汽車拖拉機(jī)學(xué)（第2版）課件：柴油機(jī)供油系統(tǒng)

汽車拖拉機(jī)學(xué)2025/4/13《汽車拖拉機(jī)學(xué)》柴油機(jī)供油系統(tǒng)柴油機(jī)供油系統(tǒng)第一節(jié)柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)第三節(jié)電控式供油系統(tǒng)《汽車拖拉機(jī)學(xué)》2025/4/131的教學(xué)內(nèi)容機(jī)械式供油系統(tǒng)的組成原理電控式供油系統(tǒng)的組成原理的重點(diǎn)、難點(diǎn)掌握柴油機(jī)混合氣燃燒原理掌握電控高壓共軌供油系統(tǒng)的教學(xué)要求1.柴油機(jī)混合氣燃燒原理與討論2.電控高壓共軌供油系統(tǒng)與實(shí)踐的課程思政融入點(diǎn)專業(yè)與社會(huì)創(chuàng)新思維環(huán)保意識(shí)科學(xué)精神科技發(fā)展產(chǎn)業(yè)報(bào)國(guó)使命責(zé)任感的課程思政的育人目標(biāo)的“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效柴油機(jī)混合氣燃燒原理與討論1.空間霧化混合和壁面油膜蒸發(fā)混合是如何進(jìn)行形成柴油機(jī)混合氣的？有何優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？2.柴油機(jī)為何有多種燃燒室？3.如何降低柴油機(jī)燃燒噪聲？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT專業(yè)與社會(huì)創(chuàng)新思維環(huán)保意識(shí)電控高壓共軌供油系統(tǒng)與實(shí)踐1.為何柴油機(jī)均采用電控高壓共軌供油系統(tǒng)？2.電控高壓共軌供油系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)噴油和混合的？3.電控高壓共軌供油系統(tǒng)的卡脖子技術(shù)是什么？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)精神科技發(fā)展產(chǎn)業(yè)報(bào)國(guó)使命責(zé)任感7

2025/4/13第一節(jié)柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒8

柴油機(jī)供油系統(tǒng)可分為兩大類：機(jī)械控制供油和電控供油。

機(jī)械控制供油主要有直列泵、分配泵、泵噴嘴、單體泵等多種供給方式，其中直列泵應(yīng)用歷史悠久，目前在拖拉機(jī)上還大量采用。機(jī)械控制供油方式在汽車上已淘汰。

電控供油主要有電控直列泵、電控分配泵、電控泵噴嘴、電控單體泵、電控高壓共軌等方式。其中電控高壓共軌是一種新型柴油噴射機(jī)構(gòu)，在汽車、拖拉機(jī)上得到廣泛應(yīng)用，其他幾種電控供油方式是在原來的機(jī)械控制噴射機(jī)構(gòu)上，加上電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)而形成的，在汽車、拖拉機(jī)上應(yīng)用較少。2025/4/139一、柴油

柴油機(jī)具有熱效率高、可靠性好、排氣污染少和適用功率范圍大等優(yōu)點(diǎn)。與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)所用燃料的理化特性決定了其燃料供給、著火與燃燒方式的不同。

柴油機(jī)采用壓燃著火，即在壓縮行程接近終了時(shí)，把柴油噴入氣缸，使之與空氣混合形成可燃混合氣，并利用缸內(nèi)空氣壓縮所形成的高溫、高壓使其自行發(fā)火燃燒。燃燒過程及燃燒特性對(duì)柴油機(jī)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放特性和噪聲振動(dòng)特性等性能都有重要影響。2025/4/13第一節(jié)柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒10

柴油和汽油一樣都是石油制品。在石油蒸餾過程中，溫度在200℃～350℃之間的餾分即為柴油。柴油分為輕柴油和重柴油。輕柴油用于高速柴油機(jī)，重柴油用于中、低速柴油機(jī)。汽車、拖拉機(jī)柴油機(jī)均為高速柴油機(jī)，所以使用輕柴油，習(xí)慣上稱為柴油。1.柴油的牌號(hào)

根據(jù)GB19147—2016《車用柴油》，按照低溫流動(dòng)性車用柴油分為5號(hào)、0號(hào)、－10號(hào)、－20號(hào)、－35號(hào)和－50號(hào)等6個(gè)牌號(hào)，其規(guī)格與質(zhì)量指標(biāo)可參閱國(guó)標(biāo)GB19147。2.柴油的使用性能

柴油的使用性能指標(biāo)主要是燃燒性、蒸發(fā)性和凝點(diǎn)。2025/4/1311

（1）燃燒性

是指燃油的抗粗暴能力，柴油機(jī)工作時(shí)，柴油被噴入燃燒室后，并非立即著火燃燒，而要經(jīng)過一段時(shí)間的物理和化學(xué)準(zhǔn)備，這個(gè)準(zhǔn)備時(shí)間稱為備燃期。若備燃期過長(zhǎng)，在燃燒開始前，燃燒室內(nèi)積聚的柴油會(huì)過多，致使大量柴油同時(shí)燃燒，氣缸內(nèi)壓力急劇升高，從而導(dǎo)致柴油機(jī)工作粗暴；反之，若備燃期短，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作柔和，而且可在較低溫度下發(fā)火，有利于啟動(dòng)。柴油燃燒性的評(píng)定指標(biāo)是十六烷值，十六烷值高的柴油，自燃點(diǎn)低。但十六烷值過高的柴油噴入燃燒室后，還來不及與空氣充分混合就著火，使柴油在高溫下裂解分離出大量的游離碳，造成油耗、煙度上升。一般汽車用柴油的十六烷值應(yīng)在40～50范圍內(nèi)。2025/4/1312

（2）蒸發(fā)性

是指柴油汽化的能力，用蒸餾表示，柴油的餾程采用50％、90％及95％的回收溫度。50％回收溫度（GB19147規(guī)定為300℃）較低，說明柴油中的輕質(zhì)餾分較多，發(fā)動(dòng)機(jī)容易啟動(dòng)，但同時(shí)也會(huì)使柴油機(jī)工作粗暴。90％和95％回收溫度較高，GB19147規(guī)定355~365℃，即柴油中的重質(zhì)餾分的較多，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、油耗及排放有一定的影響。（3）凝點(diǎn)

是表示柴油冷卻到液面不能移動(dòng)的最高溫度，柴油的凝點(diǎn)應(yīng)比柴油機(jī)最低工作溫度低3℃～5℃以上。凝點(diǎn)過高將造成油路堵塞。2025/4/1313

（2）蒸發(fā)性

是指柴油汽化的能力，用蒸餾表示，柴油的餾程采用50％、90％及95％的回收溫度。50％回收溫度（GB19147規(guī)定為300℃）較低，說明柴油中的輕質(zhì)餾分較多，發(fā)動(dòng)機(jī)容易啟動(dòng)，但同時(shí)也會(huì)使柴油機(jī)工作粗暴。90％和95％回收溫度較高，GB19147規(guī)定355~365℃，即柴油中的重質(zhì)餾分的較多，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、油耗及排放有一定的影響。（3）凝點(diǎn)

是表示柴油冷卻到液面不能移動(dòng)的最高溫度，柴油的凝點(diǎn)應(yīng)比柴油機(jī)最低工作溫度低3℃～5℃以上。凝點(diǎn)過高將造成油路堵塞。2025/4/1314二、可燃混合氣的形成

柴油機(jī)所用燃料，即柴油不易蒸發(fā)，因此柴油機(jī)是采用缸內(nèi)混合的方式形成可燃混合氣。其燃料借助噴油系統(tǒng)在壓縮行程接近上止點(diǎn)時(shí)高壓噴射進(jìn)入氣缸后，在極短的時(shí)間（一般為0.0007～0.003s）內(nèi)經(jīng)歷破碎霧化、吸熱蒸發(fā)、擴(kuò)散與空氣混合等過程，形成可燃混合氣并自行著火燃燒。由于柴油機(jī)的混合氣形成的時(shí)間比汽油機(jī)短得多，而且柴油的蒸發(fā)性和流動(dòng)性都較汽油差，使得柴油難以在燃燒前徹底霧化蒸發(fā)并與空氣均勻混合，因而柴油機(jī)可燃混合氣的品質(zhì)較汽油機(jī)差。柴油機(jī)不得不采用較大的過量空氣系數(shù)（>1），且需組織各種形式的氣流運(yùn)動(dòng)，并依靠燃油噴射、氣流運(yùn)動(dòng)以及燃燒室形狀三者的合理匹配，以改善混合氣的形成，使噴入燃燒室內(nèi)的柴油能夠燃燒得比較完全?；旌蠚獾男纬蛇^程是控制和決定柴油機(jī)燃燒過程的關(guān)鍵因素。2025/4/13第一節(jié)柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒15

柴油機(jī)混合氣形成方式從原理上來分，有空間霧化混合和壁面油膜蒸發(fā)混合兩種。1.空間霧化混合

將燃油噴射到燃燒室空間進(jìn)行霧化，通過燃油與空氣之間的相互運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散，在空間形成可燃混合氣的方式稱為空間霧化混合。這時(shí)燃油與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度是起主要作用的因素。相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高，油粒與空氣的摩擦和碰撞越激烈，分散后的油粒也越細(xì)小，混合氣也越均勻?；旌蠚庠谶@一過程中混有尚未蒸發(fā)汽化的液態(tài)油粒，不完全是氣相的。2025/4/1316二、可燃混合氣的形成

1.空間霧化混合

直噴式柴油機(jī)（除球形燃燒室）采用空間霧化混合方式，主要方法如圖所示。一種方法是采用多孔噴油器（6～12孔）以高壓將燃油噴入燃燒室中的靜止空氣中（更確切地說是有湍流無渦流），通過多個(gè)噴油射束均勻覆蓋大部分燃燒室以及高壓噴油形成的高度霧化，形成可燃混合氣，如圖a所示?；旌纤枘芰恐饕獊碓从谟褪諝馐潜粍?dòng)參與混合的，因而是一種“油找氣”的混合方式。由于無進(jìn)氣渦流，充量系數(shù)較高，但混合氣濃度分布不均勻。在早期的柴油機(jī)和目前的大型低速柴油機(jī)中，一般過量空氣系數(shù)較大，燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，采用這種混合方式尚能達(dá)到滿意的指標(biāo)。而在車用高速柴油機(jī)中，由于轉(zhuǎn)速高，燃燒時(shí)間短，過量空氣系數(shù)又較小，這種混合方式不能保證迅速和完全的燃燒。2025/4/13第一節(jié)柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒17

