《汽车发动机构造与检修（第2版）》课件 项目十 柴油发动机.pptx

;;;;一、理论知识准备

柴油发动机由德国工程师鲁道夫狄赛尔在1892年发明。由于柴油的燃点比较低，所以柴油发动机可以采用压燃的方式点燃混合气，但是柴油黏度高，挥发性差，不易形成均匀的可燃混合气，因此柴油发动机采用高压喷油泵向汽缸内喷射雾状燃油，解决了柴油雾化问题。由于柴油发动机转矩大，经济性好，广泛应用在农业机械、工程机械、机车船舶、发电机组等领域。

1．柴油机燃油供给系统的功用

柴油机燃油供给系统的功用是根据柴油机的工作要求，定时、定量、定压地将雾化质量良好的柴油以一定的要求喷入汽缸内，并使这些燃油与空气迅速的混合和燃烧。所谓定时就是按照供油相位要求；定量则是保证一定的油量，满足动力性输出的要求；定压则要求喷入汽缸的燃油具备一定的动能与空气进行混合。燃油供给系统的工作情况对柴油机的功率和油耗有重要的影响。;2．柴油的特性

（1）蒸发性差、流动性差、自燃温度低。必须采用高压喷射雾化的方法与空气混合。因此，柴油机必须具有很大的压缩比、很高的喷油压力、很小的喷油器喷孔。

（2）热值高，发动机功率大，经济性好。

（3）燃烧极限范围宽。属稀燃发动机，排放中CO、HC较少，输出功率取决于油量的调节。

3．柴油机混合气的形成

1）柴油机混合气的形成特点

柴油机所用的燃料（柴油）黏度较大，不宜挥发，必须借助喷油设备（喷油泵和喷油器等）将柴油在接近压缩行程终了的时刻，通过高压以细小的油滴形式喷入汽缸，与高温高压的热空气混合，经过一系列物理化学准备，然后着火燃烧。柴油机混合气的形成具有以下特点：;（1）缸内进行，即在压缩行程接近终了时柴油由喷射系统直接贖入燃烧室内，时间短，难以形成均的混烧室内的工质成分随时间和地点而变化

（2）柴油本身黏度大，蒸发性不好。

（3）混合气在高温、高压下多点自燃着火燃烧且混合过程、着火过程和燃烧过程共存。

柴油机可燃混合气的形成时间极为短促，这就给柴油机中柴油与空气的良好混合和完全燃烧带来很大困难。而且喷???与燃烧重叠，出现边燃烧、边喷油、边混合的情况。因此混合气形成过程很复杂。

柴油机由于难以实现喷入汽缸的柴油与空气的完全均匀混合，因此要求空气对燃料的比例一般比汽油机大。过量空气系数通常在标准工况下都大于1，一般在1.15～2.20。;2）柴油机可燃混合气的形成方式

柴油机混合气形成方式从原理上来分，有空间雾化混合和油膜蒸发混合两种。

（1）空间雾化混合。将燃油喷向燃烧室空间，形成雾状，雾状油滴从高温空气中吸热蒸发并扩散，与空气形成混合气。为了使混合均匀，要求喷出的燃油与燃烧室形状配合，并利用燃烧室中空气的运动与其混合。

（2）油膜蒸发混合。将大部分燃油喷到燃烧室壁面上，形成一层油膜，油膜受热汽化蒸发，在燃烧室中强烈的涡流作用下，燃油蒸气与空气形成均匀的可燃混合气。这一混合方式中起主要作用的因素是燃烧室壁面温度、空气相对运动速度和油膜厚度。;4．柴油机燃烧室

柴油机燃烧室主要分为直喷式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。

1）直喷式燃烧室

直喷式燃烧室由汽缸盖底面和活塞顶部凹坑形成，燃料直接喷入与空气混合燃烧。如图10-1所示，直喷式燃烧室呈浅盆形，喷油器的喷嘴直接伸入燃烧室。这种燃烧室结构紧凑，散热面积小，因将燃油直接喷入燃烧室，故发动机起动性能好，做功效率高。;2）分隔式燃烧室

分隔式燃烧室的容积则一分为二，一部分位于汽缸盖中，另一部分则在汽缸内，如图10-2所示。在汽缸内的那部分称主燃烧室，位于汽缸盖中的那部分称副燃烧室。主、副燃烧室之间用通道连通。分隔式燃烧室又有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室之分。分隔式燃烧室属空间雾化混合方式，燃料先在副燃烧室预燃，再经通道喷入主燃烧室进一步燃烧。;涡流室燃烧室，如图10-2a）所示，其主、副燃烧室之间的连接通道与副燃烧室切向连接，在压缩行程中，空气从主燃烧室经连接通道进入副燃烧室，在其中形成强烈的有组织的压缩涡流，因此称副燃烧室为涡流室。燃油顺气流方向喷射。

预燃室燃烧室，如图10-2b）所示，其主、副燃烧室之间的连接通道不与副燃烧室切向连接，且截面积较小。在压缩行程中，空气在副燃烧室内形成强烈的无组织的紊流。燃油迎着气流方向喷射，并在副燃烧室顶部预先发火燃烧，故称副燃烧室为预燃室。;5．柴油机的燃烧过程

柴油机的柴油与空气在缸内混合，因此，需要有较大的供油提前角