柴油機燃油系統(tǒng)

柴油機燃油系統(tǒng)第一節(jié)柴油及其使用性能

1.輕柴油的牌號和規(guī)格按柴油的凝點分為10、0、-10、-20、-35和-50等六種牌號。

2.輕柴油的使用性能5/5/20242（1）發(fā)火性指柴油自燃能力，用十六烷值評定。柴油的十六烷值大，發(fā)火性好，容易自燃。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定輕柴油十六烷值不小于45。（2）蒸發(fā)性指柴油蒸發(fā)氣化的能力，用餾程和閃點表示。（3）低溫流動性用柴油的凝點和冷濾點評定低溫流動性。（4）粘度是評定柴油稀稠度的一項指標(biāo)，與柴油的流動性有關(guān)。5/5/20243名詞術(shù)語餾程：比如，50%餾出溫度即柴油餾出50%的溫度，此溫度越低，柴油的蒸發(fā)性越好。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定此溫度不得高于300℃，但沒有規(guī)定最低溫度限。

閃點：柴油的閃點指在一定的試驗條件下，當(dāng)柴油蒸氣與周圍空氣形成的混合氣接近火焰時，開始出現(xiàn)閃火的溫度。閃點低，蒸發(fā)性好。為了控制柴油的蒸發(fā)性不致過強，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了閃點的最低數(shù)值。凝點：凝點是指柴油失去流動性開始凝固時的溫度。

冷濾點：冷濾點是指在特定的試驗條件下，在1min內(nèi)柴油開始不能流過過濾器20ml時的最高溫度。一般柴油的冷濾點比其凝點高4~6℃。5/5/20244第二節(jié)柴油機燃油系統(tǒng)的功用及組成一、柴油機混合氣的形成二、柴油機供給系的功用三、柴油機供給系的組成5/5/20245一、柴油機混合氣的形成1、特點：燃料的混合在燃燒室內(nèi)進(jìn)行?；旌吓c燃燒的時間很短0.0017～0.004秒。柴油粘度大，不易揮發(fā)，必須以霧狀噴入。可燃混合氣的形成和燃燒過程是同時，連續(xù)重疊進(jìn)行的，即邊噴射，邊混合，邊燃燒。5/5/202462、混合氣形成方法（1）空間霧化混合：燃油大部分噴在燃燒室空間，與渦流空氣混合。（2）表面蒸發(fā)混合：燃油大部分噴在燃燒室壁面，逐漸蒸發(fā)與空氣混合。5/5/202473、柴油機的燃燒室5/5/202485/5/202495/5/202410二、柴油機供給系的功用1、在適當(dāng)?shù)臅r刻，將一定數(shù)量的潔凈燃油增壓后以適當(dāng)?shù)囊?guī)律噴入燃燒室。各缸的噴油定時和噴油量相同且與柴油機運行工況相適應(yīng)。噴油壓力、噴注霧化量及其在燃燒室內(nèi)的分布與燃燒室類型相適應(yīng)。2、在每一個工作循環(huán)內(nèi)，各氣缸均噴油一次，噴油次序與氣缸工作順序一致。3、根據(jù)柴油機負(fù)荷的變化自動調(diào)節(jié)循環(huán)供油量，以保證柴油機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，尤其是穩(wěn)定怠速，限制超速。4、儲存一定數(shù)量的燃油，保證汽車的最大持續(xù)里程。5/5/202411三、柴油機燃油供給系的組成1、燃油供給裝置2、空氣供給裝置3、混合氣形成裝置4、廢氣排出裝置5/5/202412柱塞式噴油泵柴油機燃油系統(tǒng)5/5/2024135/5/2024145/5/202415分配式噴油泵柴油機燃油系統(tǒng)5/5/2024165/5/202417四、燃油供給路線低壓油路：從柴油箱到噴油泵入口，油壓由輸油泵建立，壓力一般為0.15MPa～0.3MPa。高壓油路：從噴油泵到噴油器，油壓由噴油泵建立，壓力一般在10MPa以上?；赜陀吐罚河捎谳斢捅玫墓┯土勘葒娪捅玫淖畲髧娪土看?～4倍，為了保持進(jìn)入噴油泵進(jìn)油室內(nèi)的油壓穩(wěn)定，噴油泵進(jìn)油室的一端裝有限壓閥（又稱溢流閥），大量多余的燃油經(jīng)限壓閥和回油管流回輸油泵的進(jìn)口或直接流回柴油箱。噴油器工作間隙泄漏的極少數(shù)柴油也經(jīng)回油管流回柴油箱。5/5/202418工作過程：柴油箱貯有經(jīng)過沉淀和濾清的柴油。柴油從柴油箱被吸入輸油泵并泵出，經(jīng)柴油濾清器濾去雜質(zhì)后，進(jìn)入噴油泵。自噴油泵輸出的高壓柴油經(jīng)高壓油管和噴油器噴入燃燒室。由于輸油泵的供油量比噴油泵供油量大得多，過量的柴油便經(jīng)回油管回到輸油泵。5/5/202419第三節(jié)噴油器一、功用、要求與類型1、功用：根據(jù)柴油機混合氣形成的特點，將燃油霧化成細(xì)微的油滴，并將其噴射到燃燒室特定的部位。2、要求：噴油器應(yīng)滿足不同類型的燃燒室對霧化特性的要求。一般說來，噴注應(yīng)有一定的貫穿距離和噴霧錐角，以及良好的霧化質(zhì)量，而且在噴油結(jié)束時不發(fā)生滴漏現(xiàn)象。3、類型：汽車噴油器多采用閉式噴油器。5/5/202420閉式噴油器這種噴油器主要由噴油器體、調(diào)壓裝置及噴油嘴等部分組成。閉式噴油器的噴油嘴是由針閥和針閥體組成的一對精密偶件，其配合間隙僅為0.002~0.004mm。為此，在精加工之后，尚需配對研磨，故在使用中不能互換。一般針閥由熱穩(wěn)定性好的高速鋼制造，而針閥體則采用耐沖擊的優(yōu)質(zhì)合金鋼。5/5/202421閉式噴油器的分類

