柴油机喷油泵课件

柴油机喷油泵n喷油泵是柴油供给系中最重要的另件，它的性能和质量对柴喷油泵是柴油供给系中最重要的另件，它的性能和质量对柴油机影响极大，被称为柴油机的油机影响极大，被称为柴油机的“心脏心脏”。n喷油泵有直列式、分配式、单体式等三大类。n直列式喷油泵每一组柱塞系统对应一个气缸，4个气缸就有4组柱塞系统，因此体积比较大，多用在中型以上汽车。n轿车及轻型汽车柴油机上的喷油泵一般是分配型，具有体积小重量轻，零件少构造简单的优点。它用两组柱塞系统（或者一组柱塞系统）加压，柴油分别送入各个喷油嘴。它的基本工作原理就是在泵里面有两组对置柱塞安装在叶轮上，叶轮被发动机带动转动时，柱塞也随之转动，由于凸轮环的凸起部分压动柱塞，使柱塞发挥象泵的作用一样向叶轮中央的送油孔压送柴油，这时送出去的柴油充满了分配器入口处，然后按各汽缸顺序排列喷射。n随着柴油机技术的发展，现在又兴起一种单体式喷油泵形式（称为单体泵或者泵喷嘴），它实际上是将上述两种型式的喷油泵“化整为零”，发动机每个气缸燃油喷射由各自的独立喷射单元（单体泵或者泵喷嘴）来完成。n对于单体泵而言，喷油泵与喷油嘴之间用一根很短的高压油管相连，而对于泵喷嘴而言，喷油泵与喷油嘴组合为一体，直接安装在柴油机气缸盖上，由顶置凸轮轴驱动。它们的最大优点是能够减轻或者消除在柴油流动和喷射的过程中，在高压油管内所形成的压力波影响。因为这个压力波会妨碍着喷油系统与负荷、转速的良好匹配，并会随着高压管的长度增长而增大。因此，缩短高压油管的长度（喷油泵的设计思想）或干脆不要高压油管（泵喷嘴的设计思想），减少柱塞与喷油嘴之间的高压容积，可以得到接近于凸轮轮廓线所规定的供油规律。尤其是泵喷嘴，早在十几年前已经应用在通用汽车上，现在有电子技术的精确控制，使其性能得以提高。n常用的柴油机机械喷油泵为：A型泵、B型泵、P型泵、VE型泵等。前三种属柱塞泵；VE泵系分配式转子泵。n燃油喷射系统采用共轨系统的柴油机，被称为共轨柴油机。所谓共轨系统：即由高压共轨(用于储存高压的柴油的，上边安装有压力传感器、压力波动调节器、喷射器等部件)和高压泵(高压产生装置)组成。共轨系统产生足够的高压燃油，并使共轨内燃油压力波动在可控范围内。ECU根据共轨燃油压力和发动机工况确定喷入气缸的燃油量，由燃油喷射器(ECU控制喷射器的开闭)将适量柴油喷入气缸中。n对第二代电控燃油喷射系统来说，按照高压产生装置的不同，可将燃油喷射系统分为分配泵、直列泵、泵喷嘴和单体泵电控燃油喷射系统。即单体泵是用于产生喷油器(或喷射器)的喷射压力的。对于采用单体泵式电控燃油喷射系统的发动机来说，有几个气缸，就有几个单体泵。综上所述，可以得出两者的区别：单体泵只是第二代电控燃油喷射系统中的高压产生装置，有几个气缸，就需几个单体泵；电控共轨是第三代电控燃油喷射系统，其性能较第二代优越，是电控燃油喷射系统发展的主流。PS：共轨中的压力最高可达150Mpa，由于共轨容积较大，且有压力波动调节器等使得发动机工作过程中共轨压力基本保持恒定，所以能随时满足发动机对燃油的喷射要求；而单体泵产生的压力比高压泵低，一般为100Mpa左右，且单体泵产生的高压燃油量有限。汽车柴油机分配式喷油泵结构和工作汽车柴油机分配式喷油泵结构和工作原理原理n分配式喷油泵简称分配泵，是一种较为新颖的柴油机燃油喷射泵。与直列式柱塞喷油泵相比，分配泵仅用一对柱塞偶件就可以向26个汽缸供油。其结构简单，零件少，体积小，质量轻，特别适合于小型高转速柴油机使用。因此，国外在中小汽车，特别是轿车上得到了广泛的应用。n分配泵按其结构形式可分为转子式分配泵和单柱塞式分配泵n1.基本结构及功能nVE分配泵喷油系统的油路如图3所示。柴油机启动前，先用手动泵泵油，通过顶盖上的溢流阀排除柴油管路中的空气。柴油机运行时，由曲轴齿轮带动分配泵的传动轴。其前端的滑片式输油泵将柴油从油箱中抽出，经过柴油滤清器和油水分离器，滤掉柴油中的杂质和水份后进入输油泵，使柴油压力升高。然后进入分配泵泵体内，再经过电磁阀进入柱塞腔。