《汽車發(fā)動機》第九章 柴油機燃油供給系統(tǒng)

2024/7/22第九章柴油機燃料供給系調速器

噴油提前角調節(jié)裝置噴油器PT燃油供給系統(tǒng)廢氣渦輪增壓器柴油機電子控制燃油噴射系統(tǒng)概述

可燃混合氣的形成與燃燒室

柴油濾清器輸油泵噴油泵轉子分配式噴油泵2024/7/22§9.1 概述

柴油機供給系同樣要完成柴油供給和空氣供給以及可燃混合氣的形成、燃燒和廢氣的排出任務。一、功用二、組成燃油供給裝置：柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器等?？諝夤┙o裝置：空氣濾清器、進氣管道。混合氣形成裝置：燃燒室。廢氣排出裝置：排氣管道、消音器。

2024/7/22燃油濾清器低壓油管高壓油管噴油泵噴油器回油管燃油箱輸油泵油水分離器調速器限壓閥噴油提前器2024/7/22發(fā)火性——指柴油的自燃能力；16烷值越高，發(fā)火性越好。蒸發(fā)性——指柴油的汽化能力；其指標由柴油的蒸餾實驗來確定。粘度——決定柴油的流動性；粘度越小，流動性越好。凝點——指柴油冷卻到開始失去流動性的溫度。三、柴油1、使用性能指標2、分類按其所含重餾分的多少分為重柴油和輕柴油。3、牌號根據凝點編定。如10號、0號、-10號、-20號等2024/7/22§9.2可燃混合氣的形成與燃燒室一、可燃混合氣的形成與燃燒

高溫壓縮空氣

柴油機可燃混合氣的形成和燃燒都是直接在燃燒室內進行的。霧狀柴油燃燒噴射物理化學變化持續(xù)噴射霧狀柴油噴射可燃混合氣形成方法有：空間霧化和油膜蒸發(fā)。2024/7/22柴油燃燒的主要特點是：

（1）燃料的混合和燃燒是在氣缸內進行的。（2）混合與燃燒的時間很短0.0017～0.004秒（氣缸內）。（4）可燃混合氣的形成和燃燒過程是同時、連續(xù)重疊進行的，即邊噴射，邊混合，邊燃燒。

（3）柴油粘度大，不易揮發(fā)，必須以霧狀噴入。2024/7/22可燃混合氣的形成與燃燒大體分四個時期（1）備燃期Ⅰ從噴油開始→開始著火燃燒為止（2）速燃期

Ⅱ從燃燒開始→氣缸內出現(xiàn)時為止（3）緩燃期

Ⅲ從出現(xiàn)→出現(xiàn)為止（4）后燃期

Ⅳ緩燃期以后的燃燒2024/7/22二、燃燒室分類：統(tǒng)一式燃燒室ω型

球型渦流室燃燒室預燃式燃燒室分隔式燃燒室{{2024/7/22§9.3柴油濾清器一、作用：

除去柴油中的塵土、水分或其他機械雜質和溫度變化及空氣的接觸過程從柴油中析出少量的石蠟，以降低對精密偶件的磨損，從而提高功率，降低油耗。

二、分類

柴油粗濾器

柴油細濾器

2024/7/22限壓閥出油口蓋進油口殼體濾芯中心桿放油螺塞三、柴油濾清器結構2024/7/22四、兩級柴油濾清器

第一級粗濾器（紙質濾芯）第二級細濾器（航空毛氈及紡綢濾芯）2024/7/22§9.4輸油泵

一、作用：

保證低壓油路中柴油的正常流動，克服柴油濾清器和管路中的阻力，并以一定的壓力向噴油泵輸送足夠量的柴油。

輸油量約為柴油機全負荷最大耗油量的3～4倍。

二、結構型式：

活塞式、轉子式、滑片式、齒輪式等

三、活塞式輸油泵的組成：

2024/7/22機械泵總成手油泵總成2024/7/22手柄手油泵活塞手油泵體進油閥出油閥出油管接頭進油管接頭滾輪挺桿彈簧推桿活塞泵體活塞彈簧螺塞2024/7/22（1）吸油和壓油行程