根據(jù)噴油嘴結(jié)構(gòu)形式的不同，閉式噴油器可分為：孔式噴油器軸針式噴油器5/5/202422孔式噴油器孔式噴油器工作原理孔式噴油器結(jié)構(gòu)5/5/202423

孔式噴油器的噴油嘴有長型和短型兩種結(jié)構(gòu)形式。前者將噴油嘴加長，針閥的導(dǎo)向部分遠(yuǎn)離燃燒室，以減少針閥受熱及變形，從而避免針閥卡死在針閥體內(nèi)，所以長型噴油嘴多用于熱負(fù)荷較高的柴油機上。5/5/202424針閥的上錐面稱作承壓錐面，用來承受油壓產(chǎn)生的軸向推力，使針閥升起。針閥下端的錐面，稱作密封錐面。與針閥體內(nèi)的密封錐面配合，以實現(xiàn)噴油器內(nèi)腔的密封。針閥的密封錐面與針閥體內(nèi)的密封錐面都是在精加工之后再配對研磨，以保證其配合精度?？资絿娪推鞯膰娪妥祛^部加工有一個或多個噴孔，有一個噴孔的稱單孔噴油器，有兩個噴油孔的稱雙孔噴油器，有三個以上噴孔的稱多孔噴油器。一般噴孔數(shù)目為1~7個，噴孔直徑為0.2~0.5mm。噴孔直徑不宜過小，否則既不易加工，又在使用中容易被積炭堵塞。