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圖b則表示油和氣相互運(yùn)動(dòng)的混合氣形成方法。在有旋的氣流場(chǎng)中，用噴孔較少（3～5孔）的噴油器將燃油噴到燃燒室空間中，在噴油能量和空氣旋流的同時(shí)作用下，油束的擴(kuò)散范圍迅速擴(kuò)大，能在短時(shí)間內(nèi)形成大量可燃混合氣。這時(shí)，渦流強(qiáng)度與噴油射束的匹配是十分重要的，在理想的渦流強(qiáng)度下，相鄰油束幾乎相接，以使油霧盡可能充滿燃燒室。渦流太弱，油束擴(kuò)散范圍不夠；渦流過強(qiáng)，如圖5-2所示，上游油束的已燃?xì)怏w（廢氣）會(huì)混入下游油束的未燃混合氣區(qū)域，反而妨礙燃燒，這種現(xiàn)象也稱為過強(qiáng)渦流。2025/4/1319

在非直噴式燃燒室中，盡管也是空間混合方式，但采用的是兩階段混合方法。第一階段混合時(shí)，利用壓縮渦流和較低壓力噴油射束雙方的能量，在副燃燒室中并不十分均勻的混合狀態(tài)下進(jìn)行著火燃燒。然后利用高溫高壓燃燒氣體的射流和強(qiáng)擾動(dòng)作用，在主燃燒室內(nèi)進(jìn)行第二階段的混合與燃燒。因此，這種兩段混合方法降低了對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)和噴霧特性的要求。

撞擊噴射（將燃油高速噴向壁面產(chǎn)生撞擊），基本上也是一種空間混合方式，通過油束對(duì)不同形狀壁面的撞擊和反彈，使油束的分布范圍擴(kuò)大，在渦流的作用下，快速形成混合氣。2025/4/1320

2.壁面油膜蒸發(fā)混合

以球形燃燒室為代表的壁面油膜蒸發(fā)混合方式如圖所示。燃油沿壁面順氣流噴射，在強(qiáng)烈的渦流作用下，在燃燒室壁面上形成一層很薄的油膜。在較低的燃燒室壁溫控制下，表層油膜開始時(shí)以較低的速度蒸發(fā)，加上噴油射束在空間的少量蒸發(fā)，形成少量的可燃混合氣。著火后，隨燃燒的進(jìn)行，油膜受熱逐漸加速蒸發(fā)，使混合氣形成速度和燃燒速度加快。這一混合方式中起主要作用的因素是燃燒室壁面溫度、空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和油膜厚度?；旌蠚庠谶@一過程中完全是氣相的。2025/4/1321

2.壁面油膜蒸發(fā)混合

混合氣形成方式在實(shí)際柴油機(jī)中并不是單一存在的,是多種方式并存,且需配合各種形式的氣流運(yùn)動(dòng)。以中、小型車用直噴式柴油機(jī)為例,在以空間霧化混合為主的同時(shí),到達(dá)壁面的燃油又存在撞擊和油膜蒸發(fā)混合方式;氣流運(yùn)動(dòng)則在以進(jìn)氣渦流為主的同時(shí),還有擠流、微渦流乃至多氣門時(shí)專門組織的滾流等方式。這充分反映了實(shí)際柴油機(jī)中混合氣形成和燃燒的復(fù)雜性與多樣性。2025/4/1322三、燃燒過程

燃燒過程是柴油機(jī)工作的核心部分，為便于分析，可按曲軸角劃分為4個(gè)階段，即備燃期、速燃期、緩燃期，后燃期，如圖所示。2025/4/13第一節(jié)柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒23

1.備燃期I

指噴油器噴油始點(diǎn)A到燃燒始點(diǎn)B之間的曲軸轉(zhuǎn)角。這一期間進(jìn)行著燃燒前的物理和化學(xué)準(zhǔn)備過程。2.速燃期Ⅱ

指從燃燒始點(diǎn)B到氣缸內(nèi)壓力達(dá)最高的C點(diǎn)之間的曲軸轉(zhuǎn)角?；鹧孀曰鹪囱杆傧蛩闹芡七M(jìn)，上一時(shí)期積存的柴油以及在此期間陸續(xù)噴入的柴油，在已燃?xì)怏w的高溫作用下，迅速蒸發(fā)、混合和燃燒，使氣缸內(nèi)壓力和溫度急劇上升，非增壓柴油機(jī)此時(shí)最高壓力可達(dá)6～9kPa，該壓力一般出現(xiàn)在上止點(diǎn)后6o～15oCA處。這一時(shí)期的放熱量占每循環(huán)放熱量的30％左右。2025/4/1324

3.緩燃期Ⅲ

是指從最高壓力點(diǎn)C到最高溫度點(diǎn)D之間的曲軸轉(zhuǎn)角。在此期間，燃燒以很快的速度繼續(xù)進(jìn)行，后期由于氧氣缺少，廢氣增加，燃燒速度越來越慢。此期間的壓力逐漸下降，但燃?xì)鉁囟仍诶^續(xù)升高，最高溫度可達(dá)1973～2273K，一般出現(xiàn)在上止點(diǎn)后20o～35oCA處。噴油是在D點(diǎn)以前結(jié)束的，緩燃期內(nèi)的放熱量占每循環(huán)放熱量的70％左右。2025/4/1325

4.速燃期Ⅳ

從最高溫度點(diǎn)D到柴油已基本上完全燃燒的E點(diǎn)之間的曲軸轉(zhuǎn)角。燃燒是在逐漸惡化的條件下緩慢進(jìn)行直到停止。在此期間，壓力和溫度均下降。為防止柴油機(jī)過熱，應(yīng)盡量縮短后燃期，是縮短后燃期的有效措施。

綜上所述，柴油機(jī)的工作特點(diǎn)是工作粗暴、排氣冒煙、噪聲大。從噴油開始到燃燒結(jié)束，僅占50o～60oCA，可燃混合氣形成的時(shí)間極短、空間極小。因此，在這段時(shí)間里，提高燃料的霧化程度，加強(qiáng)氣流的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，改善燃燒后期的燃燒條件，是提高柴油機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的有效途徑。2025/4/1326四、燃燒室

柴油機(jī)可燃混合氣的形成與燃燒主要是在燃燒室內(nèi)進(jìn)行的，所以燃燒室的形狀對(duì)可燃混合氣的形成和燃燒有著直接的影響。

柴油機(jī)燃燒室按結(jié)構(gòu)形式分為兩大類：統(tǒng)一式燃燒室和分隔式燃燒室。2025/4/13第一節(jié)柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒27

2025/4/13第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)28一、機(jī)械式供油系統(tǒng)的組成與工作原理

機(jī)械式供油系統(tǒng)主要用于國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)上。早期的汽車也廣泛采用，但現(xiàn)已被共軌柴油機(jī)所取代。機(jī)械式柴油機(jī)燃油供給系主要有直列式和分配式，其結(jié)構(gòu)主要包括噴油泵、噴油器和調(diào)速器等主要部件及燃油箱、輸油泵、油水分離器、燃油濾清器、噴油提前器和高、低壓油管等輔助裝置。1.直列式供油系統(tǒng)

直列式供油系統(tǒng)的核心部分是由直列柱塞式噴油泵、噴油器（噴油嘴）和連接其間的高壓油管組成的高壓油路，因此又稱為“泵-管-嘴”噴油系統(tǒng)。由于有高壓油管的存在，使噴油系統(tǒng)在柴油機(jī)上的布置比較靈活，但也降低了整個(gè)燃料供給系統(tǒng)高壓部分的液力剛性，并難以實(shí)現(xiàn)高壓噴射與理想的噴油規(guī)律。直列式供油系統(tǒng)仍在拖拉機(jī)得到采用。2025/4/13第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)29

圖所示為裝有直列柱塞式噴油泵的柴油機(jī)燃油供給系。直列柱塞式噴油泵一般由柴油機(jī)曲軸的定時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)。固定在噴油泵體上的活塞式輸油泵由噴油泵的凸輪軸驅(qū)動(dòng)。當(dāng)柴油機(jī)工作時(shí)，輸油泵從燃油箱吸出柴油，經(jīng)油水分離器除去柴油中的水分，再經(jīng)燃油濾清器濾除柴油中的雜質(zhì)，然后送入噴油泵。2025/4/13

在噴油泵內(nèi)，柴油經(jīng)過增壓和計(jì)量之后，經(jīng)高壓油管供入噴油器，最后通過噴油器將柴油噴入燃燒室。噴油泵前端裝有噴油提前器，后端與調(diào)速器組成一體。輸油泵供給的多余柴油及噴油器頂部的回油均經(jīng)回油管返回燃油箱。2025/4/133031

2.分配式供油系統(tǒng)

圖所示為裝有分配式噴油泵的柴油機(jī)燃油供給系。當(dāng)柴油機(jī)工作時(shí)，一級(jí)輸油泵將柴油從燃油箱吸出，經(jīng)油水分離器及燃油濾清器，將其送入二級(jí)輸油泵，柴油在二級(jí)輸油泵中加壓后充入密閉的分配式噴油泵體內(nèi)，再經(jīng)分配式噴油泵增壓計(jì)量后進(jìn)入噴油器。2025/4/13

一級(jí)輸油泵為膜片式泵，由配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸驅(qū)動(dòng)。二級(jí)輸油泵為滑片式泵，裝在分配式噴油泵體內(nèi)，并由分配式噴油泵的傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)?；捷斢捅贸隹谟蛪弘S其轉(zhuǎn)速而增加，為控制噴油泵體內(nèi)腔油壓保持穩(wěn)定，在二級(jí)輸油泵出口設(shè)有調(diào)壓閥。當(dāng)噴油泵體內(nèi)腔油壓超過規(guī)定值時(shí)，將有部分柴油經(jīng)調(diào)壓閥返回輸油泵入口。噴油泵體內(nèi)腔油壓一般為0.3～0.7kPa。

