汽车构造 柴油机燃油供给系统.



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1、造I汽车构造I(10)清华大学汽车工程系赵雨东主要内容和学时安排汽车发动机基本知识 (4学时)发动机机体(2学时)曲柄连杆机构( 3学时)气门机构( 3学时)进排气、增压系统及排放控制装置( 3学时)汽油机燃油供给系统(4学时)柴油机燃油供给系统(4学时)汽油机点火系统(2学时)发动机冷却系统(2学时)发动机润滑系统(2学时)发动机起动系统与电源(1学时)发动机管理系统(2学时)柴油机燃油供给系统柴油及其使用性能对柴油机燃油系统的要求柴油机燃油系统组成机械-液压控制的直列泵系统机械-液压控制的单体泵和泵喷嘴系统机械-液压控制的分配泵系统位置控制式电控燃油系统时间控制式电控燃油系统高压共轨式电控
2、燃油系统柴油及其使用性能(1)石油制品,蒸馏温度 200350。车用柴油机使用轻柴油。柴油分成三个质量等级(优级品、一等品和合格品),每一等级又按凝点分为六个牌号(10、0,10,20,35,50)。使用性能指标发火性:自燃能力,用十六烷值评定。十六烷值大,发火性好。将十六烷(自燃性好)与 -甲基奈(自燃性差)按一定比例混合,构成不同体积百分比的十六烷和-甲基奈的标准柴油,其中十六烷含量的百分数叫做十六烷值。柴油及其使用性能(2)使用性能指标蒸发性:蒸发汽化的能力,用馏程(馏出某一百分比的温度范围)和闪点表示。馏程:50%(300 )、90%(355 )、95%(365 )馏出温度。闪点:一定
3、试验条件下,当柴油蒸气与周围空气形成的混合气接近火焰时,开始出现闪火的温度。闪点低,蒸发性好。低温流动性:用凝点和冷滤点评定。凝点:柴油失去流动性,开始凝固时的温度。冷滤点:在特定试验条件下,在一分钟内柴油开始不能流过过滤器20mL时的最高温度。柴油及其使用性能(3)使用性能指标粘度:柴油稀稠度指标,与流动性有关。粘度随温度变化。安定性:实际胶质、10蒸余物残炭、氧化安定性总不溶物防腐性:硫含量、硫醇硫含量、酸度、铜片腐蚀、水溶性酸或碱清洁性:灰分、水分、机械杂质热值: 42500kJ/kg,比汽油机略低(43960kJ/kg )。柴油机燃油供给系统柴油及其使用性能对柴油机燃油系统的要求柴油机
4、燃油系统组成机械-液压控制的直列泵系统机械-液压控制的单体泵和泵喷嘴系统机械-液压控制的分配泵系统位置控制式电控燃油系统时间控制式电控燃油系统高压共轨式电控燃油系统对柴油机燃油系统的要求(1)可燃混合气形成特点燃料与空气的混合是在气缸内进行的。柴油蒸发性和流动性都比汽油差,不能在汽缸外部形成混合气。接近压缩行程终点时,把柴油喷入气缸,受热、蒸发、扩散,与空气混合。混合气形成的时间很短(1535 CA),燃烧室各处混合气成分不均匀,且随时间变化。柴油粘度大,不易挥发,必须用高压以雾状喷入。对柴油机燃油系统的要求(2)可燃混合气形成特点(续)可燃混合气的形成和燃烧过程是同时、连续重叠进行的,即边喷
5、射、边混合、边燃烧(扩散燃烧)。必须要有足够的空气和柴油混合: a =1.22.2。理论空燃比14.5。进气道、燃烧室、燃油系统要相互匹配。喷油提前角:是指从喷油器喷油开始,到活塞运行至上始点时曲轴转过的角度。Audi A8 4.0L TDI对柴油机燃油系统的要求(3)喷油提前角柴油喷入汽缸后,要经过一定时间的物理化学过程后才能着火燃烧。要在上止点附近着火,就要在上止点之前喷油。气缸内柴油着火前的物理化学过程准备时间基本不变,但转速越高,同样时间所占曲轴转角就越大。所以,喷油提前角应随发动机转速增高而加大。进气压缩做功排气A 喷油始点B 燃烧始点对柴油机燃油系统的要求(4)自动调速柴油机高压供
