#SOFIM发动机的供给系统

1、1/ 7SOFIM 发动机地得意之作有两处：一是附件箱，前面已经介绍过；二是燃油供给 系统,这正是 SOFIM 发动机与其它汽车柴油机地不同之处.一、供给系地组成与油路、气路 任何一台汽车柴油机地供给系都由四部分组成：燃油供给、空气供给、混合气 形成及废气排除装置 .SOFIM 发动机地燃油供给装置基本组成如图 5-1 所示.它由油箱、输油泵、低压 油管、柴油滤清器、喷油泵、高压油管、喷油器及回油管等组成 . 还有起动预热 油路.发动机工作时 , 柴油经过沉淀和滤清 ,被输油泵 5 从油箱中吸出并泵向柴油滤清 器 8,滤清后地柴油进入喷油泵 3, 从油箱至喷油泵进油管接头之前地油管均为低 压油

2、管.喷油泵将吸人地低压柴油加压 ,经高压油管 11 送入喷油器 2 内.喷油器 则将高压柴油以雾状喷入燃烧室 , 与燃烧室内已被压缩地高温高压空气混合 , 自 行燃烧 . 发动机工作中多余地柴油分别经喷油泵地回油管 1 和喷油器地回油管 9 流回油箱 .在图 5-1 中还有一条油路尚未表示 , 那就是起动预热油路 . 当冬季汽车因低温难 以起动时 , 只要冷却液温度低于规定值时 , 起动预热油路即接通 , 来自喷油器回油 管路中地柴油经起动预热油路喷入发动机进气歧管进气口 , 因电热起动器地作用 生成火焰,进而实现预热进气图 5-2、图 5-3 分别是 SOFIM 发动机地燃油供给 油路和燃油

3、供给管路系统 . 有关起动预热部分详见起动系统 .SOFIM 发动机地空气供给装置由空气滤清器、涡轮增压器、中冷器、进气歧管 以及缸盖内地进气道组成 . 图 5-4 、图 5-5 分别是空气供给装置和气路 . 图 5-4 中没有表示中冷器 .新鲜空气经过空气滤清器滤清后 , 被涡轮增压器吸入 , 因为经过增压器增压后地 空气温度有所升高 , 所以, 从增压器压气机流出地压缩空气又经管道流入中间冷 却器,进行降温.这样,经过增压、降温处理地空气通过进气歧管流入气缸,增加了发动机每次循环地进气量 .柴油机地混合气形成装置都是燃烧室 . 燃烧室地结构形式也很多 . SOFIM 发动机 地燃烧室米用直

4、喷式3形.参见图 2-69.直喷式燃烧室是由凹形活塞顶部与气缸盖底面所包围地单一内腔 ,其容积几乎都 在活塞顶部 . 因此, 直喷式燃烧室也称作统一式燃烧室 . 这种燃烧室柴油从喷油器 直接喷入燃烧室内 , 借喷射油注地形状与燃烧室形状匹配 , 以及燃烧室内地空气 涡流运动 , 迅速形成可燃混合气 . 在直喷式燃烧室中又可分为3形、球型等结构 型式.SOFIM 发动机选用地是3形.其燃烧室地活塞顶面呈3形,配螺旋进气道,可以组织中等强度绕气缸轴线转动地进气涡流 ,发动机工作时,喷入燃烧室地柴 油一部分散布在空间 ,另一部分被空气涡流甩至壁面上形成油膜 .可见,其可燃混 合气地形成以空间混合为主

5、 . 一部分柴油在空间先形成混合气发火燃烧 , 而壁面 上地油膜吸收先燃烧地混合气热量也逐层蒸发 , 雾化, 相继作好燃烧前地物理化学准备进行燃烧因此，采用 CD 形燃烧室地柴油机起动性能较好3形燃烧室具有形状简单、易于加工；结构紧凑、散热面积小、热效率高等特 点但同2/ 7时我们也清楚3形燃烧室要求高，主要是喷油压力较高，SOFIM 发动机喷 油系统地喷射压力为 24MPa 要求使用加工精度高地孔式喷油器；还要求喷注 地形状、射程、锥角等必须与燃烧室地形状相匹配或吻合 . SOFIM 发动机为了 解决汽车冬季起动困难地问题 , 采用了辅助热起动措施 , 这就使得该机起动性能 良好地优点更加突

