汽车构造,主编 关文达,第五章 柴油机燃料供给系统,第一节 概 述 第二节 可燃混合气的形成与燃烧室 第三节 柴油滤清器 第四节 柱塞式喷油泵 第五节 转子分配式喷油泵 第六节 调 速 器 第七节 喷 油 器 第八节 输 油 泵 第九节 喷油提前角调节装置 第十节 柴油机涡轮增压 第十一节 电控柴油喷射系统,第一节 概 述,一、柴油机燃料供给系统的组成 二、柴油,一、柴油机燃料供给系统的组成,图5-1 燃油供给装置主要零件组成 1柴油箱 2输油泵 3调速器 4喷油提前调节装置 5喷油泵 6喷油器 7高压油管 8柴油滤清器 9低压油管,二、柴油,柴油是在473625K的温度范围内由石油中提炼出来的碳氢化合物，其中碳为87、氢为12.6、氧为0.40%。 柴油的使用性能指标主要是燃烧性、蒸发性和凝点。,第二节 可燃混合气的形成与燃烧室,一、可燃混合气的形成与燃烧 二、燃烧室,一、可燃混合气的形成与燃烧,图5-3 气缸压力与曲轴转角的关系 备燃期 速燃期 缓燃期 后燃期,一、可燃混合气的形成与燃烧,(1)备燃期 指喷油器喷油始点A到燃烧始点B之间的曲轴转角。 (2)速燃期 指从燃烧始点B到气缸内压力达最高的C点之间的曲轴转角。 (3)缓燃期 是指从最高压力点C到最高温度点D之间的曲轴转角。 (4)后燃期 从最高温度点D到柴油已基本上完全燃烧的E点之间的曲轴转角。,二、燃烧室,1.统一式燃烧室 2.分隔式燃烧室,1.统一式燃烧室,图5-4 统一式燃烧室 a)形 b)球形 1气门 2喷油器 3燃烧室,1.统一式燃烧室,图5-5 产生涡流的进气道 a)切向进气道 b)螺旋进气道,2.分隔式燃烧室,(1)涡流室式燃烧室 (2)预燃室式燃烧室,2.分隔式燃烧室,图5-6 分隔式燃烧室 a)涡流室式 b)预燃室式,(1)涡流室式燃烧室,作为副燃烧室的涡流室多为球形，也有圆柱形的。其容积占燃烧室总容积的5080，涡流室与主燃烧室用一个或数个通道连通，通道的面积一般为活塞面积的1.21.5，通道方向与活塞顶成一定角度并与涡流室相切。,(2)预燃室式燃烧室,作为副燃烧室的预燃室一般用耐热钢单独制造，再镶入气缸盖内。预燃室容积约占燃烧室总容积的2545，连通预燃室与主燃烧室的通道面积较小，一般只有活塞面积的0.250.75，且不与预燃室相切。,第三节 柴油滤清器,柴油滤清器的功用是清除柴油中的杂质。 柴油滤清器有粗细之分。柴油粗滤器一般安装在输油泵之前，用来清除柴油中颗粒较大的杂质，滤芯有金属缝隙式、片式、网式、纸质式等几种。纸质滤芯由于具有滤清效果好，成本低，使用寿命长等优点，因而得到广泛的应用。柴油细滤器一般安装在输油泵之后，用来清除柴油中的微小杂质，它的滤芯有毛毡式、金属网式和纸质式。,第四节 柱塞式喷油泵,一、喷油泵的分类与系列 二、A型喷油泵,第四节 柱塞式喷油泵,图5-8 博世A型喷油泵立体图 1轴承座 2凸轮轴 3齿条拉杆 4喷油泵泵体 5柱塞偶件 6出油阀偶件 7出油阀弹簧 8减容器 9出油阀压紧座 10放气螺塞 11泵体侧板盖 12轴承盖 13轴承 14滚轮传动部件 15堵塞 16、18弹簧座 17柱塞弹簧 19控制套筒 20调整齿圈,一、喷油泵的分类与系列,1.喷油泵的分类 2.国产系列喷油泵,1.喷油泵的分类,1)柱塞式喷油泵。 2)喷油泵喷油器。 3)转子分配式喷油泵。,1)柱塞式喷油泵。,这种喷油泵应用的历史较长，性能良好，工作可靠，为目前大多数汽车柴油机所采用。,2)喷油泵喷油器。,将喷油泵和喷油器合为一体，直接安装在发动机气缸盖上，可以消除高压油管带来的不利影响。但要求在发动机上另加驱动机构。PT燃油供给系统即属此类。,3)转子分配式喷油泵。,这种喷油泵只有一对柱塞副，依靠转子的转动实现燃油的增压与分配。