整理第六章柴油机供给系的构造与维修.docx

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整理第六章柴油机供给系的构造与维修

第六章柴油机供给系的构造与维修

教学目的：

了解柴油机燃料供给系的特点、喷油泵的功用、要求、类型；理解柴油机可燃混合气的形成、燃烧过程、燃烧室类型及特点；理解喷油器的类型、构造、工作、特点；理解调速器的功用、离心式调速原理；理解输油泵的功用、构造及工作原理。

重点和难点：

掌握柱塞泵的结构、工作原理；掌握调速器和供油提前角的调节装置。

教学方式：

多媒体

教学课时：

10学时

教学内容：

6.1概述

6.1.1柴油机供给系的功用及要求

向气缸内供给清洁的空气；按工况要求，定时适量地以一定的油压将柴油以雾状喷入气缸，与空气形成可燃混合气，并将燃烧后的废气排入大气。

要求：

（1）压力高，利于雾化

（2）喷油提前角应合适

（3）各缸间隔角相等，

（4）进气应形成强烈的扰流，利于空气与柴油混合均匀。

（5）各缸喷油量均匀一致，且能随负荷的变化自动调节，以保证稳定的转速。

6.1.2柴油机供给系的组成

由供油装置、进排气装置和燃烧室组成

1、供油装置：

组成：

低压油路、高压油路

低压油路：

油箱、输油泵、柴油滤清器和低压油管

高压油路：

喷油泵、喷油器和高压油管

2、工作原理：

输油泵将柴油经油管从油箱中吸出，以低压送入滤清器，滤清后再送入喷油泵低压油腔；喷油泵将柴油压力升高（>10MPa），按不同工况要求柴油经高压油管送到喷油器，喷油器则将柴油呈雾状喷入燃烧室，与空气混合形成可燃混合气并燃烧做功。

6.2可燃混合气形成与燃烧室

6.2.1可燃混合气形成特点

1、柴油为压缩自燃

2、混合时间短

3、边喷油、边混合、边燃烧

4、粘度大不易混合

5、燃烧室出现纯油区和纯空气区

6.2.2可燃混合气的形成方式

1、空间混合2、表面蒸发混合（或油膜蒸发混合）3、复合式混合

6.2.3柴油机燃烧室

燃烧室分类：

统一式（直接喷射式）和分隔式

统一式分开式和半开式

分隔式又分涡流室式和预燃室式

1、统一开式燃烧室

组成：

活塞顶部浅凹坑、气缸盖底平面和气缸壁

采用多孔喷油器喷油（属于空间混合式）

优点：

热损失少、经济性好、易于起动。

缺点：

混合气不易混合均匀、工作粗暴。

2、统一半开式燃烧室

组成：

活塞顶部较深凹坑、特殊的进气道

分类：

ω形、球形和U形

（1）ω形燃烧室

利用与螺旋进气道配合，产生进气涡流和压缩涡流促进柴油与空气混合，采用多孔喷油器喷油（属空间混合式），

优点：

形状简单、结构紧凑、易于起动、经济性和动力性好。

缺点：

对喷油器、进气道形状及位置要求高

（2）球形燃烧室

利用螺旋进气、切向进气道和活塞挤压形成高速涡旋流运动，大部分柴油喷到球壁上形成油膜，在高温和气流下分批、分层蒸发形成混合气，并逐步燃烧。

故称油膜蒸发混合式。

采用单孔或多孔喷油器喷油。

优点：

工作比较柔和，经济性、动力性好，废气排放降低。

缺点：

冷车起动性能较差。

（3）U形燃烧室

与球形燃烧室形成混合气原理相同，属油膜蒸发混合式，采用单孔轴针式喷油器喷油。

优点：

对喷油器和喷油泵要求低，喷口不易堵塞。

在空间形成混合气，提高冷车起动性能。

3、涡流室式燃烧室

分隔式又分涡流室式和预燃室式

组成：

主燃烧室（气缸盖下平面、活塞顶与气缸之间）和副燃烧室（气缸盖内又称涡流室），占主燃烧室的容积50%-80%，喷油器为单孔轴针式安装在涡流室上部。

主副燃烧室用一个或几个通道相连，通道与涡流室相切，柴油喷入涡流室与空气进行混合，大部分柴油被燃烧，涡流室压力升高，将未燃烧的小部分柴油起带到主燃烧室与空气再进行一次混合，并燃烧。

