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第七章柴油机燃料供给系,本章讲述内容柴油机燃料系功用、要求及组成喷油器喷油泵调速器供给系附属装置柴油机供给系的维修柴油机供给系的调试柴油机供给系故障诊断,一、柴油机燃料系功用、要求及组成,功用储存、滤清柴油，提高油压，高压喷油、雾化。要求按需供油；定时喷油；良好的喷油质量；供油规律及供油持续时间合理、适当；防“高速飞车，低速熄火”。,柴油机燃料系影片,柴油机供给系的组成,组成燃油供给装置柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。空气供给装置滤清器、进气管、进气道等。混合气形成装置燃烧室。废气排出装置排气道、排气管、排气消声器等。,供给系组成简图,供给系油路,高压油路喷油泵出口→喷油器油压10MPa以上，喷油泵建立低压油路油箱→喷油泵入口油压0.15～0.3Mpa，输油泵建立回油回路,二、喷油器,作用雾化柴油、合理分布油雾。要求喷油质量好，供停迅速不滴漏，喷油规律好。分类开式、闭式开式高压油腔与燃烧室相通。闭式高压油腔与燃烧室隔断。闭式又分为孔式与轴针式。,孔式,轴针式,喷油器影片,孔式喷油器,适用直接喷射燃烧室，孔数18个，孔径0.20.8mm。特点喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应，以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁上。喷射压力较高。喷油头细长，喷孔小，加工精度高。,孔式喷油器构造,针阀偶件（针阀及针阀体）高压油腔、承压锥面、密封锥面、喷孔等。调压装置调压弹簧、调压螺钉护帽、顶杆等。喷油器体进油管（带缝隙式滤清器）、回油管接头、定位销等。,孔式喷油器工作原理,喷油喷油泵泵油→环形高压油腔进油→（承压锥面承受油压推力）针阀上行→密封锥面离座→喷孔喷油。针阀最大升程针阀关闭时其凸肩与针阀体下端面的距离，大小决定喷油量多少。一般为0.40.5mm。停喷喷油泵停止泵油→高压油腔油压下降→调压弹簧伸张→挺杆推针阀下行→密封锥面落座→喷孔关闭→不喷油。回油少量高压油经针阀偶件间间隙挤上，经回油管流回柴油箱或柴油滤清器，润滑、冷却针阀偶件并防“背压”增加。调压旋动调压螺钉或增减垫片，改变调压弹簧对针阀的压紧力，即可改变喷油压力。,轴针式喷油器,工作原理与孔式相同。构造针阀下端的密封锥面以下还向下延伸出一个轴针，其形状有倒锥形和圆柱形，轴针伸出喷孔外，使喷孔成为圆环状的狭缝。一般只有一个喷孔,直径1～3mm，喷油压力较低12～14MPa。,轴针式喷油器特点,不喷油时针阀关闭喷孔，使高压油腔与燃烧室隔开，燃烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞。喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞。针阀在油压达到一定压力时开启，供油停止时，又在弹簧作用下立即关闭，因此，喷油开始和停止都干脆利落，没有滴油现象。不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧室的需要。,三、喷油泵,1、喷油泵的功用与分类功用根据柴油机的负荷大小，将一定量的柴油增高到一定的压力，按照规定时间送至喷油器。