1、柴油机燃料供给系统,6.1 概述,6.2 喷油器,6.3 喷油泵的基本工作原理,6.4 调速器,6.5 辅助装置,6.6 电子控制柴油喷射系统,知识目标： 1.了解柴油机燃料供给系统中各部件的定义和种类； 2.掌握柴油机燃料供给系统的组成及功用及工作原理。 能力目标： 1.掌握柴油机燃料供给系统各部件的相对位置； 2.掌握柴油机燃料供给系统各部件的构造及结构特点。 建议学时： 16学时,6.1 概述,6.1.1 柴油及其使用性能,6.1.2 柴油机燃油供给系的功用,6.1.3 柴油机燃油供给系的组成,6.1.1 柴油及其使用性能,（1）柴油大多是由石油精子炼而成，石油公司出售的柴油，为多种柴油
2、的混合液。 （2）依提炼方法柴油可分为以下几种。 裂解柴油：将石油经过蒸馏法炼制后的蒸馏油，在高温及高压下，把较重的烃分解，重组为较轻的烃而制成的柴油，或用触媒分裂法制成的柴油。,蒸馏柴油。 加氢柴油。 聚合柴油。 混合柴油：是由上述数种不同的柴油混合而成，现今使用的柴油均属此类，且其内并加入各种不同功用的添加剂，如清洁改善剂、氧化防止剂等。,（3）柴油必须具有润滑性，用来润滑柴油喷射系统的机件。 （4）轻柴油的使用性能。 发火性：指柴油的自燃能力，用十六烷值评定。柴油的十六烷值大，发火性好，容易自燃。国家标准规定轻柴油的十六烷值不小于45。 蒸发性：指柴油蒸发汽化的能力，用柴油馏出某一百分比
3、的温度范围即馏程和闪点表示。,低温流动性：用柴油的凝点和冷滤点评定低温流动性。凝点是指柴油失去流动性开始凝固时的温度。而冷滤点是指在特定的试验条件下，在1min内柴油开始不能流过过滤器20mL时的最高温度。一般柴油的冷滤点比其凝点高46。 黏度：是评定柴油稀稠度的一项指标，与柴油的流动性有关。黏度随温度而变化，当温度升高时，黏度减小，流动性增强；反之，当温度降低时，黏度增大 ，流动性减弱。,6.1.2 柴油机燃油供给系的功用,（1）在适当的时刻，将一定数量的洁净燃油增压后以适当的规律喷入燃烧室。 （2）在每一个工作循环内，各汽缸均喷油一次，喷油次序与汽缸工作顺序一致。,（3）根据柴油机负荷的变
4、化自动调节循环供油量，以保证柴油机稳定运转，尤其是稳定怠速，限制超速。 （4）储存一定数量的燃油，保证汽车的最大持续里程。,6.1.3 柴油机燃油供给系的组成,柴油机燃油供给系包括喷油泵、喷油器和调速器等主要部件及燃油箱、输油泵、油水分离器、燃油滤清器、喷油提前器和高、低压油管等辅助装置。,柴油机燃油供给系的组成,6.2 喷油器,6.2.1 概述,6.2.2 喷油嘴的功用,6.2.3 喷油嘴的结构与作用,6.2.4 喷油嘴架,6.2.1 概述,（1）喷油嘴与喷油嘴架合组为一体，如图所示。,（2）影响油雾粒子大小的因素。 喷油压力：喷油压力越高，油雾粒子越小。 喷油孔直径：直径越小，喷出的油雾粒
5、子越小。,（3）影响油粒穿透力的因素。 喷油压力：在规定范围内，喷油压力越高，柴油喷得越远，但若超过一定限度后，因喷出的油雾粒子会变成太小，以致油粒动能不足，穿透力反而减小。 柴油相对密度：相对密度越大，喷得越远，但相对密度大的柴油，油粒粗，燃烧不良。 喷油孔直径：直径越大，油粒越粗，穿透力越大。,6.2.2 喷油嘴的功用,其功用能使柴油完全雾化，并均匀分配到整个燃烧室，与汽缸中被压缩的空气充分混合，以获得良好的燃烧。,6.2.3 喷油嘴的结构与作用,1.喷油嘴的种类 2.开式喷油嘴 3.闭式喷油嘴 4.孔式喷油嘴 5.针型喷油嘴 6.双弹簧式喷油嘴,1.喷油嘴的种类,2.开式喷油嘴 当发动机
