柴油機燃料供給系統(tǒng)

第五章柴油機燃料供給系統(tǒng)柴油機燃料供給系的功用是完成燃料的儲存、濾清和輸送工作，按柴油機各種不同工況的要求，定時、定量、定壓并以一定的噴油質(zhì)量噴入燃燒室，使其與空氣迅速而良好地混合和燃燒，最后使廢氣排入大氣。一、柴油機燃料供給系統(tǒng)的功用和組成燃油供給裝置：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。

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(diào)速器限壓閥噴油提前器低壓油路：從柴油箱到噴油泵入口的這段油路中的油壓是由輸油泵建立的而輸油泵的出油壓力一般為0.15MPa～0.3Mpa，這段油路稱為低壓油路。高壓油路：從噴油泵到噴油器這段油路中的油壓是由噴油泵建立的，一般在10Mpa以上，故這段油路稱為高壓油路?；赜突芈罚河捎谳斢捅玫墓┯土勘葒娪捅玫淖畲髧娪土看?～4倍，為了保持進入噴油泵進油室內(nèi)的油壓穩(wěn)定，噴油泵進油室的一端裝有限壓閥（又稱溢流閥），大量多余的燃油經(jīng)限壓閥和回油管流回輸油泵的進口或直接流回柴油箱。噴油器工作間隙漏泄的極少數(shù)柴油也經(jīng)回油管流回柴油箱。發(fā)火性——指燃油的自燃能力，柴油的發(fā)火性用“十六烷值”表示，十六烷值愈高，發(fā)火性愈好。但十六烷值高的柴油的凝點也高，因而蒸發(fā)性差。故通常汽車用柴油的十六烷值應(yīng)在40～50范圍內(nèi)。蒸發(fā)性——由燃油的蒸餾實驗確定需要測定的餾程是50%溜出溫度、90%溜出溫度及95％餾出溫度。若相同蒸發(fā)量的餾出溫度愈低，表明柴油蒸發(fā)性愈好，愈有利于可燃混合氣的形成和燃燒。粘度——決定燃油的流動性。粘度越大流動性愈差。粘度隨溫度而變化，溫度升高，粘度小，溫度降低，粘度大。凝點——指柴油冷卻到開始失去流動性的溫度。我國柴油牌號是用凝點來規(guī)定的。如：柴油凝點為0℃，則此柴油牌號為0＃。二、柴油1、使用性能指標(biāo)2、柴油的選用車用柴油機所用柴油應(yīng)選用十六烷值較高、蒸發(fā)性較好、粘度和凝點合適、不含水分和機械雜質(zhì)的柴油。使用地區(qū)的環(huán)境溫度。在選擇時，所選柴油牌號應(yīng)比最低環(huán)境溫度低約5℃。

三、柴油機燃燒室

柴油機可燃混合氣的形成和燃燒都是直接在燃燒室內(nèi)進行的。當(dāng)活塞接近壓縮上止點時，柴油噴入氣缸，與高壓高溫的空氣接觸，混合，經(jīng)過一系列的物理，化學(xué)變化才開始燃燒。之后便是邊噴射，邊混合，邊燃燒。其混合氣的形成和燃燒是一個非常復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程。可燃混合氣的形成品質(zhì)和燃燒性能與燃燒室結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)，直接影響到柴油機的動力性、經(jīng)濟性、排放指標(biāo)、噪聲指標(biāo)、工作壽命等。

統(tǒng)一式燃燒室（直噴式）分隔式燃燒室ω型球型渦流室燃燒室預(yù)燃式燃燒室統(tǒng)一式燃燒室由凹頂活塞頂部與氣缸蓋底部所包圍的單一內(nèi)腔，幾乎全部容積都在活塞頂面上。

