柴油机燃料供给系统

柴油机燃料供给系统控系统简介等几方面加以介绍。学习目标了解柴油机的功用和组成把握燃烧室的构造和特点一、柴油机燃料供给系统的组成功用⑴完成燃料的储存、滤清和输送工作；与空气快速形成良好的混合气并燃烧；是稳定怠速，限制超速；⑷将燃烧后的废气从气缸中导出并排入大气中。组成7-1所示，柴油机燃料供给系由空气供给装置、燃油供给装置、混合气形成装置、废弃排出装置四局部组成。⑴空气供给装置：由空气滤清器、进气管道等组成，有的还有增压器；柴油滤清器、喷油提前器高、低压油管等关心装置；⑶混合气形成装置：燃烧室；⑷废气排出装置：由排气管道及排气消声器组成。7-1柴油机燃料供给系统1234567喷油器；8油器顶部的回油均经回油管返回燃油箱。燃烧室分类：分统一式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。射式燃烧室。构造：缸盖底面是平的，活塞顶部下凹〔ω型、浅盆型、球型、U型〕ω〔7-而且要均匀地分布在空气中。要求喷射压力高，一般17～22MPa，要求雾化质6～12个。热效率高，经济性较好。缺点：工作粗暴，喷射压力高，制造困难，喷孔易堵。7-2〔7-燃烧。优点：工作严峻，噪音小，又叫轻声发动机。缺点：起动困难，螺旋形进气道，构造简单，制造困难。分隔式燃烧室由两局部中，称为副燃烧室。这两局部由一个或几个孔道相连。7-3分隔式燃烧室的常见型式有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室两种。涡流室式燃烧室〔图7-4〕:它的副燃烧室是球形或圆柱形的涡流室，其容积约占运动〔几百转/分〕柴油喷入涡流室中，在空气涡流的作用下，形成较浓的混合气。局部混合气在涡流室中着火燃烧，已然与未然的混合气高速〔经通道〕喷入孔径的喷油器，喷射压力也较低〔12～14MPa〕缺点：热损失大，经济性差，起动困难。7-4预燃室燃烧室〔7-1/3，预燃室与主燃室有通道，活塞为平顶。由于通道不是切向的，所以压缩时不产生涡流。连通〔出口处较浓，而上部较稀，上部着火后，产生高压，已燃的和出口处较浓的混合气一同高速室内混合和燃烧。优缺点与涡流室燃烧室根本一样。7-5学习目标了解柴油的性能一、柴油及其使用性能柴油和汽油一样都是石油制品。在石油蒸馏过程中，温度在200～350℃之用于中、低速柴油机。汽车柴油机均为高速柴油机，所以使用轻柴油。轻柴油的牌号及规格10、0、-10、-20、-35-50轻柴油的使用性能温流淌性、蒸发性、化学安定性、防腐性和适当的粘度等诸多的使用性能。45。蒸发性：指柴油蒸发气化的力量，用柴油馏出某一百分比的温度范围即流程和闪点表示。比方，50%馏出温度即柴油馏出50%的温度，此温度越低，柴油的蒸发性越好。国家标准规定此温度不得高于300℃。但没有规定最低温开头消灭闪火的温度。闪点低，蒸发性好。1min4～6℃。粘度时评定柴油稀稠度的一项指标，与柴油的流淌性有关。粘度随温度而变化，当温度上升时，粘度减小，流淌性增加;反之，当温度降低时，粘度增大，流淌性减弱。GB/T252—1994中规定的实际胶质、10%蒸余物残炭和氧化安定性，总不溶杂质，是评定柴油清洁性的指标。二、柴油机可燃混合气的形与燃烧可燃混合气形成特点，并与空气混合形成可燃混合气，最终自行发火燃烧。其主要特点如下：柴油黏度大，不易挥发，必需以雾状喷入混合气不均匀，燃烧室内过量空气系数变化很大。