汽车发动机构造与维修柴油机燃料供给系统课件

第六章第六章 柴油机燃料供给系构造与维修柴油机燃料供给系构造与维修汽车发动机构造与维修汽车发动机构造与维修6.2 6.2 柴油机燃料供给系统的组成柴油机燃料供给系统的组成组成：组成：1.1.燃油供给燃油供给n 柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器、低压输油管、柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器、低压输油管、高压输油管、回油管。高压输油管、回油管。2.2.空气供给空气供给空气滤清器、进气管、进气道等空气滤清器、进气管、进气道等3.3.混合气形成混合气形成燃烧室燃烧室4.4.废气排出废气排出排气管、排气道等排气管、排气道等柴油机供油系统图柴油机供油系统图请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画6.1 6.1 概述概述一、燃料：一、燃料：柴油，粘度较高，蒸发性差，自燃温度低，采用高压喷射方法，柴油，粘度较高，蒸发性差，自燃温度低，采用高压喷射方法，在压缩行程接近终了时由喷油器以在压缩行程接近终了时由喷油器以1212100MPa100MPa高压喷入气缸。高压喷入气缸。凝点：冷却到开始失去流动性的温度凝点：冷却到开始失去流动性的温度 1010号、号、0 0号、号、-10-10号、号、-20-20号号二、供油方式：二、供油方式：n 柱塞泵供油柱塞泵供油n 分配泵供油分配泵供油n 泵喷嘴供油泵喷嘴供油6.1 6.1 概述概述三、柴油机的燃烧室分类：三、柴油机的燃烧室分类：1.1.直接喷射式燃烧室直接喷射式燃烧室 直接喷射式燃烧室是由凹形的活塞顶面与气缸盖底面之间的空直接喷射式燃烧室是由凹形的活塞顶面与气缸盖底面之间的空间构成，其主要容积在活塞顶的凹坑内。间构成，其主要容积在活塞顶的凹坑内。常见的直喷式燃烧室有：球形和常见的直喷式燃烧室有：球形和 形形球形燃烧室图球形燃烧室图请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画6.1 6.1 概述概述球形：球形：优点：工作平稳、燃烧噪声小，经济性较好优点：工作平稳、燃烧噪声小，经济性较好缺点：冷启动困难、工况变化性能差、目前使用已经较少。缺点：冷启动困难、工况变化性能差、目前使用已经较少。请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画 形燃烧室形燃烧室图图6.1 6.1 概述概述 形：形：优点：结构简单，易于加工，热效率高，柴油机起动性好优点：结构简单，易于加工，热效率高，柴油机起动性好缺点：喷油压力高，容易堵塞缺点：喷油压力高，容易堵塞6.1 6.1 概述概述三、柴油机的燃烧室分类：三、柴油机的燃烧室分类：2.2.分隔式燃烧室分隔式燃烧室主燃烧室：活塞顶部与气缸盖之间。主燃烧室：活塞顶部与气缸盖之间。副燃烧室：气缸盖中。副燃烧室：气缸盖中。主燃烧室和副燃烧室由一个或几个孔道相连。主燃烧室和副燃烧室由一个或几个孔道相连。常见的分隔式燃烧室有：涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室常见的分隔式燃烧室有：涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画涡流式室燃烧室图涡流式室燃烧室图预燃式室燃烧室图预燃式室燃烧室图6.1 6.1 概述概述2.2.