汽车构造（第三版）课件：柴油机燃料供给系统

第一节概述第二节喷油器第三节喷油泵第四节调速器第五节供油提前角调节装置第六节柴油机燃料供给系的辅助装置第七节柴油机电子控制燃油喷射系统第一节概述学习目标1.掌握柴油机燃料供给系的作用及组成。2.了解混合气的形成及燃烧室的结构形式。一、柴油机燃料供给系的作用柴油机所用的燃料是柴油。柴油机燃料供给系的作用是根据柴油机的工作顺序，在气缸压缩行程接近终了时，通过喷油器将高压的柴油定时、定量地喷入气缸内，雾状的柴油与燃烧室内炽热的压缩空气混合，形成可燃混合气，并自行发火燃烧，最后将燃烧后的废气排入大气。二、柴油机燃料供给系的组成（1）燃油供给装置燃油供给装置由柴油箱、低压油管、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、高压油管、喷油器、回油管等组成。（2）空气供给装置空气供给装置由空气滤清器、进气管道和气缸盖内的进气道等组成。（3）混合气形成装置燃烧室。（4）废气排出装置排气管道、消声器。三、柴油机燃料供给系的油路1.低压油路从油箱到喷油泵入口这一段油路，其油压由输油泵建立，一般为150~300kPa，故称低压油路。该油路主要完成柴油储存、输送和滤清等任务。2.高压油路从喷油泵到喷油器这一段油路，其油压由喷油泵建立，一般在10MPa以上，故称高压油路。柴油供给任务主要由它来完成。3.回油油路由于输油泵供油量是喷油泵出油量的3~4倍，滤清器和喷油泵上都装有溢流阀，使多余燃油经溢流阀和回油管流回输油泵进口或直接流回油箱。四、可燃混合气的形成与燃烧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。（1）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的。（2）混合与燃烧的时间很短，大约为0.0017~0.004s。（3）柴油黏度大，不易挥发，必须以雾状喷入。（4）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时、连续重叠进行的，即边喷射、边混合、边燃烧。五、燃烧室1.ω形燃烧室柴油直接喷射在活塞顶的浅凹坑内，喷射的柴油雾化要好，而且要均匀地分布在空气中。2.球形燃烧室优点是工作柔和，噪音小；缺点是起动困难，螺旋形进气道结构复杂，制造困难。3.涡流室式燃烧室优点是工作柔和，空气利用率较高，喷射压力较低。缺点是热损失大，经济性差，起动困难。4.预燃室式燃烧室缸盖上有预燃室，占燃烧室总容积的1/3，预燃室与主燃室有通道，活塞为平顶。其优缺点与涡流室式燃烧室基本相同。第二节喷油器学习目标1.掌握喷油器的分类及作用。2.掌握喷油器的结构。喷油器的头部结构a)孔式喷油器b)轴针式喷油器一、孔式喷油器孔式喷油器喷油嘴结构1—针阀2—针阀体3—承压锥面4—密封锥面5—喷孔6—压力室7—进油道二、轴针式喷油器轴针式喷油器结构图轴针式喷油器喷油嘴结构a)圆柱形针孔b)截锥形针孔1—针阀2—针阀体3—承压锥面4—压力室5—密封锥面6—轴针第三节喷油泵学习目标1.掌握喷油泵的分类及作用。2.掌握柱塞式、分配式喷油泵的结构及工作原理。一、柱塞式喷油泵1.泵油机构分泵结构柱塞偶件出油阀偶件柱塞式喷油泵的工作原理2.油量调节机构油量调节机构a)齿杆式油量调节机构b)拨叉式油量调节机构3.传动机构喷油泵传动机构的作用是控制喷油泵柱塞的上、下移动。它是由凸轮轴和挺杆传动部件组成，喷油泵的挺杆多采用滚轮式。凸轮轴由轴承支承在泵体下部，前端装有联轴器从动盘，后端装有调速器。带有衬套的滚轮松套在滚轮轴上，滚轮轴装在滚轮架的座孔中。4.泵体泵体是喷油泵的基础零件，泵油机构、供油量调节机构和传动机构以及调速器等都安装在喷油泵体上，它在工作中承受较大的作用力。A型柱塞式喷油泵二、分配式喷油泵装有VE型分配泵的柴油机燃料供给系1—柴油滤清器2—油压调节阀3—调速手柄4—VE型分配泵5—断油电磁阀6—喷油器7—柴油箱8—油水分离器9—一级输油泵10—二级输油泵1.VE型分配泵的结构VE型分配泵的结构由驱动机构、二级滑片式输油泵、高压分配泵和电磁式断油阀等部分组成。VE型分配泵滚轮、联轴器及平面凸轮分配柱塞2.VE型分配式喷油泵的工作原理（1）进油过程进油过程1—电磁阀2—进油孔3—进油槽4—柱塞腔5—喷油器6—出油阀7—分配油道8—出油孔9—压力平衡孔10—中心油孔11—泄油孔12—平面凸轮13—滚轮14—柱塞15—控制套筒16—压力平衡槽17—进油道（2）泵油与配油过程泵油与配油过程1—燃油分配孔2—喷油泵体3—柱塞套（3）供油结束供油结束（4）供油量的调节供油量的调节（5）柴油机停车电磁阀停油装置a)进油阀开启b)进油阀关闭1—电磁线圈2—弹簧3—阀门4—进油孔第四节调速器学习目标1.了解调速器的分类及作用。2.掌握两极式调速器和全程式调速器的工作原理。一、两极式调速器1.工作原理两极式调速器的工作原理1—齿杆2—球面顶块3—弹簧滑套4—高速弹簧5—低速弹簧6—操纵杆7—拉杆8—杠杆9—飞球10—滑动盘11—支承盘2.典型结构与工作过程RAD型两极式调速器的结构1—控制杠杆2—滚轮3—凸轮轴4—浮动杠杆5—调速弹簧6—速度调定杠杆7—供油调节齿杆8—拉力杠杆9—速度调整螺钉10—稳速弹簧11—起动弹簧12—导动杠杆13—齿杆行程调整螺钉14—怠速弹簧15—滑套16—飞块17—支承杠杆（1）起动加浓起动加浓工作示意图1—起动弹簧2—速度调定杠杆3—拉力杠杆4—速度调整螺钉5—导动杠杆

