《汽车发动机构造与维修2》课件第7章

第7章柴油机燃油供给系统7.1概述7.2喷油器7.3喷油泵7.4调速器7.5柴油机燃油供给系统的其他部件7.6电控柴油喷射系统7.7柴油机燃油供给系统的维修7.8柴油机燃油供给系统的调试7.9柴油机燃油供给系统的故障诊断实训17喷油泵和喷油器的拆装实训18喷油泵、调速器和喷油器的检查调试实训19柴油机燃油供给系统的故障诊断 7.1概述

7.1.1柴油机燃油供给系统的作用

柴油机燃油供给系统的作用主要是完成燃料的储存、滤清和输送工作，按柴油机各种不同工况的要求，定时、定量、定压并以一定的喷油质量将柴油喷入燃烧室，使其与空气迅速而良好地混合和燃烧，最后将废气排入大气。7.1.2柴油机燃油供给系统的组成

柴油机燃油供给系统由燃油供给系统、空气供给系统、混合气形成系统及废气排出系统、燃油供给路线五部分组成。

1.燃油供给系统

柴油机燃油供给系统主要由柴油箱、输油泵、低压油管、滤清器、喷油泵、高压油管、喷油器及回油管等组成，如图7-1所示。图7-1柴油机燃油供给系统1—滤清器；2—高压油管；3—喷油器；4—回油管；5—油箱；6—输油泵；7—调速器；8—低压油管

2.空气供给系统

柴油机空气供给系统主要由空气滤清器、进气管等组成，有的柴油机供给系统还有增压器。

3.混合气形成系统

柴油机的混合气形成系统即燃烧室。

4.废气排出系统

柴油机的废气排出系统主要由排气管及排气消声器组成。

5.燃油供给路线

燃油供给路线主要包括以下几种：

(1)低压油路：柴油机燃油供给系统的低压油路从柴油箱到喷油泵入口，油压一般为0.15～0.3MPa。

(2)高压油路：柴油机燃油供给系统的高压油路从喷油泵到喷油器，油压一般在10MPa以上。

(3)多余的燃油回流：柴油机燃油供给系统的输油泵供油量比喷油泵的最大喷油量大3～4倍，大量多余的燃油经喷油泵进油室一端的限压阀和回油管流回输油泵的进口或直接流回柴油箱。喷油器工作间隙漏泄的极少数柴油也经回油管流回柴油箱。7.1.3柴油机可燃混合气的形成

1.柴油机可燃混合气的形成特点

柴油机可燃混合气的形成特点如下：

(1)混合空间小、时间短。可燃混合气是在燃烧室内形成的，一边喷油，一边燃烧。混合气的形成时间极短，只占曲轴转角的15°～35°。

(2)混合气不均匀，燃烧室内过量空气系数(α)值的变化范围很大。柴油机的充气量一般变化不大，负荷的大小靠喷油量的多少来调节，从而改变了α值，是“质的调节”。高速柴油机的α一般在1.15～2.2的范围内变化。大负荷时喷油量多、α值小、混合气浓；怠速时喷油量少、α值大、混合气稀，α值可达4～6。

(3)边喷边燃，混合气的成分不断变化。

2.可燃混合气的形成方法

1)空间雾化混合方式

空间雾化混合方式是将柴油喷向燃烧室的空间，形成雾状混合物，再在燃烧室空间蒸发形成混合气。

(1)油雾形成：燃料以高压、高速从喷油器以圆锥形的油束喷出形成油雾，如图7-2所示。其中：喷雾锥角β表示油束的扩散程度，β越大，油束扩散越好。射程L表示油束的穿透能力。图7-2油束的形状雾化质量表示油束喷散雾化的程度。喷散的越细、越均匀则雾化质量越好。

(2)空气运动促进混合：为了使油粒分布得更均匀，最有效的措施是使空气运动，多采用以下两种方法。

①使进气产生涡流：利用弱涡流切向进气道或强涡流螺旋进气道，可以在进气行程中使空气绕汽缸轴线旋转运动，见图7-3。图7-3进气涡流的形成

(a)切向进气道；(b)螺旋进气道②产生挤压涡流：利用活塞顶部的特殊形状，在压缩过程中和膨胀行程开始时，使空气在燃烧室中产生强烈的旋转运动。挤压涡流存在于上止点附近，持续时间较短，见图7-4。图7-4挤压涡流的形式

(a)挤压流动；(b)膨胀流动

2)油膜蒸发混合方式

如图7-5所示，将柴油喷向球形油膜燃烧室的壁面上，在强烈的空气涡流作用下，燃油的大部分(95%)形成油膜。由于油束贯穿空气和室壁的反射，有少量油粒(5%)悬浮在燃烧室空间，形成着火源。油膜在空间火源的热能作用下，逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧，产生了燃气涡流，其燃烧速度是前期慢、后期快，使燃烧过程加速进行到终点。图7-5油膜的形成1—喷油器；2—燃气涡流；3—油膜；4—活塞

3)复合式——U形燃烧室

U形燃烧室即空间雾化燃烧和油膜蒸发混合燃烧两种方式混合使用，低速燃烧以前者为主，高速燃烧以后者为主。7.1.4柴油机的燃烧室

根据混合气的形成方式及燃烧室的结构特点，柴油机的燃烧室可分为两大类：直接喷射式燃烧室(ω形、四角形、球形及U形燃烧室等)和分开式燃烧室(预燃室式和涡流式燃烧室)。

1．ω形燃烧室

1)结构特点

该燃烧室由平的汽缸盖底面和活塞顶内的ω形凹坑及汽缸壁组成，属于直接喷射燃烧室和空间混合方式，如图7-6所示。图7-6ω形燃烧室

2)混合气的形成特点

(1)主要是依靠多孔(多为4孔)进行喷雾，利用油束和燃烧室的吻合，在空间内形成混合气。

(2)喷孔直径小，多在0.25～0.4mm内，喷孔轴线夹角为140°～160°，喷油压力较高，一般在20MPa左右。

(3)结构紧凑，热损失小，热效率高，经济性好，容易起动。

(4)工作粗暴，燃烧噪声大。

2.四角形燃烧室

四角形燃烧室属于直接喷射式燃烧室和空间混合式。

四角形燃烧室的底部仍是ω形，燃烧室上部逐渐过渡为四方形，喷射时四个喷孔对着燃烧室的四个角喷油，如图7-7所示。四角形燃烧室可抑制涡流的增强，减少NO×的生成量。图7-7四角形燃烧室1—螺旋进气道；2—喷油器；3—四角形燃烧室；S—涡流

3.预燃式燃烧室

1)结构特点

预燃式燃烧室如图7-8所示。图7-8预燃式燃烧室预燃式燃烧室的结构特点如下：

(1)整个燃烧室分两部分，预燃室位于汽缸盖内，为总燃烧室容积的25%～40%，活塞上方为主燃室。

(2)喷油嘴安装在预燃室的中心线附近，为便于冷起动，喷油嘴上多装有电热塞。

(3)预热室用耐热钢单独制成，装入汽缸盖时不和冷却液直接接触。

(4)大部分燃料是在主燃烧室中混合燃烧的，属于空间混合方式。

2)混合气的形成特点

(1)利用压缩紊流先进行预燃。

(2)利用强烈的燃烧涡流，促使混合气完全燃烧。

(3)对喷油的雾化质量要求不高，可采用不易堵塞的大直径单孔喷嘴，其喷油压力较低(8～12MPa)，具有适应大转速范围和不同着火性能燃料的特点。

(4)运转平顺、燃烧噪声小，但经济性较差、热损较大、起动性能差，必须加装电热塞。

4.涡流式燃烧室

1)结构特点

涡流式燃烧室见图7-9。图7-9涡流式燃烧室涡流式燃烧室的结构特点如下：

(1)整个燃烧室分为两部分，球型涡流室在汽缸盖内，活塞上方为主燃烧室。涡流室容积占总燃烧室容积的50%～80%，用一个和数个切向大面积通道将涡流室和主燃烧室连通，此结构属于空间混合方式。

