柴油机燃料供给系

第五章柴油机燃料供给系统学习目标●掌握柴油机燃油供给系组成及工作原理●理解喷油泵的工作过程●学会柴油机燃油供给系的修理方法●掌握噴油泵和调速器的调试方法●理解电控柴油机的基本工作原理第一节概述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。一、功用二、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。燃油滤清器低压油管高压油管喷油泵喷油器回油管燃油箱输油泵油水分离器调速器限压阀喷油提前器发火性——指柴油的自燃能力；16烷值越高，发火性越好。蒸发性——指柴油的汽化能力；其指标由柴油的蒸馏实验来确定。粘度——决定柴油的流动性；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。三、柴油1、使用性能指标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号等第二节可燃混合气的形成与燃烧室一、可燃混合气的形成与燃烧高温压缩空气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。雾状柴油燃烧喷射物理化学变化持续喷射雾状柴油喷射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（气缸内）。（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。（3）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入。可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期（1）备燃期Ⅰ从喷油开始→开始着火燃烧为止（2）速燃期Ⅱ从燃烧开始→气缸内出现时为止（3）缓燃期Ⅲ从出现→出现为止（4）后燃期Ⅳ缓燃期以后的燃烧二、燃烧室分类：统一式燃烧室ω型球型涡流室燃烧室预燃式燃烧室分隔式燃烧室{{第三节柴油滤清器一、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限压阀出油口盖进油口壳体滤芯中心杆放油螺塞三、柴油滤清器结构四、两级柴油滤清器第一级粗滤器（纸质滤芯）第二级细滤器（航空毛毡及纺绸滤芯）第四节输油泵一、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：机械泵总成手油泵总成手柄手油泵活塞手油泵体进油阀出油阀出油管接头进油管接头滚轮挺杆弹簧推杆活塞泵体活塞弹簧螺塞（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。（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。四、活塞式输油泵工作原理（4）手油泵工作手柄喷油泵凸轮轴偏心轮手油泵进油阀进油口出油口出油阀推杆挺杆滚轮泵体活塞活塞弹簧AB用手油泵上下运动来泵油清除燃油系统内的空气（3）输油量的自动调节输油泵供油量大于喷油泵需要量时，上泵腔油压增高，与活塞弹簧弹力相平衡时，活塞便停止泵油。输油泵工作情况示意图第五节喷油泵一、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）输油泵调速器三、A型喷油泵泵体分泵驱动轴泵体部分分泵油量调节机构传动机构组成：（一）泵体部分形式：整体式、可分开式。A型喷油泵的构造柱塞偶件驱动机构出油阀偶件油量调节机构分泵：每个气缸所对应的一套柱塞副、出油阀副等零件组成的高压泵油机构。分泵组成：高压油管接头、减容体、出油阀弹簧、出油阀副、柱塞副、柱塞弹簧及座、挺杆。（二）分泵的构造（以柱塞式喷油泵为例）直槽45°斜槽径向油孔精密配合偶件：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。