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1、,造I,汽车构造I,（10）,清华大学汽车工程系,赵雨东,主要内容和学时安排,汽车发动机基本知识 （4 学时） 发动机机体（2学时） 曲柄连杆机构（ 3学时） 气门机构（ 3学时） 进排气、增压系统及排放 控制装置（ 3学时） 汽油机燃油供给系统（4 学时）,柴油机燃油供给系统（4 学时） 汽油机点火系统（2学时） 发动机冷却系统（2学时） 发动机润滑系统（2学时） 发动机起动系统与电源 （1学时） 发动机管理系统（2学时）,柴油机燃油供给系统,柴油及其使用性能 对柴油机燃油系统的 要求 柴油机燃油系统组成 机械-液压控制的直列 泵系统 机械-液压控制的单体 泵和泵喷嘴系统,机械-液压控制的分
2、配 泵系统 位置控制式电控燃油 系统 时间控制式电控燃油 系统 高压共轨式电控燃油 系统,柴油及其使用性能（1）,石油制品，蒸馏温度 200350。车用柴油机使用轻,柴油。,柴油分成三个质量等级（优级品、一等品和合格,品），每一等级又按凝点分为六个牌号（10、0， 10，20，35，50）。,使用性能指标,发火性：自燃能力，用十六烷值评定。十六烷值大，发火 性好。,将十六烷（自燃性好）与 -甲基奈（自燃性差）按一定比 例混合，构成不同体积百分比的十六烷和-甲基奈的标准,柴油，其中十六烷含量的百分数叫做十六烷值。,柴油及其使用性能（2）,使用性能指标,蒸发性：蒸发汽化的能力，用馏程（馏出某一百分
3、比的温 度范围）和闪点表示。,馏程：50%(300 )、90%(355 )、95%(365 )馏出温度。,闪点：一定试验条件下，当柴油蒸气与周围空气形成的混 合气接近火焰时，开始出现闪火的温度。闪点低，蒸发性 好。,低温流动性：用凝点和冷滤点评定。,凝点：柴油失去流动性，开始凝固时的温度。,冷滤点：在特定试验条件下，在一分钟内柴油开始不能流,过过滤器20mL时的最高温度。,柴油及其使用性能（3）,使用性能指标,粘度：柴油稀稠度指标，与流动性有关。粘度随温度变化。,安定性：实际胶质、10蒸余物残炭、氧化安定性总不溶物,防腐性：硫含量、硫醇硫含量、酸度、铜片腐蚀、水溶性酸 或碱,清洁性：灰分、水分
4、、机械杂质,热值： 42500kJ/kg，比汽油机略低（43960kJ/kg ）。,柴油机燃油供给系统,柴油及其使用性能 对柴油机燃油系统的 要求 柴油机燃油系统组成 机械-液压控制的直列 泵系统 机械-液压控制的单体 泵和泵喷嘴系统,机械-液压控制的分配 泵系统 位置控制式电控燃油 系统 时间控制式电控燃油 系统 高压共轨式电控燃油 系统,对柴油机燃油系统的要求（1）,可燃混合气形成特点,燃料与空气的混合是在气缸内进行的。,柴油蒸发性和流动性都比汽油差，不能在汽缸外部形成 混合气。,接近压缩行程终点时，把柴油喷入气缸，受热、蒸发、 扩散，与空气混合。,混合气形成的时间很短（1535 CA），
5、燃烧室各,处混合气成分不均匀，且随时间变化。,柴油粘度大，不易挥发，必须用高压以雾状喷入。,对柴油机燃油系统的要求（2）,可燃混合气形成特点（续）,可燃混合气的形成和燃烧过程是同时、连续重叠 进行的，即边喷射、边混合、边燃烧（扩散燃 烧）。,必须要有足够的空气和柴油混合： a =1.22.2。,理论空燃比14.5。,进气道、燃烧室、燃油系统要相互匹配。,喷油提前角：是指从喷油器喷油开始，到活塞运 行至上始点时曲轴转过的角度。,Audi A8 4.0L TDI,对柴油机燃油系统的要求（3）,喷油提前角,柴油喷入汽缸后，要经过一定时间的物理化学过程后 才能着火燃烧。要在上止点附近着火，就要在上止点
