第六章柴油机供给系统

第六章柴油机供给系一、概述二、喷油器三、喷油泵四、调速器五、柴油供给装置1、柴油机的特点

与汽油机相比，柴油机具有燃料经济性好、工作可靠、耐久性好、功率范围广、排气污染小等一系列优点，但同时也存在重量大、制造成本高的缺点。

柴油机不仅在重型汽车、牵引车、大客车上得到广泛的应用，而且在中、小型汽车上的应用也日益增多。第一节 概述2、柴油机与汽油机的主要区别使用的燃料不同混合气形成的方式不同燃烧的方式不同组成构造不同第一节 概述3、柴油机供给系的功用1）储存燃料，对燃料进行过滤和输送2）根据柴油机的不同工况，定时、定量供油，形成良好混合气并燃烧3）根据负荷调节供油量，稳定柴油机转速4）将燃烧后的废气排出气缸第一节 概述4、柴油机供给系的组成（1）燃油供给：低压油路(油箱、输油泵、柴油滤清器、低压油管等)；高压油路(喷油泵、喷油器、高压油管等)。（2）空气供给：空气滤清器、进气管和气缸盖内的进气道。（3）混合气形成：燃烧室。第一节 概述（4）进排气系统：进气道、排气管及消声器等。柱塞式喷油泵柴油机燃油供给系统示意图

VE分配式喷油泵柴油机供给系示意图柴油箱油水分离器输油泵柴油滤清器VE喷油泵喷油器调速器发火性——指柴油的自燃能力；16烷值越高，发火性越好。蒸发性——指柴油的汽化能力；其指标由柴油的蒸馏实验来确定。粘度——决定柴油的流动性；粘度越小，流动性越好。凝点——指柴油冷却到开始失去流动性的温度。5、柴油（1）使用性能指标（2）分类按其所含重馏分的多少分为重柴油和轻柴油。(3)牌号根据凝点编定。如10号、0号、-10号、-20号等,10号柴油表示其凝点不高于10度,余类推。第一节 概述6、柴油与汽油的区别用手触摸主要性能燃烧方式评价指标选择依据柴油手滑腻，有油感易自然压燃十六烷值地区和季节汽油手发凉，有涩感易挥发点燃辛烷值压缩比第一节 概述7、可燃混合气的形成与燃烧室(1)可燃混合气的形成与燃烧

高温压缩空气雾状柴油燃烧喷射持续喷射雾状柴油喷射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。物理化学变化第一阶段：非均匀的预混合燃烧第二阶段：边喷油、边蒸发、边混合，边燃烧，称之为扩散燃烧阶段第一节 概述(2)柴油燃烧的主要特点是：b、混合气形成时间极短。柴油机15°—30°占曲轴转角，汽油机360°曲轴转角。c、柴油粘度大，蒸发性差，不宜雾化和气化，不利于混合气的形成。a、燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的，空间小。

e、燃烧室各处混合气成分不均匀，且随时间变化，需采用较大的过量空气系数。d、可燃混合气的形成和燃烧是同时、连续重叠进行的，即边喷射，边混合，边燃烧，形成缺氧和富氧区,形成不同的排放物。第一节 概述(3)燃烧室分类：

直喷式燃烧室涡流室燃烧室预燃式燃烧室非直喷式燃烧室ω型

球型{{副燃烧室主燃烧室第一节 概述a、ω形燃烧室1）结构特点：缸盖下平面是平的，活塞上下凹ω形。第一节 概述2）混合气形成特点:（1）喷油器将雾状的柴油喷入燃烧室中，完成物理化学准备后迅速着火燃烧。（2）结构紧凑，经济性、动力性好，起动性能好。（3）对喷油质量要求高，工作粗暴。b、球形油膜燃烧室1）结构特点：缸盖下平面是平的，活塞顶部下凹呈球形。第一节 概述2）混合气形成特点：（1）组织进气涡流；（2）喷油器沿着涡流的方向将燃油喷入燃烧室，大部分燃油被涂在燃烧室壁上，在燃烧室）的加热作用下，油膜逐层蒸发燃烧。（3）混合气形成和燃烧速度是前快后慢，工作柔和、燃烧完全。喷油器是柴油机完成燃料喷射的重要部件，其作用是：将燃油雾化并合理分布到燃烧室内，以便和空气混合形成可燃混合气。第二节 喷油器1、功用：2、型式：目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式和轴针式两种。

