单元六 柴油机燃料供给系

教学目标能描述柴油机燃料供给系统主要总成及作用。了解柴油机燃油供给系主要零件结构与原理。了解柴油机喷油器、喷油泵的调整部位与方法。

单元六

柴油机燃料供给系

主要内容

概述系统主要结构与工作原理柴油机进排气系统一概述

定时、定量、定压地将雾化质量良好的柴油以一定要求喷入气缸内，并使柴油与空气迅速混合和燃烧。基本功能：通过加压机构使油压升高；调节喷油量，以改变输出功率；能调节喷油时刻，以使燃烧更彻底；

柴油机燃油供给系的功用燃油供给装置：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。

柴油机燃油供给系的组成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供给系组成简图供给系油路油箱柴油滤清器燃烧室溢流阀限压阀回油管输油泵喷油泵喷油器高压油路：喷油泵出口→喷油器油压：10MPa以上，喷油泵建立低压油路：油箱→喷油泵入口油压：0.15～0.3Mpa，输油泵建立回油回路柴油机燃油供给系影片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。柴油燃烧的主要特点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（气缸内）。3、柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入。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。

可燃混合气的形成与燃烧室根据气缸中压力和温度的变化特点，可燃混合气的形成与燃烧按曲轴转角大体分四个时期（1）备燃期Ⅰ（A-B)

从喷油开始→开始着火燃烧为止进行燃烧前的物理与化学准备过程（2）速燃期

Ⅱ(B-C)从燃烧开始→气缸内压力达最高火焰自火源迅速向四周推进，上一时期积存的柴油以及在此期间陆续喷入的柴油，在已燃气体的高温作用下，迅速蒸发、混合和燃烧，使气缸内压力和温度急剧上升，该压力一般出现在上止点后6-15曲轴转角处。（3）缓燃期

Ⅲ(C-D)

从最高压力点→最高温度点在此期间，燃烧以很快的速度继续进行，后期由于氧气缺少，废气增加，燃烧速度越来越慢。此期间的压力逐渐下降，但燃气温度还在继续升高，最高温度达1973-2273K，一般出现在上止点后20-35曲轴转角处。喷油是在最高温度出现以前结束。（4）后燃期

Ⅳ(D-E)

从最高温度点到柴油已基本上停止燃烧之间燃烧是在逐渐恶化的条件下缓慢进行直到停止。在此期间，压力和温度均下降。为防止柴油机过热，应尽量缩短后燃期。加强燃烧室内气体的运动，改善混合气的形成条件，是缩短后燃期的有效措施。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{{燃烧室统一式燃烧室ω型燃烧室：形状简单、易于加工；结构紧凑；热效率高；工作粗暴；要求喷油压力高。球型燃烧室：靠油膜蒸发混合，工作柔和，起动困难。喷油压力高U型燃烧室：混合气形成方式属于复合式；采用单孔轴针式喷油器；起动性好。预燃室式燃烧室涡流室式燃烧室特点：油压要求不高；故障少；工作较平稳；散热面积大；油耗高；起动性差。分隔式燃烧室柴油机燃烧室二系统主要部件结构及工作原理柴油滤清器作用：除去柴油中的尘土、水分或其他机械杂质,温度变化及与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，从而提高功率，降低油耗。

柴油滤清器结构限压阀出油口盖进油口壳体滤芯中心杆放油螺塞回油口滤清器工作原理：使柴油通过滤纸，将杂质过滤，同时，使流向改变，利用惯性将水滴沉积下来。安装位置：串联在输油泵和喷油泵之间。单级柴油滤清器常用柴油滤清器的种类：单级柴油滤清器双级柴油滤清器双级柴油滤清器

第一级粗滤器（纸质滤芯）第二级细滤器（航空毛毡及纺绸滤芯）柴油滤清器作用：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。