(2)喷油器和电热塞安装在涡流室内。

(3)涡流室下半部分镶有耐热钢制成的镶块，该镶块和其座孔有一定的隔热间隙，并用螺钉定位。

(4)活塞顶部多制有导流槽或分流凹坑，使涡流室中的气流在喷出时形成二次涡流。

2)混合气的形成特点

(1)利用强烈的定向涡流进行混合和燃烧。

(2)利用二次流动，促使燃气更完全地燃烧。

(3)对喷油的雾化质量要求不高，可采用不易堵塞的单孔喷嘴，喷油压力较低

(10～12MPa)，喷油泵寿命较长，对不同着火性能燃料的适应性好。

(4)适用于高速柴油机，转速可达5000r/min。

(5)工作较平顺，但热损失较大、经济性较差，须用较高的压缩比(17～22)，并加装电热塞。

5.球形油膜燃烧室

1)结构特点

球形油膜燃烧室见图7-10。图7-10球形油膜燃烧室球形油膜燃烧室的结构特点如下：

(1)球形油膜燃烧室位于活塞顶部中央，其形状大于半个球，且在与喷油器相对的位置开有缺口与球面相切，燃油从这里沿气流方向喷在室壁上形成油膜。该结构属于直接喷射式燃烧室，雾化方式采用油膜蒸发混合方式。

(2)采用强涡流螺旋进气道。

(3)燃烧室底壁较薄，其背面有来自飞溅和从连杆小头喷油孔喷出的润滑油加以冷却。

(4)采用单孔喷嘴或双孔喷嘴。

2)混合气的形成特点

(1)燃油顺气流沿球面切线方向喷入时，约95%被喷涂均布在室壁上，形成一层薄的油膜，5%散布在燃烧室空间形成火源，以点燃混合气。

(2)油膜逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧，形成燃气涡流。

(3)喷油压力较高，油耗率较低，能适应多种不同着火性能的燃料。

(4)进气管上多数安装加热装置(如火焰加热器等)。 7.2喷油器

喷油器的作用是将高压柴油喷入汽缸，使一定数量的燃油得到良好的雾化，同时使燃油的喷射按燃烧室类型合理分布。

喷油器工作时应满足如下要求：①应具有一定的喷射压力和射程，合适的喷雾锥角和雾化质量；②喷停要迅速，不能发生燃油滴漏；③开始喷油少，中期喷油多，后期喷油少。

喷油器分为开式和闭式两种类型，车用柴油机多数采用闭式喷油器。闭式喷油器按其结构形式可分为孔式和轴针式两种基本类型，如图7-11所示。

图7-11闭式喷油器的两种基本类型

(a)孔式；(b)轴针式(a)(b)7.2.1孔式喷油器

孔式喷油器的结构如图7-12所示，它主要由针阀、针阀体、顶杆、调压弹簧、调压螺钉、喷油器体等组成。图7-12孔式喷油器1—回油管螺栓；2—回油管衬垫；3—调压螺钉护帽；4—调压螺钉垫圈；5—调压螺钉；6—压螺钉垫圈；7—调压弹簧；8—顶杆；9—喷油器体；10—定位销；11—针阀；12—针阀体；13—铜制喷油器锥体；14—紧固螺套；15—进油管接头；16—滤芯；17—进油管接头衬垫针阀和针阀体是用优质轴承钢制成的一对不能互换的高精密偶件(一般称其为喷油嘴或喷油头)，如图7-13所示。针阀上部的圆柱面与针阀体相应的内圆柱面为高精度的滑动配合，配合间隙为0.001～0.0025mm。此间隙过大，会泄漏较多的柴油而使油压下降，喷油滞后，影响喷雾质量，减少供油量；间隙过小，则针阀不能自由滑动。针阀中部的环形锥面位于针阀体的环形油腔中，其作用是承受由油压产生的轴向推力，以使针阀上升，故此锥面称为承压锥面。针阀下端的锥面与针阀体相应的内锥面配合，共同起密封喷油器内腔的作用，称为密封锥面，用于打开或切断高压油与燃烧室的通路。针阀上部有凸肩，当针阀关闭时，凸肩与喷油器体下端面的距离h为针阀最大升程，其大小决定了喷油量的多少，一般h=0.4～0.5mm。图7-12中，针阀顶部通过顶杆承受调压弹簧的预压力，使针阀处于关闭状态。针阀体与喷油器体的结合处一般有1～2个定位销用以防止转动，以免影响正常供油。图7-13孔式喷油嘴1—针阀；2—针阀体；3—高压油腔；4—承压锥面；5—密封锥面；6—喷孔；7—压力室；8—进油道；A—限位面；h—针阀升程为了防止细小杂物堵塞喷孔，在进油管接头中一般装有缝隙式滤芯，其构造及工作原理如图7-14所示。柴油由一端进入滤芯的不直通沟槽A，然后通过滤芯的棱边B与进油管接头孔之间的缝隙，进入滤芯的另一个不直通沟槽C。柴油在通过棱边B时，杂质颗粒便被挡住。此外，滤芯具有磁性，以吸附金属磨屑。图7-14缝隙式滤芯工作原理图图7-13中，喷油器在工作中由喷油泵输来的高压柴油，经过油管接头进入喷油器，再经喷油器体上的进油道进入针阀体中部的环形油腔——高压油腔。油压作用在针阀的承压锥面上对针阀形成一个向上的轴向推力，此推力一旦大于调压弹簧的预压力及针阀偶件之间的摩擦力(此力很小)，针阀立即上移，针阀下端的密封锥面离开针阀体锥形环带，打开喷孔，于是柴油即以高压喷入燃烧室中。喷油泵停止供油时，高压油道内的压力迅速下降，针阀在调压弹簧的作用下及时回位，将喷孔关闭。可见，针阀的开启压力即喷油压力的大小取决于调压弹簧的预紧力，预紧力越大，喷油压力就越大。调压弹簧预紧力的大小可通过调压螺钉调整(拧入时压力增大，拧出时压力减小)，在调整后用调压锁紧螺母将它锁紧固定。有的喷油器调压弹簧的预紧力可由调压垫片调整，如图7-15所示。图7-15装有调压垫片的喷油器1—缝隙滤芯；2—喷油器体；3—回油管接头；4—调压垫片；5—定位凸榫；6—调压弹簧；7—定位销；8—弹簧座；9—中间盘；10—喷油嘴紧固螺套；11—针阀体；12—针阀在喷油器工作期间，会有少量的柴油从针阀和针阀体之间的间隙缓慢漏出。这部分柴油对针阀起润滑作用，并沿顶杆周围的空隙上升，通过调压螺钉或调压垫片中间的油孔进入回油管，然后流向柴油箱。

孔式喷油器主要用于直接喷射燃烧室，喷油孔的数目一般为1～8个，喷孔直径为0.2～0.8mm，喷孔数与喷孔角度的选择视燃烧室的形状、大小及空气涡流情况而定。

YC6105QC型和YC6100Q型柴油机即采用多孔式喷油器，喷油嘴为四孔等直径(0.32mm)，针阀开启压力为18.62±0.49MPa。

柴油机喷油器通常用压板及螺栓固装在汽缸盖上的座孔中，并用铜制喷油器锥体密封，防止漏气。

7.2.2轴针式喷油器

轴针式喷油器的工作原理与孔式的相同，其结构特点是针阀下端的密封锥面以下还延伸出一个轴针，其形状可以是倒锥形或圆柱形。轴针伸出喷孔外，使喷孔成为圆环状的狭缝(轴针与孔的径向间隙为0.05mm)。这样，喷油时喷注将呈空心的锥状或柱状，见图7-16。喷孔通过断面与喷注锥角的大小取决于轴针的升程和形状，因此要求轴针的形状加工必须精确。图7-16轴针式喷油器的喷油情况

(a)不喷油；(b)喷油为了使柴油机工作柔和，改善后期燃烧条件，喷油器最好在每一循环的供油量中，开始喷油少，中间喷油多，后期喷油少。轴针式喷油器有两个可变的节流断面，通过密封锥面及轴针处的节流断面作用，可较好地满足上述喷油特性要求。如图7-17所示的倒锥形轴针，随着针阀的升程增大，其节流断面是先小后大又变小，因而喷油量前、后期少，而中期多，喷油特性较为理想。图7-17倒锥形轴针的节流作用

(a)升程较小时；(b)升程较大时轴针式喷油器的喷孔直径较大，一般为1mm～3mm，易于加工。其喷油压力为10～13MPa，适用于对喷雾要求不高的涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室。工作时，轴针在喷孔内上下往复运动，喷孔不易积炭，而且还能自行清除积炭，有自洁作用。 7.3喷油泵

