學習目標3：掌握汽油機和柴油機燃料供給系的組成與工作原理

1、學習目標3能夠掌握汽油機和柴油機燃料供給系的組成與工作原理2.4 汽油機燃料供給系 汽油機燃料供給系的作用是根據(jù)發(fā)動機各種工況的不同要求，配制不同濃度和數(shù)量的可燃混合氣供入氣缸，并將燃燒后產(chǎn)生的廢氣排到大氣中。2.4.1 電控燃油噴射系統(tǒng)的組成與分類電控燃油噴射系統(tǒng)是在恒定壓力下，用噴油器把一定數(shù)量和濃度的汽油直接噴射到進氣歧管或氣缸內(nèi)。工作過程中以電控單元ECU為控制中心，根據(jù)空氣流量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速決定基本噴油量然后再通過各種傳感器檢測的發(fā)動機運行參數(shù)，與電控單元預存的程序進行對比修正最終精確控制噴油器的噴油量，使發(fā)動機在不同工況下都能得到最佳的工作狀態(tài)。 電控燃油噴射系統(tǒng)主要由燃油供給系統(tǒng)、

2、空氣供給系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等組成。1燃油供給系統(tǒng) 燃油供給系統(tǒng)的作用是給氣缸提供發(fā)動機工作時所需的一定數(shù)量和壓力的汽油，主要由以下部分組成：燃油箱燃油泵燃油濾清器燃油分配管油壓調(diào)節(jié)器噴油器等工作過程中燃油泵從燃油箱中吸出汽油通過燃油濾清器去除雜質(zhì)和水分后經(jīng)壓力調(diào)節(jié)器調(diào)壓（一般為0.250.30MPa）最后經(jīng)輸油管配送給各個噴油器或低溫起動噴油器噴油器根據(jù)ECU信號把適量汽油噴射到進氣歧管或燃燒室中2空氣供給系統(tǒng) 空氣供給系統(tǒng)的作用是為可燃混合氣的形成提供必要的空氣，并測量和控制空氣流量。主要由以下部分組成：空氣濾清器空氣流量計節(jié)氣門體等新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器過濾后通過空氣流量計和節(jié)氣門進入各缸進氣歧

3、管駕駛員通過操縱節(jié)氣門的開度控制進氣量發(fā)動機怠速時節(jié)氣門關閉空氣由怠速空氣通道進入氣缸工作過程中3電控系統(tǒng) 電控系統(tǒng)的作用是根據(jù)發(fā)動機運轉(zhuǎn)和車輛運行狀況確定汽油的噴射量。電控單元ECU根據(jù)各個傳感器傳遞的信號，經(jīng)過運算處理后給各個執(zhí)行元件發(fā)出指令，控制噴油量和點火時刻，以獲得最佳的可燃混合氣濃度和點火提前角。4電控燃油噴射系統(tǒng)的分類按噴油器的布置方式可分為多點噴射系統(tǒng)和單點噴射系統(tǒng)多點噴射系統(tǒng)是指在每個氣缸的進氣門前都裝有一個由電控單元控制的噴油器。單點噴射系統(tǒng)是指在進氣道節(jié)氣門的前方裝有一個中央噴射裝置，用12個電磁式噴油器集中噴射。按進氣系統(tǒng)空氣量的檢測方式可分為直接測量式（流量式）和間接

4、測量式（壓力式）直接測量式是指用空氣流量計檢測進氣歧管的空氣流量，并將空氣流量轉(zhuǎn)變成電信號輸送給電控單元。目前直接測量式應用比較廣泛。間接測量式是指用壓力傳感器、進氣溫度傳感器和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器檢測出進氣歧管絕對壓力、進氣歧管空氣溫度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斔徒o電控單元，電控單元再根據(jù)各個電信號計算出進氣量。2.4.2 主要元件的結(jié)構(gòu)與工作原理1電控單元ECU電控單元ECU是以微處理器為核心的計算機控制裝置，由硬件和軟件兩部分組成。硬件一般由輸入接口電路、微處理器和輸出接口電路等組成。軟件部分主要包括ECU運行所需的各種程序、基本數(shù)據(jù)以及發(fā)動機工況修正系數(shù)的數(shù)據(jù)存儲等，如圖所示。2空氣流量

5、計空氣流量計的作用是檢測發(fā)動機的進氣量，并將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)變成電信號傳給電控單元。一般安裝在空氣濾清器和進氣管之間。常用的空氣流量計有熱線式空氣流量計和熱膜式空氣流量計兩種。（1）熱線式空氣流量計熱線式空氣流量計是直接測量式進氣流量傳感器，如圖所示。在進氣道內(nèi)有取樣管，取樣管上架有一根極細的鉑絲（直徑約為0.07mm），鉑絲被電流加熱至120左右，稱為熱線?？諝饬鹘?jīng)過采樣管時，熱線被冷卻，其電阻值也隨之減小，使電壓產(chǎn)生變化，該電壓信號傳遞給ECU，用來指示通過進氣道的空氣量。熱線式空氣流量計有測量精確度高、響應速度快、沒有運動件不會產(chǎn)生磨損和進氣阻力小等優(yōu)點。但熱線表面容易附著污物，影響測量精度。