5/5/202425孔式噴油器工作原理5/5/202426軸針式噴油器結(jié)構(gòu)分類總體結(jié)構(gòu)5/5/202427結(jié)構(gòu)軸針式噴油器與孔式噴油器的工作原理相同，結(jié)構(gòu)相似，只是噴油嘴頭部的結(jié)構(gòu)不同而已。在軸針式噴油器中，針閥密封錐面以下有一段軸針，它穿過針閥體上的噴孔且稍突出于針閥體以外，使噴孔呈圓環(huán)型。因此，軸針式噴油器的噴注是空心的。軸針可以制成圓柱型或截錐形。圓柱型軸針噴注的噴霧錐角較小，而截錐形軸針噴注的噴霧錐角較大。因此，軸針制成不同的形狀，可以得到不同形狀的噴注，以適應(yīng)不同燃燒室的需要。5/5/2024285/5/202429分類普通型節(jié)流型

分流型5/5/202430普通型與節(jié)流型噴油嘴的噴孔通過面積與針閥升程間的關(guān)系稱作噴油嘴特性，如圖所示。

節(jié)流型噴油嘴在針閥升起的初期，噴孔通過面積較小，歷時較長。盡管針閥升程已達(dá)0.48mm，但噴孔通過面積仍然很小。普通型噴油嘴則不同，在針閥升程超過0.1mm后，其噴孔通過面積就開始迅速增大。因此，節(jié)流型軸針式噴油器噴油初期的噴油速率較小，從而可以減緩燃燒過程初期氣缸壓力的增長，對降低柴油機燃燒噪聲有利。5/5/202431分流型軸針式噴油器5/5/202432總體結(jié)構(gòu)軸針式噴油器的總體結(jié)構(gòu)如圖所示。軸針式噴油器工作時，軸針在噴孔內(nèi)往復(fù)運動，能清除噴孔中的積炭，噴孔不易堵塞，噴油器工作可靠。由于噴孔較大，一般在1~3mm范圍內(nèi)，加工方便。5/5/202433第四節(jié)柱塞式噴油泵噴油泵的功用按照柴油機的運行工況和氣缸工作順序，以一定的規(guī)律適時、定量的向噴油器輸送高壓燃油。使用要求（1）各缸供油量相等。（2）各缸供油量提前角相同。（3）各缸供油持續(xù)角一致。（4）能迅速停止供油，以防止噴油器發(fā)生滴漏現(xiàn)象。分類與系列5/5/202434噴油泵5/5/202435A型噴油泵的結(jié)構(gòu)1.泵油機構(gòu)2.供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)3.驅(qū)動機構(gòu)4.噴油泵體5/5/202436泵油機構(gòu)5/5/202437柱塞偶件出油閥偶件5/5/202438供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)噴油泵供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)的功用是，根據(jù)柴油機負(fù)荷的變化，通過轉(zhuǎn)動柱塞來改變循環(huán)供油量。供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)或由駕駛員直接操縱，或由調(diào)速器自動控制。5/5/202439驅(qū)動機構(gòu)5/5/202440噴油泵體5/5/202441A型噴油泵的工作原理1.運動過程2.泵油過程3.供油量的調(diào)節(jié)4.供油定時的調(diào)節(jié)5/5/2024421.運動過程當(dāng)噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)動時，若挺柱滾輪在凸輪的基圓面上滾動，則柱塞停在柱塞下止點的位置。