分类柱塞式喷油泵喷油泵喷油器转子分配式喷油泵,喷油泵影片,1、喷油泵的功用与分类,车用多缸柴油机对喷油泵的要求各缸供油顺序与发动机工作顺序相同；各缸供油量均匀，不均匀度在标定工况下不大于34；各缸供油时刻一致，相差不大于0.5曲轴转角；供油迅速，停喷干脆；,2、柱塞式喷油泵的基本结构与工作原理,组成分泵、油量调节机构、驱动机构、泵体四部分,柴油机上与缸数相等的每组泵油机构组成柱塞偶件、柱塞弹簧及座、出油阀偶件、出油阀弹簧、出油阀压紧座、减容体等。,,分泵,柱塞偶件的结构,组成柱塞及柱塞套柱塞和柱塞套是一对精密偶件，经配对研磨后不能互换，要求有高的精度和光洁度和好的耐磨性，其配合间隙为0.002～0.003mm。柱塞头部圆柱面上切有斜槽，并通过径向孔、轴向孔与顶部相通，其目的是改变循环供油量；柱塞套上制有进、回油孔，均与泵上体内低压油腔相通，柱塞套装入泵上体后，应用定位螺钉定位。柱塞头部斜槽的位置不同，改变供油量的方法也不同。,分以下三个阶段进油过程柱塞下行，当柱塞把柱塞套上的进油孔打开后，柴油经油孔进入泵油室。供油过程柱塞上行关闭进油孔后，泵油室内的油压迅速升高，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管。回油过程柱塞继续上行，当柱塞上的斜槽与回油孔相通时，高压油经回油孔流回低压油腔，出油阀关闭，供油结束。,喷油泵的泵油过程,柱塞上行时的行程,预备行程柱塞从下止点开始上行至其上端面将进油孔关闭所移动的距离。减压行程从预备行程开始到出油阀开启柱塞所移动的距离。有效行程从出油阀开启到柱塞打开回油孔时柱塞移动的距离。喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短。供油提前角出油阀开启时对应的曲拐位置至上止点间的曲轴转角为。剩余行程从有效行程结束到到达上止点为止柱塞移动的距离。,出油阀偶件的结构,组成出油阀及座、出油阀弹簧、减压环带等。出油阀和出油阀座也是一对精密偶件，配对研磨后不能互换，其配合间隙为0.01。出油阀是一个单向阀，在弹簧压力作用下，阀上部圆锥面与阀座严密配合。出油阀下部呈十字断面，既能导向，又能通过柴油。出油阀的锥面下有一个小的圆柱面，称为减压环带。,出油阀工作原理,喷油泵停止供油，泵腔油压小于出油阀弹簧力与高压油管残余油压之和时，出油阀被紧压在阀座上，防止柴油回流。并保持高压油管一定的残余油压。柱塞上行压油时，泵腔油压大于出油阀弹簧力与高压油管残余油压之和后，阀密封锥面先离座，随后减压环带离开座孔，打开高压油路，这样，供油通路一开启，油压和喷射即可达理想值。柱塞开始回油，泵腔油压迅速下降，出油阀下行落座，减压环带先进入座孔，隔断高压油路，随后阀密封锥面落座，这样，阀让开的容积，使高压油管油压迅速降低，喷油器立即停止喷油。减压环带作用使喷油器喷油迅速，停油干脆，防止喷油器喷前喷后滴漏。,油量调节机构,作用根据柴油机的转速和负荷变化，相应地转动柱塞改变供油有效行程，并保证各缸供油量均匀一致。分类拨叉式、齿条齿圈式,拔叉式组成及力传递拉杆移动拨叉移动调节臂转动柱塞转动。各缸供油量调整改变拨叉在供油拉杆上的位置。,拔叉式油量调节机构,齿条齿圈式油量调节机构,组成及力传递齿条移动齿圈转动传动套筒转动柱塞转动。各缸供油量的调整松开齿圈的紧固螺钉，转动传动套筒，带动柱塞相对齿圈转动一个角度，再将齿圈固定。,齿条齿圈式油量调节机构,齿条,齿圈,,,,驱动机构,作用驱动柱塞运动，并保证供油准时。组成滚轮式挺杆和喷油泵内凸轮轴。类型调整垫片式、调整螺钉式、不可调整式。分泵供油提前角和供油间隔角的调整改变滚轮体的工作高度，即改变柱塞封闭柱塞套上进油孔的时刻，改变喷油泵供油时刻。