5_第5章柴油机燃油供给系统.

第5章柴油机燃油供给系统5.1概述5.2高压油泵5.3喷油器5.4柴油机电控燃油喷射系统5.5柴油机燃油供给系统的维修5.1概述5.1.1柴油供给系统的作用和组成柴油机燃油供给系统是柴油机的重要组成部分，完成燃油的储存、滤清和输送工作。其主要功用是：按照柴油机各种工况要求，定时、定量、定压地将雾化良好的柴油按一定的喷油规律喷入燃烧室，使其与空气迅速混合并燃烧，做功后将燃烧废气排出气缸。图5-1柴油机燃油供给系统1—油箱2—低压油管3—柴油滤清器4—输油泵5—高压油泵6—高压油泵回油管7—高压油管8—燃烧室9—排气管10—喷油器11—喷油器回油管12—进气管13—空气滤清器5.1概述1.燃油供给装置2.空气供给装置3.混合气形成装置4.废气排出装置5.1.2可燃混合气的形成与燃烧在柴油机的工作过程中，燃烧过程是将燃料的化学能转变为热能的过程，燃烧过程的好坏直接影响柴油机的性能。1.可燃混合气的形成1)空间雾化混合。2)油膜蒸发混合。3)复合式。5.1概述图5-2混合气燃烧过程示意图2.可燃混合气的燃烧5.1概述(1)备燃期从喷油开始到开始着火燃烧为止(见图5-2的AB段)。(2)速燃期从燃烧开始到气缸内出现最高压力为止(见图5-2的BC段)。(3)缓燃期从出现最高压力到气缸内出现最高温度为止(见图5-2的CD段)。(4)后燃期缓燃期终点D以后的燃烧。5.2高压油泵5.2.1分泵柱塞式高压油泵利用柱塞在柱塞套内的往复运动进行吸油和压油，每一对柱塞与柱塞套只向一个气缸供油，通常称之为分泵。分泵的数目与气缸数目相同，并且安装在同一个泵体内，如图5⁃3所示。图5-3高压油泵分泵的结构1—出油阀压紧座2—出油阀弹簧3—出油阀4—出油阀座5—压紧垫片6—柱塞套筒7—柱塞8—柱塞弹簧9—弹簧座10—滚轮架11—凸轮12—滚轮13—调节臂14—供油拉杆15—调节叉16—夹紧螺钉17—垫片18—定位螺钉5.2高压油泵图5-􀰊4柱塞分泵泵油原理a)吸入燃油b)压缩过程c)回油过程d)有效工作段e)不泵油状态5.2高压油泵图5-5出油阀偶件1—出油阀座2—出油阀3—减压环带4—切槽5.2高压油泵5.2.2油量调节机构油量调节机构的功用是执行驾驶员或测速器的指令，改变柱塞与柱塞套筒的相对位置，从而改变高压油泵的供油量，以适应发动机不同工况的要求。图5- 6拨叉式油量调节机构1—供油拉杆2—拨叉3—调节臂4—柱塞5—供油拉杆衬套6—拨叉固定螺钉5.2高压油泵图5-7齿条式油量调节机构1—供油齿条2—柱塞套筒3—齿圈4—齿圈固定螺钉5—分泵柱塞6—传动套筒5.2高压油泵5.2.3驱动机构驱动机构的功用是驱动柱塞在柱塞套筒内往复运动，使高压油泵完成供油过程；驱动机构主要包括高压油泵凸轮轴和滚轮体等。5.2.4泵体泵体是高压油泵的基础零件，所有的零件通过它组合在一起构成高压油泵整体。泵体有分体式和整体式两种。分体式泵体由上体和下体两部分组成，用螺栓联接在一起，上体用来安装分泵，下体用来安装油量调节机构和驱动机构。整体式泵体具有较高的刚度和密封性能，能够避免泵体变形引起柱塞套的歪斜和偶件间隙的变化，可减小磨损，但拆装不便。5.3喷油器5.3.1孔式喷油器1.