第七章柴油机燃料供给系.doc

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课　 题：
柴油机燃料供给系
课 型:
理论课
授课时间：

课时分配：
共 课时，第 课时
教学目标:

1. 了解柴油发动机燃料供给系的作用、组成和基本工作原理
2．掌握喷油器和喷油泵的构造原理及检修
3. 掌握柴油发动机常见故障和检修

教学重点：
柴油机燃料供给系基本结构、工作原理
教学难点:

喷油泵和喷油器的工作原理
教学过程：
第一节 概述

一、柴油机燃料供给系的功用
柴油发动机燃料供给系的功用是完成燃料的储存、滤清和输送工作,按柴油机不同工况的要求，定时、定量、定压并以一定的喷油品质将燃料喷入燃烧室，使其与空气迅速混合和燃烧，最后将废气排入大气。
二、柴油机燃料供给系的组成
柴油机燃料供给系由燃料供给装置、空气供给装置、混合气形成装置及废气排出装置四部分组成，如图6.1所示.

1—燃油箱; 2—低压油管; 3—柴油滤清器； 4—输油泵； 5-柱塞式喷油泵； 6—回油管; 7—高压油管； 8—燃烧室；9—排气管； 10—喷油器； 11-回油管； 12—进气管； 13—空气滤清器。
图6.1 柴油机燃料供给系
1．燃料供给装置由燃油箱、输油泵、喷油泵、喷油器、柴油滤清器、低压油管、高压油管及回油管等组成.
2．空气供给装置由空气滤清器、进气管及进气道等组成,增压柴油机还装有进气增压装置.
3．混合气形成装置由燃烧室等组成。
4．废气排出装置由排气道、排气管及排气消声器等组成。
三、柴油机燃料供给系的工作原理
输油泵从燃油箱内将柴油吸出，经柴油滤清器滤去杂质后进入喷油泵的低压油腔，喷油泵柱塞将燃油压力提高,经高压油管送至喷油器.当燃油压力达到一定值时,喷油器将燃油以雾状喷入燃烧室形成混合气。喷油器顶部回油孔泄漏极少量燃油及喷油泵低压油腔限压阀流出过量燃油，经回油管流回燃油箱。
柴油机燃料供给系统可分为低压和高压两个油路。低压油路是指从燃油箱到喷油泵入口的这一段油路，该油路中的油压是由输油泵建立的，其压力一般为150～300kPa。高压油路是指从喷油泵到喷油器的这一段油路,该油路中的油压是由喷油泵建立的，一般在10MPa以上.
四、柴油机燃烧室
由于柴油机混合气的形成和燃烧主要是在燃烧室内进行的，所以燃烧室的结构形式对可燃混合气的形成和燃烧有直接的影响。根据混合气的形成方式及燃烧室的结构特点,柴油机燃烧室可分为两大类:统一式燃烧室和分隔式燃烧室。

五、混合气的燃烧过程
根据气缸中压力和温度的变化特点，可将混合气的形成和燃烧过程按曲轴转角划分为4个阶段，即着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期，如图6。4所示。

图6.4 柴油机燃烧过程中气缸压力与曲轴转角的关系
1.着火延迟期 它又称备燃期，如图6。4中的AB段，从燃油开始喷入燃烧室内(A点）到由于开始燃烧而引起压力升高脱离压缩线开始急剧上升（B点)之间的曲轴转角称着火延迟期。在此期间，喷入气缸内的雾状柴油并不能立即燃烧，而是从气缸内的高温空气中吸收热量逐渐蒸发、扩散与空气混合,进行燃烧前的化学准备，然后产生一火焰中心,历时时间为0。0001～0。0007s。时间虽短，却对整个燃烧过程影响很大。
2.速燃期 如图6。4中的BC段，即从压力脱离压缩线开始急剧上升（B点）到达最大压力（C点）。在速燃期内,燃料迅速燃烧，气缸内压力和温度急剧上升，直到压力达到最大值（C点)为止。
3。缓燃期 如图6.4中的CD段，即从最大压力（C点）至最高温度（D点）。一般喷射过程在缓燃期都已经结束，随着燃烧过程的进行，空气逐渐减少而燃烧产物不断增多，燃烧的进行逐渐缓慢。
4。补燃期 如图6.4中的CD段，即从最高温度(D点）至燃油基本燃烧完（E）.补燃期的终点很难确定，一般当热量达到循环总放热量95%～99%时，就可以认为补燃期结束。

