1、第五章第五章 柴油机燃油系统柴油机燃油系统 柴油及其使用性能柴油及其使用性能 柴油机燃油系统的功用及组成柴油机燃油系统的功用及组成 喷油器喷油器 柱塞式喷油泵柱塞式喷油泵 调速器调速器 电子控制柴油喷射系统电子控制柴油喷射系统 发火性发火性指柴油的自燃能力；指柴油的自燃能力；1616烷值越高，发火性越好。烷值越高，发火性越好。蒸发性蒸发性指柴油的汽化能力；馏程和闪点。指柴油的汽化能力；馏程和闪点。粘度粘度稀稠度，决定柴油的流动性；粘度越小，流动性越好。稀稠度，决定柴油的流动性；粘度越小，流动性越好。低温流动性低温流动性凝点，冷滤点。凝点，冷滤点。化学安定性、防腐性、清洁性化学安定性、防腐性、清
2、洁性2、柴油的使用性能指标、柴油的使用性能指标1、分类、分类按其所含重馏分的多少分为按其所含重馏分的多少分为重柴油和轻柴油。重柴油和轻柴油。3 3、牌号、牌号根据凝点编定。如根据凝点编定。如1010号、号、0 0号、号、-10-10号、号、-20-20号等号等5.15.1 柴油及其使用性能柴油及其使用性能4、轻柴油的选择、轻柴油的选择当地当月风险率为当地当月风险率为10%10%的最低气温的最低气温供油、自动调节供油量、储存供油、自动调节供油量、储存一、一、功用功用二、二、组成组成燃油供给装置：燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器
3、等。空气供给装置：空气供给装置：空气滤清器、进气管道。空气滤清器、进气管道。混合气形成装置：混合气形成装置：燃烧室。燃烧室。废气排出装置：废气排出装置：排气管道、消音器。排气管道、消音器。5.2 5.2 柴油机燃油系统的功用及组成柴油机燃油系统的功用及组成燃油滤清器燃油滤清器低压油管低压油管高压油管高压油管喷油泵喷油泵喷油器喷油器回油管回油管燃油箱燃油箱输油泵输油泵油水分离器油水分离器调速器调速器限压阀限压阀喷油提前器喷油提前器三三.可燃混合气的形成与燃烧室可燃混合气的形成与燃烧室1 1、可燃混合气的形成与燃烧、可燃混合气的形成与燃烧 高温压缩空气高温压缩空气 柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是
4、直接在燃烧室内进行的。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。雾状柴油雾状柴油燃燃 烧烧喷射喷射雾状柴油雾状柴油喷射喷射柴油燃烧的主要特点是：柴油燃烧的主要特点是：（1 1）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的。）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的。（2 2）混合与燃烧的时间很短）混合与燃烧的时间很短0.00170.00170.0040.004秒秒 （气缸内）。（气缸内）。（4 4）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时、连续）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。重叠进行的，即边喷射，边混合，边燃烧。（3 3）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入。）
5、柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入。2 2、燃烧室、燃烧室分类：分类：直喷式燃烧室直喷式燃烧室（17-22MPa)17-22MPa)型型 球型球型涡流室燃烧室涡流室燃烧室预燃式燃烧室预燃式燃烧室分隔式燃烧室分隔式燃烧室(12-14 MPa)(12-14 MPa)6.3 6.3 喷喷 油油 器器一、功用与型式一、功用与型式 1 1、功用：、功用：将喷油泵供给的高压柴油，以一定的压力，呈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。雾状喷入燃烧室。2 2、型式：、型式：目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式和目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式和轴针式两种。轴针式两种。3 3、要求：