3、要求：

①雾化均匀；②喷射干脆利落；

③无后滴现象；④油束形状与方向，适应燃烧室。一、功用与型式第二节 喷油器二、组成喷油器由针阀和针阀体偶件（配合间隙是0.001-0.003mm）、壳体、调压件、喷孔（0.25=0.5mm）等部分组成。回油管进油管接头调压螺钉调压弹簧锁紧螺帽喷油器体缝隙滤芯油道顶杆针阀针阀体螺套精密偶件

柴油机工作时，从喷油泵来的高压柴油经油管接着进入喷油器，再经喷油器体和针阀体中的油道进入针阀体中部的环状空间（高压油腔）。油压作用在针阀的承压锥面上，形成一个向上的轴向推力，此推力克服调压弹簧的预压力及针阀偶件之间的摩擦力，使针阀上移，针阀下端锥面离开针阀体锥形环带，打开喷孔，柴油以高压喷入燃烧室中。喷油泵停止供油时，高压油路内压力迅速下降，针阀在调压弹簧作用下及时回位，将喷孔关闭。第二节 喷油器三、工作原理压力室四、孔式喷油器1、应用：

直接喷射燃烧室，孔数1～8个，孔径0.2～0.8mm。2、特点：

（1）喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应，以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁上。（2）喷射压力较高。（3）喷油头细长，喷孔小，加工精度高。第二节 喷油器五、轴针式喷油器特点：

（1）不喷油时针阀关闭喷孔，使高压油腔与燃烧室隔开，燃烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞。（2）喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞。（3）针阀在油压达到一定压力时开启，供油停止时，又在弹簧作用下立即关闭，因此，喷油开始和停止都干脆利落，没有滴油现象。（4）不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧室的需要。

第二节 喷油器1、喷油泵的功用喷油泵即高压油泵，一般和调速器连成一体，其作用是对柴油加压，并按照柴油机的各种工况要求和气缸的工作顺序，定时、定量地将高压燃油送至喷油器。第三节 喷油泵2、喷油泵的分类分类柱塞式喷油泵喷油泵－喷油器转子分配式喷油泵特点性能良好，使用可靠，为大多数汽车柴油机采用将喷油泵和喷油器连为一体，直接安装在气缸盖上，以消除高压油管带来的不利影响，但要求在发动机上另加驱动机构。依靠转子的转动实现燃油的增压及分配，具有体积小、质量小、成本低、使用方便的优点。第三节 喷油泵3、柱塞式喷油泵柱塞式喷油泵主要由柱塞和柱塞套组成的柱塞偶件、出油阀及出油阀座组成的出油阀偶件组成。第三节 喷油泵直槽45°斜槽径向油孔精密配合偶件：配合间隙为0.0015~0.0025mm要求：成对使用，不能互换。拆装维修时要作好记号。结构柱塞—直槽、45°斜槽（两槽相通）柱塞套—径向油孔（与低压油腔相通）定位槽1）柱塞偶件第三节 喷油泵柱塞柱塞套柱塞由凸轮轴、挺杆驱动，按喷油次序，依次在各自的柱塞套内做往复运动。当柱塞顶面下移至柱塞套油孔以下以及柱塞停驻在下止点位置时，柴油从喷油泵的低压油腔经柱塞套油孔充入柱塞顶部的空腔—称柱塞腔（见图1）第三节 喷油泵工作原理柱塞柱塞套柱塞套油孔图1在柱塞从其下止点上移的过程中，将有部分柴油从柱塞腔经柱塞套油孔被挤回低压油腔，这一过程一直延续到柱塞顶面将油孔的上边缘封闭为止（见图2

）。图2第三节 喷油泵此后，柱塞继续上移，柱塞腔内的油压骤然增高，克服出油阀弹簧的预紧力，将出油阀顶起。当出油阀密封锥面已经离开出油阀座，但减压环带尚在出油阀座孔内时，喷油泵仍然不能供油。仅当减压环带全部离开出油阀座孔之后，高压柴油才能经出油阀上的切槽供入高压油管，并经喷油器喷入燃燃室（见图3

