柴油机燃料供给系 教案

第八章柴油机燃料供给系教案（理论20学时，实训6学时，共26学时）学习目标：1.了解柴油机的基本结构和工作原理。

2.了解柴油机共轨技术的特点作用、类型。

3.了解电控共轨柴油机的故障的诊断方法。

4.理解柴油机电控共轨技术的原理、工作情况和检修方法。

5.掌握柴油发动机各部件常见故障的检修方法。

6.掌握柴油机各种症状特征及检测方法。

讲授内容：第一节柴油机燃料供给系的构造和工作原理[导入] 改革开放以来，通过技术引进和技术改造，我国车用柴油机技术得到了长足进步，柴油车走上了健康发展的道路。

2003年与1990年相比，我国柴油车产量增长达6.5倍，中、轻吨位以上载货车柴油机比例已高达73％以上。

与此同时，我国柴油机排放水平有了很大的提高，柴油机生产骨干企业的多种产品排放基本上达到了欧1排放标准，一汽-大众部分产品（捷达SDI、宝来TDI）更是达到欧2、欧3准。

从总体上看，汽油车在我国汽车产品中的主导地位仍没有改变，从产业发展角度看还存在许多亟待解决的问题。

从本次课开始，我们开始学习柴油发动机构造及一般的检修方法。

[主讲内容]一、柴油机燃料供给系的功用和组成1、功用（1）贮存、过滤和输送燃料；(2)根据柴油机的不同工况，以一定的压力及喷油质量将燃油定时、定量地喷人燃烧室，迅速形成良好的混合气并燃烧；(3)根据柴油机的负荷变化，调节供油量并稳定柴油机转速；(4)将燃烧后的废气从气缸中导出并排人大气中。

2、组成柴油机燃料供给系由燃油供给装置、空气供给装置、混合气形成及废气排出装置等四部分组成。

3、燃油供给装置的工作过程二、可燃混合气的形成与燃烧室1．可燃混合气的形成与燃烧过程（结合校本教材图8-2讲解）气缸内压力p随曲轴转角θ变化的关系曲线；当曲轴转到相应于上止点前的O点的位置时，喷油泵开始供油，随着供油压力急剧升高，当转到A点的位置时，喷油器开始喷油。

喷油泵开始供油时刻的曲柄位置(O点)与其转至上止点位置时的曲轴转角称为供油提前角。

喷油器开始喷油时刻的曲柄位置(A点)与其转至上止点位置时的曲轴转角称为喷油提前角。

因为供油开始时并不能立即喷油，所以喷油提前角略小于供油提前角。

喷入气缸内的柴油要在曲轴已转到相应于B点的位置时，才开始发火燃烧。

通常将混合气的形成与燃烧过程按曲轴转角划分为四个阶段。

备燃期：指喷油始点A与燃烧始点B之间的时间间隔。

速燃期：指B、C两点间的时间间隔。

缓燃期：指从最高压力点C起到最高温度点D止的时间间隔。

后燃期：指从D点起直至燃烧停止时的E点的时间间隔。

2．柴油机燃烧室柴油机的燃烧室容积由活塞顶与气缸盖底面包围而成。

柴油机燃烧室按其结构型式可分为统一式燃烧室和分隔式燃烧室两大类。

(1)统一式燃烧室(直接喷射式)（结合图8-5讲解）统一式燃烧室是由凹形活塞顶与气缸盖底面所包围的单一内腔，几乎全部容积都在活塞顶上。

(2)分隔式燃烧室（结合图8-6讲解）分隔式燃烧室由两部分组成，一部分由活塞顶与气缸盖底面围成，称为主燃烧室；另一部分在气缸盖内，称为副燃烧室。

主、副燃烧室之间由一个或几个孔道相连通。

分隔式燃烧室的常见型式有涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室。

[小结] 本节讲解了柴油发动机的组成、燃烧过程和燃烧室的结构，希望大家能回去后认真复习。

[复习思考题] 请描述柴油机燃烧过程？喷油器的结构及工作原理柱塞式喷油泵泵油原理[导入] 上一次课，我们学习了柴油机的组成和工作原理，那从这一次课开始，我们就来深入各组成部件，认识各部件结构和工作原理，这次课，我们首先学习喷油器的结构和工作原理。