若滾輪滾到凸輪的上升段時，則凸輪推動挺柱，挺柱再推動柱塞上移，同時將柱塞彈簧壓縮。當(dāng)滾輪滾到凸輪的頂弧上時，柱塞到達(dá)柱塞上止點。隨后滾輪在凸輪的下降段滾動，柱塞彈簧則推壓柱塞，柱塞又推壓挺柱下移，直到滾輪由滾到凸輪的基圓面上，柱塞又回到柱塞下止點為止。即當(dāng)噴油泵工作時，隨著凸輪軸的轉(zhuǎn)動，挺柱和柱塞在柱塞的上、下止點之間分別在挺柱孔和柱塞套中作往復(fù)運動。5/5/2024432.泵油過程吸油過程：柱塞由凸輪軸的凸輪驅(qū)動，當(dāng)凸輪的凸起部分離開柱塞時，柱塞在柱塞彈簧的作用下下移，油腔容積增大，壓力減??；當(dāng)柱塞套上的徑向進(jìn)油孔露出時，低壓油腔中的燃油便順著進(jìn)油孔流入泵腔。5/5/202444泵油過程：當(dāng)凸輪的凸起部分將柱塞頂起時，泵腔內(nèi)的容積減小，壓力增大，燃油順著柱塞套上的徑向油孔流回低壓油腔；當(dāng)柱塞上行到將柱塞套上的徑向油孔完全堵上時，泵腔上的壓力迅速增加；當(dāng)此壓力克服出油閥彈簧的預(yù)緊力時，出油閥上移；當(dāng)出油閥上的減壓環(huán)帶離開閥座時，高壓柴油便泵到高壓油管中，經(jīng)噴油器噴入氣缸中。5/5/202445回油過程：隨著柱塞的繼續(xù)上移，當(dāng)柱塞上的斜槽與柱塞套上的徑向油孔相通時，泵腔中的燃油便通過柱塞上的軸向油道、斜油道及柱塞套上的油孔流回到低壓油腔，泵油停止。5/5/202446總結(jié)柱塞由下止點移動到上止點所經(jīng)過的距離稱作柱塞行程，也就是噴油泵凸輪的最大升程。由上述泵油過程可知，噴油泵并不是在整個柱塞行程內(nèi)都供油，只是在柱塞頂面封閉柱塞套油孔到柱塞螺旋槽打開柱塞套油孔這段柱塞行程內(nèi)供油。稱這段柱塞行程為柱塞有效行程。顯然，柱塞有效行程越大，供油的持續(xù)時間越長，噴油泵每一次的泵油量及循環(huán)供油量便越多。欲改變柱塞有效行程，只需轉(zhuǎn)動柱塞即可。5/5/202447第六節(jié)調(diào)速器調(diào)速器功用調(diào)速器是一種自動調(diào)節(jié)裝置，它根據(jù)柴油機負(fù)荷的變化，自動增減噴油泵的供油量，使柴油機能夠以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運行。5/5/202448汽車柴油機的負(fù)荷經(jīng)常變化，當(dāng)負(fù)荷突然減小時，若不及時減少噴油泵的供油量，則柴油機的轉(zhuǎn)速將迅速增高并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出柴油機設(shè)計所允許的最高轉(zhuǎn)速。這種現(xiàn)象稱超速或飛車。柴油機超速或怠速不穩(wěn)，往往出自于偶然的原因，汽車駕駛員難于作出相應(yīng)。這時，唯有調(diào)速器能夠?qū)Σ裼蜋C轉(zhuǎn)速的變化做出快速反應(yīng)，及時調(diào)節(jié)噴油泵的供油量，保持柴油機穩(wěn)定運行。5/5/202449調(diào)速器的分類1.汽車柴油機調(diào)速器按其工作原理的不同，可分為:機械式氣動式液壓式機械氣動復(fù)合式機械液壓復(fù)合式和電子式目前應(yīng)用最廣的當(dāng)數(shù)機械式調(diào)速器，其結(jié)構(gòu)比較簡單，工作可靠，性能良好。2.按調(diào)速器起作用的范圍不同，可分為:兩極式調(diào)速器