）图3当柱塞上移至图4所示位置时，柱塞上的螺旋槽将柱塞套进油孔4的下边缘打开，此时柱塞腔内的高压柴油经柱塞上的直槽、螺旋槽3和柱塞套进油孔4流回喷油泵的低压油腔，供油终止。由于柱塞腔的油压急剧下降，出油阀在出油阀弹簧和高压柴油的作用下迅速回落。当减压环带的下边缘进入出油阀座孔时，高压油管与柱塞腔的通路被切断，使燃油不能从高压油管流回柱塞腔。当出油阀完全落座之后，高压管路系统的容积因为空出减压环带的体积而增大，致使高压管路系统内的油压迅速降低，喷油器立即停止喷油，从而可以避免喷油器滴漏和其他不正常喷射现象的发生。第三节 喷油泵图4减容体出油阀弹簧出油阀出油阀座作用：防止燃油倒流，保证供油迅速，停油干脆。

出油阀体—密封锥面、十字截面、减压环带出油阀座—内密封锥面、内圆柱面出油阀弹簧2)出油阀偶件第三节 喷油泵出油阀上升：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。出油阀工况：第三节 喷油泵调节供油量方法：转动柱塞——改变hg——改变循环供油量Δg。停油：直槽对准油孔。hg3)油量调节供油有效行程：柱塞顶面封闭柱塞套径向油孔至柱塞斜槽露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（Δg）。第三节 喷油泵油量调节机构种类：拨叉式、齿杆式。拨叉式组成：油量调节拉杆、拨叉、调节臂。齿杆式组成：油量调节齿杆、调节齿圈、旋转衬套、凸块。第三节 喷油泵4）柴油机的三大精密偶件柱塞偶件：

主要由柱塞和柱塞套组成，把低压柴油转变为高压柴油；出油阀偶件：

主要由出油阀及出油阀座组成，把高压柴油从喷油泵输送到喷油器；针阀偶件：

主要由针阀和针阀体组成，把高压柴油从喷油器喷射到气缸中。第三节 喷油泵5）传动机构——驱动柱塞往复运动滚轮传动部件：滚轮、长槽、（垫块）凸轮轴(按作功顺序排列凸轮)滚轮式挺杆凸轮轴改变挺杆高度，可以改变供油提前角。第三节 喷油泵4、转子分配式喷油泵（1）径向压缩式分配泵滑片式二级输油泵；高压泵;油量控制阀;供油提前角自动调节机构

a、组成：b、工作过程：

进油、泵油和配油三个过程。c、优缺点：

零件数目少，结构紧凑，通用性高，防污性好等优点；由于对分配转子和分配套筒、柱塞和柱塞孔的配合精度要求较高，滚柱座结构复杂及内凸轮加工不便等缺点。所以近年来已很少应用。

第三节 喷油泵(2)轴向压缩式分配泵（VE泵）a、结构：

驱动机构；第二级滑片式输油泵；高压泵头；供油提前角自动调节机构；调速器。高压泵头第二级滑片式输油泵供油提前角自动调节液压缸最大供油量调节螺钉第三节 喷油泵四缸柴油机用VE泵实物图六缸柴油机用VE泵实物图喷油器燃油箱一级膜片式输油泵油水分离器燃油滤清器回油管第三节 喷油泵A向A向平面凸轮盘、滚轮架及滚轮使分配柱塞既转动又轴向移动，滚轮架固定不动；四缸发动机，分配柱塞转一周，往复运动四次。第三节 喷油泵第三节 喷油泵b、工作原理

（1）供油过程

当平面凸轮盘的凹下部分转至与滚轮接触时，柱塞弹簧将分配柱塞向左推移，柱塞腔容积增大。进油槽与柱塞套上的进油孔相通，柴油经油道流入柱塞右端腔室和中心油道内。第三节 喷油泵（2）泵油过程

平面凸轮盘凸起部分与滚轮接触时，分配柱塞边转边右移。进油孔关闭，柱塞腔内燃油压力升高，柱塞上分配孔与柱塞套上的出油孔之一相通，高压柴油即经中心油道、分配孔、出油阀流向喷油器，喷入燃烧室。第三节 喷油泵（3）停油过程

