毕业论文 柴油机燃油系统分析 - 图文(3)

2019-05-24 21:14

塞继续上升压油,当油压大于高压油管中的剩余压力时,排油阀6被顶开,燃油经高压油管流至喷油器,开始供油。当柱塞上升到最高位置时,泵腔中的燃油压力不再上升,排油阀6自动关闭,供油结束。此时,摆10的右端下降到最低位置,顶杆8也被弹簧压到最低位置,在回油阀7和顶杆8之间出现一个间隙。此间隙反映了柱塞的有效行程,即喷油量。间隙大,柱塞上行时,顶杆8与进油阀7脱离的早,进油阀关闭的早,柱塞供油始点提前,柱塞有效行程长,供油量大;反之,供油量小。

图10 回油阀调节式喷油泵工作原理图

如图10(B),与图A相比,不同之处在于偏心轴11,即摆杆10的支点不是在柱塞3和顶杆6之间,而是在两者的外侧。这样,当柱塞在最低位置时,顶杆 8 也在自己的最低位置,进油阀7处于关闭状态,它与顶杆8之间有一定的间隙。当柱塞3被凸轮1顶起开始泵油行程时,柱塞上面的燃油被压缩,顶开排油阀6,开始供油。随着柱塞的继续上行,顶杆8也上行,喷油泵继续供油,当顶杆8走完原来的间隙而顶开进油阀7时,泵腔内的压力油即经回油阀(进油阀)7流回进油空间,排油阀自动关闭,供油结束。图中顶杆8与进油阀7间的间隙也反映柱塞的有效行程。间隙大,顶杆8顶开进油阀7的时刻晚柱塞有效行程长,供油量大;反之供油量小。

图10(C)中,喷油泵有两个进油阀(回油阀),两个顶杆,两个调节螺钉,它们分别位于偏心轴11的两侧,相当于上述两种油泵的综合。右侧的油阀相当于图( a ),左侧的油阀相当于图(b )。

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4.2回油阀调节式喷油泵的三种油量调节方式

与回油孔调节式喷油泵一样,回油阀调节式喷油泵也有三种油量调节方式。 图10(A)所示为始点调节式。调节供油量的方法有两种:一是总调,即转动偏心轴11,改变摆杆10的偏心支点位置来改变摆杆右端的高低使间隙产生变化,这样各缸喷油泵的供油量都发生变化;二是单调,即转动调节螺钉9,使顶杆8的高低位置发生变化,调节供油量。但是无论怎样调节供油量柱塞的最高点始终不变,即供油终点不变。供油始点随供油量的增大而提前。

图10(B)所示为终点调节式。供油量的调节方式与图A一样,都是通过调节偏心轴11或者摆杆10调节供油量,但是由于柱塞与顶杆在偏心轴的同侧,柱塞上行时就是供油始点,所以无论怎样调节供油量,供油始点都是不变的,即供油提前角不变。供油终点取决于顶杆8与进油阀7之间的间隙。间隙大,进油阀开启的迟,供油终点延后,供油量大;间隙小,进油阀开启的早,供油终点提前,供油量小。

图10(C)所示为始终点调节式。它有两个进油阀、两个顶杆、两个调节螺钉,分别分别在偏心轴的两侧。左侧的进油阀如图B,控制着供油终点;右侧的进油阀如图A控制着供油始点。供油的始点与终点都分别随着两柱塞有效行程的变化二变化。

二.喷油器

1.喷油器的作用

喷油器的作用是将来自喷油泵的高压燃油雾化并均地按一定方向的喷射到燃烧室,以便和空气混合形成最有利于燃烧的可燃混合气。

2.喷油器的分类

喷油器按结构形式分为开式喷油器和闭式喷油器两种。

1.开式喷油器。开始喷油器结构简单,没有针阀等闭锁机构,其蓄压室通过喷孔直接与燃烧室相通。当喷油泵供油时,泵油压力只要高于气缸内介质压力并克服喷孔节流阻力,燃油在压力差的作用下,将燃油喷入气缸。

开式喷油器没有针阀等运动部件,结构简单;缺点是在低速、小负荷工况时,燃油雾化不良,燃油与空气混合质量不高,喷油终止时,又滴漏油现象,容易造成积碳、喷孔堵塞等问题,影响工作的可靠性,所以现代柴油机很少使用。

2.闭式喷油器。所谓闭式,就是在喷油器上安装针阀,针阀被喷油器弹簧预紧压在阀座上,形成喷油器闭锁机构,它将高压油路系统与燃烧室分开。这种闭式喷油器的优点是,喷油开启压力可以通过调整针阀弹簧预紧力、喷油压力大小

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和作用时间,可保证喷油的持续时间;喷油开始和结束迅速准确;燃油被切断后,无后滴现象。由于闭式喷油器这些优点,所以得到广泛应用。

3闭式喷油器

如图11为闭式喷油器的结构图。它由本体4、针阀1、针阀体2、推杆13、弹簧11、弹簧上座9、弹簧下座13调压螺母10、调压螺钉8、高压滤器15等部件组成。

图11 闭式喷油器

3.1针阀偶件

针阀偶件是柴油机供油系统的三大精密偶件之一,由针阀1与针阀体2组成。针阀下端圆锥体部分与阀体表面是高精密度配合面,起切断油路和密封作用,防止燃油进入燃烧室,针阀体的密封锥面上部有蓄压室。 3.2压力调节装置