在分配式噴油泵體內(nèi)還裝有調(diào)速器和噴油提前器。2025/4/133233二、噴油泵

對(duì)于機(jī)械式供油系統(tǒng)，噴油泵的主要作用是定時(shí)、定量地經(jīng)高壓油管向各缸噴油器周期性地供給高壓燃油。常見的柴油機(jī)噴油泵可以分為柱塞式直列泵和轉(zhuǎn)子分配泵兩大類。1.直列式噴油泵

直列式塞式噴油泵一般以柱塞行程、泵缸中心距和結(jié)構(gòu)特征為基礎(chǔ)分成A、B、P、Z幾個(gè)系列，每個(gè)系列可以改變柱塞直徑和缸數(shù)，以適應(yīng)不同功率柴油機(jī)的需要。（1）直列式噴油泵的類型①按總體狀況分類。柱塞式噴油泵有單體式噴油泵和多缸合成式噴油泵②按泵體結(jié)構(gòu)分類。柱塞式噴油泵有分體式和整體式、開式和閉式兩類。③按油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分類。柱塞式噴油泵有拉桿-撥叉式和齒桿-齒圈式兩種。2025/4/13第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)34

（2）直列式噴油泵的泵油工作原理

柱塞式噴油泵的工作原理如圖

①進(jìn)油口當(dāng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞在柱塞彈簧的作用下向下運(yùn)行并直到最下端的位置時(shí)，柴油在輸油泵的壓力和柱塞下行的吸力共同作用下從低壓油道經(jīng)進(jìn)、回油道孔流入柱塞上方柱塞套內(nèi)，并充滿上部空間。2025/4/13

②供油口當(dāng)凸輪軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到升程逐漸增大時(shí)，凸輪通過滾輪-挺柱體壓縮彈簧推動(dòng)柱塞上行時(shí)，開始有一部分柴油通過柱塞套上的進(jìn)、回油孔被擠回低壓油腔，直至柱塞上端面封住兩個(gè)油孔時(shí)，柱塞上方便形成了一個(gè)密封腔。柱塞從開始上升到該位置的升程稱為預(yù)升程。柱塞繼續(xù)上行，封閉腔內(nèi)的柴油受到壓縮，壓力迅速上升。

當(dāng)油壓增大到足以克服出油閥彈簧壓力和高壓油管內(nèi)的剩余壓力時(shí)，出油閥上行。當(dāng)出油閥中部的圓柱形環(huán)帶（稱為減壓環(huán)帶）離開出油閥座上端面時(shí)，高壓柴油從出油閥流出經(jīng)高壓油管而開始向噴油器供油（圖所示）。供油隨著柱塞上行一直持續(xù)到柱塞的斜油槽（或螺旋油槽）與柱塞套上的回油孔相通為止。2025/4/1335

③停止供油。隨后柱塞上部的柴油經(jīng)軸向油道和徑向油道流回低壓油道，高壓油路的壓力急劇下降。出油閥在彈簧的作用下關(guān)閉，供油迅速停止。從柱塞上端面封閉進(jìn)油孔到柱塞斜油槽與回油孔相通的段升程稱之為供油有效升程。此后隨著凸輪旋轉(zhuǎn)至最大升程而使柱塞繼續(xù)上行到達(dá)上止點(diǎn)所走過的升程，稱為剩余升程。在剩余升程里，噴油泵不向高壓油管供油。36

由噴油泵的工作原理可知，柱塞的總升程h不變，其大小取決與凸輪升程；噴油泵柱塞的供油量及供油的持續(xù)時(shí)間（循環(huán)供油量）取決于供油有效行程hg。噴油泵若需根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化而改變供油量，只需改變柱塞供油的有效行程。一般借助改變斜油槽與柱塞套油孔的相對(duì)位置來實(shí)現(xiàn)。2025/4/1337

（3）柱塞式直列式噴油泵的構(gòu)造

多缸式噴油泵由分泵、油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和噴油泵體組成。

①分泵。分泵是噴油泵的泵油機(jī)構(gòu)，多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中分泵的數(shù)量與柴油機(jī)氣缸數(shù)相等。主要由柱塞偶件、柱塞彈簧、彈簧下座、出油閥偶件、出油閥彈簧、出油閥壓緊座等組成。2025/4/13

柱塞偶件由柱塞和柱塞套組成。其功用是：提高柴油壓力，以滿足噴油器噴射壓力的要求，控制供油量和供油時(shí)間。

出油閥偶件包括出油閥和出油閥座，它的功用是出油、斷油和斷油后迅速降低高壓油管的剩余壓力，使噴油器迅速停止供油而不出現(xiàn)滴漏現(xiàn)象。2025/4/133839

（3）柱塞式直列式噴油泵的構(gòu)造

②油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)柴油機(jī)工況的變化來改變噴油泵的供油量且保證各缸的供油量一致。

從噴油泵的工作原理可知，柱塞每循環(huán)的供油量取決于供油的有效行程hg的大小，由于斜槽的存在，只要轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞就可以改變柱塞的供油有效行程，從而達(dá)到調(diào)節(jié)供油量的目的。常用的油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有齒桿式、撥叉式和球銷式3種。2025/4/1340

圖示為齒桿式油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，油量調(diào)節(jié)套筒4松套在柱塞套1上。在油量調(diào)節(jié)套筒4的下端開有兩個(gè)縱向切槽，柱塞下端的兩個(gè)凸耳5就嵌在切槽之中。調(diào)節(jié)齒圈6用螺釘鎖緊在油量調(diào)節(jié)套筒上并與調(diào)節(jié)齒桿3嚙合。當(dāng)齒桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)候，柱塞2被帶著轉(zhuǎn)動(dòng)而改變循環(huán)供油量。當(dāng)松開齒圈的鎖緊螺釘，將油量調(diào)節(jié)套筒及柱塞相對(duì)于柱塞套轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度時(shí)，可調(diào)整各缸油量的大小和均勻性。這種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)，工作比較可靠，壽命長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)尺寸較大。2025/4/1341

③傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。多缸合成式噴油泵的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由凸輪軸和滾輪體總成組成。

凸輪軸的功用是噴油泵按照柴油機(jī)的工作順序和噴油規(guī)律向各缸供油。凸輪軸兩端支撐在圓錐滾子軸承上，前端裝有聯(lián)軸節(jié)及機(jī)械離心式供油提前角自動(dòng)調(diào)整裝置后端于調(diào)速器相連。凸輪軸上加工出的凸輪的數(shù)量與分泵的數(shù)目相等，通常在凸輪軸中部設(shè)有驅(qū)動(dòng)輸油泵的偏心輪。凸輪的外形應(yīng)根據(jù)不同燃燒室對(duì)噴油規(guī)律要求的不同來選擇。按外形不同,凸輪有凸面凸輪、切線凸輪和凹面凸輪3種基本型式,如圖5-10所示。其中,凸面凸輪升程的變化比較緩慢,適用于低、中速柴油機(jī);凹面凸輪的升程曲線較陡,但加工不便;切線凸輪則介于二者之間,其凸輪升程的變化比凸面凸輪快,但其輪廓比較簡(jiǎn)單,加工比較方便。目前,高速柴油機(jī)上一般選用切線凸輪。2025/4/1342

滾輪-挺柱總成的功用是將凸輪的運(yùn)動(dòng)傳給柱塞。滾輪常見的型式有墊塊調(diào)整式、螺釘調(diào)整式兩種，如圖所示。如墊片調(diào)整式的滾輪體總成由滾輪體、滾輪軸、滾輪襯套、滾輪、調(diào)整墊塊和導(dǎo)向銷等。帶有襯套的滾輪松套在滾輪軸上，軸兩端支承在滾輪架的座孔中，滾輪體的一側(cè)或兩側(cè)裝有導(dǎo)向銷，泵體上相應(yīng)開有軸向長(zhǎng)槽，導(dǎo)向銷插在該槽中，保證了滾輪體總成只作上下運(yùn)動(dòng)而不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。滾輪體的工作高度對(duì)噴油泵的供油時(shí)刻產(chǎn)生影響。為了保證各分泵的供油開始角和供油間隔角一致，要求各滾輪體的工作高度一致，存在差異時(shí)必需調(diào)整。調(diào)整的方法是增減墊塊或擰進(jìn)擰出調(diào)整螺釘。2025/4/132025/4/134344

（3）噴油泵體

噴油泵體是基礎(chǔ)零件，噴油泵的其他零件均裝在噴油泵體中。國(guó)產(chǎn)的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列的噴油泵為上體和下體的分體式結(jié)構(gòu)，而A、B、P等系列噴油泵為整體式結(jié)構(gòu)。

拖拉機(jī)主要裝備P型噴油泵，與一般柱塞式噴油泵相比，在安裝尺寸不變的情況下，P型噴油泵可以獲得較大的供油壓力和較大的噴油量。因此，它適應(yīng)了柴油機(jī)不斷強(qiáng)化和向高速發(fā)展的需要。2025/4/1345

（4）噴油泵供油提前角的調(diào)整

為了保證在氣缸內(nèi)形成良好的混合氣，改善燃燒條件，噴油器必須有一個(gè)合適的噴油提前角。最佳的噴油提前角是在標(biāo)定轉(zhuǎn)速和額定負(fù)荷的條件下確定的，其值還會(huì)隨著燃料性質(zhì)和內(nèi)燃機(jī)工況的變化而變化，同時(shí)由于凸輪、滾輪等傳動(dòng)部件的磨損，噴油提前角也會(huì)變化。因此，噴油器的噴油提前角必須能夠進(jìn)行調(diào)整。而噴油提前角調(diào)整只有通過調(diào)整噴油泵的供油提前角才能得以實(shí)現(xiàn)。

噴油泵供油提前角調(diào)整的方法有兩種，一種是改變滾輪-挺柱體總成的工作高度。如前所述，通過增減墊塊或調(diào)節(jié)調(diào)整螺釘可使?jié)L輪體的高度發(fā)生變化。當(dāng)滾輪體高度增大時(shí)，噴油泵柱塞提前封閉了柱塞套上的進(jìn)回油孔，供油提前角增大；反之，供油提前角減小。這種調(diào)節(jié)只是用來補(bǔ)償加工和裝配誤差，調(diào)節(jié)的幅度很小，一般用于調(diào)整單個(gè)分泵。2025/4/1346

