柴油机燃烧系统
柴油机燃油系统
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BENZ的E-CLASS警车,BENZ车的性能自不必说,外形也是
相当时尚与大气。(2005年5月10日,北京,反恐装备展)
福特的蒙迪欧,作为民用车它在中国市场占尽了风头, 不知能否在警用舞台上继续大展拳脚。
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华贵乳白色,真皮豪华外饰,一匹马力,敞蓬,声控自动挡, 防盗自动发声报警或逃跑系统,自动定速巡航系统。
二、柴油机上为什么要安装调速器?
当发动机负荷稍有变化时,导致发动机转速变化很大: 1、当负荷减小---转速升高---柱塞泵循环供油量增加--转速进一步升高,这样不断地恶性循环,造成发动机转 速越来越高,最后飞车; 2、当负荷增大---转速降低---柱塞泵循环供油量减少--转速进一步降低,这样不断地恶性循环,造成发动机转 速越来越低,最后熄火。 要改变这种恶性循环,就要求有一种能根据负荷的变 化,自动调节供油量,使发动机在规定的转速范围内稳 定运转的自动控制机构。
• (1)喷油: (2)停油:
• 2、特点:
• (1)喷孔的位置和方向与 燃烧室形状相适应,以保证 油雾直接喷射在球形燃烧室壁上。 • (2)喷射压力较高。 • (3)喷油头细长,喷孔小,加工精度高。
3、油束与燃烧室的配合
三、轴针式喷油器
• 1、构造:针阀下端的密封锥面下延伸出一个轴针,其形
状有倒锥形和圆柱形,轴针伸出喷孔外,使喷孔成为圆环 状的狭缝。一般只有一个喷孔,孔径1~3mm,喷油压力 较低(12~14MPa )。
第五章 柴油机燃油系统
• 第一节
• 一、功用
• 柴油机供给系的任务是完成柴油供给和空气供 给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出。
概
述
• 二、组成
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
发动机原理_柴油机混合气的形成和燃烧
运动速度和油膜厚度。
二、分隔式燃烧室
涡流室燃烧室 • 预燃室燃烧室 涡流室容积约占整个燃烧 室压缩容积的50%-60% • 预燃室容积约占整个燃烧 • 通道的截面积约为活塞截 室压缩容积的35%-45% 面积的 1%~3.5% • 通道的截面积约为活塞截 • 涡流室燃烧过程 面积的0.3%-0.6% • 预燃室燃烧过程
机械噪声
由曲轴连杆活塞机构、配气
机构、齿轮系、喷油泵及其 它附属机构等部分的高速运 动并与其相邻零部件发生频 繁的机械撞击,激励结构振 动而产生的噪声。
燃烧噪声
因为迅速地燃烧引起燃烧室
内压力急剧变化
控制噪声与振动的措施
1)控制燃烧过程来降低燃烧噪声。 2)改进机体等有关零部件的结构,降低结构振动的振幅 和提高共振频率。 3)为减小撞击力,尽可能减小缸套与活塞之间、轴承、 传动齿轮等处的间隙。为减小惯性力应减小运动件的质量, 并在可能的情况下,适当降低活塞平均速度。 4)应用吸振减振材料制造薄板零件 5)改进消声器的结构、材料;改进空气滤清器、冷却风 扇等的设计及适当调节配气相位以降低气体动力噪声。 6)遮蔽噪声源
三、对喷射系统的要求
理想的喷油规律: 更高的喷射压力和喷油速 率以及更短的喷油持续时 间已是技术发展的一个明 显趋势。 为避免柴油机工作过于粗 暴,又希望实现“先缓后 急”的喷油规律。 在所有的工况下都希望在 喷射结束阶段能尽可能迅 速地结束喷射。
四、柴油机电控喷射系统
电控喷射系统突出优 点是控制的准确性和 响应的快速性。 系统的基本控制量: • 循环喷油量的控制 • 供油提前角控制
第二节 燃油喷射和雾化
一、供油系统和喷射过程
柴油机供油系统 喷油泵速度特性及其校正 喷射过程 供油规律和喷油规律 不正常喷射现象和喷射系统中的穴蚀 破坏
内燃机构造概述
喷油提前器安装在喷油泵凸轮轴的输入端,作用是随柴油机转速的变化自动调节喷油泵的供油起 始角.
柴油机的喷油提前角是指从喷油器开始喷油到活塞行至上止点时所转过的曲轴转角.过早喷油, 导致过早着火燃烧,气缸压力过早提高,造成了压缩负功增加,功率下降,油耗上升,气动困难,产生敲 缸声音;过晚喷油,导致过晚着火燃烧,此时活塞已下行,空间容积增大,燃烧条件变差,导致排气冒 黑烟,油耗上升,功率下降,排气温度升高,发动机过热.
三、柴油机的燃料供给、燃烧、电控共轨系统
2.1.高压油泵的基本结构包括四部分: a.泵油机构:柱塞套、柱塞、柱塞弹簧、 上下柱塞弹簧座、出油阀、出油阀座、 出油阀弹簧和出油阀压紧座等
三、柴油机的燃料供给、燃节齿圈和控制套筒
三、柴油机的燃料供给、燃烧、电控共轨系统
c.驱动机构:包括凸轮轴和挺柱组件凸轮轴上的凸轮数目与柱塞偶件数相同,各凸 轮间的夹角与配套柴油机的气缸数有关,并与气缸工作顺序相适应;挺柱体部 件安装在喷油泵提上的挺柱孔内,挺柱在挺柱孔内只能做上下往复运动,而不能 绕其自身的轴线旋转,以避免滚轮与凸轮卡死.
