1、第第7章章 柴油机燃油供给系统柴油机燃油供给系统7.1 概述概述 7.2 喷油器喷油器 7.3 喷油泵喷油泵 7.4 调速器调速器 7.5 柴油机燃油供给系统的其他部件柴油机燃油供给系统的其他部件 7.6 电控柴油喷射系统电控柴油喷射系统 7.7 柴油机燃油供给系统的维修柴油机燃油供给系统的维修 7.8 柴油机燃油供给系统的调试柴油机燃油供给系统的调试 7.9 柴油机燃油供给系统的故障诊断柴油机燃油供给系统的故障诊断 实训实训17 喷油泵和喷油器的拆装喷油泵和喷油器的拆装 实训实训18 喷油泵、调速器和喷油器的检查调试喷油泵、调速器和喷油器的检查调试 实训实训19 柴油机燃油供给系统的故障诊断
2、柴油机燃油供给系统的故障诊断 7.1 概概 述述 7.1.1 柴油机燃油供给系统的作用柴油机燃油供给系统的作用柴油机燃油供给系统的作用主要是完成燃料的储存、滤清和输送工作，按柴油机各种不同工况的要求，定时、定量、定压并以一定的喷油质量将柴油喷入燃烧室，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。7.1.2 柴油机燃油供给系统的组成柴油机燃油供给系统的组成柴油机燃油供给系统由燃油供给系统、空气供给系统、混合气形成系统及废气排出系统、燃油供给路线五部分组成。1.燃油供给系统燃油供给系统柴油机燃油供给系统主要由柴油箱、输油泵、低压油管、滤清器、喷油泵、高压油管、喷油器及回油管等组成，如图7
3、-1所示。图7-1 柴油机燃油供给系统 1滤清器；滤清器；2高压油管；高压油管；3喷油器；喷油器；4回油管；回油管；5油箱；油箱；6输油泵；输油泵；7调速器；调速器；8低压油管低压油管 2.空气供给系统空气供给系统柴油机空气供给系统主要由空气滤清器、进气管等组成，有的柴油机供给系统还有增压器。3.混合气形成系统混合气形成系统柴油机的混合气形成系统即燃烧室。4.废气排出系统废气排出系统柴油机的废气排出系统主要由排气管及排气消声器组成。5.燃油供给路线燃油供给路线燃油供给路线主要包括以下几种：(1)低压油路：柴油机燃油供给系统的低压油路从柴油箱到喷油泵入口，油压一般为0.150.3 MPa。(2)
4、高压油路：柴油机燃油供给系统的高压油路从喷油泵到喷油器，油压一般在10 MPa以上。(3)多余的燃油回流：柴油机燃油供给系统的输油泵供油量比喷油泵的最大喷油量大34倍，大量多余的燃油经喷油泵进油室一端的限压阀和回油管流回输油泵的进口或直接流回柴油箱。喷油器工作间隙漏泄的极少数柴油也经回油管流回柴油箱。7.1.3 柴油机可燃混合气的形成柴油机可燃混合气的形成 1.柴油机可燃混合气的形成特点柴油机可燃混合气的形成特点柴油机可燃混合气的形成特点如下：(1)混合空间小、时间短。可燃混合气是在燃烧室内形成的，一边喷油，一边燃烧。混合气的形成时间极短，只占曲轴转角的1535。(2)混合气不均匀，燃烧室内过
5、量空气系数()值的变化范围很大。柴油机的充气量一般变化不大，负荷的大小靠喷油量的多少来调节，从而改变了值，是“质的调节”。高速柴油机的一般在1.152.2的范围内变化。大负荷时喷油量多、值小、混合气浓；怠速时喷油量少、值大、混合气稀，值可达46。(3)边喷边燃，混合气的成分不断变化。2.可燃混合气的形成方法可燃混合气的形成方法1)空间雾化混合方式空间雾化混合方式是将柴油喷向燃烧室的空间，形成雾状混合物，再在燃烧室空间蒸发形成混合气。(1)油雾形成：燃料以高压、高速从喷油器以圆锥形的油束喷出形成油雾，如图7-2所示。其中：喷雾锥角表示油束的扩散程度，越大，油束扩散越好。射程L表示油束的穿透能力。
6、图7-2 油束的形状 雾化质量表示油束喷散雾化的程度。喷散的越细、越均匀则雾化质量越好。(2)空气运动促进混合：为了使油粒分布得更均匀，最有效的措施是使空气运动，多采用以下两种方法。使进气产生涡流：利用弱涡流切向进气道或强涡流螺旋进气道，可以在进气行程中使空气绕汽缸轴线旋转运动，见图7-3。图7-3 进气涡流的形成(a)切向进气道；(b)螺旋进气道 产生挤压涡流：利用活塞顶部的特殊形状，在压缩过程中和膨胀行程开始时，使空气在燃烧室中产生强烈的旋转运动。挤压涡流存在于上止点附近，持续时间较短，见图7-4。图7-4 挤压涡流的形式(a)挤压流动；(b)膨胀流动 2)油膜蒸发混合方式如图7-5所示，