7.3.1喷油泵的作用与类型

喷油泵的主要作用有以下三点：①提高油压(定压)，将喷油压力提高到10～20MPa；②控制喷油时间(定时)，按规定的时间喷油和停止喷油；③控制喷油量(定量)，根据柴油机的工作情况，改变喷油量的多少，以调节柴油机的转速和功率。

喷油泵在工作时应满足以下四方面的要求：

(1)按柴油机工作顺序供油，而且各缸的供油量应均匀。

(2)各缸的供油提前角要相同。

(3)各缸的供油延续时间要相等。

(4)油压的建立和供油的停止都必须迅速，以防止滴漏现象的发生。喷油泵的结构形式很多，车用柴油机根据其作用原理的不同大体可分为以下三种类型：①柱塞式喷油泵；②转子分配式喷油泵；③喷油泵-喷油器一体式，将喷油泵和喷油器结合在一起。7.3.2柱塞式喷油泵的结构原理

柱塞式喷油泵由分泵、油量调节机构、驱动机构、泵体(壳体)四部分组成。

1.分泵

分泵主要由柱塞偶件(柱塞和柱塞套筒)、出油阀偶件(出油阀和出油阀座)、柱塞弹簧、弹簧座、出油阀弹簧、出油阀压紧座等零件组成，如图7-18所示。图7-18分泵的组成1—出油阀压紧座；2—减容体；3—出油阀弹簧；4—出油阀；5—密封垫；6—出油阀座；7—密封垫；8—柱塞套筒；9—径向油孔；10—柱塞；11—柱塞弹簧；12—弹簧座；13—油量调节臂；14—定位螺钉

1)柱塞偶件的结构

柱塞偶件由柱塞和柱塞套筒组成，如图7-19所示。柱塞为光滑的圆柱体，在其上部铣有螺旋槽或斜槽，并利用直切槽或中心孔(轴向孔和径向孔)使槽和柱塞上端的泵油室相通。柱塞的下部制有安装弹簧座的圆柱体和十字凸块(或压入调节臂)，以便使柱塞能往复运动并调节供油量。柱塞套筒为光滑的圆柱形长孔，套筒上部开有一个进油和回油用的小孔，或开有两个径向孔，其中有两个进油孔和一个回油孔，它们与壳体上的低压进油室相通。柱塞套筒装在壳体座孔内，并用定位螺钉和定位孔来固定，以防止柱塞套筒转动。柱塞和柱塞套筒是一对精密的偶件，不能互换。柱塞副用耐磨性高的优质合金钢(轴承钢)制成，并经过热处理和时效处理。图7-19柱塞偶件的结构

2)柱塞式喷油泵的泵油过程

采用柱塞泵的柴油机，其每缸的供油主要靠对应缸分泵的柱塞偶件来提供。柱塞式喷油泵的泵油过程分为进油过程、压油过程和回油过程三阶段，如图7-20所示。

(1)进油过程：当柱塞从上止点移动至进油孔以下时，燃油在真空吸力及输油泵的压力下充满泵油室。

(2)压油过程：当柱塞从下止点向上移动到进油孔关闭时，泵油室内的燃油压力将骤然升高，推开出油阀，将高压油压入高压油管。

(3)回油过程：当柱塞上移到螺旋槽线或斜槽上线高出进油孔的下沿时，高压油通过柱塞上的直槽或中心孔高速流回低压油室。由于泵油室内的油压急剧下降，出油阀在弹簧和残余压力的作用下迅速回位，油泵停止供油。此时柱塞仍继续上升，直到上止点为止，完成回油过程。

图7-20柱塞式喷油泵的泵油过程

(a)进油过程；(b)压油过程；(c)回油过程图7-21柱塞的各种行程

(1)柱塞的预备行程h1：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。

(2)柱塞的减压带行程h2：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。

(3)柱塞的有效行程h3：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。

(4)剩余行程h4：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。显然，喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短。因此，欲使喷油泵能随发动机工况的不同而改变供油量，只需改变有效行程。一般由改变柱塞斜槽棱边与柱塞套筒上油孔的相对位置来实现。将柱塞按图7-22(a)中箭头所示的方向转一个角度，有效行程和供曲量即增加，反之则减少。当柱塞转到图7-22(b)所示的位置时，直槽对正回油孔，柱塞根本不可能完全封闭油孔，即有效行程为零，喷油泵处于不泵油的状态。图7-22供油量的调节

(a)增大供油量；(b)供油量为零

3)出油阀偶件的结构与原理

出油阀偶件由出油阀和阀座组成，在出油阀上带有减压环带和切槽，如图7-23所示。出油阀偶件是精密偶件，采用优质合金钢制造。其导孔、上下端面及座孔经过精密的加工和研磨，配对以后不能互换。图7-23出油阀偶件的结构1—出油阀座；2—出油阀；3—减压环带；4—切槽出油阀的圆锥部是阀的轴向密封锥面，阀的锥部在导孔中滑动配合起导向作用。出油阀尾部加工有切槽，形成十字形断面，以便使燃油通过。出油阀中部的圆柱面叫减压带，它与密封锥面之间形成了一个减压容积。阀座的下端面和柱塞套筒的上端面经精密加工而严密贴合，并通过压紧螺帽以规定的扭紧力矩来压紧。压紧螺帽与阀座之间装有一定厚度的铜制高压密封垫圈，出油阀压紧螺帽和壳体的上端面之间还装有低压密封垫圈。出油阀压紧螺帽内腔装有带槽的减容器，以减小内腔空间的容积，具有加速喷停、限制出油阀最大升程的作用。出油阀上减压环带的作用如下：

(1)防止喷油前滴油，提高喷射速度。喷油泵供油时，待油压高于出油阀弹簧的预紧力和高压油管内的残余压力后，出油阀升起，其密封锥面离开阀座。必须等到出油阀上的减压环带完全离开阀座的导向孔时，泵油室的燃油才能进入高压油管。

(2)防止喷油后滴油，提高关闭速度。停止供油时，出油阀减压环带的下沿进入导管，高压油管与泵室的通路便被切断。当出油阀完全座落后下降了一段距离h，因而高压油管的容积得到增大，使油压迅速地下降1～2MPa，断油迅速干脆，防止了因油压的波动和“管缩油涨”而产生喷后滴油。

2.油量调节机构

油量调节机构的作用是执行驾驶员或调速器的指令，通过转动柱塞来改变各分泵的供油量，以适应柴油机负荷和转速变化的需要，并调整各缸供油的均匀性。

油量调节机构主要有拨叉式和齿杆式两种类型。

1)拨叉式油量调节机构

拨叉式油量调节机构由调节臂、拨叉、供油拉杆组成，如图7-24所示。驾驶员或调速器轴向移动供油拉杆时，拨叉带动调节臂相对柱塞套转动，从而调节了供油量。当各缸的供油量不等时，可松开固定螺钉改变拨叉在供油拉杆上的位置予以调整。图7-24拨叉式油量调节机构1—供油拉杆；2—连接柱塞末端；3—调节臂；4—拨叉

2)齿杆式油量调节机构

齿杆式油量调节机构由齿杆、齿圈和传动套筒等组成，如图7-25所示。齿杆的轴向位置由驾驶员或调速器控制，齿圈通过传动套筒带动柱塞套筒与柱塞套筒相对转动，便可调节供油量。各缸供油均匀性的调整，是通过改变齿圈与传动套筒圆周方向的相对位置来实现的。图7-25齿杆式油量调节机构1—柱塞套；2—齿杆；3—可调齿圈；4—传动套筒；5—柱塞；6—传动套筒上的切槽

3.驱动机构

喷油泵是由柴油机曲轴前端的正时齿轮通过一组齿轮来驱动的，见图7-26。喷油泵驱动齿轮和中间齿轮上都刻有正时记号。图7-26喷油泵的驱动与供油正时有的喷油泵直接利用其前端壳体上的凸缘盘固定在驱动齿轮后面的箱体上，固定螺栓处是弧形槽连接，可利用壳体相对于凸轮轴的转动来调节供油提前角的大小。

1)分泵驱动机构

分泵驱动机构的主要作用是推动柱塞往复运动，完成进油、压油、回油过程，保证供油正时。分泵驱动机构主要由凸轮和滚轮体等组成，如图7-27所示。图7-27柱塞的驱动示意图1—柱塞；2—滚轮体；3—凸轮；H—凸轮和柱塞的升程；ab—凸轮的升弧(工作面)；bc—凸轮的降弧