混合气在燃烧室内形成，所以混合空间小，而且时间短，只占15°~35°曲轴转角。成分不断变化。可燃混合气的形成与燃烧4个时期：备燃期：从喷油开头→开头着火燃烧为止蒸发而形成油气，向四周集中并与空气均匀混合〔物理变化。0.0007～0.003秒。速燃期：从燃烧开头→气缸内消灭时为止P快速增加,温度上升很快。缓燃期：从消灭→消灭为止常喷油器已完毕喷油。后燃期：缓燃期以后的燃烧因此，要尽可能地缩短后燃期。可燃混合气形成要求成的要求如下：必需要有足够的空气量和适当的柴油量由于柴油燃烧放出热量是由于柴油和空气中的氧气在肯定温度和压力条件下产生化学作用的结果，所以空气与柴油是放热的两个重要因素。空气量与柴油量比例不同，所形成的可燃混合气的成分也就不同，一般要求：α=1.3～1.5；α过大，混合气过稀，燃烧速度慢，散发热量多，Ne↓；α过小，混合气过浓，α是影响发动机功率和油耗的重要因素。喷油时刻要准确，混合气形成的规律应适宜工作都是不利的。结果给正在上行的活塞造成一个短时间阻力，并严峻“敲缸“工作粗暴。壁面传走的热量增加，造成发动机过热，燃烧压力降低Ne↓。轴距活塞到达上止点的转角表示，称为喷油提前角。喷油质量应与燃烧室外形相适应，形成均匀的混合气燃烧室的外形：空气产生相应流淌来促进混合。气流的搅动，燃料的性能16烷值高，则自燃点低，备燃期短。可燃混合物的形成方法蒸发形成混合气。7—67-6β表示油束的集中程度。β越大，集中越好。L雾化质量表示油束喷散雾化的程度，喷散得越细、越均匀，则雾化质量越好。以下两种方法。7-7〔a〕 (b)7-7b)螺旋进气道7-87-8可以加速火焰的传播，促使燃烧及早地完毕。7—9内空气和燃烧室壁的反射，有少量油粒(5％)悬浮在空间，形成着火源。油膜在燃烧速度是前期慢、后期快，使燃烧过程加速进展到终点。7—9复合式——u低速以前者为主，高速以后者为主。学习目标了解喷油器的分类原理把握喷油泵的构造及工作过程，明确供油正时的意义。一、喷油器喷油器的功用和要求功用。①使肯定数量燃油得到良好的雾化。②使燃油的喷射按燃烧室类型合理分布。要求。①应具有肯定喷射压力和射程、适宜的喷雾锥角和雾化质量。②喷停要快速，不发生燃油滴漏。2.喷油器的分类承受闭式喷油嘴，按其构造形式分孔式和轴针式两种根本形式入图7—10所示。孔式喷油器。①应用：1—80.2—0.8mm。②特点：上。bc轴针式喷油器。①特点：积炭堵塞。bc此，油喷开头和停顿都干脆利落，没有滴油现象。0.001-0.003mm。〔a〕 (b)图7—10闭式喷油器的两种根本形式〔a〕孔式喷油器〔b〕轴针式喷油器3.喷油器的工作原理喷油：油泵泵油→环形高压油腔进油→承压锥面承受油压推针阀上行→密0.4-0.5MM。停喷：油泵停顿泵油→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→喷空关闭→不喷油。清器，润滑、冷却针阀偶件并防背压增加。喷油压力。针阀上端由调压弹簧压紧，产生关闭压力P1，从进油到进入高压室在油压作用P2，成为开启压力。假设喷油泵供油，则p2>p1,喷油器喷油，喷油泵停供，则p2<p1,喷油器停喷。0.25-0.5mm，多用于直接喷射式燃烧室。1-3mm。后多又变少，能较好地满足喷油的前期少、中期多、后期少的特性要求。1.功用提高油压〔定压10-20Mp。