汽車拖拉機(jī)學(xué)-柴油機(jī)供油系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容柴油機(jī)供油系統(tǒng)第一節(jié)柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒

第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)第三節(jié)電控式供油系統(tǒng)1的重點(diǎn)、難點(diǎn)■

機(jī)械式供油系統(tǒng)的組成原理■

電控式供油系統(tǒng)的組成原理的教學(xué)要求■

掌握柴油機(jī)混合氣燃燒原理■

掌握電控高壓共軌供油系統(tǒng)的課程思政融入點(diǎn)1.柴油機(jī)混合氣燃燒原理與討論2.電控高壓共軌供油系統(tǒng)與實(shí)踐的課程思政的育人目標(biāo)■

專業(yè)與社會(huì)■

創(chuàng)新思維■

環(huán)保意識(shí)■

科學(xué)精神■

科技發(fā)展■

產(chǎn)業(yè)報(bào)國■

使命責(zé)任感課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效柴油機(jī)混合

氣燃燒原理

與討論1.空間霧化混合和壁面油膜蒸發(fā)

混合是如何進(jìn)行形成柴油機(jī)混合

氣的?有何優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?2.柴油機(jī)為何有多種燃燒室?3.如何降低柴油機(jī)燃燒噪聲?信息化載體、參觀

體驗(yàn)、課堂討論；

制作講義或教材、

制作PPT專業(yè)與社會(huì)創(chuàng)新

思維環(huán)保意識(shí)電控高壓共

軌供油系統(tǒng)

與實(shí)踐1.為何柴油機(jī)均采用電控高壓共

軌供油系統(tǒng)?2.電控高壓共軌供油系統(tǒng)是如何

實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)噴油和混合的?3.電控高壓共軌供油系統(tǒng)的卡脖

子技術(shù)是什么?信息化載體、參觀

體驗(yàn)、課堂討論；

制作講義或教材、

制作PPT科學(xué)精神科技發(fā)

展產(chǎn)業(yè)報(bào)國使命責(zé)任感

“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表第一節(jié)柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒7柴油機(jī)供油系統(tǒng)可分為兩大類：機(jī)械控制供油和電控供油。機(jī)械控制供油主要有直列泵、分配泵、泵噴嘴、單體泵等多種供給方式，其中直列泵應(yīng)用歷史悠久，目前在拖拉機(jī)上還大量采用。機(jī)械控制供油方式在汽車上已淘汰。電控供油主要有電控直列泵、電控分配泵、電控泵噴嘴、電控單體

泵、電控高壓共軌等方式。其中電控高壓共軌是一種新型柴油噴射機(jī)構(gòu)，

在汽車、拖拉機(jī)上得到廣泛應(yīng)用，其他幾種電控供油方式是在原來的機(jī)

械控制噴射機(jī)構(gòu)上，加上電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)而形成的，在汽車、拖拉機(jī)上應(yīng)用較少。8第一節(jié)

柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒一、柴油柴油機(jī)具有熱效率高、可靠性好、排氣污染少和適用功率范圍大等優(yōu)點(diǎn)。與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)所用燃料的理化特性決定了其燃料供給、著火與燃燒方式的不同。柴油機(jī)采用壓燃著火，即在壓縮行程接近終了時(shí)，把柴油噴入氣缸，

使之與空氣混合形成可燃混合氣，并利用缸內(nèi)空氣壓縮所形成的高溫、

高壓使其自行發(fā)火燃燒。燃燒過程及燃燒特性對(duì)柴油機(jī)的動(dòng)力性、

燃油

經(jīng)濟(jì)性、排放特性和噪聲振動(dòng)特性等性能都有重要影響。9柴油和汽油一樣都是石油制品。在石油蒸餾過程中，溫度在200℃~350℃之間的餾分即為柴油。柴油分為輕柴油和重柴油。

輕

柴油用于高速柴油機(jī)，重柴油用于中、低速柴油機(jī)。汽車、拖拉機(jī)柴油機(jī)均為高速柴油機(jī)，所以使用輕柴油，習(xí)慣上稱為柴油。1.柴油的牌號(hào)根據(jù)GB

19147—2016《車用柴油》,按照低溫流動(dòng)性車用柴油

分為5號(hào)、0號(hào)、

-

10號(hào)、

-20號(hào)、

-35號(hào)和-50號(hào)等6個(gè)牌號(hào)，其規(guī)格與質(zhì)量指標(biāo)可參閱國標(biāo)GB

19147。2.柴油的使用性能柴油的使用性能指標(biāo)主要是燃燒性、蒸發(fā)性和凝點(diǎn)。10(1)燃燒性是指燃油的抗粗暴能力，柴油機(jī)工作時(shí)，柴油被噴入燃燒室后，并非立即著火燃燒，而要經(jīng)過一段時(shí)間的物理和化學(xué)準(zhǔn)備，這個(gè)準(zhǔn)備時(shí)間稱為備燃期。若備燃期過長(zhǎng)，在燃燒開始前，燃燒室內(nèi)積聚的柴油會(huì)過多，致使大量柴油同時(shí)燃燒，氣缸內(nèi)壓力急劇升高，從而導(dǎo)致柴油機(jī)工作粗暴；反之，若備燃期短，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作柔和，而且可在較低溫度下發(fā)火，有利于啟動(dòng)。柴油燃燒性的評(píng)定指標(biāo)是十六烷值，十六烷值高的柴油，自燃點(diǎn)低。但十六烷值過高的柴油噴入燃燒室后，還來不及與

空氣充分混合就著火，使柴油在高溫下裂解分離出大量的游離碳，造成油耗、煙度上升。一般汽車用柴油的十六烷值應(yīng)在40～50范圍內(nèi)。11(2)蒸發(fā)性是指柴油汽化的能力，用蒸餾表示，柴油的餾程采用50%、9

0

%

及95%的回收溫度。50%回收溫度(GB19147規(guī)定為300℃)較低，說

明柴油中的輕質(zhì)餾分較多，發(fā)動(dòng)機(jī)容易啟動(dòng)，但同時(shí)也會(huì)使柴油機(jī)工作粗暴。90%和95%回收溫度較高，

GB19147規(guī)定355~365℃,即柴油中的重質(zhì)餾分的較多，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、油耗及排放有一定的影響。(

3

)

凝

點(diǎn)是表示柴油冷卻到液面不能移動(dòng)的最高溫度，柴油的凝點(diǎn)應(yīng)比柴油機(jī)最低工作溫度低3℃~5℃以上。凝點(diǎn)過高將造成油路堵塞。12(2)蒸發(fā)性是指柴油汽化的能力，用蒸餾表示，柴油的餾程采用50%、90%及95%的回收溫度。50%回收溫度(GB19147規(guī)定為300℃)較低，說明柴油中的輕質(zhì)餾分較多，發(fā)動(dòng)機(jī)容易啟動(dòng)，但同時(shí)也會(huì)使柴

油機(jī)工作粗暴。90%和95%回收溫度較高，GB

19147規(guī)定355~365℃,即柴油中的重質(zhì)餾分的較多，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、油耗

及排放有一定的影響。(

3

)

凝

點(diǎn)是表示柴油冷卻到液面不能移動(dòng)的最高溫度，柴油的凝點(diǎn)應(yīng)比柴油機(jī)最低工作溫度低3℃~5℃以上。凝點(diǎn)過高將造成油路堵塞。13第一節(jié)

柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒二、可燃混合氣的形成柴油機(jī)所用燃料，即柴油不易蒸發(fā)，因此柴油機(jī)是采用缸內(nèi)混合的

方式形成可燃混合氣。其燃料借助噴油系統(tǒng)在壓縮行程接近上止點(diǎn)時(shí)高

壓噴射進(jìn)入氣缸后，在極短的時(shí)間(一般為0.0007～0.003s)內(nèi)經(jīng)歷破碎霧化、吸熱蒸發(fā)、擴(kuò)散與空氣混合等過程，形成可燃混合氣并自行著火燃燒。由于柴油機(jī)的混合氣形成的時(shí)間比汽油機(jī)短得多，而且柴油的蒸發(fā)性和流動(dòng)性都較汽油差，使得柴油難以在燃燒前徹底霧化蒸發(fā)并

與空氣均勻混合，因而柴油機(jī)可燃混合氣的品質(zhì)較汽油機(jī)差。柴油機(jī)不

得不采用較大的過量空氣系數(shù)(>1)

,

且需組織各種形式的氣流運(yùn)動(dòng)，并依靠燃油噴射、氣流運(yùn)動(dòng)以及燃燒室形狀三者的合理匹配，以改善混

合氣的形成，使噴入燃燒室內(nèi)的柴油能夠燃燒得比較完全?；旌蠚獾男?/p>

成過程是控制和決定柴油機(jī)燃燒過程的關(guān)鍵因素。14柴油機(jī)混合氣形成方式從原理上來分，有空間霧化混合和壁面油膜蒸發(fā)混合兩種。1.空間霧化混合將燃油噴射到燃燒室空間進(jìn)行霧化，通過燃油與空氣之間的相互運(yùn)

動(dòng)和擴(kuò)散，在空間形成可燃混合氣的方式稱為空間霧化混合。這時(shí)燃油

與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度是起主要作用的因素。相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高，油粒

與空氣的摩擦和碰撞越激烈，分散后的油粒也越細(xì)小，混合氣也越均勻。

混合氣在這一過程中混有尚未蒸發(fā)汽化的液態(tài)油粒，不完全是氣相的。15第一節(jié)

柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒二、可燃混合氣的形成1.空間霧化混合直噴式柴油機(jī)(除球形燃燒室)采用空間霧化混合方式，主要方法

如圖所示。

一種方法是采用多孔噴油器(6～12孔)以高壓將燃油噴入

燃燒室中的靜止空氣中(更確切地說是有湍流無渦流),通過多個(gè)噴油

射束均勻覆蓋大部分燃燒室以及高壓噴油形成的高度霧化，形成可燃混合氣，如圖a所示?；旌纤枘芰恐饕獊碓从谟褪?，空氣是被動(dòng)參與混合的，因而是一種“油找氣”的混合方式。由于無進(jìn)氣渦流，充量系數(shù)較高，但混合氣濃度分布不均勻。在早期的柴油機(jī)和目前的大型低速柴油機(jī)中，一般過量空氣系數(shù)較大，燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，采用這種混合方式尚