6、、要求：雾化均匀；雾化均匀；喷射干脆利落，无后滴现象；喷射干脆利落，无后滴现象；有一定的贯穿距离和喷雾锥角；有一定的贯穿距离和喷雾锥角；油束形状与方向，适应燃烧室。油束形状与方向，适应燃烧室。喷油嘴喷油器体调压装置针阀与针阀体：精密偶件针阀与针阀体：精密偶件配合：配合：0.002-0.004针阀：热稳定性好的高速钢针阀：热稳定性好的高速钢针阀体：耐冲击的优质合金钢针阀体：耐冲击的优质合金钢二、孔式喷油器二、孔式喷油器1 1、应用：、应用：适用于直喷式燃适用于直喷式燃烧室，孔数烧室，孔数1 17 7个，个，孔径孔径0.20.20.5mm0.5mm。2 2、特点：、特点：（1 1）喷孔的位置和方）
7、喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适向与燃烧室形状相适应，以保证油雾直接应，以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁喷射在球形燃烧室壁上。上。（2 2）喷射压力较高。）喷射压力较高。（3 3）喷油头细长，喷）喷油头细长，喷孔小，加工精度高。孔小，加工精度高。长型和短型长型和短型长型：针阀的长型：针阀的导向部分远离导向部分远离燃烧室，减少燃烧室，减少针阀受热、变针阀受热、变形，多用于热形，多用于热负荷较高的柴负荷较高的柴油机油机1-7个喷孔个喷孔承压锥面承压锥面密封锥面密封锥面三、轴针式喷油器三、轴针式喷油器特点：特点：（1 1）不喷油时针阀关闭喷孔，）不喷油时针阀关闭喷孔，使高压油腔与燃烧室隔开，使高压油
8、腔与燃烧室隔开，燃烧气体不致冲入油腔内引燃烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞。起积炭堵塞。（2 2）喷孔直径较大，便于加工）喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞。且不易堵塞。（3 3）针阀在油压达到一定压力）针阀在油压达到一定压力时开启，供油停止时，又在时开启，供油停止时，又在弹簧作用下立即关闭，因此，弹簧作用下立即关闭，因此，喷油开始和停止都干脆利落，喷油开始和停止都干脆利落，没有滴油现象。没有滴油现象。普通型、节流型、分流型普通型、节流型、分流型5.45.4 柱塞式喷柱塞式喷 油油 泵泵一、功用一、功用：按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时、定量、定压地按照发动机的工作顺序，负荷大小，定时、定量
9、、定压地向喷油器输送高压柴油。向喷油器输送高压柴油。二、要求：二、要求：1)各缸供油量相等。在标定工况下各缸供油量相差不超过各缸供油量相等。在标定工况下各缸供油量相差不超过3%4%。必须有供油量调节机构。必须有供油量调节机构。2)各缸供油提前角相同，误差小于各缸供油提前角相同，误差小于0.51曲轴转角。应装曲轴转角。应装置喷油提前器。置喷油提前器。3)各缸供油持续角一致。各缸供油持续角一致。4)能迅速停止供油，以防止喷油器发生滴漏现象。能迅速停止供油，以防止喷油器发生滴漏现象。输油泵输油泵调速器调速器三、三、A型喷油泵（整体式，侧面有侧窗口）型喷油泵（整体式，侧面有侧窗口）泵体泵体泵油机构泵油
10、机构驱动轴驱动轴组成：高压油管接头、组成：高压油管接头、减容体、出油阀减容体、出油阀弹簧、弹簧、出油阀副、柱塞出油阀副、柱塞副、副、柱塞弹簧及座、柱塞弹簧及座、挺杆。挺杆。（一）泵油机构（一）泵油机构 柱塞偶件柱塞偶件驱动机构驱动机构出油阀偶件出油阀偶件油量调节机构油量调节机构直直槽槽45斜槽斜槽径向油孔径向油孔精密配合偶件：精密配合偶件：配合间隙为配合间隙为0.00150.0025mm要求：要求：成对使用，不能互换。成对使用，不能互换。拆装维修时要作好记号。拆装维修时要作好记号。材料：材料：优质合金钢优质合金钢（1 1）结构）结构柱塞柱塞直槽、直槽、45斜槽（两槽相通）斜槽（两槽相通）柱塞套