7、将柴油喷向球形油膜燃烧室的壁面上，在强烈的空气涡流作用下，燃油的大部分(95%)形成油膜。由于油束贯穿空气和室壁的反射，有少量油粒(5%)悬浮在燃烧室空间，形成着火源。油膜在空间火源的热能作用下，逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧，产生了燃气涡流，其燃烧速度是前期慢、后期快，使燃烧过程加速进行到终点。图7-5 油膜的形成 1喷油器；喷油器；2燃气涡流；燃气涡流；3油膜；油膜；4活塞活塞 3)复合式U形燃烧室U形燃烧室即空间雾化燃烧和油膜蒸发混合燃烧两种方式混合使用，低速燃烧以前者为主，高速燃烧以后者为主。7.1.4 柴油机的燃烧室柴油机的燃烧室 根据混合气的形成方式及燃烧室的结构特点，柴油机的燃烧室
8、可分为两大类：直接喷射式燃烧室(形、四角形、球形及U形燃烧室等)和分开式燃烧室(预燃室式和涡流式燃烧室)。1形燃烧室形燃烧室1)结构特点该燃烧室由平的汽缸盖底面和活塞顶内的形凹坑及汽缸壁组成，属于直接喷射燃烧室和空间混合方式，如图7-6所示。图7-6 形燃烧室 2)混合气的形成特点(1)主要是依靠多孔(多为4孔)进行喷雾，利用油束和燃烧室的吻合，在空间内形成混合气。(2)喷孔直径小，多在0.250.4 mm内，喷孔轴线夹角为140160，喷油压力较高，一般在20 MPa左右。(3)结构紧凑，热损失小，热效率高，经济性好，容易起动。(4)工作粗暴，燃烧噪声大。2.四角形燃烧室四角形燃烧室 四角形
9、燃烧室属于直接喷射式燃烧室和空间混合式。四角形燃烧室的底部仍是形，燃烧室上部逐渐过渡为四方形，喷射时四个喷孔对着燃烧室的四个角喷油，如图7-7所示。四角形燃烧室可抑制涡流的增强，减少NO的生成量。图7-7 四角形燃烧室 1螺旋进气道；螺旋进气道；2喷油器；喷油器；3四角形燃烧室；四角形燃烧室；S涡流涡流 3.预燃式燃烧室预燃式燃烧室1)结构特点预燃式燃烧室如图7-8所示。图7-8 预燃式燃烧室 预燃式燃烧室的结构特点如下：(1)整个燃烧室分两部分，预燃室位于汽缸盖内，为总燃烧室容积的25%40%，活塞上方为主燃室。(2)喷油嘴安装在预燃室的中心线附近，为便于冷起动，喷油嘴上多装有电热塞。(3)
10、预热室用耐热钢单独制成，装入汽缸盖时不和冷却液直接接触。(4)大部分燃料是在主燃烧室中混合燃烧的，属于空间混合方式。2)混合气的形成特点(1)利用压缩紊流先进行预燃。(2)利用强烈的燃烧涡流，促使混合气完全燃烧。(3)对喷油的雾化质量要求不高，可采用不易堵塞的大直径单孔喷嘴，其喷油压力较低(812 MPa)，具有适应大转速范围和不同着火性能燃料的特点。(4)运转平顺、燃烧噪声小，但经济性较差、热损较大、起动性能差，必须加装电热塞。4.涡流式燃烧室涡流式燃烧室1)结构特点涡流式燃烧室见图7-9。图7-9 涡流式燃烧室 涡流式燃烧室的结构特点如下：(1)整个燃烧室分为两部分，球型涡流室在汽缸盖内，
11、活塞上方为主燃烧室。涡流室容积占总燃烧室容积的50%80%，用一个和数个切向大面积通道将涡流室和主燃烧室连通，此结构属于空间混合方式。(2)喷油器和电热塞安装在涡流室内。(3)涡流室下半部分镶有耐热钢制成的镶块，该镶块和其座孔有一定的隔热间隙，并用螺钉定位。(4)活塞顶部多制有导流槽或分流凹坑，使涡流室中的气流在喷出时形成二次涡流。2)混合气的形成特点(1)利用强烈的定向涡流进行混合和燃烧。(2)利用二次流动，促使燃气更完全地燃烧。(3)对喷油的雾化质量要求不高，可采用不易堵塞的单孔喷嘴，喷油压力较低(1012 MPa)，喷油泵寿命较长，对不同着火性能燃料的适应性好。(4)适用于高速柴油机，转
12、速可达5000 r/min。(5)工作较平顺，但热损失较大、经济性较差，须用较高的压缩比(1722)，并加装电热塞。5.球形油膜燃烧室球形油膜燃烧室1)结构特点球形油膜燃烧室见图7-10。图7-10 球形油膜燃烧室 球形油膜燃烧室的结构特点如下：(1)球形油膜燃烧室位于活塞顶部中央，其形状大于半个球，且在与喷油器相对的位置开有缺口与球面相切，燃油从这里沿气流方向喷在室壁上形成油膜。该结构属于直接喷射式燃烧室，雾化方式采用油膜蒸发混合方式。(2)采用强涡流螺旋进气道。(3)燃烧室底壁较薄，其背面有来自飞溅和从连杆小头喷油孔喷出的润滑油加以冷却。(4)采用单孔喷嘴或双孔喷嘴。2)混合气的形成特点(
