华北水利大汽车构造与维修课件05柴油机燃料供给系构造与维修

项目5

柴油机燃料供给系构造与维修

【项目导读】柴油机与汽油机所采用的燃料不同，其混合气的形成方式和燃烧过程不同。本项目主要是学习柴油机燃料供给系的特点、功用、供油回路；柴油机可燃混合气的形成过程和常见柴油机燃烧室的类型；喷油器、柱塞式喷油泵的组成、工作原理和调整及检修。任务1喷油器构造与维修

【任务描述】喷油器安装在气缸盖的座孔内，功用是使一定数量的燃油得到良好的雾化，以促进燃油着火和燃烧；使燃油的喷射按燃烧室类型合理分布，以便使燃油与空气迅速而完善地混合，形成均匀的可燃混合气。本任务是学习柴油机燃料供给系组成、喷油器的组成、工作原理和调整及检修。

【相关知识】一、柴油及其使用性能柴油是一种轻质石油制品，为压燃式发动机（柴油机）燃料，汽车柴油机均为高速柴油机，所以使用轻柴油。1．轻柴油的牌号和规格轻柴油按凝点分为10、5、0、-10、-20、-35和-50等牌号。2．轻柴油的使用性能（1）着火性（2）雾化和蒸发性。（3）低温流动性。（4）黏度。

二、柴油机的特点1）热效率高、经济性好、故障少；2）混合气的形成、点火和燃烧方式不同于汽油机；3）柴油机的排气污染小；4）制造成本较高；5）排气噪声大，废气中含SO2及碳烟多。三、柴油机燃油系统的功用1）在适当的时刻将一定数量的洁净柴油增压后以适当的规律喷入燃烧室。2）每一个工作循环内，各气缸均喷油一次，喷油次序与气缸工作顺序一致3）根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量，保证柴油机稳定运转，尤其要稳定怠速，限制超速

1、机械式燃料供给系（1）燃油供给：由柴油箱、输油泵、低压油管、滤清器、喷油泵、高压油管和喷油器及回油管等组成。（2）空气的供给：由空气滤清器、进气管等组成，有的还装有增压器。（3）混合气的形成：在燃烧室内形成。（4）废气的排出：由排气管及排气消声器组成机械式燃油供给系组成：喷油泵、喷油器和调速器、柴油箱、输油泵、油水分离器、柴油滤清器、喷油提前器和高、低压油管等辅助装置

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．电控式燃料供给系电控式燃料供给系的原理是根据安装在柴油机上各种传感器采集转速、温度、压力、流量和加速踏板位置等信号，并将实时检测的参数输入电控单元；电控单元将来自传感器的信息同储存的参数值进行比较、运算，确定最佳运行参数；对喷油压力、喷油量、喷油时间、喷油规律等进行控制，使柴油机工作状态达到最佳。四、柴油机可燃混合气1．空间雾化混合方式（1）使进气产生涡流（2）产生挤压涡流2．油膜蒸发混合方式

4、柴油机混合气形成方式

1）空间雾化混合

将燃油喷向燃烧室空间，形成雾状，雾状油滴从高温空气中吸热蒸发并扩散，与空气形成混合气。为了使混合均匀，要求喷出的燃油与燃烧室形状配合，并利用燃烧室中空气的运动与其混合。

2）油膜蒸发混合

将大部分燃油喷到燃烧室壁面上，形成一层油膜，油膜受热汽化蒸发，在燃烧室中强烈的涡流作用下，燃油蒸气与空气形成均匀的可燃混合气，这一混合方式中起主要作用的因素是燃烧室壁面温度、空气相对运动速度和油膜厚度。

五、柴油机燃烧室1.统一式燃烧室

统一式燃烧室的结构特点是只有一个燃烧室，位于活塞顶面和气缸盖地平面之间，燃料直接喷入该燃料室中与空气进行混合燃烧。其中，直喷式燃烧室通过活塞顶设计的不同，混合气形成也不同，从而导致发动机的形成也存在差异。

2）分隔式燃烧室分隔式燃烧室是将容积一分为二，一部分位于气缸盖中，另一部分则在气缸内。在气缸内的那部分称主燃烧室，位于气缸盖中的那部分称副燃烧室。主、副燃烧室之间用通道连通。燃料先喷入气缸盖中的副燃烧室内进行预燃烧，再经过通道喷到活塞顶上的主燃烧室进一步燃烧。分隔式燃烧室又有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室之分。

1、喷油器的功用要求及分类

功用：使一定数量的燃油得到良好的雾化，以促进燃油着火和燃烧，并同时使燃油的喷射按燃烧室类型合理分布，以便使燃油与空气迅速而完善的混合，形成均匀的可燃混合气。

要求：应具有一定的喷射压力和射程，合适的喷雾锥角和雾化质量；喷停要迅速，不发生燃油滴漏，以免恶化燃烧过程；最好的喷油特性是在每一循环的供油量中，开始喷油少，中期喷油多，后期喷油少。

分类：按结构型式可分为开式和闭式两大类。中小功率高速柴油机绝大多数采用闭式喷油器。闭式喷油器可分为孔式喷油器和轴针式喷油器。六、喷油器

2、喷油器的结构与工作原理工作原理：任务2喷油泵构造与维修

【任务描述】喷油泵是柴油机燃料供给系的关键部件，它的工作好坏直接影响柴油机的动力性、经济性和净化性能。喷油泵的作用是定时、定压、定量将柴油输送到喷油器，并按一定规律喷油。现在广泛采用的是柱塞式喷油泵和转子式喷油泵。本任务是学习喷油泵的组成、工作原理和调整及检修。