6、 之前喷油。,气缸内柴油着火前的物理化学过程准备时间基本不 变，但转速越高，同样时间所占曲轴转角就越大。所 以，喷油提前角应随发动机转速增高而加大。,进气,压缩,做功,排气,A 喷油始点 B 燃烧始点,对柴油机燃油系统的要求（4）,自动调速,柴油机高压供油系统中，只能控制喷入气缸的油量， 但油量控制装置与发动机负荷没有直接联系（汽油机 用节气门控制进入缸内的空气量）。,负荷增加时，如果每循环油量不变，则发动机转速降 低，甚至熄火；负荷减小时，若油量不变，则发动机 转速增大，甚至可能超速。发动机转速不稳，随负荷 而变。,需要设置自动调速装置，使之根据负荷变化，自动调 整喷油泵循环供油量，以使柴油
7、机稳定转速运行。,对柴油机燃油系统的要求（5）,要求,在适当时刻将增压的、洁净的、适量的柴油以适当的 规律喷入气缸：,喷油正时（喷油提前角）和喷油量与发动机工况适应； 喷油压力、喷注雾化质量及其在燃烧室的分布与燃烧室类 型适应。,多缸机一个工作循环内，各缸均喷油一次，喷油次序 与气缸工作顺序一致；,根据负荷变化自动调节循环喷油量，保证发动机稳定 运转，稳定怠速，限制超速。,柴油机燃油供给系统,柴油及其使用性能 对柴油机燃油系统的 要求 柴油机燃油系统组成 机械-液压控制的直列 泵系统 机械-液压控制的单体 泵和泵喷嘴系统,机械-液压控制的分配 泵系统 位置控制式电控燃油 系统 时间控制式电控燃
8、油 系统 高压共轨式电控燃油 系统,柴油机燃油系统组成（1）,以直列泵燃油系统为例 低压供油系统,将过滤后的清洁燃油输入喷油泵的低压油腔，并将多供和喷 油器泄漏的柴油送回油箱。,油箱、低压油管、柴油滤清器、输油泵。一般称为燃油系统 的辅助装置。,输油泵输油压力0.10.25MPa。,油箱到喷油器.swf,直列泵 燃油系统,蓄电池,油箱 喷油器,电热塞,柴油滤,清器,调速器,正时轮 和喷油 提前器,电热塞 控制单元,电热塞起 动机开关,直列泵 输油泵,调速器 高压泵 供油泵,提前器,柴油机燃油系统组成（2）,高压喷油系统,将输入的低压油加压到超过喷油器开启压力，以雾状喷入气 缸。,喷油泵、高压油
9、管、喷油器，称为泵管嘴系统。也有喷 油泵、喷油器合一的所谓泵喷嘴系统。,一般柴油机燃油喷射装置指的是高压喷油系统。,自动调节系统,喷油提前器：转速变化时自动调整喷油正时。,调速器：根据柴油机负荷的变化，自动增减喷油泵供油量， 使转速保持稳定。,柴油机燃油系统组成（3）,高压喷射系统分类（控制方式、系统构成）,机械液压控制,直列泵高压油管喷油器,分配泵高压油管喷油器,单体泵高压油管喷油器,泵喷嘴,蓄电池,电热塞起 动机开关,电热塞控 制单元,油箱 喷油器 柴油滤 清器 电热塞 带调速器 的分配式 喷油泵,分配泵 燃油系统,每缸一个高压 泵，一个泵只 为一缸供高压 油,高压泵和 喷油器合 为一体，
10、 谓之泵喷 嘴。每缸,一个泵喷 嘴,凸轮轴,挺柱,调整螺钉 调节齿轮 推杆 挺柱弹簧,摇臂轴 摇臂 喷油正时,柱塞顶杆,拨杆 调节拉杆,柱塞 柱塞套,喷嘴,进油口,正时量规 拨杆轴,Detroit Diesel (GM),柴油机燃油系统组成（4）,电控 位置控 制式,+电控油量,电控 时间控 制式,直列泵高压油管喷油器 分配泵高压油管喷油器 分配泵系统,单体泵系统 泵喷嘴系统,+控制高压油路通断的电 磁阀,柴油机燃油,系统组成（5） 电控时间、 压力控制式,（高压共轨） 高压泵压力 控制阀高压 油轨电控喷,油轨,喷油器,高压泵 柴油 滤清器 油箱,油器 供油泵,ECU,柴油机燃油供给系统,柴油
11、及其使用性能 对柴油机燃油系统的 要求 柴油机燃油系统组成 机械-液压控制的直列 泵系统 机械-液压控制的单体 泵和泵喷嘴系统,机械-液压控制的分配 泵系统 位置控制式电控燃油 系统 时间控制式电控燃油 系统 高压共轨式电控燃油 系统,机械-液压控制的直列泵系统,低压供油系统 喷油器 直列泵,喷油提前器 调速器,机械-液压控制的直列泵系统,油箱,供油泵,柴油滤清器,供 油 泵,油箱,柴油滤清器 低压供油系统（1）,机械-液压控制的直列泵系统,低压供油系统（2）,柴油机滤清器,两级滤清,有的带油水分离器,燃油滤清器盖,粗滤滤芯,细滤滤芯,易换滤清器,纸滤芯,进油,滤清器盖,滤芯 滤清器壳,出油,