分隔式燃烧室分隔式燃烧室特点：特点：混合气的形成主要靠强烈的空气运动，对喷油系统要求不高，混合气的形成主要靠强烈的空气运动，对喷油系统要求不高，平时故障比较少，因为副、主燃烧室先后进行燃烧，是柴油平时故障比较少，因为副、主燃烧室先后进行燃烧，是柴油机工作较平顺。机工作较平顺。但其散热面积大，流动损失大，耗油高但其散热面积大，流动损失大，耗油高6.3 6.3 喷油器喷油器一、概述一、概述1.1.作用：将高压柴油以一定的射程和雾状喷入燃烧室作用：将高压柴油以一定的射程和雾状喷入燃烧室2.2.要求：喷射压力、射程、夹角。在规定的时刻停止喷油要迅速、要求：喷射压力、射程、夹角。在规定的时刻停止喷油要迅速、彻底、无滴漏现象。彻底、无滴漏现象。3.3.形式：多孔孔式喷油器（直喷式燃烧室）和单孔轴针式（分隔式形式：多孔孔式喷油器（直喷式燃烧室）和单孔轴针式（分隔式燃烧室）燃烧室）6.3 6.3 喷油器喷油器二、多孔孔式喷油器二、多孔孔式喷油器1.1.组成：喷油器体、针阀和针阀体偶件、调压弹簧、进油管接头、组成：喷油器体、针阀和针阀体偶件、调压弹簧、进油管接头、回油管回油管 、螺栓等。、螺栓等。2.2.工作：油压给针阀锥面一个向上的推力，当该力大于调压弹簧预工作：油压给针阀锥面一个向上的推力，当该力大于调压弹簧预紧力时，针阀被推上移，喷孔打开，高压柴油进入燃烧室。紧力时，针阀被推上移，喷孔打开，高压柴油进入燃烧室。n 喷油开始的压力决定于调压弹簧的预紧力，可用调压垫片调整。喷油开始的压力决定于调压弹簧的预紧力，可用调压垫片调整。n 喷孔数目一般为喷孔数目一般为2 25 5个，孔径为个，孔径为0.150.150.35mm0.35mm。n球形球形2 2孔，孔，球形球形4孔孔n 多孔孔式喷油器的喷油压力为：多孔孔式喷油器的喷油压力为：20MPa20MPa左右。左右。孔式喷油器图孔式喷油器图请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画6.3 6.3 喷油器喷油器三、单孔轴针式喷油器三、单孔轴针式喷油器原理和孔式相同，结构相似。原理和孔式相同，结构相似。差异是：差异是：n 针阀密封锥面下有一段延伸到喷孔外的轴针，直径比喷孔小，轴针阀密封锥面下有一段延伸到喷孔外的轴针，直径比喷孔小，轴针与喷孔之间形成一个环状狭缝。针与喷孔之间形成一个环状狭缝。n 喷孔的通流断面喷注锥角的大小决定于轴针的升程和形状。喷孔的通流断面喷注锥角的大小决定于轴针的升程和形状。n 喷孔的直径：喷孔的直径：1 13mm3mm，喷孔的压力：，喷孔的压力：121214MPa 14MPa。轴针式喷油器图轴针式喷油器图请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画6.4 6.4 喷油泵构造和工作原理喷油泵构造和工作原理6.4.16.4.1作用和分类作用和分类一、作用：一、作用：n 定时、定量向喷油器输送高压柴油定时、定量向喷油器输送高压柴油n 并根据柴油机不同工况，随时改变高压柴油的供给量。并根据柴油机不同工况，随时改变高压柴油的供给量。