柴油机供给系统

第五章柴油机燃料供给系统调速器喷油提前角调节装置柴油机电子控制燃油喷射系统输油泵柴油滤清器柴油及其使用性能柴油机供给系统的组成喷油器柱塞式喷油泵转子分配式喷油泵1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。5.1.1柴油及其使用性能柴油是在200-350℃的温度范围内，从石油中提炼出的碳氢化合物.

1、使用性能指标2、分类和牌号按其所含重馏分的多少分为重柴油和轻柴油。轻柴油根据凝点编定。如10号、0号、－10号、－20号等3、轻柴油的选择

低于本地区最低温度3～6℃的相应牌号。如4℃以上

0号、－5℃

以上－10号5.1概述25.1.2柴油机的特点（与汽油机相比较）

1.柴油机的压缩比较大；热能更多转化为机械能。

2.经济性好；柴油价格比汽油便宜，而且油耗率比汽油机少30％左右。

3.柴油机用的燃料是压燃的，没有点火系故障，仅有油路故障。油路系统的机件较精密、可靠、耐用，故柴油机的故障少。

4.柴油机吸入气缸的是纯空气，可燃混合气直接在燃烧室内形成，并依靠压缩后的高温空气自行发火燃烧。混合气形成、点火和燃烧方式不同于汽油机。

5.由于柴油机是将燃油喷人大量的高温空气中进行燃烧，co和Hc的生成量比汽油机少得多，柴油机的排气污染小。但在高温的空气下易形成较多氮氧化合物，在大负荷下，高温缺氧易产生黑烟。

6.柴油机的成本较高，排气噪声较大，废气中含有二氧化硫。3柴油机供给系同时要完成柴油供给和空气供给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出任务。

按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。根据负荷的变化自动调节循环供油量，保证稳定运转，限制超速。一、功用二、组成燃油供给装置：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。

5.1.3柴油机的功用与组成4燃油滤清器低压油管高压油管喷油泵喷油器回油管燃油箱输油泵油水分离器调速器限压阀喷油提前器55.2.1可燃混合气的形成特点高温压缩空气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。雾状柴油燃烧喷射物理化学变化持续喷射雾状柴油喷射可燃混合气形成方法有：空间雾化和油膜蒸发。5.2柴油机可燃混合气的形成与燃烧

6柴油燃烧的主要特点是：（1）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的。（2）混合与燃烧的时间很短0.0017～0.004秒（15°～35°曲轴转角）。（4）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时、连续重叠进行的，即边喷射，边混合，边燃烧。（3）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入。75.2.2可燃混合气的形成与燃烧（1）备燃期Ⅰ从喷油开始→开始着火燃烧为止一般仅为0.0007～0.003秒

柴油在高温空气的影响下，吸收热量，温度升高，逐层蒸发而形成油气，向四周扩散并与空气均匀混合（物理变化）少量的柴油分子首先分解，并与空气中的氧分子进行化学反映，具备着火条件而着火，形成了火源中心，为燃烧作好了准备

8（2）速燃期

Ⅱ从燃烧开始→气缸内出现最大压力时为止火源中心已经形成，已准备好了的混合气迅速燃烧，在这一阶段由于喷入的柴油几乎同时着火燃烧，而且是在活塞接近上止点，气缸工作容积很小的情况下进行燃烧的，因此，气缸内的压力P迅速增加,温度升高很快。9（3）缓燃期

Ⅲ从出现Pmax→出现Tmax为止这一阶段喷油器继续喷油，由于燃烧室内的温度和压力都高，柴油的物理和化学准备时间很短，几乎是边喷射边燃烧。但因为气缸中氧气减少，废气增多，燃烧速度逐渐减慢，气缸容积增大。所以气缸内压力略有下降，温度达到最高值，通常喷油器已结束喷油

10（4）后燃期

Ⅳ缓燃期以后的燃烧这一时期，虽然不喷油，但仍有一少部分柴油没有燃烧完，随着活塞下行继续燃烧。后燃期没有明显的界限，有时甚至延长到排气冲程还在燃烧。后燃期放出的热量不能充分利用来作功，很大一部分热量将通过缸壁散至冷却水中，或随废气排出，使发动机过热，排气温度升高，造成发动机动力性下降，经济性下降。因此，要尽可能地缩短后燃期。

11对混合气形成的要求如下：

①必须要有足够的空气量和适当的柴油量

α=1.3～1.5α过大:

混合气过稀，燃烧速度慢，散发热量多。α过小:

