柴油机供给系统

1、第六章第六章 柴油机供给系统柴油机供给系统 柴油机供给系统由燃油供给、空气供给、混合气形成及废气排出四部分组成，主要功功用用是定时、定量、定压将柴油喷入燃烧室，与适当运动的空气迅速混合燃烧，最后使废气无害排入大气。高压燃油的产生与配送由喷油泵负责，按结构分为柱塞式喷油泵、分配式喷油泵，并形成不同特点的燃油供给系统。柱塞式喷油泵燃油系统柱塞式喷油泵燃油系统分配式喷油泵燃油系统分配式喷油泵燃油系统第一节第一节 柴油的选用柴油的选用 0 0号号:全国49月，长江以南冬季；1010号号:长城以南冬季；2020号号:长城以北冬季，长城以南黄河以北严冬；3030号号:东北、西北部分地区严冬。 在石油蒸馏过

2、程中，温度在200350之间的馏分为柴油。柴油分为轻柴油和重柴油。轻柴油用于高速柴油机，重柴油用于中、低速柴油机。汽车柴油机均为高速柴油机，所以使用轻柴油。 轻柴油按其质量分为优等品、一等品和合格品3个等级，每个等级又按柴油的凝点分为10、0、10、20、35和50等6种牌号。其凝点分别不高于10，0，-10,-20,-35 ,-50，牌号越高凝点越低。选用时，号数应比实际气温低510。 第二节第二节 燃烧室燃烧室 柴油机采用特殊的燃烧室结构，并使其与柴油喷雾束有良好的配合，常见的直喷式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。 直喷式燃烧室直喷式燃烧室由凹顶活塞顶部与气缸盖底部包围而成，大部分容积集中于活

3、塞顶部的凹坑内。形状简单，结构紧凑，散热少，工作粗暴。 分隔式燃烧室分隔式燃烧室由两部分组成，一部分位于活塞顶与气缸盖底面之间，称为主燃烧室，另一部分则在气缸盖中，称为副燃烧室，两者之间用通道相连。主燃烧室气压上升较缓和，工作柔和。散热面积大，节流损失大，起动较困难。第三节第三节 喷油器喷油器 汽车柴油机广泛采用闭式喷油器闭式喷油器，主要由喷油器体、调压装置及喷油嘴等部分组成。喷油嘴是由针阀和针阀体组成的一对精密偶件，也称为针阀偶件针阀偶件，其配合间隙仅为0.0020.004mm。根据喷油嘴结构形式的不同，闭式喷油器又可分为孔式喷油器和轴针式喷油器两种，分别用于不同类型的燃烧室。密封密封锥面锥

4、面 承压承压锥面锥面 孔式喷油器孔式喷油器的喷油嘴头部加工有18个喷孔，喷孔直径为0.20.5mm，喷油孔的数目、大小、角度取决于燃烧室形状尺寸、喷油器位置、空气涡流等情况。喷油压力高，雾化质量好，易结碳。轴针式喷油器轴针式喷油器，针阀密封锥面以下有一段轴针，它穿过针阀体上的喷孔且稍突出于针阀体之外，使喷孔呈圆环形。第四节第四节 柱塞式喷油泵燃油系统柱塞式喷油泵燃油系统喷油泵喷油泵 柱塞式喷油泵燃油系统由柴油箱、油管、滤清器、输油泵、喷油泵、喷油器、供油提前角自动调节器、调速器等组成。油路分为低压、高压和回流三部分。低压油路： 从柴油箱到喷油泵入口，油压一般为0.150.3MPa。高压油路：从

5、喷油泵到喷油器，油压在10MPa以上。输油泵输油泵 供油提前角供油提前角自动调节器自动调节器一、柱塞式喷油泵一、柱塞式喷油泵 喷油泵的功用是按照柴油机的运行工况和气缸工作顺序，以一定的规律，定时定量地向喷油器输送高压燃油。喷油泵种类很多，主要有柱塞式喷油泵、转子分配式喷油泵和泵喷油器等。柱塞式喷油泵结构简单，性能良好，工作可靠，在汽车柴油机上得到广泛的应用。1、泵油机构、泵油机构 泵油机构包括柱塞套、柱塞、柱塞弹簧、上下柱塞弹簧座和、出油阀、出油阀座、出油阀弹簧和出油阀紧座等零件。柱塞和柱塞套构成喷油泵中最精密的偶件，称作柱塞偶件柱塞偶件，用优质合金钢制造，经过精细加工和配对研磨，配合间隙在0

