1、4.3 4.3 柴油供给系结构认知柴油供给系结构认知 淮安信息职业技术学院淮安信息职业技术学院 汽车工程系汽车工程系 2019 2019年年4 4月月主要教学内容：主要教学内容：l1.1.柴油性能认识及选用柴油性能认识及选用l2.2.传统柴油机供给系认识传统柴油机供给系认识l3.3.电控柴油机技术发展电控柴油机技术发展4.3.1 4.3.1 柴油性能认识及选用柴油性能认识及选用 一、柴油成分一、柴油成分 l1 1、柴油分类、柴油分类残渣型柴油车用柴油轻柴油馏分型柴油我国柴油细分及应用：我国柴油细分及应用：l我国柴油主要分为馏分型和残渣型两类。l馏分型柴油机燃料即为轻柴油和车用柴油，前者适用于轿
2、车、汽车、拖拉机、内燃机车、工程机械、船舶和发电机组等压燃式发动机；后者主要用于压燃式柴油发动机汽车。l残渣型柴油机燃料目前主要用于船用大功率、低速柴油机，故又称为船用残渣燃料油。（1 1）车用柴油）车用柴油l特别是轿车用柴油，必须使用十六烷值在50以上、硫含量低于500ppm、氧化安定性不高于2.5mg/100ml的柴油。l车用汽油为透明液体，一般为白色，气味较大，比水轻，易挥发，易燃易爆。（2 2）轻柴油）轻柴油l十六烷值仅在45，硫含量要求不高于2000ppm，因此，无法满足柴油轿车的行驶要求。l轻柴油的颜色为浅黄色或微红色，气味较大，易燃易爆。l目前国内加油站销售的柴油多数是轻柴油。中
3、国石化在北京、广州等城市已经开始供应车用柴油。2 2、轻柴油的馏分、轻柴油的馏分l轻柴油是在270-350的温度范围内从石油中提炼出来的，是由87%的碳，12.6%的氢和0.4%的氧组成的茶黄色液体碳氢化合物。二、柴油的性能指标二、柴油的性能指标l（1）燃烧性燃烧性l（2 2）低温流动性）低温流动性l（3 3）蒸发性）蒸发性l（4 4）黏度）黏度l（5 5）腐蚀性）腐蚀性l（6 6）安定性）安定性l（7 7）清洁性）清洁性1 1、燃烧性（抗爆性）、燃烧性（抗爆性）l柴油的燃烧性指柴油在燃烧时的工作稳定性。l影响柴油机爆震的因素较多，其中柴油的着火性（或称发火性）是主要因素之一。评价指标有：评价
4、指标有：十六烷值、自燃点l（1）十六烷值十六烷值是表示柴油在发动机中着火性能的一个约定量值。l（2）自燃点指能使柴油自行着火燃烧的温度。对柴油燃烧性的要求：l要求轻质柴油和车用柴油有良好的燃烧后性，十六烷值适宜，自燃点低，燃烧完全，发动机工作稳定性好，不发生爆震现象，能发挥应有的功率。部分燃油的闪点和自燃点部分燃油的闪点和自燃点 油品油品闪点闪点自燃点自燃点汽油汽油28 510530煤油煤油2845380425轻柴油轻柴油45120350380重柴油重柴油120 3003302 2、低温流动性、低温流动性l低温流动性指柴油在低温条件下所具有的一定流动性状态的性能。l若低温流动性好，则能保证柴油
5、在低温条件下可靠地喷入汽缸；若低温流动性差，则汽车在低温条件下使用时，会因柴油失去流动性而中断供油，导致汽车无法行驶。评价指标有：评价指标有：凝点、浊点、冷凝点 l（1）凝点（或称凝固点）指在规定条件下，柴油冷却到液面不能移动时的最高温度。l（2）冷滤点指在规定条件下，柴油不能以20ml/min的流量通过一定规格过滤器的最高温度。3 3、蒸发性、蒸发性l蒸发性指柴油由液态转化为气态的性能。评价指标有：评价指标有：馏程、闪点l（1）馏程与汽油略有不同，车用柴油的馏程主要用50%、90%和95%回收温度评价。l（2）闪点将可燃性液体在专门仪器和规定条件下加热，其蒸气与空气形成的混合气与火焰接触，发
6、生瞬间闪火的最低温度。4 4、黏度、黏度l黏度是保证车用柴油正常输送、雾化、燃烧及油泵润滑的重要质量指标，黏度关系到发动机供油系统（滤清器、油泵、喷嘴）的正常工作。轻柴油和车用柴油对黏度的质量要求：轻柴油和车用柴油对黏度的质量要求：l黏度适宜，即具有良好的流动性，以保证高压油泵的润滑油和喷油雾化的质量，利于形成良好的混合气。评价指标有：评价指标有：动力黏度、运动黏度l动力黏度与运动黏度之间有简单的换算关系，车用柴油的黏度用运动黏度评价。l（1）动力黏度表示柴油在一定剪切应力下流动时内摩擦力的量度。l（2）运动黏度表示柴油在重力作用下流动时内摩擦力的量度。5 5、腐蚀性、腐蚀性l柴油中的硫燃烧后
