《汽车构造》第五章柴油机燃料供给系统.ppt

第 5章 柴油机燃料供给系统 概 述 5.1 柴油机混合气的形成、燃烧与燃烧室 5.2 喷油泵 5.3 主要内容 喷油器 5.4 调速器 5.5 柴油机电控燃油喷射系统 5.6 5.1 概 述 5.1.1 柴油机燃料供给系的功用及要求 功用： 柴油机燃料供给系的功用是贮存、滤清和输送柴油，并 按柴油机各种不同工况的要求定量、定压喷入燃烧室，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。 要 求： （ 1）各缸的供油要准确、均匀和稳定。 （ 2）在柴油机的 4个工作循环的准确时刻开始 将燃油喷入汽缸，且在一定时间内喷完。 （ 3）保证柴油得到良好的雾化。 （ 4）有合适的空气涡流。 5.1.2 柴油机燃料供给系的组成 柴油机燃料供给系统由低压油路（柴油箱、输油泵、柴油滤 清器及低压油管）、高压油路（喷油泵、高压油管、喷油器）和 调节系统（离心式调速器、自动供油提前器）组成。 5.2 柴油机混合气的形成、燃烧与燃烧室 5.2.1 柴油机混合气的形成方式 柴油机混合气的形成方式分为 空间雾化混合方式 油膜蒸发混合方式 复合式混合方式 5.2.2 柴油机混合气的形成与燃烧 1.备燃期： A-B 2.速燃期： B-C 3.缓燃期： C-D D点为温度最高点： 2000-2500K 4.后燃期： D-E 5.2.3 柴油机燃烧室 直接喷射式燃烧室： 又称统一式燃烧室。常见结 构有 型燃烧室、四角形燃 烧室和球型燃烧室。 分开式燃烧室： 由主燃烧室和副燃烧室组成。常 见型式有涡流室式燃烧室和预燃 室式燃烧室。 1.直接喷射式燃烧室 1） 形燃烧室 优点： 形状简单，结构紧凑，燃 烧室与水套接触面积小，散热 少，可减少热损失，热效率高， 经济性较好。 缺点： 工作粗暴，制造困难，喷 孔易堵。 螺旋进气道空气涡流运动 型燃烧室 2）四角形燃烧室 1 螺旋进气道； 2 喷油器； 3 四角形燃烧室； S 涡流 3）球形燃烧室 优点： 工作柔和，噪音 小，又叫轻声发动机。 缺点： 起动困难，螺旋 形进气道，结构复杂， 制造困难。 2.分开式燃烧室 1）预燃室式燃烧室 优点： 对喷油的雾化质量要 求不高，运转平稳，燃烧 噪音小。 缺点： 流动损失和散热损失 大，经济性较差，起动性 也较差，为保证冷起动， 多装有电热塞。 2）涡流室式燃烧室 优点： 工作柔和，空气利 用率较高。 缺点： 热损失大，经济性 差，起动困难 。 5.3 喷油泵 喷油泵的功用是定时、定量地向喷油器输送高压燃油 。 5.3.1 柱塞式喷油泵 1.柱塞式喷油泵的结构 柱塞式喷油泵由分泵、油量调节机构、驱动机构、泵体 4部分组成，下面分别对各部分的结构进行分析。 1）分泵 分 泵 的 结 构 1 出油阀座； 2 切槽； 3 减压带； 4 出油阀； 5 出油阀弹簧； 6 出油阀压紧螺母； 7 减容器； 8 低压密封垫圈； 9 上壳体（泵体）； 10 高压密封垫圈 ； 11 低压进油室 ； 12 柱塞套筒定位螺钉； 13 柱塞套筒； 14 柱塞； 15 柱塞回位弹簧； 16 弹簧座； 17 调节臂 2）油量调节机构 （ 1）拨叉式油量调节机构 拨叉式油量调节机构 1 供油拉杆； 2 调节叉； 3 调节臂； 4 衬套 （ 2）齿杆式油量调节机构 齿杆式油量调节机构 1 柱塞； 2 传动套； 3 齿扇； 4 齿杆； 5 柱塞套筒 3）驱动机构 驱动机构由喷油泵的凸轮轴和滚轮体等传动件组成 。 喷油泵的驱动机构（四冲程） 1 曲轴的正时齿轮； 2 配气机构的正时齿轮； 3 喷油泵的正时齿轮； 4 喷油泵凸轮轴； 5 分泵 ； 6 配气机构的轴； 7 配气机构； 8 曲轴 （ 1）凸轮轴 （ 2）滚轮体 滚轮体的功用是变凸轮的旋转运动为自身的直线往复运 动，推动柱塞上行供油。它分为调整垫块式和调整螺钉式两 种形式。 调整垫块式滚轮体的结构 1 垫块； 2 滚轮； 3 衬套； 4 滚轮轴； 5 滚轮架 调整螺钉式滚轮体结构 1 滚轮轴； 2 滚轮； 3 滚轮架； 4 锁紧螺母； 5 调整螺钉 2.