三、柴油机的燃料供给、燃烧、电控共轨系统
一、柴油机的术语、四冲程柴油机的工作原理
7、四冲程柴油机的工作循环包括进气、压缩、做功和排气四个过程.
进气:活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点,此时排气门关闭,进气门打开.在活塞移动 过程中,气缸容积逐渐增大.
压缩:进气行程结束后,曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点,进、排气门均关闭.随着活 塞的移动,气缸容积不断减小,气缸内的混合气被压缩,其压力和温度同时升高.
VE型分配泵喷油提前器
1-驱动轴 2-滚轮座 3-滚轮 4-传动销 5-止动销 6-O型圈 7-侧盖板 8-泵体 9-提前器活塞 10-连接销 11-弹簧 12-O型圈 13-侧盖 A-油孔
柴油机的四种供油系统
柴油机的四种供油系统柴油机的四种供油系统1.直列泵系统体积较大,每个气缸对应一个分泵,分泵与对应缸之间通过高压油管连接,喷油器利用柴油自身的压力被动喷油。
该系统多采用机械离心式调速器,可靠性较好,但精度较差。
驾驶员通过油门控制调速器弹簧的预紧力,飞锤离心块产生的离心力与弹簧力相互制约,保持动态平衡.弹簧力将油量控制机构向供油量增加的方向移动,供油量增加使柴油机加速,同时调速器飞锤离心块的离心力也增加,离心力使油量控制机构向减油的方向移动,制约转速的增加,油门位置与调速弹簧预紧力对应,弹簧预紧力与转速相对应,从而达到控制转速的目的。
一旦调速器失灵或油量控制机构卡住、断开,极易造成柴油机“飞车”。
加速时烟色较深,燃油利用率和尾气排放标准较低。
喷油压力为17~19 MPa,不利于柴油充分地雾化燃烧。
2.分配泵系统与直列式相同之处是,采用柱塞式喷油泵和机械离心式调速器,喷油器与喷油泵用油管连接,喷油器为被动式喷油;不同之处是分配泵减少了柱塞泵的数量(只有1个柱塞偶件),通过分配转子按各缸工作顺序将高压柴油送至各缸的喷油器,高压油管在安装时必须按照分配转子的旋转方向和各缸的工作顺序连接。
分配泵数量的减少使喷油泵本身体积减小,结构更紧凑,降低了成本.驱动转速的增加使喷油压力更高。
分配泵驱动转速可以达到曲轴转速的3倍。
在柱塞偶件密封程度不变的前提下,喷油泵驱动转速越高喷油压力越高,分配泵喷油压力可达60~80 MPa。
高压喷射有利于柴油更充分地雾化燃烧,降低烟度。
3.PT供油系统这是康明斯公司的专利.喷油器为主动式喷油,低压柴油在喷油器中通过摇臂压动喷油器的柱塞产生高压,喷油器也是一种柱塞泵,P和T分别指作用于喷油器油杯计量孔的压力和计量孔的开启时间。
当加油门时,油路中的柴油流量增加,油路中的油压也随之增加。
在计量孔开启时间不变的前提下,进入油杯中的柴油增多,使柴油机加速,同时喷油器喷油的频率增加,计量孔开启的时间缩短,限制了单次喷油量过多,其控制精度要高于直列泵系统。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是船舶动力系统中最常用的一种发动机类型,它通过燃烧柴油燃料产生高温高压气体,驱动活塞运动从而产生动力。
本文将详细介绍船舶柴油机的工作原理,包括燃油系统、进气系统、压缩系统、燃烧系统和排气系统。
一、燃油系统船舶柴油机的燃油系统主要由燃油箱、燃油滤清器、燃油泵、喷油器等组成。
燃油从燃油箱经过滤清器进入燃油泵,燃油泵将燃油加压并送入喷油器。
喷油器根据发动机的工作状态控制燃油的喷射量和喷射时间,将燃油雾化喷入气缸内。
二、进气系统船舶柴油机的进气系统主要由进气管道、进气滤清器、增压器等组成。
进气管道将外部空气引入进气滤清器,滤清器将空气中的杂质过滤掉,然后空气经过增压器增压,进入气缸内。
增压器通过压缩空气提高进气密度,从而增加燃烧效率。
三、压缩系统船舶柴油机的压缩系统主要由活塞、气缸、曲轴连杆机构等组成。
当活塞向上运动时,气缸内的空气被压缩,压力和温度随之升高。
活塞下行时,气缸内的空气被压缩到顶死点,形成高压高温的压缩空气。
四、燃烧系统船舶柴油机的燃烧系统主要由喷油器、燃烧室等组成。
在压缩空气达到一定压力和温度后,喷油器将燃油喷入燃烧室内,与压缩空气混合形成可燃气体。
然后,喷油器通过喷油嘴将燃油喷入气缸内,燃油在高温高压下迅速燃烧,释放出大量热能。
五、排气系统船舶柴油机的排气系统主要由排气管道、涡轮增压器、排气涡轮等组成。
燃烧后的废气通过排气管道排出,一部分废气经过涡轮增压器驱动涡轮旋转,提高进气压力,增加燃烧效率。
另一部分废气通过排气涡轮减少排气阻力,提高发动机的功率输出。
