柴油機燃料供給系統(tǒng)的構(gòu)造與維修

1、汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修 主編 屈殿銀 尹維貴模塊5柴油機燃料供給系統(tǒng)的構(gòu)造與維修【學(xué)習(xí)目標】1.熟悉柴油機燃料供給系統(tǒng)的功用、組成和形式。2.了解柴油機混合氣的形成與燃燒室的結(jié)構(gòu)。3.掌握柴油機高、低壓供油裝置的結(jié)構(gòu)原理。4.掌握噴油泵供油提前角調(diào)節(jié)器和供油正時的檢查調(diào)整方法。5.了解柴油機電控系統(tǒng)。6.熟悉廢氣渦輪增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理?！颈竟?jié)目標】熟悉柴油機燃料供給系統(tǒng)的功用與組成。5.15.1柴油機燃料供給系統(tǒng)的功用與組成柴油機燃料供給系統(tǒng)的功用與組成【基本理論知識】1.柴油機燃料供給系統(tǒng)的功用 柴油機燃料供給系統(tǒng)的功用是將低壓柴油變?yōu)楦邏翰裼?，并按發(fā)動機的做功順序定時、定量、定壓，并以一定的

2、噴油質(zhì)量噴入燃燒室，使之與空氣混合并燃燒，并將燃燒后的廢氣排出氣缸。2.柴油機燃料供給系統(tǒng)的組成 柴油機燃料供給系統(tǒng)由燃料供給、空氣供給、混合氣形成、廢氣排出四部分組成，如圖5 1所示。1)燃料供給部分由柴油箱、輸油泵、低壓油管、柴油濾清器、噴油泵、高壓油管、噴油器及回油管等組成。2)空氣供給部分由空氣濾清器、進氣歧管等組成，增壓柴油機還裝有增壓器。3)混合氣形成部分由燃燒室組成。4)廢氣排出部分由排氣歧管和排氣消聲器等組成。5.1柴油機燃料供給系統(tǒng)的功用與組成圖5-1柴油機燃料供給系統(tǒng)組成1油箱2低壓油管3柴油濾清器4調(diào)速器5噴油泵6輸油泵7噴油提前角調(diào)節(jié)器8高壓油管9燃燒室10噴油器11排

3、氣管12排氣門13回油管14空氣濾清器15進氣管5.1柴油機燃料供給系統(tǒng)的功用與組成3.柴油機燃料供給系統(tǒng)的油路 柴油機燃料供給系統(tǒng)的油路分低壓、高壓和回油油路三部分。(1)低壓油路(2)高壓油路(3)回油油路4.柴油機燃料供給系統(tǒng)工作情況 柴油機運轉(zhuǎn)時，輸油泵將柴油從油箱吸出，經(jīng)濾清后送至噴油泵低壓油腔。在發(fā)動機進氣行程時，空氣從空氣濾清器經(jīng)進氣管吸入氣缸。發(fā)動機在壓縮行程時，壓縮純空氣。噴油泵將低壓柴油升為高壓柴油，在壓縮行程快結(jié)束時送到噴油器，噴油器將高壓柴油呈霧狀噴入燃燒室與高溫空氣在很短的時間內(nèi)混合燃燒。隨后將廢氣排入大氣。5.1柴油機燃料供給系統(tǒng)的功用與組成【本節(jié)目標】1.了解柴油

4、機混合氣的形成及燃燒過程。2.掌握典型燃燒室的結(jié)構(gòu)形式。5.25.2柴油機混合氣的形成與燃燒室柴油機混合氣的形成與燃燒室【基本理論知識】1、柴油機混合氣的形成 高壓柴油噴入燃燒室能否完全燃燒主要取決于兩個方面：一個是進入氣缸的空氣量對噴油量的比例是否合適；另一個是高壓柴油與空氣混合是否良好。形成良好可燃混合氣使之完全燃燒的方法有以下三種。(1)空間霧化混合(2)油膜蒸發(fā)混合(3)復(fù)合式5.2柴油機混合氣的形成與燃燒室2.柴油機燃燒室 柴油機燃燒室對可燃混合氣的形成和燃燒都極為重要，一般有以下要求：一是配合噴油形成良好的可燃混合氣，以利于燃燒；二是結(jié)構(gòu)緊湊，以減少熱量損失。(1)直接噴射式直接噴