7、的生成物对发动机具有强烈的腐蚀性，还严重污染环境。l评价指标有：硫含量、硫酸硫含量、酸度、铜片腐蚀、水溶性酸或碱。6 6、安定性、安定性l柴油在运输、贮存和使用过程中保持颜色、组成和使用性能不变的能力。l评价指标有：催速安定性沉渣、碘值、实际胶质、10%蒸余物残炭。7 7、清洁性、清洁性l柴油机供给系的主要部件对柴油的清洁程度要求极高。l评价指标有：灰分、水分和机械杂质。三、柴油的牌号及选用三、柴油的牌号及选用l1 1、柴油牌号、柴油牌号l我国生产的柴油按柴油凝点来划分柴油牌号。l2009年6月12日，我国正式公布车用柴油标准GB19147-2009代替车用柴油标准GB19147-2019，新
8、标准于2019年1月1日起在全国执行。该标准将车用柴油按凝点划分为5号、0号、-10号、-20号、-35号和-50号共6个牌号。l柴油牌号柴油凝点柴油价格。疯涨的油价 我国部分城市我国部分城市燃油价格燃油价格 2 2、柴油的选用、柴油的选用l柴油的选用原则柴油的选用原则按季节或地区的按季节或地区的环境温度来选择。所选用的柴油牌号环境温度来选择。所选用的柴油牌号一般比环境温度低一般比环境温度低5-105-10左右。左右。l根据GB19147-2009标准要求，选用车用柴油牌号应遵循以下原则：l5号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在8以上的地区使用；l0号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在
9、4以上的地区使用；l10号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在5以上的地区使用；l20号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在14以上的地区使用；l35号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在29以上的地区使用；l50号轻柴油适用于风险率为10%的最低气温在44以上的地区使用。四、柴油的使用四、柴油的使用l1 1、柴油使用的注意事项、柴油使用的注意事项l（1）柴油在储存、运输、使用中应注意严防混入机械杂质和水分。l（2）柴油的储存容器、加注工具、柴油机供给系统应定期清洗，保持清洁。l（3）不同牌号的柴油不能混合使用。l（4）在低温条件下使用柴油机可采取以下措施：l1）使用低牌号柴油。l2）采
10、用预热柴油机供给系统的方法防止柴油凝固。l3）往高凝点柴油中掺入20%40%的灯用煤油。绝不可向柴油中掺入汽油。l4）向进气管内喷入起动液协助起动。2 2、汽车节油的技术与途径、汽车节油的技术与途径l（1）对汽车进行技术改进l1）提高压缩比。l2）改进进、排气系统。l3）采用电控柴油喷射技术。l4）闭缸节油技术。l5）减轻汽车整备质量。l（2）提高汽车的技术状况提高维修质量l（3）提高驾驶员的驾驶技术l预热保温、中速行驶、脚轻手快、合理滑行、正确制动。l（4）加强管理4.3.2 4.3.2 传统柴油机供给系认识传统柴油机供给系认识 一、柴油机的特点及应用一、柴油机的特点及应用l1、汽油机和柴油
11、机工作过程比较、汽油机和柴油机工作过程比较2、柴油机与汽油机相比的特点、柴油机与汽油机相比的特点l（1）工作原理上的特点l气缸内混合，压燃式着火，边喷边混边燃烧，压缩比大。l（2）热效率高，功率大，油耗低，故障少。l（3）排气污染小。l（4）起动困难，噪音大，转速低，烟尘污染大。l（5）质量大，制造成本高，维修费用高。3、柴油机技术的发展、柴油机技术的发展l1892年，德国的鲁道夫狄塞尔（Rudolf Diesel）发明了柴油机。l1976年，德国大众首先在高尔夫轿车上采用柴油发动机。l1990年，德国大众首次推出增压、直喷柴油机。l1993年，开发出四缸涡轮增压直喷柴油发动机（TDI）。l2
12、019年，开发出自然吸气式直喷（SDI）柴油发动机。l2019年，开发出变截面涡轮增压器。l2019年，开发出泵喷嘴技术。4、柴油机的应用、柴油机的应用l在现代汽车发动机中，除乘用车以外，几乎都是柴油车。l小知识：小知识：2019年中国汽车产销量、柴油机产销量年中国汽车产销量、柴油机产销量l2019年，中国汽车产量1841.89万辆，同比增长0.84%；汽车销量1850.51万辆，同比增长2.45%。乘用车产量1448.53万辆，同比增长4.23%；乘用车销量1447.24万辆，同比增长5.19%。l2019年，中国全年柴油机分别完成358.96万台和375.29万台的产销量，同比分别下降9.
