汽车柴油发动机燃料供给系统解析

2023-08-19 理论教育版权反馈

【摘要】：②对柴油发动机燃料供给系统进行总体认识，识别喷油器、柴油滤清器、喷油泵及调速器等零部件的具体位置。2）组成及原理柴油发动机燃油供给系统由燃油供给、空气供给、混合气形成及废气排出4部分组成。②认识柴油机燃料供给系统的整体结构，识别各组成部分，确定各部分的安装位置，并说明各部分的功用。实施步骤①依照任务工作单的引导，观察认识所用实训车辆柴油机燃料供给系统各个组成部分，并填写任务工作单。

能力标准

学完本任务，你应获得以下能力：

能正确认识柴油发动机燃料供给系统各零部件及其安装位置。

任务描述

请以下列任务为指导，完成相关知识的学习和实施练习：

①就柴油发动机查找和记录柴油发动机燃料供给系统喷油器、柴油滤清器、喷油泵及调速器等各零部件型号。

②对柴油发动机燃料供给系统进行总体认识，识别喷油器、柴油滤清器、喷油泵及调速器等零部件的具体位置。

相关知识

柴油发动机燃料供给系统

（1）柴油发动机燃料供给系统概述

1）功用

柴油机燃油供给系统的功用是根据柴油机工作的要求，定时、定量、定压地将良好雾化质量的柴油，以一定喷油规律喷入燃烧室与空气相混合，为柴油-空气混合气的形成与燃烧提供良好条件。燃油供给系统的工作，将直接影响到柴油机的工作性能。

2）组成及原理

柴油发动机燃油供给系统由燃油供给、空气供给、混合气形成及废气排出4部分组成。一般由柴油箱、油管、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、调速器及喷油器等部件组成。如图4.1所示为柴油机燃油供给系统简图。

①燃油供给系统主要由柴油箱、输油泵、低压油管、滤清器、喷油泵、高压油管、喷油器及回油管等组成。

②空气供给系统主要由空气滤清器和进气管等组成，有的还有增压器。

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图4.1　柴油机燃油供给系统简图

1—柴油精滤器；2、6—回油管；3—高压油管；4—喷油器；5—涡流室；7—喷油泵；8—输油泵；9—调速器；10—柴油粗滤器；11—燃油箱

③混合气形成装置是燃烧室。

④废气排出系统则由排气管及排气消声器组成。

柴油机运转时，柴油自油箱在输油泵的吸力作用下经低压油管被吸入输油泵，并以0.15～0.3 MPa的压力压至柴油精滤器，经过滤清后的清洁柴油被送入喷油泵，再经过喷油泵增压后经高压油管送到各缸的喷油器，最后喷入燃烧室与压缩的空气进行混合和燃烧。从喷油器针阀偶件泄出的少量柴油，经回油管流回柴油箱。因为输油泵的供油量大于喷油泵的用量，多余的柴油经单向回油阀送回输油泵，在有的柴油机上回油则直接回到柴油箱。

通常将柴油机燃油供给系统分成两部分：从柴油箱至喷油泵的油路称为低压油路，油压一般为0.15～0.3 MPa；经喷油泵至喷油器的油路称为高压油路，油压一般为10 MPa以上。

（2）可燃混合气的形成与燃烧室

柴油机可燃混合气的形成和燃烧的条件都比较恶劣。柴油黏度大，必须通过高压喷射，促进其雾化、蒸发并与空气混合，形成按一定比例构成的空气-燃料蒸气的混合物，称为可燃混合气。因此，柴油机燃料供给系统配置了高压喷油泵和喷油器。柴油机在进气过程中进入汽缸的是空气，在压缩接近终了时，柴油才被喷射进入汽缸。从柴油开始喷入可燃混合气着火，对应的曲轴转角为15°～35°CA，如果发动机转速为2 000 r／min，对应的时间才只有0.001 25～0.002 92 s。由此可知，柴油机混合气形成的时间极短，因此，为了加速混合气的形成，在柴油机上要组织一定强度的空气涡流，如进气涡流和压缩涡流。

柴油机压缩冲程接近终点，汽缸内空气温度上升到750～950 K，超过了柴油的自燃温度。此时喷油器将一定量高压柴油喷入汽缸并形成可燃混合气。可燃混合气中的柴油分子与空气中的氧分子在高温下发生化学反应，直至自燃着火。随即开始迅速燃烧并膨胀做功。根据汽缸内温度和压力变化的特点，可将柴油机内混合气的形成与燃烧按曲轴转角分为4个时期，如图4.2所示。

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图4.2　汽缸压力与曲轴转角的关系

Ⅰ—备燃期；Ⅱ—速燃期；Ⅲ—缓燃期；Ⅳ—后燃期

①备燃期

备燃期是指从喷油开始到着火燃烧为止。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。

随着柴油温度升高，少量的柴油分子首先分解，并与空气中的氧分子进行化学反应，具备着火条件而着火，形成了火源中心，为燃烧做好了准备。这一时期很短，一般仅为0.000 7～0.003 s。

②速燃期

速燃期是指从燃烧开始到汽缸内出现最大压力为止。火源中心已经形成，已准备好的混合气迅速燃烧，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。

③缓燃期

缓燃期是指从出现最高压力开始到出现燃气最高温度点为止。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。

④后燃期

后燃期的终点一般难以确定。由于柴油机可燃混合气形成时间较短，又受到柴油蒸发性的限制，使得柴油难以在燃烧前实现与空气完全均匀混合。总有少量柴油直到膨胀过程才能燃烧，甚至要延续到排气过程。这一时期，汽缸燃气不断膨胀，压力迅速下降，由于氧气量越来越少，燃烧很缓慢。燃烧所放出的热量不能被充分利用来做功，但会导致排气温度升高，使柴油机燃料经济性变差。

任务实施

实施要求

☞任务目标与要求

①小组成员分工协作，利用实训资料，依据任务工作单制订工作计划，并通过小组自评或互评检查工作计划。

②认识柴油机燃料供给系统的整体结构，识别各组成部分，确定各部分的安装位置，并说明各部分的功用。

③能识别柴油机燃料供给系统的布置形式，并描述燃油输送路线。

☞注意事项

在任务实施过程中，严格遵守相关实验实训制度和规范的要求，注意职场健康与安全需求，做好废料的处理，并保持工作场所的整洁。

实施步骤

☞准备工作

①小组接受工作任务，准备实训车辆，清理场地，做好实施准备工作。

②组长带领组内成员阅读任务工作单，查阅相关手册或指导书，合理分工，制订任务计划，并检查计划的有效性。