（1）结构柱塞—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1.柱塞偶件柱塞上行a.从下止点到柱塞头部封闭径向油孔之前。b.从柱塞头部封闭径向油孔到柱塞斜槽露出径向孔之前。c.从柱塞斜槽露出径向油孔到柱塞上行至上止点。abc（2）工作原理a.从上止点到柱塞斜槽封闭径向油孔之前。c.从柱塞头部露出径向油孔到运行下止点。b.从柱塞斜槽封闭径向孔到柱塞头部露出径向油孔之前。acb柱塞下行调节供油量方法：转动柱塞——改变hg——改变循环供油量Δg。停油：直槽对准油孔。hg（3）油量调节供油有效行程：柱塞顶面封闭柱塞套径向油孔至柱塞斜槽露出径向油孔前柱塞上移的行程，用hg表示。hg决定了喷油泵每循环供油量（Δg）。减容体出油阀弹簧出油阀出油阀座作用：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2.出油阀偶件出油阀上升：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.减容器：出油阀工况：作用：减小高压腔的容积，限制出油阀升程。（四）传动机构——驱动柱塞往复运动滚轮传动部件：滚轮、长槽、（垫块）凸轮轴(按作功顺序排列凸轮)滚轮式挺杆凸轮轴改变挺杆高度，可以改变供油提前角。hh传动机构由凸轮轴和滚轮体总成组成。喷油泵凸轮轴是曲轴通过齿轮驱动的，曲轴转两圈，各缸喷油一次，凸轮轴只需转一圈就喷油一次，二者速比为2﹕1。滚轮调整螺钉滚轮架第六节转子分配式喷油泵一、径向压缩式分配泵（略讲）滑片式二级输油泵；高压泵油量控制阀供油提前角自动调节机构1、组成：2、工作过程：进油、泵油和配油三个过程。3、优缺点：零件数目少，结构紧凑，通用性高，防污性好等优点；由于对分配转子和分配套筒、柱塞和柱塞孔的配合精度要求较高，滚柱座结构复杂及内凸轮加工不便等缺点。所以近年来已很少应用。二、轴向压缩式分配泵（VE泵）1、结构：驱动机构；第二级滑片式输油泵；高压泵头；供油提前角自动调节机构；调速器。高压泵头第二级滑片式输油泵供油提前角自动调节液压缸最大供油量调节螺钉四缸柴油机用VE泵实物图六缸柴油机用VE泵实物图喷油器燃油箱一级膜片式输油泵油水分离器燃油滤清器回油管A向A向平面凸轮盘、滚轮架及滚轮使分配柱塞既转动又轴向移动，滚轮架固定不动；四缸发动机，分配柱塞转一周，往复运动四次。2、工作原理（1）供油过程当平面凸轮盘的凹下部分转至与滚轮接触时，柱塞弹簧将分配柱塞向左推移，柱塞腔容积增大。进油槽与柱塞套上的进油孔相通，柴油经油道流入柱塞右端腔室和中心油道内。（2）泵油过程平面凸轮盘凸起部分与滚轮接触时，分配柱塞边转边右移。进油孔关闭，柱塞腔内燃油压力升高，柱塞上分配孔与柱塞套上的出油孔之一相通，高压柴油即经中心油道、分配孔、出油阀流向喷油器，喷入燃烧室。（3）停油过程柱塞在平面凸轮的推动下继续右移，左端的泄油孔移出油量调节套筒与分配泵内腔相通时，柱塞腔内的高压油立即经泄油孔流入泵体内腔中，柴油压力立即下降，供油停止。（4）泵油提前角自动调节过程①稳定运转时活塞左右端力相等，处于平衡位置。②转速升高时二级滑片式输油泵出口压力增大，活塞右端压力增大，活塞左移，带动滚轮架转动一定角度，供油提前。③转速降低时与前述相反（5）发动机停机起动开关旋至OFF位置，电磁式断油器电路断开，阀门在回位弹簧的作用下关闭，切断油路，发动机停机。电磁式断油器调速器是根据发动机负荷变化而自动调节供油量，从而保证发动机的转速稳定在很小的范围内变化。二、喷油泵的速度特性：当油量调节拉杆位置一定时，供油量随转速升高而增加，随转速下降而减少。转速↑节流作用大渗漏油量少始点提前终点落后供油量↑转速↓节流作用小渗漏油量多始点落后终点提前供油量↓一、功用第七节调试器1、按功能分有两速调速器、全速调速器、定速调速器和综合调速器。2、按转速传感分有气动式调速器、机械离心式调速器和复合式调速器。三、分类：四、两速调速器1、作用：自动稳定和限制柴油机最低与最高转速，而在所有中间转速范围内则由驾驶员控制。