《汽车构造》第五章柴油机燃料供给系统

第5章柴油机燃料供给系统概述5.1柴油机混合气的形成、燃烧与燃烧室5.2喷油泵5.3主要内容喷油器5.4调速器5.5柴油机电控燃油喷射系统5.65.1概述5.1.1柴油机燃料供给系的功用及要求功用：柴油机燃料供给系的功用是贮存、滤清和输送柴油，并按柴油机各种不同工况的要求定量、定压喷入燃烧室，使其与空气迅速而良好地混合和燃烧，最后将废气排入大气。要求：（1）各缸的供油要准确、均匀和稳定。（2）在柴油机的4个工作循环的准确时刻开始将燃油喷入汽缸，且在一定时间内喷完。（3）保证柴油得到良好的雾化。（4）有合适的空气涡流。5.1.2柴油机燃料供给系的组成柴油机燃料供给系统由低压油路（柴油箱、输油泵、柴油滤清器及低压油管）、高压油路（喷油泵、高压油管、喷油器）和调节系统（离心式调速器、自动供油提前器）组成。5.2柴油机混合气的形成、燃烧与燃烧室5.2.1柴油机混合气的形成方式柴油机混合气的形成方式分为空间雾化混合方式油膜蒸发混合方式复合式混合方式5.2.2柴油机混合气的形成与燃烧1.备燃期：A-B2.速燃期：B-C3.缓燃期：C-DD点为温度最高点：2000-2500K4.后燃期：D-E5.2.3柴油机燃烧室直接喷射式燃烧室：又称统一式燃烧室。常见结构有型燃烧室、四角形燃烧室和球型燃烧室。分开式燃烧室：由主燃烧室和副燃烧室组成。常见型式有涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室。1.直接喷射式燃烧室1）ω形燃烧室优点：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，制造困难，喷孔易堵。螺旋进气道空气涡流运动型燃烧室2）四角形燃烧室1—螺旋进气道；2—喷油器；3—四角形燃烧室；S—涡流3）球形燃烧室优点：工作柔和，噪音小，又叫轻声发动机。缺点：起动困难，螺旋形进气道，结构复杂，制造困难。2.分开式燃烧室1）预燃室式燃烧室优点：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。2）涡流室式燃烧室优点：工作柔和，空气利用率较高。缺点：热损失大，经济性差，起动困难。5.3喷油泵喷油泵的功用是定时、定量地向喷油器输送高压燃油。5.3.1柱塞式喷油泵1.柱塞式喷油泵的结构柱塞式喷油泵由分泵、油量调节机构、驱动机构、泵体4部分组成，下面分别对各部分的结构进行分析。1）分泵分泵的结构1—出油阀座；2—切槽；3—减压带；4—出油阀；5—出油阀弹簧；6—出油阀压紧螺母；7—减容器；8—低压密封垫圈；9—上壳体（泵体）；10—高压密封垫圈；11—低压进油室；12—柱塞套筒定位螺钉；13—柱塞套筒；14—柱塞；15—柱塞回位弹簧；16—弹簧座；17—调节臂2）油量调节机构（1）拨叉式油量调节机构拨叉式油量调节机构1—供油拉杆；2—调节叉；3—调节臂；4—衬套（2）齿杆式油量调节机构齿杆式油量调节机构1—柱塞；2—传动套；3—齿扇；4—齿杆；5—柱塞套筒3）驱动机构驱动机构由喷油泵的凸轮轴和滚轮体等传动件组成。喷油泵的驱动机构（四冲程）1—曲轴的正时齿轮；2—配气机构的正时齿轮；3—喷油泵的正时齿轮；4—喷油泵凸轮轴；5—分泵；6—配气机构的轴；7—配气机构；8—曲轴（1）凸轮轴（2）滚轮体滚轮体的功用是变凸轮的旋转运动为自身的直线往复运动，推动柱塞上行供油。它分为调整垫块式和调整螺钉式两种形式。调整垫块式滚轮体的结构1—垫块；2—滚轮；3—衬套；4—滚轮轴；5—滚轮架调整螺钉式滚轮体结构1—滚轮轴；2—滚轮；3—滚轮架；4—锁紧螺母；5—调整螺钉2.