柴油机燃料供给系统

1、第五章柴油机燃料供给系统柴油机燃料供给系统的功用和组成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。燃油供给装置：柴油箱.输油泵.柴油滤清器.喷油泵.喷油器等。 空气供给装置：空气滤清器、进气管道。混合气形成装置：燃烧室。废气排出装置：排气管道、消音器。燃油箱喷油器回油管高压油管限压阀燃油滤清器低压油管喷油泵输油泵油水分离器喷油提前器低压油路：从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的 油压是由输油家建立的帚输油泵的出油压力一鞭为1 0.15MPa 0. 3M

2、pa,这段油路称为低压油路。高压油路：从喷油泵到喷油器这段油路中的油压是 由喷油泵建立的，一般右lOMpa以上，故这段油路 称为高压油路。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，为了保持进入喷油家进油室內的拓 压稳定，喷油泵进油室的一端装有限压阀（又称溢 流阀），关量多荼的燃油经限压闵和回油管流回输 油泵的进口或直换流回柴油箱。喷油器工祚间隙漏 泄的极少数柴油也经回油管流回柴油箱。川二、柴油1、使用性能指标发火性指燃油的自燃能力，柴油的发火性用“十六烷值”表示，十六 烷值愈高，发火性愈好。但十六烷值高的柴油的凝点也高，因而蒸发性差。 故通常汽车用柴油的十六烷值应在40 5

3、0范围内。蒸发性由燃油的蒸馅实验确定需要测定的馅程是50%溜出温度.90%溜 出温度及95%馅出温度。若相同蒸发量的馅出温度愈低，表明柴油蒸发性 愈好，愈有利于可燃混合气的形成和燃烧。粘度决定燃油的流动性。粘度越大流动性愈差。粘度随温度而变化， 温度升高，粘度小，温度降低，粘度大。凝点指柴油冷却到开始失去流动性的温度。我国柴油牌号是用凝点来 规定的。如：柴油凝点为0 °C,则此柴油牌号为0#。2柴油的选用车用柴油机所用柴油应选用十六烷值较高、蒸发性较好、粘度和凝点合适、不含水分和机械杂质的柴油。使用地区的环境温度。在选择时，所选柴油牌号应 比最低环境温度低约5°C。三、柴油

4、机燃烧室柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内 进行的。当活塞接近压缩上止点时，柴油喷入气缸，与高 压高温的空气接触，混合，经过一系列的物理，化学变化 才开始燃烧。之后便是边喷射，边混合，边燃烧。箕混合 气的形成和燃烧是一个非常复杂的物理化学变化过程。可燃混合气的形成品质和燃烧性能与燃烧室结构形式 密切相关，直接影响到柴油机的动力性、经济性、排放指 标、噪声指标、工作寿命等。统一式燃烧室由活塞顶部与气缸盖底 部所包围的单一内腔， 几乎全部容积都在活 塞顶面上。涡流室燃烧室预燃式燃烧室3& K统一式燃烧室燃烧室呈浅盆形，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

5、，因将燃油直接喷火燃烧 ，故发动机启动性能好，作功效率高。空气运动促进混合，使油粒分布得更均匀，最有效的 措施是使空气运动，多采用两种方法。1）使进气产生涡流：利用弱涡流切向进气道或强涡流螺旋 进气道，可以在进气行程中使空气绕气缸轴线旋转运动。2）产生挤压涡流：利用活塞顶部的特殊形状，在压缩过程 中和膨胀行程开始时，使空气在燃烧室中产生强烈的旋转 运动它存在于上止点附近）持续时间较短转速愈高涡流也愈强气流对油束的吹散作用也愈大。 此外，空气涡流运动还可以加速火焰的传播，促使燃烧及 早地结束。癩礙帥奇礙科零怨珍空气涡流方式a) 螺旋型进气道b) 切向进气道(1)进气涡流： 在进气行程 中形成绕气