综上所述,船舶柴油机的工作原理主要包括燃油系统、进气系统、压缩系统、燃烧系统和排气系统。
燃油经过燃油系统供给到喷油器,进气系统将空气引入气缸内,压缩系统将空气压缩形成高温高压气体,燃烧系统将燃油喷入气缸内与压缩空气混合燃烧,排气系统将燃烧后的废气排出。
这一系列的工作过程使得船舶柴油机能够产生动力,驱动船舶行驶。
柴油机燃油系统工作原理
柴油机燃油系统工作原理
柴油机燃油系统是柴油机的重要组成部分,它的正常运行将直接决定柴油机的性能和使用寿命。
因此,掌握柴油机燃油系统的工作原理是必要的。
柴油机燃油系统一般由柴油燃料供应系统及柴油燃烧系统组成。
柴油燃料供应系统主要由燃料泵,滤清器,喷注器,燃料油箱,润滑油箱,油管等部件组成,可把柴油供应到燃烧室中。
柴油燃烧系统主要由燃烧室,压缩机,排气阀及涡轮等部件组成,它的作用是将柴油进行燃烧,产生高温的燃烧气体,并由压缩机得到高压高温的混合气体。
该混合气体经过气门出现遗迹燃烧时,由排气阀排出,工作过程在活塞背面产生做功,驱动做动机转。
柴油机燃油系统的正常星火必须满足几个基本要求,如正确的供油压力,燃料的正确喷射,燃烧的正确温度等等。
正常情况下,正确的供油压力可以确保柴油机有足够的燃料供应,从而保证正常的运行;而且,通过燃料的喷射可以使柴油燃烧更加完善,燃烧温度可以更高一些,从而使柴油机发挥更高的效率。
此外,还可以通过涡轮喷油,在柴油机输出功率时,使柴油机燃烧更均匀,从而提高燃烧温度和柴油机的效率。
由此可见,柴油机燃油系统是柴油机运行中非常重要的组成部分,它的工作原理包括柴油燃料供应系统和柴油燃烧系统,可以确保柴油机的正常运行,并提高柴油机的性能和使用寿命。
柴油机燃油系统的维护也是非常重要的,需要定期检查燃油油量
和燃料系统的各个部件的工作状态,一旦出现问题,应及时采取正确的措施进行修复,以确保柴油机的正常运行。
总之,柴油机燃油系统是柴油机运行中非常重要的部分,深入理解柴油机燃油系统的工作原理,并且能给予适当的维护,可以提高柴油机的使用效率和使用寿命,发挥柴油机的最大性能。
发动机组成部分-柴油机燃料供给系统组成介绍
• 柴油机燃料供给系的功用是完成燃料的储 存、滤清和输送工作,按柴油机各种不同工 况的要求,定时、定量、定压并以一定的喷 油质量喷入燃烧室,使其与空气迅速而良好 地混合和燃烧,最后使废气排入大气。
二、柴油机燃料供给 系的组成与工作过程
1. 组成
• 由柴油箱、输油泵、低压油管、滤清器、喷油泵、高 压油管和喷油器及回油管等组成。 回油
第7-6 调速器
一、喷油泵的速度特性
• 喷油泵的速度特性是指供油拉杆位置 不变时,喷油泵每一个循环供油量(Δg) 随转速变化的规律。
产生喷油泵速度特性的原因:
• 1、柱塞运动速度增加时,柱塞套筒上的 进回油孔的节流作用,产生早喷晚停, 因此,即使供油拉杆位置不变,随着转 速的升高,每一循环的供油量Δg也在逐 渐增加。
柴油箱
输油泵 滤清器滤清器 喷油泵
喷油器
2. 工作过程
• 3.回油回路:
• 由于输油泵的供油量比 喷油泵的最大喷油量大 3~4倍,为了保持进入喷 油泵进油室内的油压稳定, 喷油泵进油室的一端装有 限压阀(又称溢流阀), 大量多余的燃油经限压阀 和回油管流回输油泵的进 口或直接流回柴油箱。喷 油器工作间隙漏泄的极少 数柴油也经回油管流回柴 油箱。
4 .涡流室式燃烧室
• 1)结构特点: • 缸盖上布置有涡流室,
涡流室占燃烧室总容积的 50-80%,活塞上凹形成主 燃烧室,涡流室与主燃烧 室间有一个或几个小孔径 相通。此小孔与涡流室相 切。
5.球形油膜燃烧室
• 1)结构特点: • 缸盖下平面是平
的,活塞顶部下凹 呈球形。
第5-3 喷油器
一、作用:
四)分泵驱动机构
1 .分泵驱动机构的作用
柴油机的工作原理
柴油机的工作原理引言概述:柴油机是一种内燃机,利用燃料的燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动,从而驱动机械设备。
本文将详细介绍柴油机的工作原理。
一、进气系统1.1 进气阀控制:柴油机进气阀的控制是由凸轮轴驱动的。
凸轮轴上的凸轮通过推杆和摇臂传递力量,使进气阀开启和关闭。
1.2 进气道:柴油机通过进气道从外部吸入空气。
进气道通常设有空气过滤器,以过滤空气中的杂质和灰尘。
1.3 涡轮增压器:柴油机中的涡轮增压器可以增加进气压力,提高燃烧效率和动力输出。
二、燃油系统2.1 燃油喷射泵:燃油喷射泵是柴油机中的关键组件,它负责将燃油以高压喷射到气缸中。
喷射泵的工作原理是通过凸轮轴驱动的柱塞来产生高压燃油。