U型

1、統(tǒng)一式燃燒室燃燒室呈淺盆形，噴油器的噴嘴直接伸入燃燒室。這種燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，散熱面積小，因?qū)⑷加椭苯訃娀鹑紵遥拾l(fā)動機啟動性能好，作功效率高。空氣運動促進混合，使油粒分布得更均勻，最有效的措施是使空氣運動，多采用兩種方法。1）使進氣產(chǎn)生渦流：利用弱渦流切向進氣道或強渦流螺旋進氣道，可以在進氣行程中使空氣繞氣缸軸線旋轉(zhuǎn)運動。2）產(chǎn)生擠壓渦流：利用活塞頂部的特殊形狀，在壓縮過程中和膨脹行程開始時，使空氣在燃燒室中產(chǎn)生強烈的旋轉(zhuǎn)運動，它存在于上止點附近，持續(xù)時間較短轉(zhuǎn)速愈高，渦流也愈強，氣流對油束的吹散作用也愈大。此外，空氣渦流運動還可以加速火焰的傳播，促使燃燒及早地結(jié)束。利用活塞頂部的特殊形狀，在壓縮過程中和膨脹行程開始時，使空氣在燃燒室中產(chǎn)生強烈的旋轉(zhuǎn)運動，它存在于上止點附近，持續(xù)時間較短2、分隔式燃燒室兩個空間，一個在缸蓋中（副燃燒室），一個在活塞頂（主燃燒室），兩部分間有孔道相連。（1）渦流室式燃燒室主燃燒室與渦流室兩腔室有通道相連。渦流室式燃燒室一般采用平頂活塞，在壓縮行程期間，渦流室內(nèi)形成旋渦氣流，多數(shù)燃油在渦流室內(nèi)被點燃。然后，其余燃油在主燃燒室內(nèi)繼續(xù)燃燒。分隔式燃燒室一般采用軸針式噴油器，噴油壓力要求不高。（2）預(yù)燃室式燃燒室噴油器裝在副燃燒室內(nèi)，柴油在副燃燒室內(nèi)燃燒后噴入主燃燒室，推動活塞向下運動。由于自燃主要發(fā)生在副燃燒室內(nèi)，而主燃燒室內(nèi)主要是擴散燃燒，因此，這種燃燒室工作較柔和，噪聲較小。但是，因為散熱面積較大，放熱效率較低，目前，較少采用。預(yù)燃室式燃燒室一般采用淺盆形或平頂活塞，以減少散熱面積。1、渦流室式燃燒室1)整個燃燒室分為兩部分

球型渦流室在氣缸蓋內(nèi)；活塞上方為主燃燒室。渦流室容積占總?cè)紵胰莘e的50％～80％，用一個和數(shù)個切向大面積通道相通。屬于空間混合方式。2)在壓縮行程中，氣缸內(nèi)的空氣被活塞推擠，經(jīng)過通道進入渦流室，形成強烈地有組織的高速旋轉(zhuǎn)運動（幾百轉(zhuǎn)/分）柴油噴入渦流室中，在空氣渦流的作用下，形成較濃的混合氣。部分混合氣在渦流室中著火燃燒，已然與未然的混合氣高速（經(jīng)通道）噴入主燃燒室，借活塞頂部的雙渦流凹坑，產(chǎn)生第二次渦流。促使進一步混合和燃燒。3)順氣流方向噴射，由于渦流運動促進了混合氣的形成與燃燒，可采用較大孔徑的噴油器，噴射壓力也較低（12～14MPa）渦流室式燃燒室特點：油壓要求不高；故障少；工作較平穩(wěn)；散熱面積大；油耗高；起動性差。2、預(yù)燃室式燃燒室1）整個燃燒室分兩部分，預(yù)燃室位于氣缸蓋內(nèi)為總?cè)紵胰莘e的25％～40％，活塞上方為主燃室。2）噴油嘴安裝在預(yù)燃室中心線附近，為便于冷起動，多裝有電熱塞。3）大部分燃料是在主燃燒室中混合燃燒，是屬于空間混合方式。4)利用壓縮紊流先預(yù)燃。5)利用強烈的燃燒渦流，促使完全燃燒。

6）對噴油的霧化質(zhì)量要求不高，可采用不易堵塞的大直徑單孔噴嘴，噴油壓力較低（8MPa～12MPa），有適應(yīng)大轉(zhuǎn)速范圍和不同著火性能燃料的能力。7）運轉(zhuǎn)平順，燃燒噪聲小，但經(jīng)濟性較差。熱損較大，起動性能差，必須加裝電熱塞。預(yù)熱室式燃燒室四、柴油機燃料供給系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造