6—控制杠杆7—支承杠杆8—怠速弹簧9—齿杆行程调整螺钉10—滑套11—飞块12—滚轮13—凸轮轴14—浮动杠杆15—调速弹簧

16—供油调节齿杆17—连杆（2）稳定怠速怠速工作示意图（3）正常工作时的油量调节在正常工作转速范围内的工作示意图（4）限制超速限制最高转速工作示意图二、全程式调速器1.工作原理全程式调速器工作原理图1—供油拉杆2—传动板3—操纵臂4—最高转速限位螺钉5—怠速限位螺钉6—支承轴7—调速弹簧滑座8—调速弹簧9—弹簧座10—推力盘11—飞锤12—传动盘2.典型结构与工作过程RSV型全程式调速器结构1—操纵臂2—销轴3—导动杠杆4—拉力杠杆5—怠速调整螺钉6—调速弹簧

7—怠速稳定弹簧8—浮动杠杆9—转矩校正器顶杆10—全负荷供油限位螺钉11—校正弹簧12—调速套筒13—飞锤14—飞锤销15—飞锤支架16—调整螺钉17—弹簧摇臂18—弹簧挂耳19—起动弹簧20—供油调节齿杆调速弹簧张力的改变RSV全程式调速器的调速过程如下：（1）起动加浓起动工况示意图（2）怠速工况怠速工况示意图（3）全（额定）负荷及转矩校正工况额定工况示意图（4）部分负荷工况部分负荷工况示意图（5）

