【正文】 隔式燃燒室 分隔式燃燒室由兩部分組成，一部分位于活塞頂與氣缸底面之間，稱為主燃燒室，另一部分在氣缸蓋中，稱為副燃燒室。 優(yōu)點(diǎn)：工作柔和，噪音小，又叫輕聲發(fā)動(dòng)機(jī)。小部分柴油霧珠散布在壓縮空氣中，并迅速蒸發(fā)燃燒，形成火源。 圖 53 ω型燃燒室 圖 54 球形燃燒室 ：結(jié)構(gòu)如圖 54所示，空氣由缸蓋螺旋形進(jìn)氣道以切線方向進(jìn)入氣缸，繞氣缸軸線作高速螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)，并一直延續(xù)到壓縮行程。 優(yōu)點(diǎn)：形狀簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，燃燒室與水套接觸面積小，散熱少，可減少熱損失，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性較好。 ：結(jié)構(gòu)如圖 53所示，柴油直接噴射在活塞頂?shù)臏\凹坑內(nèi)，噴射的柴油霧化要好，而且要均勻地分布在空氣中。燃油自噴油器直接噴射到燃燒室中，借噴出油束的形狀和燃燒室形狀的匹配，以及燃燒室內(nèi)空氣渦流運(yùn)動(dòng)，迅速形成混合氣，所以又叫做直接噴射式燃燒室。前兩類屬于統(tǒng)一式燃燒室；后兩類屬于分隔式燃燒室，小型高速柴油機(jī)大多采用有渦流的半開(kāi)式燃燒室。 二、燃燒室 當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，氣缸蓋和活塞頂組成的密閉空間稱為燃燒室，燃燒室的優(yōu)劣對(duì)柴油機(jī)的性能有決定性的作用，因此是柴油機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 (4)后燃期 即從最高溫度點(diǎn) D到燃燒終點(diǎn) E為止所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。緩燃期結(jié)束時(shí)燃?xì)鉁囟瓤蛇_(dá)到 1800～2022℃ 。 (3)緩燃期 即從最高壓力點(diǎn) C到最高溫度點(diǎn) D為止所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。現(xiàn)代高速柴油機(jī)的壓力增長(zhǎng)率甚至達(dá)～ 176。 (2)速燃期 即燃燒始點(diǎn) B到氣缸內(nèi)產(chǎn)生最大壓力點(diǎn) C之間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。滯燃期越長(zhǎng)，氣缸內(nèi)積累的燃油越多，易造成柴油機(jī)工作粗暴，縮短了使用壽命。柴油以霧狀噴入氣缸后，在極短的時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行吸熱、蒸發(fā)、分解、氧化等一系列物理化學(xué)準(zhǔn)備過(guò)程，形成了大量的活化中心，當(dāng)溫度達(dá)到自燃溫度時(shí)，即產(chǎn)生多個(gè)發(fā)火中心，隨之產(chǎn)生熱焰，使氣缸內(nèi)壓力和溫度明顯上升，這就是柴油機(jī)靠壓縮自燃的機(jī)理。 O點(diǎn)到上止點(diǎn)之間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為供油提前角， A點(diǎn)到上止點(diǎn)之間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為噴油提前角。 2．