第六章-柴油机燃料供给系统构造与维修.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,郑劲,柴油发动机燃料供给系统构造与维修,1,第六章柴油机燃料供给系统构造,2,说明：柴油机的着火方式与混合气形成方式,柴油机在气缸内形成混合气，在压缩 终了时将燃油喷入气缸，与空气压缩混合后，在一定条件下（3.5mpa,4.5mpa、750,1000K）形成火焰中心开始自燃。,一、混合气形成的特点,1.柴油粘度大，不易蒸发与雾化（必须高压雾状喷入气缸）；,2.混合气形成的时间短（15,35曲轴转角）；,3.在浓度上分布不均，柴油机不能很好地利用空气（空燃比=20）；,第六章柴油机燃料供给系统构造 第一节概述,3,二、优点,1.热效率高；,柴油机为30%40%，汽油机为20%30%,。,2.经济性好；,3.工作可靠性高，故障少（无点火系、油路系统,比较精密）；,4.污染程度较轻。,三、柴油,1.使用性能 发火性柴油的自燃能力，由十六烷值评定。,2.按凝点 规定柴油的标号，如10、0、-10、-20、-35、-50。,第六章柴油机燃料供给系统构造 第一节概述,4,四、系统的组成,（一）直列柱塞式喷油泵供油系统,1-喷油器、2-调速器、3-油箱、4-油水分离器、,5-输油泵、6-喷油提前器、7-滤清器、8-高压油管,9-低压油管、10-回油管）,第六章柴油机燃料供给系统构造 第一节概述,5,由四大部分组成：,1.燃料供给装置 2.空气供给装置,3.混合气形成系统 4.废气排出系统,图 柱塞式喷油泵燃油供给系统,第六章柴油机燃料供给系统构造 第一节概述,6,（二）分配式喷油泵供油系统,柴油机燃油系统包括,分配式,喷油泵、喷油器和调速器等主要部件,及柴油箱、输油泵、油水分离器、柴油滤清器、喷油提前器和高、低压油管等辅助装置。,第六章柴油机燃料供给系统构造 第一节概述,7,五、系统的功用,按工况要求,定时、定序、定量及定压喷油。,定序,按发火顺序喷油。,定时,每缸压缩上止点前喷油。,定量,-按发动机的工况供油。,定压,-以一定的压力供油。,第六章柴油机燃料供给系统构造 第一节概述,8,六、燃烧室,燃烧室的好坏直接影响混合气的品质及燃烧质量。,类型：,统一式（直喷式）,与,分隔式燃烧室,两类。,（一）统一式（直接喷射式）,结构：由凹形活塞顶、气缸盖、气缸垫构成的单一腔体。,第六章柴油机燃料供给系统构造 第一节概述,9,（一）统一式（直接喷射式）,1.型燃烧室,（可形成较强的进气涡流、高压多孔喷油）,2.球形,4.浅盆形 5.挤流口形,第六章柴油机燃料供给系统构造 第一节概述,10,（二）分隔式燃烧室,结构特点：孔道,主燃烧室（活塞顶）+副燃烧室（缸盖）,类型（根据通道结构的不同及形成涡流的差别分）,：,有,涡流室式,和,预燃室式,两种。,第六章柴油机燃料供给系统构造 第一节概述,11,类型,（根据通道结构,不同及形成涡流的差别分）,1.涡流室式,在涡流室内形成,非常强烈的涡流，,这样可以在较低,的喷油压力下快,速形成混合气。,第六章柴油机燃料供给系统构造 第一节概述,12,2.预燃室式,在预燃室内形成混,合气，小部分在预,燃室内燃烧，升压,升温后从预燃室内,喷出。,特点：工作平稳、,噪声小，缸内温,度低，喷油压力低。