6、缸中 心高速旋转的气 流。旋转涡流切向涡流一 ' 5 > 1，厂利用活塞顶部的特殊形状，在压缩过程中和膨胀行 程开始时，使空气在燃烧室中产生强烈的旋转运动, 它存在于上止点附近，持续时间较短活塞下行I 两个空间，一个在缸盖中(副燃烧室)，一个在活塞顶(主燃烧 室)，两部分间有孔道相连。(1)涡流室式燃烧室主燃烧室与涡流室两腔室有通道相连。涡流室式燃烧室一般采用平顶活塞，在压缩行程期间，涡流室内形成旋涡气流，多数燃油在涡流室 内被点燃。然后，其余燃油在主燃烧室内继续燃烧。分隔式燃烧室一般釆用轴针式喷油器，喷油压力要求不高。(2)预燃室式燃烧室喷油器装在副燃烧室内，柴油在副燃烧室内燃

7、烧后喷入主燃烧室, 推动活塞向下运动。由于自燃主要发生在副燃烧室内，而主燃烧室内主要是扩散燃烧, 因此，这种燃烧室工作较柔和，噪声较小。但是，因为散热面积较大, 放热效率较低，目前，较少采用。预燃室式燃烧室一般釆用浅盆形或平顶活塞，以减少散热面积。涡流室式燃烧室特点：油压要求不高；故障少;1.涡流室式燃烧室1）整个燃烧室分为两部分球型涡流室 在气缸盖内；活塞上方为主燃烧室。涡 流室容积占总燃烧室容积的50% -80%, 用一个和数个切向大面积通道相通。属 '于空间混合方式。©在压缩行程中，气缸内的空气被活塞 推挤，经过通道进入涡流室，形成强烈 典有组织的高速旋转运动（几百转/

8、分） 滦油喷入涡流室中，在空气涡流的作用 下，形成较浓的混合气。部分混合气在 涡流室中着火燃烧，已然与未然的混合 气高速（经通道）喷入主燃烧室，借活 塞顶部的双涡流凹坑，产生第二次涡流。 促使进一步混合和燃烧。3）顺气流方向喷射，由于涡流运动促进工作较平稳；散热面积大；油耗 高；起动性差。了混合气的形成与燃烧，可釆用较大孔 径的喷油器，喷射压力也较低（12-14 MPa）2.预燃室式燃烧室预热室式燃烧室1）整个燃烧室分两部分，预燃室位于气 缸盖内为总燃烧室容积的25% -40%,活2）喷油嘴安套去预燃室中心线附近，为 便于冷起动，多装有电热塞。3）大部分燃料是在主燃烧室中混合燃烧， 是属于空间

9、混合方式。4）利用压缩紊流先预燃。5)利用强烈的燃烧涡流，促使完全燃对喷油的雾化质量要求不高，可采用 易堵塞的大直径单孔喷嘴,喷油压力较 低（8MPa12MPa）,有适应大转速范围 和不同着火性能燃料的能力。7）运转平顺，燃烧噪声小，但经济性较 差。热损较大，起动性能差，必须加装电 热塞。四、柴油机燃料供给系统主要部件的构造1、输油泵功用：保证低压油路中柴油的正常流动，克服柴油滤清器和管路中的阻力，并以一定的压力向喷油泵输送足够量的柴油。输油量约为柴油机全负荷最大耗油量的3 4倍。结构型式：活塞式、转子式.滑片式.齿轮式等偏心轮转过，活塞上行，下腔容积增大，产生真 空，进油阀开启，柴油经进油口