掌握喷油时间(定时)：按规定的时间喷油和停顿喷油。掌握喷油量(定量)：依据柴油机的工作状况，转变喷油量，以调整柴油机的转速和功率。对喷油泵的要求3%-4%。0.5°-1°曲轴转角。各缸供油持续角全都。3.喷油泵的分类柱塞式喷油泵；泵—喷油器式：将喷油泵和喷油器结合在一起；转子安排式喷油泵。柱塞副的构造，如图7—11所示。7—11常用柱塞副{或压入调整臂}以便使柱塞能往复运动，调整供油量。有两个径向孔，两孔中一孔进油一孔回油，它们与壳体上的低压进油室相通。动钢{轴承钢}制成，并进展热处理和时效处理。柱塞的进油、压油、回油过程，如图7一12所示。〔a〕 (b) c712进油、(b)压油、(c)回油布满泵油室。将突然上升，推开出油阀，将高压油压人高压油管。到上止点为止，都是回油过程。7—13b.减压行程：从预备行程开头到出油阀开启时柱塞上升行程。出的油量取决于有效行程的长短。d.剩余行程：从有效行程完毕，到到达上止点为止柱塞移动的距离。7—13柱塞的驱动示意图ab)；bc〔3〕油泵供油量的调整原理使喷油泵供油量转变。如图7-14所示，喷油泵承受齿杆式油量调整机构，柱塞212123套筒上部套有一个可调齿圈11，用螺钉锁紧。可调齿圈与齿杆6相啮合。齿23。7—141、5—柱塞套油孔；2—柱塞；3—柱塞套；4—柱塞腔；6—调整齿杆；7—直槽；8—螺旋槽；9—循环供油量容积；10—调整齿圈紧固螺钉；11—调整齿圈；12—掌握套筒柱塞式喷油泵的构造、组成7—15出油阀、出油阀座、出油阀弹簧、出油阀压紧螺帽等零件组成。7—15分泵的组成①出油阀的构造。L7—16图7—16出油阀偶件柱面叫减压带，它与密封锥面间形成了一个减压容积。c．阀座的下端面和柱塞套筒的上端面经过周密加工严密贴合，它是通过压密封垫圈。出油阀压紧螺帽和壳体上端面间还有低压密封垫圈。进喷停快速，限制出油阀最大升程的作用。②出油阀的作用。油管。b．防止喷油后滴油，提高关闭速度：停顿供油时，出油阀减压带的下沿一h，因而高压油管的容积得到增大，使油压快速地下降1—2MPa，断油快速干脆，防止了因油压的波动和“管缩油涨”而产生喷后滴油的现象发生。(2)油量调整机构。供油有效行程，保证各缸供油量均匀全都。②油量调整机构型式：7—17塞套筒转动，便可节供油量。7—17各分泵柱塞的传动套、齿扇、齿杆柱塞都有装配位置记号，如图7—18，装配时记号对齐。7—18油量调整机构的装配标记→柱塞转动。7—19分泵驱动机构。①作用：推动柱塞往复运动，完成进油、压油、回油过程；保证供油正时。a．凸轮轴：挨次和肯定的规律供油。60°，7—20材料：由于负荷大，驱动齿轮承受钢制齿轮。工作段是切线外形，可快速建立油压。7—201；2；3；4；5；12b．滚轮体传动件：各分泵的供油提前角和供油间隔角。降低，减轻了磨损，且磨损均匀。7—21调整垫块式滚轮体l2345槽中防止转动；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。0．1mm，0．51。，h提前角即减小。7—22调整螺钉式滚轮体1；2；3；4；5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(供油生变化，因此必需定期地对供油提前角进展检查和调整。的要求。喷油泵供油时刻的表示方法有如下两种。心线的夹角。柱塞的预行程：利用量具测量预行程大小。