13、1)燃油顺气流沿球面切线方向喷入时，约95%被喷涂均布在室壁上，形成一层薄的油膜，5%散布在燃烧室空间形成火源，以点燃混合气。(2)油膜逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧，形成燃气涡流。(3)喷油压力较高，油耗率较低，能适应多种不同着火性能的燃料。(4)进气管上多数安装加热装置(如火焰加热器等)。7.2 喷喷 油油 器器喷油器的作用是将高压柴油喷入汽缸，使一定数量的燃油得到良好的雾化，同时使燃油的喷射按燃烧室类型合理分布。喷油器工作时应满足如下要求：应具有一定的喷射压力和射程，合适的喷雾锥角和雾化质量；喷停要迅速，不能发生燃油滴漏；开始喷油少，中期喷油多，后期喷油少。喷油器分为开式和闭式两种类型，车
14、用柴油机多数采用闭式喷油器。闭式喷油器按其结构形式可分为孔式和轴针式两种基本类型，如图7-11所示。图7-11 闭式喷油器的两种基本类型(a)孔式；(b)轴针式(a)(b)7.2.1 孔式喷油器孔式喷油器孔式喷油器的结构如图7-12所示，它主要由针阀、针阀体、顶杆、调压弹簧、调压螺钉、喷油器体等组成。图7-12 孔式喷油器 1回油管螺栓；回油管螺栓；2回油管衬垫；回油管衬垫；3调压螺钉护帽；调压螺钉护帽；4调压螺钉垫圈；调压螺钉垫圈；5调压螺钉；调压螺钉；6压螺钉垫圈；压螺钉垫圈；7调压弹簧；调压弹簧；8顶杆；顶杆；9喷油器体；喷油器体；10定位销；定位销；11针阀；针阀；12针阀体；针阀体；
15、13铜制喷油器锥体；铜制喷油器锥体；14紧固螺套；紧固螺套；15进油管接头；进油管接头；16滤芯；滤芯；17进油管接头衬垫进油管接头衬垫 针阀和针阀体是用优质轴承钢制成的一对不能互换的高精密偶件(一般称其为喷油嘴或喷油头)，如图7-13所示。针阀上部的圆柱面与针阀体相应的内圆柱面为高精度的滑动配合，配合间隙为0.0010.0025 mm。此间隙过大，会泄漏较多的柴油而使油压下降，喷油滞后，影响喷雾质量，减少供油量；间隙过小，则针阀不能自由滑动。针阀中部的环形锥面位于针阀体的环形油腔中，其作用是承受由油压产生的轴向推力，以使针阀上升，故此锥面称为承压锥面。针阀下端的锥面与针阀体相应的内锥面配合，
16、共同起密封喷油器内腔的作用，称为密封锥面，用于打开或切断高压油与燃烧室的通路。针阀上部有凸肩，当针阀关闭时，凸肩与喷油器体下端面的距离h为针阀最大升程，其大小决定了喷油量的多少，一般h=0.40.5 mm。图7-12中，针阀顶部通过顶杆承受调压弹簧的预压力，使针阀处于关闭状态。针阀体与喷油器体的结合处一般有12个定位销用以防止转动，以免影响正常供油。图7-13 孔式喷油嘴 1针阀；针阀；2针阀体；针阀体；3高压油腔；高压油腔；4承压锥面；承压锥面；5密封锥面；密封锥面；6喷孔；喷孔；7压力室；压力室；8进油道；进油道；A限位面；限位面；h针阀升程针阀升程 为了防止细小杂物堵塞喷孔，在进油管接头
17、中一般装有缝隙式滤芯，其构造及工作原理如图7-14所示。柴油由一端进入滤芯的不直通沟槽A，然后通过滤芯的棱边B与进油管接头孔之间的缝隙，进入滤芯的另一个不直通沟槽C。柴油在通过棱边B时，杂质颗粒便被挡住。此外，滤芯具有磁性，以吸附金属磨屑。图7-14 缝隙式滤芯工作原理图 图7-13中，喷油器在工作中由喷油泵输来的高压柴油，经过油管接头进入喷油器，再经喷油器体上的进油道进入针阀体中部的环形油腔高压油腔。油压作用在针阀的承压锥面上对针阀形成一个向上的轴向推力，此推力一旦大于调压弹簧的预压力及针阀偶件之间的摩擦力(此力很小)，针阀立即上移，针阀下端的密封锥面离开针阀体锥形环带，打开喷孔，于是柴油即
18、以高压喷入燃烧室中。喷油泵停止供油时，高压油道内的压力迅速下降，针阀在调压弹簧的作用下及时回位，将喷孔关闭。可见，针阀的开启压力即喷油压力的大小取决于调压弹簧的预紧力，预紧力越大，喷油压力就越大。调压弹簧预紧力的大小可通过调压螺钉调整(拧入时压力增大，拧出时压力减小)，在调整后用调压锁紧螺母将它锁紧固定。有的喷油器调压弹簧的预紧力可由调压垫片调整，如图7-15所示。图7-15 装有调压垫片的喷油器 1缝隙滤芯；缝隙滤芯；2喷油器体；喷油器体；3回油管接头；回油管接头；4调压垫片；调压垫片；5定位凸榫；定位凸榫；6调压弹簧；调压弹簧；7定位销；定位销；8弹簧座；弹簧座；9中间盘；中间盘；10喷油
19、嘴紧固螺套；喷油嘴紧固螺套；11针阀体；针阀体；12针阀针阀 在喷油器工作期间，会有少量的柴油从针阀和针阀体之间的间隙缓慢漏出。这部分柴油对针阀起润滑作用，并沿顶杆周围的空隙上升，通过调压螺钉或调压垫片中间的油孔进入回油管，然后流向柴油箱。孔式喷油器主要用于直接喷射燃烧室，喷油孔的数目一般为18个，喷孔直径为0.20.8 mm，喷孔数与喷孔角度的选择视燃烧室的形状、大小及空气涡流情况而定。YC6105QC型和YC6100Q型柴油机即采用多孔式喷油器，喷油嘴为四孔等直径(0.32 mm)，针阀开启压力为18.620.49 MPa。柴油机喷油器通常用压板及螺栓固装在汽缸盖上的座孔中，并用铜制喷油器
