5汽车构造课程教案-柴油机燃料供给系统-电子教案
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课题（项目）授课教案
一、课题（项目）名称：
第五章 柴油机燃料供给系统
二、教学目标
1、知识目标：
了解柴油机供给系的功用及组成，燃烧室的结构形式及混合气的形式。
掌握喷油器的功用、类型、结构和工作原理。
掌握喷油泵的功用和类型以及供油速度特性。
了解柱塞式喷油泵的构造和工作原理，供油量与供油时间的调整。
了解电控柴油喷射系统、柴油机燃油供给系统的辅助装置、发动机的进气系统、排气系统。
1.混和气的形成在气缸内形成
2.为了改善混和气的形成与燃烧，燃油系统、燃烧室以及他们之间的相互匹配非常重要燃烧室的形状 :1. 统一式： 形和球形； 2 分隔式：涡流室式和预燃室式。
三、柴油滤清器
功用：滤除柴油中的任何杂质，提高精密偶件的工作可靠性和使用寿命。
对滤清器的基本要求：阻力小、寿命长、过滤效率高。
七、教学小结：
通过本章节的学习，要求学生了解柴油机供给系的功用及组成，燃烧室的结构形式及混合气的形式。掌握喷油器的功用、类型、结构和工作原理。掌握喷油泵的功用和类型以及供油速度特性。了解柱塞式喷油泵的构造和工作原理，供油量与供油时间的调整。了解电控柴油喷射系统、柴油机燃油供给系统的辅助装置、发动机的进气系统、排气系统。
这种调节只是用来补偿加工和装配的误差，调节幅度很小，要同时或较大幅度的改变各缸供油提前角，要用到喷油提前器
喷油提前器的原理：
原理—若转速升高，则飞锤的离心力 Ff 克服弹簧力使飞锤向外张开。当飞锤的圆弧面沿传动销由内向外滑动时，便带动从动盘相对主动盘顺喷油泵旋转方向转过一定角度，从而使喷油提前。
（5）转子分配式喷油泵
附加装置：怠速稳定弹簧、转矩平稳装置、转矩矫正装置。
6、喷油器
是柴油机供给系统中实现燃油喷射的重要部件。
功用：将喷油泵供给的高压柴油以雾状喷入燃烧室。
要求：油束有一定的贯穿距离和喷雾锥角，油束形状和方向与燃烧室相适应；雾化质量好；喷射结束后无滴漏现象。
1.孔式喷油器喷油嘴分为长型和短型两种
特点：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。喷射压力较高。喷油头细长，喷孔小，加工精度高。
教学内容（或实训项目）设计
第五章柴油机燃料供给系统
【内容设计】
一、概述
（一）柴油机燃料供给系统的组成
主要由柴油箱、喷油泵、喷油器、输油泵及柴油滤清器等部件组成
（二）柴油
1.轻柴油的牌号和规格牌号按照凝点分为七种
2.柴油的使用性能：发火性、蒸发性、低温流动性、粘度
3.柴油的选择
二、可燃混合气的形成与燃烧室
2.轴针式喷油器
轴针分为圆柱形（喷雾锥角较小）和圆锥形（喷雾锥角较大）轴针形喷油器有普通型、节流型、分流型（用于涡流燃烧室，改善冷气性）
轴针式的特点：
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喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞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，没有滴油现象与EFI 的喷油器进行对比。
孔式喷油器工作过程：
喷油：当喷油泵开始供油时， 高压柴油从进油口进入喷油器体内， 再经斜油道进入针阀体下面的高压油腔内， 高压柴油作用在针阀锥面上， 并产生向上抬起针阀的作用力， 当此力克服了调压弹簧的予紧力后， 针阀就向上升起， 打开喷油孔， 柴油经喷油孔喷入燃烧室。
停油：当喷油泵停止供油时，（由于减压环带的减压作用，出油阀在弹簧作用下落座），高压油腔内油压骤然下降， 作用在喷油器针阀的锥形承压面上的推力迅速下降， 在弹簧力的作用下，针阀迅速关闭喷孔，停止喷油。
2、技能目标：
无
三、教学重点难点