停止供油工况停止供油工况22—停车手柄23—支持杠杆第五节供油提前角调节装置学习目标1.了解供油提前角调节装置的作用。2.掌握供油提前角调节装置的结构。一、联轴器喷油泵的驱动和供油正时A—飞轮与飞轮壳标记B—供油提前角自动调节器与喷油泵体标记C—联轴器主、从动轴标记D—曲轴风扇带轮与正时齿轮盖标记二、供油提前角的静态调节按柴油机工作转向旋转曲轴，使第一缸活塞处于压缩上止点附近时，飞轮和飞轮壳体上的供油提前角刻线记号对齐，然后再观察喷油泵提前器（即供油提前角自动调节器）壳体上的刻线与喷油泵泵体上的刻线是否对齐。若对齐，则说明供油提前角正确；若没对齐，则需要调整。三、供油提前角自动调节装置供油提前角自动调节装置工作原理图第六节柴油机燃料供给系的辅助装置学习目标1.掌握柴油滤清器的结构及作用。2.掌握输油泵的结构及作用。3.了解废气涡轮增压器的工作原理。一、输油泵1.输油泵的作用输油泵的作用是使柴油产生一定的压力克服滤清及低压油管的阻力，保证连续不断地向喷油泵输送足够的柴油。其输出的柴油量通常为发动机全负荷时需要的最大喷油量的3~4倍。2.输油泵的结构3.输油泵的工作原理活塞式输油泵的工作原理图二、柴油滤清器1.作用柴油滤清器的作用是除去柴油中的机械杂质和水分。柴油在运输和储存的过程中，不可避免地混入尘土和水分，若储存较久后，还会增加胶质，所有这些杂质对供油系精密偶件危害很大，会导致运动阻滞，磨损加剧，造成各缸供油不均，功率下降和油耗增加。2.结构柴油滤清器通常由滤清器盖、壳体和滤芯等构件组成。柴油滤清器的滤芯多采用滤纸，也有采用毛毡或高分子材料的。纸质滤芯3.工作原理从进油口进入柴油滤清器的柴油，经过滤芯过滤后，经出油管接头输出给喷油泵。两级柴油滤清器三、废气涡轮增压器1.作用提高柴油机功率的最有效措施是增加充气量和供油量。废气涡轮增压技术就是利用柴油机排气压力驱动涡轮机来带动压气机，从而提高进气压力，增加充气量。废气涡轮增压技术目前已成为柴油机重要发展趋势之一，得到了广泛的应用。2.结构废气涡轮增压器的结构通常由压气机、涡轮机和中间壳三部分组成。3.工作原理废气涡轮增压器的工作原理第七节柴油机电子控制燃油喷射系统学习目标1.了解柴油机电控系统的作用和组成。2.了解柴油机电控系统的工作原理。一、柴油机电控系统组成及工作原理柴油机电控系统结构组成1.传感器（1）位置类传感器主要有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、油门踏板位置传感器等。（2）温度类传感器主要有冷却水温度传感器、进气温度传感器、燃油温度传感器、大气温度传感器等。（3）压力类传感器主要有共轨压力传感器、增压压力传感器、大气压力传感器、机油压力传感器等。2.电控单元（ECU）电控单元根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供（喷）油量和供（喷）油开始时刻，并向执行器元件发出执行命令信号，使执行器发生动作。3.执行器执行器包含电动调速器、溢流控制电磁铁、电子控制正时控制阀、电子控制正时器、电磁溢流阀、高速电磁阀和电子液力控制喷油器等元件。柴油机电控系统的工作原理是对喷油系统进行电子控制，实现对柴油发动机的供油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。二、柴油机电控系统的特点1.电控执行器复杂柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点。2.喷射系统形式多样传统的柴油机具有直列泵、分配泵、泵喷油器、单缸泵等结构完全不同的系统。三、柴油机电控系统的控制内容1.燃油喷射控制燃油喷射控制主要包括:喷油量控制、喷油正时控制、喷油速率控制和喷油压力控制等。2.怠速控制柴油机的怠速控制主要包括怠速转速控制和怠速时各缸均匀性的控制。3.进气控制柴油机的进气控制主要包括进气节流控制、可变进气涡流控制和可变配气正时控制。4.增压控制增压控制主要包括废气旁通控制和涡流通流面积的控制。5.排放控制柴油机的排放控制主要是废气再循环(EGR)控制。6.起动控制柴油机起动控制主要包括供（喷）油量控制、供（喷）油正时控制和预热装置控制，其中供（喷）油量控制和供（喷）油正时控制与其他工况相同。7.巡航控制带有巡航控制功能的柴油机电控系统，当通过巡航控制开关选定巡航控制模式后，ECU即可根据车速信号等自动维持汽车以一定车速行驶。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护两个子系统。9.柴油机与自动变速器的综合控制在装有电控自动变速器的柴油车上，将柴油机控制ECU和自动变速器控制ECU合为一体，实现柴油机与自动变速器的综合控制，以改善汽车的变速性能。四、电控柴油喷射系统分类1