孔式喷油器的构造图5- 8孔式喷油器5.3喷油器2.孔式喷油器的工作原理5.3.2轴针式喷油器1.轴针式喷油器的构造图5-9轴针式喷油器a)轴针式喷油器机构b)不喷油c)喷油2.轴针式喷油器的优点5.4柴油机电控燃油喷射系统5.4.1电控柴油喷射的优点传统的柴油喷射系统采用机械方式进行喷油量和喷油时间调节和控制，由于机械运动的滞后性，调节时间长，精度差，喷油速率、喷油压力和喷油时间难于准确控制，导致柴油机动力性、经济性不能充分发挥，排气超标。研究表明，一般机械式喷油系统对喷油定时的控制精度为2°CA（曲轴转角）左右。而喷油始点每改变1°CA，燃油消耗率会增加2%，HC排放量增加16%，NOx排放量增加6%。1)对喷油定时的控制精度高(高于0.5°CA)，反应速度快。2)对喷油量的控制精确、灵活、快速，喷油量可随意调节，可实现预喷射和后喷射，改变喷油规律。5.4柴油机电控燃油喷射系统3)喷油压力高(高压共轨电控喷油系统高达200MPa)，不受发动机转速影响，优化了燃烧过程。4)磨损零部件少，长期工作稳定性好。5)结构简单，可靠性好，维修方便，适用性强，可以在新、老发动机上应用。6)具有自诊断、检测功能。5.4.2电控柴油喷射系统的组成及类型1.电控柴油喷射系统的组成2.电控柴油喷射系统的分类5.4.3柴油机电控燃油喷射系统传感器5.4柴油机电控燃油喷射系统柴油机电控燃油喷射系统传感器大多与汽油机类似，有些甚至完全相同，在此仅介绍柴油机电控燃油喷射系统主要传感器的结构原理。1.加速踏板位置传感器图5-10加速踏板位置传感器a)传感器外形b)内部结构1—加速踏板2—推杆3—加速踏板位置传感器4—线束插接器5—感应线圈6—衔铁5.4柴油机电控燃油喷射系统2.凸轮轴/曲轴位置传感器3.供(喷)油量传感器4.供(喷)油正时传感器图5-11压电式压力传感器1—压电元件组合2—单片压电元件3—接线板4—电极引线5.4柴油机电控燃油喷射系统5.压力传感器6.温度传感器7.空气流量传感器5.5柴油机燃油供给系统的维修5.5.1高压油泵的维修和调试高压油泵一般在试验台上由专业人员进行调试。首先，将高压油泵安装到试验台上，连接好相应的管路，并按规定给高压油泵及调速器加好润滑油；拆掉供油齿杆盖、冒烟限制器；装上齿条位移测量仪，然后进行供油正时和供油量的检查与调试。1.检查调整供油正时2.调整供油量3.高压油泵的检查(1)外部检查1)观察泵体有无裂纹或损伤。2)检查出油阀压紧座处有无漏油痕迹。5.5柴油机燃油供给系统的维修3)检查凸轮轴转动是否灵活，若转动不灵，可能是轴承损坏或柱塞弹簧折断。4)拆开检查窗盖，检查喷油泵内部是否积水。5)检查泵体内机油是否被柴油严重污染或变质。6)检查柱塞套筒周围及输油泵与泵壳间是否漏油。(2)喷油泵零件检查1)检查喷油泵壳体有无损坏或裂纹。2)检查凸轮轴键槽与半圆键的配合情况，若有松动，应更换键或凸轮轴。3)检查凸轮轴端锥面和螺纹，若毛糙或损坏，应用油石修磨或更换凸轮轴。5.5柴油机燃油供给系统的维修4)检查凸轮轴上的凸轮，若有损伤、变形或严重磨损，应更换凸轮轴。5)检查凸轮轴的径向圆跳动误差，若超过0.5mm，应进行冷压校直。