优点：

空气利用好，燃烧过程柔合，噪声小，对燃料质量要求不高，对雾化质量敏感小。

缺点：

散热面积大，热损失大，经济性差，冷起动性能差。

4、预燃室式燃烧室

组成与涡流室式燃烧室相同，副燃烧室为预燃烧室，占主燃烧室容积的25%-45%，但单孔喷油器安装在预燃烧室中心线附近，由于通道孔径小，进入预燃烧室的空气形成紊流与柴油进行初步混合，小部分燃油在预燃烧室燃烧，大部分到主燃烧室进行再一次混合并燃烧。

优缺点与涡流室式燃烧室相同

课堂提问：

1、低压油油路和高压油路的组成

2、可燃混合气的形成方式

3、燃烧室的分类

4、涡流室式燃烧室的燃烧过程

6.3喷油器

功用：

将喷油泵送来的高压柴油雾化，并按一定的要求喷入燃烧室。

对雾化的要求：

雾化要细碎均匀，不成油束、无后滴，喷射有压力，喷射锥角、射程合适，对于多缸柴油机应保证各缸喷油量均匀一致。

分类：

开式喷油器：

内部通过喷孔与燃烧室经常相通

闭式喷油器：

内部与燃烧室之间被一针阀隔开。

孔式（单孔、双孔和多孔）喷油器：

用于统一式燃烧室的柴油机

轴针式喷油器：

用于分隔式燃烧室的柴油机。

6.3.1孔式喷油器

1、结构：

喷油器体、针阀体、轴针、顶针、调压弹簧、调整螺钉等。

2、工作原理：

当喷油泵输送高压柴油到喷油器时，压力油对承压锥面产生向上的作用力，克服弹簧的弹力，使轴针的向上移动，喷油口被打开，开始喷油。

喷油泵停止，油压降低时，轴针在弹簧的作用下复位关闭喷油口。

喷油器的喷油孔一般为1～8个，直径为0.15～0.7mm。

喷孔数目和分布的位置取决于燃烧室的形状、大小及空气涡流情况，孔数多，则孔径小，喷油雾化性好，分布均匀，但加工困难，易堵塞。

为了防止堵塞，进油口装有缝隙式滤芯装置，滤芯具有磁性，可以吸住金属屑。

6.3.2轴针式喷油器

1、结构：

与孔式基本相同，在密封锥面延伸出一个轴针，伸出喷孔外面，形状可以是圆柱形或者圆锥形。

2、工作原理：

与孔式相同轴针式喷油器只有一个孔，由于轴针在喷油时上下运动，不易积炭，但喷油压力低不易雾化，故用在对雾化要求不高的柴油机。

6.3.3低惯量喷油器

特点：

运动件惯性小，减轻撞击，提高使用寿命，改善针阀关闭性能，避免积炭卡死，针阀反应不灵。

6.4喷油泵

6.4.1喷油器的功用与分类

功用：

定时、定量向喷油器输送高压燃油。

要求：

1、根据各缸发动机发火次序进行供油

2、各缸供油应均匀

3、各缸提前角应一致

分类：

柱塞泵、分配泵、喷油器-喷油泵

6.4.2柱塞泵的基本结构与工作原理

结构（以Ⅱ号喷油泵为例）：

泵体、分泵、油量控制机构和传动机构

1、泵体

分上体、下体

上体安装分泵，按缸数安装分泵数

下体安装凸轮轴、滚轮体及输油泵

2、分泵

一套分泵只向一个油缸供油，单缸柴油机称单体泵；多缸柴油机称喷油泵总成。

（1）结构：

柱塞和柱塞套、柱塞弹簧和弹簧座、出油阀和出油阀座、出油阀弹簧和弹簧座。

柱塞套上部有径向孔，柱塞有径向孔和轴向孔，外圆有斜向槽，相互连通。

下部有环形浅槽。

柱塞与柱塞套组成一副精密偶件，具有极高的精度。

出油阀和出油阀座为第二个精密偶件，装在柱塞上端，出油阀下部为导向体，断面呈“十”字形，中部有密封环和减压环，由弹簧压力使密封锥面与阀座密封锥面紧密贴合。