,第六章柴油机燃料供给系统构造 第一节概述,13,作用：,以一定的压力、雾状形式将燃油喷入燃烧室。,要求：,足够的喷油压力与,射程；合适的喷油锥角和,雾化质量；理想的喷油特,性,以及关闭迅速不漏油。,一、孔式喷油器,多用于统一式燃烧室。,1.结构形式,短型：针阀部分较短。,长型：喷油嘴较长，用于,热负荷较大的柴油机。,第二节 喷油器,14,一、孔式喷油器,多用于统一式燃烧室。,1.结构形式,短型：针阀部分较短。,长型：喷油嘴较长，用于热负荷较大的柴油机。,第二节 喷油器,15,一、孔式,2.结构,孔数：,1 8个,。孔径：喷油器,0.2 0.5mm,。,喷油压力：,17.0 20.0 Mpa,组成：针阀、针阀体、顶杆、调压组件等。,特点：针阀与喷油嘴为精密配合偶件，不可互换。,3.工作过程,第二节 喷油器,16,3.工作过程,第二节 喷油器,17,二、轴针式,1.结构形式（按喷嘴分）A.圆拄形 B.截锥形,2.结构参数,喷嘴直径 1.0 3.0 mm，喷雾锥角 4 6。,3.特点,尺寸精度低、易加工；不易积碳、堵塞；工作可靠。用于分隔式燃烧室。,第二节 喷油器,18,喷 油 器,第二节 喷油器,19,喷油泵的组成,喷油泵主要由,泵油机构、油量调节机构、驱动机构和泵体,等几大部分组成。,第三节喷油泵,图 喷油泵总体结构,类型：,A.,柱塞泵；,B.,转子分,配式,（体积小、质量轻、使,用方便）；,C.,喷油泵,喷油器,。,20,一、柱塞式油泵,1.作用 定压、定量、定时、定序,向喷油器供油。,2.要求,A.按作功顺序供油；B.各缸供油量均匀；,C.各缸供油提前角一致，停油迅速彻底。,喷油泵总体结构,第三节喷油泵,21,一、柱塞泵,1.柱塞泵的结构,柱塞式喷油泵,由分泵、油量,调节机构、驱,动机构、泵体,四部分组成。,第三节喷油泵,22,一、柱塞泵,分泵,主要由柱塞副、出油阀组成。,油量调节机构,作用为执行驾驶员的指令，转动柱塞改变分泵的供油量。,类型：,拨叉式和齿杆式,两种。,第三节喷油泵,23,A.齿杆式油量调节机构,B.拨叉式油量调节机构,第三节喷油泵,24,A.齿杆式油量调节机构,油量调节机构的装配 标记、弹性齿杆限位器（防冒烟限位）,B.拨叉式油量调节机构,第三节喷油泵,25,A.齿杆式油量调节机构,第三节喷油泵,26,分泵驱动机构,由凸轮轴和滚轮体组成。,曲轴与凸轮轴之间的传动比为:,=2/1,A.凸轮轴,B.滚轮体传动件,第三节喷油泵,27,2.喷油泵的工作原理,进油、压油与回油过程,柱塞副偶件,柱塞的行程,A.全行程 h(对应凸轮升程)。,上止点,下止点,h,第三节喷油泵,28,柱塞泵进油、压油和回油工作过程分析,第三节喷油泵,29,柱塞泵进油、压油和回油工作过程分析,回油过程,进油过程,压油过程,第三节喷油泵,30,2.喷油泵的工作原理,B.有效行程 hg,柱塞泵开始压油至压油结束所对应的柱塞行程。,C.改变有效行程的大小可以改变供油量的多少。,第三节喷油泵,31,3.供油定时的调整,供油定时,：,喷油泵的开始供油的时刻，以供油提前角表示。,供油提前角,：,喷油泵开始供油时，曲柄与上止点之间的夹角称为供油提前角。,上止点,下止点,第三节喷油泵,图：喷油泵的开始供油时,图：供油提前角,32,3.供油定时的调整,喷油泵供油定时的调整用喷油提前器来调整。,第三节喷油泵,33,4.