第七章柴油机燃料供给系2003.

汽车构造第七章柴油机燃料供给系第一节柴油机燃料供给系的分类与组成第二节柴油及其使用性能第三节柴油机可燃混合气第四节喷油器第五节喷油泵第六节转子分配式喷油泵第七节调速器第八节P—T燃油喷射系统第九节柴油机燃料系的辅助装置第十节电控柴油喷射系统功用：柴油机供给系同样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。第一节柴油机燃料供给系的分类与组成按喷油控制方式分类机械式燃料供给系电控式燃料供给系组成：柴油燃料供给系由燃油供给，空气供给，可燃混合气形成装置和废气排出装置组成1、机械式燃油供给系燃油供给装置：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。低压油路：由输油泵建立的——从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压0.15MPa～0.3MPa高压油路：由喷油泵建立的——从喷油泵到喷油器这段油路中的油压10MPa以上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2、电控式燃油供给系电控式燃料供给系可分为两大类位置控制方式时间控制方式①位置控制方式：不改变传统的喷油系统的工作原理和基本结构，只是采用电控组件，代替调速器和供油提前器，以控制喷油量和喷油定时。②时间控制方式：在高压油路中，利用电磁阀直接控制喷油开始时间和结束时间，以改变喷油量和喷油定时。它具有直接控制、响应快等特点3、对柴油机燃料供给系的要求①定量：当工况不变时，每一工作循环的供油量不变；当工况改变时，应能相应地改变供油量。多缸柴油机每一缸所获得的燃油量应尽可能相等，以免个别气缸负荷过大。②定时喷油：喷油过早或过迟都将导致功率不足、排气温度增高、燃油消耗率增大的后果。③燃油呈雾状，以高压喷入。在喷油结束时，不应产生“滴漏”等现象。④保证燃烧过程最经济、功率最大且运转平稳，同时对柴油机零部件寿命和运行安全有利。⑤根据负荷变化能自动调节供油量，以保证柴油机在最低车转速下不熄火，最高转速运行稳定且不“飞车”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。第二节柴油及其使用性能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号等第三节柴油机可燃混合气可燃混合气的形成与燃烧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1.缸内混合，混合空间小、时间短，(15°～35°曲轴转角)0.0017～0.004秒（气缸内）2.混合气不均匀，α值变化范围很大；3.边燃烧，边喷油，边混合，气缸内各处混合气浓度不均匀。一、柴油机混合气形成特点混合气浓的地方，柴油因缺氧而燃烧不完全，引起了“排气冒烟”。而在稀的地方，空气将得不到充分利用，在高温作用下产生NOx，增大了排放污染喷油和燃烧的前期氧多、油少，α值过大，不易着火，使着火落后期(备燃期)加长。喷油和燃烧的后期，氧少、废气多，燃烧产物将未燃的油粒包围分割，混合气的质量变差，造成一部分油分子恶化燃烧，排气也冒黑烟。空间方面：时间方面：燃烧室内的混合气成分不断变化的原因二、可燃混合气的形成方式柴油机形成良好混合气的方法有两种空间雾化混合方式油膜蒸发混合方式1、空间雾化混合方式形成方法将柴油喷向燃烧室的空间，形成雾状混合物，再在空间蒸发形成混合气使进气产生涡流产生挤压涡流2、油膜蒸发混合方式将柴油喷向球形油膜燃烧室的壁面上。(95％)形成油膜，(5％)悬浮在空间，形成着火源。逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧。优点：工作柔和、燃烧完全可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期（1）备燃期Ⅰ从喷油开始→开始着火燃烧为止（2）速燃期Ⅱ从燃烧开始→气缸内出现PMAX为止（3）缓燃期Ⅲ从出现PMAX→出现TMAX为止（4）后燃期Ⅳ缓燃期以后的燃烧三、燃烧室统一式燃烧室ω型球型U型涡流室燃烧室预燃式燃烧室分隔式燃烧室{{{分类小型高速柴油机第四节喷油器①雾化均匀；②一定的喷射压力和射程③喷射干脆利落；④无后滴现象；⑤油束形状与方向，适应燃烧室。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：3、要求：喷油器开式闭式孔式轴针式统一式燃烧室分隔式燃烧室二、孔式喷油器1、应用：统一喷射燃烧室，孔数1～8个，孔径0.25～0.5mm。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；射程远。③喷油头细长，喷孔小，加工精度高。孔式喷油器结构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三、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(1mm-3mm)，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。第五节喷油泵一、功用：1.定压—提高压力(10—20MPa)2.