偏心輪轉過，活塞上行，下腔容積增大，產生真空，進油閥開啟，柴油經進油口進入下泵腔。同時，上泵腔容積縮小，壓力增大，出油閥關閉，上泵腔中的柴油經出油口壓出。

（2）準備壓油行程

偏心輪推動滾輪、挺桿和活塞向下運動，下泵腔油壓增高，進油閥關閉，出油閥開啟，柴油從下腔流入上腔。四、活塞式輸油泵工作原理2024/7/22（4）手油泵工作手柄噴油泵凸輪軸偏心輪手油泵進油閥進油口出油口出油閥推桿挺桿滾輪泵體活塞活塞彈簧AB用手油泵上下運動來泵油清除燃油系統(tǒng)內的空氣（3）輸油量的自動調節(jié)

輸油泵供油量大于噴油泵需要量時，上泵腔油壓增高，與活塞彈簧彈力相平衡時，活塞便停止泵油。2024/7/22輸油泵工作情況示意圖2024/7/22§9.5噴油泵一、功用：

按照發(fā)動機的工作順序，負荷大小，定時、定量、定壓地向噴油器輸送高壓柴油。

二、分類：①柱塞式噴油泵②噴油泵-噴油器③轉子分配式噴油泵（VE）2024/7/22輸油泵調速器三、A型噴油泵泵體分泵驅動軸2024/7/22泵體部分分泵油量調節(jié)機構傳動機構

組成：（一）泵體部分形式：整體式、可分開式。A型噴油泵的構造2024/7/22柱塞偶件驅動機構出油閥偶件油量調節(jié)機構分泵：每個氣缸所對應的一套柱塞副、出油閥副等零件組成的高壓泵油機構。分泵組成：高壓油管接頭、減容體、出油閥彈簧、出油閥副、柱塞副、柱塞彈簧及座、挺桿。（二）分泵的構造（以柱塞式噴油泵為例）2024/7/22直槽45°斜槽徑向油孔精密配合偶件：配合間隙為

0.0015~0.0025mm要求：成對使用，不能互換。拆裝維修時要作好記號。（1）結構柱塞—直槽、45°斜槽（兩槽相通）柱塞套—徑向油孔（與低壓油腔相通）定位槽1.柱塞偶件2024/7/22柱塞上行a.從下止點到柱塞頭部封閉徑向油孔之前。b.從柱塞頭部封閉徑向油孔到柱塞斜槽露出徑向孔之前。c.從柱塞斜槽露出徑向油孔到柱塞上行至上止點。abc（2）工作原理2024/7/22a.從上止點到柱塞斜槽封閉徑向油孔之前。c.從柱塞頭部露出徑向油孔到運行下止點。b.從柱塞斜槽封閉徑向孔到柱塞頭部露出徑向油孔之前。acb柱塞下行2024/7/22調節(jié)供油量方法：轉動柱塞——改變hg——改變循環(huán)供油量Δg。停油：直槽對準油孔。hg（3）油量調節(jié)供油有效行程：柱塞頂面封閉柱塞套徑向油孔至柱塞斜槽露出徑向油孔前柱塞上移的行程，用hg表示。hg決定了噴油泵每循環(huán)供油量（Δg）。2024/7/22減容體出油閥彈簧出油閥出油閥座作用：防止燃油倒流，保證供油迅速，停油干脆。

出油閥體—密封錐面、十字截面、減壓環(huán)帶出油閥座—內密封錐面、內圓柱面出油閥彈簧2.出油閥偶件2024/7/22出油閥上升：減壓環(huán)離座孔前，油管內減容增壓，減壓環(huán)離座孔，達噴油壓力，迅速噴油。出油閥下落：減壓環(huán)入座孔，切斷油路，防止燃油倒流，保證下次供油迅速。減壓環(huán)落座，管內增容減壓，停油干脆，防止二次噴射和滴漏現(xiàn)象。3.減容器：出油閥工況：作用：減小高壓腔的容積，限制出油閥升程。2024/7/22（四）傳動機構——驅動柱塞往復運動滾輪傳動部件：滾輪、長槽、（墊塊）凸輪軸(按作功順序排列凸輪)滾輪式挺桿凸輪軸改變挺桿高度，可以改變供油提前角。2024/7/22hh傳動機構由凸輪軸和滾輪體總成組成。噴油泵凸輪軸是曲軸通過齒輪驅動的，曲軸轉兩圈，各缸噴油一次，凸輪軸只需轉一圈就噴油一次，二者速比為2﹕1。