5、射式燃燒室結(jié)構(gòu)較多，常見的有形、球形和U形燃燒室，如圖5-2所示。1)形。2)球形。3)U形。圖5-2直接噴射式燃燒室結(jié)構(gòu)a)形燃燒室b)球形燃燒室c)U形燃燒室5.2柴油機混合氣的形成與燃燒室圖5-3分開式燃燒室a)渦流室式b)預(yù)燃室式(2)分開式燃燒室分開式燃燒室由兩部分組成，一部分位于活塞頂與氣缸蓋底面之間，稱為主燃燒室；另一部分在氣缸蓋中，稱為副燃燒室。主、副室之間由一個或幾個孔道相連。分開式燃燒室常見的有預(yù)燃室式和渦流室式兩種，如圖5-3所示。1)渦流室式燃燒室。2)預(yù)燃室式燃燒室。5.2柴油機混合氣的形成與燃燒室圖5-4廢氣渦輪增壓器結(jié)構(gòu)1發(fā)動機排氣管2噴嘴環(huán)3渦輪4渦輪機外殼5轉(zhuǎn)

6、子軸6全浮軸承7擴壓室8壓氣機葉輪9壓氣機外殼10進氣管(3)發(fā)動機進氣增壓1)廢氣渦輪增壓器的總體結(jié)構(gòu)和工作原理。廢氣渦輪增壓器由噴嘴環(huán)、渦輪、渦輪殼、中間殼、轉(zhuǎn)子軸、壓氣機殼、壓氣機葉輪、擴壓器等組成，如圖5-4所示。2)進氣諧波增壓系統(tǒng)。3)中冷器。5.2柴油機混合氣的形成與燃燒室【本節(jié)目標】1.熟悉低壓供油裝置的組成。2.掌握輸油泵、柴油濾清器的構(gòu)造、工作原理及使用維護。5.35.3柴油機低壓供油裝置柴油機低壓供油裝置【基本理論知識】 柴油機低壓供油裝置由油箱、濾清器、低壓油管、輸油泵等組成。起到儲存、輸送和濾清柴油的作用。1.油箱 柴油箱和汽油箱的結(jié)構(gòu)和作用基本相同，用來儲存柴油，其

7、結(jié)構(gòu)為鋼板沖壓加工而成，加油口內(nèi)裝有濾網(wǎng)，用油箱蓋封住，并有通氣孔。2.柴油濾清器結(jié)構(gòu)與維護 柴油濾清器的功用是濾除柴油中的水分和雜質(zhì)，以減少柴油機燃油供給系統(tǒng)中精密偶件的磨損。濾清器的濾芯材料有棉布、綢布、毛氈、金屬網(wǎng)及微孔濾紙材料等。其中微孔濾紙濾芯成本低，濾清效果好，使用較廣泛。為保證濾清質(zhì)量，柴油機上一般設(shè)有12個濾清器，此外有些柴油機還安裝有其他輔助濾清元件,如圖5-6所示。5.3柴油機低壓供油裝置圖5-6柴油濾清器5.3柴油機低壓供油裝置圖5-7BOSCH FP/K22型輸油泵1泵體2密封圈3活塞4頂桿5活塞彈簧6、15螺塞 7、16、36密封墊片 8挺柱組件12鎖簧13止回閥14

