1、项目九 柴油机燃料供给系统的构造与检修 【学习目标】1)熟悉柴油机燃料供给系统的功用与组成。2)熟悉柴油机燃料供给系统主要总成的结构与工作原理。3)了解喷油泵和调速器调试的基本方法。4)能够对柴油机燃料供给系统常见故障进行正确的诊断与排除。5)熟悉柴油机电控系统的基本组成与原理。柴油机与汽油机使用的燃料不同,也决定了其结构、工作原理、性能等与汽油机有很大的区别。1.柴油机的工作特点柴油机与汽油机的区别主要是混合气形成方式和点火方式不同。(1)内部形成混合气柴油机使用的燃料是柴油,柴油的黏度大、蒸发性差,所以柴油机采用高压喷射的方法,在接近压缩上止点时将柴油直接喷入燃烧室中,以帮助混合气形成,即
2、混合气形成是在气缸内部完成的。(2)压缩自燃由于柴油自燃温度低(柴油为473573K,汽油为653K),而点燃温度高(柴油为313359K,汽油为263K),所以柴油机采用压缩自燃的着火方式。2.柴油机的性能特点与汽油机相比,柴油机的性能主要有以下特点:1)热效率高。增大压缩比是提高发动机热效率的重要途径,汽油机压缩比的提高受爆燃的限制,而柴油机进气行程进入气缸的是纯空气,对提高压缩比限制小,所以柴油机压缩比大(柴油机为1522,汽油机为610),热效率比汽油机高(柴油机为30%40%,汽油机为20%30%)。学习任务1 一、柴油机的特点2)经济性好。柴油机热效率高,热量利用率高;柴油机的负荷
3、调节是通过直接改变每循环的供油量来实现的(为质调节,汽油机为量调节),而每循环进入气缸的空气量变化不大,在大部分负荷下,柴油机过量空气系数都大于1,有利于燃料燃烧充分。由于上述两方面原因,使柴油机燃油消耗率比汽油机低(约低30%),而且柴油价格比汽油便宜,所以柴油机的经济性比汽油机好。3)故障少。柴油机靠压缩自燃,无点火系统,所以工作比较可靠,故障较少。4)排放污染小。由于柴油机过量空气系数大,空气供给充足,所以燃烧后生成的一氧化碳和碳氢化合物比汽油机少;但由于柴油机工作时,气缸内的工作压力和温度高,所以燃烧过程中生成氮氧化合物和碳烟多。5)机械负荷和热负荷大。柴油机的压缩比大,所以零件承受的
4、机械负荷和热负荷均较大,柴油机的机械部分比汽油机笨重。6)燃料供给系统结构复杂、精度要求高。为保证混合气的形成质量,必须将柴油以高压、高速直接喷入气缸,所以柴油机燃料供给系统零部件的结构复杂,配合精度要求高。7)柴油机的噪声和振动大。学习任务1 一、柴油机的特点1.功用柴油机燃料供给系统是柴油机的重要组成部分,其主要功用是不断供给发动机经过滤清的清洁燃料和空气,根据柴油机不同工况的要求,将一定量的柴油以一定压力和喷油质量定时喷入燃烧室,使其与空气迅速混合并燃烧,做功后将燃烧废气排出气缸。2.基本组成柴油机燃料供给系统的基本组成如图9-1所示,主要由燃油供给装置、空气供给装置、混合气形成装置和废
5、气排出装置四部分组成。学习任务1 二、柴油机燃料供给系统的功用与组成(1)燃油供给装置 主要功用是完成燃料的储存、滤清和输送工作,并以一定压力和喷油质量定时、定量地将燃料喷入燃烧室。根据发动机工作时的燃油压力不同,燃油供给装置可分为高压油路和低压油路两部分。低压油路主要包括油箱、输油泵、柴油滤清器和低压油管等,高压油路主要包括喷油泵、喷油器和高压油管等。(2)空气供给装置 主要功用是供给发动机清洁的空气;包括空气滤清器和进气管等,在有些柴油发动机上,还装有进气增压装置。(3)混合气形成装置 主要功用是使燃油与空气混合形成混合气;由于柴油的蒸发性较差,柴油机在压缩上止点附近,燃油供给装置将柴油直
6、接喷入燃烧室,在燃烧室内,柴油与空气边混合边燃烧,所以柴油机的混合气形成装置就是燃烧室。学习任务1 二、柴油机燃料供给系统的功用与组成(4)废气排出装置 主要功用是在做功后排出气缸内的燃烧废气;包括排气管和排气消声器等。柴油机的空气供给装置、废气排出装置与汽油机基本相同。3.工作过程柴油机工作时,活塞式输油泵将柴油从油箱内吸出,并以0.150.30MPa的低压输送给柴油滤清器,清洁的柴油经低压油管进入柱塞式喷油泵;柱塞式喷油泵将柴油压力提高到10MPa以上,并根据发动机负荷的大小,将一定量的高压柴油经高压油管输送给喷油器,由喷油器将柴油喷入燃烧室。输油泵的供油量远大于发动机消耗的油量,多余的柴