(1)凸轮。凸轮的作用是传送推力使柱塞运动，从而产生高压油，同时保证各分泵按柴油机的工作顺序和一定的规律供油。凸轮轴上的凸轮数目与缸数相同，排列顺序与柴油机的工作顺序相同。四行程柴油机曲轴每旋转两周，喷油泵的凸轮轴即旋转一周，各分泵都供一次油。相邻工作两缸凸轮间的夹角叫做供油间隔角，角度的大小与配气机构凸轮轴同名凸轮的排列相同，四缸柴油机为90°，六缸柴油机为60°。由于柴油机的工作负荷较大，因此驱动齿轮采用钢制齿轮。

不少凸轮轴的外形对称，凸轮在轴上的距离相等且轴两端的尺寸相同。凸轮的工作段是切线形状，可快速建立油压。图7-28所示为凸轮轴的构造。图7-28凸轮轴的构造1—密封调整垫；2—锥形滚柱轴承；3—连接锥面；4—油封；5—前端盖；6—壳体；7—调整垫；8、9、10、11—凸轮；12—输油泵偏心轮

(2)滚轮体。滚轮体的功能是将凸轮的旋转运动变为自身的直线往复运动，以推动柱塞上行供油；调整各分泵的供油提前角和供油间隔角。

滚轮体有调整垫块式、调整螺钉式和不可调整式三种类型。

①调整垫块式滚轮体。调整垫块式滚轮体的结构如图7-29所示。带有滑动配合衬套的滚轮体松套在滚轮轴上，滚轮轴也松套在滚轮架的座孔中，因此有三处可发生相对运动，相对滑动相应降低，减轻了磨损，且磨损比较均匀。

滚轮体的周向定位方式有两种：一是在滚轮体圆柱面上开轴向孔，用定位螺钉插入槽中防止滚轮体转动；二是利用加长滚轮轴，使其一端插入壳体导孔一侧的滑槽中。

调整垫块安装在滚轮架的座孔中，调整垫块用耐磨材料制成，磨损后可翻转使用。不同厚度的垫块，厚度差为0.1mm，相应的凸轮轴转角为0.5°，反映到曲轴上为1°。②调整螺钉式滚轮体。调整螺钉式滚轮体的结构如图7-30所示。滚轮架上端装有工作高度可调节的调整螺钉，拧出调整螺钉，h值增大，供油提前角也随之增大；拧入螺钉，h值减小，供油提前角也减小。图7-29调整垫块式滚轮体1—调整垫块；2—滚轮体；3—滚轮衬套；

4—滚轮轴；5—滚轮架

图7-30调整螺钉式滚轮体1—滚轮轴；2—滚轮；3—滚轮架；

4—锁紧螺母；5—调整螺钉

2)联轴器

联轴器的作用主要是补偿喷油泵安装时凸轮轴和驱动轴的同轴度偏差；用小量的角位移调节供油提前角，以获得最佳的喷油提前角。

传统的联轴器多采用胶木盘交叉连接，现已被挠性片式联轴器所代替，如图7-31和图7-32所示。联轴器的挠性作用是通过两组圆形弹性钢片来实现的，依靠其挠性可使驱动轴与凸轮轴在少量同轴度偏差的情况下无声传动。两组圆形弹性钢片有所不同，钢片的内孔与连接叉紧固连接，外孔是两个弧形孔，通过两个连接螺钉和调节器连接，以便调节供油提前角的大小。图7-31挠性片式联轴器1—供油提前角自动调节器；2、4—弹性钢片；3—连接叉；5—喷油泵凸轮轴图7-32联轴器的结构1—锁紧螺栓；2、4、7、9—螺钉；3—主动凸缘盘；5—主动传力钢片；6—十字形中间凸缘盘；8—从动传力钢片；10—供油提前角自动调节器

3)供油提前角调节装置

(1)供油提前角调节的必要性。供油提前角过大时，燃油是在汽缸内空气温度较低的情况下喷入，混合气形成条件差，燃烧前集油过多，会引起柴油机工作粗暴、怠速不稳和起动困难；供油提前角过小时，将使燃料后燃期过长，燃烧的最高温度和压力下降，造成燃烧不完全和功率下降，甚至排气冒黑烟，柴油机过热，导致动力性和经济性降低。

最佳的供油提前角不是一个常数，应随柴油机负荷(供油量)和转速的变化，即随转速的增高而加大。喷油泵供油时刻可以用供油起始角来表示，供油起始角指第第一缸分泵柱塞开始供油时，相应凸轮的中心线与滚轮体中心线的夹角。喷油泵的供油起始角与柴油机的供油提前角的含义不同，一个是凸轮轴的转角，一个是曲轴的转角。若柱塞下端、垫块、滚轮和凸轮出现磨损，则滚轮体的工作高度变小，供油提前角减小，供油起始角减小，凸轮与滚轮的接触点(供油始点)上移，喷油始点压力、喷油持续时间长短、每一循环的供油量将发生变化，因此必须定期地对供油提前角进行检查和调整。

对供油提前角的进行调整时，可以对单个分泵进行调整，使分泵的供油提前角一致、供油间隔角度相等；也可以对整个喷油泵进行统一调整，达到柴油机规定的供油提前角的要求。对单个分泵进行调整时，只需要调整滚轮体的高度即可；对整个喷油泵进行统一调整时，可通过联轴器或转动喷油泵的壳体来进行。但柴油机的转速变化范围较大，还必须使供油提前角在初始角的基础上随转速而变化，因此车用柴油机多装有供油提前角自动调节器。

(2)供油提前角自动调节器。供油提前角自动调节器装于喷油泵凸轮轴的前端，用联轴器来驱动。如图7-33所示，供油提前角自动调节器由主动件、从动件和离心件三部分组成，其中主动盘为主动件，在主动盘上固定有弹簧座，从动盘为从动件，离心件包括飞块、飞块销钉和滚轮等。

当柴油机转速达到设定值时，两个飞块在离心力的作用下绕其轴销向外甩开，滚轮迫使从动盘带动凸轮轴沿箭头方向转动一个角度Δθ，直到弹簧的张力与飞块的离心力平衡为止，这时主动盘便又与从动盘同步旋转。此时，供油提前角等于初始角加上Δθ。图7-33供油提前角自动调节器的工作原理图1—主动盘；2—从动盘；3—滚轮；4—飞块销钉；5—从动盘臂；6—弹簧座；7—凸块；8—飞块当柴油机转速再次升高时，飞块进一步张开，从动盘相对于主动盘又沿旋转方向向前转动一个角度，这样，随着转速的升高，提前角不断增大，直到最大转速。

当柴油机转速降低时，飞块收拢，从动盘便在弹簧力的作用下相对于主动盘后退一个角度，供油提前角便相应减小。

4.泵体

泵体是喷油泵的基础件，多用铝合金铸成。泵体分为组合式和整体式两种。

组合式泵体有上下两部分，用螺栓连接在一起，上体安装分泵，下体安装驱动件和油量调节件。

整体式泵体的刚度加大，在较高的喷油压力下工作而不变形，但分泵和驱动件等零件的拆装较麻烦。7.3.3转子分配式喷油泵的结构原理

转子分配式喷油泵按其结构可分为对置转子式分配泵和单柱塞分配泵两种类型。目前轿车柴油机燃料供给系统中广泛使用的VE泵即是德国博世(Bosch)公司从1967年开始生产的单柱塞轴向压缩分配式喷油泵。VE型分配泵的结构示意图如图7-34所示。VE型分配泵的供油系统分为两大部分。

第一部分为低压供油装置，主要是内装的滑片式输油泵；第二部分为高压供油装置，主要有凸轮机构(滚子和凸轮盘)、柱塞和柱塞套、油量调节装置(调速器)、供油提前角调节

装置和停油装置(断油电磁阀)等。图7-34VE型分配泵的总体结构示意图

1．低压供油装置——滑片式输油泵

滑片式输油泵由传动轴转子、四片钢质滑片、调压阀、偏心环及端盖等组成，如图7-35所示。转子上开有四个相隔90°的切糟，四个滑片装入切糟内，并可作径向滑动。转子由传动轴的半月键驱动，偏心环的内圆与转子处在相对偏心位置，偏心环由两个螺钉连同端盖固定在泵体上。图7-35滑片式输油泵传动轴带动转子转动时，滑片受离心力作用向外压向偏心环圈，这时燃油被隔在滑片间的容积内，滑片间的容积是随着转子的旋转而变化的。泵体上开有进油槽和压油槽，在进油一侧，容积由小变大，完成吸油过程；在压油槽一侧，容积由大变小，完成压油过程。