（2）分泵的工作原理

建立高压、改变供油量

①泵油过程

进油过程、压油过程、回油过程。

②供油量的改变

改变供油量即改变供油行程

几个特殊位置：

柱塞处于停供（或熄火）位置

柱塞处于最小供油（怠速）位置

柱塞处于最大供油（全负荷）位置

③出油阀的作用：

提供单向（阀）出油

6.4.3柱塞式喷油泵系列及典型结构

根据柴油机功率范围对喷油泵供油量的要求，以凸轮升程（柱塞行程）、柱塞直径为基础，组成若干种循环供油量不等的喷油泵，以满足各种功率的柴油机需要。

整体式为A.B.P.Z型（国外）60~600mm3/c

分体式为Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ型（国内）60~330mm3/c

1、Ⅱ号喷油泵

同曲轴通过齿轮驱动，齿轮轴和喷油泵凸轮轴用联轴器连接。

Ⅱ号喷油泵采用拔叉式油量调节机构（也有齿轮齿条机构

2、P型喷油泵

与Ⅱ号喷油泵工作原理基本相同。

特点：

①全封闭

②吊挂式柱塞套

③钢球式油量调节

④柱塞套上端略为加大

⑤压力式润滑

作业：

P2302、3题

课堂提问：

1、喷油泵的功用与分类？

2、柱塞式喷油泵的基本结构？

3、出油阀的工作过程？

4、国产喷油泵结构与国外的最大区别是什么？

6.4.4VE泵（分配泵）柴油机的供油系统

特点：

（与柱塞泵相比）

结构简单、使用方便、容易维修、体积小、供油均匀、无需供油量和定时调节等。

1、VE泵的结构

柱

1、

2、

3、

4、

5、

6、

7、

8、

9、

塞既做往复运动又做旋转运动，往复运动靠平面凸轮盘在固定的滚轮上滚动产生轴向运动，凸轮数为气缸的个数。

同时柱塞随平面凸轮盘转动。

柱塞有中心孔、泄油孔、分配孔三孔相通，还压力平衡槽、进油槽。

分配孔、平衡槽、进油槽数目与气缸数相等。

柱塞套上有一个进油孔，分配油道（数目与气缸数相等），每个油道都与一个出油阀和喷油器相连。

2、工作过程

往复运动是泵油（增压），而旋转运动是为了实现对各缸配油。

工作过程分：

进油、喷油、停油和压力平衡

3、电磁式断油器

电磁电流通断改变阀门的开关，达到通油和断油的目的。

6.4.5喷油泵的驱动与喷油正时

1、驱动机构

凸轮轴转一周完成一个工作循环，同配气机构，分别对务各缸完成一次喷油。

滚轮转动挺柱体上下移动，改变挺柱体的长度，即调整该泵的供油起始时刻。

2、供油规律、供油起始时刻、供油提前角、喷油提前角与喷油正时装置

（1）供油规律：

供油量随油泵凸轮转角的变化关系。

它必须与燃烧规律一致。

（2）供油起始时刻、供油起始角：

柱塞上行压油，出油阀口油面开始脉动即为供油起始时刻；供油起始时刻时柱塞中心线与凸轮对称中心线的夹角。

（3）供油提前角：

从喷油泵供油时刻到活塞到达上止点时曲轴转过角度。

喷油提前角：

从喷油器喷油到活塞到达上止点时曲轴转过的角度。

提前角过大，缸内温度低，气体混合不好，备燃期过长；过小补燃期延长，热效率低，部分燃油不能燃烧，随废排出。

供油量越大，转速越高，提前角应越大。

3、喷油提前角的调节

（1）喷油提前角自动调节器：

大都采用机械离心式