混合氣的燃燒過(guò)程 圖 52 氣缸壓力與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系 柴油機(jī)壓縮和作功過(guò)程中氣缸內(nèi)氣體壓力隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系如圖 52所示。值通常在 ～ ；增壓和中冷技術(shù)可大大增強(qiáng)氣體密度，保證供給足量的純空氣。 曲軸轉(zhuǎn)角，而全部燃燒過(guò)程也只不過(guò)在 ，如不采取適當(dāng)?shù)拇胧┭杆傩纬苫旌蠚?，則無(wú)法保證良好的燃燒。一般全負(fù)荷時(shí)的供油時(shí)間只有 15176?；旌吓c燃燒是重疊進(jìn)行的，幾乎是邊噴油、邊混合、邊燃燒。 10mm之間。 (4)應(yīng)做好柴油的凈化工作，保證柴油濾芯完好無(wú)損也是保證柴油機(jī)正常工作的必要條件之一。 (3)任何情況下柴油不能與汽油混合使用。也可以采用適當(dāng)?shù)牡蜏貑?dòng)液?jiǎn)?dòng)。比如用 10號(hào)柴油和－ 20號(hào)柴油按 1： 1混合，混合后柴油的凝點(diǎn)約為 13℃ 左右（按比例計(jì)算應(yīng)該為 15℃ 左右）?；驹瓌t是： (1)夏天使用夏季柴油，如 10﹟ 柴油； (2)冬季必須根據(jù)環(huán)境溫度的狀況使用相應(yīng)牌號(hào)的冬季柴油，如 10﹟ 、 20﹟ 柴油； (3)柴油標(biāo)號(hào)及其相應(yīng)的使用溫度見(jiàn)表 51。與溫度有關(guān)。凝點(diǎn)：失去流動(dòng)性；冷 凝點(diǎn)：特定實(shí)驗(yàn)條件下， 1分鐘內(nèi)不能通過(guò)過(guò)濾器 20ml的最高溫度。 蒸發(fā)性：柴油的蒸發(fā)氣化能力。用十六烷值評(píng)定。 1．輕柴油的牌號(hào)和規(guī)格 按凝點(diǎn)分為： 10﹟ （價(jià)格最低）、 5﹟ 、 0﹟ 、 10﹟ 、 20﹟ 、 35﹟ 、 50﹟ （價(jià)格最高）。 五、柴油 按其所含重餾分的多少分為重柴油和輕柴油。通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)噴油泵的供油量，以控制柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，防止轉(zhuǎn)速過(guò)高造成柴油機(jī)“飛車”或因轉(zhuǎn)速過(guò)低而熄火。 輸油泵的上部裝有手動(dòng)油泵，起動(dòng)前，通過(guò)手動(dòng)泵油，可以排除油路中滲入的空氣，以利于柴油機(jī)的順利起動(dòng)。 由柴油箱到噴油泵入口處的油路由于油壓較低，稱為低壓油路，其管路多使用大直徑的薄壁銅管、橡膠軟管甚至塑料管。燃燒以后的廢氣經(jīng)排氣道、增壓器排氣通道、排氣管、排氣消音器排入大氣。噴油器將柴油以霧狀噴入氣缸，與預(yù)先經(jīng)濾清、增壓和中冷后，由壓縮行程壓縮后形成的高溫、高壓、高密度的空氣迅速混合，并自行著火燃燒作功。 四、柴油機(jī)燃料供給系的工作過(guò)程 柴油機(jī)工作時(shí)，輸油泵將柴油從油箱中吸出，經(jīng)柴油粗濾器過(guò)濾后壓送到油水分離器、燃油細(xì)濾清器，濾清后的柴油被輸送到噴油泵總成。 ④柴油濾清器 有粗細(xì)兩種，一般粗濾器設(shè)在輸油泵之前，細(xì)濾器設(shè)在輸油泵之后。 ③多余的燃油回流 輸油泵的供油量比噴油泵的最大噴油量大 3～ 4倍，大量多余的燃油經(jīng)噴油泵進(jìn)油室的一端限壓閥和回油管流回輸油泵的進(jìn)口或直接流回柴油箱。 (5)燃油供給路線 ①低壓油路 從柴油箱到噴油泵入口，油壓一般為 ～ 。 (3)混合氣形成裝置 由一定形狀的燃燒室構(gòu)成。 圖 51 柴油機(jī)燃料供給系組成 (1)燃油供給裝置 由柴油箱、輸油泵、低壓油管、柴油濾清器、噴油泵、調(diào)速器、高壓油管、噴油器、回油管等組成。 