13、11%和5.89%。销量排名前十家柴油机企业共销售柴油机307.0745万台，占柴油机累计销售总量的81.83%。2019年中国柴油机制造企业销量排名 二、柴油机可燃混合气的形成二、柴油机可燃混合气的形成l1 1、柴油机可燃混合气的形成特点、柴油机可燃混合气的形成特点l（1）可燃混合气的混合和燃烧是在气缸内进行的。l（2）混合空间小，混合时间极短（0.00170.004s）。l（3）柴油粘度大，蒸发性差，不易雾化，不利于可燃混合气的形成。l（4）可燃混合气成分不均匀，可燃混合气浓度变化范围很大。l（5）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时、连续、重叠进行，边喷射，边混合，边燃烧，可燃混合气成分不断
14、变化。l（6）可燃混合气的形成方式与燃烧室的型式和形状有关。2、对可燃混合气形成的基本要求、对可燃混合气形成的基本要求l（1）过量空气系数 1。l（2）柴油雾滴喷射均匀细小，射程足够。3、影响可燃混合气形成质量的因素、影响可燃混合气形成质量的因素l（1）可燃混合气的浓度。l（2）可燃混合气的均匀度。l1）柴油喷射质量供油系统决定。l2）气流扰动形式燃烧室的型式决定。4、可燃混合气的形成方式、可燃混合气的形成方式 油膜蒸发混合空间雾化混合空间雾化混合方式空间雾化混合方式l形成过程将柴油喷射到燃烧室空间，形成雾状混合物，再在空间蒸发形成混合气。l要求使柴油高度雾化，并与燃烧室形状相配合，并利用燃烧
15、室中的空气运动促进混合。油束的特性要求：油束的特性要求：l对喷雾锥角、射程、雾化质量有一定的要求。产生空气扰动：产生空气扰动：l产生进气涡流和挤压涡流。油膜蒸发混合方式油膜蒸发混合方式l形成过程将柴油喷射到燃烧室壁面上形成油膜，油膜在燃烧室内高速旋转气流和壁面热能的作用下，逐层蒸发，并与空气均匀混合。l要求采用球形燃烧室。油膜的形成和气体的分离运动油膜的形成和气体的分离运动 复合式混合方式复合式混合方式l形成过程将空间雾化混合燃烧和油膜蒸发混合燃烧混合使用，低速时以空间雾化混合为主，高速时以油膜蒸发混合为主。l要求采用U形燃烧室。注意点：注意点：l目前，多数柴油机以空间雾化混合为主，仅球形燃烧
16、室以油膜蒸发混合为主。5、柴油机的燃烧过程、柴油机的燃烧过程l可燃混合气燃烧过程是柴油机工作过程的核心部分，为便于分析，可将柴油机燃烧过程人为地划分为四个阶段：备燃期、速燃期、缓燃期和后燃期。柴油机的燃烧过程柴油机的燃烧过程 6、柴油机工作的特点、柴油机工作的特点 l（1）工作粗暴。l（2）排气冒烟多。l（3）噪音大。三、柴油机供给系的基本工作原理三、柴油机供给系的基本工作原理 1 1、柴油机供给系的功用、柴油机供给系的功用l按柴油机工作循环及各种工况的要求，将清洁的柴油定时、定压、定量并以一定的喷油质量喷入燃烧室，与空气进行迅速而良好地混合、燃烧，并将燃烧后产生的废气排入大气。2、柴油机供给
17、系的基本组成、柴油机供给系的基本组成 柴油机供给系四大组成部分：l（1）柴油供给部分柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器、油管等。l（2）空气供给部分空气滤清器、进气管道、增压器等。l（3）可燃混合气形成装置燃烧室。l（4）废气排出部分排气管道、消声器等。几个注意点：l（1）区分高、低压油路。l低压油路：柴油箱喷油泵，p=0.15-0.30Mpa。l高压油路：喷油泵喷油器，p10Mpa以上。l（2）多余柴油的回流。l（3）柴油滤清器一般有两级或两级以上。l（4）保证各气缸供油的一致性。3、柴油机供给系的工作过程、柴油机供给系的工作过程 四、柴油机供给系的主要部件四、柴油机供给系的主要部件