1、重点
1.喷油泵
2.调速器
3.废弃排放控制
2、难点：
1.调速器
四、教学方法：
采用多媒体播放PPT、动画和视频教学
五、学时分配：
六、课堂（课后）作业：
思考题：
1.柴油和汽油如何区分？
课后习题
1.柴油机燃料供给系统的组成如何？
2.柴油机燃烧室按结构形式分哪两大类？各自又分哪几类？
主要针对轴向压缩式分配泵（即VE泵）进行讲解结构和工作原理。
1.VE泵结构泵油机构
柱塞套径向均匀排列有与气缸数相等的分配油道，没个分配有道都连接一个出油阀和一个喷油器。泵油机构的主要零部件有分配柱塞、平面凸轮盘、柱塞套、离心式调速器、调速器张力杠杆、断油阀、液压式喷油提前器。
油量调节机构：
VE 分配泵采用改变供油结束点相对凸轮的位置（即控制套筒的控制平面与柱塞上卸载孔的相对位置），来改变供油的有效行程。由调速器根据转速和负荷来调节控制套筒的位置，其控制平面越往右，卸载孔露出的相位越迟，供油结束越晚，供油有效行程越大，供油量就越多。反之，供油量减少。
(二)两级式调速器
RQ型两极调速器
1.适用于一般条件下使用的汽车柴油机。
2.发动机转速在怠速和最高转速之间时，调速器不起作用。驾驶员通过油门踏板直接控制转速。
3.感应部件：飞锤（块）
4.传动部件：角型杠杆、调速套筒、调速杠杆、连接杆
5.附加装置：怠速稳定弹簧、转矩平稳装置、转矩矫正装置基本工作原理：停车、启动、怠速、中速、高速。
供油过程：
凸起部分顶起滚轮体， 柱塞向上运动， 弹簧压缩， 泵油室成为密封油腔， 柱塞继续上升，油压迅速升高， 泵油压力 >出油阀弹簧力 +高压油管剩余压力， 推开出油阀， 高压柴油进入高压油管，通过喷油器喷入燃烧室。
停油过程：
柱塞向上供油， 当上行到柱塞上的斜槽与套筒上的回油孔相通时， 油压骤然下降， 出油阀在弹簧力的作用下迅速关闭，停止供油。
五、调速器
(一)调速器的功用
防止超车，熄火，稳定怠速发动机负荷变化，导致发动机转速变化。负荷减小，转速升高，导致柱塞泵循环供油量增加，又导致转速进一步升高，不断地恶性循环，造成发动机转速越来越高，最后飞车；负荷增大， 转速降低， 导致柱塞泵循环供油量减少， 又导致转速进一步降低， 如此循环，造成发动机转速越来越低，最后熄火。怠速不稳。
（四）柱塞式喷油泵
主要针对A 型泵进行讲解结构和工作原理
1.A 型喷油泵结构：泵油机构
泵油机构的数目与发动机的缸数相等。每个气缸都有一个泵油机构，各缸的泵油机构尺寸完全一样。
泵油机构的主要零件有柱塞偶件，柱塞弹簧，弹簧下座出油阀偶件，出油阀弹簧，出油阀压紧座等。
两套精密偶件
a)柱塞 +柱塞套
Βιβλιοθήκη Baidub)出油阀 +出油阀座供油量调节机构
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。
3.泵油提前角自动调节过程稳定运转时活塞左右端力相等，处于平衡位置。
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。转速降低时与前述相反
四、喷油泵
（一）喷油泵的作用
按照柴油机的运行工况和气缸工作顺序，以一定的规律适时、定量的向喷油器输送高压燃油。
（二）喷油泵必须满足一定的使用要求
1.泵油压力要保证喷射压力和雾化质量的要求。
2.供油量应符合柴油机工作所需的精确数量。
3.保证按柴油机的工作顺序，在规定的时间内准确供油。
4.供油量和供油时间可调正，并保证各缸供油均匀。
功用：根据柴油机负荷和转速的变化相应改变喷油泵的供油量。由驾驶员直接操纵或者由调速器自动控制结构：
采用齿杆式油量调节机构，调节齿杆、调节齿圈，工作可靠、传动平稳，制造成本较高
驱动机构：
调节供油量的办法：调节齿杆拉动柱塞，使其转动，通过改变供油行程来完成的
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
七、输油泵