6、进气行程时，定量柴油送入喷油嘴下端的喷油杯。 发动机压缩行程时，喷油杯中的柴油仍保持不变，压缩的空气却经过喷油嘴端的小孔进入喷油杯。 压缩行程到达上止点前某一度数，机械动作使柱塞压下产生高压，将柴油喷入汽缸中。,3.闭式喷油嘴 闭式喷油嘴有一根针阀，受弹簧的力量，经常将喷油孔关闭，而不与汽缸相通，唯有在喷油泵送来的高泵油，克服弹簧力量时，针阀才升高，使喷油孔打开，柴油喷入汽缸中。,4.孔式喷油嘴 孔式喷油嘴的针阀为圆锥形，不露出喷油孔外，如图所示。,不同结构的孔式喷油嘴,在发动机空间过于狭小，不能装用标准孔式喷油嘴，或为减小喷油嘴的受热面积，故使用长杆孔式喷油嘴。,长杆孔型与标准孔型的比较,5
7、.针型喷油嘴 针型喷油嘴在针阀的下端有一比喷油孔还要细小的圆柱形状的针尖，塞在喷油孔中。,针型喷油嘴的结构,节流型喷油嘴，是针型喷油嘴针阀改良的一种形式，又称为延迟型喷油嘴，如图所示。,节流型喷油嘴的作用,针型喷油嘴与节流型喷油嘴的作用比较,6.双弹簧式喷油嘴 一般喷油嘴通常使用一只弹簧，但有部分喷油嘴使用两只弹簧，也称为两段式喷油嘴。利用预举行程的少油量喷射，使爆震减小，提高乘坐的舒适性；并在低负荷时，因针阀开启压力的降低，改善喷射稳定性，使怠速稳定。 双弹簧式喷油嘴的结构，如图所示。,双弹簧式喷油嘴的结构,双弹簧式喷油嘴的第一段作用：当喷油泵送来的燃油压力达180kgf/cm2时，克服第一
8、压力弹簧弹力，此时针阀上升距离为预举行程，在低升程范围，仅喷出少量柴油，如图所示。,双弹簧式喷油嘴的作用,当第一压力销与第二压力销接触，且燃油压力上升至约230kgf/cm2的期间时，针阀行程保持不变，在0.08mm左右，如图所示。,第二段作用：当油压超过230kgf/cm2时，克服第一与第二压力弹簧的弹力，针阀继续上升至与隔块接触时，在高升程范围，大量柴油被喷出。,6.2.4 喷油嘴架,（1）喷油嘴架的功用，是将喷油嘴安装于发动机，并将柴油引入喷油嘴，同时可用来调整喷射开始压力。 （2）喷油嘴架的形式，凸缘固定式是用螺栓将喷油嘴架固定在汽缸盖上，必须有较大的空间以供安装，多用于大型柴油发动机
9、。而螺栓锁入式是以喷油嘴架上的螺牙直接锁入汽缸盖固定，安装简单，常用于小型柴油发动机。,（3）喷射管连接于喷油嘴架的进油接头，进油管内设置一根滤棒，用来过滤拆装喷射管时进入柴油中的灰尘，防止喷油嘴磨损，如图所示；喷油嘴架下端安装喷油嘴，上端则用一只压力弹簧经推杆压住喷油嘴针阀；由针阀与阀体间极小之间隙通过用来润滑的柴油，从回油管接头流回油箱。,喷油嘴架内部的结构,（4）调整弹簧张力可以改变喷射开始压力，依其调整方法分为螺栓调整式与垫片调整式两种，垫片调整式用的垫片是由薄钢片制成，有各种不同厚度，垫片上注明厚度尺寸，更换垫片即可改变喷射开始压力；螺栓调整式转动螺栓即可改变喷射开始压力，有些调整螺
10、栓中央有钻孔，使用试验针，可在发动机运转时，凭振动感觉而检验喷油嘴的作用。,6.3 喷油泵的基本工作原理,（1）柴油发动机的燃料是靠空气压缩后的高温来着火。 （2）喷油泵的基本工作原理，是利用柱塞组等使燃料压力提升，适时喷入汽缸内，使之与高温压缩空气均匀混合，着火燃烧以产生动力。,6.4 调速器,6.4.1 调速器的功用,6.4.2 调速器的结构与作用,6.4.1 调速器的功用,（1）柴油发动机转速的快慢，完全根据燃料喷射量的多少而改变。 （2）调速器的功用是自动控制发动机的转速，以保持怠速的稳定，及限制发动机的最高转速等。,6.4.2 调速器的结构与作用,一、调速器的种类 二、真空调速器 三