18、l（一）输油泵（一）输油泵1、输油泵的功用、输油泵的功用l使柴油产生一定的压力，克服柴油流动阻力及高度形成的压差，向喷油泵输送足够的、稳定的柴油。2、对输油泵的要求、对输油泵的要求l（1）有足够的供油能力。l（2）供油量能随柴油机符负荷的变化自动调节。注意点：注意点：l（1）p=0.15-0.30Mpa。l（2）输油泵的输油量一般为柴油机全负荷需要量的3-4倍。3、输油泵的类型、输油泵的类型 齿轮式输油泵活塞式输油泵滑片式输油泵膜片式输油泵4、输油泵的安装部位及驱动方式、输油泵的安装部位及驱动方式l多缸柴油机输油泵多安装在喷油泵体上，由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动。5、活塞式输油泵的组成构造、活
19、塞式输油泵的组成构造l由泵体、泵盖、活塞、活塞弹簧、单向进油阀、单向出油阀、手油泵等组成。6、活塞式输油泵的工作过程、活塞式输油泵的工作过程 工作过程：l（1）准备压油过程l当偏心轮凸起顶起滚轮推动推杆前移活塞克服活塞弹簧弹力向前移动泵腔前腔容积减小，压力增大；泵腔后腔容积增大，压力减小进油阀关闭，出油阀打开前腔的柴油被压向后腔。l（2）吸油、压油过程l当偏心轮凸起顶起滚轮活塞向后运动，l泵腔前腔容积增大，压力减小进油阀打开 柴油经进油管进入前腔；l泵腔后腔容积减小，压力增大出油阀关闭柴油经出油管压出。l此过程中，同时完成吸油和压油。7、活塞式输油泵的工作特点、活塞式输油泵的工作特点l（1）柴
20、油机在一个工作循环中，偏心轮旋转一周，输油泵泵油一次。l（2）吸油过程和压油过程是同时进行的。l（3）输油泵泵油量大于喷油泵泵油量。8、手油泵的作用、手油泵的作用l在柴油机长时间停止工作或柴油机低压油路维修后，在柴油机起动前，排除油路中的空气，使泵腔和整个油路充满柴油，便于柴油机的起动。（二）喷油泵（二）喷油泵 1、喷油泵的功用、喷油泵的功用 l按柴油机工作循环和不同工况的要求，将输油泵输来的低压柴油产生一定的压力和流量，定时、定压、定量供给喷油器。2、对喷油泵的要求、对喷油泵的要求l（1）定时、定压、定量。l（2）供油迅速，断油干脆。l（3）各缸供油次序与发火顺序一致。l（4）各缸供油量均匀
21、一致。l（5）各缸供油提前角相等，持续角一致。3、喷油泵的类型、喷油泵的类型 喷油器油泵转子式分配泵柱塞式喷油泵-4、柱塞式喷油泵的组成构造、柱塞式喷油泵的组成构造 l主要由泵体、分泵、油量调节机构、驱动机构四部分组成。5、柱塞式喷油泵的驱动方式、柱塞式喷油泵的驱动方式 l由曲轴正时齿轮直接或间接驱动。12曲泵泵曲zznni6、喷油泵凸轮轴的结构特点、喷油泵凸轮轴的结构特点l（1）凸轮轴的前端通过联轴器与喷油泵正时齿轮的输出轴相连，后端与调速器相连。l（2）凸轮数=分泵数=气缸数。l（3）相邻工作两缸凸轮间的夹角。l（4）通常在喷油泵凸轮轴中部制有驱动输油泵的偏心轮。（三）调速器（三）调速器l
