封性能良好,在頂桿與泵體的間隙中,只會有微小的氣泡冒出。如氣泡的直徑超過1mm,表示漏氣量將超過30mL/min,說明輸油泵的密封性能過差,應(yīng)更換新泵。2.吸油能力的試驗以內(nèi)徑為8mm、長2m的軟管為吸油管,由水平高度低于輸油泵lm的油箱中,用輸油泵供油,能在30個活塞行程內(nèi)出油為合格。目前一百零一頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點3.輸油量的檢驗將輸油泵裝回噴油泵,輸油泵的出口接油管,油管出口插入容量為500mL的量杯中,量杯的位置必須高于輸油泵0.3m。當噴油泵轉(zhuǎn)速為1000r/min時,測量15s內(nèi)流入量杯內(nèi)的燃油量,并與技術(shù)條件規(guī)定的流量相比較,判斷出油量是否合格。若不合格應(yīng)予報廢。4.輸油壓力的檢驗在輸油泵出油口接上壓力表,在規(guī)定的轉(zhuǎn)速條件下,檢驗輸油泵的輸油壓力是否符合原廠規(guī)定。若不合格應(yīng)予報廢。目前一百零二頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點四、柴油機燃料系的維護
1.柴油的凈化對于加入燃料系中柴油的潔凈程度要求十分嚴格,不但加油器具要潔凈,而且柴油至少要經(jīng)過48h的沉淀之后,才能加入油箱中。2.燃料系的維護(1)放氣。(2)柴油濾清器和油水分離器的維護。(3)輸油泵的維護。(4)噴油器的維護。(5)噴油泵的維護。目前一百零三頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點第三節(jié)
柴油機燃油系統(tǒng)的常見故障診斷與排除目前一百零四頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點
一、發(fā)動機起動困難1.故障現(xiàn)象當起動機正常工作而發(fā)動機不能起動時,多是供給系工作不良引起的,常見的故障現(xiàn)象如下:(1)發(fā)動機無起動跡象,排氣管無煙排出;(2)發(fā)動機有起動跡象,排氣管冒白煙,但不能發(fā)動。目前一百零五頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點2.故障原因
(1)屬于低壓油路的原因①油箱內(nèi)無油或存油不足;②油箱開關(guān)未打開或油箱蓋空氣孔堵塞;③油箱至噴油泵間管路堵塞;④油箱至輸油泵間管路中有漏氣部位,使油路中進入空氣;⑤柴油濾清器或輸油泵濾網(wǎng)堵塞;⑥噴油泵溢流閥不密封;⑦油路中滲進了水或使用的柴油牌號不對。目前一百零六頁\總數(shù)一百一十六頁\編于十六點(2)屬于高壓油路方面
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