第5章 柴油机燃料供给系统

、第5章掌握柴油燃料供给系统、学习目标、掌握柴油燃料供给系统的构成和工作原理了解油泵的工作过程学习柴油燃料供给系统的修理方法掌握油泵和调节器的调整方法了解电子控制式柴油机的基本工作原理、 第5章柴油机燃料供给系统、5.1发动机整体结构为5.1.1柴油机燃料供给系统的构成、1、柴油机燃料供给系统的构成柴油机燃料供给系统由油箱、油泵、燃料过滤器、油泵、喷油器、高低压油管等构成。 如图5-1所示。 柴油机被供油泵从柴油箱吸上来，通过柴油滤清器被吸入供油泵，通过柴油滤清器进入喷油泵，从喷油泵输出的高压油通过高压油管和喷油器喷射到燃烧室。 供油泵的供油量比供油泵的供油量多得多，过剩的柴油通过回油管返回供油泵的低压回路。 从柴油箱到喷油泵入口的该油路的液压由喷油泵确立，压力为0.150.30MPa，从被称为低压油路的喷油泵到喷油器的油路的液压由喷油泵确立，压力一般为10MPa以上，称为高压油路高压柴油通过喷射器呈雾状喷射到燃烧室，与空气混合形成可燃混合气。 图5-1柴油燃料供给系统1-喷射器2-高压油管3-燃料过滤器4-低压油管5-油泵6-油泵、第5章柴油燃料供给系统、5.1发动机整体结构5.1.1柴油燃料供给系统的构成、2、柴油燃料供给系统的功能(1)柴油燃料(2)除去燃料内的机械杂质、灰尘、水分，使所有部件都能正常工作。 (3)按照柴油机的工作顺序和规定的喷射提前角，以一定的压力向柴油机的各汽缸内喷射一定数量的柴油。 (4)以一定的喷射规律和喷雾质量向燃烧室喷射，保证可燃混合气的形成。 对、第5章柴油机燃料供给系统、5.1整体结构5.1.2柴油机燃料供给系统的要求，根据柴油机燃料的使用和运转的不同情况，柴油机燃料供给系统应根据不同使用情况的要求有效控制和有效供给柴油机燃料。 柴油机燃料供给系统应当满足以下要求： (1)根据柴油机的工作状态，可以向气缸内喷射一定量的柴油机燃料。 (2)保持正确的喷射正时，必要时可调节加油提前角。 (3)应具有良好的雾化质量，保证混合气的形成和燃烧过程。 (4)断油快速，避免发生二次喷射和漏油现象。 (5)工作可靠，保养和调节方便。第5章柴油机燃料供给系统，5.1整体结构为5.1.3柴油机燃烧室，柴油机可燃混合气体形成于燃烧室内部，可燃混合气体的形成质量和燃烧性能与燃烧室结构形式密切相关，直接影响柴油机的动力性、经济性、排放指标、噪声指标、工作寿命等。 汽车柴油机燃烧室中常见的有直喷式、预燃室式、涡室式3种。 其中直喷燃烧室又称统一燃烧室，预燃烧室式和涡流室式燃烧室又称分隔燃烧室。第5章柴油燃料供给系统、5.1发动机整体结构5.1.3柴油燃烧室、1、直喷燃烧室直喷燃烧室如图5-2a )所示。 燃烧室呈浅盆形，喷射器的喷嘴直接进入燃烧室。 该燃烧室结构紧凑，散热面积小，燃料直接喷入燃烧室，发动机起动性能好，工作效率高。 直喷燃烧室一般采用孔式喷油器，可选择双孔或多孔式喷油嘴。 可根据喷油器的安装形式选择型活塞和锥形活塞。 型活塞与四孔喷射器相结合，喷射在燃烧室内形成型涡流，促进燃料与空气的混合。 锥形活塞配合直立放置的喷射器，可以使喷射从中间向周围形成涡流。 目前，新型燃料共轨系统多采用这种形式的燃烧室和活塞。 分隔燃烧室由两部分组成。