6、有些汽車設有自潔電路，發(fā)動機熄火后，控制電路發(fā)出電流，使熱線迅速升溫至1000左右，燒掉附著在熱線上的污物。（2）熱膜式空氣流量計熱膜式空氣流量計與熱線式空氣流量計工作原理基本相同，只是用熱膜代替熱線式空氣流量計中的熱線。熱膜是指將熱線、溫度補償電阻和精密電阻用薄膜工藝鍍在一塊陶瓷基本上，如圖所示。熱膜式空氣流量計可以滿足精度要求，而且結(jié)構(gòu)簡單，抗污能力強，成本較低，應用比較廣泛。3曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器又稱轉(zhuǎn)速傳感器，作用是檢測曲軸轉(zhuǎn)角位移，給ECU提供曲軸轉(zhuǎn)角信號和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號。曲軸位置傳感器一般安裝在曲軸前端，離合器殼體上，與凸輪軸位置傳感器配合使用。曲軸位置傳感器的種類磁電感應

7、式光電式霍爾效應式（1）磁電感應式 磁電感應式曲軸位置傳感器主要由信號發(fā)生器和信號轉(zhuǎn)子組成。通常信號發(fā)生器固定在發(fā)動機缸體上，由永久磁鐵、傳感線圈和線束插頭組成，永久磁鐵上的磁頭正對安裝在曲軸上的齒盤式信號轉(zhuǎn)子，齒盤圓周上加工有缺口。如圖所示。當曲軸位置傳感器隨曲軸旋轉(zhuǎn)時，信號轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個齒，傳感器線圈就會輸出一個電壓信號。當信號轉(zhuǎn)子上的缺口轉(zhuǎn)過磁頭時，信號電壓所占的時間較長，將會輸出一個寬脈沖信號，作為輸出基準信號。（2）光電式 光電式曲軸位置傳感器由發(fā)光二極管、光敏三極管和遮光盤組成。如圖所示。當遮光盤旋轉(zhuǎn)時，弧形槽便交替地通、斷發(fā)光二極管射向光敏三極管的光線，使光敏三極管導通或截止產(chǎn)生

8、脈沖信號。（3）霍爾式 霍爾式曲軸位置傳感器是利用霍爾效應原理，產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角相對應的脈沖信號。它是利用觸發(fā)葉片改變通過霍爾元件的磁場強度，從而使霍爾元件產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)放大整形后即為曲軸位置傳感器的輸出信號。如圖所示。4水溫傳感器和進氣溫度傳感器 水溫傳感器的作用是檢測發(fā)動機冷卻液的溫度，把冷卻液溫度信號傳遞給電控單元，作為噴油量和點火正時的修正量。 進氣溫度傳感器與空氣流量計配合使用，檢測空氣溫度的變化以確定空氣的密度，最終獲得較為準確的空氣流量。 這兩種傳感的結(jié)構(gòu)和原理基本相同，都是用對溫度變化非常敏感的熱敏元件制成。5氧傳感器 氧傳感器的作用是實時監(jiān)測發(fā)動機排出廢氣中氧的含量，通過廢氣中

9、氧的含量判斷實際可燃混合氣的空燃比（空燃比指實際吸入發(fā)動機中的空氣質(zhì)量與燃料質(zhì)量的比值）與理論空燃比（對汽油機而言，理論上1kg汽油完全燃燒需要14.8kg空氣，所以理論空燃比為14.8）的偏離程度，并把信息傳遞給電控單元，再由電控單元控制噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。 目前應用最多的是氧化鋯型氧傳感器，氧化鋯型氧傳感器只有在溫度超過300時才可以正常工作，因此通常使用的是加熱型的氧化鋯氧傳感器，如圖所示。6節(jié)氣門位置傳感器 節(jié)氣門位置傳感器的作用是檢測節(jié)氣門開度的大小，并把節(jié)氣門開度信息傳遞給電控單元，電控單元根據(jù)節(jié)氣門開度的大小控制噴油器的噴油量。節(jié)氣門位置傳感器安裝

10、在節(jié)氣門體上，如圖所示。7爆震傳感器 爆震傳感器的作用是檢測發(fā)動機是否產(chǎn)生爆震，并將爆震信號傳遞給電控單元，電控單元接收到爆震信號后，按預定的控制程序?qū)Ⅻc火提前角稍微減小。爆震信號消失后，再將點火提前角逐漸增大。爆震傳感器一般安裝在氣缸體或氣缸蓋上，如圖所示。8電動燃油泵 電動燃油泵的作用是把燃油箱中的燃油以一定的壓力供給噴油器和冷啟動閥。電動燃油泵按安裝位置可分為內(nèi)置式和外置式。內(nèi)置式是將燃油泵安裝在油箱內(nèi)，具有噪聲小、不易產(chǎn)生氣阻、不易泄漏和管路簡單等特點。外置式是將燃油泵串接在燃油箱外部的輸油管路中，有安裝自由度大和易布置等優(yōu)點，但噪聲大，易產(chǎn)生氣阻。 電動燃油泵按結(jié)構(gòu)不同可分為滾柱式、