7、油经喷油泵回油管流回油箱。喷油器间隙泄漏的少量柴油经喷油器回油管流回油箱。学习任务1 二、柴油机燃料供给系统的功用与组成1.柴油机混合气形成(1)混合气形成特点 柴油机工作中,在接近压缩终了时,才由喷油器将柴油喷入燃烧室,混合气是在燃烧室内形成的,所以柴油机混合气的形成时间短、空间小,对混合气形成极为不利。为此,在现代柴油机上,通常采取以下措施以改善混合气形成条件:1)采用较大的压缩比,以提高压缩终了时气缸内空气的压力和温度。2)采用较高的喷油压力,以帮助柴油雾化。3)组织较强的空气运动(涡流),以加速柴油的蒸发和提高混合气形成的均匀性。4)根据混合气形成方式采用适当的燃烧室形状与之配合。(2
8、)混合气形成方式为保证发动机工作时能形成良好的混合气,柴油发动机采用的混合气形成方式主要有两种:空间雾化式和油膜蒸发式。学习任务1 三、柴油机混合气形成装置1)空间雾化式混合气形成方式指将柴油喷射到燃烧室的空间,雾化的柴油在燃烧室空间内吸收压缩空气热量并蒸发,柴油蒸气在空气涡流的搅动下扩散并与空气混合。2)油膜蒸发式混合气形成方式指喷油器将大部分柴油喷射到燃烧室壁面上,形成油膜,油膜从燃烧室壁面上吸热并逐层蒸发,柴油蒸气在空气涡流的搅动下扩散并与空气混合。目前,在中小型高速柴油发动机上,多数采用空间雾化式与油膜蒸发式兼用的复合式混合气形成方式,且一般是以空间雾化式为主、油膜蒸发式为辅。2.柴油
9、机燃烧室柴油机混合气是在燃烧室内形成的,所以燃烧室的结构形式对混合气的形成和燃烧过程均有直接影响。柴油机燃烧室的结构形式主要是与喷油器的喷雾形状匹配,同时还必须满足形成空气涡流运动的需要。柴油机燃烧室形状很多,通常可分为两大类:统一式和分隔式。学习任务1 三、柴油机混合气形成装置(1)统一式柴油机燃烧室 统一式柴油机燃烧室由凹顶活塞顶与气缸盖底面组成,几乎全部燃烧室容积都集中在活塞顶的凹下部分。此类燃烧室的形状简单、易于加工,且结构紧凑、散热面积小、热效率较高。但采用统一式燃烧室的柴油机,对喷油压力和喷油器的喷雾质量要求高,而且混合气燃烧时的速度快,容易使柴油机工作粗暴。柴油机采用的统一式燃烧
10、室常见结构形式如图9-2所示。学习任务1 三、柴油机混合气形成装置2)分隔式柴油机燃烧室 分隔式柴油机燃烧室由主燃烧室和副燃烧室两部分组成,主燃烧室位于活塞顶与气缸盖底面之间,副燃烧室位于气缸盖中,主、副燃烧室之间由一个或几个孔道相连。常见的分隔式柴油机燃烧室有涡流室式柴油机燃烧室和预燃室式柴油机燃烧室两种,如图9-3所示。学习任务1 三、柴油机混合气形成装置学习任务1 三、柴油机混合气形成装置分隔式柴油机燃烧室主要靠强烈的空气运动形成混合气,发动机转速越高,混合气形成质量也越好,所以发动机高速性能较好,但低速性能和起动性能较差。采用分隔式柴油机燃烧室,将燃油喷入副燃烧室(涡流室或预燃室),混
11、合气燃烧时的燃烧次序为先副燃烧室后主燃烧室两级燃烧,发动机工作比较柔和,零部件承受的机械负荷较小。此外,分隔式柴油机燃烧室面容比(面积与容积的比值)大,散热损失多,起动比较困难,燃料经济性也比较差,所以一般采用的压缩比较大,且在副燃烧室内装有预热装置。输油泵的功用是克服油路中的各种阻力,将柴油从油箱内吸出并将足够量和一定压力的柴油输送给喷油泵。1.活塞式输油泵的结构活塞式输油泵的结构如图9-4所示。活塞式输油泵主要由泵体、活塞、进油阀、出油阀和手油泵等组成。活塞式输油泵安装在喷油泵壳体上,用喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动。学习任务2 一、活塞式输油泵的结构与检修活塞式输油泵的工作原理如图9-5所示
12、。喷油泵凸轮轴转动时,轴上的偏心轮驱动滚轮、滚轮架、推杆和活塞向下运动,泵腔内容积减小,油压升高,进油阀被关闭,出油阀被压开,柴油由泵腔通过出油阀流向泵腔。当喷油泵凸轮轴上的偏心轮转过时,在活塞弹簧的作用下,推动活塞向上运动,泵腔内的油压升高,出油阀关闭,泵腔内的柴油经出油管输出;同时,由于泵腔的容积增大,形成一定的真空度,将进油阀吸开,油箱内的柴油经进油管和进油阀被吸入泵腔。活塞式输油泵的输油量取决于活塞的行程,当活塞行程等于偏心轮的偏心距时,输油量最大,一般为发动机全负荷时最大耗油量的34倍。输油压力取决于活塞弹簧的弹力,活塞式输油泵的输油压力一般为0.150.30MPa。如果输油泵的输油