压力的调整装置有弹簧11、垫圈6、弹簧上座9、弹簧下座12、调压螺钉8等组成。它们通过调节弹簧的预紧力来调节针阀的起阀压力。 3.3高压滤器

高压滤器多为缝式滤清器,其表面制有不同方向互不相通的滤油槽,进入油槽的燃油,经过圆柱表面缝隙流入另一方向油槽,以过滤颗粒状杂物,防止其进入喷油器堵塞喷孔。

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4闭式喷油器的工作原理

如图11,从喷油泵泵出的高压燃油经高压油管和高压滤器15,通入喷油器体内部的油道进入蓄压室,由于蓄压室里的燃油不断增多,燃油压力不断升高,当燃油作用在针阀锥面上压力高于弹簧11的预紧力时,针阀1开始开启,燃油在针阀1锥面和针阀体2锥面之间形成环形通道,进入喷油器体头部集油槽和喷油孔道,喷油泵不断泵出燃油,喷油油嘴处的燃油压力不断增大,当压力大于燃烧室内的工作压缩空气压力时喷油器开始喷油。当喷油过程结束,喷油泵开始回油泄压时,燃油在喷油器内的压力减小,针阀下降回位并重新密封锥面,切断柴油流动渠道,停止喷油。喷油器完成一次喷油过程。

5闭式喷油器的分类

由于柴油机燃烧室的形状不同,所需的喷油器的喷油嘴的结构形式不同,闭式喷油器主要分为孔式喷油器和轴针式喷油器,如图12所示。

图12 喷油嘴的基本形式

5.1孔式喷油嘴

5.1.1单孔式喷油嘴

如图12A所示为单孔式喷油嘴,喷油孔在喷嘴中央。这种喷油嘴喷孔的直径随着供油量的增大而增大,所以喷孔不易阻塞,油粒穿透力强,但是油粒较大,雾化效果不好,所以多用于小型柴油机。 5.1.2多孔式喷油嘴

如图12B所示为多孔式喷油嘴,喷孔数量较多,孔径也小,雾化效果好,但是喷孔小容易阻塞,适应与直接喷射式柴油机。 5.2轴针式喷油嘴

如图12C所示为轴针式喷油嘴。在针阀下端有一轴针插入喷孔,轴针有圆柱形和圆锥形两种,;喷出的油束也是圆柱或圆锥状。这种喷油嘴由于轴针的不断运动所欲不易产生积炭。

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三.供油设备的检修

1.精密偶件的检修

1.1精密偶件的主要故障 1.1.1柱塞与柱塞套筒偶件

(1)圆柱配合面的过度磨损 高压油泵工作一段时间后在柱塞和柱塞套筒的工作表面产生磨损,使配合间隙增大,泵油压力降低,进而影响喷油压力,导致雾化不良,燃烧恶化;而且若各缸喷油泵的柱塞与柱塞套筒间磨损不同,泵油压力不同,各缸喷油量不等,以致各缸功率不等,柴油机各缸功率不平衡。 (2)偶件配合面的拉痕、咬死 当有些机械杂质进入时,柱塞与柱塞套筒间很容易时配合面拉毛。柱塞与柱塞套筒间的配合面,还会产生纵向拉痕,偶件卡紧甚至咬死。

(3)柱塞工作表面的穴蚀 由于喷油泵在喷射结束时,螺旋槽的边缘将回油孔打开的瞬间,套筒内的高压油急速冲出,使套筒内压力骤然降低,使得柱塞斜槽附近的工作表面上产生穴蚀。 1.1.2出油阀与出油阀座偶件

与柱塞偶件一样,出油阀偶件经过长期的使用也会出现一些故障:工作表面的磨损,阀与阀座间的卡紧、咬死关闭不严等。

工作表面的磨损包括偶件配合面的过度磨损将使配合间隙增大,泵油量增多,造成不完全燃烧的后果;密封锥面的磨损导致密封性下降,高压油回流,泵油压力降低。

1.1.3针阀与针阀体偶件

(1)圆柱配合面和圆锥配合面的的多度磨损 磨损时针阀偶件的主要损坏形式。针阀与针阀座偶件过度磨损后,配合间隙过度,喷油压力降低雾化不良。各缸偶件的不同程度的磨损会导致各缸喷油量不同,从而影响柴油机的功率平衡。

(2)针阀体端面的腐蚀 针阀体端面因燃油、冷却水会发生电化学腐蚀,使喷油器整体的密封性下降,产生燃油泄漏、油压降低和雾化不良。

(3)喷孔磨损 喷孔的直径大多很小,在长期使用后由于针阀偶件锥面的磨损密封不良或针阀关闭不严。 1.2精密偶件的检验 1.2.1偶件的清洗

用轻柴油或煤油清洗,偶件配合面应使用软毛刷或软布擦拭,清洗干净后用清洁纸或丝绸擦干,清洗完成后放于专用的容器中,以免灰尘粘在工作表面上。 1.2.2一般性检查

偶件清洗完成后,用低倍放大镜观察偶件工作表面有无严重的缺陷,如发现,应依据实际决定修复或者报废。 1.2.3磨损检验

磨损使配合面配合经度下降,燃油泄漏,燃油压力降低,可以用密封性检验来检查它的磨损。

(1)滑动实验法 检查偶件的最简单方法。用干净的柴油润滑偶件,时偶件与水平成45度角放置,将柱塞或出油阀抽出1/3配合面长度,使其自由下滑,

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