11、渦輪式、轉(zhuǎn)子式和側(cè)槽式。最常用的是滾柱式電動燃油泵，主要由滾柱、直流電動機和單向閥組成，如圖所示。9燃油濾清器 燃油濾清器的作用是過濾燃油中的雜質(zhì)，防止污物堵塞噴油器等精密零件。10燃油導軌 燃油導軌又稱燃油分配管，作用是將燃油均勻等壓地分配給各個噴油器，另外還有儲油蓄壓的作用，可以防止燃油壓力波動，保證各缸的噴油量盡可能相等。11燃油壓力調(diào)節(jié)器 油壓調(diào)節(jié)器的作用是根據(jù)進氣歧管真空度的變化來調(diào)節(jié)進入噴油器的燃油壓力，使燃油壓力與進氣歧管壓力之差保持不變，使燃油壓力在不同的節(jié)氣門開度下保持恒定。油壓調(diào)節(jié)器主要由彈簧、回油閥、膜片和金屬殼體組成，如圖所示。 在金屬殼體上，設有油管接頭和真空管接頭，

12、進油口與燃油導軌連接，出油口連接油箱，真空管連接到節(jié)氣門至進氣歧管之間。金屬殼體內(nèi)的膜片將油壓調(diào)節(jié)器分成上下兩個腔室。當燃油壓力超過預定值時下部燃油腔內(nèi)油壓升高燃油壓力克服上部真空氣室內(nèi)的氣體壓力和彈簧壓力推動膜片向上拱起回油閥打開部分燃油流回油箱使壓力降低當壓力降低到預定值時膜片恢復原狀回油閥關閉12噴油器 噴油器的作用是按電控單元的指令，定時定量的將汽油噴射到進氣道或進氣管內(nèi)，與空氣混合形成可燃混合氣。噴油器主要由電磁線圈、彈簧、針閥和銜鐵等組成，如圖所示。 當電磁線圈通電時，產(chǎn)生電磁力將銜鐵與針閥吸起，燃油通過軸針頭部的環(huán)形間隙噴出。電控單元通過電脈沖的寬度控制噴油器每次開啟的時間，從而

13、控制噴油量。一般噴油器每次開啟的時間為210ms，針閥升程為0.5mm左右。13冷起動噴油器 冷起動噴油器作用是在發(fā)動機低溫環(huán)境下起動時，向進氣管噴入一定數(shù)量附加的燃油，以加濃混合氣，改善發(fā)動機冷起動性能。 冷起動噴油器的結(jié)構(gòu)與普通噴油器結(jié)構(gòu)類似，工作時可以由冷起動溫度開關直接控制，也可以由電控單元根據(jù)發(fā)動機冷卻液的溫度控制。2.4.3 進、排氣系統(tǒng)進氣系統(tǒng)是在發(fā)動機工作時，不斷地將新鮮空氣或可燃混合氣送入燃燒室。排氣系統(tǒng)的作用是將燃燒后的廢氣排到大氣，并盡可能的減小排氣阻力和噪聲。1進氣系統(tǒng)空氣濾清器進氣管節(jié)氣門體空氣流量計進氣溫度傳感器進氣歧管等（1）空氣濾清器 空氣濾清器的作用是濾去空氣

14、中的塵埃和雜質(zhì)，使清潔的空氣進入氣缸，以減少活塞與氣缸壁之間的磨損，并且還可以降低進氣噪聲。空氣濾清器紙質(zhì)式干式濕式油浴式 現(xiàn)代轎車普遍使用干式紙質(zhì)空氣濾清器，主要由濾芯和殼體兩部分組成，如圖所示。（2）進氣歧管 進氣歧管的作用是將可燃混合氣或新鮮空氣分配到各缸進氣道。進氣歧管應該滿足進氣阻力小，能使可燃混合氣混合均勻，并均勻分配到各個氣缸的要求。（3）諧振進氣系統(tǒng)由于進氣過程具有間歇性與周期性，使進氣歧管內(nèi)產(chǎn)生一定幅度的壓力波。此壓力波在進氣系統(tǒng)內(nèi)傳播和往復反射，影響進氣效果。利用一定長度和直徑的進氣導管和一定容積的諧振室組成諧振進氣系統(tǒng)，并使其固有頻率與氣門的進氣周期協(xié)調(diào)。在特定轉(zhuǎn)速下，進

15、氣門關閉之前，在進氣歧管內(nèi)產(chǎn)生大幅度的壓力波，使進氣歧管內(nèi)進氣壓力增高，從而增加進氣量。這種效應稱為進氣波效應。諧振進氣系統(tǒng)如圖所示。諧振進氣系統(tǒng)的優(yōu)點是沒有運動件，工作可靠，成本低。但只能增加特定轉(zhuǎn)速下的進氣量和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。（4）可變進氣歧管 可變進氣歧管是通過改變進氣歧管的長度或截面積，盡量縮小發(fā)動機在高、低轉(zhuǎn)速時進氣速度的差別，提高燃燒效率。2排氣系統(tǒng)（1）排氣歧管 排氣歧管是將各缸的排氣集中起來導入排氣總管，帶有分歧的管路。排氣歧管應滿足盡可能地減少排氣阻力，并避免各缸之間相互干擾的要求。（2）消聲器消聲器的作用是降低發(fā)動機的排氣噪聲，使高溫廢氣能安全有效地排出。消聲器作為排氣管道的一

