按柴油机工作需要,将计量的柴油适时地以适当空间油束状态喷入燃烧室的装置。主要包括油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、调速器、高压油管和喷油器等(图1)。供油系统要保证形成良好的可燃混合气和燃烧的最有利条件,以满足柴油机在功率、扭矩、转速、油耗、排放、噪声、起动和使用寿命等方面的要求。供油系统中,影响柴油机性能的主要指标是喷油量、喷油正时、喷油速率、油束分布和喷雾状态。
按柴油机工作需要,将计量的柴油适时地以适当空间油束状态喷入燃烧室的装置。主要包括油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、调速器、高压油管和喷油器等(图1)。供油系统要保证形成良好的可燃混合气和燃烧的最有利条件,以满足柴油机在功率、扭矩、转速、油耗、排放、噪声、起动和使用寿命等方面的要求。供油系统中,影响柴油机性能的主要指标是喷油量、喷油正时、喷油速率、油束分布和喷雾状态。决定前三项的主要参数为喷油泵的凸轮速度、柱塞直径和出油阀特性参数、喷油器及供油系统中有害高压容积等。决定油束分布和喷雾状态的主要参数为供油系统压力波、喷油压力、针阀升程、喷孔数目、孔径和喷雾角度。合理地选择上述参数,使之最佳匹配,是提高柴油机性能的关键。
图1 柴油机供油系统
将混入柴油中各种有害杂质和水分排除,以减少供油系统中精密偶件的磨损,延长使用寿命。柴油滤清器排杂的方式有机械分离、重力分离和吸附三种。农用柴油滤清器以纸质滤芯为主,有卷筒式、旋装式等结构。
以给定的喷油压力和喷油速率,将计量柴油适时地输往喷油器的装置,包括喷油泵、调速器、输油泵和供油提前角调节器等部件。喷油泵可分直列式和分配式两类,前者用一副泵油元件供应一个气缸,后者用一副泵油元件供应各个气缸。
即柱塞式喷油泵,由凸轮轴通过挺柱推动柱塞泵油,靠改变柱塞控制槽和柱塞套回油孔相对位置调节油量。结构有分体式和整体式。前者是装泵油元件的上体和装凸轮轴的下体分开,工艺较简单、装拆方便,但易漏油。后者分窗盖板式和全封闭式。窗盖板式泵体刚性较差,允许泵端压力为40~60兆帕,适用于非直喷式柴油机。全封闭式靠转动柱塞套调节油量,泵体刚性好,允许泵端压力高达70~100兆帕,漏油少,适用于直喷式柴油机,但工艺复杂,价格较贵。输油泵有活塞式、滑片式和膜片式等,一般装在喷油泵体上,由凸轮轴推动,以输送低压油通过滤清器到喷油泵。喷油泵上装有调速器,一般由飞锤、弹簧和杠杆等组成。飞锤离心力随转速变化,通过杠杆带动喷油泵调节齿杆而改变油量,从而自动调节功率和负荷间的平衡,以稳定和限制转速。农用柴油机以机械式调速器为主,按功能分全程式和两极式。全程式在全部转速范围内调节,适用于拖拉机。两极式在最高和最低转速时调节,中间转速由人工操纵,适用于汽车。供油提前角调节器能随转速变化调节供油角度,以补偿喷油始点随转速上升而迟后的缺点。
装在手扶拖拉机上的单缸喷油泵也属柱塞式。工作原理同直列式喷油泵,但凸轮轴和调速器均装在柴油机机体内,一般无输油泵和供油提前角调节器。
有转子式和单柱塞式两种。转子式分配泵的分配转子带动柱塞和滚柱在内凸轮中旋转而泵油,并由转子出油孔依次将高压油输往各喷油器;单柱塞分配泵的平面凸轮旋转时推动柱塞泵油,同时又转动柱塞依次将高压油通过出油阀而输往各喷油器。两种分配泵的泵壳内均装有滑片式低压输油泵、机械式调速器和液压式供油提前角调节器,壳内充满循环的低压燃油作润滑和冷却用。分配泵结构紧凑,价格低,油泵转速可达2000~3000转/分,承受的泵端压力约45~65兆帕。适用于轮式拖拉机、汽车和中小型高速柴油机。
将来自喷油泵的高压柴油适时地喷入燃烧室,使其雾化并与空气良好混合。喷油器包括喷油器体、调压弹簧和喷油嘴偶件(针阀和针阀体)等零件。喷油器体外径有25、21和17毫米三种。调压弹簧在喷油器体内通过挺杆压住喷油嘴针阀。低惯量喷油器(图2)能改善柴油机性能、降低排污。喷油嘴偶件分孔式和轴针式两种,分别用于直喷和非直喷式柴油机。农用中小功率柴油机的喷油嘴针阀直径为6、5和4(4.5)毫米。
图2 低惯量喷油器
内,各缸油管长度应相等。
喷油嘴偶件、喷油泵柱塞偶件和出油阀偶件都是柴油机供油系统中最精密零件。由于要保证高压工况的密封性能,配合面加工精度的要求特别严格。
连接喷油泵和喷油器的管路。因承受高达40~100兆帕的柴油压力,必须采用冷拔无缝钢管。油管内径根据喷油量大小选用。油管长度应尽可能缩短,以减少有害容积。油管弯曲半径不应小于油管外径的6倍。为了保证各缸均匀性和喷油始点在规定值
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