滾輪調整螺釘滾輪架2024/7/22§9.6轉子分配式噴油泵一、徑向壓縮式分配泵（略講）滑片式二級輸油泵；高壓泵油量控制閥供油提前角自動調節(jié)機構

1、組成：2、工作過程：

進油、泵油和配油三個過程。3、優(yōu)缺點：

零件數目少，結構緊湊，通用性高，防污性好等優(yōu)點；由于對分配轉子和分配套筒、柱塞和柱塞孔的配合精度要求較高，滾柱座結構復雜及內凸輪加工不便等缺點。所以近年來已很少應用。

2024/7/22二、軸向壓縮式分配泵（VE泵）1、結構：

驅動機構；第二級滑片式輸油泵；高壓泵頭；供油提前角自動調節(jié)機構；調速器。高壓泵頭第二級滑片式輸油泵供油提前角自動調節(jié)液壓缸最大供油量調節(jié)螺釘2024/7/22

四缸柴油機用VE泵實物圖2024/7/22六缸柴油機用VE泵實物圖2024/7/22噴油器燃油箱一級膜片式輸油泵油水分離器燃油濾清器回油管2024/7/22A向A向

平面凸輪盤、滾輪架及滾輪使分配柱塞既轉動又軸向移動，滾輪架固定不動；四缸發(fā)動機，分配柱塞轉一周，往復運動四次。2024/7/222024/7/222、工作原理

（1）供油過程

當平面凸輪盤的凹下部分轉至與滾輪接觸時，柱塞彈簧將分配柱塞向左推移，柱塞腔容積增大。進油槽與柱塞套上的進油孔相通，柴油經油道流入柱塞右端腔室和中心油道內。2024/7/22（2）泵油過程

平面凸輪盤凸起部分與滾輪接觸時，分配柱塞邊轉邊右移。進油孔關閉，柱塞腔內燃油壓力升高，柱塞上分配孔與柱塞套上的出油孔之一相通，高壓柴油即經中心油道、分配孔、出油閥流向噴油器，噴入燃燒室。2024/7/22（3）停油過程

柱塞在平面凸輪的推動下繼續(xù)右移，左端的泄油孔移出油量調節(jié)套筒與分配泵內腔相通時，柱塞腔內的高壓油立即經泄油孔流入泵體內腔中，柴油壓力立即下降，供油停止。

2024/7/22（4）泵油提前角自動調節(jié)過程

①穩(wěn)定運轉時

活塞左右端力相等，處于平衡位置。②轉速升高時

二級滑片式輸油泵出口壓力增大，活塞右端壓力增大，活塞左移，帶動滾輪架轉動一定角度，供油提前。③轉速降低時與前述相反2024/7/22（5）發(fā)動機停機

起動開關旋至OFF位置，電磁式斷油器電路斷開，閥門在回位彈簧的作用下關閉，切斷油路，發(fā)動機停機。電磁式斷油器2024/7/22§9.7調速器一、功用：

調速器是根據發(fā)動機負荷變化而自動調節(jié)供油量，從而保證發(fā)動機的轉速穩(wěn)定在很小的范圍內變化。二、噴油泵的速度特性：

當油量調節(jié)拉桿位置一定時，供油量隨轉速升高而增加，隨轉速下降而減少。轉速↑節(jié)流作用大滲漏油量少始點提前終點落后供油量↑轉速↓節(jié)流作用小滲漏油量多始點落后終點提前供油量↓2024/7/221、按功能分有兩速調速器、全速調速器、定速調速器和綜合調速器。2、按轉速傳感分有氣動式調速器、機械離心式調速器和復合式調速器。二、分類：三、兩速調速器