分泵的出油阀,结构：由出油阀座、出油阀减压带、切槽等构成。,作用：,防止燃油倒流；,防止喷油后滴油（“管胀油缩”现象、“管缩油胀”现象）；,防止喷油前滴油。,第三节喷油泵,34,分配式喷油泵简称分配泵，有转子式和单柱塞式两大类。分配泵与柱塞式喷油泵相比，有许多特点：,1),分配泵结构简单，零件少，体积小，质量轻，使用中故障少，容易维修。,2),分配泵精密偶件加工精度高，供油均匀性好，因此不需要进行各缸供油量和供油定时的调节。,3),分配泵的运动件靠喷油泵体内的柴油进行润滑和冷却，因此，对柴油的清洁度要求很高。,第三节喷油泵 VE型柱塞式分配泵,35,二、VE型（柱塞泵）分配泵,VE泵的组成,.输油泵,.高压泵,.调速器,.操纵机构,.传动与驱动装置,.供油提前角自动调节装置,第三节喷油泵,图 VE型（柱塞式）分配泵,36,二、VE型喷油泵,VE泵的组成,1.输油泵,2.高压泵,3.调速器,4.操纵机构,5.传动与驱动装置,6.供油提前角自动调节装置,第三节喷油泵 VE型柱塞式分配泵,37,二、VE型喷油泵,1.驱动机构,当驱动轴旋转时，用,平面凸轮盘上的传动销带动分配柱塞。,平面凸轮盘与,分配柱塞同步旋转,，,凸轮盘还带动,分配,柱塞,在柱塞套内,作往复运动,。往复运动使柴油增压，旋转运动进行柴油分配。,第三节喷油泵 VE型柱塞式分配泵,38,二、VE型喷油泵,1.驱动机构,当驱动轴旋转时，用,平面凸轮盘上的传动销带动分配柱塞。,平面凸轮盘与,分配柱塞同步旋转,，,凸轮盘还带动,分配,柱塞,在柱塞套内,作往复运动,。往复运动使柴油增压，旋转运动进行柴油分配。,第三节喷油泵 VE型柱塞式分配泵,39,二、VE型喷油泵,2.二级滑片式输油泵,作用：将柴油输往,VE型喷油泵内。,第三节喷油泵 VE型柱塞式分配泵,图 叶片式输油泵,40,二、VE型喷油泵,3.高压分配泵,分配柱塞上还加工有,燃油分配孔、数目与气缸数相同的进油槽,。柱塞套上有一个进油孔和数目与气缸数相同的分配油道，每个分配油道都连接一个,出油阀和一个喷油器,。,第三节喷油泵 VE型柱塞式分配泵,41,二、VE型喷油泵,3.高压分配泵,分配柱塞上还加工有,燃油分配孔、数目与气缸数相同的进油槽,。柱塞套上有一个进油孔和数目与气缸数相同的分配油道，每个分配油道都连接一个,出油阀和一个喷油器,。,第三节喷油泵 VE型柱塞式分配泵,42,二、VE型喷油泵 4.VE型泵的工作过程,（1）进油过程；（2）喷油过程；（3）停油过程；,（4）压力平衡过程。,第三节喷油泵,43,二、VE型喷油泵,5.电磁式断油阀,（1）ST 位置,；（2）ON 位置,；（3）OFF位置，断油。,第三节喷油泵,电磁式断油阀的结构原理,44,柱塞式喷油泵（直列泵）,第三节喷油泵 VE型柱塞式分配泵,45,分配式喷油泵（VE泵）,第三节喷油泵 VE型柱塞式分配泵,46,二、VE型喷油泵,6.,供油提前角自动调节器,说明：与汽油发动机相同，柴油机必须随工况的变化，调节供油提前角。,（1）,结构,第三节喷油泵,图 液压式喷油提前器,47,二、VE型喷油泵,6.,供油提前角自动调节器,（2）,自动调节过程,第三节喷油泵,a.当柴油机,转速降低时,，输油泵的油压降低，活塞右移，传力销逆时针摆动，,供油提前角减小,。