当柱塞向上运动时，压缩柴油产生高压，经柱塞中的油道和出油孔，分配到泵体上相应汽缸的油道，再经过出油阀、高压油管和喷油器喷入对应的汽缸。泵体内多余的柴油从顶盖上的溢流阀返回油箱。柴油如此循环流动既可带走油路中的气泡和零件摩擦产生的热量，又可润滑各个运动零件。与此同时，泵体内的柴油压力控制提前器，相应改变喷油提前角。n分配泵是系统中的核心部件（如图4所示）n它主要由以下四部分组成：n（1）传动供油部分（如图5所示）n传动轴通过十字联轴器带动平面凸轮盘旋转，再带动柱塞旋转。柱塞弹簧和弹簧座将柱塞压在凸轮盘上，使柱塞在旋转的同时又作往复运动。这样，柱塞腔中的柴油既被压缩产生高压，又通过柱塞中的出油孔分配到泵体上相应汽缸的油道，经出油阀、高压油管和喷油器喷入对应的汽缸。n（2）调速控制部分（如图6所示）传动轴上的齿轮带动飞锤座和飞锤旋转，飞锤的离心力推动调速套筒轴向移动。经调速机构拨动柱塞上的油量控制套筒随转速变化而左右移动，改变其右侧棱边与柱塞上径向卸载孔的相对位置（如图4所示），从而达到随转速变化来控制供油量变化的目的。n（3）滚轮座及提前器（如图7所示）n滚轮座上装有四个滚轮，通过圆柱销与提前器活塞联接。当泵体内柴油压力变化时，推动提前器活塞移动，带动圆柱销使滚轮座转动，改变滚轮与平面凸轮盘凸起的相对位置，从而达到改变供油提前角的目的。n（4）输油泵及调压阀（如图8所示）n滑片式输油泵旋转时，由于转子与泵壳偏心，滑片之间的容积变化而将柴油加压到0.60.8MPa，进入泵体内腔，而调压阀则用来调节柴油压力。当柴油压力太高时，调压活塞打开回油口，柴油返回进油口，使压力下降。压力越高，弹簧压缩量越大，油孔开启截面积越大，回油量就越多，起到自动调节输油压力的作用。由于调压阀的作用，输油泵产生的油压随着油泵转速（即发动机转速）增加而成正比提高，从而使供油提前角随转速提高而线性加大，满足柴油机高效燃烧的要求。n2.供油及分配的基本原理VE分配泵柱塞、分配套筒（即柱塞套）和平面凸轮盘的相对位置如图9所示。首先介绍凸轮与柱塞上进、出油槽相互之间的相位。n对于四缸柴油机而言，分配泵的平面凸轮盘上有四段凸轮型线，相互间隔90；滚轮座中装有四个滚轮，相互间隔也是90。柱塞顶端有四条进油槽，圆周上有一条出油槽，相应的分配套筒上有一个进油孔和四个出油孔。油泵传动轴每转过90，在凸轮和柱塞弹簧的配合作用下，拉推柱塞左右往复运动一次的同时转动90，柱塞就相应完成一次进油、压油和分配的供油过程。这样的供油过程重复四次，分别向四个汽缸喷油。在柴油机的一个工作循环中，分配泵传动轴旋转一周。n对于六缸柴油机而言，分配泵的平面凸轮盘上有六段凸轮型线，相互间隔60；滚轮座中装有四个滚轮，但相互间隔分别为60和120。柱塞顶端有六条进油槽，而圆周上仍只有一条出油槽，相应的分配套筒上也有一个进油孔和六个出油孔。油泵传动轴每转过60，柱塞就完成一次进油、压油和分配的供油过程。这样的供油过程重复六次，分配泵传动轴旋转一周。无论是四缸分配泵还是六缸分配泵，柱塞完成一次进油、压油和分配的供油过程是相同的，现详述如下：（1）进油过程当平面凸轮最高点与滚轮接触时，柱塞处于上止点。平面凸轮盘继续转动，滚轮沿平面凸轮下降段下滑，柱塞下行并同时旋转，其进油槽与分配套筒上的进油孔接通，此时柱塞上的出油槽已转过分配套筒上的出油孔而关闭，柴油经过电磁阀和分配套筒上的进油孔进入柱塞腔。当柱塞到达下止点进油过程结束时，平面凸轮已旋转到最低点与滚轮接触。（2）压缩喷油过程当平面凸轮盘继续旋转时，滚轮沿凸轮的上升段升起，柱塞上行压缩柴油，并同时旋转使其上的进油槽转过分配套筒上的进油孔而关闭。而出油槽与分配套筒上的出油孔接通，随着柱塞的继续上行，高压柴油经出油阀、高压油管和喷油器喷入汽缸。n（3）供油结束当柱塞上升到一定程度，柱塞上的卸载孔露出控制套筒的控制平面，柱塞腔内的高压柴油经柱塞的中心油道卸载，油压迅速下降，供油结束。（4）均压过程（如图10所示）n供油结束以后，柱塞已旋转到其均压槽与分配套筒上的出油孔相通的位置上，出油孔与出油阀之间的分配油道通过柱塞上的均压槽和环槽与泵体内腔接通，使各缸这一段分配油道之间的压力在喷射开始前保持一致，从而改善分配泵各缸之间的供油均匀性。