项目六 课题一 柴油机燃料供给系统主要部件的结构与工作原理（课件）-高二《汽车发动机构造与维修》同步教学（武汉大学出版社）

《汽车发动机构造与维修》 项目六 柴油机燃料供给系 1 项目描述 柴油发动机以其具有良好的燃油经济性、可靠性和低排放性等优点广泛应用于轿车、货车、客车及各种专用汽车上。它以柴油作为燃料，与汽油机相比，柴油黏度大、蒸发性差、自燃温度低，因此在混合气形成、着火和燃烧方式上都不同于汽油机，需要借助喷油泵和喷油器以高压喷射的方式在压缩行程末期喷入燃烧室，由此决定了柴油机燃料供给系与汽油机有较大区别。 2 课题一 课题二 柴油机燃料供给系的维护与调试 目录 CONTENTS 柴油机燃料供给系统主要部件的结构与工作原理 3 柴油机工作原理与汽油机不同，它采用高压喷射方法，在压缩行程接近终了时将燃油喷入汽缸，直接在汽缸内部形成混合气，借缸内空气的高温高压自行发火燃烧。因此柴油机供给系组成、构造与汽油机有很大区别。 柴油机的供给系组成如图6-1所示，其担负着柴油供给和空气供给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排除等作用。其结构组成包括以下几个方面： (1)燃油供给装置：燃油箱、输油泵、燃油滤清器、高压油泵、喷油器等。 (2)空气供给装置：空气滤清器、进气管等。 (3)混合气形成装置：燃烧室。 (4)废气排出装置：排气管、排气消声器等。 课题一 柴油机燃料供给系统主要部件的结构与工作原理 4 一、可燃混合气的形成、燃烧及燃烧室 （一）柴油 柴油是在533~623K的温度范围内，从石油中提炼出的碳氢化合物，含碳87%，氢12.6％，氧0.4％。而柴油机的使用性能指标如下。 发火性——指燃油的自燃能力，16烷值越高，发火性越好。 蒸发性——由燃油的蒸馏实验获得。 黏度——决定燃油的流动性，黏度越小，流动性越好。 凝点——指柴油冷却到开始失去流动性时的温度。 柴油按凝点分为10，0，－10，－20，－35等5个牌号，其凝点分别不高于10℃，0℃，－10℃，－20℃，－35℃，牌号越高，凝点越低。选用时，号数应比实际气温低5~10℃。 5 （二）可燃混合气的形成与燃烧 柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的。当活塞接近压缩上止点时，柴油喷入汽缸，与高压高温的空气接触、混合，经过一系列的物理、化学变化才开始燃烧，之后便是边喷射边燃烧。混合气的形成和燃烧是一个非常复杂的物理、化学变化过程。 1．柴油机可燃混合气形成的特点 (1)燃料的混合和燃烧是在汽缸内进行的。 (2)燃料的混合与燃烧的时间很短，—般只占15°~35°曲轴转角。 (3)柴油黏度大，不易挥发，必须以雾状喷入。 (4)可燃混合气的形成和燃烧过程是同时、连续重叠进行的，即边喷射、边混合、边燃烧。 6 2．柴油机的燃烧过程 可燃混合气的形成与燃烧大体分4个时期。 7 柴油机的燃烧过程 从喷油开始到开始着火燃烧为止。喷入汽缸中的雾状柴油并不能马上着火燃烧，汽缸中的气体温度虽然已高于柴油的自燃点，但柴油的温度不能马上升高到自燃点，要经过一段物理和化学的准备过程。也就是说，柴油在高温空气的影响下，吸收热量，温度升高，逐层蒸发而形成油气，向四周扩散并与空气均匀混合(物理变化)。 （1）备燃期 从燃烧开始到汽缸内出现最大爆发压力时为止。火源中心已经形成，已准备好了的混合气迅速燃烧。在这一阶段，由于喷入的柴油几乎同时着火燃烧，而且是在活塞接近上止点、汽缸工作容积很小的情况下进行燃烧的，因此汽缸内的压力P迅速增加，温度升高很快。 （2）速燃期 从出现最大爆发压力开始到出现最高温度为止。这一阶段喷油器继续喷油，由于燃烧室内的温度和压力都高，柴油的物理和化学准备时间很短，几乎是边喷射边燃烧，但因为汽缸中氧气减少，废气增多，燃烧速度逐渐减慢，汽缸容积增大，所以汽缸内压力略有下降，温度达到最高值，通常喷油器已结束喷油。 （3）缓燃期 缓燃期以后的燃烧。这一时期，虽然不喷油，但仍有一少部分柴油没有燃烧完，随着活塞下行继续燃烧。 （4）后燃期 8 3．柴油机混合气形成的要求 (1)必须要有足够的空气量和适当的柴油量。因为柴油燃烧放出热量是由于柴油和空气中的氧气在一定温度和压力条件下产生化学作用的结果，所以空气与柴油是放热的两个重要因素。 (2)喷油时刻要准确，混合气形成的规律应合适。汽缸中燃烧过程的主要放热阶段应该是上止点稍后，容积小可得到较高的压力，热效率高，热损失小，所以要求喷油时刻要准确，喷油过早、过晚对发动机工作都是不利的。 (3)喷油质量应与燃烧室形状相适应，形成均匀的混合气。雾化良好使喷油泵和喷油器的喷射质量与燃烧室相适应，燃烧室的形状使空气产生相应流动来促进混合。 (4)气流的搅动与燃料的性能相适应。 9 （三）燃烧室 当活塞到达上止点时，汽缸盖和活塞顶以及汽缸所组成的密闭空间称为燃烧室，图6-3所示为其示意图。燃烧室分为统一式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。统一式燃烧室是由凹顶