如图7-36所示，调压阀装在泵体靠传动轴端的顶部，内装滑阀(活塞)、弹簧、弹簧座、O形圈(密封胶圈)和挡圈等。为保证泵内有一定的油压，必须控制输油泵输入泵内的燃油量，使过剩的燃油经调压阀流回到转子底部的进油槽中去。由于回油量受滑阀弹簧弹力的控制，因此调整弹簧的压缩量就可以控制回油量，即增加弹簧弹力，回油量就减少，泵内压力也随之增大，输油泵的压力可根据调整参数进行调整。图7-36调压阀

2.高压供油装置

VE型分配泵由一个泵油元件向多个汽缸供油，柱塞的外形与作用如图7-37所示。柱塞右端为压油部分，沿周向均布四个轴向进油槽，柴油通过进油道和柱塞上的进油槽进入压油腔内。柱塞的中心有轴向油道，柱塞中部的配油槽由径向油孔与中心油道相通。中心油道的末端与泄油孔相连。图7-37柱塞和油泵1—柱塞；2—分配油路；3—进油道；4—进油槽；5—配油槽；6—泄油孔高压泵的工作过程如下：

(1)进油过程(图7-38)：滚轮由凸轮盘的凸峰移到最低位置时，柱塞弹簧将柱塞由右向左推移，在柱塞接近终点位置时，柱塞上部的进油槽与柱塞套上的进油孔相通，柴油经电磁阀下部的油道流入柱塞右端的压油腔内并充满中心油道。

此时柱塞配油槽与分配油路隔绝，泄油孔被柱塞套封死。图7-38进油过程1—滚轮；2—凸轮盘；3—柱塞；4—出油阀；5—喷油器；

6—压油腔；7—进油槽；8—进油孔；9—电磁阀

(2)压油与配油过程(图7-39)：滚轮由凸轮盘的最低处向凸峰部分移动，柱塞在旋转的同时，也自左向右运动。此时，进油槽与泵体进油道隔绝，柱塞泄油孔仍被封死，柱塞配油槽与分配油路相通。随着柱塞的右移，柱塞压油腔内的柴油压力不断升高，当油压升高到足以克服出油阀弹簧力而使出油阀右移开启时，则柴油经分配油路、出油阀及油管被送入喷油器。图7-39压油与配油过程1—滚轮；2—凸轮盘；3—泄油孔；4—配油槽；5—分配油路；

6—喷油器；7—柱塞；8—出油阀；h—有效供油行程

(3)供油结束(图7-40)：柱塞在凸轮盘的推动下继续右移，柱塞左端的泄油孔露出控制套筒的右端面时，泄油孔与分配泵内腔相通，高压油立即经泄油孔流入泵内腔中，柱塞压油腔、中心油道及分配油路中的油压骤然下降，出油阀在其弹簧的作用下迅速左移关闭，停止向喷油器供油。停止喷油过程持续到柱塞到达其向右行程的终点。图7-40供油结束1—滚轮；2—凸轮盘；3—泄油孔；4—柱塞；5—控制套筒

(4)供油量控制：从柱塞上的配油槽与出油孔相通起，至泄油孔与分配泵内腔相通为止，柱塞所走过的距离为有效供油行程h(图7-39)。柱塞上的泄油孔什么时候和泵室相通，由控制套筒的位置来控制，当移动控制套筒时，柱塞上的泄油孔与分配泵内腔相通的时刻改变，即结束供油的时刻改变，从而使供油有效行程h改变。控制套筒向左移动，供油行程缩短，结束供油的时刻提早，供油量减少；控制套筒向右移动则相反。可见，在使用中这种分配泵油量的调节是靠驾驶员通过加速踏板控制调速器使控制套筒轴向移动来实现的。

供油结束后，柱塞继续旋转，当柱塞上的压力平衡槽与分配油路相通时，分配油路中的柴油与分配泵内腔的油压相同，这样可使各缸分配油路内的燃油压力在喷油器喷射前趋于均匀，从而使各缸喷油的压力均衡，如图7-41所示。图7-41压力平衡过程1—压力平衡槽；2—分配油路

3.供油提前角自动调节装置

VE型分配泵的供油提前角自动调节装置为液压式调节器，与常见的机械离心式调节器不同，它直接装在分配泵的下部，其结构如图7-42所示。

在滚轮架上装有滚轮，其数目与汽缸数相同。滚轮架通过传力销、连接销与活塞连接。活塞移动时，拨动滚轮架绕其轴线转动(滚轮架不受驱动轴转动的影响)，油缸右腔经孔道与泵腔相通，其油压为二级输油泵出油压力。油缸左腔经孔道与柴油精滤器相通，其油压为二级输油泵进油压力。发动机在常用转速下工作时，滑片式输油泵输送到泵腔内的低压柴油，经孔道进入油缸右腔。油缸活塞受到低压柴油向左的推力、向右的油缸左腔弹簧力及精滤后的柴油压力，其合力相平衡。当发动机的转速升高时，滑片式输油泵的转速随之增加，泵腔内的柴油压力上升，油缸中活塞两端受力失衡，活塞左移，经连接销、传力销推动滚轮架绕其轴线顺时针转动某一角度(与凸轮盘的转向相反)，使凸轮盘端面凸峰提前某一角度与滚轮相抵靠，从而使柱塞向右移动时刻提前，完成了泵油的提前作用；反之，活塞右移，使滚轮架逆时针转动某一角度，则泵油提前角减小。图7-42供油提前角自动调节器1—活塞；2—弹簧；3—传力销；4—滚轮架；5—滚轮轴；6—连接销；7—滚轮；8—油缸

4.电磁式停油装置

VE型分配泵采用电磁阀控制停油。电磁阀装在柱塞套筒进油孔的上方，如图7-43所示。图7-43电磁式停油装置1—电磁线圈；2—弹簧；3—阀门；4—进油孔

5.增压补偿器

在轴向压缩式喷油泵泵体的上部装有增压补偿器，其作用是根据增压压力的大小，自动加大或减少各缸的供油量，以提高发动机的功率和燃料经济性，并减少有害气体的产生。

增压补偿器的结构如图7-44所示。用橡胶制成的膜片固定于补偿器下体和补偿器盖之间，膜片把补偿器分成上、下两腔。上腔由管路连接与进气管相通，进气管中由废气涡轮增压器所形成的空气压力作用在膜片上表面。下腔经通气孔与大气相通，弹簧向上的弹力作用在膜片下支撑板上。膜片与补偿器阀芯相固连，阀芯下部有一上小下大的锥形体，补偿杠杆上端的悬臂体与锥形体相靠，补偿杠杆下端抵靠在张力杠杆上。补偿杠杆可绕销轴转动。图7-44增压补偿器当进气管中增压压力升高时，补偿器上腔压力大于弹簧的弹力，使膜片连同阀芯向下运动。补偿器下腔的空气经通气孔逸入大气中，阀芯锥形体推动补偿杠杆绕销轴顺时针转动，张力杠杆在调速弹簧的作用下绕其转轴逆时针方向摆动，从而拨动油量控制套筒右移，使供油量适当增加，发动机的功率加大。反之，发动机的功率相应减小。 7.4调速器

7.4.1调速器概述

1.柱塞式喷油泵的速度特性

1)速度特性

喷油泵的速度特性是指供油拉杆位置不变时，喷油泵每一个循环供油量(Δg)随转速变化的规律。

柱塞式喷油泵的供油特性：每一循环的供油量(Δg)随转速的升高而增加。

2)喷油泵速度特性的弊端

(1)转速升高，高速时飞车。每一循环的供油量增加，充气系数下降，造成油多气少而冒黑烟，形成恶性循环而“超速”(飞车)，严重时会引起旋转机件损坏。

(2)转速降低，低速时熄火。每一循环的供油量减少，混合气过稀，发动机怠速不稳定，严重时甚至熄火。

3)产生喷油泵速度特性的原因

(1)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”现象。且节流作用随着转速的升高而增加，“早喷”和“晚停”的程度也随之增强。