10、进入下泵腔。同时， 上泵腔容积缩小，压力增大，出油阀关闭，上泵腔中 的柴油经出油口压出。(2)准备压油行程偏心轮推动滚轮、挺杆和活塞向下运动，下泵腔油 压增高，进油阀关闭，出油阀开启，柴油从下腔流入上(3)输油量的自动调节输油泵供油量大于 喷油泵需要量时，上泵 腔油压增高，与活塞弹 簧弹力相平衡时，活塞 便停止泵油。偏心轮喷油泵凸轮轴推杆出油口出油阀滚轮挺杆活塞弹簧 活塞进油口手柄泵体/手油泵进油阀用手油泵上下运动来泵油 清除燃油系统内的空气(4 )手油泵工作12、柴油滤清器作用：除去柴油中的尘土、水分或其他机械杂质和温度变化及 空气的接触过程从柴油中析出少量的石蜡，以降低对精密偶件 的磨损，

11、从而提高功率，降低油耗。分类：柴油粗滤器柴油细滤器限压阀放油螺塞-出油口 盖3、喷油泵功用：按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时、定量、定压 地向喷油器输送高压柴油。 提高油压（定压）:将喷油压力提高到10MPa20MPa。 控制喷油时间（定时）:按规定的时间喷油和停止喷油。 与各个气缸的发火顺序有关。 控制喷油量（定量）:根据柴油机的工作情况，改变喷油量的多少，以调节柴油机的转速和功率。柱塞式喷油泵：性能良好，可靠，使用广 泛。1=转子分配式喷油泵（VE）:靠转子的转动 实现柴油的增压与分配，体积小重量轻速度好。泵喷嘴（喷油泵喷油器）:将喷油泵和喷油器结合在一起，不需高压油管，但驱动机构复杂

12、。分泵）柱塞式喷油泵输油泵调速器驱动轴泵体Ir泵体部分i分泵i供油提前角调节装置 油量调节机构传动机构高压油管按头出油阀弹簧出油阀座出油阀柱塞栓塞萍賛油员控制机构滚轮体凸轮轴(1)分泵分泵：每个气缸 W所对应的一套柱塞副.出油阀副 等零件组成的高 压泵油机构。分泵组成：高压 油管接头、减容 体、出油阀弹簧、 出油阀副、柱塞 副、柱塞弹簧及 座.挺杆。1.柱塞偶件结构：J柱塞一直槽、45°斜槽（两槽相通）I柱塞套一径向油孔（与低压油腔相 通）定位槽精密配合偶件：配合间隙为0.001500025mm径向対孔直疋要求：成对使用，不能互换。 拆装维修时要作好记号。b.从柱塞头部封 闭径向油孔

13、到柱 塞斜槽露出径 向孔之前。c从柱塞斜槽露出 径向油孔到柱塞 上行至上止点。fi工作原理：3上行a.从下止点到柱塞头部封闭径向油孔之前。bW柱塞下行a.从上止点到柱 塞斜槽封闭径 向油孔之前。b.从柱塞斜槽封 闭径向孔到柱 塞头部露出径 向油孔之前。C.从柱塞头部露 出径向油孔到 运行下止点。IIiVb供油有效行程：柱塞顶面封闭出径向油孔前柱塞上移的行程，用hg表示。hg决定了喷油泵每 循环供油量(Ag) o调节供油量方法：转动柱塞改变Tig改变 循环供油量停油:直槽对准油孔。2.出油阀偶件作用：防止燃油倒流，保证供油'z /I 迅速，停油干脆。（出油阀体一密封锥面、十字截 面.减压

14、环带出油阀座一内密封锥面、内圆柱面1:1I出油阀弹簧减容体出油阀出油阀座出油阀 弹簧出油阀工况：<>rA' ?； V-' s訂 出油阀上升：减压环离座孔前，油管内 减容增压，减压环离座孔，达喷油压 力，迅速喷油。出油阀下落：减压环入座孔，切断油路，防止燃油倒流，保证下次供油迅速。减压环落座，管内增容减压，停油干脆，防止二次喷射和滴漏现象。减容体 出油阀弹簧 高压油管 接头r出油阀J出油阀座柱塞套柱塞 I尾部还起限制出油阀最大升 程的作用。* 3、减容体 了作用：弹簧导向，减容。限位。 出油阀压紧螺帽内腔空间的 容积，在高压系统中占有相 当大的比例（高压油管的内 径仅