,b.,当,转速升高时,，输油泵的油压增加，活塞左移，传力销逆时针摆动，,供油提前角增大,。,48,分配式喷油泵（VE泵）,第三节喷油泵 VE型柱塞式分配泵,49,说明：,1.,柴油机是一种不稳定型发动机,，必须装调速器以稳定和调整发动机的转速。,分析：高速运行时，转速提高，使供油量自动增加，从而发动机的转速进一,步提高，如此循环往,复出现,“飞车”,现象。在,低速运行时，转速降低，,使供油量自动减少，从,而发动机的转速进一步,降低，如此循环往复出,现,“熄火”,现象。,第四节 调速器,50,2.调速器的作用,在负荷变化时，,自动增减供油量，,以稳定发动机转速。,第四节 调速器,离心式调速器示意图,51,一、分类,1.按调速功能分,有两速式和全程式两种类型。,2.按工作原理分,有机械离心式、气动式、液压式和复合式（机械气动复合、机械液压复合）四类。,第四节 调速器,52,二、RQ型两速式调速器,作用：,限制高速，稳定怠速。,1.结构,由调速手柄、调速杠杆、,导向销、调速套,筒、角形杠杆及,离心机构组成。,2.工作过程,起动工况,操纵手柄，供给极浓,的混合气。,第四节 调速器,53,怠速工况,操纵手柄，使供油齿杆处于怠速位。,调速过程分析：,A.转速下降时增油加速；,B.转速过高时减油减速。,停车,起动,第四节 调速器,54,怠速工况,调速过程分析：,A.转速下降时,增油加速,B.转速过高时,减油减速,第四节 调速器,55,正常工作状态（,n,D,n,n,maX,）,A.怠速弹簧被压死,B.n n,maX,故离心飞快 无法克服弹簧张力向外移动，调速器不起作用,。,第四节 调速器,56,限制最高转速n,maX,A.操作手柄被置于全负荷位。B.限速过程,当 n n,maX,时，,飞锤外移，减少供油，,使发动机的转速下降，,防止飞车发生。,第四节 调速器,57,3.调速杠杆比,由滑快所分调速杠杆为,n,与,m,两段，两段长度之比,n,/,m,为,调速杠杆比。,n,/,m,之比值，随操,纵手柄的位置变化，,故称为可变杠杆比,调速器。,比值,n,/,m,在怠,速时较小，约,为,n,/,m,=1.35/1。,第四节 调速器,58,4.附加装置,A.怠速稳定弹簧,对调节齿杆起缓冲和限位的作用，使怠速运转更加稳定。,第四节 调速器,59,4.附加装置,B.转矩稳定装置,结构：如图示。,作用：缓冲高速时供油齿杆的振动，减少转矩的波动幅度，使发动机运转平稳。,工作过程：,特点：减少供油,齿杆的频凡移动,或振动，从而减,少转矩的波动。,第四节 调速器,60,四.全速式调速器,1.作用,稳定转速。,2.结构,由调速手柄、调速杠杆、导向销、调速套筒、角形杠杆及离心机构组成。,（a）（b）,图 全速调速器的工作原理,第四节 调速器,61,一、输油泵,1.结构,介绍机械活塞式输油泵由机械活塞油泵总成、进出油阀、手油泵总成等构成。,第五节 燃料供给系辅助装置,62,机械活塞输油泵总成,第五节 燃料供给系辅助装置,63,一、输油泵,2.工作原理,进油过程,输油过程,输油量的自动调节最大泵油量是3,4倍的柴油发动机的需用量。,活塞的上移范围为 0,2e。故泵油量可根据需用量自动调节。,手泵油,第五节 燃料供给系辅助装置,64,二、喷油提前调节装置,供油提前角,的大小对柴油机的工作性能影响很大，必须根据发动机的工况加以调整，,用喷油提前器来调整。