nVE分配泵采用改变供油结束点相对凸轮的位置（即控制套筒的控制平面与柱塞上卸载孔的相对位置），来改变供油的有效行程（如图11所示）。n由调速器根据转速和负荷来调节控制套筒的位置，其控制平面越往右，卸载孔露出的相位越迟，供油结束越晚，供油有效行程越大，供油量就越多。反之，供油量减少。n3.停油电磁阀如图12所示，停油电磁阀的电路由点火开关控制：nST柴油机启动时，电磁阀由汽车蓄电池直接供电，电压较高，克服弹簧力迅速开启。ON柴油机正常运转时，电磁阀一直通电。为了减少电磁阀发热，延长电磁阀的使用寿命，串联入一个降压电阻，使电磁阀电压减小到能保持阀芯吸住在开启位置的最低值。OFF电磁阀断电，阀芯在弹簧力的作用下落座，切断进油通道，柴油机停机。三代电控分配泵的基本原理三代电控分配泵的基本原理n1第一代电控分配泵n其中大部分仍保持原来分配泵的机械结构，仅加上电子执行机构和计算机控制器件以及传感器，并且大多仍采用位置控制方法控制供油量，即和原来的机械控制式分配泵一样。但是它采用比例电磁阀或步进电机等执行机构来改变柱塞上控制套的控制棱边与卸载孔的相对位置，以控制供油量，其结构稍复杂，但控制较容易。n德国Bosch公司的VEEDC电控分配泵(具体型号为VP37)，称为第一代电控分配泵。日本Zexel公司的Covec-1电控分配泵、日本电装公司的ECDV1电控分配泵，它们都是以德国Bosch公司机械控制式VE分配泵为基础，加上电控元件改装而成的。n2第二代电控分配泵国外分配泵制造厂商又进一步开发出采用时间控制方法来控制供油量，即用一只高速电磁阀直接控制高压油路的通断，根据电磁阀通电时间的长短来确定供油量的大小，而根据电磁阀起作用时间的早晚来控制供油提前角。这种控制方法的结构简单，控制自由度大，并可以控制供油速率，实现预喷射等等。n德国Bosch公司的电控VEMV分配泵(具体型号为VP30)、日本Zexel公司的Model-1电控分配泵、日本电装公司的ECDV3电控分配泵和美国Stanadyne公司的DS系列电控分配泵等。n3第三代电控分配泵n1996年德国Bosch公司成功地开发出了新型的VP44内凸轮电控分配泵，如图1所示。它采用内凸轮、径向对置式柱塞供油，分配转子旋转分配的结构；采用高速电磁阀直接控制高压供油量。泵端压力为100MPa，利用高压油管中形成的压力波效应，可使嘴端的喷油压力达到180MPa。n共轨式电控喷油系统20世纪90年代以后出现的共轨式喷油系统是柴油机电控技术发展过程中的一个大的飞跃。它改变了传统的喷油系统的组成结构，最大的特点就是将燃油压力产生和燃油喷射分离开来，通过对共轨管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速基本无关。电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，共轨中的燃油压力由一个高压泵产生，压力大小与发动机的转速无关，可在一定范围内自由设定。共轨中的燃油压力由一个电磁压力调节阀控制，根据发动机的工作需要进行连续压力调节。电控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程。喷油量的大小取决于燃油轨中的油压和电磁阀开启时间的长短，及喷油嘴液体流动特性。按照喷油高压形成的不同，共轨式电控燃油喷射系统有两种基本型式，即高压共轨式和中压共轨式。n高压共轨系统n高压输油泵(压力在120MPa以上)直接产生高压燃油后，输送至共轨中消除压力的脉动，再分送到各喷油器；当电子控制装置按需要发出指令信号后，高速电磁阀迅速打开或关闭，进而控制喷油器工作，即按设定的要求喷出或停喷高压燃油。n中压共轨系统。n中压输油泵(压力为10-13MPa)将中压燃油输送到共轨中消除压力的脉动，再分送至带有增压柱塞的喷油器中；当高速电磁阀开关阀接收到电子控制装置发送的指令信号后，就迅速开启或关闭，从而控制燃油器工作，随即通过高压柱塞的增压作用，将从共轨中来的中压燃油加压至高压(120-150MPa)后喷出或停喷。