8、止回閥彈簧34濾芯35濾芯筒37彈簧38鎖緊環(huán)39鎖緊螺母40雙頭螺柱50手泵3.輸油泵(1)輸油泵的結(jié)構(gòu)及工作原理輸油泵的功用是保證柴油在低壓油路內(nèi)循環(huán)，并供應(yīng)足夠數(shù)量及具有一定壓力的柴油給噴油泵，如圖5-7所示。 如圖5-8所示，當噴油泵凸輪軸旋轉(zhuǎn)時，偏心輪使活塞作往復(fù)運動。偏心輪克服滾輪彈簧的張力，通過推桿克服活塞彈簧的張力，推動活塞下行，使泵腔I容積減少，油壓增高，關(guān)閉進油閥，壓開出油閥，柴油由泵腔I流向泵腔。(2)輸油泵的維護5.3柴油機低壓供油裝置圖5-8供油壓力的自動調(diào)整1進油閥2手泵活塞3手泵桿4手泵體5手泵拉柄6凸輪軸7滾輪8滾輪架9滾輪彈簧10推桿11活塞12出油閥彈簧13

9、出油閥14回油道15活塞彈簧5.3柴油機低壓供油裝置【本節(jié)目標】1.熟悉噴油器、噴油泵的類型。2.掌握噴油器、噴油泵的構(gòu)造及工作原理。3.掌握噴油器、噴油泵的使用與維護。4.熟悉噴油泵的拆裝要點。5.45.4柴油機高壓供油裝置柴油機高壓供油裝置【基本理論知識】1.噴油器的構(gòu)造與維護 噴油器的功用是將噴油泵提供的高壓柴油進行霧化，并以符合燃燒室形狀的噴霧錐角噴入燃燒室。噴油器分孔式噴油器和軸針式噴油器，如圖5 9所示。(1)孔式噴油器孔式噴油器的特點是噴孔數(shù)目多，最多可達8個；噴孔直徑小，一般在0.250.5mm之間，其數(shù)目和位置，根據(jù)燃燒室形狀和要求而定?？资絿娪推鹘Y(jié)構(gòu)如圖5-9a所示。(2)

10、軸針式噴油器軸針式噴油器和孔式噴油器相比，只是針閥偶件不同。該針閥前端有一段圓柱面或倒錐面，即軸針。軸針式噴油器結(jié)構(gòu)如圖5-9b所示。(3)噴油器的使用維護5.4柴油機高壓供油裝置圖5-9噴油器a)孔式噴油器1回油管接頭2襯墊3調(diào)壓螺釘鎖緊螺母4調(diào)壓螺釘墊圈5調(diào)壓螺釘 6調(diào)壓彈簧墊圈7調(diào)壓彈簧8推桿9殼體10定位銷11針閥 12針閥體13緊固螺套14密封銅錐體 15、16油道17濾芯 18進油管接頭b)軸針式噴油器1調(diào)壓彈簧2頂桿3噴油器體4針閥體5針閥6緊固螺母7油管接頭8濾芯9墊圈 10調(diào)壓螺釘11管接頭鎖緊螺母12回油管接頭5.4柴油機高壓供油裝置2.噴油泵 噴油泵的外形如圖5 10所示

11、。(1)噴油泵的功用(2)噴油泵的分類圖5-10噴油泵5.4柴油機高壓供油裝置圖5-11柱塞式噴油泵1油閥緊固座2出油閥彈簧3出油閥體4出油閥座5墊片6柱塞套7柱塞8柱塞彈簧9彈簧座10滾輪架11凸輪12滾輪 13調(diào)節(jié)臂14供油拉桿15調(diào)節(jié)叉16夾緊螺釘17墊片18定位螺釘(3)柱塞式噴油泵構(gòu)造與工作原理柱塞式噴油泵由殼體、分泵、傳動機構(gòu)、油量控制機構(gòu)、操縱機構(gòu)和調(diào)速器等組成。多缸柴油機由多個分泵組成，分別向各缸供油。柱塞式噴油泵構(gòu)造如圖5-11所示。5.4柴油機高壓供油裝置圖5-12柱塞式噴油泵原理圖a)進油b)壓油c)回油1柱塞2柱塞套3斜槽4、8油孔5出油閥座6出油閥體7出油彈簧1)分泵