22、1、调速器的作用、调速器的作用l当柴油机负荷改变时，自动改变喷油泵供油量的多少，使柴油机始终维持在稳定的转速范围内运转。注意点：l对在良好的道路上行驶的汽车来说，多用于限制柴油机的最高转速nmax和保持稳定的最低转速nmin（怠速）。2、调速器的种类、调速器的种类l按调节范围分为：全速式调速器两速式调速器等速调速器3、离心式调速器的工作原理、离心式调速器的工作原理 工作过程分析：l（1）柴油机不工作时l操纵臂和供油拉杆在熄火位置，调速弹簧的预紧力使滑套左移，飞锤收拢，离心力推力FA=0，调速器不工作。l（2）柴油机工作时l操纵臂和供油拉杆处于某一工作位置。装在喷油泵凸轮轴后端的飞锤旋转，飞锤在
23、离心力的作用下向外张开。离心力产生的轴向推力FA和调速弹簧的推力FB在某一转速下相平衡，使调速器和喷油泵保持在相应位置处工作。调速过程：l当柴油机转速变化，调速器转速变化，飞锤离心力及其推力FA变化，FA和FB失去平衡，滑套位移，调速杠杆移动，供油量变化，柴油机的扭矩上升或下降，与变化了的负荷MQ重新平衡，稳定到接近原来的转速的位置。l（1）当Me=MQ时柴油机处于平衡状态，稳定的运转；FA=FB，滑套不动，调速器处于平衡状态，维持供油量。l（2）MeMQ时柴油机失去平衡，转速降低；FAMQ时转速升高，FAFB，滑套右移，自动减油，又获得新的平衡。（四）喷油器（四）喷油器 1、喷油器的功用、喷
24、油器的功用 l将喷油泵输送来的高压柴油雾化，并以一定的喷注形式定量地喷入燃烧室，与空气迅速、良好地混合和燃烧。2、对喷油器的要求、对喷油器的要求l（1）具有一定的喷射压力和射程。l（2）具有合适的喷雾锥角和良好的雾化质量。l（3）喷注形状和燃烧室相适应。l（4）喷油迅速，断油干脆。l（5）最理想的喷油特性是：在每一循环的喷油过程中，开始喷油少，中期喷油多，后期喷油少。l（6）对于多缸柴油机，各缸喷油器喷油量应均匀一致。3、喷油器的类型、喷油器的类型 轴孔式喷油器轴针式喷油器闭式喷油器开式喷油器（淘汰）4、喷油器的工作原理、喷油器的工作原理（五）柴油滤清器（五）柴油滤清器 1、柴油滤清器的功用、
25、柴油滤清器的功用l滤除柴油中的杂质、水分、石蜡、胶质等杂物，以减小各精密偶件的磨损，保证喷雾质量。2、柴油滤清器滤芯的结构形式、柴油滤清器滤芯的结构形式l柴油滤清器常用的滤芯有绸布滤芯、毛毡滤芯、金属丝滤芯、陶瓷滤芯、纸质滤芯等。目前，纸质滤芯柴油滤清器应用最多。3、对柴油滤清器的基本要求、对柴油滤清器的基本要求l（1）阻力小。l（2）过滤效率高。l（3）寿命长，注意点：注意点：l由于柴油机对柴油的清洁程度要求比汽油机高，且柴油粘度大，沉积物保持悬浮状态时间长，故一般柴油机供给系设置两个以上柴油滤清器。4、纸质滤芯柴油滤清器结构、纸质滤芯柴油滤清器结构 5、纸质滤芯柴油滤清器工作原理、纸质滤芯柴油滤清器工作原理 6、柴油滤清器的使用维护、柴油滤清器的使用维护l（1）定期清除沉积物。l（2）定期清洗或更换滤芯。l（3）装配时保证结合处的密封。l（4）保证进、出油管连接正确。（六）油水分离器（六）油水分离器l1、油水分离器的安装位置、油水分离器的安装位置安装在柴油箱和输油泵之间。带油水分离器的柴油滤清器 2、油水分离器的功用、油水分离器的功用 l分离并除去柴油中的水分。3、油水分离器的结构、油水分离器的结构l由手压膜片泵、液面传感器、浮子、分离器壳体和分离器盖等组成。4、油水分离器的工作原理、油水分离器的工作原理