11、柱塞套径向油孔（与低压油腔相径向油孔（与低压油腔相 通）定位槽通）定位槽1.1.柱塞偶件（最精密偶件）柱塞偶件（最精密偶件）榫舌柱塞柱塞套螺旋槽直槽油孔减容体减容体出油阀出油阀弹簧弹簧出油阀出油阀出油阀座出油阀座作用：作用：防止燃油倒流，保证供油防止燃油倒流，保证供油 迅速，停油干脆。迅速，停油干脆。出油阀体出油阀体密封锥面、十字截密封锥面、十字截 面、减压环带面、减压环带出油阀座出油阀座内密封锥面、内圆内密封锥面、内圆 柱面柱面出油阀弹簧出油阀弹簧2.2.出油阀偶件出油阀偶件出油阀上升出油阀上升：减压环离座孔前，油管内减压环离座孔前，油管内 减容增压，减压环离座孔，达喷油压减容增压，减压环离
12、座孔，达喷油压 力，迅速喷油。力，迅速喷油。出油阀下落出油阀下落：减压环入座孔，切断油减压环入座孔，切断油 路，防止燃油倒流，保证下次供油迅路，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。油干脆，防止二次喷射和滴漏现象。3.3.减容器：减容器：出油阀工况：出油阀工况：作用：减小高压腔的容积，限制出油阀升程。作用：减小高压腔的容积，限制出油阀升程。（二）传动机构（二）传动机构驱动柱塞往复运动驱动柱塞往复运动挺柱组件：挺柱组件：滚轮、滚轮销等滚轮、滚轮销等凸轮轴凸轮轴(由曲轴定时齿轮驱动，按作功顺序排列凸由曲轴定时
13、齿轮驱动，按作功顺序排列凸轮轮)滚轮式挺柱滚轮式挺柱凸轮轴凸轮轴改变挺柱高度，可以改变供油提前角。改变挺柱高度，可以改变供油提前角。滚滚 轮轮调整螺钉调整螺钉挺柱体挺柱体滚轮销滚轮销（三）油量调节机构（三）油量调节机构调节齿杆柱塞控制套筒柱塞套调节齿圈松套松套柱塞上行柱塞上行a.a.从下止点到柱从下止点到柱 塞头部封闭径塞头部封闭径 向油孔之前。向油孔之前。b.b.从柱塞头部封从柱塞头部封 闭径向油孔到柱闭径向油孔到柱 塞斜槽露出径塞斜槽露出径 向孔之前。向孔之前。c.c.从柱塞斜槽露出从柱塞斜槽露出 径向油孔到柱塞径向油孔到柱塞 上行至上止点。上行至上止点。abc工作原理工作原理柱塞有效行程
14、柱塞有效行程a.a.从上止点到柱从上止点到柱 塞斜槽封闭径塞斜槽封闭径 向油孔之前。向油孔之前。c.c.从柱塞头部露从柱塞头部露 出径向油孔到出径向油孔到 运行下止点。运行下止点。b.b.从柱塞斜槽封从柱塞斜槽封 闭径向孔到柱闭径向孔到柱 塞头部露出径塞头部露出径 向油孔之前。向油孔之前。ab柱塞下行柱塞下行调节供油量方法调节供油量方法：转动柱塞转动柱塞改变改变hg改变改变循环供油量循环供油量gg。停油：停油：直槽对准油孔。直槽对准油孔。hg（3 3）油量调节）油量调节供油有效行程：供油有效行程：柱塞顶面封闭柱塞顶面封闭柱塞套径向油孔至柱塞斜槽打柱塞套径向油孔至柱塞斜槽打开柱塞套径向油孔前柱塞
15、上移开柱塞套径向油孔前柱塞上移的行程，用的行程，用hg表示。表示。hg决定了决定了喷油泵每循环供油量（喷油泵每循环供油量（g）。）。一、喷油泵的速度特性：一、喷油泵的速度特性：转速转速节流作用大节流作用大渗漏油量少渗漏油量少供油量供油量转速转速节流作用小节流作用小渗漏油量多渗漏油量多供油量供油量喷油泵的速度特性喷油泵的速度特性:当油量调节拉杆位置一定时，供油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。量随转速升高而增加，随转速下降而减少。5.5 5.5 调速器调速器影响影响：转速不稳：转速不稳高速易飞车高速易飞车怠速易熄火怠速易熄火 调速器是根据发动机负荷变化而自动调节