混合气过浓，燃烧不完全，油耗增加，冒黑烟，经济性变坏。

②喷油时刻要准确，喷油规律与混合气形成的规律应合适过早：混合气提前形成，并在活塞到达上止点前像爆炸似的同时着火燃烧，结果给正在上行的活塞造成一个短时间阻力，并严重"敲缸"工作粗暴。过迟：混合气在活塞下行时才开始形成和燃烧，结果燃烧空间增大，从气缸壁面传走的热量增加，造成发动机过热，燃烧压力降低（P↓）气体压力推动活塞的效果减小，甚至有可能使部分混合气来不及燃烧而随废气排出去，使Ne↓。12③喷油质量应与燃烧室形状相适应，形成均匀的混合气雾化良好：喷油泵和喷油器的喷射质量应与燃烧室相适应。燃烧室的形状：空气产生相应流动来促进混合。④气流的搅动，燃料的性能燃烧室的形状，切向进气，形成涡流，有利于混合。柴油的十六烷值高，则自燃点低，备燃期短。135.2.3燃烧室统一式燃烧室ω型

球型涡流室燃烧室预燃式燃烧室分隔式燃烧室{{四角形燃烧室14二、柴油机燃烧室

1．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。152）混合气形成特点（1）柴油以多孔喷入燃烧室中，油束和燃烧室形状很好吻合，混合好。（2）结构紧凑，经济性、动力性好，起动性能好。（3）对喷油压力要求高；喷孔直径小，容易堵塞；备燃期混合气多，工作粗暴。162.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。172）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。183．四角形燃烧室：1）结构特点：缸盖下平面是平的，活塞上下凹顶部呈四角形，底部呈ω形。192）混合气形成特点：由于气流运动时出现“摩擦碰壁”现象，使燃烧速度降低，燃烧温度降低，从而降低了NOX的生产量，减少了排气污染。204．预燃室式燃烧室1）结构特点：缸盖上布置有预燃室，活塞上凹形成主燃烧室，预燃室与主燃烧室间有一个或几个小孔径相通。212）混合气形成特点：（1）喷油器将柴油喷入预燃室中，着火燃烧产生强烈的燃烧涡流，从预燃室到主燃烧室，大部分燃料在主燃烧室中燃烧。（2）对喷油质量要求高，工作粗暴。（3）结构不紧凑，由于有流动损失和散热损失，所以经济性差，且起动性能差。225．涡流室式燃烧室

1）结构特点：缸盖上布置有涡流室，涡流室占燃烧室总容积的50-80%，活塞上凹形成主燃烧室，涡流室与主燃烧室间有一个或几个小孔径相通。此小孔与涡流室相切。232）混合气形成特点有压缩涡流和燃烧涡流，使混合气混合更加均匀，特别适应高速柴油机。其他基本同于预燃室式。24§5.3喷油器一、功用与型式

1、功用：将喷油泵供给的高压柴油，以一定的压力，呈雾状喷入燃烧室。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。25二、孔式喷油器1、应用：

直接喷射燃烧室，孔数1～8个，孔径0.2～0.5mm。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。2627三、轴针式喷油器

一般只有一个喷孔,直径1～3mm，喷油压力较低

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。

2829§5.4柱塞式喷油泵一、功用与要求：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。要求：（1）泵油压力要保证喷射压力和雾化质量的要求。（2）供油量应符合柴油机工作所需的精确数量。（3）保证按柴油机的工作顺序，在规定的时间内准确供油。（4）供油量和供油时间可调正，并保证各缸供油均匀。（5）供油规律应保证柴油燃烧完全。（6）供油开始和结束，动作敏捷，断油干脆，避免滴油。