(2)柱塞运动速度增加时，回油时间缩短，回油量减少。

2.调速器的作用

调速器的作用是当负荷改变时，自动地改变供油量的多少，维持发动机的稳定运转。对在良好的道路上行驶的汽车来说，调速器多用于限制柴油机的最高转速nmax和保持稳定的最低转速nmin(怠速)。

(1)限制最高转速：全负荷时，由于负荷的减小，发动机的转速将升高。当转速超过额定转速nmax时，调速器开始自动减油，使扭矩迅速减小，直到nT(停供转速)时即停止供油。nmax与nT的差值一般不大于200r/min。

(2)保持平稳怠速：由于各种必然原因和偶然原因(水温、油温、机温、内部阻力、气门和喷嘴因积炭影响而关闭不严或短暂停喷等)，会引起起动力的变化，使怠速升高或降低。调速器随转速的降低自动加油，扭矩增加；调速器又随转速的升高自动减油，扭矩减小，从而使怠速保持稳定。

3.调速器的类型

调速器按作用原理可分为机械离心式调速器(车用柴油机)、真空膜片式调速器(少数小功率柴油机)和复合调速器(机械离心式和真空膜片式合为一体)。

调速器按调节范围可分为两速式调速器和全速式调速器。

(1)两速式调速器：能保持柴油机的平稳怠速，防止“游车”或熄火；又能限制柴油机不超过某一最大转速，从而防止超速(“飞车”)；中间转速时，可利用人工来调节供油量。该调速器多用于车用柴油机。

(2)全速式调速器：能保持柴油机的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转速的调速器。该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。7.4.2离心式调速器的结构与原理

1.基本工作原理

(1)柴油机不工作时：如图7-45所示，操纵臂和供油拉杆位于熄火位置，调速弹簧的预紧力使滑套左移，飞锤收拢，离心力产生的轴向推力FA=0，调速器不工作。图7-45离心式调速器原理简图

(2)柴油机工作时：操纵臂和供油拉杆处于某一工作位置，装在喷油泵凸轮轴后端的飞锤旋转，飞锤在离心力的作用下向外张开。离心力产生的轴向推力FA和调速弹簧的推力FB在某一转速下相平衡，使调速器和喷油泵保持在相应位置处工作。

当柴油机转速变化时，调速器转速变化，飞锤离心力及其推力FA也发生变化，从而FA和FB失去平衡，滑套产生位移，调速杠杆移动，供油量变化，柴油机的扭矩Me上升或下降，与变化了的发动机负荷MQ重新平衡，稳定到接近原来的转速的位置。①当Me = MQ时：柴油机处于平衡状态，运转稳定，FA = FB，滑套不动，调速器处于平衡状态，维持供油量。

② Me＜MQ时：柴油机失去平衡，转速降低，FA＜FB，滑套左移，调速器失去平衡，自动加油以获得新的平衡。

③ Me＞MQ时：转速升高，FA＞FB，滑套右移，自动减油以获得新的平衡。

2.工作原理的分析

(1)一定的调速弹簧的刚度和预紧力，对应一定的柴油机转速。如果调速弹簧有两个刚度和预紧力，就能控制两个转速，这就是两速式调速器；如果调速器的预紧力可以由驾驶员任意决定，则能控制任意转速，这就是全速式调速器。两速式调速器和全速式调速器的最大区别除了工作点不同外，关键在于是否直接操纵供油拉杆或利用调速器间接操纵供油拉杆。

(2)柴油机稳定运转，必须达到两个平衡：一是柴油机的平衡状态Me = MQ；二是调速器的平衡状态FA = FB。

(3)人工调节和自动调节是互不干涉运动的代数和关系。如图7-46所示，人工调节的支点是b点，自动调节的支点是a点，它们是互为支点、互不影响的关系。供油拉杆的位移量，是驾驶员和调速器二者分别操纵或同时操纵所产生的位移代数和。图7-46调速器的过渡过程图

(4)调速器的稳定性。调速过程不是复位，而是在一定的转速范围内获得新的平衡点，这是由于调速弹簧较前略有变软或变硬。在一个平衡位置(选定的转速)，移动到另一个平衡位置以接近其原来的转速，此过程称为“过渡过程”。在过渡中转速波动的幅度和持续的时间愈小愈好。

可见，负荷多变和突变的柴油机，在工作中其供油拉杆是在振荡中不断过渡的，并且在一定范围内维持新的平衡，平衡是短暂的，不平衡是经常的。

3.提高调速器灵敏度和稳定性的结构措施

调速器在工作中转速波动幅度过大，即忽高忽低运转，导致柴油机产生游车现象。这主要是运动零部件松动、调速器弹簧疲劳失调所致，可采用以下措施：

(1)用增速齿轮提高飞块的转速。

(2)采用几个刚度不同的调速弹簧，在高速和低速工作区按照先后顺序投入工作。

(3)用变刚度调速弹簧，代替几根弹簧在高低区的工作。

(4)用可变的调速杠杆比。调速杠杆比是指供油拉杆的位移量与滑套的位移量之比。

4.离心调速器的结构形式

离心调速器主要由离心元件(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。

1)飞块和浮动杠杆的结构

如图7-47所示，飞块和浮动杠杆的结构特点如下：

(1)离心元件是两个飞块，内装压缩式调速弹簧；外弹簧在怠速时起作用，高速时内、外弹簧都起作用。

(2)浮动式调速杠杆的杠杆比可变。

(3)操纵臂直接操纵调速杠杆。图7-47大飞块和浮动杠杆结构

2)锥形飞块和倒挂式调速杠杆机构

如图7-48所示，锥形飞块和倒挂式调速杠杆的结构特点如下：图7-48锥形飞块和倒挂式调速杠杆机构

(1)两个飞块收拢时成锥形，张开时成圆柱形，其内臂联动结构紧凑，灵敏度高。

(2)调速杠杆通过支持杆和浮动杠杆间接地操纵齿杆，杠杆比大于1。

(3)装有摆动式拉力调速弹簧。

(4)操纵臂通过拉簧间接地操纵调速杠杆和供油齿杆，是全速式调速器(RSV)。

3)球盘式结构

如图7-49所示，球盘式结构特点如下：

(1)飞球式离心元件的杠杆比等于1，灵敏度较差。

(2)操纵臂间接操纵传动板和供油拉杆，是全速式调速器。图7-49球盘式结构7.4.3两速式调速器的结构与原理

图7-50所示为YC1110Q型和YC6105QC型柴油机用RAD型两速调速器的结构示意图。图7-50RAD型两速调速器的结构示意图

1.起动加浓

如图7-50所示，发动机静止时，两个飞块在起动弹簧的作用下处于向心极限位置。起动前，应将控制杠杆推至全负荷供油位置Ⅰ。此时，支持杠杆绕D点逆时针方向转动，浮动杠杆绕B点逆时针方向转动，因此供油拉杆向增加供油的方向(图中向左)移动，起动弹簧的作用就在于对浮动杠杆施加一个向左的拉力，使其绕C点作逆时针方向的偏转，同时带动B点(销轴)和A点(套筒)进—步向左移动，直到飞块到达向心极限位置为止，从而保证供油齿杆越过全负荷进入最大供油量位置(即起动加浓位置)。

2.怠速稳定

如图7-51所示，发动机起动后将控制杠杆拉到怠速位置Ⅱ。此时，飞块的离心力使滑套右移而压缩怠速弹簧，当飞块离心力与怠速弹簧和起动弹簧的合力平衡时，供油齿杆便保持在某一位置，柴油机就在相应的某一转速下稳定地工作。当阻力增大使柴油机转速降低时，则飞块离心力随之减小，滑套便在怠速弹簧和起动弹簧的共同作用下左移，从而使导动杠杆向左偏移，带动B点左移，同时浮动杠杆绕C点逆时针转动，推动供油齿杆左移，增加供油量，使柴油机转速回升。相反，若发动机阻力下降使转速升高，则飞块的离心力增加，滑套右移，通过导动杠杆、浮动杠杆驱动供油齿杆右移，使供油量减小，柴油机的转速下降。此时，调整怠速弹簧的预压力就可改变怠速的稳定转速。图7-51两速调速器怠速调节示意图

3.正常工作的供油调节

如图7-52所示，当柴油机超过怠速转速时，怠速弹簧完全被压入拉力杠杆内，滑套直接与拉力杠杆接触。由于拉力杠杆被很强的调速弹簧拉住，在转速低于最大工作转速(标定转速)的条件下，飞块的离心力不足以推动拉力杠杆，因此支点B就不会移动。只有改变控制杠杆的位置才可使供油齿杆左右移动，从而增加或减少供油量。由此可见，在全部中间转速范围内，供油量的调节是由驾驶员控制的，调速器不起作用。