15、1mm）。该容积过大将 造成:喷油压力升高较慢， 喷油时间延迟，油管内残余 压力过高，喷油延续时间增 长等弊病。为此在内腔装有 带槽的减容器，以减小这部 分空间的容积，促进喷停迅 速，改善喷油过程。同时其工作原理：转动柱塞改变柱塞与柱塞套的相对位置，从而 改变供油行程来完成的。拨叉式（n号泵）由调节臂、拨叉、供油拉杆组成，驾驶员或调速器轴向移动供油 拉杆时，拨叉带动调节臂及柱塞相对柱塞套转动，从而调节了供 油量。当各缸供油量不等时，可松开固定螺钉改变拨叉在供油拉 打上的位置予以调整。1- 柱塞套2- 柱塞3- 柱塞调节臂4- 拨叉紧固螺钉5- 拨叉6- 供油拉杆齿条齿圈式柱塞4下端的桦舌嵌入控

16、制套筒6相应的切槽中。套筒6松套在柱 塞套1上。在控制套筒上部套有一个可调齿圈5,用螺钉锁紧。可调 齿圈与齿杆3相啮合。齿杆的轴向位置由驾驶员或调速器控制。移 动齿杆时，齿圏连同控制套筒带动柱塞4相对于不动的柱塞套1转动，以调节供油量。不供油部分供油最大供油柱塞套2-进回油孔3-调节齿杆4-柱集 筒7-柱塞樺舌5-调节齿圈6-控制套传动机构驱动柱塞往复运动擢动柱塞往复运动，完成进油、压油、回油过程; 保证供油正时。滚轮传动部件：滚轮、长槽、（垫块）凸轮轴凸轮轴（按作功顺序排列凸轮）滚轮式挺杆滚轮体传动件1）功能：变凸轮的旋转运动为自身的直线往复运动，推动柱塞上 行供油。调整各分泵的供油提前角和

17、供油间隔角。割调整垫块式滚轮体带有滑动配合衬套的滚轮体松套在滚轮轴上，滚轮轴也松套在滚 轮架的座孔中。调整垫块安装在滚轮架的座孔中，用耐磨材料制成，磨损后可翻转使用。制有不同厚度的垫块,厚度差为01呱相应凸轮轴转角为0.5。,反映到曲轴上为。3）调整螺钉式滚轮体在滚轮架上端有工作高度可调节的调整螺钉，拧出调整螺钉,h 值增大,供油提前角即增大;拧入螺钉,h值减小,供油提前角即K11-滚轮轴；2-滚轮；3-滚轮架；4-锁紧螺母；5-调整螺钉喷油泵的速度特性：当油量调节拉杆位置一定时，供油量随转速升高而 增加，随转速下降而减少。节流作用大I 始点提前渗漏油量少J I终点落后节流作用小渗漏油量多始点

18、落后1 终点提前J供油量I产生喷油泵速度特性的原因：1）当发动机转速增加，从而喷油泵柱塞移动速度增加时，柱塞套 上油孔的节流作用随之增大，于是在柱塞上移时，即使柱塞尚未完 全封闭油孔，由于燃油一时来不及从油孔挤出，泵腔内油压增加而 使供油开始时刻略有提前；同样道理，在柱塞上移到其斜槽已经与 油孔接通时，泵腔内油压一时还来不及下降，使供油停止时刻略微 延后。这样，即使调节拉杆位置不变，随着发动机转速增大，柱塞 产生早喷晚停，使得柱塞的有效行程将略有增加，而供油量也略微 增大；2）柱塞运动速度增加时，泄露时间缩短，泄露量少。 3、喷油泵速度特性带来恶果 1）转速升高每循环供油量增加，充气系数下降，