柱塞式喷油泵的工作原理 柱塞式喷油泵的工作原理示意图 1 柱塞； 2 柱塞套； 3 斜槽； 4 油孔； 5 出油阀座； 6 出油阀； 7 出油阀弹簧 5.3.2 转子分配式喷油泵 1.径向压缩式分配泵 2.轴向压缩式分配泵 1）轴向压缩式分配泵的结构 2）轴向压缩式分配泵的工作过程 分配柱塞向左移动，低压柴油经进油道、柱塞套上 的进油孔被吸入柱塞腔和中心油孔内 。 （ 1）进油过程 （ 2）泵油过程 分配柱塞向右移动， 在进油槽转过进油孔的同时， 分配柱塞将进油孔封住，这 时分配柱塞腔内的柴油开始 增压。当分配柱塞右腔的柴 油压力足够高时，分配柱塞 正好右移到将燃油分配孔与 某缸进油道相通。于是，高 压柴油从分配柱塞腔经中心 油孔、燃油分配孔、出油孔 进入分配油道，顶开该缸的 出油阀喷入该缸燃烧室。 （ 3）停油过程 分配柱塞右移至最右 端时，分配塞柱塞上的泄 油孔移出油量调节套筒并 与喷油泵体内腔相通，分 配柱塞右腔、中心油孔和 分配油道的油压下降，于 是高压柴油从分配柱塞腔 经中心油孔和泄油孔流进 喷油泵体内腔，停止供油。 5.4 喷油器 功用： 将喷油泵供给的高压柴油雾化成较细的颗粒，喷射到燃 烧室特定的部位，与空气混合形成良好的可燃混合气。 要求： 1）有一定的喷射压力和射程。 2）合适的喷注锥角，良好的雾化质量。 3）喷油终了迅速停油，无滴漏现象。 分类： 开式喷油器 和 闭式喷油器 闭式喷油器分为： 孔式喷油器 和 轴针式喷油器 5.4.1 孔式喷油器 结构： 针阀 针阀体 针阀偶件 顶杆 调压弹簧 回油管接头 5.4.2 轴针式喷油器 轴针式喷油器的结构 1 针阀体； 2 喷油器体； 3 顶杆； 4 调压弹簧； 5 回油管螺栓； 6 调压螺钉护帽； 7 调压螺钉； 8 垫圈； 9 滤芯； 10 进油管接头； 11 紧固螺套； 12 针阀 5.5 调速器 柴油机中常用的调速 器按其功用可分为 两速式调速器 （又称为两极式调速器） 全速式调速器 （又称为全制式、全程式调速器） 5.5.1 两速式调速器 1.组成 2.工作原理 1）起动工况及怠速的控制 起动工况及怠速的控制 1 起动弹簧； 2 浮动杠杆； 3 调速弹簧； 4 飞块； 5 滑套； 6 怠速弹簧； 7 支承杠杆； 8 张力杠杆； 9 导动杠杆； 10 控制杠杆； 11 油量调节齿条 2）正常工作工况 正常工作工况 1 张力杠杆； 2 控制杠杆； 3 偏心轴； 4 支承杠杆； 5 怠速弹簧； 6 滑套； 7 飞块； 8 调速弹簧； 3）最高转速的控制 最高转速的控制 1 张力杠杆； 2 滑套； 3 飞块； 4 调速弹簧； 5 油量调节齿条 1.组成 5.5.2 全速式调速器 2.工作原理 1）起动工况 l 飞块； 2 滑套； 3 起动杠杆； 4 油量控制滑套； 5 柱塞； 6 起动簧片； 7 张力杠杆； 8 起动怠速弹簧； 9 部分负荷弹簧； 10 调速弹簧； 11 怠速弹簧； h 起动时柱塞的有效行程 2）怠速工况 l 飞块； 2 滑套； 3 起动杠杆； 6 起动簧片； 7 张力杠杆； 8 起动怠速弹簧 3）全负荷最高转速工况 l 飞块； 3 起动杠杆； 4 柱塞； 7 张力杠杆； 9 部分负荷弹簧； 10 调速弹簧； 5.6 柴油机电控燃油喷射系统 5.6.1 柴油机电控燃油喷射系统的组成及控制原理 柴油机电控燃油喷射系统主要由传感器、 ECU和执行器 3部 分组成。 柴油机电控燃油喷射系统控制原理图 5.6.2 柴油机电控燃油喷射系统的类型 柴油机电控燃油喷 射系统主要分为 电控直列泵式 电控分配泵式 共轨式 1.电控分配泵式喷射系统 日本电装公司 ECD-V1电控分配泵喷射系统原理图 2.电控直列泵式喷射系统 PPVI系统的结构 1 增量式凸轮轴角度编码器； 2 凸轮； 3 简化式喷油泵； 4 低压系统； 5 油管； 6 旁通溢流阀； 7 高速电磁铁； 8 喷油器； 9 电子控制单元； 10 功率开关电路 3.共轨式电控喷射系统 所谓共轨式（公共轨道式）电控喷射系统，是指该 系统中有一条公共油管，用高压（或中压）输油泵向共轨 （公共油道）中泵油，用电磁阀进行压力调节并由压力传感 器反馈控制。 卡特公司 HEUI系统原理图 共轨式电控喷射系统