1、輸油泵

功用：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。

結(jié)構(gòu)型式：活塞式、轉(zhuǎn)子式、滑片式、齒輪式等（1）吸油和壓油行程偏心輪轉(zhuǎn)過，活塞上行，下腔容積增大，產(chǎn)生真空，進油閥開啟，柴油經(jīng)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(guān)閉，上泵腔中的柴油經(jīng)出油口壓出。

（2）準(zhǔn)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(guān)閉，出油閥開啟，柴油從下腔流入上腔?；钊捷斢捅霉ぷ髟恚?）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(nèi)的空氣（3）輸油量的自動調(diào)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。2、柴油濾清器作用：除去柴油中的塵土、水分或其他機械雜質(zhì)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。

分類：

柴油粗濾器

柴油細濾器

限壓閥出油口蓋進油口殼體濾芯中心桿放油螺塞結(jié)構(gòu)：3、噴油泵功用：

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。①提高油壓（定壓）：將噴油壓力提高到10MPa～20MPa。②控制噴油時間（定時）：按規(guī)定的時間噴油和停止噴油。與各個氣缸的發(fā)火順序有關(guān)。③控制噴油量（定量）：根據(jù)柴油機的工作情況，改變噴油量的多少，以調(diào)節(jié)柴油機的轉(zhuǎn)速和功率。分類：①柱塞式噴油泵：性能良好，可靠，使用廣泛。②轉(zhuǎn)子分配式噴油泵（VE）：靠轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)柴油的增壓與分配，體積小重量輕速度好。③泵噴嘴（噴油泵-噴油器）：將噴油泵和噴油器結(jié)合在一起，不需高壓油管，但驅(qū)動機構(gòu)復(fù)雜。輸油泵調(diào)速器（一）柱塞式噴油泵泵體分泵驅(qū)動軸泵體部分分泵供油提前角調(diào)節(jié)裝置油量調(diào)節(jié)機構(gòu)傳動機構(gòu)

組成：分泵：每個氣缸所對應(yīng)的一套柱塞副、出油閥副等零件組成的高壓泵油機構(gòu)。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。（1）分泵直槽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。結(jié)構(gòu)：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工作原理：a.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柱塞下行調(diào)節(jié)供油量方法：轉(zhuǎn)動柱塞——改變hg——改變循環(huán)供油量Δg。停油：直槽對準(zhǔn)油孔。hg油量調(diào)節(jié)機構(gòu)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）。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(nèi)密封錐面、內(nèi)圓柱面出油閥彈簧2.出油閥偶件出油閥上升：減壓環(huán)離座孔前，油管內(nèi)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(nèi)增容減壓，停油干脆，防止二次噴射和滴漏現(xiàn)象。出油閥工況：3、減容體作用：彈簧導(dǎo)向，減容。限位。出油閥壓緊螺帽內(nèi)腔空間的容積，在高壓系統(tǒng)中占有相當(dāng)大的比例（高壓油管的內(nèi)徑僅1mm）。該容積過大將造成：噴油壓力升高較慢，噴油時間延遲，油管內(nèi)殘余壓力過高，噴油延續(xù)時間增長等弊病。為此在內(nèi)腔裝有帶槽的減容器，以減小這部分空間的容積，促進噴停迅速，改善噴油過程。同時其尾部還起限制出油閥最大升程的作用。作用：執(zhí)行駕駛員或調(diào)速器的指令，轉(zhuǎn)動柱塞改變各分泵的供油量，以適應(yīng)柴油機負荷和轉(zhuǎn)速變化的需要。并通過它來調(diào)整各缸供油的均勻性。工作原理：轉(zhuǎn)動柱塞改變柱塞與柱塞套的相對位置，從而改變供油行程來完成的。（2）油量調(diào)節(jié)機構(gòu)撥叉式（Ⅱ