16、部分，應保證其排氣暢通、阻力小。消聲器要經(jīng)受500700的高溫排氣，并且保證在汽車規(guī)定的行駛里程內(nèi)不損壞、不失去消聲效果。汽車消聲器按消聲原理與結(jié)構(gòu)的不同抗性消聲器阻性消聲器阻抗復合型消聲器抗性消聲器是在內(nèi)部通過管道和隔板組成擴張室、共振室等各種消聲單元，聲波在傳播時發(fā)生反射和干涉，降低聲能量達到消聲目的。如圖所示。抗性消聲器消聲頻帶有限，通常對低、中頻帶噪聲消聲效果好，高頻噪聲消聲效果差，多用于貨車。 阻性消聲器是在管道內(nèi)部填充吸聲材料吸收聲能量達到消聲目的。對中、高頻噪聲消聲效果好，單純用作汽車排氣消聲器較少，通常與抗性消聲器組合起來使用。 阻抗復合型消聲器是分別用抗性消聲單元和吸聲材料組

17、合構(gòu)成的消聲器，它具有抗性、阻性消聲器的共同特點。對低、中、高頻噪聲都有很好的消聲效果。3渦輪增壓渦輪機發(fā)動機排出的廢氣推動渦輪機葉輪旋轉(zhuǎn)，渦輪機葉輪帶動同軸的壓氣機葉輪轉(zhuǎn)動。壓氣機壓氣機葉輪把空氣從進風口強制吸入并加壓后輸送到氣缸。經(jīng)壓縮的空氣溫度會比直接吸入的高，需要通過中冷器進行降溫后再被注入氣缸內(nèi)燃燒。 渦輪增壓器主要由渦輪機和壓氣機兩部分組成，渦輪機葉輪和壓氣機葉輪通過一根傳動軸連接。渦輪增壓進、排氣系統(tǒng)工作原理如圖所示。2.4.4 發(fā)動機排放控制裝置發(fā)動機工作時所排放的廢氣中含有的物質(zhì)氧化碳（CO）碳氫化合物（HC）氮氧化合物（NOx）微粒硫化物等 發(fā)動機排放的有害物質(zhì)危害人類健康

18、、污染環(huán)境，必須加以控制。發(fā)動機排放控制裝置有三元催化轉(zhuǎn)化器廢氣再循環(huán)裝置曲軸箱強制通風裝置汽油蒸發(fā)控制裝置等1三元催化轉(zhuǎn)化器 三元催化轉(zhuǎn)化器是利用催化劑（鉑、銠、鈀）使廢氣中的有害成分CO、HC、NOx進行化學反應，轉(zhuǎn)化為對人體無害的CO2、H2O和N2?？赏瑫r將廢氣中的三種主要有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，故稱三元。三元催化轉(zhuǎn)化器有兩種結(jié)構(gòu)。一種是顆粒型催化轉(zhuǎn)化器由100個直徑為23mm的多孔性陶瓷小球構(gòu)成的反應床，廢氣在反應床上流過。一種是整體型催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化器殼體內(nèi)有很多蜂窩狀小孔的陶瓷塊，廢氣從蜂窩狀的小孔內(nèi)流過。 陶瓷小球或陶瓷塊小孔表面有一層薄薄的鉑、銠或鈀鍍層，廢氣流過時與鍍層上的催

19、化劑進行反應。與顆粒型催化轉(zhuǎn)化器相比，整體型催化轉(zhuǎn)化器有體積小，與排氣接觸的表面積大，排氣阻力小等優(yōu)點，在汽車上應用比較廣泛，如圖所示。2廢氣再循環(huán)裝置廢氣再循環(huán)裝置（Exhaust Gas Recirculation，EGR）是指把發(fā)動機排出的部分廢氣送回到進氣歧管，并與新鮮混合氣一起再次進入氣缸。由于廢氣中含有大量的CO2，CO2不能燃燒卻能吸收大量的熱，使氣缸內(nèi)的燃燒溫度降低，從而減少NOx的生成量。廢氣再循環(huán)是凈化排氣中NOx的主要方法。 廢氣再循環(huán)裝置主要由EGR閥、EGR冷卻器和控制裝置等組成，如圖所示。 由于排氣溫度為700800，而汽油燃點為415530，因此EGR閥需要用冷卻

20、液對排氣進行降溫。 由于在新鮮混合氣中摻入廢氣使燃燒溫度降低，會導致發(fā)動機有效功率下降，所以必須根據(jù)發(fā)動運轉(zhuǎn)的工況對再循環(huán)的廢氣量加以控制，才能達到既減少NOx的排放，又能保持發(fā)動機的動力性的目的。所以發(fā)動機只有在高速、中等負荷工況，節(jié)氣門開度達30%以上，轉(zhuǎn)速超過2000r/min時，廢氣再循環(huán)裝置才會工作。3曲軸箱強制通風裝置發(fā)動機工作時，燃燒室的可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物總有一部分會通過活塞環(huán)與氣缸壁之間的間隙竄入曲軸箱內(nèi)。竄入曲軸箱的可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物會稀釋機油，降低機油的使用性能。水氣凝結(jié)在機油中，會形成油泥，阻塞油路。廢氣中的酸性氣體混入潤滑系統(tǒng)，會導致發(fā)動機零件的腐蝕和加速磨損。還會