11、、离心力调速器,一、调速器的种类,真空调速器：利用发动机进气管节气门附近压力的变化进行调速作用的调速器，又称气力式调速器。 离心力调速器：利用喷油泵凸轮轴上飞重的离心力，进行调速作用，又称机械式调速器。 复合式调速器：由发动机进气管压力的变化及喷油泵凸轮轴上飞重的离心力共同控制的调速器。,液压式调速器：将发动机的机油送到调速器内的副油泵，再由副油泵产生使调速机构发生作用所需的油压。 怠高速调速器：汽车柴油发动机在使用时，转速的变化极大。 全速调速器：此式调速器不但能控制最低转速与最高转速，而且能控制从怠速到最高限制转速范围内，任何转速下的喷油量。,等速调速器：很多工业用柴油发动机，其转速几乎是
12、固定的，只容许和规定转速有极少的差异，这种发动机装用等速调速器，能随负荷的不同，自动控制喷油量，以维持发动机在一定转速下运转。 综合调速器：有些调速器在结构上与全速调速器相同。,二、真空调速器 1.概述 2.结构 3.作用 4.起动用燃料供给装置,1.概述 发动机转速是随负荷的增减反比例而变化；如负荷不变，则转速随燃料供给量的比例而增减，燃料供给量增加转速升高，供给量减少则转速降低。,真空调速器的作用原理,发动机运转时，膜片及齿杆的位置由膜片左右两室的压力差而决定，膜片左方的真空室通至进气管的文氏管喉部，真空大小随发动机负荷而变化。 加速踏板保持在同一位置，当发动机负荷减轻时转速升高，通过文氏
13、管节气门的空气流速增加，真空变大，真空调速器将喷油泵的齿杆向减少喷射量方向推动，使发动机转速降低；当发动机负荷增大时转速降低，通过文氏管节气门的空气流速降低，真空变小，真空调速器将齿杆向增加喷射量方向推动，使发动机转速上升至一定转速。,2.结构 真空调速器包括两个主要部分 文氏管总成 膜片组,文氏管总成的结构,文氏管总成安装在进气歧管上，上方为空气滤清器，总成的喉部装可以旋转的节气门，节气门控制杆及连接杆与加速踏板连接，操作加速踏板可使节气门开启或关闭。节气门控制杆上有两个止动螺栓，用来限制节气门最小及最大开度，一为怠速止动螺栓，另一为全负荷止动螺栓。,膜片组的结构,膜片室被皮质膜片分隔成左右
14、二室。膜片的右室称为大气室，通大气压力，并与喷油泵的齿杆相连接。膜片的左室称为真空室，经管子通至进气管中文氏管的喉部；真空室内装主弹簧，受弹力的作用，发动机未起动时，膜片将齿杆推在全负荷位置。调速器侧端装有怠速弹簧及怠速顶销，可防止因加速踏板突然放松，节气门关闭产生的真空过度推动齿杆，使发动机熄火或运转不平稳。,3.作用 （1）等速控制：发动机在一定负荷及一定转速运转时，膜片两侧的压力差与调速器弹簧的力量随时保持在平衡的位置。,膜片组与齿杆控制机构的作用,（2）加速控制：踩下加速踏板打开节气门加速时，真空室真空变小，膜片两侧的压力差减小，主弹簧伸张将膜片向增加喷油量的方向推动，发动机转速随之升
15、高，直至压力差与弹簧张力平衡为止。 （3）减速控制：减速时，节气门关闭，真空增加，主弹簧被压缩，齿杆拉回，发动机转速降低。,（4）超速控制：节气门全开时，喷油量增多，转速上升；当超过额定转速时，通过节气门的空气流速增大，真空增加，将齿杆拉回，以防止发动机超过额定转速而发生损伤。所谓最高转速有两种，一种是全负荷时的额定转速，另一种是发动机无负荷可达到的最高转速。,怠速辅助弹簧的功用： 发动机高速时，真空较弱，为使调速器敏感起见，主弹簧的弹性系数较小，故甚柔软，而怠速时的压力差远大于主弹簧的弹力，故无法控制转速上较小的变动，因此使发动机发生忽快忽慢的现象。,装有怠速辅助弹簧及凸轮的膜片组,4.起动