13、量大于喷油泵需要的油量或输油泵到喷油泵的油管路阻力增大,泵腔的油压会升高,此压力与活塞弹簧的弹力平衡时,使活塞不能继续向上运动达到最高位置,运动达到最高位运动达到最高位置,活塞与推杆之间运动达到最高位置,活塞与推杆学习任务2 一、活塞式输油泵的结构与检修学习任务2 一、活塞式输油泵的结构与检修之间产生空行程,活塞的有效行程减小,输油泵输油量也减少。喷油泵需要的油量越少或输油泵到喷油泵的阻力越大,活塞的有效行程也就越小,输油量也越少,这样实现了输油量的自动调节。手油泵的功用是柴油机长时间停止工作或低压油路中有空气时,可用手油泵输油和排出空气。手油泵主要由手泵体、手泵活塞、手泵杆和手泵柄等组成。使
14、用手油泵泵油时,将手泵柄旋开,用手提、压手泵柄,使手泵活塞上、下运动,完成吸油和输油过程。2.活塞式输油泵的检修(1)检查输油泵各配合部位间隙 输油泵各配合部位间隙若超过允许极限,应更换磨损的零件。活塞式输油泵配合间隙见表9-1。(2)检查进、出油阀进、出油阀若密封不严,可将阀与阀座进行研磨;若有损坏,应更换新件;更换新阀时,新阀与阀座也应进行研磨。(2)检查泵体泵体有无裂纹和螺纹乱扣现象,根据损坏情况,应检修或更换泵体。(3)检查手泵活塞上的密封圈若密封圈有损坏或磨损严重,应更换新件。(4)检查各弹簧若弹簧有变形或折断,应更换新弹簧。3.活塞式输油泵密封性的检查检查输油泵的密封性时,旋紧输油
15、泵手油泵的手柄,堵住出油口,将其浸入清洁的柴油中,如图9-6所示。学习任务2 一、活塞式输油泵的结构与检修从进油口通入150-200KPa的压缩空气,在泵体与推杆之间的缝隙处有微量空气以气泡形式漏出,且气泡直径很小,将气泡用量筒收集,1min不超过50ML,说明输油泵密封良好。若进、出油管接头,泵体与推杆之间,手泵接口处漏气严重,应检修或更换输油泵。输油泵也可在专用试验台上进行密封性检验,当供油压力为100KPa、工作转速为750r/min时,推杆与推杆套配合处在1min不应有漏油现象,若有,应检修或更换输油泵。4.活塞式输油泵性能的检验输油泵的性能一般在喷油泵试验台上进行,如图9-7所示。将
16、输油泵安装到喷油泵上,在进油口和出油口上分别接一直径为8-10mm、长为2m的软管,进油口软管的另一端放入距输油泵1m以下装满柴油的油箱内,出油口软管的另一端插入一个比输油泵高1m的量筒内,进行以下检验:学习任务2 一、活塞式输油泵的结构与检修学习任务2 一、活塞式输油泵的结构与检修(1)吸油能力 驱动输油泵工作,转速为100r/min时,如果在40s内能吸进并泵出油,说明输油泵工作正常;如果需要120s以上才能吸进并泵出油,应检修输油泵。(2)手油泵性能将手泵柄拧出,以60-100次/min的速度用手油泵泵油,观察是否能在25次前吸进并泵出油,如果在60次以上仍不能吸进和泵出油,应检修手油泵
17、。(3)供油压力摇将压力表装在输油泵出口一侧,然后使输油泵以600r/min的速度运转,观察出油压力值,正常压力值应为160KPa,如果出油压力低于120KPa,应检修输油泵。(4)供油量摇让喷油泵以规定转速运转,并用调压阀将输油压力调到规定值,检验其输油量,若输油量不符合规定标准,应检修输油泵。如CA6110柴油机输油泵,转速为100r/min、输油压力为160KPa时,输油量应不低于0.12L/min。柴油滤清器的功用是滤除柴油中的杂质、水分和石蜡,以减小喷油泵和喷油器各精密偶件的磨损。柴油滤清器通常安装在喷油泵附近,串联在输油泵和喷油泵之间。目前车用柴油装用的柴油滤清器主要有单级和双级两
18、种。1.单级柴油滤清器的结构常用的单级柴油滤清器如图9-8所示其结构原理与纸质滤芯可拆式机油粗滤器基本相同,区别主要是在柴油滤清器盖上设有放气螺钉和限压阀。柴油经过滤清器时,水分沉淀在壳体内,杂质等被滤芯滤除。放气螺钉用于排除低压油路内的空气。当滤清器内压力超过限压阀开启压力(0.1-0.15MPa)时,限压阀开启,使多余的柴油流回油箱。学习任务2 二、柴油滤清器的结构与检修学习任务2 二、柴油滤清器的结构与检修 2.双级柴油滤清器的结构 常用的双级柴油滤清器如图9-9所示,该滤清器实际是由两个单级柴油滤清器串联成一体,第一级采用纸质滤芯,第二级采用毛毡滤芯或纸质滤芯。柴油经第一级滤清器过滤后
19、,由滤清器内部油道进入第二级滤清器。滤清器盖上设有一个放气螺钉和一个限压阀。3.柴油滤清器的维护在使用过程中,柴油机每工作100h或汽车每行驶3000km,应维护一次柴油滤清器。维护的内容主要是拆下滤清器中心螺栓螺母,拆下滤清器壳体和滤芯,倒掉沉积在壳体内的水分和杂质,清洗壳体和滤芯,必要时更换滤芯。维护柴油滤清器时应注意:1)清洗纸质滤芯时,应将纸质滤芯上、下端面的中心孔堵住,以防清洗中脏物或脏油进人滤芯内腔。然后,将纸质滤芯放在装有汽油或煤油的油盆中摇晃,再用软毛刷清洗滤芯缝隙内的杂质,最后,用清洁的汽油或煤油漂洗一遍,并用压缩空气吹干。纸质滤芯一般经过一两次清洗后,就应更换新件。2)有些