输油泵的功用式保证低压油路中柴油的正常流动，克服柴油滤清器和管路中的阻力，并以一定的压力向喷油泵输送足够量的柴油，输油量应为柴油机全负荷最大油耗量的3~4倍。常见的有活塞式、转子式、滑片式和齿轮式。活塞式输油泵工作可靠，目前应用广泛。
八、废气排放控制
（1）三元催化转化器
（二）废气再循环装置（EGR）
3.供油定时的调节
供油定时是指喷油泵对柴油机有正确的供油时刻，而供油时刻用供油提前角表示供油提前角：从柱塞顶面封闭柱塞套油孔起到活塞上止点为止，曲轴所转过的角度
调节方法是改变供油定时调节螺钉伸出挺柱体外的高度，旋出螺钉，挺柱体高度 H增加，柱塞位置升高，柱塞套油孔被提前封闭，供油提前，供油提前角增大。
2.工作原理：运动过程、泵油过程、供油量调节、泵油提前角自动调节、喷油提前器（机械离心式）。
进油过程：
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。
供油过程：
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。
（三）曲轴箱通风装置（PCV阀）
（四）汽油蒸发控制装置（EVAP）
泵体：
基础零件，泵油机构、供油量调节机构和驱动机构等安装在喷油泵体上，承受较大的作用力应有足够的强度、刚度和良好的密封性便于拆装、调整和维修
2.工作原理：运动过程、泵油过程、供油量调节、供油定时调节（供油提前角）喷油提前器（机械离心式）。
进油过程：
凸起部分转后，弹簧力作用下，柱塞向下运动，其上部（泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔打开后，柴油经油孔进入泵油室
5.供油规律应保证柴油燃烧完全。
6.供油开始和结束，动作敏捷，断油干脆，避免滴油。
（三）种类
直列柱塞式、转子分配式、泵- 喷嘴、高压共轨
柱塞式喷油泵--应用离心式喷油提前器、两极式调速器
转子分配式喷油泵--应用液压式喷油提前器、全程式调速器
柱塞式喷油泵分为：A、B系列，传统的直列柱塞式，泵体开侧窗口
一、课题（项目）名称：
第五章 柴油机燃料供给系统
二、教学目标
1、知识目标：
了解柴油机供给系的功用及组成，燃烧室的结构形式及混合气的形式。
掌握喷油器的功用、类型、结构和工作原理。
掌握喷油泵的功用和类型以及供油速度特性。
了解柱塞式喷油泵的构造和工作原理，供油量与供油时间的调整。
了解电控柴油喷射系统、柴油机燃油供给系统的辅助装置、发动机的进气系统、排气系统。
1.混和气的形成在气缸内形成
2.为了改善混和气的形成与燃烧，燃油系统、燃烧室以及他们之间的相互匹配非常重要燃烧室的形状 :1. 统一式： 形和球形； 2 分隔式：涡流室式和预燃室式。
三、柴油滤清器
功用：滤除柴油中的任何杂质，提高精密偶件的工作可靠性和使用寿命。
对滤清器的基本要求：阻力小、寿命长、过滤效率高。
七、教学小结：
通过本章节的学习，要求学生了解柴油机供给系的功用及组成，燃烧室的结构形式及混合气的形式。掌握喷油器的功用、类型、结构和工作原理。掌握喷油泵的功用和类型以及供油速度特性。了解柱塞式喷油泵的构造和工作原理，供油量与供油时间的调整。了解电控柴油喷射系统、柴油机燃油供给系统的辅助装置、发动机的进气系统、排气系统。
这种调节只是用来补偿加工和装配的误差，调节幅度很小，要同时或较大幅度的改变各缸供油提前角，要用到喷油提前器
喷油提前器的原理：
原理—若转速升高，则飞锤的离心力 Ff 克服弹簧力使飞锤向外张开。当飞锤的圆弧面沿传动销由内向外滑动时，便带动从动盘相对主动盘顺喷油泵旋转方向转过一定角度，从而使喷油提前。
（5）转子分配式喷油泵
附加装置：怠速稳定弹簧、转矩平稳装置、转矩矫正装置。
6、喷油器
是柴油机供给系统中实现燃油喷射的重要部件。
功用：将喷油泵供给的高压柴油以雾状喷入燃烧室。
要求：油束有一定的贯穿距离和喷雾锥角，油束形状和方向与燃烧室相适应；雾化质量好；喷射结束后无滴漏现象。