一部分位于活塞顶和气缸盖底面之间，被称为主燃烧室的其他部分在气缸盖上被称为副燃烧室。 两个部分之间连接着一个或多个细孔。 分隔燃烧室常见的形式有涡流室式燃烧室和预燃烧室式燃烧室两种。第5章柴油燃料供给系统、5.1发动机整体结构如5.1.3柴油燃烧室、2、预燃室式燃烧室预燃室式燃烧室如图5-2b )所示。 喷油器设置在副燃烧室，柴油机在副燃烧室燃烧后，喷射到主燃烧室，活塞向下移动。 自燃主要发生在副燃烧室内，主燃烧室内主要是扩散燃烧，因此该燃烧室工作柔和，噪音小。 但由于散热面积大，散热效率低，目前很少采用。 预燃烧室式燃烧室一般采用浅盆形或平顶活塞，减少散热面积。 3 .涡室式燃烧室涡室式燃烧室如图5-2c )所示。 主燃烧室在涡流室两室连接有通道。 涡流室式燃烧室一般采用平顶活塞，在压缩行程期间，涡流室内形成涡流，许多燃料在涡流室内点火。 而且，该剩馀燃料在主燃烧室内继续燃烧。 分隔式燃烧室一般采用轴销式喷油器，对喷射压力的要求不高。第5章柴油机燃料供给系统、第5.2柴油机燃料供给系统的结构和维护第5.2.1喷射器、喷射器安装在气缸盖上，将高压燃料雾化为易于起火和燃烧的喷雾，根据喷雾和燃烧室的大小、形状分散在燃烧室的各处，与空气比较好喷射器除了影响燃料的雾化质量、贯通度、分布等喷雾特性外，对喷射压力、喷射开始点、喷射持续时间、喷射率等喷射特性也有很大影响。 因此，喷油器对柴油机的性能起着决定性作用。 实际上，燃料的喷射时间非常短。 例如，在柴油机的转速为2000r/min的情况下，以l/800l/200秒将一个循环中的全部喷射量从喷油嘴的喷射孔喷射到汽缸上。 喷油器是燃料系统中最重要的部件。第5章柴油机燃油供给系统、第5.2柴油机燃油供给系统的结构和维护多为第5.2.1喷油器、第1、喷油器的结构喷油器种类，车用柴油机常见的形式有节流式喷油器和轴销式喷油器两种。 小孔式喷油器主要用于直接喷射式燃烧室，轴销式喷油器多用于分隔式燃烧室。 (1)喷孔式喷油器喷孔的数量一般为l8个，喷孔径为0.20.8mm，喷射压力高(1225MPa )，喷孔的角度为喷出的油束构成一定的锥角。 喷孔数和喷孔角度的选择取决于燃烧室的形状、大小以及空气涡流的状况。 图5-4喷射器针阀组图5-3孔式喷射器孔式喷射器的结构如图5-3所示，主要是针阀针阀组、喷射器主体、柱塞、调压弹簧、调压垫圈、供油管接头及元件、供油管接头等部件其中最主要的部件是用优质合金钢制作的针阀和针阀体，两者合称为针阀组件，如图5-4所示。 针阀上部圆筒面与针阀的对应的内圆筒面高精度地折动卡合，卡合间隙为0.0020.003mm。 如果该间隙过大，则会发生漏油，液压下降，可能影响喷雾品质。如果间隙过小，则针阀不能自由滑动。 针阀的中央部的锥面露出于针阀的环状油室(高压油室)，为了承受油压，被称为受压锥面。 针下端的锥面称为密封锥面，对准针阀体的对应内锥面，密封喷射器内腔。 滚针保持架的配合面通常在精炼后相互研磨，保证配合精度。 因此，选购件和研磨过的针阀部件不能更换。 这一点在维护过程中要特别注意。 安装在喷射器主体上的调压弹簧将针阀按压在针阀体的密封锥面上，关闭喷孔。 为了防止微细异物堵塞喷孔，供油管接头通常装有狭缝式滤芯。