20、发动机的柴油滤清器滤芯为一次性的,定期更换即可。3)维护柴油滤清器时,应检查各密封圈是否完好,若有损坏,应更换。4)检查限压阀,球阀应在导孔内移动灵活,球阀弹簧不应有变形或损坏。5)组装滤清器时,各密封圈必须齐全,并安装到位。各螺纹件的拧紧以不发生渗漏为准,不需过度拧紧,以免造成损坏。6)滤清器安装回燃油系统后,应松开滤清器上的放气螺钉,用手油泵泵油,直到放气螺钉处不再有泡沫油流出时,拧紧放气螺钉。继续用手油泵泵油,直到低压油路充满柴油为止。最后,应拧紧手泵柄螺塞,以免柴油机工作时吸入空气。学习任务2 二、柴油滤清器的结构与检修喷油泵又称为高压油泵,其功用是接受输油泵输送来的低压柴油,对柴油进
21、行加压后,按柴油机不同工况的要求,定时、定量地将高压柴油输送给喷油器。柱塞式喷油泵利用多个柱塞式分泵向发动机各气缸的喷油器提供高压油,其发展和应用的历史较长,工作可靠,在国产柴油机上应用较为普遍。柱塞泵燃油供给装置一般配用活塞式输油泵。柱塞式喷油泵主要由柱塞分泵、油量调节机构、分泵驱动机构、泵体四部分组成。1.柱塞分泵柱塞式喷油泵由与发动机气缸数相同的多个柱塞分泵组成,柱塞分泵的基本结构如图9-10所示。柱塞分泵主要由柱塞偶件和出油阀偶件组成。学习任务3 一、柱塞式喷油泵的基本结构与工作原理柱塞偶件由柱塞7和柱塞套筒6组成。柱塞套筒安装在喷油泵体内,并用定位螺钉18固定,防止其周向转动;柱塞套
22、筒上加工有两个油孔,均与喷油泵体上的低压油腔相通。柱塞与柱塞套筒精密配合,柱塞的圆柱表面加工有斜槽,斜槽的内腔与柱塞上面的泵腔有油孔连通。在柱塞下端固定有调节臂13,通过它可使柱塞在套筒内转动;在调节臂与喷油泵体之间装有柱塞弹簧8和弹簧座9,柱塞弹簧将柱塞推向下方,并使柱塞下端面与装在滚轮体10中的垫块、滚轮12与凸轮11保持接触;发动机工作时,发动机曲轴通过传动机构驱动喷油泵凸轮轴转动,凸轮轴上的凸轮和柱塞弹簧共同作用,驱使柱塞在柱塞套筒内作往复运动。出油阀偶件安装在柱塞偶件上部,并通过出油阀压紧座1和压紧垫片5使出油阀座3与柱塞套筒压紧,以保证密封。学习任务3 一、柱塞式喷油泵的基本结构与
23、工作原理柱塞分泵泵油原理如图9-11所示,可分为吸油、压油和回油三个过程。发动机工作中,喷油泵凸轮轴上的凸轮转过最高位置时,柱塞在柱塞弹簧作用下向下移动;当柱塞上端面低于柱塞套筒上的油孔时,喷油泵低压油腔内的柴油被吸入柱塞上端的泵腔;当柱塞运动到最下端位置时,柱塞上端的泵腔内充满柴油,分泵完成吸油过程(见9-11a)。随喷油泵凸轮轴的继续转动,凸轮驱动柱塞上移,开始有部分柴油从泵腔挤回低压油腔,直到柱塞上端的圆柱面完全封闭柱塞套筒上的两个油孔为止,分泵压油过程(见图9-11b)开始;此后柱塞继续上移,泵腔内油压升高,油压增高到一定值时,便克服出油阀弹簧的弹力,顶开出油阀,高压柴油经出油阀和高压
24、油管输送给喷油器。在压油过程中柱塞上移,当柱塞上的斜槽与柱塞套筒上的油孔接通时,泵腔内的高压油经柱塞内的油孔、斜槽和柱塞套筒上的油孔流回低压油腔(见图9-11c),泵腔内的油压迅速下降,出油阀在其弹簧作用下立即关闭;在此回油过程中,柱塞仍向上移动,直到达到上止点为止,但不再向喷油器供油。学习任务3 一、柱塞式喷油泵的基本结构与工作原理柱塞分泵每次泵出的油量取决于柱塞的有效行程,即从出油阀开启到柱塞上的斜槽与柱塞套筒上的油孔接通时柱塞向上移动的距离。使柱塞在柱塞套筒内转动即可改变斜槽与柱塞套筒上油孔的相对位置,从而改变柱塞的有效行程。柱塞式喷油泵就是以此方法来实现发动机负荷调节的。出油阀偶件的结
25、构如图9-12所示。出油阀的圆锥面为密封面,通过出油阀弹簧将其压紧在阀座上。出油阀尾部与阀座间隙配合,为出油阀运动起导向作用。出油阀的尾部开有切槽,形成十字形横截面,以便喷油泵供油时使泵腔内的柴油流出。学习任务3 一、柱塞式喷油泵的基本结构与工作原理出油阀中部的圆柱部分称为减压环带。在分泵柱塞压油使油压达到一定值时,泵腔内的油压顶开出油阀,使出油阀密封锥面离开出油阀座,但泵腔内的柴油并不能立即泵出;只有当减压环带完全移出阀座导向孔时,即出油阀向上移动一段距离澡后,泵腔内的柴油才能进入高压油管,这样可防止喷油器喷前滴油。在停止供油、出油阀落座时,减压环带首先进入出油阀导向孔,切断高压油管与泵腔的
