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1、项目四 柴油机燃料供给系统的组成与检修 4.1概述 4.2 柴油机燃料供给系统主要部件的构造与检修 4. 3 柴油机供油正时 4. 4柴油机燃料供给系统的维修返回4.1概述 柴油机燃料供给系统是柴油机的重要组成部分。柴油机燃料供给系统的功用是根据柴油机的工作要求，将柴油准时、快速、定量、保质地按柴油机的工作次序喷入各个汽缸，与吸入汽缸内的空气迅速、充分地混合和燃烧。燃油供给系统对柴油机的动力性、经济性、使用可靠性和排气污染等都有重要影响，因此合理的设计、正确的使用、及时规范的维护，以及使燃料供给系统经常保持良好的技术状况，是确保柴油机的使用性能、延长柴油机的使用寿命、减少故障发生率、提高柴油机
2、使用效率的关键。下一页返回4.1概述 4.1.1柴油机燃料供给系统的组成 柴油机燃料供给系统由燃油供给、空气供给、混合气形成和废气排出4套装置组成。柴油机燃料供给系统按控制方式分为机械控制燃料供给系统和电子控制燃料供给系统。机械控制燃料供给系统按喷油泵的不同结构又可分为柱塞式喷油泵燃料供给系统、转子分配式喷油泵燃料供给系统、泵一喷嘴燃料供给系统、PT型喷油泵燃料供给系统和滑套计量燃料供给系统。柴油机普遍采用柱塞式喷油泵燃料供给系统，其他形式的柴油机燃料供给系统的主要组成基本相似。 (1)柱塞式喷油泵燃料供给系统的组成 柱塞式喷油泵燃料供给系统的基本组成如图4-1所示。上一页 下一页返回4.1概
3、述(2)转子分配式喷油泵燃料供给系统的组成转子分配式喷油泵燃料供给系统的基本组成如图4-2所示。(3) PT型喷油泵燃料供给系统的组成PT型喷油泵燃油供给系统的基本组成如图4-3所示。上一页 下一页返回4.1概述 4. 1. 2对柴油机供给系统的要求 根据柴油机使用和运行的各种不同工况，柴油机燃料供给系统必须按各种使用工况的要求对柴油进行有效的控制，并提供有效供给。柴油机燃料供给系统应满足以下要求: 按柴油机的设计要求选用柴油。正确选择燃油，是柴油机正常可靠运行、充分发挥动力性和经济性的重要保证。 保质、可靠、均匀地供应柴油。供给系统要保证燃油的清洁，不能渗漏，按要求可靠、均匀地供应燃油，燃油
4、喷入燃烧室的雾化要好，便于混合气的充分混合，有利于燃油的充分燃烧。上一页 下一页返回4.1概述 喷油正时。最佳的喷油时间，既能保证柴油机的可靠运行，又能充分发挥柴油机的动力性和经济性。 良好的运行性能。为了使柴油机具备良好的运行性能，喷油泵应满足下列要求: a.起动喷油量:柴油机在启动时需加浓，故喷油泵的起动喷油量较大，以使柴油机具备良好的启动性能。 b.怠速喷油量:对怠速喷油实行有效控制，使柴油机在不同的怠速工况下得到最低而又稳定的怠速。 c.加速工况:喷油泵应具备良好的加速供油特性，以满足汽车或机械具备良好的加速性能和动力性能。上一页 下一页返回4.1概述 d.额定工况:对额定工况应实现转
5、速升高应适当减小供油量，而转速减小应适当增加供油量，使柴油机具备良好的稳定性。 e.变负荷工况:变负荷工况又称为转矩校正工况，对变负荷工况应实现负荷增大应适当增加供油量，而负荷减小应适当减小供油量，使柴油机具有良好的适应性。 f.高速断油工况:柴油机高速运行时，对柴油机进行可靠地停止供油。 g.停机断油工况:停止柴油机运行时，对柴油机进行可靠地停止供油。 有利于减小柴油机有害气体的排放。上一页 下一页返回4.1概述 4. 1 .3柴油机可燃混合气的形成与柴油机燃烧室4. 1 .3. 1柴油机可燃混合气的形成柴油机可燃混合气的形成与燃烧条件比汽油机的差得多，这是因为柴油的钻度较大，蒸发性较差，在
