柴油机燃油系统

名 车 欣 赏
轻 松 片 刻
BENZ的E-CLASS警车，BENZ车的性能自不必说，外形也是
相当时尚与大气。(2005年5月10日，北京，反恐装备展)
福特的蒙迪欧，作为民用车它在中国市场占尽了风头， 不知能否在警用舞台上继续大展拳脚。
宝 马
华贵乳白色，真皮豪华外饰，一匹马力，敞蓬，声控自动挡， 防盗自动发声报警或逃跑系统，自动定速巡航系统。
二、柴油机上为什么要安装调速器？
当发动机负荷稍有变化时，导致发动机转速变化很大： 1、当负荷减小---转速升高---柱塞泵循环供油量增加--转速进一步升高，这样不断地恶性循环，造成发动机转 速越来越高，最后飞车； 2、当负荷增大---转速降低---柱塞泵循环供油量减少--转速进一步降低，这样不断地恶性循环，造成发动机转 速越来越低，最后熄火。 要改变这种恶性循环，就要求有一种能根据负荷的变 化，自动调节供油量，使发动机在规定的转速范围内稳 定运转的自动控制机构。
• （1）喷油： （2）停油：
• 2、特点：
• （1）喷孔的位置和方向与 燃烧室形状相适应，以保证 油雾直接喷射在球形燃烧室壁上。 • （2）喷射压力较高。 • （3）喷油头细长，喷孔小，加工精度高。
3、油束与燃烧室的配合
三、轴针式喷油器
• 1、构造：针阀下端的密封锥面下延伸出一个轴针，其形
状有倒锥形和圆柱形，轴针伸出喷孔外，使喷孔成为圆环 状的狭缝。一般只有一个喷孔,孔径1～3mm，喷油压力 较低（12～14MPa ）。
第五章 柴油机燃油系统
• 第一节
• 一、功用
• 柴油机供给系的任务是完成柴油供给和空气供 给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出。
概
述
• 二、组成
• 1、燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清 器、喷油泵、喷油器等。
• 2、空气供给装置：空气滤清器、进气管道等。
• 3、混合气形成装置：燃烧室。 • 4、废气排出装置：排气管道、消音器等。
• 1、结构简单，使用中故障少，容易维修；
• 2、精密偶件加工精度高，供油均匀性好； • 3、对柴油的清洁度要求很高； • 4、凸轮的升程小，有利于提高柴油机转速。
一、轴向压缩式分配泵（VE型分配泵）
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轴向压缩式分配泵结构示意图
• 1、结构
• 主要由驱动机 构、滑片式输 油泵、高压泵 头、供油提前 角自动调节机 构和调速器等 组成。
4）压力平衡过程：
分配柱塞上设有压力平衡槽， 其始终与喷油泵体内腔相通。
在某一缸停止供油后，压力平 衡槽正好与相对应的分配油道 相通，于是两处油压相同。 这样，保证了各分配油道供油 结束时的残余油压相等--各缸供 油的均匀性。 (d)
5）停车
VE型分配泵装有电磁式断油阀。
起动时，2--ST，电流不经过电阻3，直接流过电磁线圈4，因此， 电流大而产生的电磁吸力强，阀门6开启。 起动完毕，2--ON，由于泵腔内油压为中等油压，使阀门6保持 开启所需的电磁吸力较小，因此，通过电阻3，减小流过电磁线圈4 的电流。 停机时，2--OFF， 电路断开，阀门6在 回位弹簧力的作用 下关闭，停止供油。
平面凸轮盘通过传动销镶嵌在分配柱塞圆盘端开口槽内，由 于柱塞复位弹簧将柱塞压紧在平面凸轮盘上，因此带动分配柱塞 旋转，凸轮型面又使分配柱塞在旋转的同时，还作往复直线运动。
分配柱塞上有轴向中心油孔3、径向贯通泄油孔2、四个 进油槽6（四缸机）、一个燃油分配孔5、外圆周上的压力平 衡槽4等。中心油孔与泄油孔相通。
三、柴油
柴油是在473-623K的温度范围内，从石油中提炼 出的碳氢化合物，含碳87%，氢12.6%和氧0.4%。
• 四、柴油的使用性能指标
• 1、发火性：指燃油的自燃能力。 • 2、蒸发性：指柴油汽化的能力。 • 3、低温流动性：用凝点和冷滤点评定。凝点指柴 油冷却到开始失去流动性的温度。 • 按凝点分为10＃、0 ＃ 、-10 ＃ 、-20 ＃ 、-35 ＃ 、 -50 ＃柴油。 • 4、粘度：决定燃油的流动性。
1、功用：将燃油雾化成较细的颗粒并分布到燃烧室中。
2、要求：
（1）雾化均匀； （2）喷射干脆利落； （3）无后滴现象；（4）油束形状与方向，适应燃烧室。
3、型式：孔式和轴针式两种，目前采用闭式喷油器。
喷 油 器 构 成 图
二、孔式喷油器
适应于直接喷射燃烧室，孔数1～7个，孔径0.2～0.5mm
• 1、工作过程：
（2）油量调节机构
• 根据负荷和 转速的变化 相应改变喷 油泵供油量。
• 通过转动柱 塞，改变供 油行程来改 变供油量。
（3）驱动机构
（4）喷油泵体
• 传动机构由凸轮轴和滚轮体总成组成。 喷油泵凸轮轴是 曲轴通过齿轮驱动的，曲轴转两圈，各缸喷油一次，凸 轮轴只需转一圈就喷油一次，二者速比为2﹕1。
二、VE型分配泵工作过程
1）进油过程：
当平面凸轮盘12的凸轮型面凹下部分转至与滚轮13接 触时，柱塞复位弹簧将分配柱塞14由右向左推至柱塞下 止点，此时分配柱塞上 的进油槽3与柱塞套20上 的进油孔2相通，燃油经 进油道17进入柱塞腔4和 中心油孔10内。
