柴油机燃烧室
第5章 柴油机燃料供给系
第五章柴油机燃料供给系教学目的与要求1、掌握柴油机燃料供给系的组成，柴油的性能指标。
2、掌握柴油机燃烧室的分类，喷油器分类、组成与工作原理，以及柴油机燃烧室与喷油器类型之间的匹配关系。
3、掌握柱塞式喷油泵中的A型泵和转子分配式喷油泵中的VE泵的构造与工作原理。
4、了解两速调速器和全速调速器的构造和工作原理。
5、了解喷油提前角调节器及柴油机供给系的辅助装置。
6、掌握发动机进、排气系统的组成。
7、了解电控柴油供给系。
重点与难点1、喷油器分类、组成与工作原理。
2、柱塞式喷油泵和转子分配式喷油泵的构造与工作原理。
3、两速调速器和全速调速器的构造和工作原理。
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。
燃烧过程：高温压缩空气雾状柴油燃烧喷射物理化学变化持续喷射雾状柴油喷射柴油燃烧的主要特点（1）混合气的形成是在气缸内进行的。
（2）混合与燃烧的时间很短（0.0017～0.004秒）。
（3）柴油粘度大，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。
目录♦第一节柴油机燃料供给系组成及燃料♦第二节喷油器♦第三节喷油泵♦第四节调速器♦第五节柴油机燃油供给系辅助装置♦第六节柴油机进排气系统♦第七节PT燃油供给系统♦第八节电控柴油机简介第一节柴油机燃料供给系组成及燃料一、柴油机燃料供给系的功用及要求1）在适当的时刻，将一定数量的洁净燃油增压后以适当的规律喷入燃烧室。
各缸的喷油定时和喷油量相同且与柴油机运行工况相适应。
喷油压力、喷油雾化质量及其在燃烧室内的分布与燃烧室类型相适应。
2）在每一个工作循环内，各气缸均喷油一次，喷油次序与气缸工作顺序一致。
3）根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量，以保证柴油机稳定运转，尤其是稳定怠速，限制超速。
4）存储一定数量的燃油，保证汽车的最大续驶里程。
二、组成（一）柱塞式喷油泵柴油机燃油供给系示意组成（二）三、柴油柴油分为轻柴油和重柴油。
燃烧室结构对柴油机排放影响的模拟与试验研究
柴油机 具有较 好 的可靠 性 、 经济 性 和 较 高 的热 效率 ， 因而成 为农 业 机 械 和工 程 机 械 中较 普 遍 的 动
制缩 口率和 径深 比不 同 ， 通 过 对 ３种 燃烧 室 的数 值
模拟 ， 了解 缸 内油气 混合 物 的气 流运 动 ， 分 析排放 物
１号
Hale Waihona Puke ２号 ３号 ＮＯ 和 ｓ ｏ ｏ ｔ 的生成历 程 ， 为燃烧 室结构 的进 一 步设 计 和优化 提供 了依 据 。
图 １ 燃 烧 室 结 构
拟， 并通 过 试 验 研 究 了 ３种 燃 烧 室形 状 对 柴 油 机排 放 特 性 的 影 响 。结 果 表 明 ： 较 小的径 深比和较 大的缩 口率有利
于减 少 Ｎ０ 排放 ， 但是不利 于 ｓ ｏ ｏ ｔ 的氧化 ； 较 小缩 口 率 燃 烧 室 与较 小 进 气 涡 流 比 匹 配有 利 于减 少 Ｎ Ｏ 排 放 。 模
压缩 比１ ７ ． ５： １ ， 标定 转速 ３ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ， 标 定 功 率
５５ ｋＷ 。
格划分 ， １号 燃 烧 室 上 止 点 网 格 数 为 １ １ ｌ １ ２ Ｏ个 ，
２ 号燃 烧 室上 止点 网格数 为 ｌ ｌ ２ ４ ０ ０个 ， ３号 燃烧 室 上止 点 网格 数为 １ １ ４ ７ ２ ０个 ， 导入 Ｃ Ｆ Ｄ软 件 中生 成