,泵体,功用是喷油泵的基体。类型分体式和整体式两种。润滑方式独立润滑和压力润滑两种。泵体上制有孔穴，以安装分泵；泵体上有纵向油道，即柱塞套外低压油腔；油道一端装限压阀；泵体上有放气螺钉。泵体下端的凸轮室装有传动机构的润滑油。,,P型喷油泵,3、典型柱塞式喷油泵,Ⅱ号喷油泵,4、转子分配式喷油泵,特点用一组泵油元件通过分配机构定时定量为各气缸供油。零件数目少，结构简单，体积小，质量轻，成本低，维修方便。泵油压力较低。,VE泵影片,VE泵结构,（1）传动装置包括传动轴、连轴节、凸轮盘、滚轮机构、柱塞弹簧、传动销钉等；,VE泵结构图,VE泵结构,（2）柱塞有进油槽（数目与缸数相等）、中心孔、配油槽、溢油孔、平衡槽、控制套筒等。柱塞旋转进油、配油。柱塞轴向运动压油。,VE泵结构,（3）泵体有进油道、分配油路并装有叶片式输油泵、调速器、供油提前角调节器等。,VE泵工作原理,（1）进油过程凸轮盘上凸峰转离滚轮，柱塞在柱塞弹簧作用下回位，泵腔容积增大，同时柱塞上进油槽与泵体上进油道相通，柴油进入泵腔。此时，柱塞上的配油槽与泵体上的分配油路隔绝，泄油孔被控制套筒封死。,（2）压油与配油过程凸轮凸峰与滚轮接触，柱塞被推前行，压缩泵腔内柴油，同时柱塞转至配油槽与泵体上一个分配油路相通，泵腔油压升高到克服出油阀弹簧力冲开出油阀后，高压柴油冲入高压油管。此时柱塞进油槽与泵体上进油道隔绝，泄油孔仍被控制套筒封死。,对于四缸柴油机，凸轮盘上有四个凸峰，泵体上有四个分配油路，所以，凸轮盘及柱塞转一圈，柱塞往返运动四次，配油槽分别与各缸分配油路接通一次，轮流向各缸供油一次。,（3）供油结束柱塞在凸轮推动下继续前行，当柱塞上的泄油孔露出控制套筒端面时，泵腔与泵体内腔相通，高压柴油流入泵体内腔，出油阀在弹簧作用下关闭，供油停止。柱塞有效行程柱塞上配油槽与泵体上分配油路相通起至泄油孔与泵体内腔相通止柱塞走过的行程。,（4）供油量控制控制套筒的位置控制泄油孔与泵腔相通时刻，即控制供油有效行程的大小，使供油量随发动机负荷与转速的改变而改变。驾驶员通过调速器使控制套筒位置轴向移动。（5）压力平衡过程供油结束后，柱塞继续旋转，当柱塞上的压力平衡槽与泵体上分配油路相通时，分配油路中油压与泵体内腔油压一致，使各缸喷油压力均匀。,供油提前角自动调节装置,工作原理输油泵出油压力随发动机转速改变而改变，通过油缸左腔的输油泵进油压力和左腔弹簧力之和与右缸的输油泵出油压力不断平衡的过程，使传力销带动滚轮架相对凸轮盘转动一角度，改变凸轮凸峰与滚轮接触的时刻，从而改变供油时刻。,,电磁式停油装置,工作原理柴油机起动，电磁线圈通电，将阀门吸起，压缩弹簧并使进油道开启。柴油机停车，切断电源，电磁线圈断电，阀门在弹簧作用下关闭进油道。,5、喷油泵的驱动与喷油正时,喷油泵的驱动曲轴正时齿轮→喷油泵驱动齿轮→喷油泵驱动轴→联轴器→供油提前角自动调节器→喷油泵凸轮轴注意为保证供油正时，在正时齿轮、中间齿轮及喷油泵驱动齿轮上都刻有正时记号，安装时注意各处标记的对正。,喷油泵的驱动,,喷油提前角自动调整装置喷油提前角自动调整装置作用使柴油机的供油提前角在初始角的基础上随转速的增加自动加大，满足最佳供油提前角的要求。柴油机的最佳供油提前角在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率及最小油耗的供油提前角。喷油泵供油提前角的调整改变发动机曲轴与喷油泵凸轮轴的相对角位置。