1.孔式喷油器喷油嘴分为长型和短型两种
特点：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。喷射压力较高。喷油头细长，喷孔小，加工精度高。
教学内容（或实训项目）设计
第五章柴油机燃料供给系统
【内容设计】
一、概述
（一）柴油机燃料供给系统的组成
主要由柴油箱、喷油泵、喷油器、输油泵及柴油滤清器等部件组成
（二）柴油
1.轻柴油的牌号和规格牌号按照凝点分为七种
2.柴油的使用性能：发火性、蒸发性、低温流动性、粘度
3.柴油的选择
二、可燃混合气的形成与燃烧室
2.轴针式喷油器
轴针分为圆柱形（喷雾锥角较小）和圆锥形（喷雾锥角较大）轴针形喷油器有普通型、节流型、分流型（用于涡流燃烧室，改善冷气性）
轴针式的特点：
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喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞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，没有滴油现象与EFI 的喷油器进行对比。
孔式喷油器工作过程：
喷油：当喷油泵开始供油时， 高压柴油从进油口进入喷油器体内， 再经斜油道进入针阀体下面的高压油腔内， 高压柴油作用在针阀锥面上， 并产生向上抬起针阀的作用力， 当此力克服了调压弹簧的予紧力后， 针阀就向上升起， 打开喷油孔， 柴油经喷油孔喷入燃烧室。
停油：当喷油泵停止供油时，（由于减压环带的减压作用，出油阀在弹簧作用下落座），高压油腔内油压骤然下降， 作用在喷油器针阀的锥形承压面上的推力迅速下降， 在弹簧力的作用下，针阀迅速关闭喷孔，停止喷油。
2、技能目标：
无
三、教学重点难点
1、重点
1.喷油泵
2.调速器
3.废弃排放控制
2、难点：
1.调速器
四、教学方法：
采用多媒体播放PPT、动画和视频教学
五、学时分配：
六、课堂（课后）作业：
思考题：
1.柴油和汽油如何区分？
课后习题
1.柴油机燃料供给系统的组成如何？
2.柴油机燃烧室按结构形式分哪两大类？各自又分哪几类？
主要针对轴向压缩式分配泵（即VE泵）进行讲解结构和工作原理。
1.VE泵结构泵油机构
柱塞套径向均匀排列有与气缸数相等的分配油道，没个分配有道都连接一个出油阀和一个喷油器。泵油机构的主要零部件有分配柱塞、平面凸轮盘、柱塞套、离心式调速器、调速器张力杠杆、断油阀、液压式喷油提前器。
油量调节机构：
VE 分配泵采用改变供油结束点相对凸轮的位置（即控制套筒的控制平面与柱塞上卸载孔的相对位置），来改变供油的有效行程。由调速器根据转速和负荷来调节控制套筒的位置，其控制平面越往右，卸载孔露出的相位越迟，供油结束越晚，供油有效行程越大，供油量就越多。反之，供油量减少。
(二)两级式调速器
RQ型两极调速器
1.适用于一般条件下使用的汽车柴油机。
2.发动机转速在怠速和最高转速之间时，调速器不起作用。驾驶员通过油门踏板直接控制转速。
3.感应部件：飞锤（块）
4.传动部件：角型杠杆、调速套筒、调速杠杆、连接杆
5.附加装置：怠速稳定弹簧、转矩平稳装置、转矩矫正装置基本工作原理：停车、启动、怠速、中速、高速。
供油过程：
凸起部分顶起滚轮体， 柱塞向上运动， 弹簧压缩， 泵油室成为密封油腔， 柱塞继续上升，油压迅速升高， 泵油压力 >出油阀弹簧力 +高压油管剩余压力， 推开出油阀， 高压柴油进入高压油管，通过喷油器喷入燃烧室。
停油过程：
柱塞向上供油， 当上行到柱塞上的斜槽与套筒上的回油孔相通时， 油压骤然下降， 出油阀在弹簧力的作用下迅速关闭，停止供油。
五、调速器
(一)调速器的功用
防止超车，熄火，稳定怠速发动机负荷变化，导致发动机转速变化。负荷减小，转速升高，导致柱塞泵循环供油量增加，又导致转速进一步升高，不断地恶性循环，造成发动机转速越来越高，最后飞车；负荷增大， 转速降低， 导致柱塞泵循环供油量减少， 又导致转速进一步降低， 如此循环，造成发动机转速越来越低，最后熄火。怠速不稳。