6、正常温度和气流中难以雾化，也难以与空气充分混合，因此柴油的供给采取高压强制雾化的方式，在活塞压缩上止点前的一定角度喷入燃烧室，与进入汽缸的纯空气混合，故混合空间小，时间短，且边喷油边燃烧，混合气成分在燃烧室内分布很不均匀，混合气成分不断变化。为了保证柴油机的动力性和经济性，柴油机工作时过量空气系数很大。上一页 下一页返回4.1概述4. 1 .3. 2柴油机的燃烧室 柴油机的可燃混合气是在燃烧室内部形成的，可燃混合气的形成品质和燃烧性能与燃烧室的结构形式密切相关，直接影响到柴油机的动力性、经济性、排放指标、噪声指标、工作寿命等。 汽车柴油机的燃烧室可分成两大类:直接喷射式燃烧室和分隔式燃烧室。
7、(1)直接喷射式燃烧室 直接喷射式燃烧室常见的结构形式(如图4 -4所示)是由凹形活塞顶与汽缸盖底面所包围的空间组成，也称统一式燃烧室。几乎全部燃烧室容积都在活塞顶面上，按活塞顶面形状不同，又可分为形、球形等。 上一页 下一页返回4.1概述直接喷射式燃烧室的燃油自喷油器直接喷射到燃烧室中，借助油柱喷射形状和燃烧室形状的匹配以及室内空气的涡流运动，促使可燃混合气迅速形成，故其可燃混合气的形成一方面要靠燃油的喷雾和分布，另一方面要利用进气涡流和挤气涡流提高空气利用率。因此，燃烧室要求的喷油压力较高，一般为17-22 MPa，必须采用小孔径的多孔喷油器，并要求喷射形状与燃烧室形状大致相符来提高雾化质
8、量。这种燃烧室由于结构简单、紧凑，热损失少，且无节流损失，所以燃油经济性好;但缺点是由于要求有高的喷油压力和孔径小、孔数多的多孔喷油器，所以对整个供油系统的要求高，同时由于在备燃期内形成的混合气量较多，柴油机工作比较粗暴。上一页 下一页返回4.1概述 (2)分隔式燃烧室 分隔式燃烧室由两部分组成:一部分位于活塞顶与汽缸盖底面之间，称为主燃烧室;另一部分在汽缸盖中，称为副燃烧室。两部分之间有一个或几个孔道相连。分隔式燃烧室常见的形式有涡流室式和预燃室式两种，如图4-5所示。上一页 下一页返回4.1概述 分隔式燃烧室混合气的形成都是靠强烈的空气运动，对喷油系统要求不高，使用时故障率低。由于燃烧是在
9、两个部分内先后进行的，所以主燃烧室内气体压力升高比较缓和，柴油机工作比较平稳，曲柄连杆机构的冲击载荷也较小;由于燃烧比较安全，废气中有害排放物少。特别是涡流室式燃烧室，由于混合气的形成是靠高速的压缩涡流，转速越高，涡流越强，因而在高转速下仍能保证良好的混合质量，即混合气的形成对转速变化不敏感。偏离汽缸中心的涡流又便于布置进、排气门，所以涡流室式燃烧室曾经是轿车柴油机中用得最多的一种燃烧室，但是分隔式燃烧室散热面积大，流动损失大，故燃油消耗较高，启动性能也差。上一页返回4. 2柴油机燃料供给系统主要部件的构造与检修 4. 2. 1喷油器 喷油器的功用是将喷油泵送来的高压柴油以一定的射程和分布面积
10、以雾状形式喷入燃烧室，以利于可燃混合气的形成和燃烧。 喷油器应具有的工作要求是: 一定喷射压力和射程。这是保证喷油量和汽缸内喷油雾化质量的重要参数。喷油压力是喷油器校正的重要参数。 良好的雾化性能。喷油器是设计燃烧室和喷油器时所考虑的主要因素之一。 停止喷油时断油应能迅速彻底，且不发生滴漏现象。这是喷油器校正的重要项目。下一页返回4. 2柴油机燃料供给系统主要部件的构造与检修4. 2. 1.1孔式喷油器孔式喷油器主要用于具有直接喷射式燃烧室的柴油机。孔式喷油器喷油孔数目一般为1-8个，喷油孔直径为0. 2-0. 8 mm ,喷油压力较高(12-25 MPa) ,在喷油器校正时应执行所检修产品的
11、技术标准。喷油孔的角度可使喷出的油束构成一定的锥角。喷油孔数和喷油孔角度的选择视燃烧室的形状与大小及空气涡流情况而定。上一页 下一页返回4. 2柴油机燃料供给系统主要部件的构造与检修孔式喷油器的结构如图4-6所示。主要由针阀、针阀体、喷油器体、顶杆、调压弹簧、调压垫片、进油管接头及滤芯、回油管接头等零件组成，其中最主要的部件是用优质合金钢制成的针阀和针阀体，两者合称针阀偶件，如图4-7所示。针阀上部的圆柱表面同针阀体的相应内圆柱面为高精度的滑动配合，配合间隙为0. 002-0. 003 mm。若此间隙过大，则可能发生漏油而使油压下降，影响喷雾质量;间隙过小时，针阀将不能自由滑动。针阀中部的锥面