號泵）由調(diào)節(jié)臂、撥叉、供油拉桿組成，駕駛員或調(diào)速器軸向移動供油拉桿時，撥叉帶動調(diào)節(jié)臂及柱塞相對柱塞套轉(zhuǎn)動，從而調(diào)節(jié)了供油量。當(dāng)各缸供油量不等時，可松開固定螺釘改變撥叉在供油拉桿上的位置予以調(diào)整。柱塞4下端的榫舌嵌入控制套筒6相應(yīng)的切槽中。套筒6松套在柱塞套1上。在控制套筒上部套有一個可調(diào)齒圈5，用螺釘鎖緊?？烧{(diào)齒圈與齒桿3相嚙合。齒桿的軸向位置由駕駛員或調(diào)速器控制。移動齒桿時，齒圈連同控制套筒帶動柱塞4相對于不動的柱塞套1轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)供油量。齒條齒圈式（3）傳動機構(gòu)——驅(qū)動柱塞往復(fù)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。作用：1）推動柱塞往復(fù)運動，完成進油、壓油、回油過程；2）保證供油正時。滾輪體傳動件1)功能：變凸輪的旋轉(zhuǎn)運動為自身的直線往復(fù)運動，推動柱塞上行供油。調(diào)整各分泵的供油提前角和供油間隔角。2)調(diào)整墊塊式滾輪體帶有滑動配合襯套的滾輪體松套在滾輪軸上，滾輪軸也松套在滾輪架的座孔中。調(diào)整墊塊安裝在滾輪架的座孔中，用耐磨材料制成，磨損后可翻轉(zhuǎn)使用。制有不同厚度的墊塊，厚度差為0.1mm，相應(yīng)凸輪軸轉(zhuǎn)角為0.5°，反映到曲軸上為1°。

調(diào)整墊塊滾輪軸滾輪滾輪襯套滾輪架3)調(diào)整螺釘式滾輪體

在滾輪架上端有工作高度可調(diào)節(jié)的調(diào)整螺釘，擰出調(diào)整螺釘，h值增大，供油提前角即增大；擰入螺釘，h值減小，供油提前角即減小。

1-滾輪軸；2-滾輪；3-滾輪架；4-鎖緊螺母；5-調(diào)整螺釘功用：調(diào)速器是根據(jù)發(fā)動機負荷變化而自動調(diào)節(jié)供油量，從而保證發(fā)動機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在很小的范圍內(nèi)變化。噴油泵的速度特性：當(dāng)油量調(diào)節(jié)拉桿位置一定時，供油量隨轉(zhuǎn)速升高而增加，隨轉(zhuǎn)速下降而減少。轉(zhuǎn)速↑節(jié)流作用大滲漏油量少始點提前終點落后供油量↑轉(zhuǎn)速↓節(jié)流作用小滲漏油量多始點落后終點提前供油量↓4、調(diào)速器產(chǎn)生噴油泵速度特性的原因:1）當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加，從而噴油泵柱塞移動速度增加時，柱塞套上油孔的節(jié)流作用隨之增大，于是在柱塞上移時，即使柱塞尚未完全封閉油孔，由于燃油一時來不及從油孔擠出，泵腔內(nèi)油壓增加而使供油開始時刻略有提前；同樣道理，在柱塞上移到其斜槽已經(jīng)與油孔接通時，泵腔內(nèi)油壓一時還來不及下降，使供油停止時刻略微延后。這樣，即使調(diào)節(jié)拉桿位置不變，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大，柱塞產(chǎn)生早噴晚停，使得柱塞的有效行程將略有增加，而供油量也略微增大；2）柱塞運動速度增加時，泄露時間縮短，泄露量少。3、噴油泵速度特性帶來惡果1)轉(zhuǎn)速升高每循環(huán)供油量增加，充氣系數(shù)下降，造成油多氣少而冒黑煙，形成惡性循環(huán)而“超速”（飛車），嚴(yán)重時旋轉(zhuǎn)機件損壞2)轉(zhuǎn)速降低每循環(huán)供油量減少，充氣系數(shù)上升，造成油少氣多而“游車”（不穩(wěn)定），甚至熄火。具體情況是：(1).超速滿載汽車從上坡行駛剛過渡到下坡行駛時，柴油機突然卸荷，而油量調(diào)節(jié)拉桿可能由于某種原因還保持在最大的供油量位置，顯然，發(fā)動機轉(zhuǎn)速將大為增高以至于超速。這時，噴油泵在上述供油特性的支配下，反而自動將供油量加大，更促使發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高。發(fā)動機轉(zhuǎn)速和供油量如此相互作用的結(jié)果，將加速導(dǎo)致發(fā)動機超速而出現(xiàn)排氣管冒黑煙及發(fā)動機過熱等不良現(xiàn)象；同時，往復(fù)運動零件的慣性力增大，使某些機件過載，甚至于損壞。(2).怠速不穩(wěn)汽車柴油機還經(jīng)常在怠速工況下工作(如短暫停車，起動暖機等)，此時，供入氣缸的燃油量很少，發(fā)出的動力僅用以克服發(fā)動機本身內(nèi)部各機構(gòu)運轉(zhuǎn)阻力，而這阻力則隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高而增加。這時，主要問題在于發(fā)動機能否保持最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)而不熄火。對于汽油機，這是不成問題的。汽油機怠速時，化油器的節(jié)氣門保持最小開度不變。當(dāng)發(fā)動機內(nèi)部阻力因某種原因變大時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速會立即降低。但轉(zhuǎn)速的降低卻使充氣系數(shù)提高，因而氣缸內(nèi)的平均壓力增大，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速又回升到接近原先的數(shù)值。至于柴油機的情況，則恰恰相反。即使油量調(diào)節(jié)拉桿保持在最小供油量位置不變，當(dāng)內(nèi)部阻力略有增大因而使發(fā)動機轉(zhuǎn)速略微降低時，如前所述，噴油泵的供油量卻自動減少，促使發(fā)動機轉(zhuǎn)速進一步降低。如此循環(huán)，最后將使發(fā)動機熄火。反之，當(dāng)機內(nèi)阻力稍有減小時，柴油機怠速轉(zhuǎn)速將不斷升高。4、調(diào)速器的作用：