16、供油量，从而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。保证发动机的转速稳定在很小的范围内变化。1 1、按功能分有、按功能分有两速调速器两速调速器、全程式调速器全程式调速器。2 2、按工作原理分有气动式调速器、机械离心式调速器和、按工作原理分有气动式调速器、机械离心式调速器和复合式调速器。复合式调速器。三、分类：三、分类：四、两极式调速器四、两极式调速器 1 1、作用：、作用：自动稳定和限制柴油机最低与最高转速（自动稳定和限制柴油机最低与最高转速（防止超速、稳防止超速、稳定怠速定怠速），而在所有中间转速范围内则由驾驶员控制。），而在所有中间转速范围内
17、则由驾驶员控制。武汉科技大学机械学院武汉科技大学机械学院车辆系车辆系2 2、结构、结构 油量调节拉杆油量调节拉杆外弹簧座外弹簧座飞锤飞锤喷油泵凸轮轴喷油泵凸轮轴高速弹簧内座高速弹簧内座高速弹簧高速弹簧怠速弹簧怠速弹簧角形杠杆角形杠杆调速杠杆调速杠杆滑动销滑动销操纵臂操纵臂RQ型两极调速器滑块滑块调速手柄从停车挡块移至最高速挡块调速手柄从停车挡块移至最高速挡块调速手柄调速手柄摇杆摇杆滑块滑块调速杠杆向调速杠杆向右右摆动摆动喷油泵供油量喷油泵供油量调节齿杆调节齿杆加浓混合气加浓混合气（一）起动（一）起动调速手柄置于怠速挡块调速手柄置于怠速挡块调速手柄调速手柄摇杆摇杆滑块滑块调速杠杆向调速杠杆向左左
18、摆动摆动喷油泵供油量喷油泵供油量调节齿杆调节齿杆（二）怠速（二）怠速飞锤处于内弹簧飞锤处于内弹簧座和轴套之间座和轴套之间 怠速时，飞锤在怠速时，飞锤在凸轮轴后端轴和高速凸轮轴后端轴和高速弹簧座之间移动，高弹簧座之间移动，高速弹簧不起作用。速弹簧不起作用。怠速转速升高，怠速转速升高，飞锤外张，油量调节飞锤外张，油量调节拉杆后移，减油。拉杆后移，减油。怠速转速降低，怠速转速降低，飞锤收拢，油量调节飞锤收拢，油量调节拉杆前移，加油。拉杆前移，加油。怠速怠速起动起动全负荷全负荷中等转速中等转速断油断油稳定怠速：稳定怠速：飞锤与高速弹簧内座相抵，不能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
19、作将高速弹簧压缩，调速器不起作用。用。调速手柄从怠速挡块到中调速手柄从怠速挡块到中速位置速位置调速手柄调速手柄摇杆摇杆滑块滑块调速杠杆调速杠杆向左或向右向左或向右摆动摆动喷油泵供油量调节齿杆喷油泵供油量调节齿杆（三）中速（三）中速（四）高速（四）高速调速手柄置于高速挡块调速手柄置于高速挡块调速手柄调速手柄摇杆摇杆滑块滑块调速杠杆向调速杠杆向右右摆动摆动喷油泵供油量调节齿杆喷油泵供油量调节齿杆飞锤连同内弹簧座向外移动到新位置飞锤连同内弹簧座向外移动到新位置RQ型两极调速器全负荷位置当转速超过最高当转速超过最高额定转速时，飞锤继额定转速时，飞锤继续外张，同时压缩高续外张，同时压缩高速弹簧和怠速弹簧
20、，速弹簧和怠速弹簧，油量调节拉杆向减油油量调节拉杆向减油的方向移动，使转的方向移动，使转速速降低。降低。限制超速：限制超速：（五）停车（五）停车调速手柄置于停车挡块调速手柄置于停车挡块调速手柄调速手柄摇杆摇杆滑块滑块调速杠杆向调速杠杆向左左摆动摆动喷油泵供油喷油泵供油量调节齿杆量调节齿杆飞锤抵靠在轴套上飞锤抵靠在轴套上1 1、结构、结构全负荷油量全负荷油量调节螺钉调节螺钉分配柱塞分配柱塞柱塞套柱塞套调速杠杆调速杠杆调速弹簧调速弹簧飞飞 锤锤油量调节套筒油量调节套筒高速螺钉高速螺钉调速套筒调速套筒调速器传调速器传动齿轮动齿轮导导 杆杆张力杠杆张力杠杆起动杠杆起动杠杆停车手柄停车手柄怠速螺钉怠速螺
21、钉VE泵调速器结构五、全速调速器五、全速调速器1.1.起动起动 起动开始，飞锤收拢，起动开始，飞锤收拢，油门踏板踩到底，调速杠油门踏板踩到底，调速杠杆抵高速螺钉，调速弹簧杆抵高速螺钉，调速弹簧拉伸，起动弹簧使起动杠拉伸，起动弹簧使起动杠杆上端和调速套筒左移到杆上端和调速套筒左移到极限位置，并在张力杠杆极限位置，并在张力杠杆凸起销和起动杠杆之间出凸起销和起动杠杆之间出现间隙现间隙A A，油量调节套筒，油量调节套筒左移至最大供油量位置。左移至最大供油量位置。2 2、工作原理、工作原理VE泵调速器起动工况2.2.怠速怠速 调速杠杆抵怠速限位调速杠杆抵怠速限位螺钉，调速弹簧无张力，螺钉，调速弹簧无张力