２ 计 算 模 型 的选 取 及 边 界 条 件 的 确 定
２ ． １ 模 型 的建立
船舶柴油机教材_第二章 结构
第二章柴油机的结构及主要部件柴油机的主要部件是指燃烧室部件(活塞、气缸、气缸盖)、曲柄连杆机构(十字头、连杆、曲轴和轴承)、机架、机座和贯穿螺栓等部件。
这些部件构成柴油机的主体，它们工作得好坏不但直接影响柴油机的技术性能指标，而且还和安全航行密切相关。
统计表明，船用柴油机主要部件发生的故障占柴油机故障总数的90%左右，其中燃烧室部件故障约占故障总数的50%。
因此，轮机管理人员应该深入了解主要部件，这是降低柴油机故障发生率的重要一环。
第一节柴油机的总体结构一．柴油机的基本组成船舶柴油机的结构比较复杂，它是由许多机构和系统组成。
尽管各种柴油机的结构、型号各异，但从工作原理和总体结构上则有很多共同之处。
柴油机主要由以下机构和系统组成1．主要固定件柴油机的主要固定件由机座、机架、气缸和气缸盖等组成，对于中小型柴油机常将气缸体和机架做成一体称为机体，并省去机座代之以轻便的油底壳。
它们构成了柴油机的骨架，支撑运动件和辅助系统。
2．主要运动件柴油机的主要运动件由活塞、连杆组件及曲轴组成，对于大型低速柴油机还有十字头组件。
活塞与气缸及气缸盖构成燃烧室，保证柴油机工作过程的进行，同时通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动，使燃气推动活塞的动力通过曲轴以回转的方式向外输出。
3．配气机构及换气系统配气机构由进排气阀、气阀传动机构、凸轮轴及凸轮轴传动机构组成。
进排气系统由空气滤器、进排气管和消音器组成，对于增压柴油机还有增压器及空冷器。
它们的作用是按照工作循环的需要，定时地向气缸内供应充足、清洁的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出气缸。
4．燃油系统燃油系统由燃油供给系统和燃油喷射系统组成。
燃油供给系统是把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口端。
该系统通常由加装和测量、贮存、驳运、净化处理、供给五个基本环节组成。
燃油喷射系统由喷油泵、喷油器和高压油管组成，其作用是定时、定量地向燃烧室内喷入雾化良好燃油，保证燃烧过程的进行。
第六章：柴油机燃料供给系统
柴油及其使用性能
汽车构造
2)蒸发性：指柴油蒸发汽化的能力，用柴油馏出 某一百分比的温度范围即馏程和闪点表示。比如， 50％馏出温度即柴油馏出50％的温度，此温度越 低，柴油的蒸发性越好，混合气形成速度就越快， 易完全燃烧。但蒸发性过高，则会使全部柴油迅 速燃烧，缸内压力急剧升高，柴油机工作粗暴。 闪点低，蒸发性好。
空间雾化混合
油雾的形成 燃料以高压、高速从喷油器以 圆锥形的油束喷出，由于受到 高密度空气的摩擦阻力作用， 被分裂为许多油线进而成为油粒。
空气的运动促进混合 将燃油喷成雾状油束是混合气 形成的第一步，其次是使油粒
分布得更均匀。
汽车构造
空间雾化混合
汽车构造
最有效的措施：空气运动 多采用两种办法:（l）使进气产生涡流;（2）产生挤压涡流
油膜蒸发混合
它是将柴油喷向球形油膜燃 烧室的壁面上,在强烈地空气 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,必然有 少量油粒（5％）悬浮在空间， 形成着火源。油膜在热能作 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。