12、的構(gòu)造和工作原理。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機曲軸通過正時齒輪和傳動機件帶動噴油泵凸輪軸，凸輪軸凸輪通過傳動件帶動柱塞在柱塞套中上下往復(fù)運動。其泵油過程分進油、壓油、回油三個階段組成，如圖5-12所示。5.4柴油機高壓供油裝置圖5-13供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)a)撥叉式b)齒條式1柱塞2套筒3供油拉桿4調(diào)節(jié)叉5調(diào)節(jié)臂6齒桿7扇形齒輪8傳動套2)供油量的調(diào)節(jié)機構(gòu)。由于汽車發(fā)動機工作負荷的不斷變化，所需的供油量也必須隨著發(fā)動機工作負荷的變化而變化。柱塞泵每一循環(huán)的供油量與柱塞的壓油行程有關(guān)，壓油行程增長供油量增多，反之供油量則減少。供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)的形式主要有撥叉式和齒條式兩種，如圖5-13所示。5.4柴油機高壓供油

13、裝置圖5-14出油閥偶件1出油閥座2出油閥芯3減壓環(huán)帶4切槽3)出油閥。出油閥偶件由出油閥體和閥座組成，位于柱塞偶件的上方。如圖5-14所示，出油閥體頭部的密封錐面與出油閥座的接觸表面經(jīng)過精細研磨，中間有一環(huán)形減壓帶，尾部銑出4個三角形槽，使導(dǎo)向部分的橫截面為十字形。出油閥體被出油閥彈簧壓緊在閥座上。5.4柴油機高壓供油裝置圖5-15噴油泵滾輪傳動機構(gòu)1柱塞2下彈簧座3挺柱4泵體5滾輪6滾輪襯套7滾輪軸8凸輪軸9凸輪4)噴油泵傳動機構(gòu)和噴油時刻的調(diào)整機構(gòu)。 噴油泵傳動機構(gòu)。 噴油泵噴油時刻的調(diào)整機構(gòu)。調(diào)整噴油泵噴油時刻就是改變柱塞套筒的軸向相對位置。調(diào)整方法有兩種：改變噴油泵凸輪軸和柴油機曲軸

14、的相對位置。 改變滾輪傳動部分的高度。改變滾輪傳動部分的高度就可以單獨改變某一分泵的供油量。圖5-15所示為噴油泵滾輪傳動機構(gòu)、圖5-16所示為帶調(diào)整螺釘?shù)膰娪捅脗鲃訖C構(gòu)。5.4柴油機高壓供油裝置圖5-16帶調(diào)整螺釘?shù)膰娪捅脗鲃訖C構(gòu)1泵體2挺柱體3鎖緊螺母4調(diào)整螺母5滾輪體6滾輪銷5.4柴油機高壓供油裝置圖5-17VE分配式噴油泵系統(tǒng)示意圖(1)分配式噴油泵的構(gòu)造VE分配式噴油泵系統(tǒng)的油路如圖5-17所示。5.4柴油機高壓供油裝置圖5-18傳動供油部分 分配泵是系統(tǒng)中的核心部件，它主要由以下四部分組成：1)傳動供油部分(見圖5-18)。5.4柴油機高壓供油裝置圖5-19調(diào)速控制部分2)調(diào)速控制

15、部分(見圖5-19)。5.4柴油機高壓供油裝置圖5-20滾輪座及提前器3)滾輪座及提前器(見圖5-20)。5.4柴油機高壓供油裝置圖5-21輸油泵(左)及調(diào)壓閥(右)4)輸油泵及調(diào)壓閥(見圖5-21)。5.4柴油機高壓供油裝置圖5-22柱塞分配套筒和平面凸輪盤的相對位置(2)供油及分配的基本原理VE分配泵柱塞分配套筒(即柱塞套)和平面凸輪盤的相對位置如圖5-22所示。首先介紹凸輪與柱塞上進、出油槽相互之間的相位。5.4柴油機高壓供油裝置圖5-23VE分配泵的均壓過程 無論是四缸分配泵還是六缸分配泵，柱塞完成一次進油、壓油和分配的供油過程是相同的，現(xiàn)詳述如下：1)進油過程。2)壓縮噴油過程。3)