6、.00150.0025mm。间隙过大，容易漏油，导致油压下降；间隙过小，对偶件润滑不利，且容易卡死。柱塞偶件在使用中不能互换。柱塞有效行程柱塞有效行程 喷油泵工作时，柱塞作上、下往复运动，通过三个阶段完成泵油任务。进油过程进油过程：柱塞向下运动，柱塞上部空间（称为泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔打开后，充满在油泵上体油道内的柴油经油孔进入泵油室。供油过程供油过程：柱塞向上运动，一部分燃油经油孔流出，当柱塞顶面遮住套筒上进油孔的上缘时，泵油室内的油压迅速升高。回油回油过程过程：当上行到柱塞上的斜槽（停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽沟

7、通，油压骤然下降。 出油阀与出油阀座是喷油泵中另一对精密偶件，称出油阀偶件油阀偶件。出油阀偶件构成一个单向阀，位于柱塞偶件的上方，其作用是在停供时，将高压油管与柱塞上端空腔隔绝，防止高压油管内的油倒流入喷油泵内。出油阀减压环带与出油阀座孔的配合间隙很小。减压环带以下的出油阀表面是其在出油阀座孔内往复运动的导向面，导向部分的横截面为十字形。减压环带减压环带减压环带减压环带2、油量调节机构、油量调节机构 油量调节机构的功用是根据柴油机负荷的变化，通过转动柱塞来改变循环供油量。常见的有齿杆式油量调节机构和拨叉拉杆式油量调节机构，可由驾驶员直接操纵，也能由调速器自动控制。 3、驱动机构、驱动机构 喷油

8、泵的驱动机构包括凸轮轴和挺柱组件。凸轮轴的前、后端通过滚动轴承支承在喷油泵体上。凸轮轴上凸轮的数目与喷油泵的柱塞偶件数相同，各凸轮间的夹角与配套柴油机的气缸数有关，并与气缸工作顺序相适应。凸轮轴一般由曲轴定时齿轮驱动，四冲程柴油机喷油泵凸轮轴的转速是曲轴转速的一半，以实现在凸轮轴一转之内向各气缸供油一次。挺柱体部件安装在喷油泵体上的挺柱孔内。4、速度特性、速度特性 喷油泵每个工作循环的供油量主要取决于调节拉杆的位置。此外，还受到发动机转速的影响。在调节拉杆位置不变时，随着发动机曲轴转速增大，柱塞有效行程略有增加，而供油量也略有增大；反之，供油量略有减少。这种供油量随转速变化的关系称为喷油泵的速

9、度特性。产生喷油泵速度特性的原因：柱塞运动速度增加时，由于柱塞套筒上的进、回油孔的节流作用，产生早喷晚停。且节流作用随着转速的升高而增加，“早喷”和“晚停”的程度也随着增大。柱塞运动速度增加时，泄露时间缩短，泄露量减少。二、调速器二、调速器 调速器是一种自动调节装置，它根据柴油机负荷的变化，自动增减喷油泵的供油量，使柴油机能够以稳定的转速运行。调速器按其工作原理的不同，可分为机械式、气动式、液压式、机械气动复合式、机械液压复合式和电子式等多种形式。但目前应用最广的当属机械式调速器，其结构简单，工作可靠，性能良好。按调速器起作用的转速范围不同又可分为：两速调速器，全速调速器，定速调速器，综合调速