2）泵油过程：
当平面凸轮盘由凹下部分转 至凸起部分与滚轮接触时， 分配柱塞在凸轮型面的推动 下由左向右移动。 通常在柱塞处于下止点时， 柱塞头部的进油槽恰好错过 进油孔，柱塞处在下止点时 就意味着进油结束，柱塞开 始升起就压油。
二、径向压缩式分配泵（DPA型分配泵）
DPA型分配 泵主要由驱动机 构、二级滑片式 输油泵、高压分 配泵头和油量控 制阀等部分组成。
径向压缩式分配泵工作过程
第六节 调 速 器
一、喷油泵的速度特性
1、喷油泵每个工作循环的供油量主要取决于调节拉 杆的位置。此外，还受到发动机转速的影响。 2、在调节拉杆位置不变时，随着发动机曲轴转速增 大，柱塞有效行程略有增加，而供油量也略有增 大；反之，供油量略有减少。 这种供油量随转速变化的关系称为喷油泵的速 度特性，喷油泵的速度特性对工况多变的柴油机 是很不利的。
• （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0.0017～0.004秒 （气缸内）
• （3）柴油粘度大，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的， 连续重叠进行的，即边喷射，边混合，边燃烧。
• 注：柴油机混合气的形成质量较汽油机差，其燃 烧是一种气、液并存的非均匀的扩散型燃烧。
三、调速器的功用、型式
1、功用：调速器是根据柴油机负荷变化而自动调节供 油量，从而保证柴油机在各种工况下稳定运转。 • 2、型式： （1）按转速传感分有气动式调速器、机械离心式调速器 和复合式调速器。 • 注：目前应用最广的是机械离心式调速器。 （2）按调节作用的范围分两极式调速器和全程式调速器。
（4）气流的搅动，燃料的性能
燃烧室的形状，切向进气，形成涡流，有利于混合，柴 油的16烷值高，则自燃点低，备燃期短。
二、燃烧室
• 1、定义：当活塞到达上止点时，气缸盖和活塞顶组成的
密闭空间称为燃烧室。
• 2、分类：直喷（统一）式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。
第三节 喷 油 器
• 一、功用、要求与型式
(c)
从柱塞上的燃油分配孔与柱塞套上的出油孔相
通起，至泄油孔移出油量调节套筒为止，柱塞在这 一期间移动的行程称为柱塞的有效供油行程。 显然，移动油量调节套筒15的位置可以改变有 效压油行程的大小。当调速器控制油量调节套筒向 左移动时，有效压油行程减小，供油量减少；当油 量调节套筒向右移动时，有效压油行程增大，供油 量增加。
3、对混合气形成的要求
（1）必须要有足够的空气量和适当的柴油量
φ a是影响发动机功率和油耗的重要因素， φ a = 1.3～1.5。
（2）喷油时刻要准确，混合气形成的规律应合适 （3）喷油质量应与燃烧室形状相适应，形成均匀的 混合气
雾化良好：喷油泵和喷油器的喷射质量应与燃烧室相适 燃烧室的形状：空气产生相应流动来促进混合。
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二、柱塞式喷油泵系列
• 柱塞喷油泵系列主要有A、B、P、Z 泵等。（柱 塞行程为基础+柱塞偶件） • 柱塞喷油泵系列的工作喷油泵
• 柱塞泵由四大部分组成：泵油机构、供油量调节 机构、驱动机构和喷油泵体。
（1）泵油机构
• 分泵是带有一 对柱塞偶件的 泵油机构。 • 分泵的数目与 发动机的缸数 相等。
驱动轴19、平面凸轮盘4各自通过凸键与联轴器21连接，滚轮 轴嵌入静止的滚轮架20上，滚轮架上有四副滚轮（四缸机），通 过销轴与滚轮架连接。 驱动轴转动时，带动联轴器、平面凸轮盘同方向旋转，由于平 面凸轮盘被柱塞复位弹簧压紧在滚轮架上，因此，平面凸轮迫使 滚轮自转，并使端面凸轮盘作轴向往复直线运动。
• 2、特点：
• （1）不喷油时针阀关闭喷孔，使高压油腔与燃烧室隔开， 燃烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞。 • （2）喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞。 • （3）针阀在油压达到一定压力时开启，供油停止时，又 在弹簧作用下立即关闭，因此，喷油开始和停止都干脆利 落，没有滴油现象。 • （4）不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧室的需要。
泵油过程
：进油、供油、回油
四、喷油提前器
供油定时：指喷油泵对柴油机有正确的供油时刻（用 供油提前角表示）。 喷油提前器实际上是喷油泵供油提前角自动调节装置。 当转速和供油量一定时，能获得最大功率和最小燃油消 耗率的供油时刻，称为最佳供油提前角。 最佳供油提前角随柴油机转速和负荷而变化，转速越 高，负荷越大，最佳供油提前角也越大。 现代汽车柴油机都装有喷油提前器。自动调节，使喷 油泵始终保持最佳供油时刻。
(b)
当分配孔18转至 与柱塞套上的一个 出油孔8相通，燃 油进入分配油道7， 柱塞继续右移，油 压超过出油阀开启 压力时，高压燃油 经过出油阀、高压 油管进入对应气缸 的喷油器喷油。