第二节 柴油机燃料供给系主要部件构造与维修

喷油泵也称为高压油泵,一般与调速器连在一起，其作用是按照柴油机的运行工况和气缸工作顺序，以一定规律适时、定量地向喷油器输送高压燃油。
一、 对多缸柴油机喷油泵的要求
1、保证定时 各缸供油次序要符合发动机工作次序，严格按照规定的供油时刻供油，并保证一定的持续供油时间。
2、保证定量 根据柴油机不同工况要求，供给相应的油量.
3、保证压力 向喷油器供给的柴油应具有足够的压力，以获得良好的喷雾质量。
4、保证各缸工作均匀 要求各缸的相对供油时刻、供油量和供油压力等参数要一致.各缸供油不均匀度在标定工况下不大于3%～4%，各缸供油提前角相差不大于0.50。
5、供油开始和结束要求迅速、干脆，避免喷油器产生滴漏或不正常喷射现象。
二、喷油泵的结构形式
喷油泵按工作原理不同大体可分为三类:
1、柱塞式喷油泵 性能良好,使用可靠，为大多数车用柴油机所采用。
2、转子分配式喷油泵 依靠转子的转动实现燃油的增压(泵油）及分配.
它体积小，质量小，成本低，使用方便，但结构复杂。
3、喷油泵-喷油器 特点是将喷油泵和喷油器合成一体,直接安装在气缸盖上，以消除高压油管带来的不利影响。
目前，我国车用的柴油机喷油泵主要是国产Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号泵和在世界上得到广泛应用的A、B、P、Z型系列柱塞泵。柱塞式喷油泵的基本结构如图所示。

1—凸轮； 2—挺杆部件； 3-弹簧下座; 4—柱塞弹簧; 5—柱塞; 6—柱塞套; 7—铜质密封垫圈； 8—出油阀座； 9—出油阀； 10—出油阀弹簧； 11—出油阀压紧座； 12-定位螺钉； 13-密封垫圈； 14—螺钉; 15—调节叉; 16-供油拉杆; 17-调节臂; 18—滚轮.
柱塞式喷油泵

三、柱塞式喷油泵的工作原理
柱塞式喷油泵的泵油原理如图6.11所示.柱塞的圆柱表面上铣有直线形（或螺旋形）油量控制槽，控制槽内腔和柱塞上面的泵腔用柱塞中心孔道连通.柱塞套上有两个进油孔与喷油泵体上的压油腔相通。柱塞由凸轮驱动，在柱塞套内作上下往复运动，实现以下泵油过程。