义不同，一个是凸轮轴的转角，一个是曲轴的转角。两种。量调整件。动件等零件的拆装较麻烦。喷油泵的驱动与供油正时7—23)。喷油泵驱动齿轮和中间齿轮上都刻有正时记号。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，固小。7—23l2；3；4驱动齿轮；10；A联轴器。调整供油提前角，以获得最正确的喷油提前角。7—24钉和调整器连接，以便调整供油提前角的大小。7—24l2、4；3；5供油提前角调整装置。济性降低。最正确的供油提前角不是一个常数，应随柴油机负荷(供油量)和转速变化，即随转速的增大而加大。车用柴油机依据其常用的某个供油量和转速范围来确定一个供油提前初始柴油机转速变化范围较大，还必需使供油提前角在初始角的根底上随转速而变化。因此车用柴油机多装有供油提前角自动调整器。②供油提前角自动调整器的构造和工作原理：如图7—25所示，它装于喷油是一个密封体，内腔布满润滑油。图7—25供油提前角自动调整器的工作原理图从动盘臂主动盘；2—从动盘；3—滚轮；4—飞块；5—凸块；6—弹簧座；7—主动盘；8—飞块销钉迫使从动盘带动凸轮轴沿箭头方向转动一个角度角加上Δθ。速。后退一个角度，供油提前角便相应减小。三、调速器(1)速度特性Δg)随转速变化的规律。(Δg)随转速的上升而增加。(2)产生喷油泵速度特性的缘由也随着增大。(3)喷油泵速度特性带来的恶果少而冒黑烟，形成恶性循环而“超速”(飞车)，严峻时旋转机件损坏。而“游车”(不稳定)，甚至熄火。调速器的作用nmaxnmin限制最高转速。全负荷时，由于负荷的减小，转速将上升。当转速超过额定nmaxnT(停供转速)时即nmaxnT200r／min。保持平稳怠速。由于各种必定缘由和偶然缘由(水温、油温、机温、内部调速器自动减油，扭矩减小，使怠速保持稳定。调速器的种类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)。按调整范围可分为两速式调速器和全速式调速器。两速式调速器。能保持柴油机平稳的怠速，防止游车或熄火；又能限制工调整供油量。多用于车用柴油机。全速式调速器。不但能保持柴油机最低稳定转速和限制最大转速，并能依据机，如矿用车、越野车、自卸车等。离心式调速器的工作原理7—26持不变。这样转速根本稳定在很小的范围内变化。弹簧力平衡。7—26齿杆抑制供油量限制弹性挡块的阻力，向右移到启动油量的位置。滑块使调整杠杆向左摇摆，并拉动供油量调整齿杆左移至怠速油量的位置。但驾驶员可依据需要转变调速手柄的位置，使供油量调整齿杆增加或削减供油量。飞锤的离心力便超过调速弹簧的作用力，供油量调整齿杆向减油方向移动。左摇摆，并带动供油量调整齿杆向左移动到停油位置，柴油机停车。工作原理的分析。①肯定的调速弹簧的刚度和预紧力，对应肯定的柴油机转速。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。器的平衡状态。6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，如图7—27所示。7—27调速器的过渡过程图7—27的。在肯定范围内维持的平衡，平衡是短暂的，不平衡是常常的。离心调速器的构造形式调整机构(杆式、板式和杠杆之类)三大局部组成。大飞块和浮动杠杆的构造。如图7—28所示，其构造特点如下。