三、柴油機(jī)燃料供給系的作用及組成 1．作用：完成燃料的儲(chǔ)存、濾清和輸送工作，按柴油機(jī)各種不同工況的要求，定時(shí)、定量、定壓并以一定的噴霧質(zhì)量噴入燃燒室，使其與空氣迅速而良好地混合和燃燒，最后使廢氣排入大氣。 低速柴油機(jī)，ｎ＝ 600轉(zhuǎn)／分以下。 5．按額定轉(zhuǎn)速可分為： 高速柴油機(jī)，ｎ＝ 1000轉(zhuǎn)／分以上。 3．按氣缸數(shù)多少可分為：?jiǎn)胃撞裼蜋C(jī)、多缸柴油機(jī)等。 二、柴油機(jī)的分類 1．按工作方式可分為：二沖程柴油機(jī)和四沖程柴油機(jī)。 4．柴油機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、材料好、加工精度高，制造成本較高。高壓柴油噴入燃燒室，混合氣在燃燒室內(nèi)形成，壓燃后邊噴射邊燃燒。 活動(dòng)一 柴油機(jī)燃料供給系的作用與組成 一、柴油機(jī)的特點(diǎn) 1．壓縮比大（ 15～ 22），熱效率高（ 30％～ 40％），經(jīng)濟(jì)性好；無(wú)點(diǎn)火系，油路系統(tǒng)機(jī)件精密、耐用，故障少。然后燃油以霧狀形式噴入高溫空氣中，與空氣混合形成可燃混合氣，自動(dòng)著火燃燒。 柴油機(jī)是用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)，屬于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。項(xiàng)目五 柴油機(jī)燃料供給系 知識(shí)目標(biāo)： 1．了解柴油機(jī)燃料供給系的作用與組成； 2．了解可燃混合氣的形成與燃燒過(guò)程； 3．掌握柴油機(jī)燃燒室的類型及結(jié)構(gòu)； 4．掌握柴油機(jī)燃料供給系主要部件噴油器、噴油泵、調(diào)速器的結(jié)構(gòu)及原理； 5．掌握柴油機(jī)燃料供給系輔助裝置的作用及結(jié)構(gòu)組成； 6．掌握電控柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理。 能力目標(biāo)： 1．掌握柱塞式噴油泵和轉(zhuǎn)子分配式噴油泵的檢修與調(diào)整； 2．了解兩極式調(diào)速器和全稱式調(diào)速器的檢修與調(diào)整； 3．掌握電控高壓共軌柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)主要部件的檢修。柴油在工作時(shí)，吸入柴油機(jī)氣缸內(nèi)的空氣，因活塞的運(yùn)動(dòng)而受到較高程度的壓縮，達(dá)到 500700℃ 的高溫。柴油機(jī)已成為現(xiàn)代動(dòng)力機(jī)械中最重要的部分。 2．混合氣的形成、點(diǎn)火和燃燒方式不同于汽油機(jī)。 3．柴油機(jī)的 CO和 HC排放低， NOx較多，大負(fù)荷易產(chǎn)生碳煙。 5．柴油機(jī)的排氣噪聲大，廢氣中 SO2含量較多。 2．按排列方式可分為：直列柴油機(jī)、行星柴油機(jī)和Ｖ字型柴油機(jī)等。 4．按進(jìn)氣方式可分為：自然吸氣式柴油機(jī)、增壓式柴油機(jī)。 中速柴油機(jī)，ｎ＝ 6001000轉(zhuǎn)／分以內(nèi)。 車用柴油機(jī)多為高速柴油機(jī)。 2．柴油機(jī)燃料供給系的組成 柴油機(jī)燃料供給系由燃油供給裝置、空氣供給裝置、混合氣形成裝置及廢氣排出裝置組成，如圖 51所示。 (2)空氣供給裝置 由空氣濾清器、進(jìn)氣歧管、增壓器、中冷器和氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣道等組成。 (4)廢氣排出裝置 由氣缸蓋內(nèi)的排氣道、排氣歧管、排氣管、消音器和煙度限制器等組成。 ②高壓油路 從噴油泵到噴油器，油壓在 10MPa以上。噴油器工作間隙漏泄的極少數(shù)柴油也經(jīng)回油管流回柴油箱。 ⑤為保證各氣缸供油的一致性，連接噴油泵和噴油器的鋼制高壓油管的直徑和長(zhǎng)度是相等的。噴油泵將柴油壓力提高到 10MPa(VE泵則達(dá)到 50MPa)以上，并定時(shí)定量地將高壓柴油經(jīng)高壓油管壓送到噴油器。噴油器中多余的柴油經(jīng)回油管流回到油箱。 輸油泵的供油能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)噴油泵的泵油量，過(guò)量的柴油從噴油泵的回油口經(jīng)回油管路流回燃油箱 (有的柴油機(jī)回油流入輸油泵入口處 )，同時(shí)將滲入油路的空氣隨柴油帶出，防止氣阻現(xiàn)象的發(fā)生。噴油泵至噴油器的油路要承受高壓，這一段油路稱為高壓油路，其管路則使用小直徑的厚壁無(wú)縫鋼管制成。 為了滿足在柴油機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)變化時(shí)，對(duì)噴油泵的供油量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，柴油機(jī)均裝有調(diào)速器。調(diào)速器裝于噴油泵的一端，與噴油泵連成一體。車用柴油為輕柴油。 2．使用性能： 發(fā)火性：自燃能力。國(guó)家規(guī)定 ≥ 45，越大自燃能力越強(qiáng)。 低溫流動(dòng)性：用柴油的凝點(diǎn)和冷凝點(diǎn)評(píng)價(jià)。 粘度：評(píng)價(jià)柴油的稀稠度。 隨著環(huán)境溫度的變化，柴油機(jī)使用的柴油牌號(hào)也需要相應(yīng)變化。 表 51 柴油標(biāo)號(hào)及對(duì)應(yīng)使用溫度 柴油牌號(hào) 10 0 10 20 35 50 含硫量（ %） 十六烷值 50 50 50 50 50 50 凝固點(diǎn)（ ℃ ） +10 0 10 20 35 50 適用的最低環(huán)境溫度（ ℃ ） +12 +3 7 17 32 45 (1)不同牌號(hào)的柴油可以混合使用，也可以根據(jù)環(huán)境溫度的高低適當(dāng)調(diào)配；混合后柴油的凝點(diǎn)不是按比例變化的，一般要比按比例計(jì)算的凝點(diǎn)高 2℃ 左右。 (2)因環(huán)境溫度較低，柴油凝點(diǎn)原因造成柴油機(jī)不易啟動(dòng)，可以向柴油中添加 10～ 40％的裂化煤油以降低其凝點(diǎn)。低溫啟動(dòng)液不能加入燃油中，只能用注射器直接注入進(jìn)氣管中，一次用量大約 10～ 25ｍ l。否則，柴油機(jī)可能產(chǎn)生“爆炸性”故障。 活動(dòng)二 柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒室 一、可燃混合氣的形成與燃燒過(guò)程 1．可燃混合氣的形成 柴油的粘度較大且不易蒸發(fā)，因此須借助噴油設(shè)備將柴油在壓縮行程結(jié)束的稍前時(shí)刻以霧狀噴入氣缸，分散成數(shù)百萬(wàn)個(gè)細(xì)小油滴，直徑在 (1～ 50)179。這些細(xì)小的油滴在氣缸內(nèi)與進(jìn)氣過(guò)程中進(jìn)入缸內(nèi)并被壓縮成高溫、高壓的空氣迅速混合自行著火燃燒。 為了保證柴油機(jī)良好的性能，燃燒必須在上止點(diǎn)附近完成，為此要求噴油持續(xù)時(shí)間極為短促。 ～35176。車用柴油機(jī)實(shí)際燃燒過(guò)程中常采取以下措施來(lái)保證： (1)過(guò)量供給空氣 柴油機(jī)的過(guò)量空氣系數(shù)。 (2)較高的壓縮比 柴油機(jī)的壓縮比一般為 15～ 22，以提高壓縮終了時(shí)缸內(nèi)空氣的溫度； (3)較高的噴射壓力以及多孔噴油 油束在燃燒室內(nèi)均布，改善柴油的霧化性能； (4)適當(dāng)?shù)娜紵倚螤? 利用進(jìn)氣渦流、壓縮擠流等加速油霧與空氣的混合。當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)到上止點(diǎn)前 O點(diǎn)位置時(shí)噴油泵開(kāi)始供油；當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)到 A點(diǎn)位置時(shí)，噴油器開(kāi)始噴油。 一般根據(jù)柴油機(jī)燃燒過(guò)程的特點(diǎn)可將整個(gè)過(guò)程分為四個(gè)階段： (1)滯燃期 即從噴油始點(diǎn) A到燃燒始點(diǎn) B之間所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。 滯燃期通常約 ～ 。滯燃期的長(zhǎng)短是影響柴油機(jī)工作粗暴程度的重要因素。從 B點(diǎn)開(kāi)始形成火焰并迅速向各處傳播，缸內(nèi)溫度和壓力迅速上升至 C點(diǎn)時(shí)壓力達(dá)到最高值。 的曲軸轉(zhuǎn)角，這是柴油機(jī)工作粗暴、噪聲大的主要原因。這一階段的燃燒是在氣缸容積不斷增加和高溫缺氧的條件下進(jìn)行的，所以燃燒不完全，易生成碳煙。通常在緩燃期內(nèi)噴油結(jié)束。在后燃期內(nèi)隨著氣缸容積的增大，氣缸內(nèi)壓力迅速下降，后燃期所釋放出來(lái)的熱量不能有效地轉(zhuǎn)化為有用功，柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性下降；同時(shí)由于排氣溫度增高，活塞組的熱負(fù)荷增大，因此應(yīng)盡量縮短后燃期。 燃燒室按組織燃燒過(guò)程的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)不同分為開(kāi)式、半開(kāi)式、預(yù)燃室式和渦流室式四類。 （一）統(tǒng)一式燃燒室 統(tǒng)一式燃燒室由凹頂活塞頂部與氣缸蓋底部所包圍的單一內(nèi)腔，幾乎全部容積都在活塞頂面上。 主要結(jié)構(gòu)是：缸蓋底面是平的，活塞頂部下凹，有 ω型、淺盆型、球型、 U型幾種形式。要求噴射壓力高，一般 17～ 22MPa，要求霧化質(zhì)量高，因此，多采用孔式噴油器，孔數(shù)一般為6～ 12個(gè)。 缺點(diǎn)：工作粗暴，噴射壓力高，制造困難，噴孔易堵。噴油器沿氣流運(yùn)動(dòng)的切線方向噴入柴油，使絕大部分柴油直接噴射在燃燒室壁面上形成油膜。油膜一方面受灼熱的燃燒室壁面的加溫，同時(shí)又受已燃柴油的高溫輻射，使柴油機(jī)逐層蒸發(fā)，與渦流空氣邊混合邊燃燒。 缺點(diǎn)：起動(dòng)困難，螺旋形進(jìn)氣道，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。這兩部分由一個(gè)或幾個(gè)孔道相連。 :它的副燃燒室是球形或圓柱形的渦流室，其容積約占燃燒室總?cè)莘e的 50%～ 80%，渦流室有切向通道與主燃燒室相通。部分混合氣在渦流室中著火燃燒，已燃與未燃的混合氣高速（經(jīng)通道）噴入主燃燒室，借活塞頂部的雙渦流凹坑，產(chǎn)生第二次渦流。 渦流室式柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速可達(dá) 4000轉(zhuǎn) /分以上，工作過(guò)程柔和，排氣中有害成分較少。 要求：順氣流方向噴射，由于渦流運(yùn)動(dòng)促進(jìn)了混合氣的形成與燃燒，可采用較大孔徑的噴油器，噴