2.2 喷油嘴:喷油嘴是燃油喷射泵的出口,通过喷油嘴将高压燃油喷射到气缸中。
喷油嘴的喷油时间和喷油量可以通过控制喷油泵的工作来调节。
2.3 燃油滤清器:燃油滤清器用于过滤燃油中的杂质和污染物,保证燃油的纯净度,防止喷油嘴堵塞。
三、压缩系统3.1 活塞压缩:柴油机中的活塞在上行过程中将进气气体压缩,使气体温度升高。
3.2 活塞环密封:活塞环的密封性能对柴油机的工作效率和排放有重要影响。
活塞环的主要作用是防止燃烧室内的高压燃气泄漏到曲轴箱。
3.3 缸盖和气缸:缸盖和气缸是柴油机中的关键组成部分,用于容纳活塞和形成燃烧室。
缸盖上通常还设有喷油嘴和气门。
四、燃烧系统4.1 点火:柴油机中的燃烧是通过高压燃油喷射到高温高压气体中引起的自燃。
柴油机不需要点火器来点燃燃油。
4.2 燃烧室:燃烧室是柴油机中燃烧过程发生的地方,它的形状和设计对燃烧效率和排放有重要影响。
4.3 燃烧产物:柴油机燃烧产生的主要产物是二氧化碳和水蒸气,同时还会产生一些氮氧化物和颗粒物。
五、排气系统5.1 排气阀:排气阀的控制是由凸轮轴驱动的,它负责打开和关闭气缸的排气通道。
5.2 排气管:排气管将废气从气缸中排出,通常还设有催化剂和消声器,以减少废气对环境的污染和噪音。
柴油机 原理
柴油机原理
柴油机是一种内燃机,利用压燃式燃烧原理将柴油转化为能量。
其工作原理主要包括进气、压缩、燃烧和排气四个过程。
首先,在进气过程中,活塞向下运动,气缸内形成一个负压环境。
此时,进气门打开,让新鲜空气通过进气道进入气缸,同时油泵喷射器喷出适量的柴油进入气缸。
其次,压缩过程中,活塞向上运动,将进气气体压缩至高压状态。
此时柴油被高温高压空气加热,并实现高度的压缩,使柴油达到自燃温度。
然后,燃烧过程中,当柴油达到自燃温度时,喷油器会喷射出剩余的柴油,形成一系列均匀的燃烧点火。
由于柴油易燃性,碰上高温高压空气后就会引发自燃燃烧。
这种快速燃烧产生的高温高压气体会推动活塞向下工作,驱动曲轴进行旋转,输出动力。
最后,在排气过程中,活塞再次向上运动,将燃烧后产生的废气通过排气门排出。
排气门打开,废气经过排气道排至气缸外,并通过排气管排出柴油机。
柴油机的工作过程是一个循环的过程,以不断重复进气、压缩、燃烧和排气的步骤来产生动力。
其工作原理的核心是利用高温高压气体的膨胀产生的动力。
通过合理的调节进气量和柴油的喷射量,可以实现输出不同功率的动力需求。
柴油机燃油系统
柴油机燃油系统简介柴油机燃油系统是柴油机中的一个重要组成局部,它负责将燃油从燃油箱输送到燃烧室中,以进行燃烧。
燃油系统一般包括燃油箱、燃油过滤器、燃油泵、喷油器等组件。
本文将详细介绍柴油机燃油系统的工作原理、组成局部及其重要性。
工作原理柴油机燃油系统的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:1.燃油供给:燃油从燃油箱中通过燃油管道输送到燃油过滤器。
燃油过滤器的作用是过滤掉燃油中的杂质,以保证燃油的纯洁度。
2.燃油加压:经过燃油过滤器净化后的燃油,被燃油泵抽取并加压,将燃油压力提高到足够的水平。
燃油泵一般采用机械泵或电子控制泵。
3.喷油器喷油:燃油泵将加压后的燃油送至喷油器。
喷油器根据柴油机运行状态和负荷要求,控制喷油时间和喷油量,将燃油喷射到气缸中,以满足燃烧所需。
4.燃烧:喷油器将燃油雾化成微小的燃油颗粒,混合空气进入气缸,通过压缩和点火,使燃油燃烧,产生高温高压气体,驱动柴油机正常工作。
组成局部柴油机燃油系统主要包括以下几个组成局部:1.燃油箱:用于存放燃油的容器,为燃油系统提供燃料。
燃油箱一般位于柴油机附近,并通过燃油管道与燃油过滤器相连。
2.燃油过滤器:对燃油进行过滤,去除其中的杂质和微粒。
保持燃油的纯洁度,减少对喷油器和燃油泵的损坏。
3.燃油泵:将燃油从燃油箱中抽取,并加压向喷油器供给燃油。
燃油泵一般由驱动齿轮、柱塞、柱塞泵等部件组成。
4.喷油器:将燃油雾化成微小的颗粒,并将燃油喷射到气缸中。
喷油器一般由喷油嘴、喷油器针阀和喷孔等部件组成。
重要性柴油机燃油系统的正常运行对柴油机的性能和寿命具有重要影响,其重要性表达在以下几个方面:1.提供燃料供给:燃油系统为柴油机提供燃料,直接影响柴油机的燃烧效率和功率输出。
燃油系统的故障或不良工作会导致柴油机无法正常工作。
2.维护燃油清洁度:燃油过滤器的存在可以过滤掉燃油中的杂质和微粒,保持燃油的纯洁度。
这对喷油器和燃油泵的正常运行非常重要,可以减少损坏和故障。
柴油机取暖的原理是
柴油机取暖的原理是柴油机取暖的原理是通过燃烧柴油产生热量,利用这种热量来加热空气或者液体,从而达到取暖的目的。