21、使曲軸箱的壓力過高而破壞曲軸箱的密封，使機油滲漏流失。曲軸箱內(nèi)的氣體排放到大氣中還會污染環(huán)境。 曲軸箱強制通風裝置主要由PCV閥和空氣濾清器組成，如圖所示。工作原理是將新鮮空氣導入曲軸箱與曲軸箱內(nèi)廢氣混合再經(jīng)氣缸蓋罩、PCV閥和曲軸箱氣體軟管導入進氣管的適當位置返回氣缸重新燃燒 這樣既可以減少排氣污染，又能提高發(fā)動機的經(jīng)濟性。4汽油蒸發(fā)控制裝置 汽油箱和燃油管路中的汽油隨時都在汽化蒸發(fā)，如果不加以控制或回收，在發(fā)動機停機時，這些蒸氣將散到大氣中污染環(huán)境。汽油蒸發(fā)控制裝置的作用就是將這些蒸氣收集并存儲在碳罐內(nèi)，發(fā)動機工作時再將其送入氣缸內(nèi)燃燒。 汽油蒸發(fā)控制裝置由活性炭罐、炭罐控制電磁閥、蒸氣分

22、離閥、蒸氣管道和真空軟管等組成，如圖所示。汽油蒸氣由一根導管引入碳罐，被具有吸附性的活性炭儲存于碳罐中。發(fā)動機工作時，位于碳罐和進氣歧管之間的電磁閥打開，進氣歧管內(nèi)的真空產(chǎn)生作用力將碳罐中的汽油蒸氣吸入進氣歧管，再進入到氣缸內(nèi)參與燃燒。2.5 柴油機燃料供給系 柴油機燃料供給系的作用是根據(jù)柴油機不同工況的要求，定時、定量、定壓地按一定規(guī)律把柴油噴入氣缸，與吸入氣缸內(nèi)的新鮮空氣迅速混合燃燒，并將燃燒后的廢氣排入大氣。 由于柴油比汽油粘度大、蒸發(fā)性差，所以柴油機必須采用高壓噴射的方式，在壓縮行程活塞接近上止點時，將柴油以霧狀噴入燃燒室，直接在氣缸內(nèi)形成可燃混合氣，并借助氣缸內(nèi)氣體的高溫自行發(fā)火燃燒

23、。 柴油機燃料供給系的組成、構(gòu)造及工作原理與汽油機燃料供給系有很大不同，同時柴油機燃料供給系也無需點火系。2.5.1 柴油機燃料供給系的組成柴油機燃料供給系主要裝置燃油供給裝置空氣供給裝置可燃混合氣形成裝置廢氣排出裝置等燃油供給裝置主要由柴油箱、油水分離器、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器及油管等部件組成?？諝夤┙o裝置主要由空氣濾清器、進氣歧管和進氣道等組成?？扇蓟旌蠚庑纬裳b置，即燃燒室。廢氣排出裝置主要由排氣道、排氣歧管和排氣消聲器等組成。1燃油供給裝置柴油機工作時，輸油泵從柴油箱內(nèi)吸出柴油，并將壓力提高到0.150.30MPa經(jīng)過油水分離器和柴油濾清器過濾后輸送給噴油泵噴油泵將柴油壓力進

24、一步提高至10MPa以上通過高壓油管輸送給噴油器噴油器再將柴油以霧狀噴入燃燒室與空氣混合后燃燒 輸油泵供給的多余燃油以及噴油器頂部回油孔流出的少量燃油，都經(jīng)過回油管流回油箱。2燃燒室（1）統(tǒng)一式燃燒室 統(tǒng)一式燃燒室又稱直接噴射式燃燒室，由氣缸蓋的平面和活塞頂部的凹坑及氣缸壁組成?；钊敳堪伎拥男螤疃酁樾秃颓蛐危鐖D所示。 發(fā)動機工作時，噴油器直接向燃燒室內(nèi)噴射柴油，根據(jù)油束形狀和燃燒室形狀的合理匹配以及空氣的渦流運動，迅速形成可燃混合氣。（2）分隔式燃燒室主燃燒室位于活塞頂與氣缸蓋底面之間副燃燒室位于氣缸蓋內(nèi)主、副燃燒室用一個或幾個直徑較小的通道連接。分隔式燃燒室可分為渦流室式燃燒室和預燃室式

25、燃燒室，如圖所示。2.5.2 主要元件的結(jié)構(gòu)與工作原理1噴油器 噴油器的作用是將燃油霧化成較細的顆粒，按燃燒室的形狀，使燃油與空氣能迅速而完善的混合，形成均勻的可燃混合氣。（1）孔式噴油器 孔式噴油器用于統(tǒng)一式燃燒室，噴孔數(shù)目一般為18個，噴孔直徑為0.20.8mm?？资絿娪推髦饕舍橀y、針閥體、頂桿、調(diào)壓彈簧和噴油器體等組成，如圖（a）所示。 針閥中部的錐面位于針閥體的環(huán)形油腔內(nèi)以承受油壓，稱為承壓錐面。 針閥下端的錐面與針閥體內(nèi)錐面配合，起密封作用，稱為密封錐面。 調(diào)壓彈簧通過頂桿將針閥的錐面壓緊在針閥體內(nèi)錐面上，使噴油孔關閉。柴油機工作時噴油泵供給的柴油從進油管進入針閥體下部的環(huán)形油腔內(nèi)