混合气的形成（空间雾化混合或油膜蒸发混合）、 点火和燃烧方式不同于汽油机;
柴油机的a＞1，燃烧充分，排气污染小；
柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本 较高;
柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬 季冷车时起动困难;
排气噪声大，颗粒排放严重，废气中含SO2多
柴油及其使用性能
燃烧室形状对柴油机缸内气流运动影响的数值模拟研究
统 三要 素 ）三者 之 间 的综 合 配 合 是 影 响性 能 的关 键 ｌ ： ｌ ＿ 。
燃烧 室 形状 的主 要 参数 有 ：燃烧 室 的 口径 比、径深
柴油 机燃 烧 室 的形状 对混 合 气 的形 成和 燃烧 过 程质 量及 Ｉ 比、燃烧 室底 部 凸 台 的形状 和体 积 大小 以及 燃烧 室 断面
１２
ｌ
燃 烧 室形 状 设 计 及 网格 划 分
为 了研 究 燃烧 室 中央 凸 台对 缸 内气 流 运 动 的影 响 ．
作 者 简 介 ：喻 超 （９ ６ ，男 ，湖 北麻 城 人 ，本 科 。 专业 ：热 － １ ８ －）
在保 证柴 油 机压 缩 比 、燃 烧 室 口径 比 、径深 比不 变 的前 提下 设计 了三种 不 同形 状 凸台 的缩 １ ３型燃烧 室 。并具 有
并 利 用 Ｃ Ｄ软 件 Ａ ｉ Ｆ ＶＬＦｒ 柴 油 机 缸 内气 流 运 动 特性 ｅ对 进行 数值 模 拟研 究 。
理论 ，促 进燃 烧 后期 的混合 ，避 免 在活 塞下 行 时空 气 的
Ｉ 逆挤 流使 混 合气 全部 进 入挤 流 区 。凸 台高度 和 凸 台角度
ｆ 的设 计应 以尽 量 减少 凸 台上 部分 的 容积 为原 则 ，但是 从
台与 侧壁 间 的过 渡半 径来 确 定 ，其 中燃 烧室 底部 凸台 的 ｌ 可 以 占去这 部分 容 积 ，提高 空气 利用 率 ；二是 缩 日燃烧 形状 对缸 内中 的气流 运 动特 性影 响 较大 ，进 而 对柴 油机 ｌ 室底 部 凸 台可将 旋转 的 气流 挤 向燃 烧室 的外 侧 ，使 涡流
八柴油机燃烧与汽油机对比PPT课件
2. 掌握影响着火延迟期的因素
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汽油机燃烧复习
1）混合气准备 2）起燃 3）燃烧速度的规律 4）定容燃烧比例 5）循环稳定性与单点起燃 6）爆燃与预混合 7）预混合--定容燃烧--经济性?爆燃--压缩比 8）解决：预混合又不爆燃其它燃烧组织方式？
从降低排放的角度燃烧起 点已经在上止点后。
柴油机着火延迟期（4.2 ～ 18)*n/1000，一般θi=8 ° ~12°， 滞后时间τi=0.7~3ms （汽油机n高， θi= 10～20oCA）
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n 60
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D
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2 速燃期
放 热 量 只 占 不 足 20% ； 粗暴性、经济性。 C 点在 上 止 点 后 6~10℃A ） （ 从 经济性考虑） （汽油机： 10~15℃A 。
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汽油机燃烧的特点
（放）热量的时刻 速燃期结束点(工质能量的涨消)
1 着火延迟
6