噴油泵供油提前角調(diào)整的另一方法是改變凸輪軸與滾輪挺柱體總成的相對(duì)位置。通常在噴油泵固定板上開弧形孔進(jìn)行調(diào)整。在噴油泵固定板上開有三個(gè)弧形螺釘孔，噴油泵用螺釘3固定在正時(shí)齒輪室上。調(diào)整時(shí)，松開連接螺釘，轉(zhuǎn)動(dòng)噴油泵體，即可改變供油提前角。若將噴油泵體逆著凸輪軸旋轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度β，則柱塞的上端面便提早一些封閉進(jìn)回油孔，供油提前角增大；反之，則減少。2025/4/1347

2.轉(zhuǎn)子分配泵

轉(zhuǎn)子分配泵系統(tǒng)有端面凸輪驅(qū)動(dòng)的VE型分配泵系統(tǒng)(圖5-13)和內(nèi)凸輪驅(qū)動(dòng)的徑向?qū)χ弥到y(tǒng),多用于轎車和輕型車用柴油機(jī)。與直列泵相比,分配泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、能在高轉(zhuǎn)速下工作的優(yōu)點(diǎn),但難以達(dá)到較高的噴油壓力。2025/4/1348

（1）分配泵的特點(diǎn)

分配泵與柱塞式噴油泵相比，有以下特點(diǎn)。①分配泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、體積小、質(zhì)量輕，使用中故障少，容易維修。②分配泵用一個(gè)柱塞向柴油機(jī)各缸供油，精密偶件加工精度高，可以使各缸之間供油量差別很小，保證各缸供油的均勻性和供油時(shí)間的一致性。分配泵單缸供油量和供油提前角不需調(diào)整。③分配泵的運(yùn)動(dòng)件靠噴油泵體內(nèi)的柴油潤(rùn)滑和冷卻，因此，對(duì)柴油的清潔度要求很高。④分配泵凸輪的升程小，有利于提高柴油機(jī)轉(zhuǎn)速。2025/4/1349

（2）分配泵的構(gòu)造

VE型分配泵由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、二級(jí)滑片式輸油泵、高壓分配泵頭和電磁式斷油閥等部分組成。此外，機(jī)械式調(diào)速器和液壓式噴油提前器也安裝在分配泵體內(nèi)。

驅(qū)動(dòng)軸由柴油機(jī)曲軸定時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)二級(jí)滑片式輸油泵工作，并通過調(diào)速器驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)調(diào)速器軸旋轉(zhuǎn)。在驅(qū)動(dòng)軸的右端通過聯(lián)軸器與平面凸輪盤連接，利用平面凸輪盤上的傳動(dòng)銷帶動(dòng)分配柱塞。柱塞彈簧將分配柱塞壓緊在平面凸輪盤上，并使平面凸輪盤壓緊滾輪。滾輪軸嵌入靜止不動(dòng)的滾輪架上。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，平面凸輪盤與分配柱塞同步旋轉(zhuǎn)，而且在滾輪、平面凸輪和柱塞彈簧的共同作用下，凸輪盤還帶動(dòng)分配柱塞在柱塞套內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。往復(fù)運(yùn)動(dòng)使柴油增壓，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行柴油分配。2025/4/1350

凸輪盤上平面凸輪的數(shù)目與柴油機(jī)氣缸數(shù)相同。分配柱塞的結(jié)構(gòu)如圖所示，在分配柱塞1的中心加工有中心油孔3，其右端與柱塞腔相通，而左端與泄油孔2相通。分配柱塞上還加工有燃油分配孔5、壓力平衡槽4和數(shù)目與氣缸數(shù)相同的進(jìn)油槽6。

柱塞套上有一個(gè)進(jìn)油孔和數(shù)目與氣缸數(shù)相同的分配油道，每個(gè)分口油道都連接一個(gè)出油閥和一個(gè)噴油器。2025/4/1351

（3）分配泵的工作過程

VE型分配泵的工作過程可分成進(jìn)油、泵油、停油、壓力平衡4個(gè)過程。

①進(jìn)油過程。當(dāng)平面凸輪盤12的凹下部分轉(zhuǎn)至與滾輪13接觸時(shí)，柱塞彈簧將分配柱塞14由右向左推移至柱塞下止點(diǎn)位置，這時(shí)分配柱塞上的進(jìn)油槽3與柱塞套20上的進(jìn)油孔2連通，柴油自噴油泵體19的內(nèi)腔經(jīng)進(jìn)油道17進(jìn)入柱塞腔4和中心油孔10內(nèi)。2025/4/1352

②泵油過程。當(dāng)平面凸輪盤由凹下部分轉(zhuǎn)至凸起部分與滾輪接觸時(shí)，分配柱塞在凸輪盤的推動(dòng)下由左向右移動(dòng)。在進(jìn)油槽轉(zhuǎn)過進(jìn)油孔的同時(shí)，分配柱塞將進(jìn)油孔封閉，這時(shí)柱塞腔4內(nèi)的柴油開始增壓。與此同時(shí)，分配柱塞上的燃油分配孔18轉(zhuǎn)至與柱塞套上的一個(gè)出油孔8相通，高壓柴油從柱塞腔經(jīng)中心油孔、燃油分配孔、出油孔進(jìn)入分配油道7，再經(jīng)出油閥6和噴油器5噴入燃燒室。

平面凸輪盤每轉(zhuǎn)一周，分配柱塞上的燃油分配孔依次與各缸分配油道接通一次，即向柴油機(jī)各缸噴油器供油一次。2025/4/1353

③停油過程。分配柱塞在平面凸輪盤的推動(dòng)下繼續(xù)右移，當(dāng)柱塞上的泄油孔11移出油量調(diào)節(jié)套筒15并與噴油泵體內(nèi)腔相通時(shí)，高壓柴油從柱塞腔經(jīng)中心油孔和泄油孔流進(jìn)噴油泵體內(nèi)腔，柴油壓力立即下降，供油停止。

從柱塞上的燃油分配孔18與柱塞套上的出油孔8相通的時(shí)刻起，至泄油孔11移出油量調(diào)節(jié)套簡(jiǎn)15的時(shí)刻止，這期間分配柱塞所移動(dòng)的距離為柱塞有效供油行程。顯然，有效供油行程越大，供油量越多。移動(dòng)油量調(diào)節(jié)套筒即可改變有效供油行程，向左移動(dòng)油量調(diào)節(jié)套筒，停油時(shí)刻提早，有效供油行程縮短，供油量減少；反之，向右移動(dòng)油量調(diào)節(jié)套筒，供油量增加。

油量調(diào)節(jié)套筒的移動(dòng)由調(diào)速器操縱。2025/4/1354

④壓力平衡過程。分配柱塞上設(shè)有壓力平衡槽16，在分配柱塞旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)過程中，壓力平衡槽始終與噴油泵體內(nèi)腔相通。在某一氣缸供油停止之后，且當(dāng)壓力平衡槽轉(zhuǎn)至與相應(yīng)氣缸的分配油道連通時(shí)，分配油道與噴油泵體內(nèi)腔相通，于是兩處的油壓趨于平衡。在柱塞旋轉(zhuǎn)過程中，壓力平衡槽與各缸分配油道逐個(gè)相通，致使各分配油道內(nèi)的壓力均衡一致，從而可以保證各缸供油的均勻性。2025/4/13552025/4/1356

（4）分配泵的斷油閥

VE型分配泵裝有電磁式斷油閥，其電路和工作原理如圖所示。

啟動(dòng)時(shí)，將啟動(dòng)開關(guān)旋至ST位置，這時(shí)來自蓄電池1的電流直接流過電磁線圈4，產(chǎn)生的電磁力壓縮回位彈簧5，將閥門6吸起，進(jìn)油孔7開啟。

柴油機(jī)啟動(dòng)之后，將啟動(dòng)開關(guān)旋至ON位置，這時(shí)電流經(jīng)電阻3流過電磁線圈，電流減?。坏捎谟杏蛪旱淖饔?，閥門仍然保持開啟。

當(dāng)柴油機(jī)停機(jī)時(shí)，將啟動(dòng)開關(guān)旋至OFF位置，這時(shí)電路斷開，閥門在回位彈簧的作用下關(guān)閉，從而切斷油路，停止供油。2025/4/13

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（5）分配泵的噴油提前器

在VE型分配泵體的下部安裝有液壓式噴油提前器，其結(jié)構(gòu)如圖。

在噴油提前器殼體1內(nèi)裝有活塞2，活塞左端與二級(jí)滑片式輸油泵的入口相通，并有彈簧5壓在活塞上?；钊叶伺c噴油泵體內(nèi)腔相通，其壓力等于二級(jí)滑片式輸油泵的出口壓力。

當(dāng)柴油機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，作用在活塞左、右端的力相等，活塞處于某一平衡位置。2025/4/13

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（5）分配泵的噴油提前器

若柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高,二級(jí)滑片式輸油泵的出口壓力增大,作用于活塞右端的力隨之增加,推動(dòng)活塞向左移動(dòng),并通過連接銷3和傳力銷4帶動(dòng)滾輪架7繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度,直至活塞兩端的力重新達(dá)到平衡為止。滾輪架的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與平面凸輪盤的旋轉(zhuǎn)方向正好相反,使平面凸輪提前一定角度與滾輪接觸,供油相應(yīng)提前,即供油提前角增大。反之,若柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低,則二級(jí)滑片式輸油泵的出口壓力也隨之減小,作用于活塞右端的力減小,活塞向右移動(dòng),并帶動(dòng)滾輪架向著平面凸輪盤旋轉(zhuǎn)的同一方向轉(zhuǎn)過一定的角度,使供油提前角減小。2025/4/13

60三、調(diào)速器

1.功用

調(diào)速器是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，它可根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷的變化，自動(dòng)增減噴油泵的供油量，使柴油機(jī)能夠以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。