26、通道,高压油管内的柴油停止回流,这样可保持高压油管内有一定的残余压力。此外,从减压环带开始进入阀座导向孔,直到出油阀密封锥面与阀座接触时,由于减压环带在高压油管中让出了其凸缘所占的容积,使高压油管内的油压迅速下降,从而使喷油器停油干脆。由此可见,减压环带具有防止喷油器喷前滴油、保持高压油管内有一定残余压力和使喷油器停油干脆三方面的功用。2.油量调节机构油量调节机构的功用是执行驾驶人或调速器的指令,改变柱塞与柱塞套筒的相对位置,从而改变喷油泵的供油量,以适应发动机不同工况的要求。柱塞式喷油泵常用的油量调节机构主要有拨叉式和齿条式两种。此外,在国产P型喷油泵上还采用了球销角板式油量调节机构。学习任
27、务3 一、柱塞式喷油泵的基本结构与工作原理1)拨叉式油量调节机构如图9-13所示。调节臂3压装在分泵柱塞4下端,其端头插入拨叉2的凹槽内,拨叉用拨叉固定螺钉远6定在供油拉杆1上。当驾驶人或调速器推动供油拉杆轴向移动时,拨叉带动调节臂和分泵柱塞一起相对柱塞套筒转过一定角度,从而使喷油泵供油量改变。松开拨叉固定螺钉,改变某一分泵的拨叉在供油拉杆上的位置,可实现对某一分泵供油量的调节,以便使各分泵供油均匀。学习任务3 一、柱塞式喷油泵的基本结构与工作原理2)齿条式油量调节机构如图9-14所示。传动套筒6套在柱塞套筒2的外面,传动套筒下端的切槽卡住分泵柱塞5下端的凸块,齿圈3套装在传动套筒上端并用齿圈
28、固定螺钉4固定,各分泵传动套筒上的齿圈均与供油齿条啮合,当供油齿条轴向移动时,即可改变喷油泵的供油量。松开齿圈固定螺钉,转动传动套筒,即可调节某一分泵的供油量.3)球销角板式油量调节机构与齿条式类似,不同的是齿条式油量调节机构采用齿条齿圈传动机构,而球销角板式油量调节机构采用角板钢球传动机构。在传动套筒上端焊接有1-2个钢球,供油调节杆为横截面呈角钢状的角板,角板上加工有切槽与传动套筒上的钢球啮合,实现喷油泵供油量的调节.学习任务3 一、柱塞式喷油泵的基本结构与工作原理3.分泵驱动机构分泵驱动机构的功用是驱动柱塞在柱塞套筒内往复运动,使喷油泵完成供油过程。分泵驱动机构主要包括喷油泵凸轮轴和滚轮
29、体等。凸轮轴通过两个轴承支承在喷油泵体内,其结构原理与配气机构所用的凸轮轴相似,如图9-15所示。凸轮轴上加工有驱动分泵的凸轮和驱动输油泵的偏心轮。改变前端盖与泵体之间的密封垫1的厚度,或改变轴承与轴肩之间的调整垫片7的厚度,可调整凸轮轴的轴向间隙。学习任务3 一、柱塞式喷油泵的基本结构与工作原理柱塞式喷油泵上装用的滚轮体主要有调整垫块式和调整螺钉式两种类型,分别如图9-16和图9-17所示。滚轮体相当于配气机构中的气门挺杆,其功用主要是将喷油泵凸轮的旋转运动转变为自身的往复直线运动,从而推动分泵柱塞上行供油,并利用滚轮在喷油泵凸轮上的滚动以减轻磨损。为防止滚轮体在泵体导向孔内转动,其定位方法
30、有两种:一种是在滚轮体上轴向切槽,用拧在泵体上的螺钉插入切槽;另一种是采用加长的滚轮轴,使滚轮轴的一端插入泵体导孔中的轴向切槽内。学习任务3 一、柱塞式喷油泵的基本结构与工作原理此外,滚轮体可用来调整分泵供油提前角。分泵供油提前角是指分泵供油开始,至该气缸活塞到达压缩上止点时曲轴转过的角度。分泵供油提前角直接影响喷油器的喷油时刻,对发动机性能有很大影响。对调整垫块式滚轮体增加调整垫块厚度,对调整螺钉式滚轮体拧出调整螺钉(调整时先松开锁紧螺母,调整后再拧紧锁紧螺母),均可使滚轮体的有效高度h增加,从而在喷油泵凸轮位置不变(即曲轴位置不变)时,使分泵柱塞升高,分泵供油提前角增大(供油时刻提前);反
31、之,降低滚轮体有效高度h,分泵供油提前角减小(供油时刻推迟)。4.泵体泵体是喷油泵的基体,有分体式和整体式两种。分体式泵体分为上、下两部分,用螺栓联接在一起,上体用来安装分泵,下体用来安装油量调节机构和驱动机构。整体式泵体具有较高的刚度,但拆装不便。喷油泵和调速器的润滑有两种形式:一种是独立润滑,即在喷油泵和调速器内单独加注润滑油;另一种是压力润滑,即利用发动机润滑系统中的压力油进行润滑。学习任务3 一、柱塞式喷油泵的基本结构与工作原理1.喷油泵的驱动喷油泵通常由曲轴前端的正时齿轮带动一组齿轮来驱动,各传动齿轮之间均有正时标记,安装时必须对正各正时标记,以保持喷油泵的供油正时(用供油提前角表示