,喷油提前角自动调节器的结构及工作原理,机械离心式供油提前角自动调节器,联轴器及静态供油提前角的调整,四、调速器,喷油泵的速度特性在油量调节拉杆位置不变时，喷油泵每一循环供油量随转速变化而变化的关系。由于柱塞套上回油孔的节流作用，当发动机转速增加时，造成喷油器“早喷晚停”，柱塞实际有效行程增加，供油量略有增加，反之，发动机转速下降时，供油量略有减少。喷油泵速度特性对柴油机工作的影响发动机工作不平稳，易造成高速“飞车”，怠速“熄火”。,调速器影片,调速器的功用在发动机工作时，根据负荷情况，自动调节供油量，以稳定柴油机转速，并使之不发生超速和熄火。调速器的分类两速式调速器只稳定和限制柴油机的最高与最低转速，中间转速由人工操纵。全速式调速器使发动机在全转速范围内稳定工作。,机械离心式调速器的工作原理,基本工作原理离心元件产生的离心力随发动机转速的改变而改变，利用离心元件产生的离心力与调速弹簧不断取得平衡的过程，带动供油拉杆移动，改变供油量。基本组成离心力产生元件飞球或飞块，支撑盘、滑动盘等。调速部件高、低速调速弹簧。操纵部件调节杠杆、操纵杆等。,两速式调速器,结构特点加速踏板直接控制供油拉杆。,工作过程柴油机不工作时，低速弹簧将滑动盘压向最左端，供油拉杆位于较大供油位置，柴油机起动后，转速上升，Fa＞Fp，滑动盘右移，调节杠杆饶A点顺转，带动供油拉杆减油，直至FaFp，此时，发动机在怠速下运转。当发动机转速低于怠速时，Fa＜Fp，滑动盘左移，调节杠杆饶A点顺转，带动供油拉杆加油，直至FaFp，发动机重新稳定在怠速运转。达到稳定怠速的目的。当发动机转速高于怠速时，滑动盘推动球面顶块与高速弹簧滑座接触，高速弹簧刚性大，预压力大，即使转速继续增加，Fa也不足以推动高速弹簧座右移，使供油拉杆右移减油，所以，在转速大于怠速的一段范围内，滑动盘位置保持不变，供油拉杆完全由人工控制。（B点为人工调节支点）。当发动机转速达到标定转速时，FaFp（包括高低速弹簧），若转速超过标定转速，Fa＞Fp，滑动盘右移，带动供油拉杆减油，直至FaFp，两力重新相等，转速重新回到标定转速，达到限制最高转速的目的。,全速调速器,结构特点加速踏板控制调速弹簧预紧力。,工作过程当FaFp时，推力盘位置即供油拉杆位置不变，发动机维持在某一转速稳定工作。当发动机负荷减小转速增加时，Fa＞Fp，推力盘压缩调速弹簧右移，带动供油拉杆减油，直至FaFp，转速恢复原来状态。当发动机负荷增大转速减小时，Fa＜Fp，推力盘被调速弹簧推动左移，带动供油拉杆加油，直至FaFp，转速恢复原来状态。当操纵臂位置改变时，调速弹簧预紧力随之改变，用来与Fp平衡的Fa也须改变，对应于操纵臂的各个位置，柴油机都有相应的稳定转速。调整高低转速限位螺钉，可调整柴油机的怠速和最高转速。,五、辅助装置,1、输油泵组成机械油泵总成滚轮部件（滚轮轴、滚轮、滚轮架等）、顶杆、活塞及弹簧等。活塞受喷油泵凸轮轴上偏心轮驱动沿活塞轴线往复运动。手油泵总成泵体、活塞、手柄、弹簧等。进、出油阀、油道,输油泵,,1、输油泵,工作原理进油偏心轮转至滚轮，推滚轮部件、推杆及活塞下行，油泵下腔体积减小，油压上升，关闭进油阀，推开出油阀，同时，上腔体积增大，下腔柴油进入上腔。出油偏心轮转离滚轮，活塞弹簧伸张，推活塞上行，上腔体积减小，油压上升，柴油流向柴油滤清器，同时，下腔体积增大，产生真空，关闭出油阀，吸开进油阀，柴油进入下腔。供油量调节输油量取决于活塞行程大小，当供大于需时，上腔油压增大，活塞停留在上腔油压与活塞弹簧力平衡的位置，活塞行程改变，自动调节供油量。,输油泵影片,手油泵工作原理旋开手柄，往复抽按手油泵活塞,活塞上行时，将柴油经进油阀吸入手油泵泵腔，活塞下行时，进油阀关闭，出油阀开启，柴油经机械油泵下腔流出。