（2）联轴节式喷油提前角调节装置

（3）液压式喷油提前角调节器（VE泵）

课堂提问：

1、为什么说VE泵比柱塞泵的结构简单？

2、VE泵的柱塞是如何运动的？

3、VE泵的柱塞有几个孔和槽？

柱塞套有几个孔？

6.5调速器

6.5.1柱塞式喷油泵的速度特性及调速器的功用与形式

1、柱塞式喷油泵的速度特性

供油拉杆位置不变，喷油泵每循环的供油量随转速变化的关系，称喷油泵的速度特性。

实际供油量大于理论供油量。

转速越高，供油量越大。

反之供油量减小。

2、喷油泵的速度特性对柴油机性能的影响

（1）供油量变化对空燃比的影响

（2）柴油机负载、转速、供油量的相互影响

靠人为的根据负载变化，调节供油量不能使转速适应负载的变化。

3、调速器的功用

随负载的变化，自动调节供油量，使柴油机在规定的转速范围内稳定转动。

分类：

作用原理分：

机械式、气动式、液动式、机械气动复合式、电子式等

转速范围分：

两速式（小型汽车）、全速式（重型）、单速式

6.5.2简单机械离心式调速器的简单构造与工作原理

1、简单机械离心式调速器的基本结构

2、工作原理及过程分析

（1）不工作时，供油拉杆推至左边最大供油位置

（2）起动后，推动供油拉杆向右移动

（3）外界力矩与柴油机力矩相等时，推力与弹簧力平衡

（4）外界力矩小时，推力大于弹簧力，产生新的平衡，新转速大于旧转速。

（5）外界力矩大时，推力小于弹簧力，别产生新的平衡，新转速小于旧转速。

6.5.3几种常用调速器

1、Ⅱ号喷油泵全速调速器

（1）Ⅱ号喷油泵全速调速器的结构

输入部分、感知部分、控制部分、执行部分

（2）Ⅱ号喷油泵全速调速器的工作原理

①起动加浓工况、②怠速工况、③标定（全负荷）工况、④高速停供转速、⑤校正工况。

2、VE泵调速器

（1）VE泵调速器的结构

传动齿轮、飞锤、调速套筒、调速杠杆系统和调速弹簧。

（2）VE泵调速器的基本原理

属全速式调速器

①起动加浓、②怠速工况、③中高速工况、④最大供油量调节。

（3）VE泵调速器的附加装置

①增压补偿器

②转矩校正装置

③大气压力补偿器

课堂提问：

1、为什么说实际进油量大于理论进油量？

2、调速器的作用及分类？

3、国产喷油泵采用的是什么调速器？

4、什么是全速调速器？

6.6柴油机供给系的辅助装置

6.6.1柴油滤清器

6.6.2输油泵

功用：

使柴油产生一定的压力，连续不断地向喷油泵提供足够的柴油。

分类：

叶片式（分配泵）、柱塞式（柱塞泵）

1、柱塞泵

结构：

壳体、柱活塞、推杆、阀门及手动输油泵。

输油泵由喷油泵的凸轮轴上的偏心轮驱动。

工作过程：

（1）输油准备过程

（2）输油与进油过程

（3）输油量的自动调节

（4）手泵泵油

2、叶片式输油泵的结构与工作原理

6.6.3柴油机的起动辅助装置

柴油机压缩比大，起动阻力大，低温起动困难，增加便于起动的辅助装置。

1、改善燃料着火条件

加装电加热塞、加装火焰加热器

2、降低起动阻力

加装减压机构

6.6.4废气涡流增压

1、废气涡流增压特点

不消耗动力，在结构不变的条件下。

提高进气压力，从而提高燃烧压力，提高功率；燃烧充分，降低尾气排放。

2、废气涡流增压的结构原理

结构：

废气涡轮和压气机等组成