柱塞式喷油泵的工作原理柱塞式喷油泵的工作原理示意图1—柱塞；2—柱塞套；3—斜槽；4—油孔；5—出油阀座；6—出油阀；7—出油阀弹簧5.3.2转子分配式喷油泵1.径向压缩式分配泵2.轴向压缩式分配泵1）轴向压缩式分配泵的结构2）轴向压缩式分配泵的工作过程分配柱塞向左移动，低压柴油经进油道、柱塞套上的进油孔被吸入柱塞腔和中心油孔内。（1）进油过程（2）泵油过程分配柱塞向右移动，在进油槽转过进油孔的同时，分配柱塞将进油孔封住，这时分配柱塞腔内的柴油开始增压。当分配柱塞右腔的柴油压力足够高时，分配柱塞正好右移到将燃油分配孔与某缸进油道相通。于是，高压柴油从分配柱塞腔经中心油孔、燃油分配孔、出油孔进入分配油道，顶开该缸的出油阀喷入该缸燃烧室。（3）停油过程分配柱塞右移至最右端时，分配塞柱塞上的泄油孔移出油量调节套筒并与喷油泵体内腔相通，分配柱塞右腔、中心油孔和分配油道的油压下降，于是高压柴油从分配柱塞腔经中心油孔和泄油孔流进喷油泵体内腔，停止供油。5.4喷油器功用：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。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。分类：开式喷油器和闭式喷油器闭式喷油器分为：孔式喷油器和轴针式喷油器5.4.1孔式喷油器结构：针阀针阀体针阀偶件顶杆调压弹簧回油管接头5.4.2轴针式喷油器轴针式喷油器的结构1—针阀体；2—喷油器体；3—顶杆；4—调压弹簧；5—回油管螺栓；6—调压螺钉护帽；7—调压螺钉；8—垫圈；9—滤芯；10—进油管接头；11—紧固螺套；12—针阀5.5调速器柴油机中常用的调速器按其功用可分为两速式调速器（又称为两极式调速器）全速式调速器（又称为全制式、全程式调速器）5.5.1两速式调速器1.组成2.工作原理1）起动工况及怠速的控制起动工况及怠速的控制1—起动弹簧；2—浮动杠杆；3—调速弹簧；4—飞块；5—滑套；6—怠速弹簧；7—支承杠杆；8—张力杠杆；9—导动杠杆；10—控制杠杆；11—油量调节齿条2）正常工作工况正常工作工况1—张力杠杆；2—控制杠杆；3—偏心轴；4—支承杠杆；5—怠速弹簧；6—滑套；7—飞块；8—调速弹簧；3）最高转速的控制最高转速的控制1—张力杠杆；2—滑套；3—飞块；4—调速弹簧；5—油量调节齿条1.组成5.5.2全速式调速器2.工作原理1）起动工况l—飞块；2—滑套；3—起动杠杆；4—油量控制滑套；5—柱塞；6—起动簧片；7—张力杠杆；8—起动怠速弹簧；9—部分负荷弹簧；10—调速弹簧；11—怠速弹簧；h—起动时柱塞的有效行程2）怠速工况l—飞块；2—滑套；3—起动杠杆；6—起动簧片；7—张力杠杆；8—起动怠速弹簧3）全负荷最高转速工况l—飞块；3—起动杠杆；4—柱塞；7—张力杠杆；9—部分负荷弹簧；10—调速弹簧；5.6柴油机电控燃油喷射系统5.6.1柴油机电控燃油喷射系统的组成及控制原理柴油机电控燃油喷射系统主要由传感器、ECU和执行器3部分组成。柴油机电控燃油喷射系统控制原理图5.6.2柴油机电控燃油喷射系统的类型柴油机电控燃油喷射系统主要分为电控直列泵式电控分配泵式共轨式1.电控分配泵式喷射系统日本电装公司ECD-V1电控分配泵喷射系统原理图2.电控直列泵式喷射系统PPVI系统的结构1—增量式凸轮轴角度编码器；2—凸轮；3—简化式喷油泵；4—低压系统；5—油管；6—旁通溢流阀；7—高速电磁铁；8—喷油器；9—电子控制单元；10—功率开关电路3.共轨式电控喷射系统所谓共轨式（公共轨道式）电控喷射系统，是指该系统中有一条公共油管，用高压（或中压）输油泵向共轨（公共油道）中泵油，用电磁阀进行压力调节并由压力传感器反馈控制。卡特公司HEUI系统原理图共轨式电控喷射系统