12、燃油滤清器（带水分 离器） 柴油中水份大，需要 油水分离器。很多车 上油水分离器与燃油,滤清器一体。 集水室 放水螺塞,出油 进油,滤清器盖,滤芯,滤清器壳,放水螺塞,支承筒,集水室,封封 塞,机械-液压控制的直列泵系统 低压供油系统（3）,供油泵 偏心轮驱动一,个泵塞 出油单向阀 进油单向阀,密 封 圈,分 隔 环,挺 弹 铝 进 挺 柱 密密 泵 簧 泵 油 柱 座 体 阀 体 圈圈,出 油 接 头,出 油 阀,弹簧 弹簧座,进油接头,驱动偏心轮 喷油泵凸轮轴 压力室 吸油室,单级供油泵,喷油泵凸轮轴 驱动偏心轮,压力室,吸油室,双级供油泵,机械-液压控制的直列泵系统,低压供油系统,喷油器
13、 直列泵,喷油提前器 调速器,机械-液压控制的直列泵系统,喷油器（1）,功用,将喷油泵供给的高压 柴油以雾状喷入燃烧 室。,要求,油束有一定的贯穿距 离和喷雾锥角，油束 形状和方向与燃烧室 相适应；,雾化质量好； 无后滴现象。,机械-液压控制的直列泵系统,喷油器（2）,结构,喷油器体、 调压装置、 喷油嘴（针 阀、针阀体 偶件）。,高压油压力 使针阀开启 喷油。,喷,定 位 销,进 油 道,中 承 间 压 件 销,滤 芯,底 部 加 厚,喷 嘴,弹 簧,调 整 垫 片,回 油 道,回 油 连 接 螺 纹,喷 油 器 壳 体,进 油 连 接 螺 纹,密 封 锥 面,锁,紧 螺 油 母 嘴,孔式喷
14、油器,用于直喷式燃烧室；,喷孔数：17,孔径：0.20.5mm,针阀开启油压：,40MPa,喷孔数和孔径与喷油 量、燃烧室形状和燃 烧室内空气涡流有关,机械-液压控制的直列泵系统,喷油器（3）,针阀尾杆,针阀体小圆柱 针阀体球头,针阀体大圆柱,定位销孔,密封端面,针阀接触端面,针阀升程,限位面,进油道,承压锥面,针阀,针阀导向柱面,压力室,针阀体肩胛面,囊孔式喷嘴喷孔之 油来自球头内的囊腔,座孔式喷嘴喷孔在锥面上,机械-液压控制的直列泵系统,喷油器（4）,轴针式喷油器,用于分隔式燃烧室；,孔径：1 3 mm,针阀开启油压：1214 MPa,机械-液压控制的直列泵系统,低压供油系统 喷油器 直列
15、泵,喷油提前器 调速器,直列柱塞式喷 油泵外形及总 成,组成,工作原理,直列泵系列,机械-液压控制的直列泵系统,直列泵（1）,出油阀紧座 减容器 出油阀弹簧 柱塞套 出油阀 柱塞套油孔,螺旋槽 柱塞 控制套筒 柱塞控制臂 柱塞弹簧 弹簧座 挺柱,凸轮,调节拉杆,机械-液压控制的直列泵系统 直列泵（2）,泵油机构柱塞偶件 供油量调节机构由 调速器或驾驶员控 制，根据负荷变化， 调整供油量。 驱动机构凸轮及其 从动件 喷油泵体,出油阀紧座 出油阀弹簧 出油阀座 出油阀 密封圈 柱塞套,低压油腔 供油量调节齿杆 齿杆限位螺钉 喷油泵体 控制套筒 柱塞榫舌 柱塞弹簧 挺柱滚轮,油孔 柱塞套定位销 齿圈
16、夹紧部分 上弹簧座 控制套筒 观察窗 柱塞 下弹簧座 挺柱调整螺钉 挺柱 凸轮 凸轮箱 维修孔,柱塞套,柱塞,控制套筒 上弹簧座,柱塞弹簧,下弹簧座,挺柱,凸轮,机械-液压控制的直列泵系统 直列泵（2） 泵油 柱塞、柱塞套偶件，精密 配合 柱塞头部：直槽和螺旋槽,柱塞下部：榫舌，与挺柱 接触。凸轮旋转时，柱塞 在柱塞套内上下往复运动。 柱塞套：安装在喷油泵体 中，油孔与喷油泵低压油 腔相通。,油孔 螺旋槽,油孔 直槽 柱塞套 柱塞,油孔,直槽,螺旋槽 柱塞套,柱塞,柱塞在下止 点，进油,柱塞向上运 动到关闭油 孔。燃油压 力开始升高。,燃油压力升 高到使出油 阀开启，喷 油。,柱塞螺旋槽 与油孔接 通，柱塞有 效行程结束。,柱塞继续上行至 上止点，高压由 经直槽、螺旋槽