喷油泵功用：按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时、定量、定压地向喷油器输送高压柴油。分类：

①柱塞式喷油泵②喷油泵-喷油器③转子分配式喷油泵（VE）

柱塞式喷油泵分类：

A、B、P、Z系列【相关知识】1、A型喷油泵基本结构与工作原理结构：输油泵调速器泵体分泵驱动轴

主要组成：泵体、泵油机构、供油量调节机构、驱动机构、喷油提前器、润滑系统。（1）泵体

功用：支撑着喷油泵的所有零部件以及活塞式输油泵和调速器。

分类：整体式、可分开式；A型喷油泵大多采用整体式。

（2）泵油机构每个气缸所对应的一套高压泵油机构。

组成：柱塞偶件、出油阀偶件、出油阀弹簧、柱塞弹簧组成。柱塞偶件驱动机构出油阀偶件油量调节机构直槽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。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—内圆柱面出油阀弹簧2）出油阀偶件出油阀上升：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。出油阀下落：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。减容器：出油阀工况：作用：减小高压腔的容积，限制出油阀升程。a.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：3）工作原理柱塞上行：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。abc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）。

（3）供油量调节机构功用：根据柴油机负荷的变化，通过转动柱塞来改变循环供油量。分类：齿圈齿条式油量调节机构和拔叉拉杆式油量调节机构工作原理：通过调节齿杆拉动，带动调节齿圈的转动，从而带动喷油泵柱塞的转动，来改变喷油量。或通过拔叉拉杆调节柱塞调节臂转动喷油泵柱塞，来改变喷油量。（4）驱动机构组成：挺柱体部件：滚轮、长槽、（垫块）凸轮轴(按作功顺序排列凸轮)滚轮式挺杆凸轮轴改变挺杆高度，可以改变供油提前角。

挺柱部体部件功用：将凸轮的运动平稳地传递给柱塞，并可以调整柱塞的供油时间。供油时间调整方式：螺钉调节式和垫块式hh调整螺钉滚轮架滚轮调节垫片

分配式喷油泵与柱塞式喷油泵对比特点：

分配式喷油泵是具有一个分配转子和多个出油口的喷油泵。所以相对于柱塞式喷油泵具有结构简单、体积小、质量轻、高速性能好、故障率少容易维修等优点，同时也具有供油量不大、加工精度高的等缺点。

三、转子分配式喷油泵

VE型转子分配泵（VE泵）结构：主要由泵体、泵盖、滑片式输油泵、泵有机构、断油电磁阀和喷油提前器组成。（1）驱动机构

组成：驱动轴、调速器驱动齿轮、滚轮支架、滚轮、十字联轴器和平面凸轮盘。

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）泵油机构工作原理：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）压力平衡过程：

分配柱塞上设有压力平衡槽（在柱塞上燃油分配孔180度角对面），在分配柱塞旋转和移动过程中，压力平衡槽始终与喷油泵体内腔相通。在某一气缸停止供油后，压力平衡槽正好转至与该气缸对应的分配油道相通，于是两处油压相同，这样就保证了各分配油道供油结束时的残余油压相等，保证了各缸供油的均匀性。3）断油电磁阀

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，切断油路，发动机停机。电磁式断油器4）泵油提前器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四、调速器1．柱塞式喷油泵的速度特性（1）喷油泵的速度特性喷油泵的速度特性是指供油拉杆位置不变时，喷油泵每一循环供油量随转速变化的规律。2．调速器的作用（1）限制最高转速（2）保持平稳怠速3．调速器的种类（1）两速式调速器。能保持柴油机平稳的怠速，防止游车或熄火；又能限制柴油机不超过某一最大转速，从而防止了超速（飞车）。至于中间转速，则利用人工调节供油量。（2）全速式调速器。它不但能保持柴油机最低稳定转速和限制最大转速，并能根据负荷的大小保持和调节任一选定的转速。多用在工况多变和突变的柴油机上等。

1.输油泵

功用：将燃油从油箱吸出，并克服燃油滤清器等阻力，以一定的压力和流量输往喷油泵的装置。

结构分类：活塞式、转子式、滑片式、齿轮式1）活塞式输油泵结构：手柄手油泵活塞手油泵体进油阀出油阀出油管接头进油管接头滚轮挺杆弹簧推杆活塞泵体活塞弹簧螺塞五、柴油机燃料系的辅助装置

工作原理：（1）吸油和压油行程偏心轮转过，活塞上行，下腔容积增大，产生真空，进油阀开启，柴油经进油口进入下泵腔。同时，上泵腔容积缩小，压力增大，出油阀关闭，上泵腔中的柴油经出油口压出（2）准备压油行程偏心轮推动滚轮、挺杆和活塞向下运动，下泵腔油压增高，进油阀关闭，出油阀开启，柴油从下腔流入上腔。（3）输油量的自动调节输油泵供油量大于喷油泵需要量时，上泵腔油压增高，与活塞弹簧弹力相平衡时，活塞便停止泵油。