,第五节 燃料供给系辅助装置,图 供油提前角自动调节器,65,二、喷油提前调节装置,1.供油正时（喷油正时）,按发动机作功顺序，在每缸压缩上止点前正确供油。,2.喷油泵的供油时刻以,供油提前角,表示。,供油提前角,的大小对柴油机的工作性能影响很大，必须根据发动机的工况加以调整。,第五节 燃料供给系辅助装置,66,3.驱动机构,曲轴正时轮喷油泵凸轮轴正时轮联轴器喷油提前器凸轮轴,第五节 燃料供给系辅助装置,67,驱动机构：,曲轴正时轮、喷油泵凸轮轴正时轮、联轴器、喷油提前器和凸轮轴,第五节 燃料供给系辅助装置,68,4.供油提前角的大小,直喷式约为28,35；分隔式约为15,20,自动调节量为：0,10。,5.喷油提前器,结构,1.主动盘销 2.主动盘 3.从动盘 4.弹簧 5.飞快,第五节 燃料供给系辅助装置,69,各构件的联接关系：,主动盘与飞块绞销联结，从动盘与飞块滚子压靠联结，从动盘驱动凸轮轴。（主动盘内圆面与从动盘外圆面动配合）。,第五节 燃料供给系辅助装置,70,2.工作原理,nne F,C,（离心作用）飞快张开 从动盘相对向前转动 供油提前角增大。,自动调节量为：,0 10,第五节 燃料供给系辅助装置,71,二、柴油滤清器,1.类型,A、单级式,B、双联式 即一级粗滤器、二级为细滤器。,滤芯材料：单级多为纸制滤芯。细滤为航空毛毡或纺绸滤芯。,2.特点,纸制滤芯具有流量大、阻力小、滤请效率高、使用寿命长、抗水能力强的优良性能。,有的滤请器盖上装有限压阀，当低压回路的油压达到,0.15MPa,时即开启，使柴油流回油箱。,质量小、体积小、成本低和不需要清洗，应用广泛。,第五章 柴油机的燃油系统 第六节 辅助装置,72,二、柴油滤清器,3.几种特殊结构,放气螺钉,抽动手油泵，可排除低压油路中的气体。,溢流阀,p0.15Mpa时，阀开启，低压油 回油。,行驶3000KM后应排污，设有放污螺塞。,第五章 柴油机的燃油系统 第六节 辅助装置,73,一、柴油机电控燃油喷射系统的优点,1.具有多功能的自动调节性能。,2.部件安装、连接方便，提高了维修性。,3.重量轻、尺寸小，提高了柴油机的紧凑性。,4.具有自诊断、检测功能。,二、控制原理,1.组成 由,传感器,、,电控单元（ECU）,和,执行器,组成。,2.控制原理,第五节 柴油机电控燃油喷射系统,控制喷油量,传感器,电控单元（ECU）,执行器,喷油正时,74,三、分类 根据喷油量的控制方式分类：,1.位置控制系统,位置控制系统的特点是在原有的柱塞式喷油泵、分配喷油泵及泵喷油器的基础上进行改造，并加装电子控制系统，以得到对喷油的控制。它是目前商业化最高的一种产品。,2.时间控制系统,（,共轨式电控喷射系统,）,利用高速电磁阀控制高压柴油的导通，在一般情况下，电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开，喷油结束。,喷油正时,取决于电磁阀关闭时刻，,喷油量,则取决于电磁阀关闭持续时间的长短。,第五节 柴油机电控燃油喷射系统,图,位置控制,图,时间控制,75,四、直列柱塞泵电控系统,主要装用了,直流电动机式,电子调速器,与,正时控制器,。