它具有体积小，质量轻，成本低，使用方便等优点。尤其是体积小，对发动机和汽车的整体布置是十分有利的，因此，转子分配式喷油泵的应用将越来越广，尤其在电子控制柴油机燃油喷射系统中的应用会大有前景。,2.国产系列喷油泵,表5-1 国产A、B型喷油泵主要参数,二、A型喷油泵,1.分泵 2.油量调节机构 3.传动机构 4.泵体,分泵主要由柱塞偶件(柱塞14和柱塞套13),柱塞弹簧19,弹簧上、下支座18和20, 出油阀偶件(出油阀7和出油阀座12),出油阀弹簧11,减容器9和出油阀压紧座8等组成。,1.分泵,1.分泵,图5-10 柱塞偶件 1柱塞 2柱塞套,1.分泵,图5-11 柱塞式喷油泵泵油原理 1柱塞 2柱塞套 3斜槽 4、8油孔 5出油阀座 6出油阀 7出油阀弹簧,1.分泵,图5-12 出油阀 1出油阀座 2出油阀 3出油阀密封锥面 4减压环带 5出油阀导向面 6切槽 7出油阀压紧座 8出油阀回位弹簧 9减容器 10密封圈,油量调节机构的功用是根据柴油机负荷和转速的变化相应改变喷油泵的供油量，并保证各缸的供油量一致。 通过柱塞泵工作原理可知，要想改变喷油泵的供油量可通过转动柱塞以改变柱塞有效行程的办法来实现。转动柱塞的机构就是油量调节机构。 油量调节机构有齿杆式(图5-13a)和拨叉式(图5-13b)两种。,2.油量调节机构,2.油量调节机构,图5-13 油量调节机构 a)齿杆式 b)拨叉式,2.油量调节机构,图5-14 齿杆式油量调节机构 1出油阀压紧座 2出油阀弹簧 3出油阀 4喷油泵壳体 5低压油腔 6油量调节齿杆 7控制套筒 8柱塞弹簧 9导板 10凸轮轴 11滚轮架 12柱塞 13可调齿圈 14进油孔 15柱塞套,传动机构由喷油泵凸轮轴和滚轮传动部件组成。喷油泵凸轮轴的两端通过圆锥滚子轴承支撑在喷油泵壳体上，前端装有联轴器和供油提前角自动调节器，后端与调速器相连(见图5-9)。喷油泵的凸轮轴是由柴油机的曲轴通过齿轮机构驱动的。,3.传动机构,3.传动机构,图5-15 柱塞旋转机构 a)不供油 b)部分供油 c)供油量最大 6油量调节齿杆 7控制套筒 12柱塞 13可调齿圈 15柱塞套 (零件编号与图5-14统一),3.传动机构,图5-16 滚轮传动部件 1滚轮 2滚轮衬套 3滚轮轴 4导向块 5泵体 6滚轮架 7锁紧螺母 8调整螺钉,4.泵体,A型喷油泵采用整体式泵体，由铝合金铸成。分泵、油量调节机构及传动机构都装在泵体内。喷油泵泵体22(图5-9)上有纵向油道A，即低压油腔。输油泵输出的燃油经滤清后，由进油空心螺栓4进入此油道，再由柱塞套上的油孔进入各分泵的油腔。输油泵供给的燃油量通常远大于喷油泵的需要量。,第五节 转子分配式喷油泵,一、径向压缩式分配泵 二、轴向压缩式分配泵,一、径向压缩式分配泵,图5-17 转子分配泵的工作原理 1传动连接器 2离心飞块 3柱塞 4滚柱座 5滚柱 6内凸轮 7供油提前角自动调节机构 8分配转子 9分配套筒 10滑片式二级输油泵 11喷油器 12弹簧 13调压阀 14滑柱 15调压弹簧 16分配泵外壳 17油量控制阀,一、径向压缩式分配泵,1)滑片式二级输油泵。它的作用是使燃油适当增压，以保证分配泵必要的进油量，并通过调压阀控制输油泵的出口压力。 2)高压泵。这是分配泵的关键组成部件，由分配泵外壳16、分配套筒9、内凸轮6和旋转的分配转子8、柱塞3和滚柱5等零件组成，起进油、泵油和配油的作用。 3)油量控制阀。它根据柴油机负荷的变化，可改变供油量。 4)供油提前角自动调节机构。它利用二级输油泵输出油压的高低，通过活塞使内凸轮转动一定的角度，使供油提前角随转速或负荷的变化自动提前或退后，以改善柴油机的性能。