能達(dá)到滿意的指標(biāo)。而在車用高速柴油機(jī)中，由于轉(zhuǎn)速高，燃燒時(shí)間短，過量空氣系數(shù)又較小，這種混合方式不能保證迅速和完全的燃燒。16a)

b)圖5-1

直噴式柴油機(jī)中的混合氣形成方式a)空氣靜止b)空氣做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)17圖b則表示油和氣相互運(yùn)動(dòng)的混合氣形成方法。在有旋的氣流場(chǎng)中，用噴孔較少(3～5孔)的噴油器將燃油噴到燃燒室空間中，在噴油能量和空氣旋流的同時(shí)作用下，

油束的擴(kuò)散范圍迅速擴(kuò)大，能在短時(shí)間內(nèi)形

成大量可燃混合氣。這時(shí)，渦流強(qiáng)度與噴油

射束的匹配是十分重要的，在理想的渦流強(qiáng)

度下，相鄰油束幾乎相接，以使油霧盡可能

充滿燃燒室。渦流太弱，油束擴(kuò)散范圍不夠；渦流過強(qiáng)，如圖5-2所示，上游油束的已燃

氣體(廢氣)會(huì)混入下游油束的未燃混合氣

區(qū)域，反而妨礙燃燒，這種現(xiàn)象也稱為過強(qiáng)

渦流

。圖5-2

過強(qiáng)渦流的現(xiàn)象1—活塞2—噴油器3—油束

4—油束重疊區(qū)

5—活塞凹坑1218在非直噴式燃燒室中，盡管也是空間混合方式，但采用的是兩階段混合方法。第一階段混合時(shí)，利用壓縮渦流和較低壓力噴油射束雙方的能量，在副燃燒室中并不十分均勻的混合狀態(tài)下進(jìn)行著火

燃燒。然后利用高溫高壓燃燒氣體的射流和強(qiáng)擾動(dòng)作用，在主燃燒

室內(nèi)進(jìn)行第二階段的混合與燃燒。因此，這種兩段混合方法降低了

對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)和噴霧特性的要求。撞擊噴射(將燃油高速噴向壁面產(chǎn)生撞擊),

基本上也是一種空間混合方式，通過油束對(duì)不同形狀壁面的撞擊和反彈，使油束的分布范圍擴(kuò)大，在渦流的作用下，快速形成混合氣。192.壁面油膜蒸發(fā)混合以球形燃燒室為代表的壁面油膜蒸發(fā)混合方式

如圖所示。燃油沿壁面順氣流噴射，在強(qiáng)烈的渦流

作用下，在燃燒室壁面上形成一層很薄的油膜。

在

較低的燃燒室壁溫控制下，表層油膜開始時(shí)以較低

的速度蒸發(fā)，加上噴油射束在空間的少量蒸發(fā)，形

成少量的可燃混合氣。著火后，隨燃燒的進(jìn)行，油

膜受熱逐漸加速蒸發(fā)，使混合氣形成速度和燃燒速

度加快。這一混合方式中起主要作用的因素是燃燒

室壁面溫度、空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和油膜厚度?；旌?/p>

氣在這一過程中完全是氣相的。圖5-3

以球形燃燒室為代表的壁面油膜蒸發(fā)混合方式202.壁面油膜蒸發(fā)混合混合氣形成方式在實(shí)際柴油機(jī)中并不是單一存在的，是多

種方式并存，且需配合各種形式的氣流運(yùn)動(dòng)。以中、小型車用

直噴式柴油機(jī)為例，在以空間霧化混合為主的同時(shí)，到達(dá)壁面的

燃油又存在撞擊和油膜蒸發(fā)混合方式；氣流運(yùn)動(dòng)則在以進(jìn)氣渦

流為主的同時(shí)，還有擠流、微渦流乃至多氣門時(shí)專門組織的滾流等方式。這充分反映了實(shí)際柴油機(jī)中混合氣形成和燃燒的復(fù)雜性與多樣性。21壓力PⅡ

Ⅲ

IVCD燃燒始點(diǎn)B4噴油始點(diǎn)E不供油時(shí)氣缸

壓力的變化曲軸轉(zhuǎn)角θ供油提前角三、燃燒過程燃燒過程是柴油機(jī)工作的核心部分，為便于分析，可按曲軸角劃分為4個(gè)階段，即備燃期、速燃期、緩燃期，后燃期，如圖所示。圖5-4

氣缸壓力與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系I—備燃

期

Ⅱ—速燃期Ⅲ—緩燃期

IV—后燃期第一節(jié)

柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒上止點(diǎn)噴油提前角泵油

始點(diǎn)22OO1.備燃期I指噴油器噴油始點(diǎn)A

到燃燒始點(diǎn)B之間的曲軸轉(zhuǎn)角。這一期間進(jìn)行著燃燒前的物理和化學(xué)準(zhǔn)備過程。2.速燃期Ⅱ指從燃燒始點(diǎn)B到氣缸內(nèi)壓力達(dá)最高的C

點(diǎn)之間的曲軸轉(zhuǎn)角?；鹧孀曰鹪囱杆傧蛩闹芡七M(jìn)，上一時(shí)期積存的柴油以及在此期間陸續(xù)噴入的柴油，在已燃?xì)怏w的高溫作用下，迅速蒸發(fā)、混合和燃燒，使氣缸內(nèi)壓力和溫度急劇上升，非增壓柴油機(jī)此時(shí)最高壓力可達(dá)

6～9kPa,

該壓力一般出現(xiàn)在上止點(diǎn)后6°~15CA處。這一時(shí)期

的放熱量占每循環(huán)放熱量的30%左右。233.緩燃期Ⅲ是指從最高壓力點(diǎn)C到最高溫度點(diǎn)D之間的曲軸轉(zhuǎn)角。在此期間，燃燒以很快的速度繼續(xù)進(jìn)行，后期由于氧氣缺少，廢氣增加，燃燒

速度越來越慢。此期間的壓力逐漸下降，但燃?xì)鉁囟仍诶^續(xù)升高，最高溫度可達(dá)1973～2273K,一般出現(xiàn)在上止點(diǎn)后20°~35°CA處。噴油是在D

點(diǎn)以前結(jié)束的，緩燃期內(nèi)的放熱量占每循環(huán)放熱量的70%左右。244.

速燃期IV從最高溫度點(diǎn)D到柴油已基本上完全燃燒的E點(diǎn)之間的曲軸轉(zhuǎn)角。燃燒是在逐漸惡化的條件下緩慢進(jìn)行直到停止。在此期間，壓力和

溫度均下降。為防止柴油機(jī)過熱，應(yīng)盡量縮短后燃期，是縮短后燃期的有效措施。綜上所述，柴油機(jī)的工作特點(diǎn)是工作粗暴、排氣冒煙、噪聲大。從噴油開始到燃燒結(jié)束，僅占50°~60°CA,

可燃混合氣形成的時(shí)

間極短、空間極小。因此，在這段時(shí)間里，提高燃料的霧化程度，加強(qiáng)氣流的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，改善燃燒后期的燃燒條件，是提高柴油機(jī)動(dòng)

力性和經(jīng)濟(jì)性的有效途徑。25第一節(jié)

柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒四、燃燒室柴油機(jī)可燃混合氣的形成與燃燒主要是在燃燒室內(nèi)進(jìn)行的，所以燃燒室的形狀對(duì)可燃混合氣的形成和燃燒有著直接的影響。柴油機(jī)燃燒室按結(jié)構(gòu)形式分為兩大類：統(tǒng)一式燃燒室和分隔式燃燒室。26第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)27第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)一、機(jī)械式供油系統(tǒng)的組成與工作原理機(jī)械式供油系統(tǒng)主要用于國產(chǎn)拖拉機(jī)上。早期的汽車也廣泛采用，但現(xiàn)已被共軌柴油機(jī)所取代。機(jī)械式柴油機(jī)燃油供給系主要有直列式和

分配式，其結(jié)構(gòu)主要包括噴油泵、噴油器和調(diào)速器等主要部件及燃油箱、輸油泵、油水分離器、燃油濾清器、噴油提前器和高、低壓油管等輔助裝

置

。1.直列式供油系統(tǒng)直列式供油系統(tǒng)的核心部分是由直列柱塞式噴油泵、噴油器(噴油嘴)和連接其間的高壓油管組成的高壓油路，因此又稱為“泵-管-嘴”噴油系統(tǒng)。

由于有高壓油管的存在，使噴油系統(tǒng)在柴油機(jī)上的布置比較靈活，但也降低了整個(gè)燃料供給系統(tǒng)高壓部分的液力剛性，并難以實(shí)現(xiàn)

高壓噴射與理想的噴油規(guī)律。直列式供油系統(tǒng)仍在拖拉機(jī)得到采用。282圖所示為裝有直列柱塞式噴油泵的柴油機(jī)燃油供給系。直列柱塞式噴油泵一般由柴油機(jī)曲軸的定時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)。

固定在噴油泵體上的活塞式輸油泵由噴油

泵的凸輪軸驅(qū)動(dòng)。當(dāng)柴油機(jī)工作時(shí)，輸油泵從燃油箱吸出柴油，經(jīng)油水分離器

除去柴油中的水分，再經(jīng)燃油濾清器濾除柴油中的雜質(zhì)，然后送入噴油泵。6圖5-5

裝有柱塞式直列噴油泵的柴油機(jī)供油系統(tǒng)示意圖1—噴油器

2—燃油濾清器

3—柱塞式直列噴油泵

4—噴油提前器5—輸油泵6—調(diào)速器7—油水分離器8—燃油箱9—高壓油管10—回油管11—低壓油管29在噴油泵內(nèi)，柴油經(jīng)過增壓和計(jì)量之后，經(jīng)高壓油管供入噴油器，最后通過噴油器將柴油噴入燃燒室。噴油泵前端裝有噴油提前

器，后端與調(diào)速器組成一體。輸油泵供給的多余柴油及噴油器頂部的回油均經(jīng)回油管返回燃油箱。302.分配式供油系統(tǒng)圖所示為裝有分配式噴油泵的柴油機(jī)燃油供給系。當(dāng)柴油機(jī)工作時(shí)，

一

級(jí)輸油泵將柴油從燃油箱吸出，經(jīng)油水分離器及燃油濾清器，將其送入二級(jí)

輸油泵，柴油在二級(jí)輸油泵中加壓后充入密閉的分配式噴油泵體內(nèi)，再經(jīng)分配式噴油泵增壓計(jì)量后進(jìn)入噴油器。103111圖5-

6

.