1—柱塞； 2—柱塞套； 3—油量控制槽； 4、8—进油孔；
5—出油阀; 6—出油阀； 7-出油阀弹簧; 9—中心油道

图6。11 柱塞式喷油泵的工作原理

1、进油过程 当柱塞下移至进油孔的下止点位置时，燃油便在真空度和输油泵的压力作用下，低压油腔经进油孔4和8被吸入，充满柱塞上腔,如图6.11a所示.
2、压油过程 当柱塞 由下止点向上移动至将进油孔关闭时，油泵柱塞上腔的燃油压力迅速升高，推开出油阀，此时高压燃油经高压油管流向喷油器，如图6.11b所示。
3、回油过程 当柱塞继续上移至图6。11c所示位置时,油量控制槽与进油孔接通，泵腔内的燃油经柱塞中心孔道、油量控制槽从进油孔流回低压油腔，于是泵腔内的油压迅速下降，出油阀在弹簧压力的作用下立即回位，喷油泵供油停止.
4、停油过程 当柱塞转到图6。11d所示位置时，柱塞不能完全封闭进油孔8时，因此，有效行程为零,即喷油泵处于不泵油状态。
柱塞行程h对某一喷油泵是一定的，但并非在整个行程h内都供油,只在柱塞完全封闭进油孔4和8之后到柱塞油量控制槽与进油孔开始接通之前的这一部分柱塞行程hg内才供油，所以hg称为柱塞有效行程,如图6。11e所示.
四、 喷油泵的拆装与检修
1. 喷油泵的解体
（1） 使用专用工具。
（2） 零件拆下之后，要按部位顺序放置.
（3） 对有装配位置要求的零件，如齿杆、调整螺钉等零件，应作标记标明原来的装配位置，防止装配时改变原有的相对位置.
（4） 喷油泵总成包括分泵、输油泵、调速器、供油提前角自动调节装置和泵体等零部件，在解体时应先分解成部件，然后结合检验修理进一步分解。
2. 喷油泵的检查
柴油机燃料系的的关键件是柱塞副、出油阀、喷油嘴(针阀）偶件等三大精密偶件。它们在很高的压力下工作，要求有足够的密封性,以保证油压的形成，还要求这些零件有很高的耐磨性。
精密偶件磨损后会造成柴油机起动困难、怠速不稳、功率不足、油耗增加、排气冒黑烟和工作粗暴等现象。
（1） 齿条与扇齿齿面
（2） 柱塞双耳与油量控制套筒双侧面
（3） 挺柱与挺柱座孔圆柱面
（4） 出油阀配合面
（5） 柱塞配合面
（6） 齿条与齿条套筒柱面
（7） 凸轮
（8） 轴承
3. 喷油泵的装配
4. 喷油泵的试验与调整
喷油泵的试验调整内容包括三个方面：供油时刻(角度)，供油量及调速器的调整。

喷油器

喷油器由喷油头、喷油器体和调压装置三部分组成。

二、 喷油器的维护与修理
喷油器的检查与调整：
喷油器常见的故障为喷油器开启压力不当、喷雾不良、喷油器漏油等。
检查与调整如下：
（1） 外观检查：喷油器是否有机械损伤
（2） 性能检查：密封性能检查、喷油压力的调整以及喷雾检查。

输油泵

4、 输油泵的检修
输油泵解体后，检查单向阀及阀座的磨损情况,若有破裂或严重磨损时，应予以更换.若磨损轻微，可研磨修复。
输油泵活塞与壳体由于磨损出现配合松旷和运动不稳时，应更换新泵。
输油泵装复后，要进行以下性能试验：密封性试验、吸油能力的试验、输油量的检验、输油压力的检验。

调速器

一、 功用：
调速器的功用：在柴油机工作时,根据转速的变化自动调节喷油泵的供油量，以稳定和限制柴油机转速,使柴油机在不同工况下稳定运转。
二、 种类
按转速传感器原理分:机械离心式、气动式、液压式、复合式调速器；
按工作转速分:两速式和全程式调速器.其中，两速式调速器只能起到稳定低速(怠速）和限制高速的作用，在中等转速时不起作用。全程式调速器在各种转速下均起调速作用。

联轴节及供油提前角自动调节器

一、联轴节

二、供油提前角调节装置

三、 供油提前角自动调节器

柴油滤清器和油水分离器

一、 柴油滤清器
功用：滤除柴油中的机械杂质和水分，保证供油系统正常工作，延长零部件的使用寿命。
结构:壳盖及滤芯（网状）

柴油滤清器结构图

二、 油水分离器
位置：安装在燃油箱及输油泵之间。
功用：除去柴油中的水分。
组成:手压膜片泵、液面传感器、浮子、分离器壳体和分离器盖等。

第三节 柴油机燃油系统的故障诊断与排除

柴油机燃油供给系分为：低压油路、高压油路及回油油路三部分。柴油机燃油系统常见的故障有：发动机不能起动或起动困难、发动机动力不足、发动机怠速不稳、发动机工作粗暴、排气管排烟不正常及发动机超速等。

教学反思

备注