12、全部露在针阀体的环形油腔(即高压油腔)中，用以承受油压，故称为承压锥面。针阀下端的锥面与针阀体上相应的内锥面配合，以使喷油器内腔密封，称为密封锥面。针阀偶件的配合面通常是经过精磨后再相互研磨而保证其配合精度的，所以选配和研磨好的一副针阀偶件是不能互换的，这点在维修过程中应特别注意。上一页 下一页返回4. 2柴油机燃料供给系统主要部件的构造与检修 装在喷油器体上的调压弹簧通过顶杆使针阀紧压在针阀体上密封锥面上而将喷油孔关闭。为防止细小杂物堵塞喷油孔，在进油管接头中一般装有缝隙式滤芯。 喷油器在工作时，喷油泵输出的高压柴油从进油管接头经过喷油体与针阀体中的油孔道，进入针阀中部周围的水状空间高压油腔
13、。油压作用在针阀的承压锥面上，造成一个向上的轴向推力，当此推力克服了调压弹簧的预紧力时，可通过调压垫片或调压螺钉调节。 在喷油器工作期间，会有少量柴油从针阀与针阀体之间的间隙缓慢泄漏。这部分柴油对针阀起润滑作用，并沿顶杆周围空隙上升，通过调压垫片中间的油孔进入回油管，然后流回柴油箱。上一页 下一页返回4. 2柴油机燃料供给系统主要部件的构造与检修4. 2. 1.2车由针式喷油器轴针式喷油器适用于对喷雾要求不高的分隔式燃烧室，它的工作原理与孔式喷油器相同，构造也相似。不同之处在于针阀下端的密封锥面以下还延伸出一个轴针，其形状可以是倒锥形或圆柱形，因此喷射时喷柱将呈空心的柱形或锥形，如图4 -8所
14、示。由于轴针伸出喷油孔外，所以使喷油孔成为圆环状狭缝(通常轴针与孔的径向间隙为0. 05 mm。轴针式喷油器喷油孔形状与喷雾锥角取决于轴针的形状和升程，因此要求轴针的形状加工得非常精确。上一页 下一页返回4. 2柴油机燃料供给系统主要部件的构造与检修 常见的轴针式喷油器只有一个喷油孔，孔径为1-3 mm。因为喷油孔直径较大，孔内的轴针又不断地上、下运动，因而喷油孔不易积炭，而且还有自行清理积炭的功能。 为了使柴油机工作柔和，改善燃烧条件，喷油器最好在每一个循环的供油过程中，都要做到初期喷油少，中期喷油多，后期喷油少。因此，将轴针式喷油器的轴针做成可变的节流断面，通过密封锥面及轴针处的节流断面作
15、用，可较好地满足喷油特性要求。上一页 下一页返回4. 2柴油机燃料供给系统主要部件的构造与检修 有的涡流室式柴油机喷油器在主喷油孔以外，还开有一个辅助喷油孔。例如，结构如图4 -9所示。分流式轴针喷嘴，称为分流式轴针喷油器。当柴油机启动时，由于转速很低，喷油泵供油压力小，因此针阀的升程很小，这时燃料大部分从辅助喷油孔喷出，而主喷油孔只喷出少量燃料。当启动后，转速升高，喷油泵供油压力增加，针阀升程加大，此时燃料大部分从主喷油孔喷出。试验表明，与普通轴针式喷油器相比，分流式轴针喷油器具有较好的经济性，并且改善了柴油机的启动性能。上一页 下一页返回4. 2柴油机燃料供给系统主要部件的构造与检修 轴针
16、式喷油孔径较大，喷油压力较低(12 - 14 MPa)，所以容易加工。它适用于对喷雾要求不高的涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室。 柴油机喷油器的喷油嘴头部伸入燃烧室，在高温、高压和燃气腐蚀条件下长期工作，而且本身内部的运动件又受到高速流动燃油的冲击及燃油中所含微小机械杂质的反复冲刷，因此极易磨损和被腐蚀，是柴油机燃油系统中出故障最多的部件之一。上一页 下一页返回4. 2柴油机燃料供给系统主要部件的构造与检修4.2.1.3喷油器常见故障 在判断喷油器是否有故障时，应注意区分是喷油器有故障，还是喷油泵和汽缸有问题。如果喷油泵工作良好，则从高压油管就能喷出强有力的油柱，并有回油流出。柴油机工作良好时，喷油器外观清洁，喷油嘴只附着薄而均匀、干燥的轻微炭末。若喷油器上有积炭并且分布面多，且附着有湿润的柴油，说明气门关闭不严或喷油时间过迟等;喷油嘴积炭较多，且附着有带钻性的湿润机油，原因是活塞环、活塞、汽缸之间的配合间隙过大，有机油上窜燃烧室;针阀零件变蓝、变黑是温度过高所致，针阀零件变色说明其材料的硬度发生变化，甚至产生变形而卡死。上一页 下一页返回4. 2柴油机燃料供给系统主要部件的构造与检修