[主讲内容]一、喷油器的结构及工作原理喷油器的功用是把柴油雾化成细小的颗粒，并分布到燃烧室中。

对喷油器的要求是：①应具有一定的喷射压力和射程，以及合适的喷注锥角。

②在规定的停止喷油时刻应立即切断燃油的供给，不发生滴油现象。

常见的喷油器有孔式和轴针式两种型式。

1．孔式喷油器（图8—7是柴油机所用的双孔闭式喷油器。

）孔式喷油器主要用于具有直接喷射燃烧室的柴油机。

工作原理：装在喷油器体上部的调压弹簧7通过顶杆8使针阀紧压在针阀体的密封锥面上，将喷孔关闭。

由喷油泵输出的高压柴油从进油管接头17经过喷油器体9与针阀体13中的孔道进入针阀中部周围的环状空间。

油压作用在针阀的承压锥面上，造成一个向上的轴向推力，当此推力克服了调压弹簧的预紧力以及针阀与针阀体间的摩擦力后，针阀即上移而打开喷孔，高压柴油便从针阀体下端的两个喷油孔喷出。

当喷油泵停止供油时，由于油压迅速下降，针阀在调压弹簧作用下及时回位，将喷孔关闭。

喷射开始时的喷油压力取决于调压弹簧的预紧力，其预紧力用调压螺钉5调节。

在喷油器工作期间，有少量柴油渗入针阀体与针阀之间的间隙。

这部分柴油对针阀起润滑作用，并沿顶杆8周围的空隙上升，通过回油管螺栓1上的孔进入回油管，流回柴油箱(见图8—1)。

提问：若喷雾效果差，如何进行调整2．轴针式喷油器轴针式喷油器的工作原理与孔式的相同。

在构造上与孔式不同之处是：轴针式喷油器的针阀下端的密封锥面以下还延伸出一个轴针，其形状呈倒锥形(图8—9)或圆柱形。

轴针伸出喷孔外，使喷孔呈圆环状的狭缝。

喷油时喷注呈空心的锥状或柱形。

常见的轴针式喷油器只有一个喷孔。

由于喷孔直径较大，孔内有轴针上下运动，喷孔不易积炭，而且还能自行清除积炭。

二、柱塞式喷油泵泵油原理（结合图8-10讲解）图8—8 缝隙式滤芯构造及工作原理图8—9 轴针式喷油器针阀的工作状态1-针阀；2-针阀体当柱塞下移到图8-10a所示位置→燃油自低压油腔经油孔4和8吸入并充满泵腔。

当柱塞自下死点上移→到柱塞上部的圆柱面→两个油孔4和8完全封闭→柱塞继续上升→柱塞上部泵腔的燃油压力立即增高→克服出油阀弹簧7的弹力→出油阀开始上升。

柱塞继续上移到图8-10c所示位置→斜槽3同油孔8接通→泵腔内的燃油→流向低压油腔→泵腔内油压剧降→出油阀立即回位→喷油泵供油停止→柱塞继续上行至上死点但不再泵油。

[总结] 本次课讲解了喷油器的结构和工作原理以及柱塞式喷油泵泵油原理，大家需要将其弄清楚。

[复习思考题] 请描述喷油器的结构。

Ⅱ号喷油泵的结构及工作原理[导入] 上一次课，我们学习了喷油器的结构和工作原理以及柱塞式喷油泵泵油原理，先让我们回顾上一次课所讲的内容。

[主讲内容]1、安装位置喷油泵安装在发动机机体一侧，由柴油机曲轴通过齿轮驱动，齿轮轴和喷油泵的凸轮轴用联轴节连接，调速器装在喷油泵的后端。

2、组成（1）分泵（结合图8-11讲解）分泵是带有一副柱塞偶件的泵油机构，其数量与发动机的气缸数相等。

分泵由柱塞偶件7和8、柱塞弹簧18、弹簧下座19、出油阀偶件10、12、出油阀弹簧15、减容器14、出油阀压紧座13等主要零件组成。

出油阀偶件出油阀偶件位于柱塞套的上面，出油阀座与柱塞套的接触平面为密封面。

拧入出油阀压紧座13，通过高压密封垫圈11将出油阀座10与柱塞套压紧，同时使出油阀弹簧15把出油阀12压紧在出油阀座10上。

出油阀2的圆锥面是密封面，阀的尾部同阀座内孔作滑动配合，为出油阀的运动导向。

供油时油流通过阀尾的切槽4顶开出油阀。

出油阀中部的圆柱面3称为减压环带，其作用是在喷油泵供油停止后，迅速降低高压油管中的油压，使喷油器立即停止喷油。

、图8-12出油阀1-出油阀座;2-出油阀3-减压环带;4-切槽油量调节机构（结合图8-13讲解）油量调节机构的作用是根据发动机工况要求相应改变喷油泵的供油量，并保证各缸的供油量一致。