16、供油結(jié)束。4)均壓過程(見圖5-23)。 VE分配泵采用改變供油結(jié)束點相對凸輪的位置(即控制套筒的控制平面與柱塞上卸載孔的相對位置)來改變供油的有效行程(見圖5-24)。5.4柴油機高壓供油裝置圖5-24VE分配泵供油量控制原理5.4柴油機高壓供油裝置圖5-25停油電磁閥及控制電路(3)停油電磁閥如圖5-25所示，停油電磁閥的電路由點火開關(guān)控制。5.4柴油機高壓供油裝置3.噴油泵的使用維護和拆裝要點 噴油泵的完好程度直接關(guān)系到柴油機的動力性和經(jīng)濟性。為防止噴油泵的早期磨損和工作失調(diào)，必須保持燃油和潤滑油的清潔、工作條件正常和定期檢查。一般汽車每運行1000小時應(yīng)對噴油泵進行檢查、清洗、調(diào)試。(

17、1)噴油泵的拆裝要點(2)主要部件檢驗1)柱塞偶件檢驗。2)出油閥偶件檢驗。5.4柴油機高壓供油裝置5.5調(diào)速器調(diào)速器【本節(jié)目標】1.熟悉調(diào)速器的功用與類型。2.掌握調(diào)速器的構(gòu)造與工作原理?！净纠碚撝R】 柴油機工作時由于負荷、轉(zhuǎn)速經(jīng)常變化，單靠噴油泵將無法維持柴油機穩(wěn)定的運行。為保證柴油發(fā)動機運轉(zhuǎn)安全，不“飛車”，還要限制發(fā)動機的最高轉(zhuǎn)速。 為了滿足柴油發(fā)動機以上工作要求，在柴油機上必須使用調(diào)速器。1.調(diào)速器的功用和類型(1)柴油機調(diào)速器的功用5.5調(diào)速器(2)調(diào)速器的種類1)兩速式調(diào)速器。2)全程式調(diào)速器。全程式調(diào)速器不但能保持柴油機的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和限制最高轉(zhuǎn)速，還能根據(jù)發(fā)動機負荷的大小

18、保持和調(diào)節(jié)任一轉(zhuǎn)速。 離心式全程調(diào)速器工作原理如圖5-26所示。圖5-26離心式全程調(diào)速器的工作原理1供油拉桿2調(diào)速叉3高速限制螺釘4怠速限制螺釘5支承軸6調(diào)速彈簧滑座7調(diào)速彈簧8推力斜盤9飛球組件10驅(qū)動斜盤5.5調(diào)速器2.號泵調(diào)速器的構(gòu)造 號泵調(diào)速器由傳動斜盤、推力盤、調(diào)節(jié)軸、鋼球、飛球座、飛球支架、拉桿傳動板、怠速彈簧、起動彈簧、高速彈簧、校正彈簧、操縱軸、調(diào)速器后蓋等組成，如圖5 27所示。圖5-27號泵調(diào)速器5.5調(diào)速器3.號泵調(diào)速器的工作過程(1)負荷減小(2)負荷增加(3)自動調(diào)節(jié)(4)調(diào)速器的幾個工況5.5調(diào)速器5.6噴油泵供油提前角調(diào)節(jié)器和供油正時的檢查調(diào)整噴油泵供油提前角調(diào)

19、節(jié)器和供油正時的檢查調(diào)整【本節(jié)目標】1.掌握供油提前角調(diào)節(jié)器的構(gòu)造與工作原理。2.掌握柴油機供油正時的檢查與調(diào)整?！净纠碚撝R】1.機械離心式供油提前角自動調(diào)節(jié)器 柴油機在使用時，轉(zhuǎn)速是經(jīng)常變化的，而最佳供油提前角是隨轉(zhuǎn)速升高而升高的。為滿足這一要求，在噴油泵的前端，裝有供油角度自動提前器，簡稱提前器，如圖5-28所示。(1)供油提前器的結(jié)構(gòu)(2)供油提前器的工作過程圖5-28自動提前器5.6噴油泵供油提前角調(diào)節(jié)器和供油正時的檢查調(diào)整2.液壓式供油提前角自動調(diào)節(jié)器(1)豐田柴油發(fā)動機VE式噴油泵自動提前器(也叫自動定時器) VE式噴油泵自動提前器的工作原理如圖5-20及圖5-29所示。(2)