裝有分配式噴油泵的柴油機(jī)供油系統(tǒng)示意圖1—燃油箱2—油水分離器

3—一級(jí)輸油泵

4—二級(jí)輸油泵5—燃油濾清器6—回油閥7

—

分配式噴油泵傳動(dòng)軸8

—

調(diào)速手柄9

—

分配式噴油泵體10

—

噴油器11

—

回油管12—分配式噴油泵13—噴油提前器14—調(diào)速器傳動(dòng)齒輪31一級(jí)輸油泵為膜片式泵，由配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸驅(qū)動(dòng)。二級(jí)輸油泵為滑片式泵，裝在分配式噴油泵體內(nèi)，并由分配式噴油泵的傳動(dòng)軸驅(qū)

動(dòng)?；捷斢捅贸隹谟蛪弘S其轉(zhuǎn)速而增加，為控制噴油泵體內(nèi)腔油

壓保持穩(wěn)定，在二級(jí)輸油泵出口設(shè)有調(diào)壓閥。當(dāng)噴油泵體內(nèi)腔油壓超

過規(guī)定值時(shí)，將有部分柴油經(jīng)調(diào)壓閥返回輸油泵入口。噴油泵體內(nèi)腔

油壓一般為0.3～0.7

kPa。在分配式噴油泵體內(nèi)還裝有調(diào)速器和噴油提前器。32第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)二、噴油泵對(duì)于機(jī)械式供油系統(tǒng)，噴油泵的主要作用是定時(shí)、定量地經(jīng)高壓油管向各缸噴油器周期性地供給高壓燃油。常見的柴油機(jī)噴油泵可以分為柱塞式直列泵和轉(zhuǎn)子分配泵兩大類。1.直列式噴油泵直列式塞式噴油泵一般以柱塞行程、泵缸中心距和結(jié)構(gòu)特征為基礎(chǔ)分

成A

、B

、P

、Z

幾個(gè)系列，每個(gè)系列可以改變柱塞直徑和缸數(shù)，以適應(yīng)不

同功率柴油機(jī)的需要。(1)直列式噴油泵的類型①按總體狀況分類。

柱塞式噴油泵有單體式噴油泵和多缸合成式噴油泵②按泵體結(jié)構(gòu)分類。

柱塞式噴油泵有分體式和整體式、

開式和閉式兩類。③按油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)分類。

柱塞式噴油泵有拉桿-撥叉式和齒桿-齒圈式兩種。33(2)直列式噴油泵的泵油工作原理柱塞式噴油泵的工作原理如圖①進(jìn)油口當(dāng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞在柱塞彈簧的作用下向下運(yùn)行

并直到最下端的位置時(shí)，柴油在輸油泵的壓力和柱塞下行的吸力共同作用下從低壓油道經(jīng)進(jìn)、回油道孔流入柱塞上方柱塞套內(nèi)，并充滿上部空間。②供油口當(dāng)凸輪軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到升程逐漸增大時(shí)，凸輪通過滾輪-挺柱體壓縮彈簧推動(dòng)柱塞上行時(shí)，開始有一部分柴油通過柱塞套上的進(jìn)、回油孔被擠回低壓油腔，直至柱塞上端面封住兩個(gè)油孔時(shí)，柱塞上方便形成了一個(gè)密封腔。柱塞從開始上升到該位置的升程稱為預(yù)升程。柱塞繼續(xù)上行，封閉腔內(nèi)的柴油受到壓縮，壓力迅速上

升。34當(dāng)油壓增大到足以克服出油閥彈簧壓力和高壓油管內(nèi)的剩余壓力時(shí)，出油閥上行。當(dāng)出油閥中部的圓柱形環(huán)帶(稱為減壓環(huán)帶)離開出油閥

座上端面時(shí)，高壓柴油從出油閥流出經(jīng)高壓油管而開始向噴油器供油(圖所示)。供油隨著柱塞上行一直持續(xù)到柱塞的斜油槽(或螺旋油槽)與柱塞套上的回油孔相通為止。③停止供油。

隨后柱塞上部的柴油經(jīng)軸向油道和徑向油道流回低壓油道，高壓油路的壓力急劇下降。出油閥在彈簧的作用下關(guān)閉，供

油迅速停止。從柱塞上端面封閉進(jìn)油孔到柱塞斜油槽與回油孔相通的

段升程稱之為供油有效升程。此后隨著凸輪旋轉(zhuǎn)至最大升程而使柱塞

繼續(xù)上行到達(dá)上止點(diǎn)所走過的升程，稱為剩余升程。在剩余升程里，噴油泵不向高壓油管供油。35由噴油泵的工作原理可知，柱塞的總升程h不變，其大小取決與凸輪升程；噴油泵柱塞的供油量及供油的持續(xù)時(shí)間(循環(huán)供油量)

取決于供油有效行程hg。

噴油泵若需根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化而改變供油量，只需改變柱塞供油的有效行程。

一般借助改變斜油槽與柱塞套油孔的相對(duì)位置來實(shí)現(xiàn)。a)

b)

c)

d)圖5-7

柱塞式直列噴油泵的工作原理圖a)

進(jìn)油

b)

供油

c)停止供油

d)

柱塞行程h

和供油行程

hg1—柱塞2—柱塞套

3—出油閥座

4—出油閥

5—進(jìn)油孔

6—回油孔

7—減壓環(huán)帶供油開始

供油終了柱塞下止點(diǎn)柱塞上止點(diǎn)366一(3)柱塞式直列式噴油泵的構(gòu)造多缸式噴油泵由分泵、油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和噴油泵體組成。①分泵。分泵是噴油泵的泵油機(jī)構(gòu)，

多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中分泵的數(shù)量與柴油機(jī)氣缸數(shù)相等。主要由柱塞偶件、柱塞彈簧、彈簧下座、出油閥偶件、出油閥彈簧、出油閥

壓緊座等組成。1211圖5-

8

柱塞式直列噴油泵的構(gòu)造1—出油閥座

2—出油閥3—柱塞套4—噴油泵柱塞

5—齒圈

6—油量控制齒桿

7—控制套筒8—柱塞控制臂

9—柱塞回位彈簧

10—調(diào)節(jié)螺釘

11—凸輪軸12—側(cè)蓋37柱塞偶件由柱塞和柱塞套組成。其功用是：提高柴油壓力，以滿足噴油器噴射壓力的要求，控制供油量和供油時(shí)間。出油閥偶件包括出油閥和出油閥座，它的功用是出油、斷油和斷油后迅速降低高壓油管的剩余壓力，使噴油器迅速停止供油而不

出現(xiàn)滴漏現(xiàn)象。38(3)柱塞式直列式噴油泵的構(gòu)造②油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)柴油機(jī)工況的變化來改變噴油泵的供油量且保證各缸的供油量一致。從噴油泵的工作原理可知，柱塞每循環(huán)的供油量取決于供油的有效行程hg的大小，由于斜槽的存在，只要轉(zhuǎn)動(dòng)柱塞就可以改變柱塞的供油有效行程，從而達(dá)到調(diào)節(jié)供油量的目的。常用的油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有齒桿式、撥叉式和球銷式3種。39圖示為齒桿式油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，油量調(diào)節(jié)套筒4松套在柱塞套1上。在油量調(diào)節(jié)套筒4的下端開有兩個(gè)縱向切槽，柱塞下端的兩個(gè)凸耳5就嵌在切槽之中。調(diào)節(jié)齒圈6

用螺釘鎖緊在油量調(diào)節(jié)套筒上并與調(diào)節(jié)齒桿3嚙合。當(dāng)齒桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)候，柱塞2被帶著轉(zhuǎn)動(dòng)而改變循環(huán)供油量。當(dāng)松開齒

圈的鎖緊螺釘，將油量調(diào)節(jié)套筒及柱塞相對(duì)于柱塞套轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度時(shí)，可調(diào)整各缸

油量的大小和均勻性。這種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的優(yōu)

點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)，工作比較可靠，壽命長(zhǎng)，

但結(jié)構(gòu)尺寸較大。圖5-9

齒

桿

式

油

量

調(diào)

節(jié)

機(jī)

構(gòu)1

—

柱塞套

2—柱塞

3

—

調(diào)節(jié)齒桿4

—

油量調(diào)節(jié)套筒5—凸耳6

—

調(diào)節(jié)齒圈40③傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。多缸合成式噴油泵的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由凸輪軸和滾輪體總成組成。凸輪軸的功用是噴油泵按照柴油機(jī)的工作順序和噴油規(guī)律向各缸供油。凸輪軸兩端支撐在圓錐滾子軸承上，前端裝有聯(lián)軸節(jié)及機(jī)械離心式

供油提前角自動(dòng)調(diào)整裝置后端于調(diào)速器相連。凸輪軸上加工出的凸輪的

數(shù)量與分泵的數(shù)目相等，通常在凸輪軸中部設(shè)有驅(qū)動(dòng)輸油泵的偏心輪。

凸輪的外形應(yīng)根據(jù)不同燃燒室對(duì)噴油規(guī)律要求的不同來選擇。按外形不同，凸輪有凸面凸輪、切線凸輪和凹面凸輪3種基本型式，如圖5-10所示。其中，凸面

凸輪升程的變化比較緩慢，適用于低、

中速柴油機(jī)；凹面凸輪的升程曲線較陡，

但加工不便；切線凸輪則介于二者之間，其凸輪升程的變化比凸面凸輪快，但其輪廓比較簡(jiǎn)單，加工比較方便。目前，高速柴油機(jī)上一般選用切線凸輪。41滾輪-挺柱總成的功用是將凸輪的運(yùn)動(dòng)傳給柱塞。滾輪常見的型式有墊塊調(diào)整式、螺釘調(diào)整式兩種，如圖所示。如墊片調(diào)整式的滾輪體總成由滾輪體、