6、油系统中,只能控制喷入气缸的油量,但油量控制装置与发动机负荷没有直接联系(汽油机用节气门控制进入缸内的空气量)。负荷增加时,如果每循环油量不变,则发动机转速降低,甚至熄火;负荷减小时,若油量不变,则发动机转速增大,甚至可能超速。发动机转速不稳,随负荷而变。需要设置自动调速装置,使之根据负荷变化,自动调整喷油泵循环供油量,以使柴油机稳定转速运行。对柴油机燃油系统的要求(5)要求在适当时刻将增压的、洁净的、适量的柴油以适当的规律喷入气缸:喷油正时(喷油提前角)和喷油量与发动机工况适应;喷油压力、喷注雾化质量及其在燃烧室的分布与燃烧室类型适应。多缸机一个工作循环内,各缸均喷油一次,喷油次序与气缸工作
7、顺序一致;根据负荷变化自动调节循环喷油量,保证发动机稳定运转,稳定怠速,限制超速。柴油机燃油供给系统柴油及其使用性能对柴油机燃油系统的要求柴油机燃油系统组成机械-液压控制的直列泵系统机械-液压控制的单体泵和泵喷嘴系统机械-液压控制的分配泵系统位置控制式电控燃油系统时间控制式电控燃油系统高压共轨式电控燃油系统柴油机燃油系统组成(1)以直列泵燃油系统为例低压供油系统将过滤后的清洁燃油输入喷油泵的低压油腔,并将多供和喷油器泄漏的柴油送回油箱。油箱、低压油管、柴油滤清器、输油泵。一般称为燃油系统的辅助装置。输油泵输油压力0.10.25MPa。油箱到喷油器.swf直列泵燃油系统蓄电池油箱喷油器电热塞柴油
8、滤清器调速器正时轮和喷油提前器电热塞控制单元电热塞起动机开关直列泵输油泵调速器 高压泵 供油泵提前器柴油机燃油系统组成(2)高压喷油系统将输入的低压油加压到超过喷油器开启压力,以雾状喷入气缸。喷油泵、高压油管、喷油器,称为泵管嘴系统。也有喷油泵、喷油器合一的所谓泵喷嘴系统。一般柴油机燃油喷射装置指的是高压喷油系统。自动调节系统喷油提前器:转速变化时自动调整喷油正时。调速器:根据柴油机负荷的变化,自动增减喷油泵供油量,使转速保持稳定。柴油机燃油系统组成(3)高压喷射系统分类(控制方式、系统构成)机械液压控制直列泵高压油管喷油器分配泵高压油管喷油器单体泵高压油管喷油器泵喷嘴蓄电池电热塞起动机开关电
9、热塞控制单元油箱喷油器柴油滤清器电热塞带调速器的分配式喷油泵分配泵燃油系统每缸一个高压泵,一个泵只为一缸供高压油高压泵和喷油器合为一体,谓之泵喷嘴。每缸一个泵喷嘴凸轮轴挺柱调整螺钉调节齿轮推杆挺柱弹簧摇臂轴摇臂喷油正时柱塞顶杆拨杆调节拉杆柱塞柱塞套喷嘴进油口正时量规拨杆轴DetroitDiesel (GM)柴油机燃油系统组成(4)电控位置控制式+电控油量电控时间控制式直列泵高压油管喷油器分配泵高压油管喷油器分配泵系统单体泵系统泵喷嘴系统+控制高压油路通断的电磁阀柴油机燃油系统组成(5)电控时间、压力控制式(高压共轨)高压泵压力控制阀高压油轨电控喷油轨喷油器高压泵柴油滤清器油箱油器供油泵ECU柴
10、油机燃油供给系统柴油及其使用性能对柴油机燃油系统的要求柴油机燃油系统组成机械-液压控制的直列泵系统机械-液压控制的单体泵和泵喷嘴系统机械-液压控制的分配泵系统位置控制式电控燃油系统时间控制式电控燃油系统高压共轨式电控燃油系统机械-液压控制的直列泵系统低压供油系统喷油器直列泵喷油提前器调速器机械-液压控制的直列泵系统油箱供油泵柴油滤清器供油泵油箱柴油滤清器 低压供油系统(1)机械-液压控制的直列泵系统低压供油系统(2)柴油机滤清器两级滤清有的带油水分离器燃油滤清器盖粗滤滤芯细滤滤芯易换滤清器纸滤芯进油滤清器盖滤芯滤清器壳出油燃油滤清器(带水分离器)柴油中水份大,需要油水分离器。很多车上油水分离器
11、与燃油滤清器一体。集水室放水螺塞出油进油滤清器盖滤芯滤清器壳放水螺塞支承筒集水室封封 塞机械-液压控制的直列泵系统低压供油系统(3)供油泵偏心轮驱动一个泵塞出油单向阀进油单向阀密封圈分隔环挺弹 铝 进 挺 柱 密密 泵簧 泵 油 柱座 体 阀 体 圈圈出油接头出油阀弹簧 弹簧座进油接头驱动偏心轮喷油泵凸轮轴压力室吸油室单级供油泵喷油泵凸轮轴驱动偏心轮压力室吸油室双级供油泵机械-液压控制的直列泵系统低压供油系统喷油器直列泵喷油提前器调速器机械-液压控制的直列泵系统喷油器(1)功用将喷油泵供给的高压柴油以雾状喷入燃烧室。要求油束有一定的贯穿距离和喷雾锥角,油束形状和方向与燃烧室相适应;雾化质量好;