20、锥体密封，防止漏气。7.2.2 轴针式喷油器轴针式喷油器轴针式喷油器的工作原理与孔式的相同，其结构特点是针阀下端的密封锥面以下还延伸出一个轴针，其形状可以是倒锥形或圆柱形。轴针伸出喷孔外，使喷孔成为圆环状的狭缝(轴针与孔的径向间隙为0.05 mm)。这样，喷油时喷注将呈空心的锥状或柱状，见图7-16。喷孔通过断面与喷注锥角的大小取决于轴针的升程和形状，因此要求轴针的形状加工必须精确。图7-16 轴针式喷油器的喷油情况(a)不喷油；(b)喷油 为了使柴油机工作柔和，改善后期燃烧条件，喷油器最好在每一循环的供油量中，开始喷油少，中间喷油多，后期喷油少。轴针式喷油器有两个可变的节流断面，通过密封锥面
21、及轴针处的节流断面作用，可较好地满足上述喷油特性要求。如图7-17所示的倒锥形轴针，随着针阀的升程增大，其节流断面是先小后大又变小，因而喷油量前、后期少，而中期多，喷油特性较为理想。图7-17 倒锥形轴针的节流作用(a)升程较小时；(b)升程较大时 轴针式喷油器的喷孔直径较大，一般为1mm3mm，易于加工。其喷油压力为1013 MPa，适用于对喷雾要求不高的涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室。工作时，轴针在喷孔内上下往复运动，喷孔不易积炭，而且还能自行清除积炭，有自洁作用。7.3 喷喷 油油 泵泵7.3.1 喷油泵的作用与类型喷油泵的作用与类型喷油泵的主要作用有以下三点：提高油压(定压)，将喷油压
22、力提高到1020 MPa；控制喷油时间(定时)，按规定的时间喷油和停止喷油；控制喷油量(定量)，根据柴油机的工作情况，改变喷油量的多少，以调节柴油机的转速和功率。喷油泵在工作时应满足以下四方面的要求：(1)按柴油机工作顺序供油，而且各缸的供油量应均匀。(2)各缸的供油提前角要相同。(3)各缸的供油延续时间要相等。(4)油压的建立和供油的停止都必须迅速，以防止滴漏现象的发生。喷油泵的结构形式很多，车用柴油机根据其作用原理的不同大体可分为以下三种类型：柱塞式喷油泵；转子分配式喷油泵；喷油泵-喷油器一体式，将喷油泵和喷油器结合在一起。7.3.2 柱塞式喷油泵的结构原理柱塞式喷油泵的结构原理柱塞式喷油
23、泵由分泵、油量调节机构、驱动机构、泵体(壳体)四部分组成。1.分泵分泵分泵主要由柱塞偶件(柱塞和柱塞套筒)、出油阀偶件(出油阀和出油阀座)、柱塞弹簧、弹簧座、出油阀弹簧、出油阀压紧座等零件组成，如图7-18所示。图7-18 分泵的组成 1出油阀压紧座；出油阀压紧座；2减容体；减容体；3出油阀弹簧；出油阀弹簧；4出油阀；出油阀；5密封垫；密封垫；6出油阀座；出油阀座；7密封垫；密封垫；8柱塞套筒；柱塞套筒；9径向油孔；径向油孔；10柱塞；柱塞；11柱塞弹簧；柱塞弹簧；12弹簧座；弹簧座；13油量调节臂；油量调节臂；14定位螺钉定位螺钉 1)柱塞偶件的结构柱塞偶件由柱塞和柱塞套筒组成，如图7-19
24、所示。柱塞为光滑的圆柱体，在其上部铣有螺旋槽或斜槽，并利用直切槽或中心孔(轴向孔和径向孔)使槽和柱塞上端的泵油室相通。柱塞的下部制有安装弹簧座的圆柱体和十字凸块(或压入调节臂)，以便使柱塞能往复运动并调节供油量。柱塞套筒为光滑的圆柱形长孔，套筒上部开有一个进油和回油用的小孔，或开有两个径向孔，其中有两个进油孔和一个回油孔，它们与壳体上的低压进油室相通。柱塞套筒装在壳体座孔内，并用定位螺钉和定位孔来固定，以防止柱塞套筒转动。柱塞和柱塞套筒是一对精密的偶件，不能互换。柱塞副用耐磨性高的优质合金钢(轴承钢)制成，并经过热处理和时效处理。图7-19 柱塞偶件的结构2)柱塞式喷油泵的泵油过程采用柱塞泵的
25、柴油机，其每缸的供油主要靠对应缸分泵的柱塞偶件来提供。柱塞式喷油泵的泵油过程分为进油过程、压油过程和回油过程三阶段，如图7-20所示。(1)进油过程：当柱塞从上止点移动至进油孔以下时，燃油在真空吸力及输油泵的压力下充满泵油室。(2)压油过程：当柱塞从下止点向上移动到进油孔关闭时，泵油室内的燃油压力将骤然升高，推开出油阀，将高压油压入高压油管。(3)回油过程：当柱塞上移到螺旋槽线或斜槽上线高出进油孔的下沿时，高压油通过柱塞上的直槽或中心孔高速流回低压油室。由于泵油室内的油压急剧下降，出油阀在弹簧和残余压力的作用下迅速回位，油泵停止供油。此时柱塞仍继续上升，直到上止点为止，完成回油过程。图7-20