滾輪軸、滾輪襯套、滾輪、調(diào)整墊塊和導(dǎo)向銷等。帶有襯套的滾輪松套在滾輪軸上，軸兩端支承在滾輪架的座孔中，滾輪體的一側(cè)或兩側(cè)裝有導(dǎo)向銷，泵體上相應(yīng)開有軸向長(zhǎng)槽，導(dǎo)向銷插在該槽中，保證了滾輪體總成只作上下運(yùn)動(dòng)而

不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。滾輪體的工作高度對(duì)噴油泵的供油時(shí)刻產(chǎn)生影響。為了保證各分泵的供油開始角和供油間隔角一致，要求各滾輪體的工作高度一致，存在差異時(shí)必需調(diào)整。調(diào)整的方法是增減墊塊或擰進(jìn)擰出調(diào)整螺釘。a)b)

c)圖5

-

10

噴

油

泵

凸

輪

的

型

式a)凸面凸輪

b)

切線凸輪c)凹面凸輪42a)b)圖5

-

11

滾

輪

-

挺

柱

總

成a)

墊片調(diào)整式

b)

螺釘調(diào)整式1——滾輪襯套2——滾輪軸3——滾輪

4——滾輪體

5

—

調(diào)整墊片6

—

鎖緊螺母

7

—

調(diào)整螺釘43(3)噴油泵體噴油泵體是基礎(chǔ)零件，噴油泵的其他零件均裝在噴油泵體中。國產(chǎn)的I、Ⅱ、Ⅲ

系列的噴油泵為上體和下體的分體式結(jié)構(gòu)，而A、B、P

等系列噴油泵為整體式結(jié)構(gòu)。拖拉機(jī)主要裝備P型噴油泵，與一般柱塞式噴油泵相比，在

安裝尺寸不變的情況下，P型噴油泵可以獲得較大的供油壓力和

較大的噴油量。因此，它適應(yīng)了柴油機(jī)不斷強(qiáng)化和向高速發(fā)展的需

要

。44(4)噴油泵供油提前角的調(diào)整為了保證在氣缸內(nèi)形成良好的混合氣，改善燃燒條件，噴油器必須有一個(gè)合適的噴油提前角。最佳的噴油提前角是在標(biāo)定轉(zhuǎn)速和額定

負(fù)荷的條件下確定的，其值還會(huì)隨著燃料性質(zhì)和內(nèi)燃機(jī)工況的變化而變化，同時(shí)由于凸輪、滾輪等傳動(dòng)部件的磨損，噴油提前角也會(huì)變化。因此，噴油器的噴油提前角必須能夠進(jìn)行調(diào)整。而噴油提前角調(diào)整只

有通過調(diào)整噴油泵的供油提前角才能得以實(shí)現(xiàn)。噴油泵供油提前角調(diào)整的方法有兩種，一種是改變滾輪-挺柱體總成的工作高度。如前所述，通過增減墊塊或調(diào)節(jié)調(diào)整螺釘可使?jié)L輪體的高度發(fā)生變化。當(dāng)滾輪體高度增大時(shí)，噴油泵柱塞提前封閉了柱塞套上的進(jìn)回油孔，供油提前角增大；反之，供油提前角減小。這種調(diào)節(jié)只是用來補(bǔ)償加工和裝配誤差，調(diào)節(jié)的幅度很小，一般用于調(diào)整單個(gè)分泵。45噴油泵供油提前角調(diào)整的另一方法是改變凸輪軸與滾輪挺柱體總成

的相對(duì)位置。通常在噴油泵固定板上開弧形孔進(jìn)行調(diào)整。在噴油泵固定板上開有三個(gè)弧形螺釘孔，噴油泵用螺釘3固定在正時(shí)齒輪室上。調(diào)整時(shí)，

松開連接螺釘，轉(zhuǎn)動(dòng)噴油泵體，即可改變供油提前角。若將噴油泵體逆著

凸輪軸旋轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度β,則柱塞的上端面便提早一些封閉進(jìn)回

油孔，供油提前角增大；反之，則減少。圖5-12

供油提前角的調(diào)整1—噴油泵體

2—滾輪-挺柱體3—螺釘

4—凸輪軸462.轉(zhuǎn)子分配泵轉(zhuǎn)子分配泵系統(tǒng)有端面凸輪驅(qū)動(dòng)的VE

型分配泵系統(tǒng)(圖5-13)和內(nèi)凸輪

驅(qū)動(dòng)的徑向?qū)χ弥到y(tǒng)，多用于轎車和輕型車用柴油機(jī)。與直列泵相比，分

配泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、能在高轉(zhuǎn)速下工作的優(yōu)點(diǎn)，但難以達(dá)到較高的噴油壓力。12圖5-

13VE型分配泵的結(jié)構(gòu)1—滑片式輸油泵

2—調(diào)速器驅(qū)動(dòng)齒輪3—供油提前器4—端面凸輪5—油量控制套環(huán)6—軸向柱塞7—出油

閥8—電磁閥停車裝置9—調(diào)節(jié)杠桿組10—最大油量調(diào)整螺釘11—溢流量孔12—手動(dòng)停車裝置

13—調(diào)速彈簧14—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)手柄15—調(diào)速器滑套16—離心飛塊17—泵蓋18—回油閥

19—驅(qū)動(dòng)軸20—泵體47(1)分配泵的特點(diǎn)分配泵與柱塞式噴油泵相比，有以下特點(diǎn)。①分配泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、體積小、質(zhì)量輕，使用中故障少，

容易維修。②分配泵用一個(gè)柱塞向柴油機(jī)各缸供油，精密偶件加工精度高，

可以使各缸之間供油量差別很小，保證各缸供油的均勻性和供

油時(shí)間的一致性。分配泵單缸供油量和供油提前角不需調(diào)整。③分配泵的運(yùn)動(dòng)件靠噴油泵體內(nèi)的柴油潤(rùn)滑和冷卻，因此，對(duì)柴油的清潔度要求很高。④分配泵凸輪的升程小，有利于提高柴油機(jī)轉(zhuǎn)速。48(2)分配泵的構(gòu)造VE

型分配泵由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、二級(jí)滑片式輸油泵、高壓分配泵頭和電磁

式斷油閥等部分組成。此外，機(jī)械式調(diào)速器和液壓式噴油提前器也安裝在分配泵體內(nèi)。驅(qū)動(dòng)軸由柴油機(jī)曲軸定時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)二級(jí)滑片式輸油泵

工作，并通過調(diào)速器驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)調(diào)速器軸旋轉(zhuǎn)。在驅(qū)動(dòng)軸的右端通過

聯(lián)軸器與平面凸輪盤連接，利用平面凸輪盤上的傳動(dòng)銷帶動(dòng)分配柱塞。柱塞彈簧將分配柱塞壓緊在平面凸輪盤上，并使平面凸輪盤壓緊滾輪。

滾輪軸嵌入靜止不動(dòng)的滾輪架上。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，平面凸輪盤與分配柱塞同步旋轉(zhuǎn)，而且在滾輪、平面凸輪和柱塞彈簧的共同作用下，

凸輪

盤還帶動(dòng)分配柱塞在柱塞套內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。往復(fù)運(yùn)動(dòng)使柴油增壓，旋轉(zhuǎn)

運(yùn)動(dòng)進(jìn)行柴油分配。49凸輪盤上平面凸輪的數(shù)目與柴油機(jī)氣缸數(shù)相同。分配柱塞的結(jié)構(gòu)如圖所示，在分配柱塞1的中心加工有中心油孔3,其右端與柱塞腔相通，而左端與泄油孔2相通。分配柱塞上還加工有燃油分配孔5、壓力平衡槽4和數(shù)目與氣缸數(shù)相同的進(jìn)油槽6。柱塞套上有一個(gè)進(jìn)油孔和數(shù)目與氣缸數(shù)相同的分配油道，每個(gè)分口油道都連接一個(gè)出油閥和一個(gè)噴油器。B—B圖5-14

分配柱塞的結(jié)構(gòu)1—分配柱塞

2—泄油孔3—中心油孔

4—壓力平衡槽5—燃油分配孔

6—進(jìn)油槽50(3)分配泵的工作過程VE

型分配泵的工作過程可分成進(jìn)油、泵油、停油、壓力平衡4個(gè)

過

程

。①進(jìn)油過程。當(dāng)平面凸輪盤12的凹下部分轉(zhuǎn)至與滾輪13接觸時(shí)，

柱塞彈簧將分配柱塞14由右向左推移至柱塞下止點(diǎn)位置，這時(shí)分配

柱塞上的進(jìn)油槽3與柱塞套20上的進(jìn)油孔2連通，柴油自噴油泵體19

的內(nèi)腔經(jīng)進(jìn)油道17進(jìn)入柱塞腔4和中心油孔10內(nèi)。51②泵油過程。

當(dāng)平面凸輪盤由凹下部分轉(zhuǎn)至凸起部分與滾輪接觸時(shí)，分配柱塞在凸輪盤的推動(dòng)下由左向右移動(dòng)。在進(jìn)油槽轉(zhuǎn)過進(jìn)油孔的同時(shí)

，

分配柱塞將進(jìn)油孔封閉，這時(shí)柱塞腔4內(nèi)的柴油開始增壓。

與此同時(shí)，分配柱塞上的燃油分配孔18轉(zhuǎn)至與柱塞套上的一個(gè)出油孔8相通，高壓

柴油從柱塞腔經(jīng)中心油孔、燃油分配孔、出油孔進(jìn)入分配油道7,再經(jīng)出油閥6和噴油器5噴入燃燒室。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(jī)各缸噴油器供油一次。52③停油過程。分配柱塞在平面凸輪盤的推動(dòng)下繼續(xù)右移，當(dāng)柱塞上的泄油孔11移出油量調(diào)節(jié)套筒15并與噴油泵體內(nèi)腔相通時(shí)，高壓柴油從柱塞腔經(jīng)中心油孔和泄油孔流進(jìn)噴油泵體內(nèi)腔，柴油壓力立即下降，供油停止。從柱塞上的燃油分配孔18與柱塞套上的出油孔8相通的時(shí)刻起，至泄