32、)。CA6110型柴油机喷油泵的驱动方式如图9-18所示。喷油泵6安装在托盘7上,通过空气压缩机3和联轴器4将柱塞式喷油泵驱动齿轮2的动力传递给喷油泵凸轮轴,供油提前角自动调节器5安装在联轴器与喷油泵凸轮轴之间。在静态时,通过联轴器可改变喷油泵凸轮轴与曲轴的相对位置,从而调节喷油泵(包括所有分泵)的供油提前角。在使用中,一般不需调整喷油泵供油提前角,安装时将各正时标记对正即可,正时标记一般包括:曲轴或飞轮上的喷油正时标记、传动齿轮上的正时标记、联轴器上的正时标记、凸轮轴与泵壳体上的第1缸供油正时标记。学习任务3 二、喷油泵的驱动与供油提前角调节装置2.联轴器喷油泵所用的联轴器通常为挠性片式联轴
33、器如图9-19所示,主要由两组弹性钢片4和10、连接叉7等组成。两组弹性钢片用螺栓与连接叉固定联接,弹性钢片10前端用螺栓与喷油泵驱动轴相连,弹性钢片4后端通过连接盘1与供油提前角自动调节器连接。连接盘上的螺栓孔为弧形,松开连接盘与弹性钢片的联接螺栓2,即可改变喷油泵凸轮轴相对发动机曲轴的角位置,从而可对喷油泵供油提前角进行调节。通常在联轴器与喷油泵壳体上刻有第1缸供油标记,安装时将标记对正即可。学习任务3 二、喷油泵的驱动与供油提前角调节装置3.供油提前角自动调节器常用的供油提前角自动调节器为机械离心式,如图9-20所示。调节器安装在联轴器与喷油泵之间,前端由带两个方形凸块的驱动盘5与联轴器
34、相连,在驱动盘的后端面上压装着两个销轴12,两个飞块7通过其孔松套在销轴上;每个飞块的另一端压装有销钉8,销钉上松套着内座圈2和滚轮3。调节器从动盘6用半圆键与喷油泵凸轮轴联接,从动盘臂1的弧形侧面分别与两个滚轮3接触,其平侧面则压在弹簧9上。弹簧的另一端支承在弹簧座圈11上,弹簧座圈用螺钉10固定在销轴12的顶端。整个调节器为一个密封的整体,内腔充满润滑油。发动机工作时,调节器沿图9-20所示的箭头方向旋转,两个飞块7的自由端向外甩开,并通过滚轮3和从动盘臂1使调节器从动盘6也沿箭头方向转过一定角度,直到弹簧9的弹力与飞块离心力平衡时,驱动盘5与调节器从动盘6同步旋转。当发动机转速提高时,飞
35、块离心力增大,其自由端继续向外甩开,使从动盘带动喷油泵凸轮轴一起相对驱动盘前进一定角度,喷油泵供油增大(供油提前);发动机转速降低时,飞块自由端因离心力减小而收缩,在弹簧9弹力作用下,通过从动盘臂使从动盘后退一定角度,喷油泵供油提前角减小(供油推迟)。学习任务3 二、喷油泵的驱动与供油提前角调节装置目前,国产车用柴油机常用的柱塞式喷油泵主要有A型泵、B型泵和P型泵。各型喷油泵在我国均已成系列化生产,不同系列喷油泵的柱塞行程、分泵中心距、最大循环供油量范围和结构形式不同;同一系列的喷油泵,也有不同的柱塞直径和分泵数,分泵的循环供油量也有区别。常见的系列柱塞式喷油泵主要参数见表9-2。学习任务3
36、三、常见柱塞式喷油泵的结构特点1.A、B型泵的结构特点A型泵与B型泵在工作原理和结构上均相同,仅结构参数不同。CA6110A型柴油机装用A型泵如图9-21所示,其特点如下:1)柱塞圆柱表面斜槽为螺旋形斜槽,斜槽与柱塞上面泵腔连通的油路是在柱塞圆柱表面加工的轴向直槽,而不是在柱塞内部加工的油孔。2)油量调节机构采用齿条式。3)滚轮传动体采用调整螺钉式。4)泵体为整体式。2.P型泵的结构特点P型泵在外形尺寸和主要安装尺寸不变的条件下,可增大柱塞直径和循环供油量,获得较高的峰值压力,不仅对柴油机缸径的适应范围大,而且能够适应柴油机不断强化和向高速发展的要求。因此,P型泵可以替代其他几个系列的喷油泵,
37、在重型柴油机上应用广泛。学习任务3 三、常见柱塞式喷油泵的结构特点学习任务3 三、常见柱塞式喷油泵的结构特点P型泵的结构如图9-22所示。其主要结构特点如下:1)柱塞套筒采用悬挂式结构。柱塞套筒和出油阀偶件均安装在凸缘套筒内,形成一个独立的组件,并用4个螺栓将凸缘套筒固定在泵体顶部,形成悬挂式结构,改善了柱塞套筒的受力情况,拆装也比较方便。2)柱塞偶件带有集油槽和起动槽。在柱塞套筒油孔下部切有一个环形集油槽,并有回油孔与喷油泵低压油腔相通,从柱塞与套筒间隙中泄漏的柴油集聚在集油槽内,通过回油孔流回低压油腔;柱塞顶部切有一个起动槽,当柱塞处于发动机起动时的位置时,起动槽与柱塞套筒的进油孔相对,这
38、样可使起动时喷油泵的供油推迟,以便向气缸内喷油时,气缸内有较高的压缩温度和压力,有利于发动机起动。3)油量调节机构采用球销角板式。4)可用增减凸缘套筒与泵体之间垫片的方法,使柱塞套筒相对柱塞轴向移动,从而调整喷油泵供油提前角。不需再用滚轮体调整,滚轮体采用不可调式。5)泵体采用整体密封式,只有上盖(凸缘套筒)和下盖,以便拆装分泵总成和凸轮轴总成等零件。P型泵的缺点是拆装不方便。柱塞偶件无法整体从泵体中拆出,柱塞套筒可从泵体上方与凸缘套筒一起拆出,而拆卸柱塞时,必须拆出凸轮轴,拆下泵体底盖,才能从泵体下方取出柱塞。学习任务3 三、常见柱塞式喷油泵的结构特点学习任务3 三、常见柱塞式喷油泵的结构特