,图5-18 分配泵的进油与配油 a)分配泵进油过程 b)分配泵配油过程 1内凸轮 2进油道 3进油孔 4分配孔 5出油孔,一、径向压缩式分配泵,二、轴向压缩式分配泵,1.轴向压缩式分配泵的结构 2.轴向压缩式分配泵的工作原理 3.断油阀 4.液压式供油提前器 5.增压补偿器,二、轴向压缩式分配泵,图5-19 装有轴向压缩式分配泵的柴油机燃料供给系统 1燃油箱 2膜片式输油泵 3滑片式输油泵 4分配泵驱动轴 5燃油细滤器 6溢流阀 7调压阀 8离心飞块总成驱动齿轮 9操纵杆 10调速弹簧 11滑动套筒 12停车操纵杆 13预调杠杆 14最大供油调节螺钉 15张力杠杆 16起动杠杆 17喷油器 18分配套管 19出油阀总成 20分配转子 21油量控制套筒 22凸轮盘回位弹簧 23供油提前角自动调节液压缸 24凸轮盘 25滚轮机构 26调速器驱动齿轮 27联轴器 预调杠杆轴 起动杠杆轴,1.轴向压缩式分配泵的结构,图5-20 VE型分配泵 1驱动轴 2二级滑片式输油泵 3调速器驱动齿轮 4液压式喷油提前器 5平面凸轮盘 6油量调节套筒 7分配柱塞弹簧 8分配柱塞 9出油阀 10柱塞套 11断油阀 12调速器张力杠杆 13溢流节流孔 14停车手柄 15调速弹簧 16调速手柄 17调速套筒 18飞锤 19调压阀,1.轴向压缩式分配泵的结构,图5-21 滚轮、联轴器和平面凸轮 20滚轮架 21联轴器 22滚轮(其余图注同图5-20),图5-22 分配柱塞 1分配柱塞 2泄油孔 3压力平衡槽 4燃油分配孔 5进油槽 6中心油孔,1.轴向压缩式分配泵的结构,2.轴向压缩式分配泵的工作原理,(1)进油过程 在驱动轴的带动下，当平面凸轮盘16(图5-23a)转动到其凹下部分与滚轮17接触时，柱塞弹簧使分配柱塞1向左移动 ，低压柴油经进油道4、柱塞套上的进油孔6(此时断油阀5已打开)被吸入柱塞腔8和中心油孔14内。此时，分配柱塞上的燃油分配孔20与柱塞套18上的出油孔12不通。 (2)泵油过程 当平面凸轮盘由凹下部分转至凸起部分(图5-23b)与滚轮17接触时，在平面凸轮盘的推动下分配柱塞1向右移动。,(3)停油过程 在平面凸轮盘的推动下，分配柱塞继续右移至最右端时，柱塞上的泄油孔15(图5-23c)移出油量调节套筒2，并与喷油泵泵体内腔相通时，分配柱塞右腔、中心油孔和分配油道的油压骤然下降，于是高压柴油从分配柱塞腔，经中心油孔和泄油孔流进喷油泵泵体内腔，供油停止。 (4)压力平衡过程 分配柱塞上设有压力平衡槽3(图5-23d)，在分配柱塞旋转和移动过程中，压力平衡槽始终与喷油泵泵体内腔相通。,2.轴向压缩式分配泵的工作原理,图5-23 VE型分配泵的工作过程 a)进油过程 b)泵油过程 c)停油过程 d)压力平衡过程 1分配柱塞 2油量调节套筒 3压力平衡槽 4进油道 5断油阀 6进油孔 7进油槽 8柱塞腔 9喷油器 10出油阀 11分配油道 12出油孔 13压力平衡孔 14中心油孔 15泄油孔 16平面凸轮盘 17滚轮 18柱塞套 19喷油泵泵体 20燃油分配孔,3.断油阀,图5-24 电磁式断油阀电路及其工作原理 1蓄电池 2起动开关 3电阻 4电磁线圈 5进油道 6回位弹簧 7阀门 8进油孔,4.液压式供油提前器,图5-25 液压式供油提前器 1壳体 2活塞 3连接销 4传力销 5活塞回位弹簧 6滚轮 7滚轮架 8滚轮轴,4.液压式供油提前器,图5-26 VE分配泵供油提前器工作原理 1分配柱塞 2平面凸轮盘 3滚轮 4调速器驱动齿轮 5传力销 6活塞 7连接销 8壳体 9活塞弹簧,图5-27 增压补偿器 1销轴 2补偿杠杆 3膜片上支撑板 4补偿器盖 5橡胶膜片 6补偿器下体 7膜片下支撑板 8通气孔 9弹簧 10补偿器阀芯 11张力杠杆 12油量控制套筒 13调速弹簧,5.增压