根據(jù)噴油泵的工作原理，噴油泵每個(gè)工作循環(huán)的供油量主要取決于調(diào)節(jié)拉桿的位置，此外，還受到噴油泵速度特性的影響。柴油機(jī)在實(shí)際工作過程中，外界的負(fù)荷是經(jīng)常變化的。當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷突然由大變小時(shí)，供油調(diào)節(jié)拉桿可能由于某種原因仍保持在原來的大供油量位置，顯然，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)升高。這時(shí)在噴油泵速度特性的作用下，供油量會(huì)繼續(xù)增大，促使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高。2025/4/13第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)

這種供油與轉(zhuǎn)速之間的惡性循環(huán)將導(dǎo)致柴油機(jī)超速或“飛車”，從而造成排氣冒黑煙、柴油機(jī)過熱，往復(fù)運(yùn)動(dòng)零件的慣性力增大，使某些機(jī)件因過熱或過載而損壞。當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷突然增大時(shí)，其情況正好相反，即供油量減小，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速突然下降以至熄滅。柴油機(jī)超速或怠速不穩(wěn)，往往出自于偶然的原因，駕駛?cè)穗y于做出及時(shí)反應(yīng)。這時(shí)，唯有調(diào)速器能夠根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化及時(shí)調(diào)節(jié)噴油泵的供油量，保持柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。2025/4/136162

2.類型

根據(jù)調(diào)速器的工作原理，調(diào)速器的類型可分為機(jī)械式、液壓式和氣動(dòng)式3類。機(jī)械式調(diào)速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，廣泛應(yīng)用于中、小型柴油機(jī)上。液壓式調(diào)速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，調(diào)節(jié)靈敏性好，作用在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的調(diào)節(jié)力大，主要用于大型柴油機(jī)。氣動(dòng)式調(diào)速器應(yīng)用在少數(shù)小型柴油機(jī)上。2025/4/13

機(jī)械式調(diào)速器根據(jù)其轉(zhuǎn)速作用的范圍可分為：?jiǎn)纬淌秸{(diào)速器、兩速式調(diào)速器和全程式調(diào)速器3種。拖拉機(jī)和柴油機(jī)常用兩速式和全程式調(diào)速器。

調(diào)速器要實(shí)現(xiàn)其功能，必須有兩個(gè)基本組成部分，一個(gè)是速度感應(yīng)元件，另一個(gè)是調(diào)節(jié)供油拉桿的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。機(jī)械式調(diào)速器采用的是具有一定質(zhì)量的與調(diào)速彈簧相平衡的鋼球（或飛塊等）作為感應(yīng)元件。當(dāng)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，利用感應(yīng)元件旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力的變化來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以改變供油拉桿的位置。2025/4/136364

2.類型

（1)單程式調(diào)速器只在某一規(guī)定的轉(zhuǎn)速下起作用，一般用于恒定轉(zhuǎn)速工況的柴油機(jī)（如發(fā)電機(jī)組）。

圖為機(jī)械式單程調(diào)速器簡(jiǎn)圖。噴油泵凸輪軸3帶動(dòng)調(diào)速器傳動(dòng)盤2旋轉(zhuǎn)，在傳動(dòng)盤的內(nèi)錐面上開有凹槽，槽中裝有鋼球4。在支承軸7上裝有推力盤。推力盤的運(yùn)動(dòng)可以帶動(dòng)供油拉桿左右移動(dòng)。在推力盤5與彈簧座8（固定在支承軸上）之間裝有帶一定預(yù)緊力的調(diào)速彈簧6，供油拉桿的最大供油位置由支承軸的凸肩限定。2025/4/1365

2.類型

當(dāng)噴油泵凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí),傳動(dòng)盤、鋼球一起旋轉(zhuǎn),鋼球在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力,企圖沿徑向向外飛開。鋼球的離心力作用在推力盤的斜錐面上產(chǎn)生一個(gè)軸向分力F1,該力企圖使推力盤向左移動(dòng)并帶動(dòng)供油拉桿減少供油量。在推力盤的另一側(cè)受到調(diào)速彈簧壓力Ft的作用,該彈簧力總是力圖使推力盤向右移動(dòng)并帶動(dòng)供油拉桿增大供油量。當(dāng)柴油機(jī)不工作時(shí),供油拉桿在彈簧力的作用下處于最大供油位置(圖5-18中虛線的位置)。柴油機(jī)開始工作后,曲軸的轉(zhuǎn)速逐漸升高,鋼球的心力也逐漸增大,但由于小于調(diào)速彈簧的壓力,因此推力盤保持不動(dòng)。當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高到某一轉(zhuǎn)速時(shí),鋼球離心力的軸向分力與彈簧的壓力相等,調(diào)速器處于暫時(shí)平衡,這一轉(zhuǎn)速叫作標(biāo)定轉(zhuǎn)速。此時(shí),推力盤與支承軸凸肩之間既沒有力的作用,也沒有間隙存在,供油拉桿保持原來的位置不變。2025/4/1366

2.類型

但當(dāng)外界負(fù)荷減少時(shí),噴油泵供油量超過了實(shí)際需要,發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩超過了負(fù)載阻力矩。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)進(jìn)一步提高。鋼球離心力的分力也隨之增大直至超過調(diào)速彈簧的預(yù)緊力后,鋼球便迫使推力盤移動(dòng)并帶動(dòng)供油拉桿減少供油量,直到供油量重新與負(fù)荷相適應(yīng)為止。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速便停止繼續(xù)升高,推力盤也停止移動(dòng),調(diào)速器便在新的條件下獲得平衡。此時(shí),在推力盤與支承軸凸肩之間產(chǎn)生了間隙“C”,柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷減少前相比要稍高一些。當(dāng)負(fù)荷重新增加時(shí),則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)降低,其作用正好與上述過程相反,調(diào)速彈簧則推動(dòng)供油拉桿增加供油量,直到兩者重新適應(yīng)為止。柴油機(jī)安裝了調(diào)速器后,產(chǎn)生的速度特性稱為“調(diào)速特性”。圖5-19所示為柴油機(jī)安裝了單程式調(diào)速器時(shí)的調(diào)速特性。2025/4/1367

（2)兩速式調(diào)速器能在兩個(gè)規(guī)定的轉(zhuǎn)速下起作用，它既可以保持柴油機(jī)低速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，又能限制柴油機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。

兩速式調(diào)速器的結(jié)構(gòu)原理如圖所示。與單程式調(diào)速器相比，兩速式調(diào)速器在推力盤5與彈簧座9（固定在支承軸上）之間裝有兩根調(diào)速彈簧。一根外彈簧7的剛度較弱，預(yù)緊力小。緊貼于推力盤5上；另一根內(nèi)彈簧8剛度強(qiáng)，預(yù)緊力大，安裝時(shí)與推力盤保持一定距離。此外。供油拉桿除由調(diào)速器控制外又可由操縱者直接控制2025/4/1368

2.類型

當(dāng)柴油機(jī)未起動(dòng)時(shí),外調(diào)速彈簧作用在推力盤上,通過推力盤將供油拉桿向右推向循環(huán)供油量最大的位置。柴油機(jī)起動(dòng)后,轉(zhuǎn)速上升,鋼球離心力的軸向分力F1隨之增大。由于外調(diào)速彈簧預(yù)緊力小且彈性弱,鋼球離心力的軸向分力F1很快大于外調(diào)速彈簧彈力Ft,所以可以推動(dòng)供油拉桿向左移動(dòng)減少供油量,調(diào)速器開始起作用,此時(shí)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速稱為最低怠速轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高使推力盤5與內(nèi)調(diào)速彈簧接觸時(shí),由于內(nèi)調(diào)速彈簧的預(yù)緊力大且剛性強(qiáng),彈簧力Ft瞬時(shí)增大。2025/4/1369

2.類型

隨后轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高,但離心力的軸向分力F1在較大的速度范圍內(nèi)還不能增大到足以克服內(nèi)、外調(diào)速彈簧的彈力,供油拉桿保持不動(dòng)。供油量不變,調(diào)速器停止起作用。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高到使F1=Ft時(shí),所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速再稍許增高時(shí),F1>Ft,推力盤將壓縮內(nèi)、外調(diào)速彈簧,調(diào)速器再次起作用,使供油拉桿向左移動(dòng),供油量減少,使轉(zhuǎn)速又回落到額定值。由此可見,兩速式調(diào)速器只在低于怠速和高于額定轉(zhuǎn)速時(shí)才起作用,在它們之間則不起作用。在怠速和額定轉(zhuǎn)速之間,供油量由操縱人員推動(dòng)操縱桿自行調(diào)節(jié)。圖5-21所示為采用兩速式調(diào)速器發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性。2025/4/1370

（3)全程式調(diào)速器不僅能保持低速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和限制最高轉(zhuǎn)速，而且還能使柴油機(jī)在整個(gè)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的任何轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

單程調(diào)速器由于調(diào)速彈簧的預(yù)緊力是固定的，所以只能在某一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)起作用。如果將裝在支承軸上的彈簧座做成可移動(dòng)的，由駕駛?cè)送ㄟ^操縱桿控制，則就轉(zhuǎn)變成了如圖5-22所示的彈簧預(yù)緊力可調(diào)的全程調(diào)速器了。2025/4/1371

2.類型

在高速限制螺釘和怠速限制螺釘之間,操縱桿可以處于任何一個(gè)位置,調(diào)速彈簧也就對(duì)應(yīng)某一個(gè)不同的預(yù)緊力。在這一范圍內(nèi),調(diào)速器起到了無數(shù)個(gè)單程式調(diào)速器的作用。當(dāng)操縱桿處于某一位置而柴油機(jī)負(fù)荷保持穩(wěn)定時(shí),調(diào)速器內(nèi)的彈力和離心力軸向分力也處于平衡,柴油機(jī)便在調(diào)速器的作用下以轉(zhuǎn)速nb穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。如果此時(shí)駕駛?cè)艘岣卟裼蜋C(jī)轉(zhuǎn)速,便可將操縱桿向左扳動(dòng)(圖5-22中虛線箭頭的方向),以增大彈簧的預(yù)緊力。當(dāng)彈簧力增大到Ft>F1時(shí),調(diào)速器原有的平衡被打破,調(diào)速彈簧迫使推力盤帶動(dòng)供油拉桿增大供油量。但由于此時(shí)外界的負(fù)荷并沒有變化,增大了的油量超出了柴油機(jī)負(fù)荷的實(shí)際需要,柴油機(jī)便進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)速。圖5-23所示為裝了全程式調(diào)速器時(shí)柴油機(jī)的調(diào)速特性。2025/4/1372四、噴油器