10、器。1、两极式调速器两极式调速器 适用于一般条件下使用的汽车柴油机，它只能自动稳定和限制柴油机最低与最高转速，而在所有中间转速范围内则由驾驶员控制，也称为两速调速器。2 2、全程式调速器、全程式调速器 不但能保持柴油机最低稳定转速和限制最大转速，并能根据负荷的大小保持和调节任一选定的转速的调速器。多用于工况多变和突变的柴油机，如矿用车、越野车、自卸车等。 车用柴油机一般便用机械离心式调速器，由离心元件（飞块）、调速弹簧（压簧、拉簧、扭簧）、传动定位和调整机构（杆式、板式和杠杆之类）三大部分组成。17调速杠杆18调速手柄15摇杆16滑块供油量调节齿杆10调速套筒飞锤加油减油14滑动销调速弹簧 起

11、动起动：将调速手柄从停车挡块移至最高速挡块上。在此过程中，调速手柄带动摇杆，摇杆带动滑块，使调速杠杆以其下端的铰接点为支点向右摆动，并推动喷油泵供油量调节齿杆克服供油量限制弹性挡块的阻力，向右移到起动油量的位置。起动油量多于全负荷油量，旨在加浓混合气，以利柴油机低温起动。 调速杠杆调速手柄摇杆滑块供油量调节齿杆供油量限制弹性挡块停车挡块 怠速怠速：调速手柄置于怠速位置，通过摇杆、滑块使调速杠杆仍以其下端的铰接点支点向左摆动，并拉动供油量调节齿杆左移至怠速油量的位置。怠速时柴油机转速很低，飞锤的离心力较小，只能与怠速弹簧力相平衡，飞锤处于内弹簧座与安装飞锤的轴套之间的某一位置。 当转速降低，飞锤

12、离心力减小，在怠速弹簧的作用下移向回转中心，带动角形杠杆和调速套筒，使调速杠杆下端的铰接点以滑块为支点向左移动，调速杠杆则推动供油量调节齿杆向右移，增加供油量，使转速回升。反之，则减小供油量，使转速降低。怠速弹簧高速弹簧飞锤调速套筒角形杠杆飞锤调速弹簧加油减油滑块调速杠杆供油量调节齿杆 中速中速：将调速手柄从怠速位置移至中速位置，供油量调节齿杆处于部分负荷供油位置，柴油机转速较高，飞锤进一步外移直到飞锤底部与内弹簧座接触为止。柴油机在中等转速范围内工作时，飞锤的离心力不足以克服怠速弹簧和高速弹簧的共同作用力，飞锤始终紧靠在内弹簧座上而不能移动，即调速器在中等转速范围内不起调节供油量的作用。但此

13、时驾驶员可根据汽车行驶的需要改变调速手柄的位置，使调速杠杆以其下端的铰接点为支点转动，并拉动供油量调节齿杆增加或减少供油量。中速中速怠速怠速内弹簧座 最高转速最高转速：将调速手柄置于最高速挡块上，供油量调节齿杆相应地移至全负荷供油位置，柴油机转速由中速升高到最高速。此时，飞锤的离心力相应增大，并克服全部调速弹簧的作用力，使飞锤连同内弹簧座一起向外移到一个新的位置。在此位置，飞锤离心力与弹簧作用力达到新的平衡。若柴油机转速超过规定的最高转速，则飞锤的离心力便超过调速弹簧的作用力，使供油量调节齿杆向减油方向移动，从而防止了柴油机超速。 停车停车 ：将调速手柄置于停车挡块上，调速杠杆以其下端的铰接点

14、为支点向左摆动，并带动供油量调节齿杆向左移到停油位置，柴油机停车，调速器飞锤在调速弹簧的作用下抵靠在安装飞锤的轴套上。 最高速挡块最高速挡块中速中速最高速最高速三、喷油提前角调节装置三、喷油提前角调节装置改变喷油泵凸轮轴和发动机曲轴的相对角位置改变喷油泵凸轮轴和发动机曲轴的相对角位置单个分泵单个分泵-改变传动部件的高度改变传动部件的高度 喷油提前角喷油提前角供油提前角供油提前角 喷油提前角是指用曲轴转角表示的喷油提前时间。过大，喷油时缸内温度低，混合气形成条件差，备燃期较长，工件粗暴；过小，燃烧过程延后过多，所能达到的最高压力较低，热量损失大，功率下降。同一发动机，转速越高，供油量越大，能获得