、第五章柴油机燃料供给系统、第五. 2章柴油机燃料供给系统的结构和维护、第五章柴油机燃料供给系统、第五. 2章柴油机燃料供给系统的结构和维护、第五.2. 1喷油嘴、(2)轴销式喷油嘴轴销式喷油嘴， 适用于喷雾要求不高的分隔式燃烧室，其结构和孔式喷油嘴的不同点在于，轴销从针下端的密封锥向下延伸，其形状可以是倒锥或圆柱形。 因此，喷射时，如图5-5所示，喷射柱为中空的柱形或锥形。 轴针伸出喷孔外，将喷孔打碎成圆环状的狭缝(通常，轴针与孔的径向间隙为0.05mm )。 轴销式喷射器的喷孔形状和喷雾锥角取决于轴针的形状和升降，因此轴针的形状加工要求非常正确。 常见的轴销式喷油器只有一个喷孔，孔径约为l3mm。 由于喷孔的直径大，孔内的轴针上下移动，因此喷孔中不易积存炭，也有自己清扫炭的功能。 为了使柴油机工作柔和，改善燃烧条件，喷射器在各循环的供油过程中，最好初期喷射少，中期喷射多，后期喷射少。 因此，轴针喷射器的轴针为可变节流截面，通过密封锥面和轴针的节流截面的作用，可以很好地满足喷射特性的要求。 第5章柴油机燃料供给系统、第5.2柴油机燃料供给系统的结构与5.2.1喷射器、第2、喷射器的工作原理节流式喷射器和轴销式喷射器的工作原理相同。 喷油器工作时，从喷油泵输出的高压柴油从供油管接头通过喷油器主体和针阀体的油孔，进入针阀中央周围的环状空间-高压油室。 液压作用于针阀的受压锥面，产生向上的推力，当该推力克服调压弹簧的作用力和针阀与针阀体的摩擦力(该力小)时，针阀上升而打开喷孔，高压柴油机从针阀体下端的喷孔喷出。 当喷油泵停止供油时，液压急剧下降，因此针阀通过调压弹簧立即返回，关闭喷孔，喷油器停止喷射。 针阀的打开压力，即喷射开始时的喷射压力依赖于调压弹簧的作用力，作用力大，喷射压力高。 调压弹簧的作用力可通过调压垫圈或调压螺钉调整。 喷油器工作期间，少量柴油从针阀与针阀体之间的间隙慢慢泄漏。 该部分柴油对针阀发挥润滑作用，沿顶针周围的间隙上升，通过调压垫片中间的油孔进入回油管，返回油箱。第5章柴油机燃料供给系统、第5.2柴油机燃料供给系统的结构和维修第5.2.1喷油器、第3、喷油器的检查和调节喷油器的检查有以下几个项目： (1)检查喷射压力时，松开喷油器的调压弹簧调节螺钉的锁紧螺母，调节喷油器快速几次按下试验台的手柄，等到排出空气后，慢慢按下手柄(6070次/分钟)观察压力表。 当读取值开始变化时，成为喷射技术的条件。 喷射压力过高或不足时，采用调整调压弹簧的方法，拧入调整螺钉后喷射压力变高，旋转调整螺钉后喷射压力降低。 一些喷油器没有调节螺钉，可以改变垫圈的厚度来调节喷射压力。 第5章柴油机燃料供给系统、第5.2柴油机燃料供给系统的结构和维修第5.2.1喷射器；(2)喷雾质量检查以3060次/min的速度持续按压试验台的手柄，检查喷射器的喷雾质量。 在多孔喷油器的各喷孔中形成雾化良好的小锥形油束，各油无间隔的角应符合工厂规定。 轴销式喷油器喷雾为圆锥形，无偏差，油雾要求细致均匀。 (3)每次检查喷射势头，针阀开启明显，伴有脆弱爆裂声，雾化锥符合规定，后期不得滴油。喷雾质量不符合要求或有后期油滴现象时，重新清洗喷射器或更换接头。 (4)检查密封性检查阀座的密封性时，油滴不能从喷油嘴的端部流出，以使喷油器试验器的油压保持在比喷射开始压力基准值小2Mpa的位置10s (允许稍微湿润)。 