6)检查凸轮轴轴向间隙，若超过0.15mm，应调整或更换凸轮轴。7)检查滚轮体和滚轮，若磨损严重或损坏，应更换。8)检查滚轮体与导孔的配合间隙，若超过0.2mm，应更换。9)检查柱塞弹簧，若有变形或折断，应更换。10)检查传动套筒有无裂纹，并检查柱塞凸块与传动套筒槽的配合间隙，若传动套筒有裂纹或与柱塞凸块配合间隙超过0.2mm，应更换。5.5柴油机燃油供给系统的维修11)检查油量调节齿条与齿圈的齿隙，若齿隙超过0.3mm，应更换。(3)柱塞偶件的检查1)若柱塞偶件工作面有刻痕、腐蚀或柱塞弯曲、变形等现象，应更换。2)滑动试验。3)密封性试验。图5-12柱塞偶件滑动试验5.5柴油机燃油供给系统的维修(4)出油阀偶件的检查1)目测检查出油阀偶件工作面不应有刻痕及锈蚀，密封锥面应光泽明亮、完整连续，光亮带宽度应不超过0.5mm，出油阀垫片应完好无损，否则应更换。2)滑动试验。图5-14检查出油阀密封性5.5柴油机燃油供给系统的维修3)检查密封锥面密封性。4)检查减压环带密封性。5.5.2喷油器的维修和调试1.喷油器的检修1)用专用工具从柴油机上拆下喷油器，用铜丝刷将喷油器外部清理干净。2)机用虎钳钳口用铜皮护住，夹住喷油器体。3)从喷油器体上拧下紧固螺套，拆下针阀、针阀体等零部件，并从喷油器体内取出顶杆。4)松开机用虎钳，将喷油器掉转成头朝下并重新夹住，拧下调压螺钉护帽和调压螺钉，取出调压螺钉垫圈、调压弹簧和弹簧座等零件。5.5柴油机燃油供给系统的维修5)用直径合适的专用清洁针清除喷孔内的积炭，用柴油清洗喷油器各零部件。6)检查针阀。图5-15喷油器实验台1—油箱2—开关3—放气螺钉4—手动高压油泵5—泵油手柄6—油压表7—高压油管8—调压螺钉9—锁紧螺母10—喷油器5.5柴油机燃油供给系统的维修7)检查针阀体。8)检查针阀与针阀体的配合情况。9)按分解相反的顺序装复喷油器，并检查其性能。2.喷油器性能的检查与调试1)检查喷油器密封性。2)调整喷油压力。3)喷雾试验。5.5.3柴油机燃油电控系统主要元件的检测在对柴油机电控系统进行检测和故障诊断时，需要掌握系统的检测方法和步骤，切不可随意乱动或用一般电路故障的检查方法进行检查。1.加速踏板位置传感器的检测5.5柴油机燃油供给系统的维修1)拆开传感器的线束插接器，在传感器侧分别测量怠速开关信号端子、强制降档开关信号端子与开关搭铁端子之间的导通情况。2)缓慢踩下加速踏板，测量加速踏板位置信号端子与电源端子(或搭铁端子)之间的电阻，应缓慢踩下加速踏板而平稳地变化。3)打开点火开关，在线束侧测量电源端子之间的电压，应为5V。4)插接好线束插接器，打开点火开关，用万用表测量加速踏板位置信号端子与搭铁端子之间电压，其电压值应随加速踏板开度变化在0.5～4.5V之间变化。2.凸轮轴/曲轴位置传感器的检测1)拆开线束插接器，打开点火开关，在线束侧测量电源端子与搭铁端子之间的电压，正常为蓄电池电压。5.5柴油机燃油供给系统的维修2)关闭点火开关，在传感器侧分别测量电源端子与信号端子和搭铁端子之间的电阻，电阻值均应为无穷大，否则说明传感器损坏。3)插接好线束插接器，发动机工作时，测量信号端子与搭铁端子之间的电压，正常应有脉冲信号输出。复习思考题