二、分类：二、分类：n 柱塞式喷油泵柱塞式喷油泵n 喷油器喷油泵喷油器喷油泵n 转子分配式喷油泵转子分配式喷油泵喷油泵的分类图喷油泵的分类图柱塞式喷油泵图柱塞式喷油泵图6.4 6.4 喷油泵结构和工作原理喷油泵结构和工作原理6.4.2 6.4.2 柱塞式喷油泵结构和工作原理柱塞式喷油泵结构和工作原理一、组成一、组成分泵分泵油量调节机构油量调节机构传动机构传动机构泵体泵体6.4 6.4 喷油泵结构和工作原理喷油泵结构和工作原理二、分泵的结构和供油原理二、分泵的结构和供油原理1.1.结构结构（1 1）柱塞泵的每一个分泵各自独立向其对应的气缸供油，分泵的）柱塞泵的每一个分泵各自独立向其对应的气缸供油，分泵的数目等于气缸的数目。数目等于气缸的数目。（2 2）分泵组成：）分泵组成：n 柱塞偶件（柱塞和柱塞套）柱塞偶件（柱塞和柱塞套）n 出油阀偶件（出油阀和出油阀座）出油阀偶件（出油阀和出油阀座）n 柱塞弹簧柱塞弹簧n 弹簧下支座弹簧下支座n 出油阀弹簧出油阀弹簧n 出油阀压紧座等出油阀压紧座等柱塞偶件和出油阀偶件图柱塞偶件和出油阀偶件图6.4 6.4 喷油泵结构和工作原理喷油泵结构和工作原理2.2.供油原理供油原理（1 1）在规定的喷油时刻，凸轮将柱塞往上推，当柱塞盖住柱塞套上）在规定的喷油时刻，凸轮将柱塞往上推，当柱塞盖住柱塞套上的油孔时，柱塞上部低压柴油被压缩，推开出油阀，柴油经高压的油孔时，柱塞上部低压柴油被压缩，推开出油阀，柴油经高压油管进入喷油器。油管进入喷油器。（2 2）当油压升高足以克服喷油器弹簧压力打开针阀时，以喷油器弹）当油压升高足以克服喷油器弹簧压力打开针阀时，以喷油器弹簧设定的压力喷油。簧设定的压力喷油。（3 3）当柱塞上升到其柱面上的螺旋槽与回油孔连通时，柱塞上的高）当柱塞上升到其柱面上的螺旋槽与回油孔连通时，柱塞上的高压油泄回低压腔，压力下降，喷油器针阀关闭，喷油停止压油泄回低压腔，压力下降，喷油器针阀关闭，喷油停止。供油原理图供油原理图请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画柱塞偶件和出油阀偶件图柱塞偶件和出油阀偶件图6.4 6.4 喷油泵结构和工作原理喷油泵结构和工作原理分析柱塞向上运动全过程：分析柱塞向上运动全过程：n 预备行程：预备行程：柱塞由下止点上升到柱塞完全遮盖住进油孔时所上移柱塞由下止点上升到柱塞完全遮盖住进油孔时所上移的距离。的距离。n 减压带行程：减压带行程：柱塞从预备行程结束（出油阀的锥面离开阀座）到柱塞从预备行程结束（出油阀的锥面离开阀座）到减压环带完全走出阀座导向孔时所上移的距离。减压环带完全走出阀座导向孔时所上移的距离。n 有效行程：有效行程：柱塞从出油阀开启到表面的螺旋沟槽与柱塞套的进油柱塞从出油阀开启到表面的螺旋沟槽与柱塞套的进油孔相通时所上移的距离。孔相通时所上移的距离。n 剩余行程：剩余行程：柱塞从有效行程结束（开始向泵体低压油腔回油）到柱塞从有效行程结束（开始向泵体低压油腔回油）到柱塞上止点所上移的距离柱塞上止点所上移的距离。柱塞式喷油泵泵油原理示意图柱塞式喷油泵泵油原理示意图提问：提问：柱塞向上运动泵油过程分几步？柱塞向上运动泵油过程分几步？进油过程进油过程压油过程压油过程回油过程回油过程三步三步进油、压油和回油图进油、压油和回油图课堂讨论：课堂讨论：1.1.柱塞式喷油泵的柱塞就像注射器的针筒一样，柱塞式喷油泵的柱塞就像注射器的针筒一样，只要柱塞一向上运行，分泵就开始供油吗？只要柱塞一向上运行，分泵就开始供油吗？2.2.柱塞式喷油泵的每一循环供油量取决于（柱塞式喷油泵的每一循环供油量取决于（）。）