6、出 , 更加完善 .废气排出装置由气缸盖内地排气道、排气歧管、涡轮增压器以及排气消声器组 成 . 见图 5-6 及图 5-5.发动机工作时 , 燃烧室地废气在排气压力地作用下 , 经排气道和排气歧管 , 冲击涡 轮增压器地涡轮壳 , 高温高速地废气气流将能量传递给涡轮 , 并通过涡轮带动压 气机 , 以便吸入滤清过地新鲜空气 . 通过涡轮地废气再经排气消声器地平衡、降 压、降噪排入大气 .在供给系中还有油门操纵装置 . 汽车在使用过程中 , 经常需要改变车速或功率 , 这 些都要依靠对供油系统地控制和调节以及操纵来实现 . 驾驶员欲改变车速或功率 时,通过油门踏板带动加速拉丝等一系列传递部件控

7、制调速器 ,再由调速器根据 转速控制油量控制滑套 , 调节喷油泵地喷油量 , 进而改变可燃混合气地浓度和数 量 , 从而达到改变汽车车速或功率地目地 . 油门操纵装置见图 5-7.二、供给系各总成结构1. 油箱SOFIM发动机油箱装载容量是70升.布置在底盘支架地左侧如图5-8所 示 . 油箱由薄铁皮冲压焊接而成 , 内焊隔板 . 油箱上部设有加油管 , 管内带有可拉 出地延伸管 , 管地底部有滤网 , 加油管一般由油箱盖盖住 . 油箱表面上还装有油量 传感器和出油开关 , 出油开关经低压油管与柴油滤清器相通 . 油箱底部有磁性放 油螺塞.为了防止柴油在行驶中因振荡而溅出等 ,油箱是密闭地 ,

8、但柴油输出过多 油面降低将产生真空度，这会影响供油系统地正常工作为此,SOFIM 发动机在喷 油器地回油管路口串联一个油箱吸气阀 , 以保证油箱在必要时能与大气相通 . 参 见图 5-1.2. 输油泵输油泵是低压油泵 . 它地作用是将柴油从油箱输送到喷油泵 . 因此它必须有足够 地输油量和适当地压力.SOFIM 发动机地输油泵是膜片式地，安装在附件箱上平 面, 由喷油泵驱动轴上地偏心凸轮驱动 . 参见图 5-9 和图 2-66.发动机工作时 , 喷油泵驱动轴上地偏心凸轮旋转 , 通过推杆使输油泵地摇臂摆动 , 摇臂地另一端与泵膜组件地拉杆相连接 ,因此,拉杆带动膜片上、下往复运动 .当 膜片下

9、移时 ,柴油经进油阀被吸人腔内；当膜片上拱时 ,柴油又经出油阀流出 ,流 向柴油滤清器 .当发动机长时间停机后欲再起动时 ,可通过手摇臂推动手泵动作 . 此前应先将柴油滤清器和喷油泵地放气装置打开 , 反复抽动手泵驱除系统内地空 气,并将柴油泵入柴油滤清器和喷油泵 . 一般喷油泵地供油量总是小于输油泵地 供油量, 因此,多余地柴油经回油管流回油箱 .3. 柴油滤清器3/ 7柴油在运输、贮存过程中 , 不可避免地混入灰尘、水分、机械杂质 ,还会生成胶 质.为了保证供油系统中精密偶件不被卡死 ,减少运动部件地磨损 , 防止系统锈 蚀, 延长喷射装置地使用寿命 , 除了在使用前将柴油严格沉淀外 ,

10、在供油系统中还 必须装置柴油滤清器.SOFIM 发动机采用地滤清器是双体式柴油滤清器.两个柴 油滤清器串联而成 , 装在整体式滤清器盖上 , 两者间用密封垫圈密封 . 参见图 53. 盖上还有进、出油口和油道以及放气螺塞 . 滤芯总成由外壳、滤芯、中心油道 和放水螺塞组成 . 两外壳底部装有积水传感器 .滤芯采用折叠滤纸在中心油管外缠绕而成 , 来自输油泵地柴油从滤芯上端流入 , 经滤纸过滤后从滤芯下端流出 , 再沿中心油管流走 . 滤芯外壳底部可沉积水分 , 一 旦积水达到规定值 ,积水传感器地警告灯则亮 , 此时应旋松放水螺塞 , 积水即可沿 放水螺塞上地轴向凹槽排出 .4. 喷油泵喷油泵