油孔11移出油量調(diào)節(jié)套簡(jiǎn)15的時(shí)刻止，這期間分配柱塞所移動(dòng)的距離為柱

塞有效供油行程。顯然，有效供油行程越大，供油量越多。移動(dòng)油量調(diào)節(jié)

套筒即可改變有效供油行程，向左移動(dòng)油量調(diào)節(jié)套筒，停油時(shí)刻提早，有

效供油行程縮短，供油量減少；反之，向右移動(dòng)油量調(diào)節(jié)套筒，供油量增

加。油量調(diào)節(jié)套筒的移動(dòng)由調(diào)速器操縱。53④壓力平衡過程。分配柱塞上設(shè)有壓力平衡槽16,在分配柱塞旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)過程中，壓力平衡槽始終與噴油泵體內(nèi)腔相通。在

某一氣缸供油停止之后，且當(dāng)壓力平衡槽轉(zhuǎn)至與相應(yīng)氣缸的分配油道連通時(shí)，分配油道與噴油泵體內(nèi)腔相通，于是兩處的油壓趨于平衡。在柱塞旋轉(zhuǎn)過程中，壓力平衡槽與各缸分配油道逐個(gè)相

通，致使各分配油道內(nèi)的壓力均衡一致，從而可以保證各缸供油

的均勻性。54c)d)圖5

-

15

VE

型分配泵的工作過程a)

進(jìn)油過程

b)泵油過程

c)

停油過程

d)

壓力平衡過程1

—

斷

油閥

2

—

進(jìn)

油

孔

3

—

進(jìn)

油

槽

4

—

柱

塞

腔

5

—

噴

油

器

6

—出

油閥

7

—

分

配

油

道

8

—出

油

孔

9

—

壓

力

平

衡

孔10

—

中心油孔1

1

—

泄

油

孔12

—

平面凸輪盤13

—

滾輪

14

—

分配柱塞

15

—

油量調(diào)節(jié)套筒

16

—

壓力平衡槽17—進(jìn)油道

18—燃油分配孔19—噴油泵體20—柱塞套13a)b)55(4)分配泵的斷油閥VE

型分配泵裝有電磁式斷油閥，其電路和工作原理如圖所示。啟動(dòng)時(shí)，將啟動(dòng)開關(guān)旋至ST

位置，這時(shí)來自蓄電池1的電流

直接流過電磁線圈4,產(chǎn)生的電磁力壓縮回位彈簧5,將閥門6吸

起，進(jìn)油孔7開啟。柴油機(jī)啟動(dòng)之后，將啟動(dòng)開關(guān)旋至ON位置，這時(shí)電流經(jīng)電阻3流過電磁線圈，電流減小；但由于有油壓的作用，閥門仍然保持開啟。當(dāng)柴油機(jī)停機(jī)時(shí)，將啟動(dòng)開關(guān)旋至OFF

位置，這時(shí)電路斷開，

閥門在回位彈簧的作用下關(guān)閉，從而切斷油路，停止供油。56圖5

-

16

電磁式斷油閥的電路及其工作原理圖1—蓄

電池2

—

起

動(dòng)

開

關(guān)3

—

電

阻4—

電

磁

線

圈

5

—

回

位

彈

簧

6

—

閥

門7—

進(jìn)

油

孔

8

—

進(jìn)

油

道3OFFONST1572-(5)分配泵的噴油提前器在VE

型分配泵體的下部安裝有液

壓式噴油提前器，其結(jié)構(gòu)如圖。在噴油提前器殼體1內(nèi)裝有活塞2,活塞左端與二級(jí)滑片式輸油泵的入口相通，并有彈簧5壓在活塞上?；钊叶伺c噴油泵體內(nèi)腔相通，其壓力等于

二級(jí)滑片式輸油泵的出口壓力。當(dāng)柴油機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，作用在活塞左、右端的力相等，活塞處于某一平衡位置。6754

3

2圖5-17

液壓式噴油提前器的結(jié)構(gòu)1—?dú)んw

2—活塞

3—連接銷

4—傳力銷

5

—

彈簧6

—

滾輪

7—滾輪架8——滾輪軸58(5)分配泵的噴油提前器若柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高，二級(jí)滑片式輸油泵的出口壓力增大，作用于活塞右

端的力隨之增加，推動(dòng)活塞向左移動(dòng)，并通過連接銷3和傳力銷4帶動(dòng)滾輪架7繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，直至活塞兩端的力重新達(dá)到平衡為止。

滾輪架的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與平面凸輪盤的旋轉(zhuǎn)方向正好相反，使平面凸輪提前一

定角度與滾輪接觸，供油相應(yīng)提前，即供油提前角增大。反之，若柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低，則二級(jí)滑片式輸油泵的出口壓力也隨之減小，

作用于活塞右端的力減小，活塞向右移動(dòng)，并帶動(dòng)滾輪架向著平面凸輪盤旋轉(zhuǎn)的同一方向轉(zhuǎn)過一定的角度，使供油提前角減小。59第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)三、調(diào)速器1.功用調(diào)速器是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，它可根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷的變化，自動(dòng)

增減噴油泵的供油量，使柴油機(jī)能夠以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。根據(jù)噴油泵的工作原理，噴油泵每個(gè)工作循環(huán)的供油量主要取決

于調(diào)節(jié)拉桿的位置，此外，還受到噴油泵速度特性的影響。柴油機(jī)在

實(shí)際工作過程中，外界的負(fù)荷是經(jīng)常變化的。當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷突然由大

變小時(shí)，供油調(diào)節(jié)拉桿可能由于某種原因仍保持在原來的大供油量位

置，顯然，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)升高。這時(shí)在噴油泵速度特性的作用下，供油量會(huì)繼續(xù)增大，促使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高。60這種供油與轉(zhuǎn)速之間的惡性循環(huán)將導(dǎo)致柴油機(jī)超速或“飛車”

,從而造成排氣冒黑煙、柴油機(jī)過熱，往復(fù)運(yùn)動(dòng)零件的慣性力增大，使某些機(jī)件因過熱或過載而損壞。當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷突然增大時(shí)，其情況正

好相反，即供油量減小，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速突然下降以至熄滅。柴油機(jī)超

速或怠速不穩(wěn)，往往出自于偶然的原因，駕駛?cè)穗y于做出及時(shí)反應(yīng)。

這時(shí)，唯有調(diào)速器能夠根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化及時(shí)調(diào)節(jié)噴油泵的供油

量

，保持柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。612.類型根據(jù)調(diào)速器的工作原理，調(diào)速器的類型可分為機(jī)械式、液壓式和

氣動(dòng)式3類。機(jī)械式調(diào)速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，廣泛應(yīng)用于中、小

型柴油機(jī)上。

液壓式調(diào)速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，調(diào)節(jié)靈敏性好，作用在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上的調(diào)節(jié)力大，主要用于大型柴油機(jī)。氣動(dòng)式調(diào)速器

應(yīng)用在少數(shù)小型柴油機(jī)上。62機(jī)械式調(diào)速器根據(jù)其轉(zhuǎn)速作用的范圍可分為：?jiǎn)纬淌秸{(diào)速器、兩速式調(diào)速器和全程式調(diào)速器3種。拖拉機(jī)和柴油機(jī)常用兩速式和

全程式調(diào)速器。調(diào)速器要實(shí)現(xiàn)其功能，必須有兩個(gè)基本組成部分，

一個(gè)是速

度感應(yīng)元件，另一個(gè)是調(diào)節(jié)供油拉桿的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。機(jī)械式調(diào)速器

采用的是具有一定質(zhì)量的與調(diào)速彈簧相平衡的鋼球(或飛塊等)

作為感應(yīng)元件。當(dāng)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，利用感應(yīng)元件旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的

離心力的變化來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以改變供油拉桿的位置。632.類型(1)單程式調(diào)速器只在某一規(guī)定的轉(zhuǎn)速下起作用，一般用于恒定轉(zhuǎn)速工況的柴油機(jī)(如發(fā)電機(jī)組)。圖為機(jī)械式單程調(diào)速器簡(jiǎn)圖。噴油泵凸輪軸3帶動(dòng)調(diào)速器傳動(dòng)盤2旋轉(zhuǎn)，在傳動(dòng)盤的內(nèi)錐面上開有凹槽，槽中裝有鋼球4。

在支承軸7上裝有推力盤。推力盤的運(yùn)動(dòng)

可以帶動(dòng)供油拉桿左右移動(dòng)。在推力盤5

與彈簧座8(固定在支承軸上)之間裝有

帶一定預(yù)緊力的調(diào)速彈簧6,供油拉桿的

最大供油位置由支承軸的凸肩限定。圖5-18

機(jī)械式單程調(diào)速器簡(jiǎn)圖1—供油拉桿2—傳動(dòng)盤3—噴油泵凸輪軸

4—鋼球

5—推力盤6—調(diào)速彈簧

7—支承軸

8—彈簧座圖5-19

柴油機(jī)安裝了單程式調(diào)速器時(shí)的調(diào)速特性642.類型當(dāng)噴油泵凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)盤、鋼球一起旋轉(zhuǎn)，鋼球在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離

心力，企圖沿徑向向外飛開。鋼球的離心力作用在推力盤的斜錐面上產(chǎn)生

一個(gè)軸向分力

F1,該力企圖使推力盤向左移動(dòng)并帶動(dòng)供油拉桿減少供油量。

在推力盤的另一側(cè)受到調(diào)速彈簧壓力

Ft

的作用，該彈簧力總是力圖使推力盤向右移動(dòng)并帶動(dòng)供油拉桿增大供油量。當(dāng)柴油機(jī)不工作時(shí)，供油拉桿在彈簧力的作用下處于最大供油位置(圖

5-18中虛線的位置)。柴油機(jī)開始工作后，曲軸的轉(zhuǎn)速逐漸升高，鋼球的

心力也逐漸增大，但由于小于調(diào)速彈簧的壓力，因此推力盤保持不動(dòng)。當(dāng)柴

油機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高到某一轉(zhuǎn)速時(shí)，鋼球離心力的軸向分力與彈簧的壓力相