26、隨著油壓的不斷升高作用在針閥承壓錐面上的軸向壓力大于調(diào)壓彈簧的預緊力時針閥向上移動噴孔打開高壓燃油噴入燃燒室當噴油泵停止供油時油壓下降針閥在調(diào)壓彈簧的作用下及時回位關閉噴油孔如圖2-85（b）所示噴油器工作時會有少量柴油從針閥和針閥體配合表面的間隙漏出通過回油管流回油箱 針閥和針閥體是噴油器的關鍵部件，兩者合稱為針閥偶件。兩者的配合間隙應控制在0.0020.003mm之間，針閥偶件裝配時需要研磨配對，拆卸維修過程中注意不能互換。（2）軸針式噴油器 軸針式噴油器的構(gòu)造與工作原理與孔式噴油器基本類似，只是噴油器頭部結(jié)構(gòu)不同。軸針式噴油針閥下端的密封錐面以下還延伸出一個倒錐形或圓柱形的軸針。 軸針式

27、噴油器一般只有一個噴孔，孔徑為13mm，噴孔與軸針之間有微小的間隙，一般為0.020.06mm。軸針式噴油器適用于分隔式燃燒室。2噴油泵 噴油泵的作用是根據(jù)柴油機運行工況和氣缸的工作順序，定時、定壓、定量地向噴油器輸送高壓燃油。車用柴油機的噴油泵按工作原理可分為三類柱塞式噴油泵應用歷史較長，性能良好，工作可靠，目前應用廣泛。噴油泵-噴油器噴油泵和噴油器集合成一體，省去了高壓油管。轉(zhuǎn)子分配式噴油泵只有一對柱塞副，依靠轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)燃油的增壓和分配。具有體積小、重量輕、成本低和使用方便等優(yōu)點，多用于小、中型高速柴油機。（1）柱塞式噴油泵 柱塞式噴油泵主要由分泵、油量調(diào)節(jié)機構(gòu)、傳動機構(gòu)和泵體等組成，

28、如圖所示。1）分泵 多缸發(fā)動機噴油泵將與發(fā)動機缸數(shù)相同的幾組泵油機構(gòu)設置在同一殼體內(nèi)，其中每組泵油機構(gòu)稱為分泵。分泵主要由柱塞偶件（柱塞和柱塞套）、柱塞彈簧、彈簧座、出油閥偶件（出油閥和出油閥座）和出油閥彈簧等組成，如圖所示。柱塞圓柱面上加工有直線形或螺旋形斜槽，斜槽底部與柱塞頂面有孔道相通。柱塞套上有兩個圓孔與噴油泵體上的低壓油腔相通，柱塞套用定位螺釘固定，防止轉(zhuǎn)動。柱塞與柱塞套以0.00150.0025mm的間隙高精度配合，經(jīng)研磨選配，不能互換。柱塞由噴油泵凸輪軸上的凸輪驅(qū)動，在柱塞套內(nèi)作往復運動，柱塞還可以繞自身軸線在一定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。當柱塞向下運動時，燃油自低壓腔經(jīng)柱塞套上的油孔進入

29、并充滿泵腔（圖（a）柱塞從下止點向上運動時，柱塞圓柱表面將兩個油孔封閉之前，有一部分燃油被擠回低壓腔（圖（b）柱塞圓柱表面將兩個油孔完全封閉后，柱塞繼續(xù)向上運動（圖（c），泵腔內(nèi)的燃油壓力迅速提升，當壓力升高到足以克服出油閥彈簧的作用力時，出油閥打開，高壓燃油通過高壓油管流向噴油器當柱塞繼續(xù)向上運動至柱塞上的斜槽與油孔相通時（圖（d），泵腔與低壓腔連通，泵腔內(nèi)的燃油壓力迅速下降，在出油閥彈簧的作用下出油閥迅速關閉，噴油泵停止供油 柱塞行程h指柱塞由下止點到上止點所經(jīng)歷的行程，由驅(qū)動凸輪的輪廓大小決定。柱塞有效行程hg指柱塞完全封閉油孔后到柱塞斜槽和油孔相通之前的這一部分柱塞行程，如圖所示。噴油

30、泵每次泵油量的大小取決于柱塞有效行程hg的大小。通過改變柱塞的有效行程，使噴油泵能隨發(fā)動機工況的不同而改變噴油量。一般通過改變柱塞斜槽和柱塞套油孔的相對角位置來實現(xiàn)。將柱塞按上圖中箭頭方向轉(zhuǎn)動一個角度，柱塞行程增加，噴油量增加，反之噴油量減少。2）油量調(diào)節(jié)機構(gòu) 油量調(diào)節(jié)機構(gòu)的作用是根據(jù)柴油機負荷和轉(zhuǎn)速的變化，通過轉(zhuǎn)動柱塞改變柱塞的有效行程來調(diào)節(jié)供油量的大小。供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)由駕駛員直接操縱或由調(diào)速器自動控制。油量調(diào)節(jié)機構(gòu)有齒桿式和撥叉式兩種，如圖所示。3）傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)的作用是將噴油泵凸輪軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹耐鶑瓦\動，主要由噴油泵凸輪軸和滾輪傳動部件組成。另外滾輪傳動部件還可以用來調(diào)整各分