39、点1.外部检查用煤油或柴油认真清洗外部,并进行以下外部检查:1)观察泵体有无裂纹或可能导致漏油的损伤。2)检查出油阀压紧座处有无漏油痕迹。3)检查凸轮轴转动是否灵活,若转动不灵,可能是轴承损坏或柱塞弹簧折断。4)拆开检查窗盖,检查喷油泵内部是否积水。5)检查泵体内机油是否被柴油严重污染或变质。6)检查柱塞套筒周围及输油泵与泵壳间是否漏油。2.喷油泵零件检查将柱塞式喷油泵解体后,认真清洗各零件,并进行以下检查(以A型泵为例):1)检查喷油泵壳体有无损坏或裂纹。2)检查凸轮轴键槽与半圆键的配合情况,若有松动,应更换键或凸轮轴。3)检查凸轮轴端锥面和螺纹,若毛糙或损坏,应用油石修磨或更换凸轮轴。学习
40、任务3 四、柱塞式喷油泵的检修4)检查凸轮轴上的凸轮,若有损伤、变形或严重磨损,应更换凸轮轴。凸轮磨损量一般应不超0.5mm。5)检查凸轮轴的径向圆跳动量,若超过0.5mm,应进行冷压校直。6)检查凸轮轴轴向间隙,若超过0.15mm,应调整或更换凸轮轴。7)检查滚轮体和滚轮,若磨损严重或损坏,应更换。检查滚轮与销的配合间隙,若超过0.2mm,应更换。8)检查滚轮体与导孔的配合间隙,若超过0.2mm,应更换。9)检查柱塞弹簧,若有变形或折断,应更换。10)检查传动套筒有无裂纹,并检查柱塞凸块与传动套筒槽的配合间隙,若传动套筒有裂纹或与柱塞凸块配合间隙超过0.2mm,应更换。11)检查油量调节齿条
41、与齿圈的齿隙,若齿隙超过0.3mm,应更换。检查齿杆,若有弯曲变形,应更换。学习任务3 四、柱塞式喷油泵的检修3.柱塞偶件的检查将喷油泵解体后,柱塞偶件应进行以下检查:(1)检查柱塞偶件 若工作面有刻痕、腐蚀或柱塞弯曲、变形等现象,应更换。(2)滑动试验 将柱塞偶件彻底清洗干净后,使其倒置并与水平面倾斜45,如图9-23所示,轻轻抽出柱塞约1/3,然后松开,柱塞应能依靠自身重量沿套筒平稳下滑,落到套筒支承面上;如此将柱塞转动几个不同位置,反复试验几次,若每次都能符合上述要求,说明柱塞偶件配合良好。学习任务3 四、柱塞式喷油泵的检修(3)密封性试验 如图9-24所示,用手指堵住套筒上端孔和侧面进
42、油孔,另一手向外拉柱塞,应感觉有吸力;放松柱塞时,柱塞应能迅速回位。将柱塞转动几个不同位置,反复试验几次,每次都能符合上述要求,说明柱塞偶件配合良好。4.出油阀偶件的检查将喷油泵解体后,对出油阀偶件应进行以下检查:(1)目测检查出油阀偶件 工作面不应有刻痕及锈蚀,密封锥面应光泽明亮、完整连续,光亮带宽度应不超过0.5mm,出油阀垫片应完好无损,否则应更换。(2)滑动试验 将出油阀偶件用柴油浸润后,垂直拿住阀座,将阀体从座孔中抽出其配合长度的1/3,松开后,阀体应能靠自身的重量均匀地落入阀座,无卡滞现象;将阀体转动几个位置,反复试验几次,若每次都能符合上述要求,说明出油阀偶件配合良好。(3)检查
43、密封锥面密封性 用拇指和中指拿住出油阀座,食指按住出油阀,然后用嘴吸出油阀座下面的孔,若能吸住出油阀,说明密封良好。学习任务3 四、柱塞式喷油泵的检修(4)检查减压环带密封性 如图9-25a所示,用手指堵住出油阀座下面的孔,向上提起出油阀(见图9-25a),在减压环带没有离开阀座时,应感到对手指有吸力;若将阀体放入阀座并压下阀体(见图9-25b),当松开阀体时应能迅速弹起。学习任务3 四、柱塞式喷油泵的检修喷油泵一般在试验台上由专业人员进行调试。以CA6110A型柴油机装用的A型喷油泵为例,首先将喷油泵安装到试验台上,连接好相应的管路;并按规定给喷油泵及调速器加好润滑油;拆掉供油齿杆盖、冒烟限
44、制器;装上齿条位移测量仪,然后进行供油正时和供油量的检查与调试。1.检查调整供油正时1)将操纵手柄放在最大供油位置,打开试验台上标准喷油器的溢流阀,调节试验台供给喷油泵低压油腔的油压,使油能顶开出油阀从第1缸喷油器的回油管中流出。2)转动喷油泵凸轮轴,使第1缸柱塞处于下止点极限位置,再缓缓转动凸轮轴直到第1缸喷油器回油管中刚刚停止流油,此时第1缸分泵柱塞上行到供油开始位置(堵住柱塞套筒上的进油孔时)。反复进行几次试验,当第1缸开始供油时,检查喷油泵联轴器和泵体上的供油正时标记应对正,否则说明第1缸供油正时失准。3)第1缸供油正时失准时,可通过滚轮体上的调整螺钉来调整,相差较大时可重新做正时标记