下面将详细介绍柴油机取暖的工作原理。
柴油机取暖的工作原理可以分为燃烧系统和传热系统两个部分。
首先是燃烧系统,燃烧系统主要由燃油系统、供气系统和点火系统组成。
燃油系统是柴油机内部的一个重要组成部分。
柴油机内的燃油系统包括柴油箱、燃油泵、燃油喷嘴、滤清器等。
在柴油机内,柴油从燃油箱经过滤清器过滤后,被燃油泵抽入高压油管,并通过喷嘴喷射到燃烧室内。
燃油通过气缸内一定时间的压缩和高温的气体的作用,在喷嘴喷射后与空气混合,并在高温和高压的条件下发生自燃燃烧。
燃油的燃烧反应会产生大量的热量,这个热量被传导到周围的环境中。
供气系统是柴油机内另一个重要组成部分。
供气系统的主要作用是提供足够的气体供给燃烧系统。
在供气系统中,空气通过进气系统流入柴油机内,并与燃料混合参与燃烧。
进气系统包括进气道、进气门、进气歧管等。
柴油机通过一系列的进气道将外部的空气引入,进入气缸后与燃料混合,形成可燃气体。
点火系统主要是提供点火能源给燃烧系统。
在柴油机中,一般使用压燃式点火系统。
点火装置是喷嘴的一部分,当高压油通过喷嘴喷射入燃烧室时,会产生高温高压的条件,将燃油点燃。
点燃的燃油会引发剧烈的燃烧反应,产生大量的热量。
传热系统是柴油机取暖的另一个关键部分。
传热系统使得产生的热量能够被有效地传导给目标物体,从而起到取暖的作用。
传热系统通常包括水冷系统和空气冷却系统。
水冷系统是柴油机中一种常见的传热方式。
在水冷系统中,冷却液通过循环系统流动,将这些热量从柴油机的发动机部件传导到冷却液中,然后通过散热器将热量散发到外部空气中。
而空气冷却系统,则直接将产生的热量通过散热器散发到外部空气中。
总结起来,柴油机取暖的原理是通过燃烧柴油产生热量,然后将这些热量通过传热系统传导给目标物体,实现取暖的目的。
这种取暖方式具有节能、环保的特点,广泛应用于工业、农业、航空等领域。
6-第六章 柴油机燃烧
第六章柴油机燃烧由于能源短缺和人类对环境保护的日益关切,使得内燃机技术工作者对柴油机燃烧、经济性以及排放产生极大的兴趣。
然而,柴油机的燃烧过程是相当复杂的,它的详细机理还不十分清楚。
柴油与空气的可燃混合气在燃烧室内若干部位产生自燃,而与此同时,一些其他地方燃油可能仍处于液态。
许多发动机在运行条件下,着火开始而燃油仍在继续向燃烧室内喷射。
此时燃烧室内的燃油同全部喷射油量之比对燃烧过程有相当大的影响。
而燃油在燃烧室内的分布规律对燃烧的组织及其形态、对排放的形成都有重要影响。
本章就柴油机燃烧的基本内容及其目前发展做一分析论述。
§ 1 燃料的喷射与蒸发1.1 喷射油束的形态燃料在高压下经喷油器孔口射入燃烧室内,随着时间进展,燃料油束向前伸展和扩张。
为了解喷雾发展过程,人们通过等容模型燃烧室对单个油束的观察,得到有关喷射特性的认识。
1.高压、室温条件下喷射的油束日本学者藤本等人用高压等容模型燃烧室在室温条件下做试验。
燃烧室内压力为p0=0.098~9.91MPa,喷孔直径为0.27mm,喷油量取0.09g,喷油器开启压力p j=33.7MPa。
试验表明,从喷射开始后约0.5ms 至喷射结束时,油束形态有类似模式,如图6-1所示。
一个充分发展的油束,可将其分成各具特征的若干部分。
主流区:位于油束核心部分,单位体积内油滴量多,粒度大,流速大,动量大,为高密度的主流部分。
混流区:燃料油滴数量少,粒度也小,流速低,在油滴间卷吸入大量空气形成浓度减小的混合流域,它处于主流区的周围。
初始部分l s:油束刚离喷口具有较明显的圆锥形部分的长度。
混合部分l c:从初始部分末端至油束边界成湍流状态部分的长度。
穿透部分l p:为l s+l c,即基本保持圆锥形部分的长度。
稀释部分l d:油束的顶端,燃油稀疏部分。
通过观察和测量得知,喷射油束卷吸周围空气进入穿透部分。
而油束顶端在向前伸展中一方面排开周围空气,同时也卷吸进一些空气形成不断增长的逐渐稀薄的可燃混合气。
第四章_柴油机燃料供给系统组成
二 柴油机燃油供给系的组成
柴油箱、油管、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、调速器和喷油器等组 成。
三、柴油机的特点
1、热效率高、经济性好、故障少。 2、混合气形成、点火和燃烧方式不同于汽
油机。 3、排气污染小。 4、结构复杂,质量大,制造成本高。 5、排气噪声大。
四、柴油
1、发火性:指柴油的自燃能力。(十六烷值) 2、蒸发性:指柴油蒸发汽化的能力。 3、粘 度:表示柴油稀稠程度和流动难
柴油发动机的燃烧室与喷油器
型燃烧室 球形燃烧室