中、小型汽車柴油機多數(shù)采用兩極式調(diào)速器，以起到防止超速和穩(wěn)定怠速的作用。全程式調(diào)速器。在重型汽車上則多采用全程式調(diào)速器。這種調(diào)速器能對柴油機工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的任何轉(zhuǎn)速起調(diào)節(jié)作用，使柴油機在各種轉(zhuǎn)速下都能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。5/5/202450兩極式調(diào)速器兩極式調(diào)速器只在柴油機的最高轉(zhuǎn)速和怠速起自動調(diào)節(jié)作用，而在最高轉(zhuǎn)速和怠速之間的其它任何轉(zhuǎn)速，調(diào)速器不起調(diào)速作用，而由駕駛員控制柴油機轉(zhuǎn)速的變化。5/5/202451RQ型調(diào)速器(一)RQ型調(diào)速器結(jié)構(gòu)通常把調(diào)速器結(jié)構(gòu)分為感應(yīng)部件、傳動部件和附加裝置三部分。感應(yīng)部件用來感知柴油機轉(zhuǎn)速的變化，并發(fā)出相應(yīng)的信號；傳動部件則根據(jù)此信號進(jìn)行供油量的調(diào)節(jié)。5/5/202452RQ型調(diào)速器的感應(yīng)部件由飛錘等組成，而傳動部件則包括角形杠桿、調(diào)速套筒、調(diào)速杠桿和連接桿等杠桿系統(tǒng)組成。5/5/202453(二)RQ型調(diào)速器基本工作原理起動：將調(diào)速手柄2從停車擋塊1移到最高速擋塊4上。在此過程中，調(diào)速手柄2帶動搖桿3，搖桿3帶動滑塊5，使調(diào)速杠桿6以其下端的鉸接點17為支點向右擺動，并推動噴油泵供油量調(diào)節(jié)齒桿7克服供油量限制彈性擋塊9的阻力，向右移到起動油量的位置。起動油量多于全負(fù)荷油量，旨在加濃混合氣，以利柴油機低溫起動。5/5/202454怠速：柴油機起動之后，將調(diào)速手柄2置于怠速位置。這時調(diào)速手柄通過搖桿3、滑塊5使調(diào)速杠桿6仍以其下端的鉸接點17為支點向左擺動，并拉動供油量調(diào)節(jié)齒桿7左移至怠速油量的位置。怠速時柴油機轉(zhuǎn)速很低，飛錘11的離心力較小，只能與怠速彈簧相平衡，飛錘處于內(nèi)彈簧座與安裝飛錘的軸套之間的某一位置。5/5/2024555/5/202456若柴油機由于某種原因轉(zhuǎn)速降低，則飛錘離心力減小，在怠速彈簧的作用下，飛錘移向回轉(zhuǎn)中心，同時帶動角形杠桿和調(diào)速套筒，是調(diào)速杠桿下端的鉸接點17以滑塊5為支點向左移動，調(diào)速杠桿則推動供油量調(diào)節(jié)齒桿向右移，增加供油量，使轉(zhuǎn)速回升。反之亦然?？梢?，調(diào)速器可以保持怠速轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。調(diào)節(jié)螺母3用來調(diào)接怠速彈簧4的預(yù)緊力，以達(dá)到調(diào)節(jié)怠速轉(zhuǎn)速的目的。5/5/202457中速：將調(diào)速手柄移至中速位置，供油量調(diào)節(jié)齒桿處于部分負(fù)荷供油位置，柴油機轉(zhuǎn)速較高，飛錘進(jìn)一步外移直到飛錘底部與內(nèi)彈簧座接觸為止。柴油機在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作時，飛錘的離心力不足以克服怠速彈簧和高速彈簧的共同作用力，飛錘始終緊靠在內(nèi)彈簧座而不能移動，即調(diào)速器在中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不起調(diào)節(jié)供油量的作用。但此時駕駛員可根據(jù)汽車行駛的需要改變調(diào)速手柄的位置，使調(diào)速杠桿以其下端的鉸接點17為支點轉(zhuǎn)動，并拉動供油量調(diào)節(jié)齒桿增加或減少供油量。5/5/202458最高轉(zhuǎn)速：將調(diào)速手柄至于最高擋塊4上，供油量調(diào)節(jié)齒桿相應(yīng)的意志全負(fù)荷供油位置，柴油機轉(zhuǎn)速由中速升高到最高速。此時，飛錘的離心力相應(yīng)增大，并克服全部調(diào)速彈簧的作用力，使飛錘連同內(nèi)彈簧座一起向外移到一個新的位置。在此位置，飛錘離心力與彈簧作用力達(dá)到新的平衡。若柴油機轉(zhuǎn)速超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速，則飛錘的離心力便超過調(diào)速彈簧的作用力，使供油量調(diào)節(jié)齒桿向減油方向移動，從而防止了柴油機超速。5/5/202459停車：將調(diào)速手柄置于停車擋塊1上，調(diào)速杠桿以其下端的鉸接點為支點向左擺動，并帶動供油量調(diào)節(jié)齒桿向左移到停油位置，柴油機停車，調(diào)速器飛錘在調(diào)速彈簧的作用下抵靠在安裝飛錘的軸套上。5/5/202460第八節(jié)柴油機燃油供給系的輔助裝置輸油泵柴油濾清器油水分離器5/5/202461輸油泵輸油泵的功用是保證有足夠數(shù)量的柴油自燃油箱輸送到噴油泵，并維持一定的供油壓力以克服管路及燃油濾清器阻力，使柴油在低壓管路中循環(huán)。輸油泵的輸油量一般為柴油機全負(fù)荷需要量的3~4倍。輸油泵有膜片式、滑片式、活塞式即齒輪式等幾種形式。膜片式和滑片式輸油泵分別作為分配式噴油泵的一級和二級輸油泵，而活塞式輸油泵則與柱塞式噴油泵配套使用。