结构型式：活塞式、转子式、滑片式、齿轮式等

输油泵机械泵总成手油泵总成活塞式输油泵的组成工作原理进油：偏心轮转至滚轮，推滚轮部件、推杆及活塞下行，油泵下腔体积减小，油压上升，关闭进油阀，推开出油阀，同时，上腔体积增大，下腔柴油进入上腔。出油：偏心轮转离滚轮，活塞弹簧伸张，推活塞上行，上腔体积减小，油压上升，柴油流向柴油滤清器，同时，下腔体积增大，产生真空，关闭出油阀，吸开进油阀，柴油进入下腔。供油量调节输油量取决于活塞行程大小，当供大于需时，上腔油压增大，活塞停留在上腔油压与活塞弹簧力平衡的位置，活塞行程改变，自动调节供油量。手柄喷油泵凸轮轴偏心轮手油泵进油阀进油口出油口出油阀推杆挺杆滚轮泵体活塞活塞弹簧AB手油泵工作原理旋开手柄，往复抽按手油泵活塞,活塞上行时，将柴油经进油阀吸入手油泵泵腔，活塞下行时，进油阀关闭，出油阀开启，柴油经机械油泵下腔流出。用手油泵上下运动来泵油清除燃油系统内的空气柴油机输油泵（活塞式）功用与型式

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。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。

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。喷油器孔式轴针式孔式喷油器适用：直接喷射燃烧室，孔数1~8个，孔径0.2~0.8mm。特点：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。喷射压力较高。喷油头细长，喷孔小，加工精度高。

调压弹簧调压螺钉回油管顶杆喷油器体针阀针阀体进油管接头构造：针阀偶件（针阀及针阀体）：高压油腔、承压锥面、密封锥面、喷孔等。调压装置：调压弹簧、调压螺钉护帽、顶杆等。喷油器体：进油管（带缝隙式滤清器）、回油管接头、定位销等。调压弹簧调压螺钉回油管顶杆喷油器体针阀针阀体进油管接头工作原理喷油：喷油泵泵油→环形高压油腔进油→（承压锥面承受油压推力）针阀上行→密封锥面离座→喷孔喷油。针阀最大升程：针阀关闭时其凸肩与针阀体下端面的距离，大小决定喷油量多少。一般为0.4~0.5mm。停喷：喷油泵停止泵油→高压油腔油压下降→调压弹簧伸张→挺杆推针阀下行→密封锥面落座→喷孔关闭→不喷油。调压弹簧调压螺钉回油管顶杆喷油器体针阀针阀体进油管接头回油：少量高压油经针阀偶件间间隙挤上，经回油管流回柴油箱或柴油滤清器，润滑、冷却针阀偶件并防“背压”增加。调压：旋动调压螺钉或增减垫片，改变调压弹簧对针阀的压紧力，即可改变喷油压力。调压弹簧调压螺钉回油管顶杆喷油器体针阀针阀体进油管接头轴针式喷油器

构造：针阀下端的密封锥面以下还向下延伸出一个轴针，其形状有倒锥形和圆柱形，轴针伸出喷孔外，使喷孔成为圆环状的狭缝。一般只有一个喷孔,直径1～3mm，喷油压力较低12～14MPa。轴针针阀针阀体高压油腔进油道轴针式喷油器特点

(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。柴油机喷油器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。