影响：转速不稳高速易飞车怠速易熄火2、结构油量调节拉杆外弹簧座飞锤凸轮轴高速弹簧内座高速弹簧怠速弹簧活动杠杆调速杠杆滑动轴操纵臂冒烟限制器RQ型两极调速器怠速时，飞锤在凸轮轴后端轴和高速弹簧座之间移动，高速弹簧不起作用。怠速转速升高，飞锤外张，油量调节拉杆后移，减油。怠速转速降低，飞锤收拢，油量调节拉杆前移，加油。怠速起动全负荷中等转速断油3、工作原理（1）稳定怠速：RQ型两极调速器全负荷位置当转速超过最高额定转速时，飞锤继续外张，同时压缩高速弹簧和怠速弹簧，油量调节拉杆向减油的方向移动，使转速降低。（2）限制超速：RQ型两极调速器全负荷位置飞锤与高速弹簧内座相抵，不能将高速弹簧压缩，调速器不起作用。（3）工作转速：1、结构全负荷油量调节螺钉分配柱塞柱塞套调速杠杆调速弹簧飞锤油量调节套筒高速螺钉调速套筒调速齿轮导杆张力杠杆起动杠杆停车手柄怠速螺钉VE泵调速器结构五、全速调速器1.起动起动开始，飞锤收拢，油门踏板踩到底，调速杠杆抵高速螺钉，调速弹簧拉伸，起动弹簧使起动杠杆上端和调速套筒左移到极限位置，并在张力杠杆凸起销和起动杠杆之间出现间隙A，油量调节套筒左移至最大供油量位置。2、工作原理VE泵调速器起动工况2.怠速调速杠杆抵怠速限位螺钉，调速弹簧无张力，起动弹簧被压缩，飞锤离心力与怠速弹簧弹力相互作用。怠速转速升高，张力杠杆上端压缩怠速弹簧右移，油量调节套筒左移，供油量减少，反之，相应零件运动方向相反。VE泵调速器怠速工况3.中速和高速调速杠杆抵高速限位螺钉，转速升高，飞锤离心力增大，调速套筒右移，同时推动起动、张力杠杆顺时针摆动，油量调节套筒左移，供油量减少，转速不再升高。反之亦然。VE泵调速器中高速工况4.超速在调速杠杆处于高速位置时，如果负荷突然减小，则转速迅速升高，此时飞锤离心力迅速增大，调速套筒右移，推动起动和张力杠杆以N点为轴顺时针转动，油量调节套筒左移，供油量减少。从而防止柴油机飞车。VE泵调速器超速工况第八节喷油提前角调节装置一、喷油提前角的概念：指喷油器开始喷油至活塞到达上止点之间的曲轴转角。二、喷油器提前角调节的原因：喷油器提前角过大：喷油时气缸内空气温度较低，混合气形成条件差，备燃期长，工作粗暴。喷油器提前角过小：大部分柴油在上止点以后，活塞处于下行状态时燃烧的，使最高工作压力降低，热效率显著下降，发动机功率下降，排气冒白烟。三、最佳喷油器提前角：指在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。四、联轴器（连接器）1、功用：用于连接喷油泵凸轮轴与其驱动轴。2、结构：主动凸缘盘主动传动盘从动传动圆盘五、供油提前角自动调节器1、功用：随发动机转速的变化自动改变供油提前角。2、结构：调节器壳体飞块从动盘3、工作原理静止状态提前状态飞块滚轮从动盘第九节喷油器一、功用与型式1、功用：将喷油泵供给的高压柴油，以一定的压力，呈雾状喷入燃烧室。2、型式：目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式和轴针式两种。3、要求：①雾化均匀；②喷射干脆利落；③无后滴现象；④油束形状与方向，适应燃烧室。二、孔式喷油器1、应用：直接喷射燃烧室，孔数1～8个，孔径0.2～0.8mm。2、特点：（1）喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应，以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁上。（2）喷射压力较高。（3）喷油头细长，喷孔小，加工精度高。三、轴针式喷油器特点：（1）不喷油时针阀关闭喷孔，使高压油腔与燃烧室隔开，燃烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞。（2）喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞。（3）针阀在油压达到一定压力时开启，供油停止时，又在弹簧作用下立即关