等，調(diào)速器處于暫時(shí)平衡，這一轉(zhuǎn)速叫作標(biāo)定轉(zhuǎn)速。此時(shí)，推力盤與支承軸

凸肩之間既沒有力的作用，也沒有間隙存在，供油拉桿保持原來的位置不變。652.類型但當(dāng)外界負(fù)荷減少時(shí)，噴油泵供油量超過了實(shí)際需要，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)

矩超過了負(fù)載阻力矩。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)進(jìn)一步提高。鋼球離心力的分力也

隨之增大直至超過調(diào)速彈簧的預(yù)緊力后，鋼球便迫使推力盤移動(dòng)并帶動(dòng)供油拉桿減少供油量，直到供油量重新與負(fù)荷相適應(yīng)為止。

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速便停

止繼續(xù)升高，推力盤也停止移動(dòng)，調(diào)速器便在新的條件下獲得平衡。此時(shí)，在推力盤與支承軸凸肩之間產(chǎn)生了間隙“C”,

柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷減少前

相比要稍高一些。當(dāng)負(fù)荷重新增加時(shí)，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)降低，其作用正好與上述過程相反，調(diào)速

彈簧則推動(dòng)供油拉桿增加供油量，直到兩者重新適應(yīng)為止。

柴油機(jī)安裝了調(diào)速器后，產(chǎn)生的速度特性稱為“調(diào)速特性”。圖5-19所示為柴油機(jī)安

裝了單程式調(diào)速器時(shí)的調(diào)速特性。66(2)兩速式調(diào)速器能在兩個(gè)規(guī)定的轉(zhuǎn)速下起作用，它既可以保持柴油機(jī)

低速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，又能限制柴油機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。兩速式調(diào)速器的結(jié)構(gòu)原理如圖所示。與單程式調(diào)速器相比，兩速式調(diào)速器在推力盤5與彈簧座9(固定在支承軸

上)之間裝有兩根調(diào)速彈簧。

一根外彈簧7的剛度較弱，預(yù)緊力小。緊貼于推力盤5上；另一根內(nèi)彈簧8剛度強(qiáng)，

預(yù)緊力大，安裝時(shí)與推力盤保持一定

距離。此外。供油拉桿除由調(diào)速器控

制外又可由操縱者直接控制圖5-20

兩速式調(diào)速器的結(jié)構(gòu)原理圖1—供油拉桿

2—傳動(dòng)盤3—噴油泵凸輪軸

4—鋼球

5—推力盤

6—內(nèi)彈簧座7—外調(diào)速彈簧8—內(nèi)調(diào)速彈簧

9—彈簧座10—支承軸圖5-21

采用兩速式調(diào)速器發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性672.類型當(dāng)柴油機(jī)未起動(dòng)時(shí)，外調(diào)速彈簧作用在推力盤上，通過推力

盤將供油拉桿向右推向循環(huán)供油量最大的位置。柴油機(jī)起動(dòng)后，

轉(zhuǎn)速上升，鋼球離心力的軸向分力

F1

隨之增大。由于外調(diào)速

彈簧預(yù)緊力小且彈性弱，鋼球離心力的軸向分力

F1

很快大于外調(diào)速彈簧彈力

Ft,所以可以推動(dòng)供油拉桿向左移動(dòng)減少供油量，調(diào)速器開始起作用，此時(shí)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速稱為最低怠速轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高使推力盤5與內(nèi)調(diào)速彈簧接觸時(shí)，由于內(nèi)

調(diào)速彈簧的預(yù)緊力大且剛性強(qiáng)，彈簧力

Ft

瞬時(shí)增大。682.類型隨后轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，但離心力的軸向分力

F1

在較大的速度

范圍內(nèi)還不能增大到足以克服內(nèi)、外調(diào)速彈簧的彈力，供油拉桿

保持不動(dòng)。供油量不變，調(diào)速器停止起作用。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高到使F1=Ft

時(shí)，所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速再稍許增高時(shí)，F(xiàn)1>Ft,

推力盤將壓縮內(nèi)、外調(diào)速彈簧，調(diào)速

器再次起作用，使供油拉桿向左移動(dòng)，供油量減少，使轉(zhuǎn)速又回落到額定值。由此可見，兩速式調(diào)速器只在低于怠速和高于額定轉(zhuǎn)速時(shí)才起作

用，在它們之間則不起作用。

在怠速和額定轉(zhuǎn)速之間，供油量由

操縱人員推動(dòng)操縱桿自行調(diào)節(jié)。圖5-21所示為采用兩速式調(diào)速

器發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性。69(3)全程式調(diào)速器不僅能保持低速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和限制最高轉(zhuǎn)速，而且還能使柴油機(jī)在整個(gè)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的任何轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。單程調(diào)速器由于調(diào)速彈簧的預(yù)

緊力是固定的，所以只能在某一轉(zhuǎn)

速范圍內(nèi)起作用。

如果將裝在支承

軸上的彈簧座做成可移動(dòng)的，由駕

駛?cè)送ㄟ^操縱桿控制，則就轉(zhuǎn)變成了如圖5-22所示的彈簧預(yù)緊力可調(diào)的全程調(diào)速器了。圖5-22

全程式調(diào)速器簡(jiǎn)圖1—供油拉桿

2—傳動(dòng)盤

3—噴油泵凸輪軸

4—鋼球

5—推力盤

6—調(diào)速彈簧

7—彈簧座

8—支承軸

9—怠速限制螺釘10—操縱桿11—高速限制螺釘圖5-

23

裝了全程式調(diào)速器時(shí)柴油機(jī)的調(diào)速特性1—最高調(diào)速范圍2～4—部分轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍702.類型在高速限制螺釘和怠速限制螺釘之間，操縱桿可以處于任何一個(gè)位置，調(diào)速彈簧也就對(duì)應(yīng)某一個(gè)不同的預(yù)緊力。在這一范圍內(nèi)，調(diào)速器起到了無數(shù)個(gè)單程式調(diào)速器的作用。當(dāng)操縱桿處于某一位置而柴油機(jī)負(fù)荷保持穩(wěn)定時(shí)，調(diào)速器內(nèi)的彈力和離心力

軸向分力也處于平衡，柴油機(jī)便在調(diào)速器的作用下以轉(zhuǎn)速nb

穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

如

果此時(shí)駕駛?cè)艘岣卟裼蜋C(jī)轉(zhuǎn)速，便可將操縱桿向左扳動(dòng)(圖5-22中虛線

箭頭的方向),以增大彈簧的預(yù)緊力。

當(dāng)彈簧力增大到

Ft

>F1時(shí)，調(diào)速器

原有的平衡被打破，調(diào)速彈簧迫使推力盤帶動(dòng)供油拉桿增大供油量。

但由

于此時(shí)外界的負(fù)荷并沒有變化，增大了的油量超出了柴油機(jī)負(fù)荷的實(shí)際需要，柴油機(jī)便進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)速。圖5-23所示為裝了全程式調(diào)速器時(shí)柴油機(jī)的調(diào)速特性。71四、噴油器噴油器的功用有兩個(gè)：一是使一定數(shù)量的燃油得到良好的霧化，促進(jìn)燃油著火和燃燒；二是使燃油的噴射按燃燒室形狀合理分布，使燃油與空氣得到迅速而完善的混合，形成均勻的可燃混合氣。噴油器常見的形式有兩種：孔式噴油器和軸針式噴油器。圖5-24

孔式噴油器的結(jié)構(gòu)1—噴油器錐體

2—針閥

3—針閥體4—緊固螺套

5—噴油器體6—頂桿7—調(diào)壓彈簧8—進(jìn)油管接頭

9—調(diào)壓螺釘

10—調(diào)壓螺釘護(hù)帽

11—回油管螺栓第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)721.孔式噴油器孔式噴油器主要用于直接噴射式燃燒室中，燃油的噴射狀況主要

由針閥體下部噴孔的大小、方向和數(shù)目來控制，并與燃燒室的形狀、

大小及空氣渦流情況相適應(yīng)?？资絿娪推鞯膰娍讛?shù)目一般為1～8個(gè)，孔徑為0.2～0.8

mm?？资絿娪推鞯慕Y(jié)構(gòu)與工作原理如圖所示，主要由針閥2、針閥體3、

頂桿6、調(diào)壓彈簧7及噴油器體5等零件組成。73針閥中部的錐面位于針閥體3的環(huán)形油腔內(nèi)以承受油壓，稱為承壓錐面。針閥2下端的錐面與針閥體上相應(yīng)的內(nèi)錐面配合，起密封作用，稱為密封錐面。調(diào)壓彈簧7通過頂桿6,將針閥的密封錐面壓緊在針閥體的內(nèi)錐面上，使噴孔關(guān)閉。柴油機(jī)工作時(shí)，噴油泵供給的柴油經(jīng)進(jìn)油管接頭8、油道進(jìn)入針閥體

下部的環(huán)形油腔內(nèi)。當(dāng)油壓升高到作用在針閥承壓錐面上的軸向力大于

調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力時(shí)，針閥開始向上移動(dòng)，噴油器噴孔被打開，高壓柴

油通過噴孔噴入燃燒室。當(dāng)噴油泵停止供油時(shí)，油壓突然下降，針閥在調(diào)壓彈簧的作用下及時(shí)回位，將噴孔關(guān)閉。74a)b)圖5

-

25

孔

式

噴

油

器

的

工

作

原

理

示

意

圖a)

噴油

b)關(guān)閉75噴油器的噴油壓力與調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力有關(guān)，預(yù)緊力越大，噴油壓力越高。調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力可通過調(diào)壓螺釘9來調(diào)整。噴油器工作時(shí)，會(huì)有

少量柴油從針閥和針閥體的配合表面之間的間隙漏出。這部分柴油對(duì)針閥

起潤(rùn)滑作用，并沿頂桿周圍的空隙上升，最后通過回油管螺栓11進(jìn)入回油

管

，流回柴油箱。針閥和針閥體是噴油器中最關(guān)鍵的零件，兩者合稱為針閥偶件。為保證噴油壓力且能自由滑動(dòng)，兩者的配合間隙要求很嚴(yán)，應(yīng)控制在0.002~

