第5章-柴油机燃油供给系

工作原理： （油压） 承压锥面 密封锥面
注意两点：
针阀与针阀体之间的配合间隙应恰 当（0.002~0.003mm）（过大，则漏油 使油压下降；过小则不能自由滑动）
喷油器进油管接头处 防止细小杂物阻塞喷孔
（2） 轴针式喷油器
用于对喷雾要求不
高的分隔式燃烧室
工作原理与孔式的 高
相同，只是结构不同。 压
轴针伸出喷孔外，
油 腔
使喷孔称为圆环状的
狭缝，喷柱呈空心的
柱形或锥形。
★喷油的多少由轴
针的升程和形状决定。
承压锥面
轴针
密封锥面
特点：
1.在针阀密封锥面以下有一段轴针，穿过阀 体上的喷孔稍突出阀体之外，使喷孔成圆 环形，喷出空心油柱；
2.只有一个喷孔，喷孔孔径大（1~3mm）， 易加工；
3.喷油特性好，喷油量前后期少，中期多
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
出油阀锥面 （轴向密封锥面）
减压环带 （径向密封锥面）
出油阀座
尾端铣有四个直槽， 作为出油通道
出油阀工况：
出油阀上升：减压环离座孔前，油管内 减容增压，减压环离座孔，达喷油压 力，迅速喷油。
出油阀下落：减压环入座孔，切断油 路，防止燃油倒流，保证下次供油迅 速。减压环落座，管内增容减压，停 油干脆，防止二次喷射和滴漏现象。
3. 喷油泵（高压油泵）
一、功用： （柴油机的心脏）
根据发动机的运行工况和气缸工作顺序， 以一定规律定压、定时、定量的向喷油器输 送高压燃油。
二、要求：
1）各缸供油量相等
2）各缸供油提前角相等，持续角一致 3）供油次序与发火顺序一致 4）能迅速停止供油，防止发生滴漏现象。
喷油泵类型
按作用原理不同分： 柱塞式喷油泵：性能好，工作可靠，目前应用最
多。 喷油泵—喷油器：将喷油泵与喷油器合为一体，
装在发动机气缸盖上，要另加驱动机构。 转子分配式喷油泵：只有一对柱塞副，依靠转子
转动实现燃油增压与分配。体积小，多用于电控 柴油喷射系统中。
柱塞式喷油泵
每个气缸各设一套泵油机构，多个泵油机 构装在同一个泵体上。
主要由泵体、分泵、供油量调节机构和传 动机构等四部分组成。
第5章 柴油机燃料供给系
5.1 概述 5.2 柴油机燃料供给系统的构造与维修 5.3 电控柴油机燃料供给系统简介
5.1.1 柴油机供给系的组成
回油管 高压油管
燃油滤清器
喷油器
燃油箱
限压阀 调速器
油水分离器
输油泵
低压油管 喷油泵
喷油提前器
输油泵的供油量
比喷油泵供油量 大得多——过量 柴油回到输油泵 低压回路
VE
VE泵的优点
结构简单，精密零件数目少，体积小，结构轻
零件通用性高，有利于产品系列化
能保证各缸供油均匀和供油时间一致，单缸供油 量和供油提前角不需要调整
柱塞行程小，喷油压力高，喷油时间短，有利于 提高转速
靠内部燃油润滑和冷却，整体密封，减少了外界 水分和杂质的进入
调速器
燃油滤清器
二级滑 片式输
柱塞行程
柱塞行程：凸轮驱动柱塞所走过的上下止点间的 行程
柱塞有效行程：柱塞封闭油孔之后到柱塞斜槽与 油孔开始接通之前所对应的柱塞行程。（实际泵 油的行程）
有效行程决定了喷油量多少
思考：供油量能不能 改变？怎样改变？怎 样适应发动机实际工
况需求？
（三）油量调节机构
根据柴油机转速和负荷的变化，转动分泵柱塞来改变 喷油泵的供油量，并保证各缸的供油量一致。 种类：拨叉式、齿杆式。 拨叉式组成：油量调节拉杆、 拨叉、调节臂。
发动机起动性好，作功效率高。 多采用孔式喷油器。 根据喷油器的安装形式可选用形活塞 和锥形活塞。
优点：
ω型燃烧室
形状简单，结构紧凑，燃烧 室与水套接触面积小，散热少， 可减少热损失，热效率高，经 济性较好。
缺点：
工作粗暴，喷射压力高17～ 22MPa，制造困难，喷孔易堵。
2 分隔式燃烧室
分为两个部分，主燃烧室位于活塞顶与气缸
端面凸轮旋转
一圈，柱塞就 完成4 次完整 的往复运动。
端面凸轮
联轴节
凸轮板
柱塞
溢流环
每1/4圈喷射一
次燃油进入气
缸和柱塞完成
一次往复运动（相对于4缸驱动轴柱塞弹簧
发动机而言）。
滚子
吸油孔 分配通道 分配头