11、是高压油泵 . 其功用是按照柴油机地工作循环和发火次序定时、定量地向 喷油器输送高压柴油喷油泵地结构型式很多,SOFIM 发动机采用地是德国波许 公司(BOSCH 生产地 VE 型轴向压缩式转子分配泵.图 5-10(a、(b分别是 SOFIM 发动机采用地 VE4/11F1900R294 型喷油泵地纵剖面和装用 VE 泵地柴油供给系统 示意图 .该泵采用单柱塞、端面凸轮、滚轮机构、带有机械式全程调速器 , 泵内还装有供 油提前角自动调节机构和叶片式输油泵 .VE 泵地结构与工作原理较复杂，下面分别述之.1叶片式输油泵：叶片式输油泵装在泵地前端 , 与传动轴键连接 . 柴油机工作时 , 曲轴通过

12、正时齿轮、齿形皮带、喷油泵正时齿轮驱动喷油泵驱动轴 (也称附件箱 主轴,参见图 2-66. 而附件箱主轴又通过内、外齿套带动传动轴旋转 .叶片式输 油泵有四个叶片 , 油泵转子每转一周 , 完成一个输出和吸入定量柴油地循环 , 泵油 地压力由调节阀控制 , 当压力超过规定值时 , 柴油便从调节阀地入口处分流 . 叶片 式输油泵地结构及油路见图 5-11(a、 (b.2分配泵地结构与动作过程：传动轴 1 支承在铝合金压铸地泵壳上 , 端面凸轮即 凸轮盘 4 与分配转子 5 连成一体,通过联轴节 3 与传动轴相连.分配转子通常称 柱塞.因为柱塞回位弹簧 12 地作用,参见图 5-10(b. 凸轮盘

13、 4 和柱塞 5 始终抵 靠在滚轮环 2 上地滚轮上 . 凸轮盘 4 左侧端面上地凸峰数与发动机缸数对应 . 当 传动轴 1 旋转时 , 凸轮盘 4 地凸峰若与滚轮相抵靠 , 凸轮盘 4 和柱塞 5 因受推力 而向右移动至极限位置；若凸峰转过 ,柱塞回位弹簧又使凸轮盘 4 左移,直至端 面凸轮地凹谷与滚轮相抵靠为止 . 就这样柱塞既随传动轴连续转动 , 又不断地受 凸轮盘地作用左右移动 .凸轮盘每转一周 ,柱塞也转一周 ,其间又各向左右移动四 次,从而完成了进油、泵油和配油 . 其结构见图 5-12.3分配泵地工作原理 . VE 型分配泵地工作原理分为四个过程：(1进油过程如图 5-13(a所

14、示.柱塞 4 地右端均布四个进油地轴向槽 12;在与 出油道4/ 7相对应地柱塞断面上均布四个出油地分配孔 7；轴向槽 12 与分配孔 7 相 错 45,即进油道 1 与轴向槽 1 2 相通,则分配孔 7 与出油道 8 相隔绝.油量控制 滑套 6 在调速器起动杠杆 2 地作用下可在柱塞 4 上滑动 . 当柱塞左移时 , 分配孔 7 与四个出油道相隔绝 ,泄油孔 5 被油量控制滑套 6 封死,压缩腔容积增大 ,产生 真空度,四个进油轴向槽中地一个对准进油道时 , 来自叶片式输油泵地柴油便在 真空度地作用下经泵体进油道 1、进油阀 13、轴向槽 1 2 流入压缩腔 ,并充满柱 塞纵油道 .(2泵油

15、过程.如图5-13(b所示.当柱塞4转动时进油口关闭，凸峰转起与滚轮 抵靠, 柱塞右移, 泄油孔 5 仍被封死, 压缩腔 11 容积减小,油压增高,分配孔 7 与 相应地出油道 8相通, 高压柴油即推开出油阀 9 向喷油器 10 供油, 再经喷油器喷 入燃烧室 . 因为柱塞回转 , 柱塞上地分配孔依次与泵体上地四个出油道相通 , 并按 气缸作功顺序分配柴油 .(3喷油结束.如图 5-13(c 所示. 柱塞在凸轮盘地作用下继续右移 , 当柱塞 4 上 地泄油孔 5 与压缩腔 11 相通时, 压缩柴油迅速经泄油孔 5 流回泵壳内 ,油压急剧 下降, 出油阀 9 在出油阀弹簧作用下迅速左移关闭 ,停

16、止向喷油器供油 .停止泵油 过程持续到柱塞向右极限位置因此VE泵每次循环最大泵油量取决于柱塞地直 径和最大有效行程 .(4均压过程 . 参见图 5-13(b. 柱塞上还开有压力平衡槽 15. 当柱塞转动 180 后 ,该槽对准出油道 , 使出油道中地燃油压力与泵壳内地油压相平衡 , 这将有助于 改善各缸分配地不均匀性 .(5发动机熄火.如图5-13(d所示.当需要发动机停车熄火时,可转动点火开关,关闭电磁阀电路 ,线圈对阀芯即进油阀吸引力消失 ,弹簧件张, 进油阀下移关闭泵 体进油道 1,停止供油 , 则发动机熄火 . 起动发动机时 , 也必须先打开点火开关 , 接 通电磁阀 4 地电路,吸起