26、 柱塞式喷油泵的泵油过程(a)进油过程；(b)压油过程；(c)回油过程 图7-21 柱塞的各种行程(1)柱塞的预备行程h1：柱塞从下止点上升到其上端面将进油孔完全关闭时所移动的距离。(2)柱塞的减压带行程h2：柱塞从预备行程结束到出油阀开启(减压带开始离开阀座的导孔)时所移动的距离叫减压带行程。(3)柱塞的有效行程h3：柱塞从出油阀开启，到柱塞的螺旋线或斜槽上线打开回油孔时移动的距离叫柱塞的有效行程。(4)剩余行程h4：柱塞从有效行程结束(开始回油)上升到上止点时移动的距离叫剩余行程。显然，喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短。因此，欲使喷油泵能随发动机工况的不同而改变供油量，只需改变有效
27、行程。一般由改变柱塞斜槽棱边与柱塞套筒上油孔的相对位置来实现。将柱塞按图7-22(a)中箭头所示的方向转一个角度，有效行程和供曲量即增加，反之则减少。当柱塞转到图7-22(b)所示的位置时，直槽对正回油孔，柱塞根本不可能完全封闭油孔，即有效行程为零，喷油泵处于不泵油的状态。图7-22 供油量的调节(a)增大供油量；(b)供油量为零 3)出油阀偶件的结构与原理出油阀偶件由出油阀和阀座组成，在出油阀上带有减压环带和切槽，如图7-23所示。出油阀偶件是精密偶件，采用优质合金钢制造。其导孔、上下端面及座孔经过精密的加工和研磨，配对以后不能互换。图7-23 出油阀偶件的结构 1出油阀座；出油阀座；2出油
28、阀；出油阀；3减压环带；减压环带；4切槽切槽 出油阀的圆锥部是阀的轴向密封锥面，阀的锥部在导孔中滑动配合起导向作用。出油阀尾部加工有切槽，形成十字形断面，以便使燃油通过。出油阀中部的圆柱面叫减压带，它与密封锥面之间形成了一个减压容积。阀座的下端面和柱塞套筒的上端面经精密加工而严密贴合，并通过压紧螺帽以规定的扭紧力矩来压紧。压紧螺帽与阀座之间装有一定厚度的铜制高压密封垫圈，出油阀压紧螺帽和壳体的上端面之间还装有低压密封垫圈。出油阀压紧螺帽内腔装有带槽的减容器，以减小内腔空间的容积，具有加速喷停、限制出油阀最大升程的作用。出油阀上减压环带的作用如下：(1)防止喷油前滴油，提高喷射速度。喷油泵供油时
29、，待油压高于出油阀弹簧的预紧力和高压油管内的残余压力后，出油阀升起，其密封锥面离开阀座。必须等到出油阀上的减压环带完全离开阀座的导向孔时，泵油室的燃油才能进入高压油管。(2)防止喷油后滴油，提高关闭速度。停止供油时，出油阀减压环带的下沿进入导管，高压油管与泵室的通路便被切断。当出油阀完全座落后下降了一段距离h，因而高压油管的容积得到增大，使油压迅速地下降12 MPa，断油迅速干脆，防止了因油压的波动和“管缩油涨”而产生喷后滴油。2.油量调节机构油量调节机构油量调节机构的作用是执行驾驶员或调速器的指令，通过转动柱塞来改变各分泵的供油量，以适应柴油机负荷和转速变化的需要，并调整各缸供油的均匀性。油
30、量调节机构主要有拨叉式和齿杆式两种类型。1)拨叉式油量调节机构拨叉式油量调节机构由调节臂、拨叉、供油拉杆组成，如图7-24所示。驾驶员或调速器轴向移动供油拉杆时，拨叉带动调节臂相对柱塞套转动，从而调节了供油量。当各缸的供油量不等时，可松开固定螺钉改变拨叉在供油拉杆上的位置予以调整。图7-24 拨叉式油量调节机构 1供油拉杆；供油拉杆；2连接柱塞末端；连接柱塞末端；3调节臂；调节臂；4拨叉拨叉 2)齿杆式油量调节机构齿杆式油量调节机构由齿杆、齿圈和传动套筒等组成，如图7-25所示。齿杆的轴向位置由驾驶员或调速器控制，齿圈通过传动套筒带动柱塞套筒与柱塞套筒相对转动，便可调节供油量。各缸供油均匀性的
31、调整，是通过改变齿圈与传动套筒圆周方向的相对位置来实现的。图7-25 齿杆式油量调节机构 1柱塞套；柱塞套；2齿杆；齿杆；3可调齿圈；可调齿圈；4传动套筒；传动套筒；5柱塞；柱塞；6传动套筒上的切槽传动套筒上的切槽 3.驱动机构驱动机构喷油泵是由柴油机曲轴前端的正时齿轮通过一组齿轮来驱动的，见图7-26。喷油泵驱动齿轮和中间齿轮上都刻有正时记号。图7-26 喷油泵的驱动与供油正时 有的喷油泵直接利用其前端壳体上的凸缘盘固定在驱动齿轮后面的箱体上，固定螺栓处是弧形槽连接，可利用壳体相对于凸轮轴的转动来调节供油提前角的大小。1)分泵驱动机构分泵驱动机构的主要作用是推动柱塞往复运动，完成进油、压油、