中压共轨系统又包括共轨蓄压式和共轨液压式，共轨蓄压式的控制油和喷射油均来自共轨管；而共轨液压式的控制油来自共轨管，喷射油来自燃油输油泵，所以该系统的控制油和喷射油可以采用不同物质。n电控技术的发展前景未来的汽车采用柴油动力的比例将会越来越高，而要使柴油机达到各项标准，电控燃油喷射是一项关键技术。虽然柴油机电控技术的发展比汽油机晚了很多，但起点教高，最近几年来的发展尤其迅速，到现在为止已经发展了三代。未来将向喷射压力高压化及灵活调整、喷射量及喷油定时自由控制、喷油速度最佳控制的方向发展。最终实现柴油机的全电子控制是必然趋势。高压电控燃油喷射系统对控制排放十分有利，其中，共轨式电控喷射系统的供油和燃油计量是完全分开的，从而其喷油压力、喷油过程和喷油持续期不受负荷和转速的影响，尤为各国青睐。共轨系统n在共轨式蓄压器喷射系统中，ECU通过接收各传感器的信号，借助于喷油器上的电磁阀，让柴油以正确的喷油压力在正确的喷油点喷射出正确的喷油量，保证柴油机最佳的燃烧比、雾化和最佳的点火时间，以及良好的经济性和最少的污染排放。nBOSCH电控高压共轨系统工作原理电控高压共轨系统工作原理在共轨式蓄压器喷射系统中，压力的产生和燃油的喷射是完全脱开的。喷射压力的产生跟发动机转速和喷油量毫不相干。燃油以一定的压力储存在高压蓄压器（即所谓的“共轨”）内，时刻准备着进行喷射。喷油量由驾车人确定，喷射起点、喷射持续时间和喷射压力由ECU（电子控制单元）计算出来。然后，ECU触发电磁阀，使每一个气缸的喷油器（喷油单元）相应地进行喷射。nECU是电控发动机的控制中心，通过接收各传感器传送来的发动机运行信息，加以运算处理后控制各执行器动作。ECU还包含着一个监测模块。ECU和监测模块相互监测,如果发现故障，它们中的任何一个都可以独立于另一个而切断喷油。nCPN2.2(+)高压油泵高压油泵齿轮泵ZP5n电控喷油器电控喷油器课前预习n汽油机燃料供给系统_、_、_、n_、_、_。n汽油机与柴油机的不同点：n不同点：1）与汽油机相比，柴油机压缩比高（16-22）（汽油机8-11）。2）与汽油机相比，柴油机无点火系统，所以故障少些，易保养。n3）柴油机最高爆发压力高，对发动机的零部件强度要求高，导致柴油机笨重。4）柴油机运转噪音高，但有害气体排放优于汽油机，而微粒排放较高。6）柴油机起动比汽油机难。n5）柴油机没有火花塞，在相应位置安装喷油泵。6）汽油机靠火花塞点燃，柴油机采用压燃式。7）柴油机有喷油泵，传统汽油机没有。8）柴油机多了喷油泵，喷油提前期，调速器。9）汽油机要在进气支管进行适当加热，柴油机在预燃室加电热死预热。10）柴油机喷油器中有三对精密偶件：针阀体，针阀；柱塞，柱塞套；出油阀，出油阀座。11）与汽油机相比，柴油机混合气形成时间极短，混合气不均匀。12）汽油机的主要有害排放物：COCHNOX;柴油机主要有害排放物有COCHNOX烟碳。n13）相同排量的柴油机扭矩比汽油机大n14）由于柴油机有精密偶件，所以对燃油的滤清更加注意。n15）在汽油机中有单点喷射和多点喷射，柴油机都是多点喷射。n16）相同排量的发动机，柴油机转速低，燃油消耗率低，燃油经济性好。n17）有的柴油机中装有油水分离器，汽油机没有。n18）柴油机的使用寿命相对汽油机长。n19）汽油机的熄火是停止火花塞的电，柴油机是停止供油。n20）由于柴油机气缸工作压力大，所以柴油机的气环数比汽油机多课前预习n1、在内燃机中柴油机的本质特征是（）nA内部燃烧B压缩发火C使用柴油做燃料D用途不同n2、柴油机与汽油机同属内燃机，它们在结构上的主要差异是（）nA燃烧工质不同B压缩比不同C燃烧室形状不同D供油系统不同n3、下列哪一选项不是柴油机的优点（）nA经济性好B尺寸小，重量轻C机动性好D机身振动小n4、柴油机的经济性好主要表现在有效热效率高，对于大型低速柴油机有效热性率可达（）以上。nA.50%B.40%C.30%D.20%