22、，起动弹簧被压缩，飞锤离起动弹簧被压缩，飞锤离心力与怠速弹簧弹力相互心力与怠速弹簧弹力相互作用。怠速转速升高，张作用。怠速转速升高，张力杠杆上端压缩怠速弹簧力杠杆上端压缩怠速弹簧右移，油量调节套筒左移，右移，油量调节套筒左移，供油量减少，反之，相应供油量减少，反之，相应零件运动方向相反。零件运动方向相反。VE泵调速器怠速工况3.3.中速和高速中速和高速 调速杠杆抵高速限调速杠杆抵高速限位螺钉，转速升高，飞位螺钉，转速升高，飞锤离心力增大，调速套锤离心力增大，调速套筒右移，同时推动起动、筒右移，同时推动起动、张力杠杆顺时针摆动，张力杠杆顺时针摆动，油量调节套筒左移，供油量调节套筒左移，供油量减少
23、，转速不再升油量减少，转速不再升高。反之亦然。高。反之亦然。VE泵调速器中高速工况5.6 5.6 柴油机电子控制燃油喷射系统柴油机电子控制燃油喷射系统一、优点：一、优点：1 1、具有多功能的自动调节性能；、具有多功能的自动调节性能；2 2、减轻重量，缩小尺寸，提高了柴油机的紧凑性；、减轻重量，缩小尺寸，提高了柴油机的紧凑性；3 3、部件安装、连接方便，提高了维修性；、部件安装、连接方便，提高了维修性；4 4、具有自诊断、检测功能。、具有自诊断、检测功能。二、原理与分类二、原理与分类1 1、原理、原理 与电控汽油喷射系统基本相同。与电控汽油喷射系统基本相同。（学习兼回顾）2 2、分类、分类 （1
24、 1）根据喷油量的控制）根据喷油量的控制 位置控制位置控制式式时间控制式时间控制式（2 2）由产生高压油的机构不同）由产生高压油的机构不同 直列泵式直列泵式分配泵式分配泵式泵喷油器式泵喷油器式武汉科技大学机械学院武汉科技大学机械学院车辆系车辆系武汉科技大学机械学院武汉科技大学机械学院车辆系车辆系燃油分配管燃油分配管:电控柴油喷射系统中的燃油分配管，其工作压电控柴油喷射系统中的燃油分配管，其工作压力较高，一般为力较高，一般为120140MPa，并在其上安装有燃油压力传感，并在其上安装有燃油压力传感器、流量限制器和限压阀等。器、流量限制器和限压阀等。三、柴油机喷油系统的控制三、柴油机喷油系统的控制
25、1 1、直列泵电控喷射系统、直列泵电控喷射系统ECU电磁阀时间控制器喷油泵电子调速器水温传感器加速踏板传感器踏板传感器暖风开关和起动开关2 2、分配泵电控喷射系统、分配泵电控喷射系统ECU放大器分油环高压油管膜片式制动器废气阀3 3、泵喷油器电控喷射系统、泵喷油器电控喷射系统喷油泵喷油泵喷油器喷油器电控单元电控单元（电磁阀）（电磁阀）武汉科技大学机械学院武汉科技大学机械学院车辆系车辆系输油泵输油泵功用是保证有足够数量的柴油自柴功用是保证有足够数量的柴油自柴油箱输送到喷油泵，并维持一定的油箱输送到喷油泵，并维持一定的供油压力以克服管路及柴油滤清器供油压力以克服管路及柴油滤清器阻力，使柴油在低压管
26、路中循环。阻力，使柴油在低压管路中循环。输油泵的输油量一般为柴油机全负输油泵的输油量一般为柴油机全负荷需要量的荷需要量的3 34 4倍。倍。输油泵有膜片式、滑片式、活塞输油泵有膜片式、滑片式、活塞式及齿轮式等几种形式。膜片式和式及齿轮式等几种形式。膜片式和滑片式输油泵分别作为分配式喷油滑片式输油泵分别作为分配式喷油泵的一级和二级输油泵，而活塞式泵的一级和二级输油泵，而活塞式输油泵则与柱塞式喷油泵配套使用。输油泵则与柱塞式喷油泵配套使用。活塞式输油泵活塞式输油泵活塞式输油泵安装在柱塞式喷油泵活塞式输油泵安装在柱塞式喷油泵的侧面，并由喷油泵凸轮轴上的偏的侧面，并由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动。心轮驱动。小 结柴油供给系统组成：组成：喷油器、喷油泵、调速器等喷油器、喷油泵、调速器等。油路：油路：高压、低压和回油油路高压、低压和回油油路。燃烧室及分类燃烧室及分类喷油器的组成和结构喷油器的组成和结构及工作原理及工作原理驱动机构柱塞偶件 油量调节机构 出油阀偶件柱塞旋转运动柱塞式喷油泵定时柱塞往复运动单向供油定量增压调节供油提前角VE泵结构紧凑只用一个柱塞供油低压油腔压力随转速变化供油均匀体积小、重量轻调速器两极式全速式柴油滤清器油水分离器输油泵工作原理结构排气涡轮增压器工作原理结构(结构、工作原理）（了解）
