柴油燃油供给系统

排除。
§6.1 概 述
一、 功用
柴油机供给系同样要完成柴油供给和空气供给以及可燃 混合气的形成、燃烧和废气的排出任务。
1、完成燃料的储存、滤清和输送工作； 2、按柴油机各种不同工况的要求，定时、定量、定压并以一定 的喷油质量喷入燃烧室； 3、使柴油与空气迅速而良好地混合和燃烧； 4、使废气排入大气。
四、柴油
1、使用性能指标
发火性——指燃油的自燃能力，16烷值越高，发火性越好。 蒸发性——由燃油的蒸馏实验。 粘度——决定燃油的流动性，粘度越小，流动性越好。 凝点——指柴油冷却到开始失去流动性的温度
2、分类 按其所含重馏分的多少分为重柴油和轻柴油。
3、牌号 根据凝点编定。如10号、0号、-10号、-20号等
柱塞开始回油，泵腔油压迅速下降，出油阀下行落座，减 压环带先进入座孔，隔断高压油路，随后阀密封锥面落座，这样， 阀让开的容积，使高压油管油压迅速降低，喷油器立即停止喷油。
c、减压环带作用：
使喷油器喷油迅速，停油干脆，防止喷油器喷前喷后滴漏。
出油阀结构及工作原理图
2、油量调节机构
（1）作用：
根据柴油机的转速和负荷变化，相 应地转动柱塞改变供油有效行程，并保 证各缸供油量均匀一致。
可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期
（1）备燃期 Ⅰ 喷油始点→燃烧始点 （2）速燃期 Ⅱ 燃烧始点→最高压力点 （3）缓燃期 Ⅲ 最高压力点→最高温度点 （4）后燃期 Ⅳ 缓燃期以后的燃烧
二、燃烧室
(一）分类：
统一式燃烧室 分隔式燃烧室
统一式燃烧室
• 由凹顶活塞顶与气缸盖 底面组成，几乎全部燃 烧室容积都集中在活塞 顶的凹下部分。
清除燃油系统内的空气
活塞
弹簧
喷油泵凸轮轴
泵体
手柄 手油泵
B
A
活塞
进油阀 进油口
§6.5 喷 油 泵
• 一、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。 • 二、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）
三、车用多缸柴油机对喷油泵的要求
（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，连续 重叠进行的，即边喷射，边混合，边燃烧。
主要特点：
• 混合空间小、时间短：可燃混合物是在燃烧室内形成 的，喷油、汽化、混合和燃烧都是在这个小空间内重 叠进行，一边喷油，一边燃烧。由于是在压缩终了时 才喷油，混合气的形成时间也极短，供油的持续时间 只有汽油机的1/20～1/10，只占曲轴转角的150～350。
• 混合气不均匀，α值变化范围很大：由于混合气形成 的空间和时间的限制，因而混合气成分在燃烧室各处 的分布是很不均匀的。高速柴油机的过量空气系数 （α）一般在1.15～2.2大范围内变化。这是由于柴 油机的充气量一般变化不大，负荷的大小靠喷油量的 多少来调节，从而改变了α值是“质的调节”。具体 说：a、大负荷时喷油量多、α值小、混合气浓；b、 怠速时喷油量少、α值大、混合气稀，α值可达4～6。
3、驱动机构
（1）作用：驱动柱塞运动，并保证供油准时。 （2）组成：滚轮式挺杆和喷油泵内凸轮轴。 （3）类型：调整垫块式、调整螺钉式、不可调整式。 （4）分泵供油提前角和供油间隔角的调整：
改变滚轮体的工作高度，即改变柱塞封闭柱塞套上进油孔的时 刻，改变喷油泵供油时刻。
• 1）结构特点：缸盖下平面 是平的，活塞上下凹ω形。
• 2）混合气形成特点
• （1）喷油器将雾状的柴油 喷入燃烧室中，完成物理化 学准备后迅速着火燃烧。
• （2）结构紧凑，经济性、 动力性好，起动性能好。
• （3）对喷油质量要求高， 工作粗暴。
2.四角形燃烧室：
• 1）结构特点：
• 缸盖下平面是平的，活 塞上下凹顶部呈四角形， 底部呈ω形。
a、 组成：柱塞及柱塞套。
结构
径向油孔
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 直槽
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。