45、。学习任务3 五、喷油泵的调试4)利用试验台飞轮盘上的刻度,选择任意角度作为第1缸供油开始的基准。依照上述方法,按发动机各气缸做功顺序依次检查各气缸供油间隔角,以确定其他各气缸供油正时。如:CA6110A型柴油机做功顺序为1-5-3-6-2-4,以第1缸供油开始时刻为基准,当第5缸开始供油时,试验台刻度盘上的指针应正好转过600.5;若转过角度过大,说明第5缸供油迟后,若转过角度过小,说明第5缸供油过早,应调整第5缸滚轮体有效高度,使供油间隔角符合要求。依同样方法检查调整其他各气缸供油正时.学习任务3 五、喷油泵的调试2.调整供油量将喷油泵低压腔的压力调整到/10kPa,将控制齿杆调到额定供油
46、量位置,并使喷油泵以规定转速运转,然后测量各分泵供油量及其均匀度。如果供油量不符合表9-3规定,应松开传动套筒上的齿圈固定螺钉,转动传动套筒来调节喷油量。逆时针转动套筒,供油量增加,反之则减小。调整合适后,拧紧齿圈固定螺钉。供油量调整条件:喷油器型号为105100-5560;喷油压力为21.6kPa;高压油管外径为6mm,内径为1.8mm,长度为600mm;回油压力为156kPa;试验用油为轻柴油;试验油温为405。学习任务3 五、喷油泵的调试从理论上讲,柴油机工作时,节气门开度不变,喷油泵供油拉杆或齿条的位置不变,则每循环的供油量应该不变。但实际工作中,由于喷油泵进油孔、回油孔的节流作用随发
47、动机转速提高而增加,而柱塞泵泄漏量随发动机转速提高而减少,从而导致喷油泵的供油量随发动机转速升降而增减,柴油机的工作很不稳定。柴油机转速升高时,由于供油量增多,柴油机容易发生“超速”(俗称飞车);而转速降低时,由于供油量减少,柴油机容易熄火。因此,柴油机一般都装有调速器。调速器的功用是在柴油机工作时,根据转速变化自动调节喷油泵的供油量,以稳定和限制柴油机转速,使柴油机在不同工况下均能稳定运转。学习任务4 一、调速器的功用车用柴油机装用的调速器,根据其结构的不同可分为机械离心式、气动膜片式和复合式三种类型,在此仅介绍应用较为广泛的机械离心式调速器。离心式调速器的结构形式很多,但其基本组成和基本原
48、理相同。离心式调速器都是由离心元件(飞球或飞块)、调速弹簧和传动机构三大部分组成,离心元件用来感应柴油机的转速变化,当柴油机负荷(节气门开度)一定时,离心元件在某一转速下产生的离心力与调速弹簧的弹力平衡。如果柴油机负荷不变,由于阻力减小使柴油机转速升高时离心元件产生的离心力增大,通过传动机构克服调速弹簧的弹力带动喷油泵供油齿条(或拉杆)向减油向移动,从而使柴油机转速回降;反之,柴油机转速下降时,离心元件产生的离心力减小,调速弹簧的弹力大于离心力,调速弹簧通过传动机构推动喷油泵供油齿条(或拉杆)向加油方向移动,柴油机转速回升。总之,当柴油机负荷不变时,调速器在其工作转速范围内,根据柴油机转速的变
49、化情况自动调节喷油泵供油量,使柴油机保持在一个相对稳定的转速下运转,在此转速下,离心元件产生的离心力与调速弹簧的弹力平衡。学习任务4 二、调速器的结构与工作原理根据工作转速范围的不同,调速器可分为两速式和全速式两种。两速调速器只能起到稳定低速(怠速)和限制高速的作用,而在中等转速时不起作用。全速调速器在各种转速下均起调速作用。1.两速调速器的结构与工作原理目前,在车用柴油机上应用比较广泛的两速调速器是RAD型两速调速器。国产YC6110Q型、YC6105QC型车用柴油机装用的RAD型两速调速器的结构如图9-26所示。学习任务4 二、调速器的结构与工作原理RAD型两速调速器通过螺钉与喷油泵联接,
50、飞块支架固装在喷油泵凸轮轴上,两个飞块1用销轴与飞块支架铰接。当飞块在离心力作用下向外张开时,飞块臂上的滚轮4推动滑套轴向移动。导动杠杆14上端铰接在调速器壳体上,下端紧靠在滑套端面上,中部则与浮动杠杆6铰接。浮动杠杆6上端通过连杆与供油齿条9连接,起动弹簧12挂接在浮动杠杆6的顶端与调速器壳体之间。浮动杠杆6下端有一销轴,插在支持杠杆2端部的凹槽内,支持杠杆2另一端的凹槽插接到拉力杠杆10园中部的销轴上,支持杠杆2中部与控制杠3铰接。控制杠杆3是由驾驶人通过节气门操纵机构操纵的。速度调定杠杆8、拉力杠杆10和导动杠杆14均铰接在调速器壳体顶部的轴销上。高速弹簧7挂接在速度调定杠杆8与拉力杠杆
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