32、回油过程，保证供油正时。分泵驱动机构主要由凸轮和滚轮体等组成，如图7-27所示。图7-27 柱塞的驱动示意图 1柱塞；2滚轮体；3凸轮；H凸轮和柱塞的升程；ab凸轮的升弧(工作面)；bc凸轮的降弧(1)凸轮。凸轮的作用是传送推力使柱塞运动，从而产生高压油，同时保证各分泵按柴油机的工作顺序和一定的规律供油。凸轮轴上的凸轮数目与缸数相同，排列顺序与柴油机的工作顺序相同。四行程柴油机曲轴每旋转两周，喷油泵的凸轮轴即旋转一周，各分泵都供一次油。相邻工作两缸凸轮间的夹角叫做供油间隔角，角度的大小与配气机构凸轮轴同名凸轮的排列相同，四缸柴油机为90，六缸柴油机为60。由于柴油机的工作负荷较大，因此驱动齿轮
33、采用钢制齿轮。不少凸轮轴的外形对称，凸轮在轴上的距离相等且轴两端的尺寸相同。凸轮的工作段是切线形状，可快速建立油压。图7-28所示为凸轮轴的构造。图7-28 凸轮轴的构造 1密封调整垫；密封调整垫；2锥形滚柱轴承；锥形滚柱轴承；3连接锥面；连接锥面；4油封；油封；5前端盖；前端盖；6壳体；壳体；7调整垫；调整垫；8、9、10、11凸轮；凸轮；12输油泵偏心轮输油泵偏心轮(2)滚轮体。滚轮体的功能是将凸轮的旋转运动变为自身的直线往复运动，以推动柱塞上行供油；调整各分泵的供油提前角和供油间隔角。滚轮体有调整垫块式、调整螺钉式和不可调整式三种类型。调整垫块式滚轮体。调整垫块式滚轮体的结构如图7-29
34、所示。带有滑动配合衬套的滚轮体松套在滚轮轴上，滚轮轴也松套在滚轮架的座孔中，因此有三处可发生相对运动，相对滑动相应降低，减轻了磨损，且磨损比较均匀。滚轮体的周向定位方式有两种：一是在滚轮体圆柱面上开轴向孔，用定位螺钉插入槽中防止滚轮体转动；二是利用加长滚轮轴，使其一端插入壳体导孔一侧的滑槽中。调整垫块安装在滚轮架的座孔中，调整垫块用耐磨材料制成，磨损后可翻转使用。不同厚度的垫块，厚度差为0.1 mm，相应的凸轮轴转角为0.5，反映到曲轴上为1。调整螺钉式滚轮体。调整螺钉式滚轮体的结构如图7-30所示。滚轮架上端装有工作高度可调节的调整螺钉，拧出调整螺钉，h值增大，供油提前角也随之增大；拧入螺钉
35、，h值减小，供油提前角也减小。图7-29 调整垫块式滚轮体 1调整垫块；调整垫块；2滚轮体；滚轮体；3滚轮衬套；滚轮衬套；4滚轮轴；滚轮轴；5滚轮架滚轮架 图7-30 调整螺钉式滚轮体 1滚轮轴；滚轮轴；2滚轮；滚轮；3滚轮架；滚轮架；4锁紧螺母；锁紧螺母；5调整螺钉调整螺钉 2)联轴器联轴器的作用主要是补偿喷油泵安装时凸轮轴和驱动轴的同轴度偏差；用小量的角位移调节供油提前角，以获得最佳的喷油提前角。传统的联轴器多采用胶木盘交叉连接，现已被挠性片式联轴器所代替，如图7-31和图7-32所示。联轴器的挠性作用是通过两组圆形弹性钢片来实现的，依靠其挠性可使驱动轴与凸轮轴在少量同轴度偏差的情况下无声
36、传动。两组圆形弹性钢片有所不同，钢片的内孔与连接叉紧固连接，外孔是两个弧形孔，通过两个连接螺钉和调节器连接，以便调节供油提前角的大小。图7-31 挠性片式联轴器 1供油提前角自动调节器；供油提前角自动调节器；2、4弹性钢片；弹性钢片；3连接叉；连接叉；5喷油泵凸轮轴喷油泵凸轮轴 图7-32 联轴器的结构 1锁紧螺栓；锁紧螺栓；2、4、7、9螺钉；螺钉；3主动凸缘盘；主动凸缘盘；5主动传力钢片；主动传力钢片；6十字形中间凸缘盘；十字形中间凸缘盘；8从动传力钢片；从动传力钢片；10供油提前角自动调节器供油提前角自动调节器 3)供油提前角调节装置(1)供油提前角调节的必要性。供油提前角过大时，燃油是
37、在汽缸内空气温度较低的情况下喷入，混合气形成条件差，燃烧前集油过多，会引起柴油机工作粗暴、怠速不稳和起动困难；供油提前角过小时，将使燃料后燃期过长，燃烧的最高温度和压力下降，造成燃烧不完全和功率下降，甚至排气冒黑烟，柴油机过热，导致动力性和经济性降低。最佳的供油提前角不是一个常数，应随柴油机负荷(供油量)和转速的变化，即随转速的增高而加大。喷油泵供油时刻可以用供油起始角来表示，供油起始角指第第一缸分泵柱塞开始供油时，相应凸轮的中心线与滚轮体中心线的夹角。喷油泵的供油起始角与柴油机的供油提前角的含义不同，一个是凸轮轴的转角，一个是曲轴的转角。若柱塞下端、垫块、滚轮和凸轮出现磨损，则滚轮体的工作高