二、分类：①柱塞式喷油泵②转子分配式喷油泵（VE）③喷油泵-喷油器30泵体部分分泵油量调节机构驱动机构

组成：（一）泵体部分形式：整体式、可分开式。A型喷油泵的构造输油泵油量调节机构泵体分泵驱动轴三、A型喷油泵31分泵作用：对应每个气缸提供高压油的机构。分泵组成：高压油管接头、减容体、出油阀弹簧、出油阀偶件、柱塞偶件、柱塞弹簧及座、挺柱。（二）分泵的构造（柱塞式喷油泵）柱塞弹簧柱塞偶件驱动机构出油阀偶件油量调节机构挺柱32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。（1）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33(2)．柱塞的行程：1）柱塞的预备行程：柱塞从下止点上升到其上端面将进油孔完全关闭时所移动的距离。341）柱塞的预备行程：柱塞从下止点上升到其上端面将进油孔完全关闭时所移动的距离。351）柱塞的预备行程：柱塞从下止点上升到其上端面将进油孔完全关闭时所移动的距离。361）柱塞的预备行程：柱塞从下止点上升到其上端面将进油孔完全关闭时所移动的距离。372）柱塞的减压带行程：柱塞从预备行程结束到出油阀开启（减压带开始离开阀座的导孔）时所移动的距离叫减压带行程。它决定于出油阀上圆柱形减压带下沿至锥面的距离。382）柱塞的减压带行程：柱塞从预备行程结束到出油阀开启（减压带开始离开阀座的导孔）时所移动的距离叫减压带行程。它决定于出油阀上圆柱形减压带下沿至锥面的距离。392）柱塞的减压带行程：柱塞从预备行程结束到出油阀开启（减压带开始离开阀座的导孔）时所移动的距离叫减压带行程。它决定于出油阀上圆柱形减压带下沿至锥面的距离。403）柱塞的有效行程：柱塞从出油阀开启，到柱塞的螺旋线或斜槽上线打开回油孔时移动的距离叫柱塞的有效行程。它决定于螺旋线或斜槽上线相对于进油孔位置和进油孔直径的大小。413）柱塞的有效行程：柱塞从出油阀开启，到柱塞的螺旋线或斜槽上线打开回油孔时移动的距离叫柱塞的有效行程。它决定于螺旋线或斜槽上线相对于进油孔位置和进油孔直径的大小。423）柱塞的有效行程：柱塞从出油阀开启，到柱塞的螺旋线或斜槽上线打开回油孔时移动的距离叫柱塞的有效行程。它决定于螺旋线或斜槽上线相对于进油孔位置和进油孔直径的大小。433）柱塞的有效行程：柱塞从出油阀开启，到柱塞的螺旋线或斜槽上线打开回油孔时移动的距离叫柱塞的有效行程。它决定于螺旋线或斜槽上线相对于进油孔位置和进油孔直径的大小。443）柱塞的有效行程：柱塞从出油阀开启，到柱塞的螺旋线或斜槽上线打开回油孔时移动的距离叫柱塞的有效行程。它决定于螺旋线或斜槽上线相对于进油孔位置和进油孔直径的大小。454）剩余行程：柱塞从有效行程结束（开始回油），上升到上止点时移动的距离叫剩余行程464）剩余行程：柱塞从有效行程结束（开始回油），上升到上止点时移动的距离叫剩余行程474）剩余行程：柱塞从有效行程结束（开始回油），上升到上止点时移动的距离叫剩余行程484）剩余行程：柱塞从有效行程结束（开始回油），上升到上止点时移动的距离叫剩余行程49泵油原理:进油柱塞下行，上方泵腔容积增大，产生真空度，露出进油孔后，将油吸入。50压油：

柱塞上行，关闭进油孔后，泵腔油压骤然升高，冲开出油阀后，流向高压油管。51回油柱塞继续上行，回油孔开启后，泵腔高压油经回油孔流回低压油腔，出油阀关闭，供油结束。52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。hg（3）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）。53减容体出油阀弹簧出油阀出油阀座

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－压紧出油阀2.出油阀偶件组成：出油阀及座、出油阀弹簧、减压环带等。5455一）出油阀偶件1.组成：出油阀与出油阀座偶件弹簧减容器减压环带密封锥面导向杆部出油阀56一）出油阀偶件1.组成：出油阀与出油阀座偶件弹簧减容器阀座弹簧减容器57作用：

1）防止喷油前滴油，提高喷射速度；

2）防止喷油后滴油，提高关闭速度；

3）防止燃油倒流，使高压油管内保持一定的残余压力。58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：减压环带密封锥面十字截面59

工作过程60616263646566676869707172737475767778（三）供油量调节机构

根据柴油机负荷和转速的变化相应改变喷油泵的供油量。

齿杆式：拨叉拉杆式：

79（四）驱动机构——驱动柱塞往复运动滚轮传动部件：滚轮、挺柱、（垫块）喷油泵凸轮轴(按作功顺序排列凸轮)滚轮式挺柱凸轮轴改变挺杆高度，可以改变供油提前角。80hh传动机构由凸轮轴和滚轮体总成组成。喷油泵凸轮轴是曲轴通过齿轮驱动的，曲轴转两圈，各缸喷油一次，凸轮轴只需转一圈就喷油一次，二者速比为2﹕1。单泵供油时刻的调整：通过挺柱体的调整螺钉或调整垫片的高度来实现高度h调整，改变单缸的供油时刻。滚轮调整螺钉滚轮架（挺柱）调整垫片81（五）喷油提前角调节装置1、喷油提前角的概念：指喷油器开始喷油至活塞到达上止点之间的曲轴转角。