（四）柱塞式喷油泵
主要针对A 型泵进行讲解结构和工作原理
1.A 型喷油泵结构：泵油机构
泵油机构的数目与发动机的缸数相等。每个气缸都有一个泵油机构，各缸的泵油机构尺寸完全一样。
泵油机构的主要零件有柱塞偶件，柱塞弹簧，弹簧下座出油阀偶件，出油阀弹簧，出油阀压紧座等。
两套精密偶件
a)柱塞 +柱塞套
Βιβλιοθήκη Baidub)出油阀 +出油阀座供油量调节机构
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。
3.泵油提前角自动调节过程稳定运转时活塞左右端力相等，处于平衡位置。
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。转速降低时与前述相反
四、喷油泵
（一）喷油泵的作用
按照柴油机的运行工况和气缸工作顺序，以一定的规律适时、定量的向喷油器输送高压燃油。
（二）喷油泵必须满足一定的使用要求
1.泵油压力要保证喷射压力和雾化质量的要求。
2.供油量应符合柴油机工作所需的精确数量。
3.保证按柴油机的工作顺序，在规定的时间内准确供油。
4.供油量和供油时间可调正，并保证各缸供油均匀。
功用：根据柴油机负荷和转速的变化相应改变喷油泵的供油量。由驾驶员直接操纵或者由调速器自动控制结构：
采用齿杆式油量调节机构，调节齿杆、调节齿圈，工作可靠、传动平稳，制造成本较高
驱动机构：
调节供油量的办法：调节齿杆拉动柱塞，使其转动，通过改变供油行程来完成的
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
七、输油泵
输油泵的功用式保证低压油路中柴油的正常流动，克服柴油滤清器和管路中的阻力，并以一定的压力向喷油泵输送足够量的柴油，输油量应为柴油机全负荷最大油耗量的3~4倍。常见的有活塞式、转子式、滑片式和齿轮式。活塞式输油泵工作可靠，目前应用广泛。
八、废气排放控制
（1）三元催化转化器
（二）废气再循环装置（EGR）
3.供油定时的调节
供油定时是指喷油泵对柴油机有正确的供油时刻，而供油时刻用供油提前角表示供油提前角：从柱塞顶面封闭柱塞套油孔起到活塞上止点为止，曲轴所转过的角度
调节方法是改变供油定时调节螺钉伸出挺柱体外的高度，旋出螺钉，挺柱体高度 H增加，柱塞位置升高，柱塞套油孔被提前封闭，供油提前，供油提前角增大。
2.工作原理：运动过程、泵油过程、供油量调节、泵油提前角自动调节、喷油提前器（机械离心式）。
进油过程：
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。
供油过程：
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。
（三）曲轴箱通风装置（PCV阀）
（四）汽油蒸发控制装置（EVAP）
泵体：
基础零件，泵油机构、供油量调节机构和驱动机构等安装在喷油泵体上，承受较大的作用力应有足够的强度、刚度和良好的密封性便于拆装、调整和维修
2.工作原理：运动过程、泵油过程、供油量调节、供油定时调节（供油提前角）喷油提前器（机械离心式）。
进油过程：
凸起部分转后，弹簧力作用下，柱塞向下运动，其上部（泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔打开后，柴油经油孔进入泵油室
5.供油规律应保证柴油燃烧完全。
6.供油开始和结束，动作敏捷，断油干脆，避免滴油。
（三）种类
直列柱塞式、转子分配式、泵- 喷嘴、高压共轨
柱塞式喷油泵--应用离心式喷油提前器、两极式调速器
转子分配式喷油泵--应用液压式喷油提前器、全程式调速器
柱塞式喷油泵分为：A、B系列，传统的直列柱塞式，泵体开侧窗口