统一式燃烧室
孔式喷油器
涡流室式燃烧室 预燃室式燃烧室
分隔式燃烧室
轴针式喷油器
一、孔式喷油器
应用: 直接喷射燃烧室, 孔数1~8个,孔径 0.25~0.80mm
结构:进油管接头、 喷油器体、针阀偶 件、顶杆、调压弹 簧、回油管接头
调压螺栓 进油管
调压弹簧
前角。 供油提前角:喷油泵开始向高压油管供油的时刻,用活塞在上止点前相应的曲轴转
角表示。 喷油提前角;喷油器开始向燃烧室喷射柴油的时刻,也用活塞在上止点前相应的曲
铀转角表示。 3.喷油质量 喷入的柴油油束应与燃烧室配合良好。油束的雾化应符合燃烧室的要求,
同时还应喷射干脆,避免后滴漏现象。 4.喷油规律 是指喷油过程中每单位时间或单位喷油泵凸轮轴转角的喷油量(又称喷油速
(4)补燃期(或后燃期)
从燃气最高温度点(D)开始直到燃 烧过程结束点(E),称为补燃期。
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。后燃期没有明显的界限, 有时甚至延长到排气冲程还在燃烧。 后燃期放出的热量不能充分利用来作 功,很大一部分热量将通过缸壁散至 冷却水中,或随废气排出,使发动机 过热,排气温度升高,造成发动机动 力性下降,经济性下降。 因此,要 尽可能地缩短后燃期。
柴油机燃油系统原理
柴油机燃油系统原理柴油机燃油系统是一个关键的部件,它负责将燃油从油箱传送到发动机,并保持发动机正常运行所需的燃油供应。
下面将对柴油机燃油系统的工作原理进行详细介绍。
柴油机燃油系统主要由油箱、燃油泵、喷油器和燃油滤清器等组成。
其工作原理如下:1. 油箱:油箱是存放燃油的容器,通常位于车辆或机器的底部以方便油箱空间的利用。
油箱上设置有进油口和出油口,进油口通过密封方式连接燃油泵,将燃油输送到燃油泵。
2. 燃油泵:燃油泵是燃油系统的关键组成部分,负责将燃油从油箱抽取并传送到发动机。
燃油泵是由马达、柱塞和配流器三个主要部分构成。
燃油泵的工作原理是利用柱塞和配流器的往复运动来抽取和推送燃油。
当马达带动柱塞和配流器运动时,柱塞在紧缩副作用下产生向前推动的力,将燃油推送到喷油器。
3. 喷油器:喷油器是将燃油喷入燃烧室的装置,它们布置在发动机上,每个气缸通常有一个喷油器。
喷油器主要由喷油嘴和喷油嘴盘组成,喷油嘴通过固定在喷油嘴盘上的螺栓与发动机连接。
燃油流经高压燃油管进入喷油嘴,然后通过喷油嘴的细小孔径喷入燃烧室。
喷油器的工作原理是通过燃油泵提供的高压将燃油喷入燃烧室。
4. 燃油滤清器:燃油滤清器是燃油系统中的重要组件,它主要用于过滤燃油中的杂质和颗粒物,以保护燃油泵和喷油器等关键部件。
燃油进入滤清器后,通过滤芯进行过滤,将杂质和颗粒物截留在滤芯中,而将干净的燃油继续向燃油泵输送。
以上是柴油机燃油系统的基本工作原理,它能够确保燃油能够从油箱传送到发动机,并通过喷油器喷入燃烧室进行燃烧。
燃油系统的正常运行对柴油机的稳定运行至关重要,因此对燃油系统的维护和保养也是非常重要的。
为了确保柴油机的性能和寿命,需要定期检查和更换燃油滤清器,及时添加干净的燃油,并确保燃油系统的密封性和安全性。
6单元 柴油机的燃烧过程和燃烧规律
③控制蒸发速度(油膜蒸发缓和);
3)排气冒黑烟
缓燃期燃油被高温废气包围:高温缺氧→裂解→脱氢 →聚合形成碳烟。 一般在高负荷时发生如汽车加速,爬坡或超载。
减少冒黑烟的措施: ①增大过量空气系数α:改进进气系统ην↑,减少喷 油量降低功率使用。
单元6 柴油机混合气的形成和燃烧
课前回顾
问题一:传统汽油机与柴油机的混合气形成方式及着火方式 有什么不同?
汽油机:缸外形成混合气,点燃;柴油机:缸内喷射,压燃。
问题二:为什么传统汽油机采用缸外混合,火花塞点燃式燃 烧,柴油机采用缸内喷射,压燃式燃烧?
燃料的品性决定了混合气的形成方式及着火方式。
蒸发性:汽油>柴油; 发火性(自燃性):柴油>汽油。
1)泵-管-喷嘴系列 (1)直列柱塞泵
高压油管 燃油滤清器 停油电磁阀
回油管 润滑机油管
P7100泵 正时齿轮
4、应用吸振减振材料制造薄板零件,如油底壳、 缸盖罩等。在缸体与油底壳之间、缸盖与缸盖罩 之间采用较“软”的垫片,对振动起到阻尼使用。
5、改进消声器的结构、材料;改进空气滤清器、 冷却风扇等的设计以及适当调节配气相位,以降 低气体动力噪声。
6、遮蔽噪声源,采用对作为主要噪声源的发动机 的局部或整体加隔声罩的方法等。
6-1柴油机燃烧过程
1、混合气形成特点: 3)混合气形成不均匀 ,为了提高经济性总体过量空气系 数>1.2。导致容积利用率低,升功率低(傻大黑粗)。
傻大黑粗
高富帅???