1、作用：

自動穩(wěn)定和限制柴油機最低與最高轉速，而在所有中間轉速范圍內則由駕駛員控制。

影響：轉速不穩(wěn)高速易飛車怠速易熄火2024/7/222、結構

油量調節(jié)拉桿外彈簧座飛錘凸輪軸高速彈簧內座高速彈簧怠速彈簧活動杠桿調速杠桿滑動軸操縱臂冒煙限制器RQ型兩極調速器2024/7/22

怠速時，飛錘在凸輪軸后端軸和高速彈簧座之間移動，高速彈簧不起作用。怠速轉速升高，飛錘外張，油量調節(jié)拉桿后移，減油。怠速轉速降低，飛錘收攏，油量調節(jié)拉桿前移，加油。怠速起動全負荷中等轉速斷油3、工作原理（1）穩(wěn)定怠速：2024/7/22RQ型兩極調速器全負荷位置

飛錘與高速彈簧內座相抵，不能將高速彈簧壓縮，調速器不起作用。（2）工作轉速：2024/7/22RQ型兩極調速器全負荷位置

當轉速超過最高額定轉速時，飛錘繼續(xù)外張，同時壓縮高速彈簧和怠速彈簧，油量調節(jié)拉桿向減油的方向移動，使轉速降低。（3）限制超速：2024/7/221、結構全負荷油量調節(jié)螺釘分配柱塞柱塞套調速杠桿調速彈簧飛錘油量調節(jié)套筒高速螺釘調速套筒調速齒輪導桿張力杠桿起動杠桿停車手柄怠速螺釘VE泵調速器結構五、全速調速器2024/7/221.起動起動開始，飛錘收攏，油門踏板踩到底，調速杠桿抵高速螺釘，調速彈簧拉伸，起動彈簧使起動杠桿上端和調速套筒左移到極限位置，并在張力杠桿凸起銷和起動杠桿之間出現(xiàn)間隙A，油量調節(jié)套筒左移至最大供油量位置。2、工作原理VE泵調速器起動工況2024/7/222.怠速調速杠桿抵怠速限位螺釘，調速彈簧無張力，起動彈簧被壓縮，飛錘離心力與怠速彈簧彈力相互作用。怠速轉速升高，張力杠桿上端壓縮怠速彈簧右移，油量調節(jié)套筒左移，供油量減少，反之，相應零件運動方向相反。VE泵調速器怠速工況2024/7/223.中速和高速調速杠桿抵高速限位螺釘，轉速升高，飛錘離心力增大，調速套筒右移，同時推動起動、張力杠桿順時針擺動，油量調節(jié)套筒左移，供油量減少，轉速不再升高。反之亦然。VE泵調速器中高速工況2024/7/224.超速在調速杠桿處于高速位置時，如果負荷突然減小，則轉速迅速升高，此時飛錘離心力迅速增大，調速套筒右移，推動起動和張力杠桿以N點為軸順時針轉動，油量調節(jié)套筒左移，供油量減少。從而防止柴油機飛車。VE泵調速器超速工況2024/7/22§9.8噴油提前角調節(jié)裝置一、噴油提前角的概念：指噴油器開始噴油至活塞到達上止點之間的曲軸轉角。

二、噴油器提前角調節(jié)的原因：

噴油器提前角過大：噴油時氣缸內空氣溫度較低，混合氣形成條件差，備燃期長，工作粗暴。噴油器提前角過?。捍蟛糠植裼驮谏现裹c以后，活塞處于下行狀態(tài)時燃燒的，使最高工作壓力降低，熱效率顯著下降，發(fā)動機功率下降，排氣冒白煙。三、最佳噴油器提前角：

指在轉速和供油量一定的條件下，能獲得最大功率及最小燃油消耗率的噴油提前角。2024/7/22四、聯(lián)軸器（連接器）

1、功用：用于連接噴油泵凸輪軸與其驅動軸。2、結構：主動凸緣盤主動傳動盤從動傳動圓盤2024/7/22五、供油提前角自動調節(jié)器

1、功用：隨發(fā)動機轉速的變化自動改變供油提前角。

2、結構：調節(jié)器殼體飛塊從動盤2024/7/223、工作原理

靜止狀態(tài)