噴油器的功用有兩個(gè)：一是使一定數(shù)量的燃油得到良好的霧化，促進(jìn)燃油著火和燃燒；二是使燃油的噴射按燃燒室形狀合理分布，使燃油與空氣得到迅速而完善的混合，形成均勻的可燃混合氣。

噴油器常見的形式有兩種：孔式噴油器和軸針式噴油器。2025/4/13第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)1.孔式噴油器

孔式噴油器主要用于直接噴射式燃燒室中，燃油的噴射狀況主要由針閥體下部噴孔的大小、方向和數(shù)目來控制，并與燃燒室的形狀、大小及空氣渦流情況相適應(yīng)。

孔式噴油器的噴孔數(shù)目一般為1～8個(gè)，孔徑為0.2～0.8mm。

孔式噴油器的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖所示，主要由針閥2、針閥體3、頂桿6、調(diào)壓彈簧7及噴油器體5等零件組成。2025/4/137374

針閥中部的錐面位于針閥體3的環(huán)形油腔內(nèi)以承受油壓，稱為承壓錐面。針閥2下端的錐面與針閥體上相應(yīng)的內(nèi)錐面配合，起密封作用，稱為密封錐面。調(diào)壓彈簧7通過頂桿6，將針閥的密封錐面壓緊在針閥體的內(nèi)錐面上，使噴孔關(guān)閉。

柴油機(jī)工作時(shí)，噴油泵供給的柴油經(jīng)進(jìn)油管接頭8、油道進(jìn)入針閥體下部的環(huán)形油腔內(nèi)。當(dāng)油壓升高到作用在針閥承壓錐面上的軸向力大于調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力時(shí)，針閥開始向上移動(dòng)，噴油器噴孔被打開，高壓柴油通過噴孔噴入燃燒室。當(dāng)噴油泵停止供油時(shí)，油壓突然下降，針閥在調(diào)壓彈簧的作用下及時(shí)回位，將噴孔關(guān)閉。2025/4/1375

2025/4/1376

噴油器的噴油壓力與調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力有關(guān)，預(yù)緊力越大，噴油壓力越高。調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力可通過調(diào)壓螺釘9來調(diào)整。噴油器工作時(shí)，會(huì)有少量柴油從針閥和針閥體的配合表面之間的間隙漏出。這部分柴油對(duì)針閥起潤(rùn)滑作用，并沿頂桿周圍的空隙上升，最后通過回油管螺栓11進(jìn)入回油管，流回柴油箱。

針閥和針閥體是噴油器中最關(guān)鍵的零件，兩者合稱為針閥偶件。為保證噴油壓力且能自由滑動(dòng)，兩者的配合間隙要求很嚴(yán)，應(yīng)控制在0.002～0.003mm之間。針閥偶件是經(jīng)過研磨配對(duì)的，拆裝和維修過程中應(yīng)特別注意，不能互換。2025/4/1377

2.軸針噴油器

軸針式噴油器通常用于分隔式燃燒室，即渦流室式燃燒室和預(yù)燃室式燃燒室。

軸針式噴油器的工作原理與孔式噴油器相似。如圖所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是針閥在其密封錐面以下伸出一個(gè)軸針，并一直延伸到噴孔外，形狀有圓柱形、順錐形和倒錐形3種，以獲得所需的噴注錐角。軸針與噴孔形成圓柱形縫隙（約0.005mm），使得噴射時(shí)形成的噴注呈空心圓錐形或圓柱形。2025/4/1378

2.軸針噴油器一般軸針式噴油器只有一個(gè)噴孔,噴孔的直徑一般為1~3mm。由于噴孔直徑較大,軸針在噴孔內(nèi)上下運(yùn)動(dòng),具有自潔作用,噴孔不易積炭。另外,軸針式噴油器噴孔的面積是隨軸針開啟的高度而變化的。初始開啟的面積比較小,使初始噴油速率較小,對(duì)減輕柴油機(jī)的粗暴運(yùn)行有利。針閥的開啟高度一般為0.1~0.16mm,當(dāng)超過這個(gè)范圍后,噴孔處的柴油流通面積迅速增加,噴油速率加大,促使燃燒在上止點(diǎn)附近完成。2025/4/13792025/4/1380五、輔助裝置

柴油機(jī)供油系統(tǒng)輔助裝置包括燃油箱、燃油濾器及輸油泵等，它們安裝在燃料供給系統(tǒng)的低壓油路上。1.燃油箱

燃油箱的功用是用來為柴油機(jī)貯存燃油。為了保證柴油機(jī)足夠長(zhǎng)的持續(xù)工作時(shí)間，燃油箱應(yīng)具有一定的貯油容積。對(duì)于拖拉機(jī)，其油箱容量應(yīng)能保證持續(xù)工作10h以上。

燃油箱一般是用薄鋼板沖壓焊接而成，也有用塑料制造，其結(jié)構(gòu)形式基本相同，其數(shù)量和安裝位置根據(jù)整體布置而定。目前，較多采用單油箱或雙油箱。除了貯油之外，燃油箱還應(yīng)能使燃油中的水分和雜質(zhì)得到初步過濾沉淀。為此，在加油口處常設(shè)有過濾網(wǎng)，使加入的燃油能得到初步過濾。在油箱底部設(shè)有放油螺塞，用以定期排除油箱里沉積的水和污物。2025/4/13第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)81

油箱蓋應(yīng)既能防止燃油滲出，又能防止因油面下降導(dǎo)致油箱內(nèi)形成一定真空度而影響正常供油，故在油箱蓋上開有通氣小孔。對(duì)于較大的油箱，為了提高油箱的剛度和避免燃油振蕩，在其內(nèi)部設(shè)有隔板。為了指示油箱中的燃油存量，常設(shè)有油箱油尺或在油箱外部裝透明塑料管直接觀察。汽車燃油箱中裝有油面高度傳感器，其顯示表裝在駕駛室儀表盤上。2.柴油濾清器

柴油濾清器的功用是濾除柴油中的雜質(zhì)。對(duì)濾清器的基本要求是阻力小、壽命長(zhǎng)、過濾效率高。濾清器對(duì)機(jī)械雜質(zhì)和水的過濾主要依賴其濾芯微孔的阻攔作用。根據(jù)制作材料的不同，有金屬縫隙濾芯、棉紗濾芯、多孔陶瓷濾芯和微孔紙質(zhì)濾芯。紙質(zhì)濾芯具有流量大、阻力小、濾清效率高、使用壽命長(zhǎng)、質(zhì)量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在拖拉機(jī)上。2025/4/1382

在某些重型拖拉機(jī)柴油機(jī)上，經(jīng)常裝置粗、細(xì)兩級(jí)濾清器。當(dāng)兩級(jí)濾清器串聯(lián)使用時(shí)，粗濾器采用毛氈等纖維濾芯，細(xì)濾器仍用紙濾芯。毛氈濾芯可濾除粒度為5～10μm的雜質(zhì)。3.輸油泵

功用是克服低壓油路柴油的流動(dòng)阻力。為保證有足夠流量和一定壓力的柴油供給噴油泵，其輸油量一般為全負(fù)荷最大噴油量的3～4倍。

輸油泵的結(jié)構(gòu)形式有活塞式、膜片式、滑片式和齒輪式等?；钊捷斢捅煤湍て捷斢捅迷谕侠瓩C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸油系統(tǒng)中用得比較多，在這里將介紹活塞式輸油泵。

活塞式輸油泵主要由泵體、主油泵、手油泵、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、閥和管路等組成。

主油泵由活塞、活塞彈簧、進(jìn)油閥、出油閥、泵體和管路等組成。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由偏心輪和挺桿等組成。2025/4/132025/4/1383

活塞式輸油泵工作原理如圖5-27所示?；钊麑⒈皿w內(nèi)腔分為上下兩個(gè)空間，當(dāng)噴油泵凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心輪推動(dòng)挺桿，活塞在挺桿和活塞彈簧的作用下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)偏心輪凸起部分轉(zhuǎn)離挺桿時(shí)，活塞在彈簧作用下向上運(yùn)動(dòng)，使上腔的油壓升高，出油止回閥關(guān)閉，柴油便經(jīng)上油道流向?yàn)V清器，與此同時(shí)下腔油壓降低，進(jìn)油閥被吸開，柴油經(jīng)進(jìn)油口進(jìn)入活塞下腔，此行程同時(shí)完成吸油和供油兩個(gè)過程，如圖5-27a所示。當(dāng)偏心輪凸起部分轉(zhuǎn)近挺桿時(shí)，凸輪推動(dòng)挺桿下行，挺桿克服彈簧的彈力使活塞下移，下腔的油壓升高，進(jìn)油閥被關(guān)閉，出油閥被頂開，于是下腔的柴油經(jīng)下出油道和上出油道流向上腔，而不是直接流向?yàn)V清器，該行程為輸油作儲(chǔ)存準(zhǔn)備，如圖5-27b所示。偏心輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，又開始新的工作循環(huán)。2025/4/1384

很顯然，活塞的最大行程取決于偏心輪的偏心距，它是保持不變的常數(shù)。而活塞的實(shí)際行程取決于活塞彈簧的彈力和上下油腔的壓差，它會(huì)隨著上下油腔壓差的變化而變化（注：下腔油壓基本不變）?；钊膶?shí)際行程為輸油泵的供油行程，決定了輸油泵的供油量。當(dāng)活塞以最大行程工作時(shí)，輸油量最大；活塞行程減小時(shí)，其輸油量也會(huì)降低。由于輸油泵全行程供給的油量比噴油泵的最大需油量大得多，輸油泵的輸油量必須能夠根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)，也就是輸油泵的活塞行程可以自動(dòng)調(diào)節(jié)。其調(diào)節(jié)原理如下：