如图7-52所示，例如将控制杠杆从怠速位置Ⅱ推到部分负荷位置Ⅲ时，支持杠杆绕D点转动，同进浮动杠杆绕B点逆时针转动，使供油拉杆左移，从而增加了供油量。图7-52两速调速器在正常转速范围内工作示意图

4.限制最高转速

如图7-53所示，不管柴油机是在部分负荷还是全负荷下工作，只要外界负荷的变化引起柴油机转速超过规定的最大转速时，飞块的离心力就能克服调速弹簧的拉力，推动滑套和拉力杠杆右移，使支点B移到B′点，同时D移到D′点，C移到C′点，结果使供油齿杆向右移动，供油量减少，从而保证柴油机的转速不会超过规定值。

利用调速螺栓改变调速弹簧的预紧力可调节柴油机的最高转速。图7-53两速调速器限制高速的工作示意图7.4.4全速调速器的结构与原理

1．Ⅱ号泵用全速调速器

与Ⅱ号泵配用的全速调速器如图7-54所示，它安装在Ⅱ号喷油泵的后端。喷油泵凸轮轴的后端固定有驱动锥盘，其尾部套有推力锥盘。飞球保持架是一个圆盘，从中心孔向外开有均布的6条径向直切口，由6个块状的飞球座和12个飞球所组成的飞球组件分别嵌装在这6个直切口中，并可以沿直切口作径向滑动。驱动锥盘的内锥面上铣出6个均布的锥形凹坑，6个飞球组件的左瑞嵌入此凹坑中，而其右端则顶靠在推力锥盘光滑的内锥面上。图7-54Ⅱ号泵用的全速调速器在调速器后壳上有高速限位螺钉和低速限位螺钉，分别用来调整、限定最高工作转速和最低稳定空转，其工作过程如下：

(1)一般工况。当调速叉处于两个限位螺钉之间的任一位置时，柴油机将稳定在某一转速下工作，飞球的离心力与调速弹簧弹力处于平衡状态。如果此时外界负荷发生变化而引起转速改变时，飞球的离心力与调速弹簧弹力则失去平衡，调速器将自动调节供油量，使柴油机转速维持在原来转速附近变化较小的范围内。Ⅱ号泵调速器采用高速、低速两个调速弹簧，低速调速弹簧刚度较小，装配时有一定的预压力；高速调速弹簧刚度较大，装配时呈自由状态。在低速时，低速调速弹簧单独工作，随着转速提高到一定数值后，高速调速弹簧才可加入工作。

(2)怠速工况。将调速叉逆时针旋至与低速限位螺钉相碰，调速弹簧放松，此时预压力最小，柴油机则稳定在最低转速下运行。调整怠速限位螺钉的位置，则可改变最低转速。通常，调整时应使柴油机转速达到较低而又能平稳运转为佳。

(3)最高转速工况。将调速叉顺时针转至与高速限位螺钉相碰，此时调速弹簧受到最大压缩而预压力最大，柴油机将处于最高转速工况下工作。如果这时外界负荷减小，则转速上升，飞球离心力将使供油调节拉杆向减油方向移动，使柴油机输出扭矩与负荷相平衡。如果负荷全部卸去，调速器将使供油量减至最小，此时柴油机处于最高空转转速下工作。装有调速器的柴油机的最高空转转速与最高工作转速之间差距较小，因而起到防止柴油机因超速运转而发生“飞车”危险的作用。

(4)超负荷工况。汽车、拖拉机以及工程机械等所用的柴油机工作时，往住会遇到短期阻力突然增大的情况。如果这时柴油机本来已在满负荷下工作，供油量已达到最大，柴油机转速会迅速降低而熄火。为了提高柴油机克服短期超负荷的能力，在全速式调速器中多装有油量校正装置，可使柴油机在超负荷时增加供油量的15%～20%左右。

图7-55是油量校正装置工作原理图。图7-55(a)是无油量校正装置时的情况，调速叉将调速弹簧压缩到最大程度，使弹力FB与飞球的离心力轴向分力FA平衡，柴油机稳定在最高工作转速运转。若此时负荷突然增大使柴油机转速下降，飞球离心力减小，FA小于FB，但因拉板与调节螺柱的凸肩间的间隙已不存在，油量调节拉杆无法进一步左移加大供油量，因此柴油机转速必然下降乃至熄火。图7-55油量校正装置工作原理示意图

(a)无油量校正装置时的情况；(b)有油量校正装置时的情况1—校正油量调节螺母；2—垫圈；3—校正弹簧；4—校正弹簧座；5—调速弹簧；6—调节螺柱；7—调速叉；8—油量调节拉杆；9—拉板

(5)冷态起动。图7-54所示的全速调速器的起动加浓装置是起动弹簧，其工作原理见图7-56。起动前，驱动锥盘不动，飞球组件的离心力形成的轴向推力FA为零。驾驶员将加速踏板踩到底，即调速叉顺时针转到与高速限位螺钉相接触的极限位置，此时调速弹簧的压缩力FB达到最大值。在FB的作用下压缩校正弹簧，直到校正行程达到最大时为止。调速弹簧被调速叉向左压缩的同时，起动弹簧也被压缩。起动弹簧的压力FD作用在与拉板固定连接的起动弹簧前座上，使之连同拉板和油量调节拉杆处于最左端位置，锥盘被推到使飞球组件沿径向向内移到极限的位置，因此供油量达最大值(起动时供油量比标定供油量约增加50%)。此时调速弹簧前座的前端面与起动弹簧前座的后端面之间存在着间隙Δ3，称为起动加浓间隙在供油量达到上述最大值的情况下，柴油机便可顺利地起动。起动后柴油机转速达到一定值时，轴向推力FA才能与FD相平衡。当转速进一步增高到使FA大于FD时，起动弹簧被压缩，起动弹簧前座右移，直到Δ3为零，起动加浓作用即停止。当转速继续升高时，FA和FC仍由调速弹簧与起动弹簧共同承受。起动完毕后，应将调速叉逆时针方向转动一个角度，减小调速弹簧的压缩量，使柴油机进入怠速或有负荷的工况。图7-56起动加浓装置工作原理示意图当柴油机处于热状态下起动时，调速叉可不用转动到与高速限止螺钉相碰的极限位置，此时FD相应减小，但仍能保证拉板和拉杆处于最左端位置，即供油量最大。但与冷起动时的区别是，FB不是最大，而此时起动加浓间隙Δ3变大了。这样在柴油机起动后达到一定转速时，FA大于FD，拉板便右移直到Δ3消失，使供油量减少得较多、较快。由于柴油机处于热态下，因此起动仍将是稳定的。

(6)停机。当需要停机时，转动停机手柄，通过停机挡块强制带动油量调节拉杆向右移动到极限位置，使喷油泵停止供油，则柴油机熄火进而停止工作。

2. VE分配泵调速器

1)调速器的构造

轴向压缩式分配泵(VE分配泵)的调速器也是全速调速器，如图7-57所示。它主要由预调杠杆、张力杠杆、起动杠杆、调速弹簧、起动弹簧以及离心飞块和油量控制套筒等所组成。预调杠杆可绕安装在泵体上的支承销M1转动。起动杠杆支承轴销M2安装在预调杠杆上，起动杠杆和张力杠杆均可绕M2转动。在起动杠杆的下端，安装着一个嵌入油量控制套筒凹槽内的球形销。当起动杠杆摆动时或张力杠杆推动起动杠杆摆动时，球形销拨动油量控制套筒在柱塞上作轴向移动，从而改变泵油量的大小。图7-57VE分配泵调速器结构示意图(起动工况)与操纵杆安装在一起的操纵轴的下端，安装着一个销轴。调速弹簧的左端挂在偏心销轴的连接板上，其右端通过怠速弹簧与张力杠杆相连接。在调速弹簧的拉力下，张力杠杆绕M2轴逆时针转动，从而推动油量控制套筒向右移动，使泵油量增大；反之，在离心飞块和推力滑套的作用下，通过起动杠杆和起动弹簧，可使张力杠杆绕M2轴顺时针摆动，使油量控制套筒向左移动，使泵油量减小。最大供油量的调节是由调节螺钉、预调杠杆和复位弹簧来完成的。调节时，旋进调节螺钉，预调杠杆绕M1轴逆时针方向转动，在起动杠杆和张力杠杆位置不变的情况下，M2轴绕M1轴逆时针方向转动，推动油量控制套筒右移，使有效行程加大，泵油量增加，直到满足最大供油量为止。回位弹簧的作用是使预调杠杆的上端始终与最大供油量调节螺钉相接触，确保最大供油量位置的稳定。