6-1柴油机燃烧过程
2、混合气形成方式: 油膜蒸发混合,燃料大部 分顺气流方向喷到燃烧室 壁面上,形成一层油膜, 油膜受热蒸发,在旋转气 流作用下与空气相混合形 成可燃混合气。
柴油发电机组5大系统白话文讲解
柴油发电机组5大系统白话文讲解
1、燃油供给系统。
作用有容量空压以一定的喷油质量喷入燃烧室。
与空气迅速良好的混合燃烧最后排出废气。
组成有低压部份。
油箱-油水分离器-粗细滤器-输油泵-高压油泵-喷油咀-进缸,输油泵除水泵外。
由高压油泵轮拖动。
高压部份。
高压油泵-喷油咀-进缸。
2、润滑系统。
作用有减少摩擦,传递热量,冷却,密封,清洁。
方式有压力润滑,飞溅润滑,重力润滑,钙基润滑。
组成有机油泵,齿轮式,转子式-机油精细滤器-进入机体油道限压阀,机油散热器,机油,机油压力表,机油冷却器。
3、冷却系统。
作用是保证机组温度控制在80℃到90℃之间,正常温度是85℃。
方式是风冷,水冷。
水冷实行强制循环。
组成有水泵,散热器,风扇,水箱,节温器,冷却液要求软水,所以加乙二醇。
4、起动系统作用是使发动机迅速起动,稳定怠速,传递扭矩,起动主机。
组成有起动机也称马达,直流电机加上起动机构。
5、进排气系统。
作用是向柴油机供给清洁无尘高密度高清晰空气。
将气缸内废气排除干净。
组成有进气,空滤器-进气管-废气涡轮增压器-弯管-进缸。
简述柴油机的燃烧过程
简述柴油机的燃烧过程
柴油机是一种内燃机,其燃烧过程可以分为四个阶段:进气、压缩、燃烧和排气。
1. 进气阶段
在进气阶段,柴油机的活塞向下移动,吸入空气。
空气经过空气滤清器和进气道进入气缸。
同时,燃油喷嘴将燃油喷入气缸中,燃油雾化后与空气混合,形成可燃混合气。
2. 压缩阶段
在压缩阶段,活塞向上移动,将可燃混合气压缩至极高的压力和温度。
在这个过程中,燃油的分子被压缩,形成高压高温的燃油蒸气。
3. 燃烧阶段
在燃烧阶段,燃油蒸气被点火,燃烧产生高温高压的燃烧气体。
这些气体推动活塞向下运动,驱动发动机工作。
同时,燃烧产生的热能也被传递到发动机的冷却系统中,以保持发动机的工作温度。
4. 排气阶段
在排气阶段,活塞再次向上移动,将燃烧产生的废气排出气缸。
废气通过排气门排出发动机,并经过排气系统排放到大气中。
总之,柴油机的燃烧过程是一个复杂的物理过程,需要精确的控制和调整,以确保发动机的高效工作。
柴油机燃油系统
图7-17 柱塞偶件
柱塞在柱塞套中作往复运动。
其上部圆柱面开有斜切槽,并通过 柱塞中心油道或直槽与柱塞顶相通(见 图7-17)。
柱塞下部加工有榫舌,有的是压配 调节臂,用于进行供油量调节。
图7-18 柱塞切槽
(2)出油阀偶件
出油阀偶件包括出油阀2和出油阀 座1(见图7-19),它是一个单向阀。
(2)泵—喷嘴系统
泵—喷嘴系统是将喷油泵与喷油器 结合成一个整体,每个气缸都有一个对 应的泵—喷嘴,它装在气缸盖上,由发 动机凸轮轴经推杆摇臂机构驱动。
其下部为伸入燃烧室的喷油器。
由于取消了连接喷油泵和喷油嘴的
高压油管,可避免管内压力波动和燃油 弹性压缩对喷油过程的不良影响。
(3)PT式喷油系统
泵油机构主要由柱塞偶件(柱塞7和 柱塞套5)、出油阀偶件(出油阀3和出油 阀座4)、出油阀弹簧2、柱塞弹簧11等组 成。
(1)柱塞偶件
柱塞偶件由柱塞和柱塞套组成(见图 7-17),两者配合间隙极小,为0.001 8~ 0.003mm,需经精密磨削加工后再经选配 研磨而成,故称它们为偶件。
柱塞套被压紧在泵体上,在其上部开 有进回油孔。
(2)涡流式燃烧室
涡流式燃烧室由涡流室和主燃烧室 组成。
涡流室位于气缸盖上,呈球形或倒 钟形,占总压缩容积的50%~80%,有 切向通道与主燃烧室相通(见图7-8)。
图7-8 涡流式燃烧室
喷入涡流室的燃油大部分在涡流室内
燃烧,未燃部分在做功行程初期与高压燃 气一起通过切向孔道喷入主燃烧室,进一 步与空气混合而燃烧。
图7-10 孔式喷油嘴类型
(2)轴针式喷油器
轴针式喷油器的特点是喷油器偶件 中的针阀伸出喷孔(见图7-11),喷孔 一般只有一个,直径也较大,可达1~ 3mm。
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低温燃烧(LTC)
一、低温燃烧(LTC)的优势:
1.减少污染物(主要为NOx、碳烟)排放。
如下图,LTC的燃烧温度较低,且
过量空气系数较高,可以达到既减少NOx又减少碳烟的目的。
2.燃烧较平稳,最高燃烧温度降低,对NOx排放起到抑制作用。
二、实现低温燃烧的方法:
实现低温燃烧主要靠控制EGR和喷油提前角实现。
两者结合使用,能够使燃烧更加平稳,避免缸内温度升高率过大;且能够提供较长时间进行油气混合,减少碳烟生成。
在一定的控制范围内,并不会引起THC和CO的大幅增加。
对减少排放有很好的效果。
另外由于燃烧平稳,发动机的最高爆发压力和压力循环波动也降低,发动机的振动和噪声得到减小。
2.实验及实验结论
实验在一台福特彪马四缸共轨柴油机上进行。
实验装置如下图。