16、用燃料供给装置 （1）双臂式燃料供给装置。 （2）等量装置。,（1）双臂式燃料供给装置。 熄火杆为双臂式，如图所示，一端顶住膜片杆，另一端顶住全负荷限制螺钉内的止动螺栓。控制杆向喷油泵本体侧扳动时，双臂杆下端压缩全负荷限制螺钉内的弹簧，使下压一段距离，上端则移近喷油泵本体侧，故膜片受主弹簧的作用，将齿杆向增加喷油量方向移动，因齿杆的移动量比全负荷时稍多，故喷油量超过全负荷喷油量，发动机得以容易起动。,双臂式燃料供给装置,（2） 等量装置。 等量装置设计的必要性：柱塞式喷油泵的特性为在同一齿杆位置时，柱塞每行程的输出量，在转速上升时，漏油机会减少，故输出量随转速上升而增多；但四冲程发动机每循环吸
17、入汽缸内的空气量，因进气阻力的影响，随发动机转速的上升而减少，其关系如图所示。,发动机转速与喷油量及需要量的关系,等量装置的结构及作用： 真空调速器的等量装置，设在膜片中央的膜片杆中，杆为中空，等量弹簧及推杆装在膜片杆中，齿杆与膜片杆用销固定。 等量装置只有在全负荷低速，推杆碰到熄火杆(或称全负荷止动杆)时，才会发生作用，减少喷油；推杆离开熄火杆时，则不产生作用。,等量装置的结构,等量装置的作用情形,三、离心力调速器 简单型离心力调速器的结构，如图所示。 弹簧与飞重的平衡,将两只可以开合的飞重安装在喷油泵凸轮轴的一端，凸轮轴转动时飞重产生离心力向外张开，飞重的离心力随转速而变化，转速增加离心力
18、增大；反之，转速降低离心力减小。 转速增加时，离心力增大，飞重向外张开，推动移动轴压缩弹簧，自A点向右移动至B点；反之转速降低时，离心力减少，弹簧张力推压移动轴，使飞重缩回至A点，此时离心力与弹簧保持平衡。,控制燃料的机构,6.5 辅助装置,6.5.1 增压器,6.5.2 燃油泵,6.5.3 柴油滤清器,6.5.1 增压器,1.概述 2.增压器的功用 3.增压器的结构与作用,1.概述 使同一汽缸增大其动力输出量的方法，通常是提高发动机最高转速或提高制动平均有效压力。 提高制动平均有效压力为改善发动机性能常用的方法。,2.增压器的功用 不需要增压压力时，发动机作用与一般吸气式发动机几乎完全相同，
19、故可采用较小排气量发动机，在一般行驶时，可达到省油的目的；而在重负荷时，能有大功率发动机的输出。,3.增压器的结构与作用 鲁兹式为机械式增压器中常见的形式，具有两个转子，每个转子上有两个或三个直线型或螺旋型的叶片。 二叶鲁兹式机械增压,三叶鲁兹式机械增压器,二冲程柴油发动机用的鲁兹式机械增压器,转子封闭在壳室内，并装于轴上，由发动机以2至3倍曲轴转速驱动。主动齿轮与从动齿轮有正时记号，必须对正；叶片之间及叶片与外壳之间隙极小，以防漏气。 驱动机械增压器，发动机所损失的动力，或其拖曳现象，称为附生损耗。,6.5.2 燃油泵,燃油泵的作用是将柴油从油箱吸出送入喷油泵，中途经过柴油滤清器将柴油过滤清
20、洁，为克服滤清器滤件与油管中的流动阻力，需有1.6f/cm2（约156kPa）以上的压力。,6.5.3 柴油滤清器,1.概述 2.柴油滤清器的位置 3.柴油滤清器的结构及型式,1.概述 柴油除作为柴油发动机的燃料外，并兼负燃料系统的润滑作用。因喷油泵的柱塞、排气阀及喷油嘴等活动部分都是超精密加工而成，间隙仅为0.0010.0015mm。如柴油中含有水分、灰尘、金属粉等杂质时，将使精密机件发生磨损或咬死的毛病。,2.柴油滤清器的位置 初次滤清器，置于燃油泵与油箱之间，做粗滤用。 二次或主滤清器，置于燃油泵与喷油泵之间，做精滤用。 滤棒，安装在喷油器的进油管。,3.柴油滤清器的结构及型式 （1）柴
