柴油机的四种供油系统

柴油机的四种供油系统

1．直列泵系统

体积较大，每个气缸对应一个分泵，分泵与对应缸之间通过高压油管连接，喷油器利用柴油自身的压力被动喷油。该系统多采用机械离心式调速器，可靠性较好，但精度较差。驾驶员通过油门控制调速器弹簧的预紧力，飞锤离心块产生的离心力与弹簧力相互制约，保持动态平衡。弹簧力将油量控制机构向供油量增加的方向移动，供油量增加使柴油机加速，同时调速器飞锤离心块的离心力也增加，离心力使油量控制机构向减油的方向移动，制约转速的增加，油门位置与调速弹簧预紧力对应，弹簧预紧力与转速相对应，从而达到控制转速的目的。一旦调速器失灵或油量控制机构卡住、断开，极易造成柴油机“飞车”。加速时烟色较深，燃油利用率和尾气排放标准较低。喷油压力为17~19 MPa，不利于柴油充分地雾化燃烧。

2．分配泵系统

与直列式相同之处是，采用柱塞式喷油泵和机械离心式调速器，喷油器与喷油泵用油管连接，喷油器为被动式喷油；不同之处是分配泵减少了柱塞泵的数量(只有1个柱塞偶件)，通过分配转子按各缸工作顺序将高压柴油送至各缸的喷油器，高压油管在安装时必须按照分配转子的旋转方向和各缸的工作顺序连接。分配泵数量的减少使喷油泵本身体积减小，结构更紧凑，降低了成本。驱动转速的增加使喷油压力更高。分配泵驱动转速可以达到曲轴转速的3倍。在柱塞偶件密封程度不变的前提下，喷油泵驱动转速越高喷油压力越高，分配泵喷油压力可达60~80 MPa。高压喷射有利于柴油更充分地雾化燃烧，降低烟度。

3．PT供油系统

这是康明斯公司的专利。喷油器为主动式喷油，低压柴油在喷油器中通过摇臂压动喷油器的柱塞产生高压，喷油器也是一种柱塞泵，P和T分别指作用于喷油器油杯计量孔的压力和计量孔的开启时间。当加油门时，油路中的柴油流量增加，油路中的油压也随之增加。在计量孔开启时间不变的前提下，进入油杯中的柴油增多，使柴油机加速，同时喷油器喷油的频率增加，计量孔开启的时间缩短，限制了单次喷油量过多，其控制精度要高于直列泵系统。PT泵的调速器也是机械离心式的，其结构是柱塞在柱塞套内滑动，控制油路的宽窄，离心力推动柱塞向油路变窄的方向移动，减小压力和喷油量，限制转速的增加。弹簧推动柱塞向油路变宽的一侧移动，弹簧力与离心力相互制约，保持动态平衡。该系统的油门和停机电磁阀在油路中串联在调速器之前，所以不会出现“飞车”。其喷射压力可达70~100 MPa。PT供油系统在动力性、经济性以及环保方面都优于直列泵系统和分配泵系统。

4．电控系统

有电控调速器系统和电控喷油器系统两大类。电控调速器系统就是将直列泵、分配泵的机械离心式调速器改为电控调速器。这一类柴油机利用各种传感器

将柴油机运转时的转速、气压、油压等工况参数转化成电信号送给处理器，经程序处理后处理器将指令传送到执行机构进行控制，通过不断的反馈修正使柴油机的工况接近于理想状况。控制单元将转速传感器的反馈信号经程序处理后，将控制信号作用于电磁执行机构，利用电磁力控制加油或减油，泵体部分和机械离心式的完全一样。电控系统可以实现喷油率的智能控制。电控直列泵系统同时也加装了“飞车”保护装置。

电控喷油器系统又可分为电控泵喷嘴系统和电控共轨系统。

电控泵喷嘴系统是以PT供油系统为基础的一种改进型，利用喷油器上的电磁阀的开闭控制进入油杯的油量，去掉了调速器。泵油方式仍然是摇臂压动柱塞，与PT供油系统相同。电控共轨系统是在缸盖上安装了一个燃油轨，燃油轨是一个长管状密闭容器，各缸喷油器都安装在容器上，共同使用这一燃油轨，即所谓共轨。燃油泵通过单向阀向共轨内部不断泵入柴油产生高压，类似于制动系统的储气罐。压力传感器将共轨内压力值反馈给控制单元，并通过控制电磁阀的适当开启泄油以调节共轨内的压力。共轨内的压力就是喷油器的喷油压力，可达100~120 MPa。油压的产生方式与柱塞泵的完全不同。供油正时由喷油器电磁阀的开启时刻控制，喷油量由电磁阀的持续开启时间控制，所以该系统既不需要提前器也不需要调速器。该系统的正常工作要求其喷油器电磁阀必须能够准时快速可靠地开闭，并且能承受长期高频率开闭的工况。电控柴油机动力性较好、省油，加速时无烟色发黑的现象，但是电控装置的成本较高。