20、DPA型分配泵供油提前角自動提前器圖5-29液壓式噴油提前器1殼體2活塞3連接銷4傳力銷5彈簧6滾輪7滾輪架8滾輪軸5.6噴油泵供油提前角調(diào)節(jié)器和供油正時的檢查調(diào)整3.供油正時的檢查與調(diào)整 柴油機工作一段時間后或是將噴油泵拆卸重新安裝時，都必須檢查和調(diào)整噴油正時。噴油正時的檢查與調(diào)整就是通過調(diào)整供油提前角來實現(xiàn)的。1)將噴油泵總成安裝到發(fā)動機上，順時針搖轉(zhuǎn)曲軸，使第一缸壓縮終了上止點前的噴油正時記號對正(飛輪與離合器殼)。2)轉(zhuǎn)動噴油泵聯(lián)軸器，使噴油泵聯(lián)軸器轉(zhuǎn)盤上的正時刻線與噴油泵殼體前端蓋上的刻線對正。3)向前推入噴油泵，使噴油泵從動凸緣盤與聯(lián)軸器接合并擰緊聯(lián)軸器的緊固螺栓。4)在運行過程中

21、若發(fā)現(xiàn)噴油提前角不合適，可松開緊固螺栓，緩慢轉(zhuǎn)動曲軸，使聯(lián)軸器轉(zhuǎn)過一個角度。5)調(diào)整完畢后，按發(fā)動機供油次序裝好全部高壓油管，再進行試車試驗。5.6噴油泵供油提前角調(diào)節(jié)器和供油正時的檢查調(diào)整【本節(jié)目標】1.熟悉柴油機燃料供給系統(tǒng)故障的原因。2.掌握故障的診斷與排除方法。 5.7柴油燃料供給系統(tǒng)常見故障的診斷與排除柴油燃料供給系統(tǒng)常見故障的診斷與排除【基本理論知識】1.柴油機起動困難(1)故障現(xiàn)象(2)發(fā)動機起動故障排除2.怠速運轉(zhuǎn)不良(1)熱態(tài)下發(fā)動機怠速不平穩(wěn)(2)發(fā)動機高怠速不良3.柴油機爆燃 柴油機爆燃常常是在點火延遲期間，大量燃油過早噴射所致。這使得著火后火焰擴散過快，使燃燒壓力不正常

22、地上升，造成尖銳聲響的柴油機爆燃。(1)柴油機爆燃的原因(2)柴油機爆燃故障排除5.7柴油燃料供給系統(tǒng)常見故障的診斷與排除4.排氣冒黑煙(加速時) 柴油機排出的黑煙主要成分是燃油中未燃燒的炭，這是由于燃油不完全燃燒所致。不完全燃燒的原因是空燃比太小，混合氣太濃。(1)故障原因(2)故障排除5.排氣冒白煙 環(huán)境溫度低時，在發(fā)動機起動以后，常常立即排出白煙，由于在這種情況下噴射的燃油是在較低的溫度下燃燒的。燃燒室內(nèi)的溫度沒有升高到足以進行有效的燃燒。因此，未燃燒的燃油以蒸氣的形式排出，導(dǎo)致白色或藍色廢氣。這種現(xiàn)象可能是下列原因及排除方法如下：(1)故障原因(2)故障排除5.7柴油燃料供給系統(tǒng)常見故障的診斷與排除【本節(jié)目標】1.了解柴油機電子控制技術(shù)的發(fā)展。2.熟悉柴油機電子控制系統(tǒng)控制的項目。3.熟悉柴油電子控制高壓共軌系統(tǒng)。5.