31、泵的供油提前角，為了保證供油提前角的正確性，滾輪傳動部件的高度一般都是可調(diào)節(jié)的。根據(jù)調(diào)節(jié)方式的不同，分為調(diào)整螺釘式和調(diào)整墊片式，如圖所示。（2）VE型分配泵 VE型分配泵具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、容易維修、供油均勻及凸輪升程小等優(yōu)點，適合高速柴油機使用。VE型分配泵主要由輸油泵、噴油泵、供油提前調(diào)節(jié)裝置和調(diào)速器等組成，如圖所示。1）輸油泵 滑片式輸油泵的作用是將燃油箱過來的燃油加壓到0.60.8MPa，然后送入泵體內(nèi)腔。調(diào)壓閥的作用是自動調(diào)節(jié)輸出燃油的壓力。當燃油壓力過高時，調(diào)壓閥打開，燃油返回進油口，使壓力下降。2）噴油泵 噴油泵的主要作用是把輸油泵送入泵腔的燃油再次加壓后分配給各缸噴油器。主要

32、由分配柱塞、柱塞套、油量調(diào)節(jié)套筒、斷油閥、出油閥、平面凸輪盤和滾輪等組成，如圖所示。 分配柱塞中心有中心油孔，其右端與柱塞腔相通，左端與泄油孔相通。分配柱塞上還加工有燃油分配孔、壓力平衡槽和進油槽（數(shù)目與氣缸數(shù)相同）。噴油泵的工作過程如圖所示。進油過程在驅(qū)動軸的帶動下，當平面凸輪盤轉(zhuǎn)動到其凹下部位與滾輪接觸時分配柱塞在柱塞彈簧的作用下向左移動柱塞燃油分配孔與分配油道隔絕柱塞泄油孔被油量調(diào)節(jié)套筒封堵壓油腔容積增大，產(chǎn)生真空度。被輸油泵送到泵腔內(nèi)的柴油在此真空作用下經(jīng)進油道、柱塞進油槽進入壓油腔并充滿柱塞縱向油道。泵油過程當平面凸輪盤轉(zhuǎn)動到其凸起部位與滾輪接觸時，柱塞向右移動，柱塞轉(zhuǎn)動使柱塞軸向槽

33、與泵體進油道隔絕，柱塞泄油孔被油量調(diào)節(jié)套筒封堵，柱塞燃油分配孔與分配油道相通。隨著柱塞右移，壓油腔容積不斷減少，燃油壓力不斷升高，當油壓升高至足以克服出油閥彈簧力而使出油閥開啟時，高壓燃油被送入噴油器。平面凸輪盤每轉(zhuǎn)一周，分配柱塞上的燃油分配孔依次與各缸分配油道接通一次，即向柴油機各缸噴油器供油一次。停油過程在平面凸輪盤的推動下，分配柱塞繼續(xù)向右移動，當分配柱塞上的泄油孔移出油量調(diào)節(jié)套筒時，壓油腔通過中心油孔道、泄油孔與噴油泵內(nèi)腔相通，壓油腔和分配油道內(nèi)燃油壓力驟然下降，出油閥在出油閥彈簧的作用下迅速關閉供油停止。壓力平衡過程分配柱塞上設有壓力平衡槽，在分配柱塞旋轉(zhuǎn)和移動過程中，壓力平衡槽始終

34、與泵體內(nèi)腔相通，當某一氣缸供油停止后，壓力平衡槽轉(zhuǎn)至于相應氣缸的分配油道相通時，分配油道與泵體內(nèi)腔相通，使兩處油壓平衡。分配柱塞每轉(zhuǎn)動一周，各缸分配油道都與壓力平衡槽連通一次，以保證各缸分配的燃油壓力相同，保證各缸供油量的均勻性。供油量調(diào)節(jié)原理噴油泵的最大供油量取決于分配柱塞直徑和分配柱塞有效行程。有效行程指分配柱塞向右移動過程中，從分配柱塞上的燃油分配孔與柱塞套上的出油孔相通起，至柱塞泄油孔移出油量調(diào)節(jié)套筒為止，分配柱塞在這段時間內(nèi)的軸向位移。供油量大小的調(diào)節(jié)是通過駕駛員操縱加速踏板控制調(diào)速器，使油量調(diào)節(jié)套筒左右移動而改變分配柱塞的有效行程實現(xiàn)的。 斷油過程：VE型分配泵上裝有電磁斷油閥，需

35、要斷油時，可轉(zhuǎn)動控制電磁閥的旋鈕，切斷電路使線圈對斷油閥的吸力消失，在斷油閥彈簧的作用下，斷油閥下移，關閉泵體進油道，停止供油，柴油機熄火停車。斷油閥有三種工作狀態(tài)柴油機起動時將起動開關旋至ST位置，斷油閥電磁線圈直接通入較大的電流，強大的電磁吸力克服斷油閥彈簧的作用力，使斷油閥完全打開；柴油機進入正常工作狀態(tài)時將起動開關旋至ON位置，電流經(jīng)電阻流過斷油閥電磁線圈，通入電磁線圈的電流略小，電磁吸力下降，但斷油閥仍保持一定的開度，向分配柱塞提供正常運轉(zhuǎn)所需的燃油量。停機時將起動開關旋至OFF位置，電路被切斷，斷油閥在彈簧的作用力下向下移動，關閉進油孔，發(fā)動機熄火停機。3）供油提前調(diào)節(jié)裝置 供油提