The balance three cylinders are operated in the conventional combustion mode to motor the research cylinder with a non-motoring eddy current dynamometer used for speed control and power dissipation. The research cylinder has independent intake and exhaust systems equipped with surge tanks. The details of the instrumentation of the single cylinder and its separation from the rest of the engine have been reported previously.(实验装置设置不太懂。
)
实验结果:
1.在EGR率一定的情况下(进气氧含量17%),CA50的变化对发动机的影响。
下图表示发动机主要排放物的变化:
蓝色点表示喷油持续时间不变;而橙色方块表示为弥补发动机功率下降而延长喷油时间。
可以看出在上止点前燃烧开始,NOx和碳烟增加,THC和CO无太大变化。
随着点火提前,碳烟降低,NOx上升,这是因为:1.点火越提前,则燃烧前缸内温度越低,油气混合时间加长,是碳烟下降;2.点火提前,则燃烧时放热速率加快,导致NOx急剧增加。
THC和CO没有很大变化,表明这种燃烧方式可以使燃烧完全。
在上止点后燃烧开始,NOx和碳烟均下降;在适当的范围内,THC和CO 没有很大变化,但燃烧过于延迟,会导致二者急剧增加。
这一方式有几个优点:1.燃烧在膨胀冲程中进行,放热平缓,燃烧延长,使得NOx排放下降;2.在膨胀
冲程中喷油,提供了较长的准备时间,使油气混合更加均匀,碳烟生成减少。
这一方式使燃烧过程更加平稳,实现了LTC。
由上面的分析可知,此方式对发动机振动及噪声有较好抑制作用。
上图可以看出控制CA50在366°CA左右时,有较好的排放效果。
下图表示喷油时刻对发动机循环压力和循环放热量的变化:
上面三图中,由后面两图可知喷油时间过于靠后,甚至到膨胀冲程喷油,发动机的压力波动变大,燃烧放热也不均匀;这表明喷油时刻过于靠后引起燃烧恶化,使燃烧不够稳定。
最上图表示常规的喷油时间,压力波动和放热率波动都较小;但是最高燃烧温度很高,NOx排放恶化。
下图表示发动机的压力指标随CA50的变化:
上图表示的是喷油时刻对平均指示压力(IMEP)、IMEP变异系数、点火延迟、燃烧持续角、压力升高率、平均燃烧压力的影响。
每一点表示200转内的平均数值,每点的竖条表示数值的上下限。
可以看出燃烧时刻过迟会恶化发动机工况,引起压力波动。
控制CA50保持在360°附近时发动机有较好的表现。
2.喷油时刻不变时,EGR对发动机的影响。
(a)下图表示发动机排放的变化:
图中橘红色是有喷油量补偿时的变化情况。
可以看出EGR高时,对NOx有明显的降低作用,但是引起CO和THC的增加。
而烟度则会在一定时刻有一峰值。
当EGR过高时,自然会降低NOx排放,但同时导致缸温下降,燃烧不完全,CO 和THC上升;此时燃烧延迟,油气混合时间加长,碳烟减少。
EGR降低时,随着燃烧完全,NOx升高,烟度、CO和THC也随之下降。
(b)下图表示喷油时刻不变时,EGR对循环压力和放热率的影响:
最上图是EGR较低时(进气氧含量18%),可以看到缸内循环压力和最高爆发压力较大,燃烧迅速,但是压力波动较小;下面两图是EGR较高时(进气氧含量11.4%),其中第三图是有喷油补偿的。
可以看到缸内循环压力和放热率都降低了,燃烧波动较大。
(c)下图表示发动机压力指标的变化:
图中可以看出增大EGR率时,会降低压力升高率和平均循环压力,但是造成压力循环波动较大、平均指示压力下降。
这是因为EGR过高恶化燃烧,使得上述情况发生。
3.EGR和燃烧相位同时控制
(a)下图表示在第一次实验的情况下,将CA50=366°CA时发动机排放情况:
可以看出在进气氧含量为14%时,能够的到一种较好的排放效果,比进气氧含量在17%降低不少。
(b)下图表示在固定的燃烧时刻时,EGR导致的发动机循环压力和放热率的变化:
两图的燃烧时刻都相同(CA50=366°CA),而EGR从很低(进气氧含量20.2%)升到很高(进气氧含量10.4%)。
可以看到在这一燃烧时刻,EGR高使得循环压力和放热率较小,而且产生的压力波动增加不大。
三、实验结论:
在高压缩比的柴油机中,通过组合使用两种策略可在不同负荷水平下实现低温燃烧,这两种策略是:1)EGR稀释;2)燃烧相位延迟。
通过缸内压力数据分析研究了稳态测试点的周期性变化。
本研究的结果如下:
1.在中等EGR水平下,为了实现LTC而通过延迟燃烧相位做补偿,可以观察到工作和燃烧性能有显著的波动变化。
2.高EGR水平(进气氧含量10%)可以实现低NOx和低烟度排放。
在一定的喷油提前角下,EGR率越高,燃烧相位延迟越多,导致更高的循环变动。
3.高EGR时,通过喷油正时补偿保持燃烧相位在一个基本点,能够得到较高的周期稳定性。
4.通过提高进气压力和喷油压力可以实现高负荷运行。
而LTC是通过进气稀释和燃烧相位控制实现的,因此为了燃烧稳定性不得不使燃烧效率下降,导致柴油机可承受的负荷水平下降。