45°斜槽
b、泵油原理: 进油
柱塞下行wk.baidu.com上方泵腔容积增大，产生真空度，露出 进油孔后，将油吸入。
手柄 活塞 手油泵活塞
手油泵体 进油阀
进油管接头
螺塞
滚轮 挺杆弹簧
推杆
泵体 活塞弹簧
输油泵工作情况示意图
四、活塞式输油泵工作原理
（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。
• 压油：
柱塞上行，关闭进油孔后，泵腔油压骤然升高， 冲开出油阀后，流向高压油管。
• 回油
•柱塞继续上行，回油孔开启后，泵腔高压油经 回油孔流回低压油腔，出油阀关闭，供油结束。
C、柱塞上行行程: • 预备行程：
柱塞从下止点开始上行至其上端面将进油孔关闭所 移动的距离。 • 减压行程：
从预备行程开始到出油阀开启柱塞所移动的距离。 • 有效行程：
5.涡流室式燃烧室
• 1）结构特点：
• 缸盖上布置有涡流室， 涡流室占燃烧室总容积 的50-80%，活塞上凹形 成主燃烧室，涡流室与 主燃烧室间有一个或几 个小孔径相通。此小孔 与涡流室相切。
• 2）混合气形成特点：
• 有压缩涡流和燃烧涡流， 使混合气混合更加均匀， 特别适应高速柴油机。 其他基本同于预燃室式。
• 1、按柴油机工作顺序供油，而且各缸供油量均 匀。在额定供油量时，各缸供油的不均匀度不得 大于3%～4%；
• 2.各缸供油时刻(提前角)要相同，相差不得大于 0.5º 曲轴转角；
• 3.各缸供油延续时间要相等； • 4.油压的建立和供油的停止都必须迅速，以防止
滴漏现象的发生(供油迅速，停喷干脆) 。
第六章 柴油机燃料供给系
• 知识目标
• 1．能正确叙述柴油机燃油供给系主要总成和作用； • 2．能简单叙述柴油机燃油供给系主要零件的结构与工作
原理； • 3．能正确叙述喷油泵、喷油器的调整部位与调整方法。
• 能力目标
• 1．能进行柴油机燃油供给系主要总成、零件的检修； • 2．会进行柴油机燃油供给系的正确维护； • 3．能分析柴油机燃油供给系常见故障的原因，并能合理
（3）、出油阀偶件结构及工作原理： a、组成：出油阀及座、出油阀弹簧、减压环带等。
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—内密封锥面、内圆 柱面
出油阀弹簧
• 圆锥面为密封面 ； • 尾部与阀座间隙配合； • 尾部开槽形成十字形横截面； • 中部的圆柱部分为减压环带。 • 减压环带功用：防止喷前滴油、保持
• 2）混合气形成特点：
• 由于气流运动时出现 “摩擦碰壁”现象，使 燃烧速度降低，燃烧温 度 降 低 ， 从 而 降 低 了 NOX 的生产量，减少了排气 污染。
3.球形油膜燃烧室
• 1）结构特点： • 缸盖下平面是平的，活
塞顶部下凹呈球形。 • 2）混合气形成特点： • （1）组织进气涡流； • （2）喷油器沿着涡流的
四、柱塞式喷油泵的基本结构与工作原理
柱塞式喷油泵主要由分泵、油量调节机构、 驱动机构、泵体四部分组成。
1、分泵：柴油机上与缸数 相等的每组泵油机构
（1）组成：
柱塞偶件、柱塞弹簧及座、出油阀偶 件、出油阀弹簧、出油阀压紧座、 减容体等。
出油阀偶件 柱塞偶件 油量调节 机构
驱动机构
（2）、柱塞偶件的结构及工作原理
• 2.高压油路： 喷油泵到喷油 器(喷油 泵)10Mpa以上。
3.回油回路：
• 由于输油泵的供油量比 喷油泵的最大喷油量大 3～4倍，为了保持进入 喷油泵进油室内的油压 稳定，喷油泵进油室的 一端装有限压阀（又称 溢流阀），大量多余的 燃油经限压阀和回油管 流回输油泵的进口或直 接流回柴油箱。喷油器 工作间隙漏泄的极少数 柴油也经回油管流回柴 油箱。
从出油阀开启到柱塞打开回油孔时柱塞移动的距离。 喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短。
(出油阀开启时对应的曲拐位置至上止点间的曲轴转 角为供油提前角。 ) • 剩余行程:
从有效行程结束到到达上止点为止柱塞移动的距离。
d、喷油泵供油量的调节原理：