36、前調(diào)節(jié)裝置的作用是調(diào)節(jié)柴油機供油提前角的大小，主要由滾輪、滾輪架、滾輪軸、活塞、連接銷、傳力銷和活塞彈簧等組成，如圖所示。供油提前調(diào)節(jié)裝置的活塞左腔與輸油泵進油道相通，活塞右腔與輸油泵出油道相通。傳力銷和連接銷被活塞推動時可帶動滾輪和滾輪架轉(zhuǎn)動。當柴油機在某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，作用在活塞兩端的壓力相等，活塞處于某一平衡位置。供油提前角和噴油提前角為某一確定值。 當柴油機轉(zhuǎn)速升高時，輸油泵輸出壓力提高，作用在活塞右端的壓力升高，推動活塞向左移動，活塞通過連接銷和傳力銷帶動滾輪架順時針擺動一定的角度，滾輪及滾輪架相對于平面凸輪盤順時針擺動一定的角度。平面凸輪盤弧面上升沿與滾輪接觸時間提前，即噴油提前

37、角增大。 當柴油機轉(zhuǎn)速降低時，輸油泵輸出壓力降低，作用在活塞右端的壓力降低，在活塞彈簧力的作用下活塞向右移動，活塞通過連接銷和傳力銷帶動滾輪架逆時針擺動一定的角度，滾輪及滾輪架相對于平面凸輪盤逆時針擺動一定的角度。平面凸輪盤弧面上升沿與滾輪接觸時間延遲，即噴油提前角減小。4）調(diào)速器 調(diào)速器的作用是根據(jù)柴油發(fā)動機負荷的變化，自動調(diào)節(jié)噴油泵的供油量，保證發(fā)動機在各種工況下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。目前柴油機上廣泛采用離心式調(diào)速器。 離心式調(diào)速器主要由飛錘、調(diào)速套筒、調(diào)速彈簧和調(diào)速杠桿系統(tǒng)等組成。調(diào)速杠桿系統(tǒng)包括張力桿、起動桿和導桿。 調(diào)速器工作時分配泵的傳動軸驅(qū)動調(diào)速齒輪旋轉(zhuǎn)，飛錘產(chǎn)生的離心力與調(diào)速彈簧力相互作用

38、，兩者不平衡時調(diào)速套筒便會移動，調(diào)速套筒的移動通過調(diào)速器杠桿系統(tǒng)，使油量調(diào)節(jié)套筒左右移動，從而調(diào)節(jié)供油量的大小。起動工況將調(diào)速手柄推靠在高速限制螺釘上調(diào)速彈簧拉動張力桿繞銷軸N向左擺動通過板型起動彈簧使起動桿壓向調(diào)速套筒，使靜止的飛錘處于完全閉合的狀態(tài)起動桿下端的球頭銷將油量調(diào)節(jié)套筒向右撥到起動加濃供油位置，使供油量最大起動后飛錘的離心力作用在調(diào)速套筒上使起動桿克服起動彈簧的彈力，繞銷軸N向右擺動。起動桿下端的球頭銷向左撥動油量調(diào)節(jié)套筒，使供油量自動減少。怠速工況將調(diào)速手柄移至怠速調(diào)節(jié)螺釘上。此時調(diào)速彈簧對張力桿的拉力幾乎為零。即使調(diào)速器軸的轉(zhuǎn)速很低，飛錘也會在離心力作用下推動調(diào)速套筒，使起動

39、桿和張力桿繞銷軸N向右擺動。飛錘的離心力與怠速彈簧及起動彈簧的彈力平衡時，油量控制閥處于怠速供油位置。若柴油機轉(zhuǎn)速升高，則飛錘離心力增大，飛錘推動調(diào)速套筒、起動桿和張力桿向右擺動，油量調(diào)節(jié)套筒向左移動，供油量減少，使轉(zhuǎn)速降低。若柴油機轉(zhuǎn)速降低，飛錘離心力減小，怠速彈簧推動張力桿和起動桿向左擺動，油量調(diào)節(jié)套筒向右移動，供油量增加，使轉(zhuǎn)速升高。中、高速工況柴油機在中間轉(zhuǎn)速工作時，將調(diào)速手柄置于怠速調(diào)節(jié)螺釘與高速限制螺釘之間某一位置。調(diào)速彈簧被拉伸，拉動張力桿和起動桿繞銷軸向左擺動，起動桿下端的球頭銷則向右撥動油量調(diào)節(jié)套筒，使供油量增加，柴油機由怠速轉(zhuǎn)入中速狀態(tài)。由于轉(zhuǎn)速升高，飛錘離心力增大，當飛錘

40、的離心力與怠速彈簧及起動彈簧的彈力平衡時，油量調(diào)節(jié)套筒便穩(wěn)定在某一中間供油量位置，柴油機在此中間轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。最大供油量調(diào)節(jié) 如擰入全負荷調(diào)節(jié)螺釘，則導桿繞固定銷軸M逆時針轉(zhuǎn)動，銷軸N也隨之轉(zhuǎn)動并帶動球頭銷向右撥動油量調(diào)節(jié)套筒，此時最大供油量增加。如旋出全負荷調(diào)節(jié)螺釘，則最大供油量減少。3輸油泵 輸油泵的作用是克服柴油濾清器和管路中的阻力，保證低壓油路中柴油的正常流動，并以一定的壓力向噴油泵輸送足量的柴油，輸油量一般為柴油機全負荷最大噴油量的34倍。 輸油泵有活塞式、轉(zhuǎn)子式、滑片式和齒輪式等幾種。目前應用最廣泛的為活塞式輸油泵，主要由機械泵總成和手油泵總成組成。-103所示。 當偏心輪驅(qū)動活塞向下移動時，輸油泵下腔的容積減小，油壓升高，進油止