时内、外弹簧都起作用。②浮动式调速杠杆，杠杆比可变。③操纵臂直接操纵调速杠杆。7—28大飞块和浮动杠杆构造7—29高。1。③摇摆式拉力调速弹簧。(RSV)。7—301，灵敏度差。②操纵臂间接操纵传动板和供油拉杆，是全速式调速器。7—30球盘式构造学习目标了解电控喷射系统的进展组成把握共轨系统的优点一、柴油机电控技术的进展荷的变化承受简单的掌握模型对温度、进气压力等参数进展补偿掌握。进人20控技术水平一步一步地提高，一代又一代地向前进展。控技术的进展供给了宝贵阅历。到目前为止，柴油机电控燃油系统的主要类型有：电控直列泵、电控安排泵和电共轨燃油系统。1．改善低温启动性油机低温启动更简洁。2．降低氮氧化物和烟度的排放内，同时依据发动机工况调整喷油时刻，从而有效地抑制排烟。3．提高发动机运转稳定性转速稳定运转，有利于提高其经济性。提高发动机的动力性和经济性提高发动机动力性和经济性。掌握涡轮增压6．适应性广只要转变ECU的掌握程序和数据，一种喷油泵就能广泛用在各种柴油机上，机电控系统的应用范围。1．柴油机电控系统的功能燃油喷射掌握。燃油喷射掌握主要包括：供(喷)油量掌握、供(喷)油正时掌握、供(喷)油速率掌握和喷油压力掌握等。性的掌握。和可变配气正时掌握。ECU的掌握，以改善柴油机的扭矩特性，提高加速性能，降低排放和噪声。EGREGR启动掌握。柴油机启动掌握主要包括供(喷)油量掌握、供(喷)油正时掌握巡航掌握。带有巡航掌握功能的柴油机电控系统，当通过巡航掌握开关(8)故障自诊断和失效保护。柴油机电控系统中也包含故障自诊断和失效保转或强制熄火。(9)柴油机与自动变速器的综合掌握。在装有电控自动变速器的柴油车上，ECU综合掌握，以改善汽车的变速性能。柴油机电控燃油喷射系统的组成油的压力都有很高的要求。柴油机电控燃油喷射系统的喷油压力较高，约19．6MPa。子掌握系统全都，也由传感器、ECU、执行元件三局部组成。7-31传感器。①加速踏板位置传感器；②反响信号传感器；③燃油温度传感器；④其他传感器和信号开关。ECU。依据各传感器输入信号和内存程序，计算出供(喷)油量和供(喷)油开头时刻，并向执行元件发出执行令信号。四、柴油机电控燃油喷射系统的分类依据喷油量的掌握分为位置掌握式、时间掌握式。由产生高压油的机构不同分为直列泵式、安排泵式〔图7-32器式、单缸式、共轨式。7-32分喷泵电控喷射系统五、共轨式柴油机7-337-33供油系统得到准确掌握压力传感器时时监测燃油压力，并将这一信号传递给ECU，通过对流量的调整掌握共轨内的燃油压力到达期望值喷射压力依据发动机运转条件的不同从200～1800bar，再通过电脑掌握分别喷射到气缸中共轨不但保持了燃油压力，还消退了压力波动。处理系统，以得到最正确的发动机特性和废气排放。最小排量的共轨发动机和最一代共轨发动机喷油器的紧凑构造使得共轨系统即使对小排量4气门发动机也是一个有用方案。在1999年年底诞生了装配着3缸共轨柴油发动机的Smart，它的排量只799mL，30kW，1800～2800r／min100N·m。在2023年奔驰公司推出的E32015085％，1800-2600r／min500N·m0100km／h7.7s，243km／h6.9L1000kmE3209.9L／100km。柴油共轨系统已开发了3代，它有着强大的技术潜力第一代共轨高压泵总是保持在最高压力，导致能量的铺张和很高的燃油温200—250℃，降低了排气中的碳氢化合物。