2)调速器的工作原理

(1)起动加浓工况。如图7-57所示，起动前，将操纵杆推至图示小负荷供油量的位置。在调速弹簧和起动弹簧的作用下，张力杠杆推动起动杠杆绕M2轴逆时针方向转动，使油量控制套筒向右移动至极限位置，即起动加浓位置。同时，由于发动机处于静止状态，起动杠杆在起动弹簧的作用下，推动推力滑套向左移至极限位置，使离心飞块处于向心极限位置。

(2)怠速稳定工况。如图7-58所示，发动机起动后将操纵杆推至图示的怠速位置，即操纵轴下端的偏心销位于右侧，发功机便进入怠速工况。此时，离心飞块推动推力滑套右移，使起动杠杆绕M2轴顺时针转动，起动弹簧被压缩后，起动杠杆便抵靠在张力杠杆上，使张力杠杆绕M2轴顺时针转动，怠速弹簧被压缩，直到推力滑套向右的推力与起动弹簧片、怠速弹簧所形成的向左的弹力相平衡时，油量控制套筒便稳定在某个位置，发动机就在相应的某一怠速转速下稳定地工作。若此时怠速转速因某种原因降低，则飞块离心力随之减小，平衡状态被破坏，推力滑套在上述两种弹簧力的作用下左移，使油量控制套筒右移，使供油量增大，发动机转速回升。反之，若发动机转速升高，则飞块离心力加大，推力滑套右移，推动起动杠杆和张力杠杆绕M2轴顺时针转动，油量控制套筒被推动左移，使供油量减小，发动机转速下降。图7-58VE分配泵调速器的怠速稳定工况

(3)中间转速和最高转速工况。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，操纵轴下端的偏心销由右向左摆至某一相应位置。调速弹簧被拉伸(怠速弹簧完全被压缩)，并拉动张力杠杆和起动杠杆绕M2轴逆时针转动，推动油量控制套筒向右移动，使供油量增大。此时，发动机便从怠速进入中间转速状态。由于转速的升高，使离心飞块的张开度变大，并推动推力套筒右移，当调速弹簧作用在张力杠杆和起动杠杆上的向左拉力与推力滑套的向右推力相平衡时，油量控制套筒便稳定在某一位置上，使供油量保持一定，发动机的转速便稳定在某一转速上。在操纵杆位置不变的情况下，发动机因外界阻力的变化而使转速改变时，调速过程同前述。当把操纵杆推至图7-59所示的最大供油量位置时，调速弹簧左端的最大位移量为b，在调速弹簧的拉力下，张力杠杆和起动杠杆绕M2轴逆时针转动，推动油量控制套筒向右移动，供油量加大，使发动机转速升高。此时离心飞块的张开度比中间转速时继续加大，但尚未达到与离心飞块罩的内表面相抵靠，推力滑套在离心飞块的推动下右移，并推动起动杠杆和张力杠杆绕M2轴顺时针转动，使油量控制套筒左移，供油量减小。上述两个方向的作用力一直持续到推力滑套的向右推力和调速弹簧的向左拉力相平衡时，油量控制套筒便稳定在满负荷供油位置上。当发动机因外界负荷变化而引起转速超过规定的最大转速时，离心飞块便向外张开并抵靠到离心飞块罩的内圆表面上，同时，推动推力滑套右移，使供油量减小，从而使发动机的最高转速不超过规定的数值。图7-59VE分配泵调速器的最高转速工况7.5柴油机燃油供给系统的其他部件

7.5.1柴油滤清器

柴油滤清器的作用是滤去柴油中的杂质、水分和石蜡，以减小各精密偶件的磨损，保证喷雾质量。

柴油滤清器多为过滤式，滤芯由绸布、毛毡、金属丝及纸制成。

从结构上讲，柴油滤清器盖上有放气螺钉。拧开螺钉，抽动手动输油泵，可以排除滤清器和低压油路内的空气。有的滤清器盖上装有限压阀，滤清器外壳底部多设有放污螺塞，以便定期排除杂质和水分。7.5.2输油泵

柴油机输油泵的作用是使柴油产生一定的压力，用以克服滤清器及管路的阻力，保证连续不断地向喷油泵输送足够的柴油。

柴油机输油泵多采用活塞式，输出压力为0.15～0.3MPa，输出量为柴油机全负荷油耗量的3～4倍。

输油泵由泵体、活塞、进油阀、出油阀及手油泵等组成，如图7-60所示。它装在喷油泵体上，由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动。输油泵的工作情况如下。

1.准备压油过程

如图7-60所示，喷油泵凸轮轴旋转时，偏心轮推动滚轮、推杆和活塞向外运动，泵腔Ⅰ因容积减小而油压升高，关闭进油阀并压开出油阀，柴油便由泵腔Ⅰ通过出油阀流向泵腔Ⅱ。图7-60活塞式输油泵

2.吸油和压油行程

当偏心轮的凸起部分转离滚轮时，活塞在弹簧的作用下向内移动，泵室Ⅱ的油压增大，出油阀被关闭，柴油经油道流向滤油器。此时，泵腔Ⅰ的容积变大，压力下降，进油阀被吸开，柴油经进油口和进油阀流入泵腔Ⅰ。

3.输油量的自动调节

当活塞的行程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，泵腔Ⅱ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。

4.手油泵泵油

用手油泵泵油时，利用活塞在泵体内抽动，形成一定的真空，从而进油阀被吸开，柴油被吸入泵体，然后再压入泵室Ⅰ，并推开出油阀而输出。停止使用手油泵后，应将手柄拧紧在手泵体上，以防空气渗入油路，影响输油泵的工作。7.5.3废气涡轮增压

1.涡轮增压器的结构及工作原理

涡轮增压系统的作用是利用发动机排放的废气能量对进气增压，从而提高充气效率，增大发动机的功率。利用废气涡轮增压，可以在不增大发动机体积的情况下增大发动机的最大功率，同时使油耗降低、排污减小。

涡轮增压器主要由壳体、废气涡轮、压缩器及轮轴组成。壳体的两侧各有一个独立的空间，一端是涡轮室，上有排气进口和排气出口；中间装有涡轮；另一端为压缩器，上有空气进口，中间装有叶轮。轮轴通过轴承支撑在壳体的中间。

涡轮增压器材工作原理如图7-61所示。废气涡轮和压缩器叶轮共同装在轮轴上。具有一定压力、流速的废气从涡轮边缘的排气进口进入，经过导流栅冲击涡轮的叶片，使涡轮高速旋转，通过轮轴带动压缩机叶轮一同旋转，将空气压缩，再经过中冷器冷却后送入发动机汽缸。图7-61涡轮增压器工作原理涡轮增压器上还装有排气减压阀，防止增压压力太高。如果增压压力达到一定值，减压驱动器就打开排气减压阀，使一部分排气绕过涡轮直接从出口排出，降低了涡轮转速从而降低增压压力。

由于涡轮增压器轴转动的速度非常高，因而对它的润滑、冷却就非常重要。增压器采用压力润滑，中间有进、出油口与发动机主油道相通。涡轮增压器故障的主要原因之一就是缺油，因而必须保持适量的润滑油。有些涡轮增压器部件是用水冷却的，冷却液通过发动机缸体流入轮壳的中心，然后返回缸体。

2.涡轮增压器的控制

虽然增压器能提高发动机的充气效率，增大发动机的功率，但增压压力过大，会引起发动机过热，发生爆燃，乃至引起发动机故障。现代发动机虽然采用爆震传感器，实行点火提前角的闭环控制，不会产生爆燃，但点火过迟会使热损失增加，发动机过热反而使功率下降。因此，最好还是对增压压力实行控制，避免增压压力过大。

汽车上的增压压力控制通常通过四种途径来实现：排气减压阀、增压控制电磁法、进气管绝对压力传感器和发动机转速。排气减压阀安装在涡轮的废气入口处，当阀门打开时，废气绕过涡轮直接从出口排出，增压器转速降低，从而保证了进气管中的