,2、柴油滤清器,滤清器工作原理使柴油通过滤纸，将杂质过滤，同时，使流向改变，利用惯性将水滴沉积下来。安装位置串联在输油泵和喷油泵之间。常用柴油滤清器的种类单级柴油滤清器、双级柴油滤清器,单级柴油滤清器,柴油滤清器影片,双级柴油滤清器,3、废气涡轮增压,概念采用由柴油机排气驱动的涡轮机拖动压气机，使进气压力提高，增加进气量。废气涡轮增压器的基本组成涡轮、涡轮壳、喷嘴环、转子轴、压气机叶轮、扩压器、压气机壳等。,废气涡轮增压器的工作原理柴油机排出的高温废气进入涡轮壳里的喷嘴环后，由于喷嘴环通道由大到小，废气通过后压力和温度下降而速度提高并按一定方向冲击涡轮，使涡轮高速旋转，压气机叶轮与涡轮同轴，也高速旋转，将滤清后的气体吸入并甩向叶轮外缘，使气体的速度及压力增加，并进入进口小，出口大的扩压器，使速度下降而压力升高，继而进入端面由小到大的环形压气机壳，压力继续升高。,废气涡轮增压器的构造,1-空气入口2-压气机3-空气出口4-V型卡环5-后板6-机油进口7-中间壳8-护板9-涡轮壳10-排气出口11-排气进口12-涡轮13-增压器浮动轴承14-轴承壳15-卡环16-机油出口17-止推盘18-止推环19-油封20-压气机叶轮21-固定螺母22-涡轮及叶轮轴,六、柴油机供给系的维修,1、喷油器的维修拆卸喷油器。注意用专用工具。分解喷油器。注意用台钳夹喷油器体时垫铜皮；针阀与针阀体不能互换。清除喷孔内的积炭。注意用合适的专用清洁针。用柴油清洗喷油器各零件。检查针阀。若针阀磨损或有伤痕，应更换偶件。检查针阀体。阀体前端严重烧蚀，应更换偶件。检查针阀与针阀体的配合情况。滑动试验。,2、喷油泵的维修,外部检查观察泵体有无裂纹或可能导致漏油的损伤；检查出油阀压紧座处有无漏油痕迹；检查凸轮轴转动是否灵活；拆开检查窗盖，检查喷油泵内部是否积水；检查泵体内机油是否被柴油严重污染或变质；检查柱塞套筒周围及输油泵与泵壳间是否漏油。,柱塞偶件的检查和试验,检查柱塞有无弯曲、变形、工作面损伤或腐蚀。滑动试验和密封性试验。,滑动试验,密封性试验,出油阀偶件的检查和试验,目测检查。滑动试验。检查密封锥面密封性。检查减压环带密封性,密封性试验,七、柴油机供给系的调试,1、喷油器的检查调试在专用试验台上进行检查内容喷油压力调整到标准。密封性测量油压下降一定值时所需时间；规定压力和时间内的不能渗油。喷雾质量喷油呈雾状且分布均匀；断油干脆；多次喷油后，喷孔周围应干燥或稍许湿润。,喷油器试验台,1、喷油器的检查调试,就车检查喷油器在缺少试验台时，也可就车检查。将待查的喷油器与标准喷油器并联安装在高压油管上，起动发动机并维持怠速运转。观察待查喷油是否与标准喷油器同时喷油以检查喷油压力。观察喷油器的喷油情况，应符合喷雾试验的要求。对比检查喷油量。,2、喷油泵的调试,检查调整供油正时找到第一缸分泵柱塞上行供油开始位置；检查联轴器和泵体上的供油正时标记应对正；正时失准，可通过滚轮体调整或重作正时标记；按作功顺序，依次检查各缸供油间隔角。调整供油量将喷油泵低压腔压力调到160kPa；控制齿杆调到额定供油量位置；喷油泵以规定转速运转；测量各分泵供油量及其均匀度。,八、柴油机供给系故障诊断,柴油机的故障大多集中在燃油供给系统，其中又以喷油泵与喷油器引起的故障为最多。柴油机供给系常见故障有发动机起动困难、发动机动力不足、柴油机工作粗暴、发动机运转不稳等。,
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