3电式(Piezo)共轨系统，压电执行器代替了电磁阀，于是得到了更加准确的喷射200—2023bar0.5mm3NOx学习目标把握不同工况的诊断过程一．柴油机起动困难7-34低压油路故障诊断与步骤图7-357-36柴油机不能启动，排白烟的诊断与步骤图7-37柴油机不能启动，排黑烟的诊断与步骤图二．柴油机功率缺乏7-38柴油机运转均匀，但无高速且排烟少的诊断与步骤图7-39柴油机运转不均匀，排气管排白烟的诊断与步骤图三．游车7-40柴油机游车的诊断与步骤图四．柴油机工作粗暴7-41柴油机工作粗暴的诊断与步骤图五．柴油机飞车杆转速仍不能掌握，伴有猛烈振动、噪声和浓烟。故障缘由：喷油泵油量调整机构脱开；加速踏板拉杆或油量调整机构卡滞；柱塞弹簧折断或柱塞卡在高速位置；调速器高速限位螺钉或最大供油量调整不当；调速器内润滑油过多；调速器杠杆、销子脱落或飞块销轴断裂，飞块甩脱；飞块的质量不等或飞块压力轴承损坏；调速器弹簧折断或弹力下降。故障诊断与排解：油管接头，切断油路。一．柴油机供给系的维护〔一〕柴油的净化加注前充分沉淀；加注时严格过滤；定期检查、清洗、更换柴油滤清器。〔二〕低压油路的维护功率下降或停油熄火。低压油路一旦进气，应准时排解。〔三〕喷油泵的维护油泵后盖加铅封的调整螺钉，以免造成油泵损坏等事故。〔四〕柴油滤清器的维护应缩短滤清器维护周期。滤芯假设有破损，应准时更换。二．喷油器的检修〔一〕针阀偶件检验密封性、喷雾质量、滑动性和外观检验。密封性检验如图7-427-42喷油器试验20MPa18MPa9~12s，否则针阀偶件密封性变差。喷雾质量检验60~70次/min泵油。喷油响声应动听有力，油雾细碎均匀，无油滴、无飞溅；断油干脆，无后滴，雾锥、射程应符合要求。3．外表直观检验烧蚀或堵塞现象。4．滑动性试验45°1/3，松手后针阀因自重应能缓缓滑入阀体内，无任何卡滞现象。〔二〕针阀偶件的修复针阀偶件有卡滞现象或密封锥面密封不严，可配对研磨修复；喷油孔堵塞，先将偶件浸透，用细铜丝等软材料疏通；导向圆柱面磨损、针阀偶件有裂纹及其它严峻损伤，均应更换偶件。〔三〕喷油器其他零件的检修件。修换后，检验喷油器密封性，调整喷油压力、喷雾质量。三．喷油泵和调速器的检修〔一〕喷油泵的解体 留意事项〔以Ⅱ号泵为例〕喷油泵拆卸解体之前，用柴油彻底清洗外部。尽量使用专用工具。泵体水平放置，拆卸上泵体，留意保护上、下泵体结合面，不得碰毛。零件按挨次放置。避开磕碰，确定不允许互换。对有装配位置要求的零件，应标明原装配位置，以防装配时错位。拆卸调速器驱动轴套时，应使用专用工具，不行敲打，以免损坏。凸轮轴两端垫片数或总厚度，供装配时参考。〔二〕输油泵的检修1．泵体的检修止回阀座消灭磨损、凹痕或腐蚀斑点，可修磨更换件。2．柱塞弹簧、止回阀弹簧消灭裂纹、变形、折断或弹力明显减弱，均应更换件。〔三〕喷油泵的装配及留意事项装配前必需留意零件的清洁。柱塞套装入上泵体时，定位槽应对准定位螺孔。拧入定位螺钉时，应留意垫引起柱塞卡滞。垫片要求是：拧紧定位螺钉，柱塞套有微量转动和上下移动。3．出油阀紧座，应分几次拧紧至规定扭矩。检查柱塞转动是否敏捷。柱塞弹簧下座不行装反或歪斜。45°，供油拉杆能借自重下滑〔未联接调速器传动板时。0.02mm体导向螺钉务必拧紧，防止导向螺钉松脱、滚轮体转位而造成事故。7．装合上、下泵体时，留意调