柱塞在平面凸轮的推动下继续右移，左端的泄油孔移出油量调节套筒与分配泵内腔相通时，柱塞腔内的高压油立即经泄油孔流入泵体内腔中，柴油压力立即下降，供油停止。

第三节 喷油泵（4）泵油提前角自动调节过程

①稳定运转时

活塞左右端力相等，处于平衡位置。②转速升高时

二级滑片式输油泵出口压力增大，活塞右端压力增大，活塞左移，带动滚轮架转动一定角度，供油提前。③转速降低时与前述相反第三节 喷油泵（5）发动机停机

起动开关旋至OFF位置，电磁式断油器电路断开，阀门在回位弹簧的作用下关闭，切断油路，发动机停机。电磁式断油器第三节 喷油泵调速器是根据发动机负荷变化而自动调节供油量，从而保证发动机的转速稳定在很小的范围内变化。二、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。转速↑节流作用大渗漏油量少始点提前终点落后供油量↑转速↓节流作用小渗漏油量多始点落后终点提前供油量↓第四节 调速器影响：转速不稳高速易飞车怠速易熄火1、按功能分有两速调速器、全速调速器、定速调速器和综合调速器。2、按转速传感分有气动式调速器、机械离心式调速器和复合式调速器。三、分类：四、两速调速器

1、作用：

第四节 调速器只限制最低及最高转速。在其他转速时，调速器不起作用。此时柴油机的转速由驾驶员通过加速踏板直接操纵喷油泵油量调节机构来控制。两极调速器常用于在一般条件下行驶的车用柴油机。2、结构

油量调节拉杆外弹簧座飞锤凸轮轴高速弹簧内座高速弹簧怠速弹簧活动杠杆调速杠杆滑动轴操纵臂冒烟限制器RQ型两极调速器第四节 调速器怠速时，飞锤在凸轮轴后端轴和高速弹簧座之间移动，高速弹簧不起作用。怠速转速升高，飞锤外张，油量调节拉杆后移，减油。怠速转速降低，飞锤收拢，油量调节拉杆前移，加油。怠速起动全负荷中等转速断油3、工作原理（1）稳定怠速：第四节 调速器RQ型两极调速器全负荷位置当转速超过最高额定转速时，飞锤继续外张，同时压缩高速弹簧和怠速弹簧，油量调节拉杆向减油的方向移动，使转速降低。（2）限制超速：第四节 调速器RQ型两极调速器全负荷位置飞锤与高速弹簧内座相抵，不能将高速弹簧压缩，调速器不起作用。（3）工作转速：第四节 调速器第四节 调速器五、全速调速器不仅能控制柴油机的最低及最高转速，而且能在柴油机整个工作转速范围内稳定住转速。全速调速器常用于在城市内或公路上车辆多、人流大、减速、加速、停车频繁的情况下行驶的车用柴油机。1、功能：2、结构全负荷油量调节螺钉分配柱塞柱塞套调速杠杆调速弹簧飞锤油量调节套筒高速螺钉调速套筒调速齿轮导杆张力杠杆起动杠杆停车手柄怠速螺钉VE泵调速器结构第四节 调速器（1）起动起动开始，飞锤收拢，油门踏板踩到底，调速杠杆抵高速螺钉，调速弹簧拉伸，起动弹簧使起动杠杆上端和调速套筒左移到极限位置，并在张力杠杆凸起销和起动杠杆之间出现间隙A，油量调节套筒左移至最大供油量位置。3、工作原理VE泵调速器起动工况第四节 调速器（2）怠速调速杠杆抵怠速限位螺钉，调速弹簧无张力，起动弹簧被压缩，飞锤离心力与怠速弹簧弹力相互作用。怠速转速升高，张力杠杆上端压缩怠速弹簧右移，油量调节套筒左移，供油量减少，反之，相应零件运动方向相反。VE泵调速器怠速工况第四节 调速器（3）中速和高速调速杠杆抵高速限位螺钉，转速升高，飞锤离心力增大，调速套筒右移，同时推动起动、张力杠杆顺时针摆动，油量调节套筒左移，供油量减少，转速不再升高。反之亦然。VE泵调速器中高速工况第四节 调速器（4）超速在调速杠杆处于高速位置时，如果负荷突然减小，则转速迅速升高，此时飞锤离心力迅速增大，调速套筒右移，推动起动和张力杠杆以N点为轴顺时针转动，油量调节套筒左移，供油量减少。从而防止柴油机飞车。VE泵调速器超速工况第四节 调速器输油泵高压油管柴油滤清器油水分离器第五节柴油供给装置一、输油泵1、作用：

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。

2、结构型式：

活塞式、转子式、滑片式、齿轮式等

第五节柴油供给装置机械泵总成手油泵总成3、活塞式输油泵的组成：

第五节柴油供给装置手柄手油