15、最大功率、最小燃油消耗率的最佳喷油提前角越大。静态调整静态调整 喷油泵联轴节喷油泵联轴节动态调整动态调整 供油提前角自动调节器供油提前角自动调节器 车用柴油机根据其常用的某个供油量和转速范围来确定一个供油提前初始角，这个固定角一般通过联轴节的微量调节而获得。因柴油机转速变化范围较大，还必须使供油提前角在初始角的基础上随转速而变化，为此装有供油提前角自动调节器（喷油提前器）。 联轴节用于补偿喷油泵安装时凸轮轴和驱动轴的同轴度偏差，并用小量的角位移调节供油提前角。联轴节主动凸缘盘、从动传力钢片上有弧形槽，调节各缸的喷油时刻，即初始供油提前角，范围较大，约30。 从动盘从动盘 主动盘主动盘 四、输油

16、泵四、输油泵 输油泵的功用是保证有足够数量的柴油自柴油箱输送到喷油泵，并维持一定的供油压力以克服管路及柴油滤清器阻力，使柴油在低压管路中循环。输油泵的输油量一般为柴油机全负荷需要量的34倍。输油泵有膜片式、滑片式、活塞式及齿轮式等多种形式，与柱塞式喷油泵配套使用的是活塞式输油泵，安装在喷油泵体上，由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动。 活塞式输油泵由泵体、活塞、进油阀、出油阀及手油泵等组成。当偏心轮凸起部分转离滚轮时，活塞在弹簧作用下向上运动产生真空，进油阀开启，出油阀关闭，柴油进入泵腔。当偏心轮推动滚轮、推杆和活塞向下运动时，泵腔容积减小，油压升高，关闭进油阀，压开出油阀，柴油流出泵腔。 活塞的行程

17、等于偏心轮的偏心距时，输油量最大。当喷油泵需要的油量减少时，活塞上方的油压将随之增高，推杆与活塞之间产生了空行程，即活塞的有效行程被减小，输出的油量即减少。 用手油泵泵油时，利用活塞在泵体内抽动，形成一定真空，进油阀被吸开，柴油被吸入手油泵活塞下方，然后再压入泵室，并推开出油阀而输出。停止使用感手油泵后，应将手柄拧紧在手泵体上，以防空气渗入油路，影响输油泵工作。 五、柴油滤清器五、柴油滤清器 柴油滤清器的功用是滤除柴油中的任何杂质。纸质滤芯具有质量轻、体积小、成本低、滤清效果好等优点，被广泛应用于汽车柴油机上。来自输油泵的柴油从进油口进入滤清器壳体与纸质滤芯之间的空隙，然后经过滤芯过滤之后，由

18、中心杆经出油口流出。在滤清器盖上设限压阀，当油压超过0.10.15MPa时，限压阀开启，多余的柴油自进油口经限压阀直接返回柴油箱。 重型汽车柴油机经常装置粗、精两级滤清器。当两级滤清器串联使用时，粗滤器采用毛毡等纤维滤芯，精滤器仍用纸滤芯。毛毡滤芯可滤除粒度为510m的杂质。毛毡具有一定的机械强度和弹性，堵塞以后可清洗再用。 分配式喷油泵燃油系统采用分配式喷油泵，简称分配泵，有转子式和单柱塞式两大类，前者为径向压缩式，后者为轴向压缩式。与柱塞式喷油泵相比，分配泵结构简单，零件少，体积小，质量轻，使用中故障少，容易维修。第五节第五节 分配式喷油泵燃油系统分配式喷油泵燃油系统一、一、VE型分配泵型分配泵 VE型分配泵由驱动机构、二级滑片式输油泵、高压分配泵头和电磁式断油阀等部分组成。此外，机械式调速器和液压式喷油提前器也安装在分配泵体内。它由波许公司在80年代初开发，属于轴向压缩式分配泵，又称VE泵。平面凸轮盘 滚轮分配柱塞 柱塞弹簧将分配柱塞压紧在平面凸轮盘上，并使平面凸轮盘压紧滚轮。当驱动轴旋转时，平面凸轮盘与分配柱塞同步