其工作原理是：通过转动柱塞，改变其与柱塞套的相对角位置，从而改变柱塞的有效行程来改变喷油泵的供油量。

工作原理：在柱塞4的下端压装着调节臂3，其端头插入固定在供油拉杆1上的调节叉2的凹槽内。

调节叉数与喷油泵的分泵数相同。

供油拉杆装在泵体的导向套管中，其轴向位置受驾驶员或调速器的控制。

移动供油拉杆，柱塞就相对柱塞套转动，从而调节供油量。

移动供油拉杆时，各分泵柱塞旋转角度相同，因此各缸供油量的变化相同。

图8—13 拨叉式油量调节机构1-供油拉杆；2-调节叉；3-调节臂；4-柱塞各缸供油量均匀性的调整，可通过改变调节叉在供油拉杆上的位置来实现。

提问：调整供油拉杆位置是同时调整油量还是单独调整油量。

传动机构传动机构由凸轮轴和滚轮传动部件组成。

凸轮轴的两端支承在圆锥滚子轴承上，前端装有联轴节，后端装有调速器。

泵体泵体分为上体和下体两部分，由铝合金或灰铸铁铸成。

分泵、油量调节机构及传动部分都装在泵体上。

上体上有纵向油道，即低压油腔。

在下体内加入柴油机机油，保证传动机构的润滑。

[总结] 本次课主要讲解了Ⅱ号喷油泵的结构及工作原理，大家回去后，重点复习其组成结构的特点。

[复习思考题] 出油阀偶件是如何工作的，若出油阀损坏能否单独更换。

喷油泵的速度特性及调速器的类型[导入] 回顾上一次课的内容。

[主讲内容]一、喷油泵的速度特性供油量随转速变化的关系称为喷油泵的速度特性。

喷油泵每次的供油量主要取决于供油拉杆的位置，其次还会受到发动机转速的影响当发动机转速升高→柱塞运动速度加快→柱塞套上油孔的节流作用增大，当柱塞上移→泵腔内油压增加→供油时刻略有提前。

柱塞上升到斜槽与回油孔相通时→供油停止时刻略微延后。

喷油泵的速度特性对工况多变的车用柴油机是非常不利的。

（1）在高速或大负荷时，喷油泵在速度特性的作用下，会自动将供油量加大，促使发动机转速进一步升高，转速和供油量如此相互作用的结果，而出现“飞车”现象。

（2）在怠速工况下工作(如短暂停车，起动暖机等)，由于喷油泵速度特性的作用，其供油量会自动减少，使发动机转速进一步降低。

如此循环作用，最后将使发动机熄火。

反之，当机内阻力稍有减小时，柴油机转速将不断升高。

二、调速器的类型汽车用柴油发动机的调速器按其功能可分为：两速调速器(只控制发动机的怠速和最高转速)、全速调速器(可控制发动机在怠速至最高转速之间的任一给定转速下稳定运转)和综合调速器(兼具两速和全速调速器的功能)。

调速器按其转速传感方式可分为：气动式调速器(利用膜片感知进气管真空度的变化，自动调节供油量实现调速)、机械离心式调速器(利用喷油泵凸轮轴的旋转，使飞块产生离心力，实现调速作用)和复合式调速器(同时采用气动作用和离心作用进行调速)。

1、两速调速器油泵凸轮轴带动飞块座11转动→飞块9铰接在飞块座上→滑动轴10可在飞块座孔中轴向移动。

工作原理：（结合图8-24）当曲轴转速超过发动机的怠速转速时，飞块离心力的轴向分力大于低速弹簧5的预紧力，滑动轴右移并通过调速杠杆8使供油拉杆1右移(减油)，发动机减速，直至转速降至怠速转速(400～500r／min)，顶块2的球头碰到滑套3时为止。

若转速低于怠速转速，则飞块离心力下降，低速弹簧通过顶块将滑动轴、调速杠杆和供油拉杆等向左推(加油)，使转速上升至怠速范围，从而保证发动机稳定的怠速工况。