提前狀態(tài)

飛塊滾輪從動盤2024/7/22§9.9噴油器一、功用與型式

1、功用：將噴油泵供給的高壓柴油，以一定的壓力，呈霧狀噴入燃燒室。2、型式：目前采用的噴油器都是閉式噴油器，有孔式和軸針式兩種。

3、要求：①有一定噴射壓力，且霧化均勻；②噴射干脆利落；

③無后滴現(xiàn)象；④油束形狀與方向，適應燃燒室。2024/7/22二、孔式噴油器1、應用：

直接噴射燃燒室，孔數1～8個，孔徑0.2～0.8mm。2、特點：

（1）噴孔的位置和方向與燃燒室形狀相適應，以保證油霧直接噴射在球形燃燒室壁上。（2）噴射壓力較高。（3）噴油頭細長，噴孔小，加工精度高。2024/7/22三、軸針式噴油器特點：

（1）不噴油時針閥關閉噴孔，使高壓油腔與燃燒室隔開，燃燒氣體不致沖入油腔內引起積炭堵塞。（2）噴孔直徑較大，便于加工且不易堵塞。（3）針閥在油壓達到一定壓力時開啟，供油停止時，又在彈簧作用下立即關閉，因此，噴油開始和停止都干脆利落，沒有滴油現(xiàn)象。（4）不能滿足對噴油質量有特殊要求的燃燒室的需要。

2024/7/22§9.10

PT燃油供給系統(tǒng)一、系統(tǒng)的組成：

柴油箱濾清器PT燃油泵低壓油管回油管2024/7/22二、PT燃油泵1、作用：

①在適當壓力下將燃油輸入噴油器；②當柴油機轉速、負荷變化時，能相應地改變輸油壓力以得到所需的循環(huán)供油量；③限制柴油機超速和穩(wěn)定怠速。2、結構：

齒輪泵，穩(wěn)壓器，濾清器，PTG調速器，旋轉式節(jié)流閥，MVS調速器等組成。（了解）2024/7/22三、噴油器：

1、結構：

進油口進油量孔柱塞回油量孔計量量孔回油孔回位彈簧2024/7/222、工作原理：

進油回油噴油停油1—上進油道2—環(huán)槽3—下進油道4—環(huán)形槽5—計量量孔6—回油量孔7—回油道2024/7/22§9.11廢氣渦輪增壓器作用：將空氣壓入氣缸，增加充氣量和進油量。一、排氣渦輪增壓器工作原理排氣管中冷器壓氣機殼噴嘴環(huán)渦輪轉子軸進氣管

廢氣經排氣管進入渦輪殼的噴嘴環(huán)，壓力和溫度下降，而速度提高，使渦輪高速旋轉。渦輪帶動壓氣機葉輪一起旋轉。2024/7/22

經空氣濾清器后的空氣進入壓氣機，被壓氣機葉輪甩向外緣，使其速度和壓力增加，然后經過進口小出口大的擴壓器和壓氣機蝸殼，使氣流的流速下降，壓力升高。壓力升高比

k：指壓氣機的出口與進口壓力之比。

增壓比升高使空氣的溫度隨之升高，空氣密度的增長率會因之下降，并加大了柴油機零件的熱負荷。加裝中間冷卻器：以降低壓氣機出來的空氣溫度，使充氣密度增大。2024/7/22二、排氣渦輪增壓器的結構空氣入口排氣出口潤滑油入口潤滑油出口轉子軸壓氣機葉輪擴壓管壓氣機殼渦輪殼渦輪推力軸承轉子軸密封套2024/7/22三、優(yōu)點1、在發(fā)動機不需要重大變化的情況下，使功率上升20%～50%，高增壓超過100%；2、回收一部分廢氣能量，使發(fā)動機的經濟性提高3%～4%；3、在高原地區(qū)，可恢復發(fā)動機功