2、喷油器提前角调节的原因：

喷油器提前角过大：喷油时气缸内空气温度较低，混合气形成条件差，备燃期长，工作粗暴。喷油器提前角过小：大部分柴油在上止点以后，活塞处于下行状态时燃烧的，使最高工作压力降低，热效率显著下降，发动机功率下降，排气冒白烟。3、最佳喷油器提前角：

指在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。824、供油提前角自动调节器

1、功用：随发动机转速的变化自动改变供油提前角。

2、结构：从动盘飞锤主动盘突缘提前器弹簧飞锤销传动销飞锤圆弧面83§5.5转子分配式喷油泵一、概述滑片式二级输油泵；高压泵油量控制阀供油提前角自动调节机构

1、组成：2、分类：转子式（径向压缩式）；单柱塞式(轴向压缩式)3、特点：

1）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。2）分配泵精密偶件加工精度高，供油均匀性好，因此不需要进行各缸供油量和供油定时的调节。3）分配泵的运动件靠喷油泵体的柴油进行润滑和冷却，因此，对柴油的清洁度要求很高。4）分配泵凸轮的升程小，有利于提高柴油机转速。84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85二、轴向压缩式分配泵（VE泵）1、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。高压泵头供油提前角自动调节液压缸调速器第二级滑片式输油泵驱动轴86

四缸柴油机用VE泵实物图87六缸柴油机用VE泵实物图88滚轮架及滚轮平面凸轮盘及分配柱塞柱塞弹簧柱塞套驱动轴89A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。90912、工作原理

（1）进油过程

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。9293（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。9495（3）停油过程

柱塞在平面凸轮的推动下继续右移，左端的泄油孔与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。

9697供油量控制：控制套筒的位置控制泄油孔与泵腔相通时刻，即控制供油有效行程的大小，使供油量随发动机负荷与转速的改变而改变。驾驶员通过调速器使控制套筒位置轴向移动。98（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99（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100§5.6调速器一、概述

1）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。

2）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↓1011、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。3）分类：二、两速调速器

1、作用：

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。

影响：转速不稳高速易飞车怠速易熄火1022、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调速手柄供油量限制器RQ型两极调速器停车挡块最高速挡块103

（2）稳定怠速：怠速时，调速手柄在怠速位置，飞锤离心力与怠速弹簧力相平衡，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）起动：调速手柄在最高速挡块位置，推动油量调节拉杆克服供油量限制器阻力右移到起动油量位置。怠速弹簧高速弹簧供油量限制器最高速挡块104RQ型两极调速器全负荷位置调速手柄离开怠速位置在中速位置，飞锤与高速弹簧内座相抵，飞锤离心力不足以克服怠速弹簧和高速弹簧力，而不能移动，调速器不起作用。但可以改变调速手柄位置，拉动油量调节拉杆增加或减供油量（3）（工作）中转速：105RQ型两极调速器全负荷位置调速手柄在最高速挡块位置，转速超过最高额定转速，飞锤离心力很大，同时压缩高速弹簧和怠速弹簧向外张，使油量调节拉杆向减油的方向移动，使转速降低。直到相互作用力达到新的平衡。（4）最高转速（限制超速）：（5）停车：调速手柄在停车挡块位置，拉动油量调节拉杆左移到断油量位置。怠速起动全负荷中等转速断油1061、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泵调速器结构三、全程式调速器怠速弹簧N1071.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，油量调节套筒右移至最大供油量位置。2、工作原理VE泵调速器起动工况高速螺钉N调速套筒油量调节套筒起动弹簧1082.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泵调速器怠速工况怠速弹簧高速螺钉怠速螺钉调速弹簧调速套筒油量调节套筒1093.中速和高速

调速杠杆由怠速限位螺钉和高速限位螺钉之间某一位置，调速弹簧被拉伸，使油量调节套筒向右移动，供油量增加，转速升高，此时飞锤离心力增大，当其向右作用于调速套筒的推力与调速弹簧向左作用张力杠杆和起动杠杆上的拉力平衡时，油量调节套筒稳定某一位置，发动机转速也稳定在一转速。当转速变化，这种力的平衡遭到破坏，能自动推动油量调节套筒移动，使油量增减，达到转速稳定。。调速杠杆抵高速限位螺钉时，调速弹簧张力最大，油量调节套筒左移到最大供油位置，柴油机在最高转速下稳定工作。VE泵调速器中高速工况高速螺钉怠速螺钉调速弹簧N调速套筒油量调节套筒张力杠杆起动杠杆1104.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