定时—控制喷油时间(喷油正时，停喷)3.定量—控制喷油量接收输油泵送来的低压柴油，变成高压柴油后输送到喷油器中。任务二、对喷油泵的要求1.按柴油机工作顺序供油，而且各缸供油量均匀。在额定供油量时各缸供油的不均匀度不得大于3％～4％；2.各缸供油提前角要相同，相差不得大于0.5°曲轴转角；3.各缸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。三、分类：①柱塞式喷油泵②泵-喷油器③转子分配式喷油泵（VE）喷油泵的类型1、柱塞式喷油泵分泵油量调节机构驱动机构泵体(壳体)分泵泵油机构主要组成柱塞偶件(柱塞和柱塞套)出油阀偶件(出油阀和出油阀座)柱塞偶件驱动机构出油阀偶件油量调节机构对于单缸柴油机，由一套柱塞偶件组成单体泵；对于多缸柴油机，则由多套泵油机构分别向各缸供油。中、小功率柴油机大多将各缸的泵油机构组装在同一壳体中，称为多缸泵，而其中每组泵油机构则称为分泵。1-出油阀压紧座；2-出油阀弹簧；3-出油阀；4-出油阀座；5-垫片；6-柱塞套；7-柱塞；8-柱塞弹簧；9-弹簧座；10-滚轮体；11-凸轮；12-滚轮；13-调节臂；14-供油拉杆；15-调节叉；16-锁紧螺钉；17-垫片；18-定位螺钉直槽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（2）工作原理1-柱塞；2-柱塞套；3-斜槽；4、8-油孔；5-出油阀座；6-出油阀；7-出油阀弹簧柱塞上行a.从下止点到柱塞头部封闭径向油孔之前。b.从柱塞头部封闭径向油孔到柱塞斜槽露出径向孔之前。c.从柱塞斜槽露出径向油孔到柱塞上行至上止点。abca.从上止点到柱塞斜槽封闭径向油孔之前。c.从柱塞头部露出径向油孔到运行下止点。b.从柱塞斜槽封闭径向孔到柱塞头部露出径向油孔之前。acb柱塞下行调节供油量方法：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）。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。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：出油阀上升：出油阀下落：4、泵体分类组合式——整体式组成上体下体密封性好，刚度大3、驱动机构推动柱塞运动，并保证供油正时。它与泵体外驱动机构配合工作作用：组成喷油泵凸轮轴滚轮体传动部件——分类调整垫块式滚轮体调整螺钉式滚轮体hh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。滚轮调整螺钉滚轮架柱塞式喷油泵A型喷油泵B型喷油泵P型喷油泵输油泵调速器A型喷油泵泵体分泵驱动轴泵体柱塞油量调节机构喷油泵的供油时刻调节组成：A型喷油泵的构造滚轮体传动部件调整螺钉式滚轮体齿杆式B型和P型喷油泵与A型泵在工作原理和结构上相似P型喷油泵结构具有一些明显的特点：（1）箱形封闭式喷油泵体（2）吊挂式柱塞套（3）钢球式供油量调节机构（4）压力润滑喷油泵的驱动与供油正时（1）喷油泵的驱动柴油机曲轴前段的正时齿轮刻有正时记号—保证喷油泵供油正时（2）供油提前角调节装置供油提前角调节器供油提前角过大——空气温度低—混合气形成条件差—怠速不稳，启动困难供油提前角过小——燃烧不完全，功率下降—冒黑烟喷油提前角调节装置一、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。二、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，排气冒黑烟。三、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。四、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：调节器壳体飞块从动盘3、工作原理静止状态提前状态飞块滚轮从动盘五、联轴器（连接器）1、功用：用于连接喷油泵凸轮轴与其驱动轴。2、结构：主动凸缘盘主动传动盘从动传动圆盘（1）体积小、重量轻。与直列式喷油泵中每缸一套柱塞偶件不同，转子分配式喷油泵由一套柱塞偶件完成各缸柴油的分配与供给；（2）结构紧凑。调速器、供油提前角调节装置均包含在泵体内部。此外在泵体内还有一输油泵以及断油电磁阀等；（3）能在较高转速下工作；（4）对燃油质量要求较高，特别对燃油中的杂质十分敏感。第六节转子分配式喷油泵喷油泵直动式喷油泵分配式喷油泵单体式喷油泵与直列式喷油泵相比较，具有如下的特点：一、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。2、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。（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。（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。（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（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