。A.A.喷油压力的高低喷油压力的高低 B B喷油泵凸轮的转速喷油泵凸轮的转速C C柱塞上移速度的大小柱塞上移速度的大小 D D柱塞有效行程的大小柱塞有效行程的大小当柱塞直径为定值时，每循环喷油量由柱塞顶面到螺旋槽的距离（柱当柱塞直径为定值时，每循环喷油量由柱塞顶面到螺旋槽的距离（柱塞有效行程）来决定。塞有效行程）来决定。3.3.柱塞有效行程如何调整？柱塞有效行程如何调整？改变柱塞与开有进（回）油孔的柱塞套筒的相对位置，增加柱塞的有改变柱塞与开有进（回）油孔的柱塞套筒的相对位置，增加柱塞的有效行程。效行程。三、油量调节机构三、油量调节机构1.1.作用：作用：n 根据柴油机负荷和转速的变化相应地改变喷油泵的供油量根据柴油机负荷和转速的变化相应地改变喷油泵的供油量n 保证各缸供油量的一致保证各缸供油量的一致2.2.分类：分类：n 齿条式油量控制机构齿条式油量控制机构n 拨叉式油量控制机构拨叉式油量控制机构3.3.调节原理调节原理：n 通过转动柱塞来改变柱塞的有效行程，来改变喷油泵的供油量。通过转动柱塞来改变柱塞的有效行程，来改变喷油泵的供油量。n 调整各缸供油的均匀性，松开分泵柱塞可调齿圈上螺钉，使调整齿调整各缸供油的均匀性，松开分泵柱塞可调齿圈上螺钉，使调整齿圈相对于控制套筒转过一定角度，再旋紧螺钉。圈相对于控制套筒转过一定角度，再旋紧螺钉。6.4 6.4 喷油泵结构和工作原理喷油泵结构和工作原理齿条式油量调节机构图齿条式油量调节机构图拨叉式油量控制机构图拨叉式油量控制机构图请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画柱塞供油改变图柱塞供油改变图提问：提问：如图所示，供油量如何变化？如图所示，供油量如何变化？6.4 6.4 喷油泵结构和工作原理喷油泵结构和工作原理四、传动机构四、传动机构n 组成：凸轮轴和滚轮传动部件。组成：凸轮轴和滚轮传动部件。n 柴油机凸轮轴与柴油机曲轴转速比为柴油机凸轮轴与柴油机曲轴转速比为1 1：2 2。n 凸轮轴上各凸轮的相对角度与柴油机各缸发火次序相同。凸轮轴上各凸轮的相对角度与柴油机各缸发火次序相同。传动机构图传动机构图泵体总结：总结：1.1.柱塞运动柱塞运动往复直线运动往复直线运动旋转运动旋转运动泵油泵油调整供油量调整供油量2.2.柱塞和柱塞套是产生高压的压油元件。柱塞和柱塞套是产生高压的压油元件。n 配合间隙是配合间隙是0.00150.00150.0025mm0.0025mm。n 配合间隙过大，油压下降，易漏油。配合间隙过大，油压下降，易漏油。n 间隙过小，润滑困难，易磨损。间隙过小，润滑困难，易磨损。3.3.改变喷油泵的供油量是通过转动分泵柱塞，从而改变柱塞的有效行程改变喷油泵的供油量是通过转动分泵柱塞，从而改变柱塞的有效行程来实现的。来实现的。4.4.出油阀弹簧的预紧力保证供油压力不低于规定值。（出油阀弹簧的预紧力保证供油压力不低于规定值。（101025MPa25MPa）。）。6.5 6.5 调速器构造和工作原理调速器构造和工作原理二、二、两极式调速器两极式调速器1.1.作用：限制发动机的最高转速和稳定发动机怠速。作用：限制发动机的最高转速和稳定发动机怠速。两速式调速器不仅能保证柴油机在怠速时不低于某一转速，从而防两速式调速器不仅能保证柴油机在怠速时不低于某一转速，从而防止柴油机自动熄火，而且能够限制柴油机不超过某一转速，从而防止柴油机自动熄火，而且能够限制柴油机不超过某一转速，从而防止柴油机超速。