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的需油量減少時(shí)，噴油泵對(duì)外供油少，活塞上腔的油壓就會(huì)增加，活塞彈簧的彈力在還沒有將活塞推到全行程時(shí)，便和上腔的油壓平衡（圖5-27c）。因而縮短了活塞行程，減少了輸油量。反之，則會(huì)增大行程，從而增加輸油量。2025/4/1385

為了在柴油機(jī)啟動(dòng)前，將柴油充滿濾清器和噴油器，并排除低壓油路中的空氣，一般在活塞式輸油泵上配置有手油泵。啟動(dòng)前來回推拉手油泵手柄，可以實(shí)現(xiàn)充油。手油泵使用后，要將手柄擰緊，防止工作時(shí)吸入空氣。86

2025/4/13第三節(jié)電控式供油系統(tǒng)87一、電控高壓共軌供油系統(tǒng)

柴油機(jī)電控式供油系統(tǒng)主要有高壓共軌、泵噴嘴、分配泵等型式，其中高壓共軌應(yīng)用較廣?？蛙?、貨車、乘用車廣泛采用高壓共軌柴油機(jī)，泵噴嘴柴油機(jī)、電控分配泵柴油機(jī)在乘用車得到少量采用。大型國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)開始采用高壓共軌柴油機(jī)。進(jìn)口的國(guó)外大型拖拉機(jī)均采用高壓共軌柴油機(jī)。

2025/4/13第三節(jié)電控式供油系統(tǒng)

“高壓”即指噴油器噴油壓力比機(jī)械噴油器噴油壓力高，噴油器噴油的最高壓力可達(dá)220kPa。高壓可使柴油霧化好，柴油燃燒充分，提高了柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性。

“共軌”是指通過一條公共油管將燃油同時(shí)供給各噴油器。“共軌”不僅能使噴油量得到精確計(jì)算，還能使各噴油器的噴油壓力、噴油量相同，從而優(yōu)化柴油機(jī)性能。

高壓共軌式柴油噴射系統(tǒng)將柴油噴射壓力的產(chǎn)生與柴油噴射過程分開,用電磁閥控制噴油器的工作。其目的是對(duì)噴油量、噴油提前角進(jìn)行精準(zhǔn)控制,降低油耗,減少排放,滿足排放法規(guī)的要求。89

1.組成

電子控制高壓共軌系統(tǒng)從功能方面分析，可以分成控制系統(tǒng)和燃料供給系統(tǒng)兩大部分。其基本組成如圖所示。2025/4/1390

（1）控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)各個(gè)傳感器的信息，由ECU進(jìn)行計(jì)算、完成各種處理后，求出最佳噴油時(shí)間和最合適的噴油量，并且計(jì)算出在什么時(shí)刻、在多長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi)向噴油器發(fā)出開啟電磁閥、或關(guān)閉電磁閥的指令等，從而精確控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程。2025/4/13（2）燃料供給系統(tǒng)

燃油供給系統(tǒng)主要由燃油箱、燃油濾清器、輸油泵、高壓油泵、共軌和噴油器等組成。

燃油供給系統(tǒng)的基本工作原理是：供油泵將燃油加壓成高壓供入共軌內(nèi)；共軌實(shí)際上是一種燃油分配管。儲(chǔ)存在共軌內(nèi)的燃油在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻通過噴油器噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)。電子控制共軌系統(tǒng)中的噴油器是一種由電磁閥控制的噴油閥，電磁閥的開啟和關(guān)閉由電子控制單元控制。2025/4/139192

2.供油系統(tǒng)主要部件

共軌燃系統(tǒng)主要部件有預(yù)供油泵、燃油濾清器、高壓油泵、壓力控制閥、高壓共軌管、限壓閥、流量限制器、噴油器等。（1）預(yù)供油泵

預(yù)供油泵又稱供油泵或一次泵，其功用是向高壓泵提供充足的燃油。主要有電動(dòng)式和機(jī)械式兩大類型，其中電動(dòng)式供油泵應(yīng)用較多，其構(gòu)造原理與電動(dòng)汽油泵相似。（2）高壓油泵

高壓油泵簡(jiǎn)稱高壓泵，其功能是在汽車運(yùn)行各種工況下，提供足夠的高壓油。2025/4/1393

圖a與圖b分別為高壓泵的縱向和橫向結(jié)構(gòu)圖。一個(gè)高壓泵上有三套柱塞組件，由偏心輪驅(qū)動(dòng)，在相位上相差120°。從圖上可以看出，偏心輪驅(qū)動(dòng)平面和柱塞墊塊之間為面接觸，比傳統(tǒng)的凸輪-滾輪之間的線接觸的接觸應(yīng)力要小得多，更有利于高壓噴射。高壓泵的基本工作原理如下：當(dāng)柱塞下行時(shí)，來自輸出泵壓力為0.05～0.15kPa的燃油經(jīng)過低壓油路到達(dá)各柱塞組件的進(jìn)油閥，并由進(jìn)油閥進(jìn)入柱塞腔，實(shí)現(xiàn)充油過程；當(dāng)柱塞上行時(shí)，進(jìn)油閥關(guān)閉，燃油建立起高壓，當(dāng)柱塞腔壓力高于共軌中的壓力時(shí)，出油閥被打開，柱塞腔的燃油在壓力控制閥的控制下進(jìn)入共軌。2025/4/1394

2025/4/1395

2025/4/1396

（3）壓力控制閥

壓力控制閥（PCV）用于保持共軌管中的壓力正確和恒定。如果共軌壓力過高，壓力控制閥打開，部分燃油就通過回油管回到燃油箱；如果共軌壓力過低，壓力控制閥關(guān)閉，由低壓升為高壓。

壓力控制閥通過一個(gè)凸緣盤裝在高壓油泵或共軌高壓蓄器上。壓力控制閥主要由電磁鐵、彈簧、電樞、球閥等組成，2025/4/1397

①壓力控制閥不通電時(shí)，共軌管中的高壓油或高壓油泵輸出的油通過高壓入口進(jìn)入壓力控制閥，不通電時(shí)沒有電磁鐵的外力作用，過量的高壓油的壓力大于彈簧的彈力，頂開彈簧，壓力控制閥開啟大小由油量決定。彈簧預(yù)先設(shè)計(jì)最大壓力約為10kPa。

②壓力控制閥通電時(shí)，壓力繼續(xù)增加，電磁鐵通電，彈簧的彈力增加，使壓力控制閥保持關(guān)閉狀態(tài)，直到一邊的高壓壓力與另一邊彈簧的彈力加電磁鐵的力達(dá)到平衡，閥門打開，燃油壓力保持恒定。油泵油量的變化或過量高壓油的排除通過控制閥門來實(shí)現(xiàn)。PWM脈寬的勵(lì)磁電流和電磁力是對(duì)稱的。1kHz的脈沖頻率提供足夠的電磁力，防止不必要的電磁鐵移動(dòng)或（和）共軌管壓力的波動(dòng)。2025/4/1398

（4）共軌組件

共軌組件包括共軌本身和安裝在共軌上的高壓燃油接頭、共軌壓力傳感器、起安全作用的壓力限制閥、連接共軌和噴油器的流量限制閥等。

如圖所示，共軌本身容納高達(dá)150kPa以上的高壓燃油，材料和高壓容積對(duì)于共軌壓力的控制都是重要參數(shù)。流量限制閥的作用是計(jì)量從共軌到各噴油器的燃油量的大小。當(dāng)流量過大時(shí)，可以自動(dòng)切斷去噴油器的高壓燃油。而壓力限制閥的作用是當(dāng)共軌中的燃油壓力過高時(shí)，壓力限制閥連通共軌到低壓的燃油回路，實(shí)現(xiàn)安全泄壓，保證整個(gè)共軌系統(tǒng)中的最高壓力不超過極限安全壓力。2025/4/132025/4/1399100

（5）噴油器

噴油器的工作過程可分為3步（發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而且高壓油泵供油）：噴油器關(guān)閉（產(chǎn)生高壓）、噴油器打開（開始噴油）、噴油器關(guān)閉（結(jié)束噴油）。

①噴油器關(guān)閉（復(fù)位狀態(tài)）。在復(fù)位狀態(tài)下，電磁閥不吸合，因此噴油器關(guān)閉。彈簧力將電樞下的球閥壓向節(jié)流孔座處，節(jié)流孔關(guān)閉。軌道中的高壓作用在閥控制室中，而且相同的壓力也作用在噴油器腔內(nèi)。軌道壓力作用在柱塞的末端，與噴油器彈簧的彈力一起使噴油器保持關(guān)閉狀態(tài)。2025/4/13101

②噴油器打開（開始噴油）。噴油器停留在最初靜止位置。電磁閥由伺服電流激活，伺服電流能確保電磁閥迅速開啟（。由觸發(fā)的電磁閥施加的吸合力大于閥彈簧的拉力時(shí)，電樞打開節(jié)流孔。幾乎與此同時(shí)，執(zhí)行電流減到最小并保持不變，滿足電磁鐵的需要。由于電磁鐵電流的作用，間隙減小是有可能的。節(jié)流孔打開，燃油從閥控制室流到剛好位于其上部的腔室，并且從那里通過回油管返回燃油箱。2025/4/13102

節(jié)流孔防止完全的壓力平衡，閥控制室中的壓力因此下降。由此導(dǎo)致閥控制室中的壓力低于噴油器腔內(nèi)的壓力，這個(gè)壓力與共軌中的壓力仍舊是一致的。閥控制室的壓力降低，引起作用在柱塞上的外力減小，因此針閥打開，燃油噴出。

噴油器針閥打開的速度取決于節(jié)流孔和反饋孔的流量。噴油器全開時(shí)，噴油器噴入燃燒室的油壓幾乎等于軌道中的油壓，其他的分力很小。

③噴油器關(guān)閉（噴油結(jié)束）。電磁閥不吸合，彈簧力將球閥壓回球閥座中。節(jié)流孔關(guān)閉，燃油通過反饋孔，閥控制室中充滿燃油，壓力與針閥彈簧的彈力一起將針閥關(guān)閉，噴油器不噴油。噴油器關(guān)閉的速度取決于反饋孔的流量。2025/4/13103