分类①柱塞式喷油泵②喷油泵-喷油器③转子分配式喷油泵（VE）喷油泵柱塞式喷油泵的基本结构与工作原理泵体部分分泵油量调节机构传动机构输油泵调速器泵体分泵驱动轴柴油机上与缸数相等的每组泵油机构组成：柱塞偶件、柱塞弹簧及座、出油阀偶件、出油阀弹簧、出油阀压紧座、减容体等。1、分泵（1）柱塞偶件的结构组成：柱塞及柱塞套①柱塞和柱塞套是一对精密偶件，经配对研磨后不能互换，要求有高的精度和光洁度和好的耐磨性，其配合间隙为0.002～0.003mm。②柱塞头部圆柱面上切有斜槽，并通过径向孔、轴向孔与顶部相通，其目的是改变循环供油量；柱塞套上制有进、回油孔，均与泵上体内低压油腔相通，柱塞套装入泵上体后，应用定位螺钉定位。③柱塞头部斜槽的位置不同，改变供油量的方法也不同。柱塞柱塞套柱塞偶件进油过程：柱塞下行，当柱塞把柱塞套上的进油孔打开后，柴油经油孔进入泵油室。供油过程：柱塞上行关闭进油孔后，泵油室内的油压迅速升高，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管。回油过程：柱塞继续上行，当柱塞上的斜槽与回油孔相通时，高压油经回油孔流回低压油腔，出油阀关闭，供油结束。（2）喷油泵的泵油过程（3）出油阀偶件的结构组成：出油阀及座、出油阀弹簧、减压环带等。①出油阀和出油阀座也是一对精密偶件，配对研磨后不能互换，其配合间隙为0.01。②出油阀是一个单向阀，在弹簧压力作用下，阀上部圆锥面与阀座严密配合。③出油阀下部呈十字断面，既能导向，又能通过柴油。出油阀的锥面下有一个小的圆柱面，称为减压环带。出油阀出油阀及座减压环带（4）出油阀工作原理①喷油泵停止供油，泵腔油压小于出油阀弹簧力与高压油管残余油压之和时，出油阀被紧压在阀座上，防止柴油回流。并保持高压油管一定的残余油压。②柱塞上行压油时，泵腔油压大于出油阀弹簧力与高压油管残余油压之和后，阀密封锥面先离座，随后减压环带离开座孔，打开高压油路，这样，供油通路一开启，油压和喷射即可达理想值。③柱塞开始回油，泵腔油压迅速下降，出油阀下行落座，减压环带先进入座孔，隔断高压油路，随后阀密封锥面落座，这样，阀让开的容积，使高压油管油压迅速降低，喷油器立即停止喷油。减压环带作用：使喷油器喷油迅速，停油干脆，防止喷油器喷前喷后滴漏。2、油量调节机构作用：根据柴油机的转速和负荷变化，相应地转动柱塞改变供油有效行程，并保证各缸供油量均匀一致。分类：拨叉式、齿条齿圈式供油拉杆拔叉调节臂柱塞拔叉式组成及力传递：拉杆移动—拨叉移动—调节臂转动—柱塞转动。各缸供油量调整：改变拨叉在供油拉杆上的位置。拔叉式油量调节机构齿条齿圈式油量调节机构组成及力传递：齿条移动—齿圈转动—传动套筒转动—柱塞转动。各缸供油量的调整：松开齿圈的紧固螺钉，转动传动套筒，带动柱塞相对齿圈转动一个角度，再将齿圈固定。齿条齿圈式齿条齿圈滚轮传动部件：滚轮、滚轮架、（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。3、驱动机构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。hh滚轮调整螺钉滚轮架调整垫块h值增大，供油提前角即增大；拧入螺钉，h值减小，供油提前角即减小。4、泵体功用：是喷油泵的基体。类型：分体式和整体式两种。润滑方式：独立润滑和压力润滑两种。

(1)泵体上制有孔穴，以安装分泵；

(2)泵体上有纵向油道，即柱塞套外低压油腔；油道一端装限压阀；

(3)泵体上有放气螺钉。

(4)泵体下端的凸轮室装有传动机构的润滑油。功用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,稳定怠速，防止超速。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↓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。分类两速调速器

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人工控制。

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1、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泵调速器结构全速调速器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。2、工作原理VE泵调速器起动工况

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

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

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泵调速器超速工况直列式喷油泵调速器三柴油机进排气系统

向柴油机供给新鲜、无灰尘、高密度的空气，并将气缸内燃烧的废气排出。进排气系统主要包括空气滤清器、空气加热器、滤网、进气管、排气管、排气制动阀、涡轮增压器等组成。

功用组成空气滤清器柴油机空气滤清器通常包括粗滤和细滤两部分。空气滤清器一般使用4000-8000km应进行除尘；20000-25000km应更换滤芯和密封圈。废气涡轮增压器作用：将空气压入气缸，增加充气量和进油量。1、排气涡轮增压器工作原理排气管中冷器压气机壳喷嘴环涡轮转子轴进气管