38、度变小，供油提前角减小，供油起始角减小，凸轮与滚轮的接触点(供油始点)上移，喷油始点压力、喷油持续时间长短、每一循环的供油量将发生变化，因此必须定期地对供油提前角进行检查和调整。对供油提前角的进行调整时，可以对单个分泵进行调整，使分泵的供油提前角一致、供油间隔角度相等；也可以对整个喷油泵进行统一调整，达到柴油机规定的供油提前角的要求。对单个分泵进行调整时，只需要调整滚轮体的高度即可；对整个喷油泵进行统一调整时，可通过联轴器或转动喷油泵的壳体来进行。但柴油机的转速变化范围较大，还必须使供油提前角在初始角的基础上随转速而变化，因此车用柴油机多装有供油提前角自动调节器。(2)供油提前角自动调节器。供
39、油提前角自动调节器装于喷油泵凸轮轴的前端，用联轴器来驱动。如图7-33所示，供油提前角自动调节器由主动件、从动件和离心件三部分组成，其中主动盘为主动件，在主动盘上固定有弹簧座，从动盘为从动件，离心件包括飞块、飞块销钉和滚轮等。当柴油机转速达到设定值时，两个飞块在离心力的作用下绕其轴销向外甩开，滚轮迫使从动盘带动凸轮轴沿箭头方向转动一个角度，直到弹簧的张力与飞块的离心力平衡为止，这时主动盘便又与从动盘同步旋转。此时，供油提前角等于初始角加上。图7-33 供油提前角自动调节器的工作原理图 1主动盘；主动盘；2从动盘；从动盘；3滚轮；滚轮；4飞块销钉；飞块销钉；5从动盘臂；从动盘臂；6弹簧座；弹簧座
40、；7凸块；凸块；8飞块飞块 当柴油机转速再次升高时，飞块进一步张开，从动盘相对于主动盘又沿旋转方向向前转动一个角度，这样，随着转速的升高，提前角不断增大，直到最大转速。当柴油机转速降低时，飞块收拢，从动盘便在弹簧力的作用下相对于主动盘后退一个角度，供油提前角便相应减小。4.泵体泵体泵体是喷油泵的基础件，多用铝合金铸成。泵体分为组合式和整体式两种。组合式泵体有上下两部分，用螺栓连接在一起，上体安装分泵，下体安装驱动件和油量调节件。整体式泵体的刚度加大，在较高的喷油压力下工作而不变形，但分泵和驱动件等零件的拆装较麻烦。7.3.3 转子分配式喷油泵的结构原理转子分配式喷油泵的结构原理转子分配式喷油泵
41、按其结构可分为对置转子式分配泵和单柱塞分配泵两种类型。目前轿车柴油机燃料供给系统中广泛使用的VE泵即是德国博世(Bosch)公司从1967年开始生产的单柱塞轴向压缩分配式喷油泵。VE型分配泵的结构示意图如图7-34所示。VE型分配泵的供油系统分为两大部分。第一部分为低压供油装置，主要是内装的滑片式输油泵；第二部分为高压供油装置，主要有凸轮机构(滚子和凸轮盘)、柱塞和柱塞套、油量调节装置(调速器)、供油提前角调节装置和停油装置(断油电磁阀)等。图7-34 VE型分配泵的总体结构示意图 1低压供油装置低压供油装置滑片式输油泵滑片式输油泵滑片式输油泵由传动轴转子、四片钢质滑片、调压阀、偏心环及端盖等
42、组成，如图7-35所示。转子上开有四个相隔90的切糟，四个滑片装入切糟内，并可作径向滑动。转子由传动轴的半月键驱动，偏心环的内圆与转子处在相对偏心位置，偏心环由两个螺钉连同端盖固定在泵体上。图7-35 滑片式输油泵 传动轴带动转子转动时，滑片受离心力作用向外压向偏心环圈，这时燃油被隔在滑片间的容积内，滑片间的容积是随着转子的旋转而变化的。泵体上开有进油槽和压油槽，在进油一侧，容积由小变大，完成吸油过程；在压油槽一侧，容积由大变小，完成压油过程。如图7-36所示，调压阀装在泵体靠传动轴端的顶部，内装滑阀(活塞)、弹簧、弹簧座、O形圈(密封胶圈)和挡圈等。为保证泵内有一定的油压，必须控制输油泵输入
43、泵内的燃油量，使过剩的燃油经调压阀流回到转子底部的进油槽中去。由于回油量受滑阀弹簧弹力的控制，因此调整弹簧的压缩量就可以控制回油量，即增加弹簧弹力，回油量就减少，泵内压力也随之增大，输油泵的压力可根据调整参数进行调整。图7-36 调压阀 2.高压供油装置高压供油装置VE型分配泵由一个泵油元件向多个汽缸供油，柱塞的外形与作用如图7-37所示。柱塞右端为压油部分，沿周向均布四个轴向进油槽，柴油通过进油道和柱塞上的进油槽进入压油腔内。柱塞的中心有轴向油道，柱塞中部的配油槽由径向油孔与中心油道相通。中心油道的末端与泄油孔相连。图7-37 柱塞和油泵 1柱塞；柱塞；2分配油路；分配油路；3进油道；进油道
44、；4进油槽；进油槽；5配油槽；配油槽；6泄油孔泄油孔 高压泵的工作过程如下：(1)进油过程(图7-38)：滚轮由凸轮盘的凸峰移到最低位置时，柱塞弹簧将柱塞由右向左推移，在柱塞接近终点位置时，柱塞上部的进油槽与柱塞套上的进油孔相通，柴油经电磁阀下部的油道流入柱塞右端的压油腔内并充满中心油道。此时柱塞配油槽与分配油路隔绝，泄油孔被柱塞套封死。图7-38 进油过程 1滚轮；滚轮；2凸轮盘；凸轮盘；3柱塞；柱塞；4出油阀；出油阀；5喷油器；喷油器；6压油腔；压油腔；7进油槽；进油槽；8进油孔；进油孔；9电磁阀电磁阀(2)压油与配油过程(图7-39)：滚轮由凸轮盘的最低处向凸峰部分移动，柱塞在旋转的同时