3.工作原理

燃油由發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸（或電動(dòng)機(jī)）驅(qū)動(dòng)的輸油泵經(jīng)濾清器從油箱中抽出，通過一個(gè)電子切斷閥流入高壓泵，此時(shí)的壓力約為0.2kPa。然后，油流分為兩路，一路經(jīng)安全閥上的小孔作為冷卻油通過高壓泵的凸輪軸流入壓力控制閥，然后流回油箱。另一路充入高壓泵。在高壓泵內(nèi)，燃油壓力上升到135kPa，送入共軌。共軌上裝有一個(gè)壓力傳感器和一個(gè)通過切斷油路來控制流量的壓力控制閥，以此來調(diào)節(jié)控制單元設(shè)定的共軌壓力。高壓燃油從共軌流入噴油器后又分為兩路：一路直接噴入燃燒室；另一路在噴油期間，與針閥導(dǎo)向部分和控制柱塞處泄漏出的燃油一起流回油箱。2025/4/13104

2025/4/13105

在電子控制共軌系統(tǒng)中，通過各種傳感器（如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、加速踏板位置傳感器、各種溫度傳感器等）實(shí)時(shí)檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，由電子控制單元根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算后，定出適合于該運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的噴油量、噴油時(shí)間、噴油率模型等參數(shù)，就能使發(fā)動(dòng)機(jī)始終都能處于最佳工作狀態(tài)。其中：曲軸轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，凸輪軸轉(zhuǎn)速傳感器確定著火順序（相位）。加速踏板傳感器實(shí)際上是一個(gè)電位計(jì)，通過它可以使ECU感知駕駛?cè)藢?duì)轉(zhuǎn)矩的要求?？諝赓|(zhì)量流量計(jì)用于檢測(cè)空氣質(zhì)量流量。在渦輪增壓并帶增壓壓力調(diào)節(jié)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，增壓壓力傳感器檢測(cè)增壓壓力。根據(jù)車型的不同，還可將其他傳感器和數(shù)據(jù)傳輸線接到ECU上，以適應(yīng)安全性和舒適性要求。2025/4/13106

電子控制單元具有自我診斷功能，對(duì)系統(tǒng)的主要零部件進(jìn)行技術(shù)診斷，如果某個(gè)零件發(fā)生故障，診斷系統(tǒng)會(huì)向駕駛?cè)税l(fā)出警報(bào)，并根據(jù)故障情況自動(dòng)做出處理；或使發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，即所謂故障應(yīng)急功能，或切換控制方法，使汽車?yán)^續(xù)行駛到安全的地方。

在高壓電子控制共軌系統(tǒng)中，供油壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷無關(guān)，是可以獨(dú)立控制的。由共軌壓力傳感器測(cè)出燃油壓力，并與設(shè)定的目標(biāo)噴油壓力進(jìn)行比較后進(jìn)行反饋控制。2025/4/13107

4.控制功能（1）調(diào)節(jié)噴油壓力（共軌壓力）

利用共軌壓力傳感器可測(cè)量共軌內(nèi)的燃油壓力，從而調(diào)整供油泵的供油量、控制共軌壓力。共軌壓力就是噴油壓力。此外，還可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、噴油量的大小與已設(shè)定的最佳值（指令值）不斷地進(jìn)行反饋控制。（2）調(diào)節(jié)噴油量

以發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及加速踏板位置信息等為基礎(chǔ)，由計(jì)算機(jī)計(jì)算出最佳噴油量，通過控制噴油器電磁閥的通電、斷電時(shí)刻直接控制噴油參數(shù)。2025/4/13（3）調(diào)節(jié)噴油率

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)用途的需要，設(shè)置并控制噴油率形式：預(yù)噴射、后噴射、多段噴射等。（4）調(diào)節(jié)噴油時(shí)間

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷量參數(shù)，計(jì)算出最佳噴油時(shí)間，并控制電子控制噴油器在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻開啟，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻關(guān)閉等，從而準(zhǔn)確控制噴油時(shí)間。2025/4/13108109二、電控泵噴嘴供油系統(tǒng)

1.組成

泵噴嘴就是將泵油柱塞和噴油器合成一體安裝在缸蓋上。噴油器由于無高壓油管，所以可以消除高壓油管中壓力波和燃油壓縮的影響，使高壓容積大大減小，因此噴射壓力可很高。電子控制泵噴嘴壓力目前最高已達(dá)200kPa。它的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較特殊，必須是頂置式凸輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

電子控制泵噴嘴系統(tǒng)主要由泵噴嘴、驅(qū)動(dòng)搖臂機(jī)構(gòu)、電子控制單元、各種傳感器等組成

電子控制泵噴嘴系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是：燃油壓力升高仍然是機(jī)械式的，噴油始點(diǎn)和終點(diǎn)由電磁閥控制，即噴油量和噴油時(shí)間由電磁閥控制。2025/4/13第三節(jié)電控式供油系統(tǒng)110

2025/4/13111

2.特點(diǎn)

電子控制泵噴嘴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

①為了使供油泵將燃油穩(wěn)定地供到安裝在氣缸蓋內(nèi)部的噴油器內(nèi)，采用大容量齒輪式供油泵。

②自供油泵壓送來的燃油經(jīng)高效濾清器濾除雜質(zhì)后，送入氣缸蓋上的主供油管內(nèi)；主供油管和氣缸蓋上的各個(gè)噴油器之間由歧管連接。溢出燃油通過連接各噴油器的溢油管經(jīng)調(diào)壓閥排到氣缸蓋外部。

③ECU打開或關(guān)閉噴油器的電磁閥，控制噴油量和噴油時(shí)間；必須向各個(gè)噴油器布置導(dǎo)線，為了縮短線束長(zhǎng)度，ECU直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上。為了減小因發(fā)動(dòng)機(jī)引起的振動(dòng)，采用橡膠固定，同時(shí)，采用燃油冷卻ECU的背面。2025/4/13112

④ECU根據(jù)安裝在飛輪以及凸輪相關(guān)部位的兩個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和CA及各傳感器信號(hào)進(jìn)行最佳燃油噴射控制。

⑤柱塞通過搖臂由凸輪軸驅(qū)動(dòng)，壓縮燃油；噴油器的高速電磁閥是常開的，燃油通過氣缸蓋內(nèi)部的油路流動(dòng)；但電磁閥關(guān)閉時(shí)，柱塞開始向噴油器壓油，燃油從噴油器噴入氣缸；當(dāng)電磁閥打開時(shí)，溢油開始，噴油結(jié)束。該電磁閥的開閉由計(jì)算機(jī)控制，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)最佳控制噴油量和最佳控制噴油時(shí)間。

⑥因?yàn)闆]有噴油管，沒有“死”容積，不僅可以實(shí)現(xiàn)高壓噴射，而且可以通過適當(dāng)組合噴油器的噴孔流通截面積和驅(qū)動(dòng)凸輪的形狀，使噴油率的形狀徐徐上升，減少預(yù)混合期間的噴油量，從而達(dá)到控制預(yù)混合燃燒。2025/4/13113

3.泵噴嘴的結(jié)構(gòu)

泵噴嘴安裝在柴油機(jī)原噴油器的位置上，其外形也與普通噴油器相似。圖為泵噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。泵噴嘴實(shí)際上是由噴油泵、噴油器和電磁控制閥3部分組成，其主要部件為：噴油凸輪、搖臂、球頭螺栓、泵油柱塞、泵油柱塞復(fù)位彈簧、電磁控制閥閥體、電磁控制閥針閥、電磁控制閥針閥復(fù)位彈簧、輔助柱塞、噴油針閥、噴油針閥復(fù)位彈簧和噴油針閥阻尼器等。其中，噴油凸輪安裝在控制氣門打開和關(guān)閉的凸輪軸上，其上升段為陡峭的直線（有利于快速提高噴油壓力），而下降段較平緩（有利于在噴油結(jié)束后向高壓油腔緩慢進(jìn)油，避免在燃油中產(chǎn)生氣泡）。2025/4/13114

3.泵噴嘴的結(jié)構(gòu)

高壓燃油泵噴嘴上部的泵油柱塞產(chǎn)生。電磁控制閥位于泵噴嘴的中部，由柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)控制。電磁控制閥針閥用于接通和切斷高壓油腔與低壓油道之間的通道。輔助柱塞的上部為圓臺(tái)，實(shí)際上是兩個(gè)閥門。圓臺(tái)的錐面用來開啟和關(guān)閉高壓油腔與輔助柱塞腔之間的通道，而圓臺(tái)的底面則用來開啟和關(guān)閉輔助柱塞腔與噴油針閥復(fù)位彈簧腔之間的通道。噴油針閥阻尼器為倒“工”字形，其作用是控制燃油的預(yù)噴量。2025/4/13115

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4.泵噴嘴的工作原理

泵噴嘴的噴油過程可分為預(yù)噴油和主噴油兩個(gè)階段，也可分為預(yù)噴油、預(yù)噴油結(jié)束、主噴油、主噴油結(jié)束及高壓油腔進(jìn)油5個(gè)過程。噴油時(shí)間和噴油量由輔助柱塞、噴油針閥、噴油針閥復(fù)位彈簧、噴油針閥阻尼器與電磁控制閥共同控制。下面按5個(gè)過程來描述泵噴嘴的工作原理。2025/4/13（1）預(yù)噴油

當(dāng)凸輪的直線段與搖臂接觸時(shí)，電子控制單元向電磁控制閥供電，使電磁控制閥針閥向左移動(dòng)，切斷高壓油腔與低壓油道之間的通道，與此同時(shí)，泵油柱塞在搖臂的作用下，克服泵油柱塞復(fù)位彈簧的彈力而向下運(yùn)動(dòng)，使高壓油腔中的油壓迅速上升。當(dāng)油壓上升到18kPa時(shí)，燃油在噴油針閥中部錐面上產(chǎn)生的向上推力大于噴油針閥復(fù)位彈簧的預(yù)緊力，從而頂起噴油針閥，開始預(yù)噴油。a.預(yù)噴射循環(huán)開始圖5-37預(yù)噴射工作示意圖2025/4/13117118