21、油滤清器的结构：柴油从进油口进入滤清器，经滤芯后将柴油中极细的杂质过滤，清洁的柴油从出油口流出至喷油泵。杂质等沉淀物可定期从底部的放油塞放出。顶部有一个放气螺栓以便放出油路中的空气。,（2）柴油滤清器分类。 普通式柴油滤清器：又称标准式柴油滤清器，为最常见的一种。滤芯用滤纸、滤布或金属薄板重叠而成，一般使用滤纸较多。新式滤清器使用整体式，更换时滤芯与外壳一起换掉。 并联式柴油滤清器：是将两个滤清器串联，前面的滤清器先将粗大的杂质过滤，粗滤过的柴油再经过后面的滤清器加以精滤。 串联式柴油滤清器：是将两个相同的滤清器接在同一根进油管与同一根出油管上，两个滤清器都兼做粗滤与精滤用。,整体式柴油滤清器
22、与滤芯,串联式柴油滤清器的组成,6.6 电子控制柴油喷射系统,6.6.1 概述,6.6.2 电子控制柴油喷射系统各部机件的结构与作用,6.6.1 概述,（1）电子控制应用在汽车上已经非常普遍，其中电子控制汽油喷射系统，具有低污染、低油耗、高转矩、高输出、低温起动性佳及加速性佳等优点。,（2）电子控制柴油喷射系统的优点。 低油耗、低污染 高转矩、高输出。 低噪声、低温起动性佳。 加速反应灵敏。 优异驾驶性能。 具自我诊断、故障安全及备用等功能。,6.6.2 电子控制柴油喷射系统各部机件的结构与作用,一、概述 二、线列式喷油泵采用电子调速器式,一、概述 （1）线列式及分配式喷油泵，原来使用的机械式
23、调速器及机械式正时器，许多均已由电子式调速器及电子式正时器取代，各传感器信号送给ECU，以控制柴油的喷射量及喷射正时；而可变预行程喷油泵也已改为电子控制式，另外共轨式柴油喷射系统更已普遍用在各型柴油发动机上。,（2）电子控制柴油喷射系统的种类：,（3）线列式喷油泵采用电子控制的种类，如图所示。,二、线列式喷油泵采用电子调速器式 1.概述 2.结构及作用,1.概述 博世公司所采用的电子控制PE型线列式喷油泵柴油喷射系统，即线列式喷油泵采用电子调速器式，是在传统式的线列式喷射系统加装各种传感器及齿杆执行器，不再使用机械式调速器，使喷油泵的柴油喷射量控制更精确。,2.结构及作用 电子控制PE型线列式
24、喷油泵柴油喷射系统的组成，如图所示，由齿杆行程传感器、泵速传感器、柴油温度传感器、水温传感器、进气温度传感器、加速踏板传感器、制动、排气制动及离合器开关、车速传感器、压力传感器等，以及ECM与齿杆执行器等所组成。,电子控制PE型线列式喷油泵柴油喷射系统的组成,电子控制PE型线列式喷油泵柴油喷射系统的作用方块图,各零组件说明如下： 齿杆行程传感器：用以送出喷油泵齿杆所在位置的信号。 泵速传感器：为电磁式传感器，用以送出喷油泵凸轮轴的转速信号。 温度传感器：分别送出发动机冷却液温度、进气温度及柴油温度等信号给ECM。 压力传感器：为压电式传感器，用以感知涡轮增压器的增压气体压力。,加速踏板传感器：利用电位计取代机械式加速踏板连杆，将加速踏板的位置信号送给ECM。 操作面板：驾驶人及技术员可输入或取消车速值及中间值，并可做怠速的微小变动。 制动、排气制动、离合器开关：每一次制动、排气制动或离合器作用时，开关将信号传送给ECM。,ECM：ECM接收从各传感器及期望值产生器来的信号，负荷及转速信号为其基本的参数，再配合其他的辅助信号，以控制齿杆执行器的作用。 齿杆执行器：利用电磁线圈使执行器产生线性移动，与执行器连接的齿杆也随之移动，以控制柴油喷射量。,齿杆执行器的结构,Thank you !,