45、，也自左向右运动。此时，进油槽与泵体进油道隔绝，柱塞泄油孔仍被封死，柱塞配油槽与分配油路相通。随着柱塞的右移，柱塞压油腔内的柴油压力不断升高，当油压升高到足以克服出油阀弹簧力而使出油阀右移开启时，则柴油经分配油路、出油阀及油管被送入喷油器。图7-39 压油与配油过程 1滚轮；滚轮；2凸轮盘；凸轮盘；3泄油孔；泄油孔；4配油槽；配油槽；5分配油路；分配油路；6喷油器；喷油器；7柱塞；柱塞；8出油阀；出油阀；h有效供油行程有效供油行程(3)供油结束(图7-40)：柱塞在凸轮盘的推动下继续右移，柱塞左端的泄油孔露出控制套筒的右端面时，泄油孔与分配泵内腔相通，高压油立即经泄油孔流入泵内腔中，柱塞压油腔
46、、中心油道及分配油路中的油压骤然下降，出油阀在其弹簧的作用下迅速左移关闭，停止向喷油器供油。停止喷油过程持续到柱塞到达其向右行程的终点。图7-40 供油结束 1滚轮；滚轮；2凸轮盘；凸轮盘；3泄油孔；泄油孔；4柱塞；柱塞；5控制套筒控制套筒(4)供油量控制：从柱塞上的配油槽与出油孔相通起，至泄油孔与分配泵内腔相通为止，柱塞所走过的距离为有效供油行程h(图7-39)。柱塞上的泄油孔什么时候和泵室相通，由控制套筒的位置来控制，当移动控制套筒时，柱塞上的泄油孔与分配泵内腔相通的时刻改变，即结束供油的时刻改变，从而使供油有效行程h改变。控制套筒向左移动，供油行程缩短，结束供油的时刻提早，供油量减少；控
47、制套筒向右移动则相反。可见，在使用中这种分配泵油量的调节是靠驾驶员通过加速踏板控制调速器使控制套筒轴向移动来实现的。供油结束后，柱塞继续旋转，当柱塞上的压力平衡槽与分配油路相通时，分配油路中的柴油与分配泵内腔的油压相同，这样可使各缸分配油路内的燃油压力在喷油器喷射前趋于均匀，从而使各缸喷油的压力均衡，如图7-41所示。图7-41 压力平衡过程 1压力平衡槽；压力平衡槽；2分配油路分配油路 3.供油提前角自动调节装置供油提前角自动调节装置VE型分配泵的供油提前角自动调节装置为液压式调节器，与常见的机械离心式调节器不同，它直接装在分配泵的下部，其结构如图7-42所示。在滚轮架上装有滚轮，其数目与汽
48、缸数相同。滚轮架通过传力销、连接销与活塞连接。活塞移动时，拨动滚轮架绕其轴线转动(滚轮架不受驱动轴转动的影响)，油缸右腔经孔道与泵腔相通，其油压为二级输油泵出油压力。油缸左腔经孔道与柴油精滤器相通，其油压为二级输油泵进油压力。发动机在常用转速下工作时，滑片式输油泵输送到泵腔内的低压柴油，经孔道进入油缸右腔。油缸活塞受到低压柴油向左的推力、向右的油缸左腔弹簧力及精滤后的柴油压力，其合力相平衡。当发动机的转速升高时，滑片式输油泵的转速随之增加，泵腔内的柴油压力上升，油缸中活塞两端受力失衡，活塞左移，经连接销、传力销推动滚轮架绕其轴线顺时针转动某一角度(与凸轮盘的转向相反)，使凸轮盘端面凸峰提前某一
49、角度与滚轮相抵靠，从而使柱塞向右移动时刻提前，完成了泵油的提前作用；反之，活塞右移，使滚轮架逆时针转动某一角度，则泵油提前角减小。图7-42 供油提前角自动调节器 1活塞；活塞；2弹簧；弹簧；3传力销；传力销；4滚轮架；滚轮架；5滚轮轴；滚轮轴；6连接销；连接销；7滚轮；滚轮；8油缸油缸 4.电磁式停油装置电磁式停油装置VE型分配泵采用电磁阀控制停油。电磁阀装在柱塞套筒进油孔的上方，如图7-43所示。图7-43 电磁式停油装置 1电磁线圈；电磁线圈；2弹簧；弹簧；3阀门；阀门；4进油孔进油孔5.增压补偿器增压补偿器在轴向压缩式喷油泵泵体的上部装有增压补偿器，其作用是根据增压压力的大小，自动加大
50、或减少各缸的供油量，以提高发动机的功率和燃料经济性，并减少有害气体的产生。增压补偿器的结构如图7-44所示。用橡胶制成的膜片固定于补偿器下体和补偿器盖之间，膜片把补偿器分成上、下两腔。上腔由管路连接与进气管相通，进气管中由废气涡轮增压器所形成的空气压力作用在膜片上表面。下腔经通气孔与大气相通，弹簧向上的弹力作用在膜片下支撑板上。膜片与补偿器阀芯相固连，阀芯下部有一上小下大的锥形体，补偿杠杆上端的悬臂体与锥形体相靠，补偿杠杆下端抵靠在张力杠杆上。补偿杠杆可绕销轴转动。图7-44 增压补偿器 当进气管中增压压力升高时，补偿器上腔压力大于弹簧的弹力，使膜片连同阀芯向下运动。补偿器下腔的空气经通气孔逸