喷油嘴 出油阀
高压泵
作用：实现
进油、压油 和配油
柱塞止推座
油量控制套 （溢流环）
柱塞
分配头
滚轮体----变凸轮的旋转运动 为自身的直线往复运动。
2.作用： 推动柱塞往复运动，完成进
油、压油、回油过程，并保证供 油正时。
凸轮
挺柱
注意：
1.各凸轮轴的夹角与配套柴油机的气缸 数有关，并与气缸工作顺序相适应。
2.凸轮轴一般由曲轴定时齿轮驱动，四 冲程柴油机喷油泵凸轮轴的转速是曲 轴转速的一半，以实现在凸轮轴一转 之内向各气缸供油一次。
当出油阀上的 圆柱形环带离 开出油阀座时， 高压燃油便通 过高压油管流 向喷油器。
回油：
当柱塞上升到斜槽与进 油孔相通时，泵腔内的 燃油便经柱塞中央的孔 道、斜槽和进油孔流向 低压油腔，此时泵腔内 油压急剧下降，出油阀 在弹簧的作用下立即回 位，喷油泵停止供油。 柱塞仍继续上行到上止 点，但不再供油。
燃油箱
力下进入泵体。
输油泵*
喷油嘴
凸轮板
柱塞 出油阀
正时器*
柱塞在向左移动时，
从泵体中将燃油吸
入压力室，并且燃
油在柱塞向右移动
调节阀
时被压缩并分配到 各个出油阀。燃油 通过出油阀后，再
水沉淀器及燃油滤清器
燃油切断 电磁阀
压力室
通过高压油管进入
喷油嘴，并被喷入
气缸。
喷油泵的内部是靠 燃油来润滑和冷却 的。一部分燃油从
安装位置：气缸盖 分类：
孔式喷油器和轴针式喷油器
补充
要求：
1）有一定的喷射压力和射程。 2）合适的喷注锥角，良好的雾化质量。 3）喷油终了迅速停油，无滴漏现象。
（1） 孔式喷油器
结构：
喷油器体
针阀-针阀体偶件 调压弹簧 应用：
直接喷射到燃烧室， 孔数1～8个，孔径 0.2～0.8mm，喷油压 力12~25MPa，喷出燃 油成一定锥角
现很少采用。
二、涡流室式燃烧室
优点： 工作柔和，空气利用 率较高，喷射压力也 较低12～14 MPa。
缺点： 热损失大，经济性差，
起动困难。
5.2 柴油机燃料供给系统的构造 喷油器
一、功用与分类
功用：将喷油泵供给的高压柴油雾化成较细的颗 粒，喷射到燃烧室特定的部位，与空气混合形 成良好的可燃混合气。
应具有良好的雾化质量，以保证混合气的形成和 燃烧过程
断油应迅速，避免二次喷射或滴油现象产生 工作要可靠，使用保养及调节要方便
柴油机燃烧室
按照结构形式，可分为三大类：
直喷式燃烧室（也称统一式燃烧室） 预燃室式燃烧室 （也称分隔式燃烧室） 涡流室式燃烧室
1 直喷式燃烧室
燃烧室呈浅盆形，喷油器的喷嘴直接 深入燃烧室。
外侧装有弹簧， 使柱塞下端与 挺柱接触，挺 柱的滚轮与下 凸轮接触
泵油原理
分为进油、压油和回油 三个过程
进油：
凸轮转过最高位置，柱 塞下移，当柱塞上端面 下移到低于进油孔时， 泵腔内充满燃油，持续 到柱塞运动到下止点。
出油阀
压油：
柱塞上移，部分燃油 被挤回低压油箱，当 柱塞由下止点向上运 动时，关闭进油孔之 后，柱塞继续上移， 泵腔内油压迅速升高， 足以克服出油阀弹簧 力时，出油阀开始上 升出油。
3.凸轮板的板面
有与气缸相同数 量的端面凸轮。
端面凸轮
柱塞
(4 缸发动机有4 个端面凸轮。)
凸轮板依靠固定
联轴节
凸轮板 溢流环
的滚子推动柱塞
向内或向外旋转。
吸油孔 分配通道
分配头
柱塞随着端面凸
轮的运动而运动， 并且柱塞的往复 驱动轴
运动与端面凸轮
滚子
的旋转同步。
柱塞弹簧 柱塞弹簧
出油阀
喷油嘴
联轴器从动盘
（1）泵油机构：
压
两组偶件：
柱塞偶件：柱塞和柱塞套
出油阀偶件：出油阀和出
油阀座
弹簧
柱塞运动方式： 凸轮带动上下运动 绕自身轴线转动
柱塞式喷油泵
柱塞头部圆柱表 面铣有螺旋槽， 槽与柱塞上方泵 腔相通
柱塞套 进油孔
柱塞
螺旋槽
柱塞偶件
进油孔
回油孔
2. 出油阀偶件
作用：喷油结束后使高压油管卸 载。防止燃油倒流，保证供油迅 速，停油干脆。
齿杆式组成： 油量调节齿杆、 调节齿圈、 旋转衬套、 凸块。
拨叉式油量调节机构
齿杆式油量调节机构
调节齿圈
调节齿杆 控制套筒
总结：
齿杆式油量调节机构工作可靠、 传动平稳，但制造成本较高。
传动机构：
1.组成： 喷油器的凸轮轴----传送推力