17、进油阀 , 打开进油道 .4分配泵地供油提前角自动调节器：供油提前角自动调节器安装在泵体下部, 其结构如图 5-14(a、(b所示.柱塞 5 通过连接销 4、传动销 3 与滚轮架 7 相连, 因而柱塞 5 地往复运动便转化 成滚轮架 7 地旋转运动 . 滚轮架 7 上装有与缸数相同地滚轮 1. 柱塞地右侧与泵 腔相通,左侧与柴油滤清器地油道相通 . 当发动机在常用转速下工作时 ,叶片式输 油泵输送至泵腔内地低压柴油流到柱塞右腔 , 柱塞受到低压柴油向左地推力与柱 塞左侧向右地弹簧力及来自滤清后柴油压力之合力相平衡 . 当发动机转速升高 时,叶片式输油泵地泵油压力也随之升高 , 柱塞 5 两端受

18、力失衡而左移 ,经连接销 4、传动销 3 推动滚轮架 7 绕其轴线顺时针转过某一角度 , 使凸轮盘地凸峰提前 一个角度与滚轮 1 相接触，使 VE泵地供油时刻提前.反之，迟后接触,使 VE 泵供 油时刻迟后 .5LDA 气动供油量调节装置：LDA 装置也有人称为增压补偿器.其作用是根据进 气歧管内地增压压力地大小 , 自动增加或减少各缸地供油量 , 以提高发动机功率 和燃料经济性 , 并减少有害气体地产生 . 其结构如图 5-15 所示 .橡胶膜片固定在LDA装置上,下体之间,将装置分成上,下两腔.上腔与进所歧管 相通 , 由废气涡轮增压器形成地增压空气作用在膜片上表面 , 下腔经通气孔与大

19、气相通. 膜片 1与调节销 4 联成一体 , 其下面呈锥形 , 传动销 5 可在其锥面滑动 . 补偿杆 6 地上端与5/ 7传动销 5 相靠, 且可绕销轴 7 转动. 当进气管中增压压力升高 时丄 DA 地上腔压力大于弹簧 2 地弹力,使膜片 1 连同调节销 4 一同向下运动，下 腔空气经通气孔排气 , 与调节销相接触地止动杆便绕销轴 7 转动, 带动调速器地 张力杠杆等油量调节机构 , 使供油量适当增加 , 发动机功率增大 . 反之, 供油量则 减少 , 发动机功率降低 .5. 调速器VE 泵每次循环地供油量主要取决于分配转子地直径和最大有效行程，对于规格 已定地VE 泵,其直径已定.故在使

20、用中供油量与有效行程有关此外,还受发动机 转速影响 . 转速增加将使供油时刻略有提前；反之 , 供油时刻稍延迟 . 为了克服喷 油泵在油量控制滑套位置不变时 , 供油量随转速变化地特性 , 柴油发动机上都采 用调速器 .SOFIM 发动机采用地是机械离心式全程调速器，它不仅能稳定怠速和限制超速，而且能控制在允许转速范围内地任何转速下稳定工作 . 其结构如图 5-16 所示. 传 动轴 5 通过调速器啮合齿轮 4 将动力传给调速器飞块 . 预调杠杆 14 可绕安装在 泵体上地支承销 0 转动,起动杠杆 9 支承销 Q 安装在预调杠杆 14 上,起动杠杆 9 和张力杠杆 11 均可绕其转动 , 在

21、起动杠杆 9 地下端固装着一个嵌入油量控制滑 套 7 凹槽内地球形销 . 当起动杠杆 9 摆动时或张力杠杆 11 推动起动杠杆 9 摆动 时, 球形销拨动油量控制滑套 7在分配转子上作轴向移动 , 从而改变了泵油量地 大小.操纵杆 1 地下端偏心安装着一个销轴 , 调速弹簧 16 地左端挂在偏心轴地连接板 上, 右端通过怠速弹簧 12 与张力杠杆 11 相接, 在调速弹簧 16 地拉力作用下 , 张 力杠杆 11绕 0 逆时针转动，从而推动油量控制滑套 7 向右移动，使供油量增大. 反之, 在离心飞块 2 和推力滑套 3 作用下 , 通过起动杠杆 9、起动簧片 10, 又可使 张力杠杆 11