,用,电子调速器,实现对喷油量的控制；,用,正时控制器,来对喷油正时进行控制；,第五节 柴油机电控燃油喷射系统,图 直列泵电控喷射系统原理示意图,设有油量调节拉杆（或齿条）位置传感器和正时传感器，对喷油量和喷油正时的控制均采用闭环控制方式，达到控制,最佳的喷油量和喷油时刻,。,76,五、电控分配式喷油泵（,ECDV1,电控分配泵,）,主要装用了,电子调速器,与,正时控制器,。,用,电子调速器,实现对喷油量的控制；,液压式供油提前器增加了,供油时间控制阀,1，来对,喷油正时,进行控制；,第五节 柴油机电控燃油喷射系统,图 电控分配式喷油泵原理示意图,77,五、电控分配式喷油泵（,ECDV1,电控分配泵,）,2.供油量的控制,第五节 柴油机电控燃油喷射系统,图 电控分配式喷油泵原理示意图,控制喷油量,传感器,电控单元（ECU）,执行器,供油量控制电磁阀,供油量调节套 筒位置传感器,信号进行反馈修正,78,五、电控分配式喷油泵（,ECDV1,电控分配泵,）,3.怠速转速的控制,第五节 柴油机电控燃油喷射系统,图 电控分配式喷油泵原理示意图,控制喷油量,传感器,电控单元（ECU）,供油量控制电磁阀,(,执行器,),加速踏板位置传感器等,79,五、电控分配式喷油泵（,ECDV1,电控分配泵,）,4.供油正时的控制,第五节 柴油机电控燃油喷射系统,控制供油正时,传感器,电控单元（ECU）,执行器 供油正时控制阀,供油提前器活塞位置传感器,进行,供油正时,反馈修正,80,六、电控共轨式柴油喷射系统,1组成,由喷油泵、共轨管、喷油器、电控单元和各种传感器（油量控制踏板位置传感器、水温传感器、发动机转速传感器、车速传感器、曲轴位置传感器、共轨压力传感器）等组成。,第五节 柴油机电控燃油喷射系统,图 电控共轨式柴油喷射系统,有一定压力的柴油经,共轨,分别输入各缸,喷油器,，喷油器的,电磁阀控制喷油量和喷油正时,，喷油器喷出的高压柴油高达,120160MPa,，甚至2,00MP,a。,81,六、电控共轨式柴油喷射系统,2主要零部件结构,l）喷油泵 喷油泵的功用是产生高压油。,顶起柱塞的凸轮有,3个,工作凸轮面，它们相互错开,120,。凸轮轴每转,1周,，可向共轨管,供油3次,。,第五节 柴油机电控燃油喷射系统,图 电控共轨式柴油喷射系统,图 喷油泵,82,六、电控共轨式柴油喷射系统,2主要零部件结构,2）电控喷油器,作用：电控喷油器的功用是准确控制向气缸喷油的时间、喷油量和喷油规律。,工作过程：电磁阀关闭，执行喷油；电磁阀打开，喷油结束。,喷油正时,取决于电磁阀关闭时刻，,喷油量,则取决于电磁阀关闭持续时间的长短。,第五节 柴油机电控燃油喷射系统,图 带三通阀控制的喷油器,1针阀座；2针阀；3蓄压室；4活塞；5单向阀；6进油管（高压）；,7滑阀；8铁芯；9回位弹簧；10电磁阀；11回油管；12泄流通道,83,五、电控分配式喷油泵（,ECDV1,电控分配泵,）,3）控制部分,控制部分包括相关传感器、电控单元和执行机构。,电控喷油器的喷油量、喷油时间和喷油规律除了取决于柴油机的转速、负荷外，还与进气流量、冷却液温度、废气排放等因教有关。所以，必须采用相关的传感器，采集相关数据。,电控共轨式柴油喷射系统中有关传感器的结构和工作原理与汽油机的电控汽油喷射系统的传感器基本相同。,第五节 柴油机电控燃油喷射系统,控制供油正时,与供油量,传感器,电控单元（ECU）,执行机构,进行,供油正时与供油量的,反馈修正,84,