且液压从19.6MPa下降到17.6MPa的时间为10s以上。 时间过短，可能是油管接头漏油、针阀体与喷油器体的平面配合不严格、密封锥面关闭不良、导向部分磨损造成的间隙过大等原因。 第5章柴油机燃料供给系统、第5.2柴油机燃料供给系统的结构和维修第5.2.1喷油器、第4、喷油器的检修喷油器针阀部件由于长期工作，受到高压燃料的清洗和机械杂质的研磨、压力弹簧的落座冲击，针阀的导向圆筒面和密封锥度导向圆柱面的磨损导致循环油量的减少，但密封面的磨损不严格油喷射器的密封，引起油喷射的早期泄漏和油喷射停止后的滴油现象，雾化不良、不完全燃烧、碳烟急剧增加，堆积炭严重。 (1)拆解喷油器的针阀是精密的对象零件，使用中不能更换。 拆卸前，确认气缸的顺序标记，按照气缸的顺序拆卸喷射器。 保证能准确地恢复到原来的位置，避免混乱。 (2)清洗解体后，用清洗过的柴油清洗针阀部件。 清洗时，请用铜线刷子去除阀座外部的堆积炭，用手接触针阀的接合面，以免手上的汗水残留在精密的表面而生锈。第5章柴油机燃料供给系统、第5.2柴油机燃料供给系统的结构和维修第5.2.1喷油器、(3)检查第1 )针阀与座椅的接合面应无烧伤或腐蚀等现象。 2 )针阀的轴针应无变形或其他损伤。 3 )针组件的配合可按照图5-7的方法进行检查。 将针阀体倾斜60左右，将针阀拉出1/3行程打开后，针阀反复进行能够通过其自重顺畅地滑入针阀座以上的动作，每次使针阀旋转而改变位置，在针阀存在的位置不能顺畅地下降的情况下，将针阀的接头喷油泵又称高压喷油泵，其作用是根据发动机的情况，将高压柴油机定压、定时、定量地输送至喷油器。 喷油泵一般固定在柴油机机体侧的托架上，由柴油机的曲轴通过齿轮驱动，齿轮和喷油泵的凸轮环通过连结轴连结，调速器安装在喷油泵的后端。 喷油泵结构形式多，车用柴油机喷油泵根据作用原理分为三类： (1)柱塞式喷油泵之类喷油泵的应用历史悠久，性能良好，工作可靠，目前已被众多汽车柴油机所采用。 (2)喷油泵与喷油器一体化，直接安装在发动机气缸盖上，可消除高压油管造成的不良影响。 但是，要求在发动机上追加驱动机构，PT燃料供给系统就是这样。 (3)像转子分配式喷油泵这样的喷油泵，只有一对杜栓副，通过转子的旋转来实现燃料的增压和分配。 由于其体积小，有利于发动机和汽车的总体配置，在电控柴油喷射系统中的应用越来越广泛。 第5章柴油机燃料供给系统、第5.2柴油机燃料供给系统的结构和维护，第5章柴油机燃料供给系统、第5.2.2喷油泵、5.2.2.1柱塞式喷油泵、柱塞式喷油泵，每个缸体都有泵油机构图5-8表示用于释放CA6110A型柴油机的波许a型喷油泵。第5章柴油机燃料供给系统、5.2.2喷油泵5.2.2.1柱塞式喷油泵、1、柱塞式喷油泵的结构和工作原理柱塞式喷油泵在泵油机构(柱塞分泵)、供油量调节机构、驱动机构和喷油泵体等部分如图5-9所示。(1)泵油机构1 )泵油机构的结构泵油机构由柱塞部件、油阀部件和弹簧构成。 柱塞和柱塞的套筒、油阀和油阀是泵中重要的精密部件，可以精密加工和选配，其配合间隙严格控制在0.00150.0025mm的范围内，具有优异的强度和耐磨性。 柱塞组件是产生高压油的压油设备，其结构