22、绕 Q顺时针摆动，使油量控制滑套 7 向左移动，使供油量减小.由此 可见 , 离心式调速器地工作原理是利用飞块地离心力与各种弹簧相互作用 , 移动 油量控制滑套 , 从而控制发动机转速 . 调速器地工况有几种：1起动加浓工况 . 起动工况如图 5-17(a 所示. 打开点火开关 , 电磁阀 5 通电, 柴 油流入压缩腔 . 此时, 飞块处于向心位置 , 操纵杆被推至全负荷供油位置 , 在调速 弹簧和起动簧片地作用下，张力杠杆 6 推动起动杠杆 2 绕 0 逆时针方向转动，将 油量控制滑套 3 推向右极限位置，即加浓位置.使 VE 泵柱塞地整个行程成为有效 供油行程 .2怠速稳定工况 . 怠速稳

23、定工况如图 5-17(b 所示 . 发动机起动后 , 释放油门 , 将 操纵杆推至怠速位置 . 因为飞块离心力地作用 , 飞块 1 张开推动推力滑套 2 右移, 推力滑套 2 推动起动杠杆 3 压缩起动簧片 4,与张力杠杆 8 相接触,怠速弹簧 7 被压缩.此时,油量控制滑套 5 上作用有：向右地推力滑套地推力和向左地起动 簧片和怠速弹簧地弹力 , 三力相平衡油量控制滑套便稳定在某一位置 , 发动机就 在相应地怠速下稳定运转 .即获得怠速供油量 .3中间转速地调节：当把操纵杆由怠速位置向最大供油量方向推至某一位置时,调速弹簧 9被拉伸,参见图5-17(b,整个杆系绕 Q逆时针转动,推动油量控制

24、滑 套右移,供油量增大,发动机由怠速工况转入中间转速工况 .此时,发动机转速升 高, 飞块离心力增大 , 推力滑套右移 . 油量控制滑套上作用有调速弹簧地向左拉力 和推力滑套向右地推力 ,两力平衡,发动机地转速便稳定在某一转速上 ,在操纵杆 位置不变情况下 , 若发6/ 7动机外界阻力变化导致转速变化时 , 调速过程同前 .4限制最高转速 . 当把操纵杆推至最大供油位置时 , 则发动机进入全负荷状态 , 此 时,推力滑套向右推力和调速弹簧向左拉力平衡 ,发动机地转速为规定地最大转 速. 若发动机因外界阻力变化而引起超速时 , 离心飞块只能张至离心飞块罩内圆 面为止并与之相靠 ,同时,推力滑套右

25、移,油量控制滑套左移 ,使供油量减少,从而 限制发动机超速 .6. 喷油器喷油器地功用是将喷油泵提供地高压柴油按一定要求雾化 , 喷入燃烧室 . 因此 , 喷 油器必须具有一定地喷射压力和射程 , 以及合适地喷注锥角 . 另外应断油迅速不 滴漏.SOFIM 发动机所用喷油器为波许(BOSCH 公司生产地 DLLA 型 4 孔喷油器.其结构 如图 5-18 所示 .喷油器由喷油器体 2、螺套 10、针阀组件、调压弹簧 11、对中圈 6、回油螺钉 1 等组成 . 喷油器体 2 地上端有进油螺纹口 , 侧面有回油螺钉口 , 并与体内回油道 相通. 体上还加工有倾斜地纵向油道 . 对中圈 6 装在螺套

26、 10 内, 该圈有两个空心 定位销孔 , 一个与体内进油道相通地通油孔 , 还有对中地中心孔 . 弹簧座以此为安 装中心,调压弹簧1 1 装在座上.两个空心定位销是回油通道 ,少量漏出地高压油 从针阀组件地配合间隙挤出 ,沿空心定位销 6 内流至体内回油道 ,经回油螺钉 1 流回油箱.针阀体 8 上也有两个定位销孔 ,中心装配针阀 9,该销孔与对中圈 5 联 接,与对中圈通油孔相应 ,针阀体 8 上也加工有进油道 .针阀体 8 底部是 4 个直径 为 0.296mm 地喷孔.当发动机工作时 , 喷油泵将高压油送至喷油器进油管接头 , 高压油沿体内油道流 至针阀 9 中部地环状空间高压油腔 , 油压作用在针阀锥面上形成一个向上地轴 向推力,当此力克服调压弹簧 1 1 地预紧力后,针阀 9 上移,打开喷孔,高压油即喷 射到燃烧室 .当喷油泵供油停止