柴油机中间转速时，调速器不起作用，此时柴油机止柴油机超速。柴油机中间转速时，调速器不起作用，此时柴油机的工作转速由驾驶员通过操纵喷油泵油量调节机构来调整。的工作转速由驾驶员通过操纵喷油泵油量调节机构来调整。两速调速器结构示意图两速调速器结构示意图6.5 6.5 调速器构造和工作原理调速器构造和工作原理三、三、全程式调速器全程式调速器作用：能稳定怠速和限制超速，又能控制柴油机在正常工作状态时作用：能稳定怠速和限制超速，又能控制柴油机在正常工作状态时的转速稳定。的转速稳定。能根据负荷的大小，保持和调节柴油机在任一选定的转速下稳定工能根据负荷的大小，保持和调节柴油机在任一选定的转速下稳定工作。作。除去柴油中的水分与杂质柴油滤清器柴油滤清器柴油机供油系统图柴油机供油系统图请点击图片观看该图片对应的教学动画请点击图片观看该图片对应的教学动画输油泵输油泵输油泵的作用输油泵的作用；保证向喷油泵输送一定压力和足够数量的燃油。保证柴油在油压内保证向喷油泵输送一定压力和足够数量的燃油。保证柴油在油压内循环循环输油泵的供油量可以达到发动机全负荷需要量的输油泵的供油量可以达到发动机全负荷需要量的3 34 4倍，除了供喷倍，除了供喷油外，大部分燃油经喷油泵或柴油滤清器回油口上设置的溢流阀流油外，大部分燃油经喷油泵或柴油滤清器回油口上设置的溢流阀流回燃油箱。回燃油箱。供油提前角是指喷油泵开始供油至活塞到达上供油提前角是指喷油泵开始供油至活塞到达上止点之间的曲轴转角。它的大小关系到柴油机喷油止点之间的曲轴转角。它的大小关系到柴油机喷油提前角的大小，对柴油机的工作过程有很大影响。提前角的大小，对柴油机的工作过程有很大影响。最佳的供油提前角，就是在转速和供油量一定最佳的供油提前角，就是在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率及最小耗油率的供油提的条件下，能获得最大功率及最小耗油率的供油提前角。它不是一个常数，而是随着柴油机的负荷前角。它不是一个常数，而是随着柴油机的负荷（供油量）和转速而变化的。负荷越大、转速越高，（供油量）和转速而变化的。负荷越大、转速越高，供油提前角应越大。供油提前角应越大。柴油机供油提前角调整装置柴油机供油提前角调整装置 为了便于检查和调整供油正时，一般柴油机汽车通常在发动机和喷油泵上都有正时标记，一般可分为三种：（1）喷油泵的第一分泵开始供油标记。不同的发动机，此标记稍有不同，如图6.67所示。有些发动机的喷油泵第一分泵开始供油标记为联轴器上定时刻线与喷油泵轴承盖上定时刻线对准；有些为喷油泵轴承盖上刻线与自动提前器外壳上的刻线对准；还有些为喷油泵体前端面上刻线与自动提前器外壳上刻线对准。6.3 6.3 柴油机供油正时柴油机供油正时6.3.3 6.3.3 柴油机供油正时的检查与调整柴油机供油正时的检查与调整（2）发动机供油提前角标记。它是第一缸活塞到达压缩行程上止点前供油提前角位置的标记。如飞轮或曲轴带轮上的上止点标记与发动机外壳上的标记对准，图6.68所示。（3）喷油泵与发动机传动齿轮的啮合记号。其中有：传动齿轮配气正时标记，喷油泵与驱动部分的连接标记（有的发动机上没有此种标记）。不同车型的供油正时标记位置及符号也不一样。6.3 6.3 柴油机供油正时柴油机供油正时6.3.3 6.3.3 柴油机供油正时的检查与调整柴油机供油正时的检查与调整