柴油机燃料供给系教案(可编辑修改word版)

图5-1 柴油机燃料供给装置

3）燃油供给系统的油路

2.柴油机供给系统的工作原理

柴油箱贮有经过沉淀和滤清的柴油。柴油从柴油箱被吸入输油泵并泵出,经柴油滤清器滤去杂质后,进入喷油泵。自喷油泵输出的高压柴油经高压油管和喷油器喷入燃烧室。燃烧以后的废气经排气道、增压器排气通道、排气管、排气消声器排入大气。

输油泵的供油能力远远超过喷油泵的泵油量,过量的柴油从喷油泵的回油口经回油管路流回燃油箱(有的柴油机回油流入输油泵入口处),同时将渗入油路的空气随柴油带出,防止气阻现象的发生。

3.柴油机可燃混合气的形成与燃烧过程

1）柴油机可燃混合气的形成方式

按可燃混合气形成的原理,柴油机可燃混合气的形成有空间雾化混合和油膜蒸发混合两种方式。

2）柴油机的燃烧过程

如图 5-2 所示为柴油机在压缩和做功行程中,气缸内气体压力随曲轴转角的变化关系曲线。当曲轴转到上止点前 O 点位置时,喷油泵开始供油；当曲轴转到 A 点位置时,喷油器开始喷

油。O 点到上止点之间所对应的曲轴转角为供油提前角,A 点到上止点之间所对应的曲轴转角为喷油提前角。掌握柴油机可燃混合气的形成与燃烧过程

图5-2 气体压力与曲轴转角的变化关系曲线

二、柴油机供给系统的主要零部件

1.燃烧室

1）统一式燃烧室

统一式燃烧室是由凹顶活塞顶部与气缸盖底部所包围的单一内腔,几乎全部容积都在活塞顶面上。燃油自喷油器直接喷射到燃烧室中,借喷出油束的形状和燃烧室形状的匹配以及燃烧室内空气涡流运动迅速形成混合气。所以统一式燃烧室又称直接喷射式燃烧室。

2）分隔式燃烧室

分隔式燃烧室是由两部分组成,一部分位于活塞顶与气缸底面之间,称为主燃烧室,另一部分在气缸盖中,称为副燃烧室。这两部分由一个或几个孔道相连。分隔式燃烧室的常见形式有涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室两种。

2.喷油泵

1）喷油泵的要求掌握柴油机供给系统主要部件的结构。

2）喷油泵的分类

喷油泵的结构形式较多,车用柴油机喷油泵按工作原理的不同,可分为柱塞式喷油泵、喷

油泵喷油器和转子分配式喷油泵三类。

3）柱塞式 A 型喷油泵的结构

（1）分泵。分泵是带有一对柱塞偶件的泵油机构,每一对柱塞和柱塞套只向一个气缸供油。

（2）油量调节机构。油量调节机构的功用是根据发动机不同工况的要求,执行驾驶员或

调速器指令,控制柱塞与柱塞套筒的相对位置以改变柱塞的有效行程,从而调节喷油泵的供油量。

（3）传动机构。传动机构的功用是驱动柱塞在柱塞套内往复运动,使喷油泵完成供油过程。它由凸轮轴和滚轮传动部件组成。

①凸轮轴。凸轮轴结构如图 5-13 所示。喷油泵的凸轮轴由柴油机的曲轴通过齿轮驱动, 当凸轮轴上的凸轮凸起的部分与滚轮接触时,便克服柱塞弹簧的弹力推动柱塞向上运动；当凸轮

的凸起部分转过后,柱塞便在弹簧的作用下回位。为保证在一个工作循环内各缸都只能喷油一次,四冲程柴油机的喷油泵凸轮轴的转速应等于曲轴转速的 1/2。凸轮轴上的凸轮沿圆周方向

的排列顺序还必须与发动机工作顺序相一致。

图5-13 凸轮轴结构

②滚轮传动部件。滚轮传动部件结构如图 5-15 所示,滚轮通过滚针轴承安装在滚轮轴上, 轴支承在滚轮体的座孔中,滚轮左侧圆柱面上镶有导向块,泵体上开有轴向长槽,导向块插入该槽中,使滚轮架只能上下移动而不能转动。

图5-15 滚轮传动部件结构

（4）泵体。A 型喷油泵泵体一般由铝合金铸成。分泵、油量调节机构及传动机构都装在泵

体上。

（5）喷油提前器。其作用是随柴油机转速的变化,自动调节喷油泵的供油起始角。喷油

泵的供油起始角是指喷油泵开始向高压油管供油时所对应的喷油泵凸轮轴转角,它直接影响

到柴油机的喷油提前角。柴油机的喷油提前角是影响柴油机工作性能的重要而敏感的因素。

过早喷油,导致过早着火燃烧,气缸压力过早提高,造成了压缩负功增加,功率下降,油耗上升,

条件变差,造成排气冒黑烟,油耗上升,功率下降,排气温度升高,发动机过热。

4）柱塞式喷油泵的泵油原理

柱塞式喷油泵利用柱塞在柱塞套内的往复运动实现吸油和压油。柱塞由凸轮驱动,在柱塞

套内做往复直线运动,此外它还通

过调节机构可以绕本身的轴线在一

定角度范围内喷转油动泵。凸轮轴由柴油机

曲轴通过传动机构驱动。其工作原

理如图 5-18 所示。

图5-18 柱塞式喷油泵的工作原理

3.喷油器

1）喷油器的作用和类型

2）喷油器的构造与工作原理

（1）孔式喷油器。

学生分组讨论孔

式喷油器和轴针

式喷油器的异同

点，教师总结。

图5-21 孔氏喷油器机构

（2）轴针式喷油器。轴针式喷油器的基本结构和工作原理与孔式喷油器相同,主要差别是喷油嘴部分。如图 5-22 所示为轴针式喷油器喷油嘴。

图5-22 轴针式喷油器喷油嘴

4.调速器

调速器是一种自动调节装置,它根据柴油机负荷及转速的变化,自动增减喷油泵的供油量, 使柴油机能够以稳定的转速运行,避免在怠速不稳、遇到突然卸载时出现“超速”或“飞车” 等现象。另外,根据发动机的一些特殊要求,喷油泵调速器还可加装某些附属装置,如起动加浓、转矩矫正、增压补偿及大气压力补偿等装置,使发动机的性能得到改善。

1）机械式调速器的工作原理

调速器要实现其功能,必须有两个基本组成部分,一个是速度感应元件,另一个是调节供油拉杆的执行机构。机械式调速器采用的是具有一定质量的与调速弹簧相平衡的钢球（飞块等）作为速度感应元件。当转速发生变化时,利用感应元件旋转时产生的离心力的变化来驱动

执行机构以改变供油拉杆的位置。

2）两速式调速器实例

两速式调速器适用于一般使用条件下的汽车柴油机。它只能自动稳定和限制柴油机的最高转速和最低转速,中间转速范围由驾驶员控制。掌握调速器的结构和功能。

如图5-27 RAD 型两速式调速器。

三、柴油机电控燃油喷射系统

1.高压共轨电控柴油喷射系统的原理

2.高压共轨电控柴油喷射系统的构成

高压共轨电控柴油喷射系统主要由喷油泵、高压油管、共轨管、电控喷油器、电控单元 ECU、传感器及执行器组成,如图 5-32 所示,按功能可以分成电子控制系统、燃料供给系统两大部分。