排气管接到涡轮壳上，进气管与压气机集气器相接。

工作原理：

废气通过排气管进入涡流室，使涡轮产生旋转，带动压气机旋转，给进气增压。

3、使用注意事项

（1）润滑油须采用“增压柴机油”；

（2）起动后应怠速运转几分钟，使润滑油升温；

（3）空气滤清器维护周期要短。

6.6.5柴油机排气净化

措施：

1、合理的燃烧室结构

2、采用涡轮增压中冷技术

3、采用微粒过滤器

4、其他措施

6.7柴油机供给系的维修

6.7.1柴油机供给系的维护

1、柴油的净化

2、低压油路的维护

3、喷油泵的维护

4、柴油滤清器的维护

6.7.2喷油器的检修

现象：

磨损、卡死、堵塞、弹簧失损等

1、针阀偶件的检验

（1）密封性检验

（2）喷雾质量检验

（3）表面直观检验

（4）滑动性检验

2、针阀偶件的修复

3、喷油器其他零件的修复

6.7.3喷油泵和调速器的检修

1、喷油泵的解体

2、喷油泵精密偶件的检修

3、输油泵的检修

4、喷油泵的装配及注意事项

6.7.4柴油机供给系的调试

试验台分为机械式、液压式、电子式和变频式

检查调整项目：

柱塞预行程（供油时间）、齿杆（拉杆）行程、转速、供油量、各缸供油间隔角等

1、喷油泵总成调试前的准备

2、喷油泵的调试

6.8柴油机供给系的故障诊断与排除

6.8.1柴油机起动困难

1、起动时排气管不排烟

（1）故障现象：

起动时不排烟或小股黑烟

（2）故障原因：

①低压油路故障、②高压油路故障

（3）故障诊断与排除

①低压油路故障诊断与排除、②高压油路故障诊断与排除

2、起动时排气管排出大量的白烟

（1）故障现象：

不能起动，冒白烟

（2）故障原因：

温度低、进油晚、油中有水、气缸漏气等

（5）为保障评价对象建成或实施后能安全运行，应从评价对象的总图布置、功能分布、工艺流程、设施、设备、装置等方面提出安全技术对策措施；从评价对象的组织机构设置、人员管理、物料管理、应急救援管理等方面提出安全管理对策措施；从保证评价对象安全运行的需要提出其他安全对策措施。

对策措施的建议应有针对性、技术可行性和经济合理性，可分为应采纳和宜采纳两种类型。

（3）故障诊断与排除

（1）结合评价对象的特点，阐述编制安全预评价报告的目的。

3、起动时排出黑烟

第五章　环境影响评价与安全预评价原因：

喷油压力低、正时不当、滤清器堵塞、有缸不工作、柴油质量低劣等。

环境影响评价，是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法和制度。

作业：

P2304题

仍以森林为例，营养循环、水域保护、减少空气污染、小气候调节等都属于间接使用价值的范畴。

（5）阐述划分评价单元的原则、分析过程等。

专项规划中的指导性规划　环境影响篇章或说明

表三：

周围环境概况和工艺流程与污染流程；

《建设项目安全设施“三同时”监督管理暂行办法》（国家安全生产监督管理总局令第36号）第四条规定建设项目安全设施必须与主体工程“同时设计、同时施工、同时投入生产和使用”。

安全设施投资应当纳入建设项目概算。

并规定在进行建设项目可行性研究时，应当分别对其安全生产条件进行论证并进行安全预评价。

（2）综合规划环境影响篇章或者说明的内容。