改变柱塞斜槽棱边与柱塞套上回油孔的相对角位置，即改变了 柱塞的有效行程，使喷油泵供油量改变。
统一式燃烧室 a）ω 形 b）球形 c）U形 d）微涡流形 e）日野HMMS-Ⅲ 形
f）花瓣形
分隔式燃烧室
• 由主、副燃烧室两部 分组成，主燃烧室位 于活塞顶与气缸盖底 面之间，副燃烧室位 于气缸盖中，主、副 燃烧室之间由一个或 几个孔道相连 。
分隔式燃烧室 a）涡流室式 b）预燃室式
1.ω形燃烧室
（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 偏心轮
滚轮
输油泵供油量大于 喷油泵需要量时，上泵 挺杆
腔油压增高，与活塞弹 推杆
簧弹力相平衡时，活塞
便停止泵油。
出油口
（4）手油泵工作
出油阀
用手油泵上下运动来泵油
（2）分类：
一般分为齿条齿圈式和拨叉式两种。
• 齿条齿圈式
组成及力传递：
齿条移动—齿圈转动— 传动套筒转动—柱塞转 动。
各缸供油量的调整 ：
松开齿圈的紧固螺钉， 转动传动套筒，带动柱 塞相对齿圈转动一个角 度，再将齿圈固定。
拨叉式
组成及力传递： 拉杆移动—拨叉移动—调节臂转动—柱塞转动。 各缸供油量调整： 改变拨叉在供油拉杆 上的位置。
§6.2 可燃混合气的形成与燃烧室
一、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。
持续喷射 雾状柴油
喷 射 高温压缩空气 物理化学变化
雾状柴油 喷 射
燃烧
可燃混合气形成方法有：空间雾化和油膜蒸发
柴油燃烧的主要特点是：
（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
第一级粗滤器 （纸质滤芯）
§6.4 输 油 泵
一、作用：
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。
输油量约为柴油机全负荷最大耗油量的3～4倍。
二、结构型式：
活塞式、转子式、滑片式、齿轮式等
三、活塞式输油泵的组成：
手油泵总成 机械泵总成
出油管接头 出油阀
二、 组成
• 燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清 器、喷油泵、喷油器等。
• 空气供给装置：空气滤清器、进气管道。 • 混合气形成装置：燃烧室。 • 废气排出装置：排气管道、消音器
喷油器
回油管
高压油管
燃油滤清器
燃油箱
限压阀
调速器
低压油管
喷油泵
油水分离器
输油泵
喷油提前器
三、工作过程
• 1.低压油路： 柴油箱到喷油 泵入口(输油 泵) 0.15MPa0.3Mpa。
§6.3 柴油滤清器
一、作用：
除去柴油中的尘土、水分或其他机械杂质和温度变化及空 气的接触过程从柴油中析出少量的石蜡，以降低对精密偶件的 磨损，从而提高功率，降低油耗。
二、分类
柴油粗滤器
柴油细滤器
三、柴油滤清器结构
出油口 限压阀
盖 进油口
放油螺塞
壳体 滤芯
中心杆
四、两级柴油滤清器
第二级细滤器 （航空毛毡及 纺绸滤芯）
残余压力、使停油干脆。
减容体 出油阀
弹簧 出油阀
出油阀座
b、工作原理：
喷油泵停止供油，泵腔油压小于出油阀弹簧力与高压油管残 余油压之和时，出油阀被紧压在阀座上，防止柴油回流。并保持 高压油管一定的残余油压。
柱塞上行压油时，泵腔油压大于出油阀弹簧力与高压油管残余 油压之和后，阀密封锥面先离座，随后减压环带离开座孔，打开 高压油路，这样，供油通路一开启，油压和喷射即可达理想值。
方向将燃油喷入燃烧室， 大部分燃油被涂在燃烧 室壁上，在燃烧室）的 加热作用下，油膜逐层 蒸发燃烧。 • （3）混合气形成和燃烧 速度是前快后慢，工作 柔和、燃烧完全。
4.预燃室式燃烧室
• 1）结构特点： • 缸盖上布置有预燃室，活塞
上凹形成主燃烧室，预燃室 与主燃烧室间有一个或几个 小孔径相通。 • 2）混合气形成特点： • （1）喷油器将柴油喷入预 燃室中，着火燃烧产生强烈 的燃烧涡流，从预燃室到主 燃烧室，大部分燃料在主燃 烧室中燃烧。 • （2）对喷油质量要求高， 工作粗暴。 • （3）结构不紧凑，由于有 流动损失和散热损失，所以 经济性差，且起动性能差。