19、造成 殖多气1111, fg®性循环而“超速”（飞 奉）,严董咼旋转机件损坏歡黠麟讐蠶）充跻升'造成赛体情况是:(1) .超速满载汽车从上坡行驶刚过渡到下坡行驶时，柴油机突然卸荷，而油量调节拉杆可能由 于某种原因还保持在最大的供油量位置，显然，发动机转速将大为增高以至于超速。这时, 喷油泵在上述供油特性的支配下，反而自动将供油量加大，更促使发动机转速升高。发动 机转速和供油量如此相互作用的结果，将加速导致发动机超速而出现排气管冒黑烟及发动 机过热等不良现象；同时，往复运动零件的惯性力增大，使某些机件过载，甚至于损坏。(2) 怠速不稳汽车柴油机还经常在怠速工况下工作(如短暂停车

20、，起动暖机等)，此时，供入气缸的 燃油量彳艮少，发出的动力仅用以克服发动机本身内部各机构运转阻力，而这阻力则随发动 机转速升高而增加。这时，主要问题在于发动机能否保持最低转速稳定运转而不熄火。对 于汽油机，这是不成问题的。汽油机怠速时，化油器的节气门保持最小开度不变。当发动 机内部阻力因某种原因变大时，发动机转速会立即降低。但转速的降低却使充气系数提高, 因而气缸内的平均压力增大，使发动机转速又回升到接近原先的数值。至于柴油机的情况, 则恰恰相反。即使油量调节拉杆保持在最小供油量位置不变，当内部阻力略有增大因而使 发动机转速略微降低时，如前所述，喷油泵的供油量却自动减少，促使发动机转速进一步

21、降低。如此循环，最后将使发动机熄火。反之，当机内阻力稍有减小时，柴油机怠速转速 将不断升高。4、调速器的作用：当负荷改变时，自动地改变供油量的多少，维持稳定运转。对在良好的道路上行驶的汽车来说，多用于限制柴油机的最高转速 max和保持稳定的最低转速珥讪（怠速）。max与“T差值一般不大于1.限制最高转速 全负荷时，由于负荷的减小，转速将升高。当 转速超过额定转速口命时，调速器开始自动减油，使扭矩迅速减小， 直到呦（停供转速）时即停止供油。200r/mino 2.保持平稳怠速 由于各种必然原因和偶然原因（水温.油温.机温、内部阻力.气门和喷嘴因积碳影响关闭不严或短暂停喷等）， 会引起起动力的变化

22、，使怠速升高或降低。随转速的降低调速器自动加油，扭矩增加; 使怠速保持稳定。又随转速的升高调速器自动减油，扭矩减小，5、喷油器功用：将喷油泵供给的高压柴油喷散雾化，合理的分布于 燃烧室，与高速流动的空气相混合，形成良好的可燃混要求： 雾化均匀； 喷射干脆利落； 无后滴现象；油束形状与方向，适应燃烧室。阀向圆柱面、 压锥面、密封锥面针阀体一油道、油腔、 喷孔调压组件：顶杆、调 压弹簧、调压螺钉(3)喷油器体：贯通油道、 缝隙滤芯冋油管螺栓调压弹簧垫圈调压弹簧 阀体 进油管接头ar顶杆针阀体喷油器针阀喷油器锥体1）喷油嘴由针阀和阀体组成，并用螺套装在壳体上，并借助定 位销使喷孔在气缸中保持所定的方位。在针阀体上套有铜锥体，是 气缸密封并帮助喷油嘴散热。2）针阀上部的圆柱表面通针阀体的相应内圆柱面作高精度的滑 动配合，配合间隙为0.002-0.004mmo此间隙过大则乍能发生漏油 而使油压下降，影响喷雾质量；间隙过小时针阀将不能自由滑动。3）针阀偶件的配合面通常是经过精磨后再相互研磨而保证其配 合精度的。所以选配和研磨好的一副针阀偶件是不能互换的，这点 在维修过程中应特别注意。4）壳体用来安装调压件和进油管等部件，并利用其定