0.003mm之間。針閥偶件是經(jīng)過研磨配對(duì)的，拆裝和維修過程中應(yīng)特別

注意，不能互換。762.軸針噴油器軸針式噴油器通常用于分隔式燃燒室，即渦流室式燃燒室和

預(yù)燃室式燃燒室。軸針式噴油器的工作原理與孔式噴油器相似。如圖所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是針閥在其密封錐面以下伸出一個(gè)軸針，并一直延伸到噴孔外，形狀有圓柱形、順錐形和倒錐形3種，以獲得所需的噴

注錐角。軸針與噴孔形成圓柱形縫隙(約0.005

mm),

使得噴射時(shí)形成的噴注呈空心圓錐形或圓柱形。772.軸針噴油器一般軸針式噴油器只有一個(gè)噴孔，噴孔的直徑一般為1~3mm

。由于噴孔直徑較大，軸針在噴孔內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，具有自潔作

用，噴孔不易積炭。另外，軸針式噴油器噴孔的面積是隨軸針開啟的高度而變化的。初始開啟的面積比較小，使初始噴油速率較小，對(duì)減輕柴油機(jī)的粗暴運(yùn)行有利。針閥的開啟高度一般為0.1

~0.16mm,當(dāng)超過這個(gè)范圍后，噴孔處的柴油流通面積迅速增加，噴油速率加大，促使燃燒在上止點(diǎn)附近完成。78圖5-

26

軸針式噴油器1

—回

油

管

螺

栓

2

—

調(diào)

壓

螺

釘

護(hù)

帽

3

—

調(diào)

壓

螺

釘

4

—

調(diào)

壓

彈

簧

5

—

噴

油

器

體

6

—

進(jìn)

油

道

7—頂

桿8—緊固螺套

9—噴油器進(jìn)油道10—針閥11—針閥體79第二節(jié)機(jī)械式供油系統(tǒng)五、輔助裝置柴油機(jī)供油系統(tǒng)輔助裝置包括燃油箱、燃油濾器及輸油泵等，它們安

裝在燃料供給系統(tǒng)的低壓油路上。1.燃油箱燃油箱的功用是用來為柴油機(jī)貯存燃油。

為了保證柴油機(jī)足夠長(zhǎng)的持

續(xù)工作時(shí)間，燃油箱應(yīng)具有一定的貯油容積。對(duì)于拖拉機(jī)，其油箱容量應(yīng)能保證持續(xù)工作10

h以上。燃油箱一般是用薄鋼板沖壓焊接而成，也有用塑料制造，其結(jié)構(gòu)形式

基本相同，其數(shù)量和安裝位置根據(jù)整體布置而定。目前，較多采用單油箱

或雙油箱。除了貯油之外，燃油箱還應(yīng)能使燃油中的水分和雜質(zhì)得到初步

過濾沉淀。為此，在加油口處常設(shè)有過濾網(wǎng)，使加入的燃油能得到初步過

濾。在油箱底部設(shè)有放油螺塞，用以定期排除油箱里沉積的水和污物。80油箱蓋應(yīng)既能防止燃油滲出，又能防止因油面下降導(dǎo)致油箱內(nèi)形成一定真空度而影響正常供油，故在油箱蓋上開有通氣小孔。對(duì)于較大的

油箱，為了提高油箱的剛度和避免燃油振蕩，在其內(nèi)部設(shè)有隔板。為

了指示油箱中的燃油存量，常設(shè)有油箱油尺或在油箱外部裝透明塑料管直接觀察。汽車燃油箱中裝有油面高度傳感器，其顯示表裝在駕駛室儀表

盤

上

。2.柴油濾清器柴油濾清器的功用是濾除柴油中的雜質(zhì)。對(duì)濾清器的基本要求是阻力小、壽命長(zhǎng)、過濾效率高。濾清器對(duì)機(jī)械雜質(zhì)和水的過濾主要依賴其濾芯微孔的阻攔作用。根據(jù)制作材料的不同，有金屬縫隙濾芯、棉紗濾芯、多孔陶瓷濾芯和微孔紙質(zhì)濾芯。紙質(zhì)濾芯具有流量大、阻力小、濾清效率高、使用壽命長(zhǎng)、質(zhì)量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在拖

拉機(jī)上

。81在某些重型拖拉機(jī)柴油機(jī)上，經(jīng)常裝置粗、細(xì)兩級(jí)濾清器。當(dāng)兩級(jí)濾清器串聯(lián)使用時(shí)，粗濾器采用毛氈等纖維濾芯，細(xì)濾器仍用紙濾

芯。毛氈濾芯可濾除粒度為5～10μm

的雜質(zhì)。3.輸油泵功用是克服低壓油路柴油的流動(dòng)阻力。

為保證有足夠流量和一定壓力的柴油供給噴油泵，其輸油量一般為全負(fù)荷最大噴油量的3～4倍。輸油泵的結(jié)構(gòu)形式有活塞式、膜片式、滑片式和齒輪式等?；钊捷斢捅煤湍て捷斢捅迷谕侠瓩C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸油系統(tǒng)中用得比較多，在這里將介紹活塞式輸油泵?；钊捷斢捅弥饕杀皿w、主油泵、手油泵、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、閥和管路等組成。主油泵由活塞、活塞彈簧、進(jìn)油閥、出油閥、泵體和管路等組成。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由偏心輪和挺桿等組成。82活塞式輸油泵工作原理如圖5-27所示。活塞將泵體內(nèi)腔分為上下兩個(gè)空間，當(dāng)噴油泵凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心輪推動(dòng)挺桿，活塞在挺桿和活塞

彈簧的作用下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)偏心輪凸起部分轉(zhuǎn)離挺桿時(shí)，活塞在彈簧

作用下向上運(yùn)動(dòng)，使上腔的油壓升高，出油止回閥關(guān)閉，柴油便經(jīng)上油

道流向?yàn)V清器，與此同時(shí)下腔油壓降低，進(jìn)油閥被吸開，柴油經(jīng)進(jìn)油口

進(jìn)入活塞下腔，此行程同時(shí)完成吸油和供油兩個(gè)過程，如圖5-27a所示。

當(dāng)偏心輪凸起部分轉(zhuǎn)近挺桿時(shí)，凸輪推動(dòng)挺桿下行，挺桿克服彈簧的彈

力使活塞下移，下腔的油壓升高，進(jìn)油閥被關(guān)閉，出油閥被頂開，于是下腔的柴油經(jīng)下出油道和上出油道流向上腔，而不是直接流向?yàn)V清器，該行程為輸油作儲(chǔ)存準(zhǔn)備，如圖5-27b

所示。偏心輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，又開始新的工作循環(huán)。83很顯然，活塞的最大行程取決于偏心輪的偏心距，它是保持不變的常數(shù)。而活塞的實(shí)際行程取決于活塞彈簧的彈力和上下油腔的壓差，它會(huì)隨著上下油腔壓差的變化而變化(注：下腔油壓基本不變)?；钊膶?shí)際行程為輸油泵的供油行程，決定了輸油泵的供油量。當(dāng)活塞以最大行程工作時(shí)，輸油量最大；活塞行程減小時(shí)，其輸油量也會(huì)

降低。由于輸油泵全行程供給的油量比噴油泵的最大需油量大得多，

輸油泵的輸油量必須能夠根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)，也就是輸油泵的活塞行程可以自動(dòng)調(diào)節(jié)。其調(diào)節(jié)原理如下：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的需油量減少時(shí)，噴油泵對(duì)外供油少，活塞上腔的油壓就會(huì)增加，活塞彈簧的彈力在還沒有將活塞推到全行程時(shí)，便和上

腔的油壓平衡(圖5-27c)。

因而縮短了活塞行程，減少了輸油量。

反之，則會(huì)增大行程，從而增加輸油量。84為了在柴油機(jī)啟動(dòng)前，將柴油充滿濾清器和噴油器，并排除低壓油路中的空氣，

一般在活塞式輸油泵上配置有手油泵。啟動(dòng)前來回推拉手油泵手

柄，可以實(shí)現(xiàn)充油。手油泵使用后，要將手柄擰緊，防止工作時(shí)吸入空氣。a)b)c)圖5-27

活塞式輸油泵的工作原理圖a)吸油和供油狀態(tài)b)儲(chǔ)油狀態(tài)c)

調(diào)節(jié)狀態(tài)1—出油止回閥

2—頂桿

3—滾輪

4—噴油泵凸輪軸

5—偏心輪6—滾輪架

7—輸油泵活塞

8—彈簧9—進(jìn)油止回閥85第三節(jié)電控式供油系統(tǒng)86第三節(jié)電控式供油系統(tǒng)一、電控高壓共軌供油系統(tǒng)柴油機(jī)電控式供油系統(tǒng)主要有高壓共軌、泵噴嘴、分配泵等型式，其中高壓共軌應(yīng)用較廣?？蛙?、貨車、乘用車廣泛采用高壓共軌柴油機(jī)，泵噴嘴柴油機(jī)、電控分配泵柴油機(jī)在乘用車得到少量采

用。大型國產(chǎn)拖拉機(jī)開始采用高壓共軌柴油機(jī)。進(jìn)口的國外大型拖拉機(jī)均采用高壓共軌柴油機(jī)。87“高壓”即指噴油器噴油壓力比機(jī)械噴油器噴油壓力高，噴油器噴油的最高壓力可達(dá)220

kPa。

高壓可使柴油霧化好，柴油燃燒充分，提

高了柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性?！肮曹墶笔侵竿ㄟ^一條公共油管將燃油同時(shí)供給各噴油器。

“共軌”

不僅能使噴油量得到精確計(jì)算，還能使各噴油器的噴油壓力、

噴油量相

同，從而優(yōu)化柴油機(jī)性能。高壓共軌式柴油噴射系統(tǒng)將柴油噴射壓力的產(chǎn)生與柴油噴射過程分

開，用電磁閥控制噴油器的工作。

其目的是對(duì)噴油量、噴油提前角進(jìn)行

精準(zhǔn)控制，降低油耗，減少排放，滿足排放法規(guī)的要求。1.組成電子控制高

壓共軌系統(tǒng)從功

能方面分析，可

以分成控制系統(tǒng)

和燃料供給系統(tǒng)