2 预混合燃烧阶段
预先混合好的可燃混合气（上阶段喷入的一部分）<20%总量
在空燃比、压力、温度 以及流速等条件合适处 瞬间、多点迅速燃烧， 压力(温度)迅速上升
量=预混合量=f(着火延迟期、……) 瞬时燃烧速度(放热率)远高于汽油机
影响pzmax 、Δp/Δφ高最高燃烧速度
本阶段结束处，燃烧速 度突然下降(上止点后 6~10℃A)，p趋于最大， 但温度依然在迅速上升 ，未达到最高。
柴油机燃料供给系
由于混合气先在辅助燃烧室燃烧后主燃
烧室再燃烧，发动机工作柔和，排气污染小。
但分隔式燃烧室散热损失和节流损失较大，启
动性和经济性较差，必须用更高的压缩比而且 要在辅助燃烧室中安装启动电热塞。涡流室和 预燃室多用于小型高速柴油机上，缸径一般在 l00mm以下。
5.3 喷油器
5.3.1 喷油器的结构与工作原理
5-13 轴针式喷油器
1-针阀 2-针阀体 3-密封锥面 4-轴针
图5-14 轴针式喷油器的喷油
轴针式喷油器喷孔直径一般在1～3mm 范围内，喷油压力为10～14Mpa。喷孔直 径大，加工方便。工作时由于轴针在喷孔 内往复运动，能清除喷孔中的积炭和杂物， 工作可靠。它适用于涡流室式燃烧室和预 燃室式燃烧室。
图5-37 柴油机喷油泵连接器
1-连接盘 2、5、8、11、13-螺钉 3、6、9、12、14-垫圈 4、10-钢片组 7-十字架
安装时要求驱动端与喷油泵凸 轮轴端中心线同心度不大于0.3mm， 摆角不大于0.5°，伸长或压缩误差 不大于±0.5mm。
5.7.1 输油泵
输油泵的作用是将燃油从油箱内把 燃油吸出，经燃油滤清器滤清后输送至喷 油泵足够数量及一定压力的燃油。输油泵 有活塞式、膜片式、齿轮式和叶片式等几 种。活塞式输油泵由于工作可靠，目前广 泛应用，CA6110型柴油机均采用该输油 泵，如图5-41所示。
4.第四阶段为后燃期在此期间，压力和温 度均降低。 由于柴油的蒸发性和流动性较差，且柴油 机混合气形成时间极短，使得柴油难以在燃烧 前彻底雾化蒸发并同空气均匀混合，即柴油机 可燃混合气的品质较差。因此，柴油机采用较 大的过量空气系数，使喷入气缸的柴油能够燃 烧得比较完全。
为改善混合气形成条件，不致出现太长的 备燃期，保证柴油机工作柔和，除了选用十六 烷值较高的柴油，采用较高的压缩比（15～ 22），以提高气缸内空气温度，促进柴油蒸发 等，还要求喷油器必须有足够的压力，一般在 10MPa以上，以利于柴油的雾化。此外，在燃 烧室内形成强烈的空气运动，促进柴油与空气 的均匀混合。
柴油机飞车的原因及应急处理措施
柴油机飞车的原因及应急处理措施
柴油机飞车是指柴油机在工作过程中突然加速并无法控制的现象。
飞车通常是由以下几种原因引起的：
1. 空气进入燃油系统：空气进入柴油系统会导致柴油机无法正常燃烧，从而引起飞车。
空气可能进入燃油系统是由于柴油泵密封不良或柴油管路泄漏等原因引起的。
2. 燃烧室温度过高：柴油机燃烧室温度过高会导致柴油提前燃烧，从而引起飞车。
3. 燃油喷射系统故障：燃油喷射系统故障会导致柴油喷射量过大或时间过长，进而引起飞车。
针对柴油机飞车的应急处理措施如下：
1. 立即切断燃油供给：通过关闭燃油阀门或切断燃油泵电源等方式，迅速停止燃料供给，避免进一步的飞车。
2. 即刻将车辆切换到空档或刹车：通过将车辆切换到空档或者迅速踩下刹车，以减缓车速和停止车辆前进。
3. 关闭发动机：在确保车辆安全后，及时关闭发动机，避免发动机继续运转。
4. 寻求专业帮助：如果无法自行解决问题或者不确定原因，应立即联系专业的维修人员进行检查和修复。
注意：根据具体情况，可能需要采取不同的应急处理措施，最重要的是保持冷静和安全。