使柱塞运动，产生高压油，并保 证各分泵按柴油机的工作顺序和 一定的规律供油；
有机件正常工作； 按照柴油机的工作顺序和规定的喷油提前角，将
一定数量的柴油，以一定的压力喷入柴油机各个 气缸内 按一定的喷油规律和喷雾质量喷入燃烧室，以保 证可燃混合气的形成
对柴油机燃料供给系的要求
能按照柴油机的工作状态需要，将一定量的柴油 喷入气缸内
应保持正确的喷油正时，根据需要调节供油提前 角
4.工作时，轴针在喷孔内往复运动，清除积 碳，喷孔不易堵塞，工作可靠。
喷油器工作原理
喷油器工作时，喷油泵输出 的高压柴油从进油管接头经 过喷油器体与针阀体中的油 孔道进入针阀中部周围的环 状空间—高压油腔。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，针阀上移打开喷 孔，高压柴油从针阀体下端 的喷油孔喷油，喷油泵停止 供油时，油压下降，针阀在 弹簧力的作用下回位，停止 供油。
油泵
回油管 喷油器
油水分离器 燃油箱
一级膜片式输油泵
供油提前角调 节器
分配泵 柱塞
工作概述
打开点火开关使
燃油切断电磁阀
调节阀
通电开启，这样 水沉淀器及燃油滤清器
泵体和柱塞之间
的燃油通道畅通。
燃油切断 电磁阀
压力室
当输油泵旋转时，
燃油从燃油箱中
被抽吸上来，通
过油水分离器及
燃油滤清器在由
调节阀调定的压
燃油箱
输油泵*
喷油嘴
凸轮板
柱塞 出油阀
正时器*
溢流螺丝回到燃油
箱，来控制泵体燃
油温度的上升。
进油后的油路
作用：
把由膜片式输油 泵吸出的柴油增 压后送入分配泵 内，使柴油在泵 体内循环，并起 润滑和冷却作用。
驱动轴
转子与驱动轴 连接
滑片装在槽内，
转动后存在离
心力
驱动轴
利用容积变化 吸油和压油
低压油路：
柴油箱——输油
燃油 箱
泵入口
（0.15~0.3MPa）
高压油路：
喷油泵——喷油器 （>10MPa）
供油管路
喷油 器
回油 管
高压油 管
限压阀 调速器
油水分离 器
燃油滤清 器
低压油管
喷油泵
输油泵
喷油提前 器
柴油机燃料供给系的功用
向柴油机提供工作过程所需的燃料； 滤除燃油内的机械杂质、尘土和水分，以保持所
底面之间，而副燃烧室位于缸盖上。
主副燃烧室通过通道相通，喷油嘴位于副燃 烧室内。
分隔式燃烧室有预燃室式燃烧室和涡流 室式燃烧室两种。
多采用轴针式喷油器。
一、预燃室式燃烧室
盖上有预燃室，预燃室与主燃室有通道， 活塞为平顶。
优点： 对喷油的雾化质量要求不高，
运转平稳，燃烧噪音小。 缺点：
流动损失和散热损失大，经济 性较差，起动性也较差，为保证冷 起动，多装有电热塞。
喷油器的检修
针阀偶件磨损 喷嘴表面积碳 喷孔堵塞 针阀卡死阀体 喷油器弹簧失效 喷油器体破裂
性能检查 喷油压力检查（弹簧调整） 喷雾检查：细小均匀油雾，没有线条或油束 干脆程度：无滴漏（2MPa） 声音：清脆 喷雾锥角与油迹直径
密封性检查：针阀座面（压力0.5~1MPa保持10min） 针阀和阀体（记录油压从15MPa降到 10MPa的时间）
泵体：
是喷油泵的基础零件，泵油机构、油量 调节机构和驱动机构等都安装在喷油泵体上， 它还在工作承受较大的作用力。 要求：
应有足够的强度、刚度和良好的密封性。 分类：
组合式、整体式
5.2.2 转子分配式喷油泵
油门手柄
导线
传动轴
进油口
怠速螺钉
四缸柴油机用VE泵实物图
图六 缸 柴 油 机 用 泵 实 物
出油阀 传动齿轮 滚轮座 滚轮 平面凸轮 柱塞弹簧
柱塞及高压泵油路
柱塞轴向有：
若干进油槽（等于气缸数目）
一个中心油道
柱塞
一个配油槽
分配通道
泄油槽
一个泄油孔
柱塞
配油槽与中 中心
心油道想通 油道
分配孔
进油道
吸油孔 吸油槽
调压阀调节油 压
转子 叶片 驱动轴
来自燃油滤清器 调节阀 至泵体内 压力室
来自正时器
1.输油泵、凸 轮板和柱塞是 由驱动轴驱动 并且以发动机 一半的转速旋 转。
2.两个柱塞弹 簧将柱塞及凸 轮板顶在滚子 上。
端面凸轮
联轴节
凸轮板
柱塞
溢流环
吸油孔 分配通道
分配头
驱动轴
柱塞弹簧
喷油嘴
滚子
出油阀 柱塞弹簧