5/5/2024625/5/202463當(dāng)噴油泵凸輪軸13轉(zhuǎn)動時，在偏心輪14和活塞彈簧17的共同作用下，輸油泵活塞16在輸油泵體15內(nèi)作往復(fù)運動。當(dāng)輸油泵活塞在活塞彈簧的作用下向上運動時，A腔容積增大，產(chǎn)生真空，進(jìn)油止回閥6開啟，柴油經(jīng)進(jìn)油口被吸入A腔。與此同時，B腔容積縮小，其中的柴油壓力增高，出油止回閥7關(guān)閉，B腔中的柴油經(jīng)出油口被壓出，送往燃油濾清器。當(dāng)偏心輪14推動滾輪12，挺柱11和推桿9，使輸油泵活塞向下運動時，A腔油壓增高，進(jìn)油止回閥關(guān)閉，出油止回閥開啟，柴油從A腔流入B腔。

活塞式輸油泵安裝在柱塞式噴油泵的側(cè)面，并由噴油泵凸輪軸上的偏心輪驅(qū)動?；钊捷斢捅?/5/202464若噴油泵供油量減少，或燃油濾清器阻力過大，則使B腔油壓增高。當(dāng)活塞彈簧的彈力恰好與B腔的油壓平衡時，活塞便滯留在某一位置而不能回到其形成的止點處。在這種情況下，活塞的行程減小，輸油泵的數(shù)油量自然減少，從而限制了油壓的繼續(xù)增高，即實現(xiàn)了輸油量與供油壓力的自動調(diào)節(jié)。5/5/202465（續(xù)）在起動長時間停止工作的柴油機之前，先將燃油濾清器和噴油泵的放氣螺釘擰松，在將手壓泵拉鈕旋出，上下反復(fù)拉動手壓泵活塞，使柴油自進(jìn)油止回閥吸入，經(jīng)出油止回閥壓出，并充滿燃油濾清器和噴油泵的低壓油腔，將其中的空氣驅(qū)除干凈；然后擰緊放氣螺釘，旋緊手壓拉鈕，再起動柴油機。手壓泵活塞與手壓泵體、輸油泵活塞與輸油泵體以及推桿與導(dǎo)管等偶件，都經(jīng)過選配和研磨，達(dá)到較精密的配合，在使用中不能拆對互換。5/5/202466燃油濾清器燃油的清潔程度對燃油系統(tǒng)，尤其是對噴油泵和噴油器中精密偶件的工作可靠性和使用壽命有很大的影響。柴油在運輸和儲存過程中，不可避免的會混入灰塵、水分和金屬容器表面的銹蝕物等