當(dāng)負荷改變時，自動地改變供油量的多少，維持穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。對在良好的道路上行駛的汽車來說，多用于限制柴油機的最高轉(zhuǎn)速nmax和保持穩(wěn)定的最低轉(zhuǎn)速nmin（怠速）。1．限制最高轉(zhuǎn)速

全負荷時，由于負荷的減小，轉(zhuǎn)速將升高。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速nmax時，調(diào)速器開始自動減油，使扭矩迅速減小，直到nT（停供轉(zhuǎn)速）時即停止供油。nmax與nT差值一般不大于200r/min。2．保持平穩(wěn)怠速

由于各種必然原因和偶然原因（水溫、油溫、機溫、內(nèi)部阻力、氣門和噴嘴因積碳影響關(guān)閉不嚴(yán)或短暫停噴等），會引起起動力的變化，使怠速升高或降低。隨轉(zhuǎn)速的降低調(diào)速器自動加油，扭矩增加；又隨轉(zhuǎn)速的升高調(diào)速器自動減油，扭矩減小，使怠速保持穩(wěn)定。5、噴油器功用：將噴油泵供給的高壓柴油噴散霧化，合理的分布于燃燒室，與高速流動的空氣相混合，形成良好的可燃混合氣。要求：①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(yīng)燃燒室。分類：構(gòu)造：⑴針閥偶件：針閥—導(dǎo)向圓柱面、承壓錐面、密封錐面針閥體—油道、油腔、噴孔⑵調(diào)壓組件：頂桿、調(diào)壓彈簧、調(diào)壓螺釘

⑶噴油器體：貫通油道、縫隙濾芯1）噴油嘴由針閥和閥體組成，并用螺套裝在殼體上，并借助定位銷使噴孔在氣缸中保持所定的方位。在針閥體上套有銅錐體，是氣缸密封并幫助噴油嘴散熱。2）針閥上部的圓柱表面通針閥體的相應(yīng)內(nèi)圓柱面作高精度的滑動配合，配合間隙為0.002～0.004mm。此間隙過大則乍能發(fā)生漏油而使油壓下降，影響噴霧質(zhì)量；間隙過小時針閥將不能自由滑動。3）針閥偶件的配合面通常是經(jīng)過精磨后再相互研磨而保證其配合精度的。所以選配和研磨好的一