兩大部分。其基

本組成如圖所示。切斷閥壓力控制閥高壓泵燃油濾清器帶有濾清器和供油泵的燃油箱共軌壓力傳感器燃油溫

度傳感器ECU冷卻液溫

度傳感器曲軸位置

傳感器D-蓄電池+加速踏板位置傳感器空氣流量傳感器增壓

傳感器噴油器◎圖5

-

28電

控

高

壓

共

軌

供

油

系

統(tǒng)

的

組

成凸輪軸位

置傳感器

進(jìn)氣溫度

傳感器共軌高壓蓄壓器渦輪增壓器89(1)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)各個(gè)傳感器的信息，由ECU進(jìn)行計(jì)算、完成各種處理后，求出最佳噴油時(shí)間和最合適的噴油量，并且計(jì)算出在什么時(shí)刻、在多長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi)向噴油器發(fā)出開啟電磁閥、或關(guān)閉電磁閥的指令等，從而精確控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程。90(2)燃料供給系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)主要由燃油箱、燃油濾清器、輸油泵、高壓油泵、共軌和噴油器等組成。燃油供給系統(tǒng)的基本工作原理是：供油泵將燃油加壓成高壓供入共軌內(nèi)；共軌實(shí)際上是一種燃油分配管。儲(chǔ)存在共軌內(nèi)的燃

油在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻通過噴油器噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)。電子控制共軌系

統(tǒng)中的噴油器是一種由電磁閥控制的噴油閥，電磁閥的開啟和關(guān)閉由電子控制單元控制。912.供油系統(tǒng)主要部件共軌燃系統(tǒng)主要部件有預(yù)供油泵、燃油濾清器、高壓油泵、壓

力控制閥、高壓共軌管、限壓閥、流量限制器、噴油器等。(1)預(yù)供油泵預(yù)供油泵又稱供油泵或一次泵，其功用是向高壓泵提供充足的

燃油。主要有電動(dòng)式和機(jī)械式兩大類型，其中電動(dòng)式供油泵應(yīng)用較

多，其構(gòu)造原理與電動(dòng)汽油泵相似。(2)高壓油泵高壓油泵簡(jiǎn)稱高壓泵，其功能是在汽車運(yùn)行各種工況下，提供足夠的高壓油。92圖a與圖b

分別為高壓泵的縱向和橫向結(jié)構(gòu)圖。

一個(gè)高壓泵上有三套柱塞組件，由偏心輪驅(qū)動(dòng)，在相位上相差120°。從圖上可以看出，偏心輪驅(qū)動(dòng)平面和柱塞墊塊之間為面接觸，比傳

統(tǒng)的凸輪-滾輪之間的線接觸的接觸應(yīng)力要小得多，更有利于高壓噴射。高壓泵的基本工作原理如下：當(dāng)柱塞下行時(shí)，來自輸

出泵壓力為0.05～0.15kPa的燃油經(jīng)過低壓油路到達(dá)各柱塞組

件的進(jìn)油閥，并由進(jìn)油閥進(jìn)入柱塞腔，實(shí)現(xiàn)充油過程；當(dāng)柱塞上行時(shí)，進(jìn)油閥關(guān)閉，燃油建立起高壓，當(dāng)柱塞腔壓力高于共軌中的壓力時(shí)，出油閥被打開，柱塞腔的燃油在壓力控制閥的

控制下進(jìn)入共軌。93圖5-

29

高壓泵的縱向結(jié)構(gòu)圖1

—

回

油

關(guān)

斷電

磁

閥

2

—

進(jìn)回閥

3

—

泵

腔

4

—

柱

塞

組

件5

—

偏

心

輪

6

—

驅(qū)

動(dòng)

軸

7

—

低

壓

油

路

8—安全閥

9—出油閥10—密封裝置11—壓力控制閥12—球形閥94進(jìn)油門圖5

-

30

高壓泵的橫向結(jié)構(gòu)圖1—進(jìn)油閥

2—柱塞組件

3—偏心輪4—驅(qū)動(dòng)軸

5—出油閥95(3)壓力控制閥壓力控制閥(PCV)用于保持共

軌管中的壓力正確和恒定。如果共軌

壓力過高，壓力控制閥打開，部分燃

油就通過回油管回到燃油箱；如果共

軌壓力過低，壓力控制閥關(guān)閉，由低

壓升為高壓。壓力控制閥通過一個(gè)凸緣盤裝在

高壓油泵或共軌高壓蓄器上。壓力控

制閥主要由電磁鐵、彈簧、電樞、球

閥等組成，圖5-31

壓力控制閥的結(jié)構(gòu)1—彈簧

2—線圈3—電磁鐵4—球閥5—電氣接口96①壓力控制閥不通電時(shí)，共軌管中的高壓油或高壓油泵輸出的油通

過高壓入口進(jìn)入壓力控制閥，不通電時(shí)沒有電磁鐵的外力作用，過量的

高壓油的壓力大于彈簧的彈力，頂開彈簧，壓力控制閥開啟大小由油量決定。彈簧預(yù)先設(shè)計(jì)最大壓力約為10

kPa。②壓力控制閥通電時(shí)，壓力繼續(xù)增加，電磁鐵通電，彈簧的彈力增加，使壓力控制閥保持關(guān)閉狀態(tài)，直到一邊的高壓壓力與另一邊彈簧的

彈力加電磁鐵的力達(dá)到平衡，閥門打開，燃油壓力保持恒定。油泵油量的變化或過量高壓油的排除通過控制閥門來實(shí)現(xiàn)。PWM

脈寬的勵(lì)磁電流和電磁力是對(duì)稱的。1kHz

的脈沖頻率提供足夠的電磁力，防止不必

要的電磁鐵移動(dòng)或(和)共軌管壓力的波動(dòng)。97(4)共軌組件共軌組件包括共軌本身和安裝在共軌上的高壓燃油接頭、

共軌壓力傳感器、起安全作用的壓力限制閥、連接共軌和噴油

器的流量限制閥等。如圖所示，共軌本身容納高達(dá)150

kPa

以上的高壓燃油，材料和高壓容積對(duì)于共軌壓力的控制都是重要參數(shù)。流量限制

閥的作用是計(jì)量從共軌到各噴油器的燃油量的大小。

當(dāng)流量過

大時(shí)，可以自動(dòng)切斷去噴油器的高壓燃油。而壓力限制閥的作

用是當(dāng)共軌中的燃油壓力過高時(shí)，壓力限制閥連通共軌到低壓

的燃油回路，實(shí)現(xiàn)安全泄壓，保證整個(gè)共軌系統(tǒng)中的最高壓力

不超過極限安全壓力。9823到噴油器圖5

-

32

共

軌

組

件1—共軌壓力傳感器2—壓力限制閥

3—流量限制閥

4—軌道O從軌道返回燃油箱O4從高壓泵入口99(

5

)

噴

油

器噴油器的工作過程可分為3步(發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而且高壓油泵供油):噴油器關(guān)閉(產(chǎn)生高壓)、噴油器打開(開始噴油)、噴油器關(guān)閉(結(jié)束噴油)。①噴油器關(guān)閉(復(fù)位狀態(tài))。

在復(fù)位狀態(tài)下，電磁閥不吸合，因此噴油器關(guān)閉。彈簧力將電樞下的球閥壓向節(jié)流孔座處，

節(jié)流孔關(guān)閉。軌道中的高壓作用在閥控制

室中，而且相同的壓力也作用在噴油器腔

內(nèi)。軌道壓力作用在柱塞的末端，與噴油器彈簧的彈力一起使噴油器保持關(guān)閉狀態(tài)。a)b)圖5-33

共軌式噴油器的結(jié)構(gòu)圖a)

噴油器關(guān)閉時(shí)b)

噴油器噴射時(shí)1—電氣接口

2—電磁閥

3—球閥4—溢流截流孔

5—進(jìn)油截流孔

6—柱塞控制腔

7—控制柱塞8—去針閥的高壓油路9—噴油器針閥100②噴油器打開(開始噴油)。噴油器停留在最初靜止位置。電磁閥由伺服

電流激活，伺服電流能確保電磁閥迅速

開啟(。由觸發(fā)的電磁閥施加的吸合力

大于閥彈簧的拉力時(shí)，電樞打開節(jié)流孔。幾乎與此同時(shí)，執(zhí)行電流減到最小并保

持不變，滿足電磁鐵的需要。由于電磁

鐵電流的作用，間隙減小是有可能的。

節(jié)流孔打開，燃油從閥控制室流到剛好

位于其上部的腔室，并且從那里通過回

油管返回燃油箱。a)b)圖5-33

共軌式噴油器的結(jié)構(gòu)圖a)噴油器關(guān)閉時(shí)b)噴油器噴射時(shí)1—電氣接口2—電磁閥3—球閥

4—溢流截流孔5—進(jìn)油截流孔

6—柱塞控制腔

7—控制柱塞8—去針閥的高壓油路9—噴油器針閥101節(jié)流孔防止完全的壓力平衡，閥控制室中的壓力因此下降。由此導(dǎo)致閥控制室中的壓力低于噴油器腔內(nèi)的壓力，這個(gè)壓力與共軌中的壓力仍舊是一致的。閥控制室的壓力降低，引起作用在柱塞上的外力減小，因此針閥打開，燃油噴出。噴油器針閥打開的速度取決于節(jié)流孔和反饋孔的流量。噴油器全開時(shí)，噴油器噴入燃燒室的油壓幾乎等于軌道中的油壓，其他的分力很小。③噴油器關(guān)閉(噴油結(jié)束)。

電磁閥不吸合，彈簧力將球閥壓回球

閥座中。節(jié)流孔關(guān)閉，燃油通過反饋孔，閥控制室中充滿燃油，壓力與

針閥彈簧的彈力一起將針閥關(guān)閉，噴油器不噴油。噴油器關(guān)閉的速度取決于反饋孔的流量。1023.工作原理燃油由發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸(或電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)的輸油泵經(jīng)濾清器從油箱中抽

出，通過一個(gè)電子切斷閥流入高壓泵，此時(shí)的壓力約為0.2

kPa。

然后，油流分為兩路，

一路經(jīng)安全閥上的小孔作為冷卻油通過高壓泵的凸輪軸流