第七章柴油机燃料供给系

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1、第七章柴油机燃料供给系第一节概述一、柴油机的特点1．压缩比大（15～22），热效率高（30％～40％），经济性好；无点火系，油路系统机件精密、耐用，故障少。2．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。3．柴油机的CO和HC排放低，NOX较多，大负荷易产生碳烟。4．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．柴油机的排气噪声大，废气中含SO2多。二、柴油机燃料系的功用及组成 (一)功用 完成燃料的储存、滤清和输送工作，按柴油机各种不同工况的要求，定时、定量、定压并以一定的

2、喷油质量喷入燃烧室，使其与空气迅速而良好地混合和燃烧，最后使废气排入大气。(二)组成 如图7—1所示，由燃油供给、空气供给、混合气形成及废气排出四部分组成。图7-1柴油机燃料供给系统1．燃油供给系统 由柴油箱、输油泵、低压油管、滤清器、喷油泵、高压油管和喷油器及回油管等组成。2．空气供给 由空气滤清器、进气管等组成。有的还有增压器。3．混合气形成 燃烧室。4．废气供给 由排气管及排气消声器组成。5．燃油供给路线1）低压油路 从柴油箱到喷油泵入口，油压一般为0.15MPa～0.3MPa。2）高压油路 从喷油泵到喷油器，油压在10MPa以上。3）多余

3、的燃油回流 输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大3～4倍，大量多余的燃油经喷油泵进油室的一端限压阀和回油管流回输油泵的进口或直接流回柴油箱。喷油器工作间隙漏泄的极少数柴油也经回油管流回柴油箱。4）柴油滤清器有粗细两种，一般粗滤器设在输油泵之前，细滤器设在输油泵之后。5）为保证各气缸供油的一致性，连接喷油泵和喷油器的钢制高压油管的直径和长度是相等的。第二节 柴油机可燃混合气的形成一、柴油机可燃混合物形成特点1．混合空间小、时间短 可燃混合气是在燃烧室内形成的，一边喷油，一边燃烧。混合气的形成时间极短，只占曲轴转角的15°～35°。2．混合气不均匀，

4、燃烧室内α值变化范围很大 柴油机的充气量一般变化不大，负荷的大小靠喷油量的多少来调节，从而改变了α值，是“质的调节”。高速柴油机的过量空气系数（α）一般在1.15～2.2大范围内变化。大负荷时喷油量多、α值小、混合气浓；怠速时喷油量少、α值大、混合气稀，α值可达4～6。3．边喷边燃，成分不断变化。二、可燃混合物形成方法(一)空间雾化混合方式将柴油喷向燃烧室的空间，形成雾状混合物，再在空间蒸发形成混合气。1．油雾形成 燃料以高压、高速从喷油器以圆锥形的油束喷出（图7—2）。图7—2油束的形状喷雾锥角β—表示油束的扩散程度。β越大扩散越好。射程L—表

5、示油束的穿透能力。雾化质量—表示油束喷散雾化的程度。喷散的越细、越均匀则雾化质量越好。2．空气运动促进混合 使油粒分布得更均匀，最有效的措施是使空气运动，多采用两种方法。1）使进气产生涡流：利用弱涡流切向进气道或强涡流螺旋进气道，可以在进气行程中使空气绕气缸轴线旋转运动，（图7—3）。图7—3 进气涡流的形成a)切向进气道；b)螺旋进气道2）产生挤压涡流：利用活塞顶部的特殊形状，在压缩过程中和膨胀行程开始时，使空气在燃烧室中产生强烈的旋转运动，它存在于上止点附近，持续时间较短（图7—4）。图7—4 挤压涡流的形式a)挤压流动；b)膨胀流动A-环形

6、空间转速愈高，涡流也愈强，气流对油束的吹散作用也愈大。此外，空气涡流运动还可以加速火焰的传播，促使燃烧及早地结束。(二)油膜蒸发混合方式如图7—5，它是将柴油喷向球形油膜燃烧室的壁面上，在强烈的空气涡流作用下，燃油的大部分（95％）形成油膜。由于油束贯穿空气和室壁的反射，有少量油粒（5％）悬浮在空间，形成着火源。油膜在空间火源的热能作用下，逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧，产生了燃气涡流，其燃烧速度是前期慢、后期快，使燃烧过程加速进行到终点。图7—5油膜的形成和气体的分离运动（三）复合式──U形燃烧室即空间雾化燃烧和油膜蒸发混合燃烧混合使用，低速以前

7、者为主，高速以后者为主。第三节 燃烧室根据混合气的形成方式及燃烧室的结构特点，柴油机燃烧室可分为两大类。1．直接喷射式燃烧室──ω形、四角形、球形及U形燃烧室等；2．分开式燃烧室──预燃室式和涡流式燃烧室。一、ω形燃烧室1．结构特点由平的气缸盖底面和活塞顶内的ω形凹坑及气缸壁组成，属于直接喷射燃烧室和空间混合方式。图7—6 ω形燃烧室2．混合气形成特点1）主要是依靠多孔喷雾（多为4孔），利用油束和燃烧室的吻合，在空间形成混合气。2）喷孔直径小，多在0.25～0.4mm内，喷孔轴线夹角为140°～160°内，喷油压力较高，一般在20Mpa左右。3）

8、结构紧凑，热损失小，故热效率高，经济性好，容易起动。4）工作粗暴，燃烧噪音大。二、四角形燃烧室四角形燃烧室属于直接喷射式燃烧室和空间混合