汽车构造第05章柴油机供给系.ppt

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1、汽车构造电子教案 第五章 柴油机供给系,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第2页,第一节 柴油机及其使用性能,柴油和汽油一样都是石油制品。在石油蒸馏过程中，温度在200350之间的馏分即为柴油。柴油分为轻柴油和重柴油。轻柴油用于高速柴油机，重柴油用于中、低速柴油机。汽车柴油机均为高速柴油机，所以使用轻柴油。,轻柴油,1.轻柴油的牌号和规格 轻柴油按其质量分为优等品、一等品和合格品三个等级，每个等级又按柴油的凝点分为10、0、-10、-20、-35和-50等六种牌号，其规格见表5-1。 2.轻柴油的使用性能 3.轻柴油的选择 按照当地当月风险率为10%的最低气温（表5-2）选用轻柴油牌

2、号，见表5-3。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第3页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第4页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第5页,馏程：比如，50%馏出温度即柴油馏出50%的温度，此温度越低，柴油的蒸发性越好。国家标准规定此温度不得高于300，但没有规定最低温度限。 闪点：柴油的闪点指在一定的试验条件下，当柴油蒸气与周围空气形成的混合气接近火焰时，开始出现闪火的温度。闪点低，蒸发性好。为了控制柴油的蒸发性不致过强，标准中规定了闪点的最低数值。 凝点：凝点是指柴油失去流动性开始凝固时的温度。 冷滤点：冷滤点是指在特定的试验条件下，在1min内柴油开始不

3、能流过过滤器20ml时的最高温度。一般柴油的冷滤点比其凝点高46。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第6页,轻柴油的使用性能,（1）发火性 指柴油自燃能力，用十六烷值评定。柴油的十六烷值大，发火性好，容易自燃。国家标准规定轻柴油十六烷值不小于45。 （2）蒸发性 指柴油蒸发气化的能力，用柴油馏出某一百分比的温度范围即馏程和闪点表示。 （3）低温流动性 用柴油的凝点和冷滤点评定低温流动性。 （4）粘度 是评定柴油稀稠度的一项指标，与柴油的流动性有关。,柴油的其它指标,柴油的其它指标,GB/T252-1994中规定的实际胶质、10%蒸余物残炭和氧化安定性，总不溶物等三项指标，是柴油安定

4、性的评定指标。柴油的防腐性则用硫含量、硫醇硫含量、酸度、铜片腐蚀及水溶性酸或碱等指标来评定。柴油中的灰分、水分和机械杂质，是评定柴油清洁性的指标。汽车柴油机应使用各项指标均符合国家标准的柴油。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第7页,第二节 柴油机供给系的组成,一、柴油机混合气形成特点 二、柴油机供给系的功用 三、柴油机燃油供给系的组成,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第8页,一、柴油机混合气形成特点,柴油机以柴油为燃料。由于柴油的蒸发性和流动性都比汽油差，因此柴油机不能像汽油机那样在气缸外部形成可燃混合气。柴油机的混合气只能在气缸内部形成，即在接近压缩行程终点时，通过

5、喷油器把柴油喷入气缸内。柴油油滴在炽热的空气中受热、蒸发、扩散，并与空气混合形成可燃混合气，最终自行发火燃烧。与汽油机相比，柴油机混合气形成的时间极短，只占1535曲轴转角。燃烧室各处的混合气成份很不均匀，且随时间而变化。虽然柴油机的平均过量空气系数1，但是在燃烧室内仍然有的地方混合气过浓，燃烧不完全；有的地方混合气过稀，空气得不到充分利用。,为了改善柴油机的混合气形成与燃烧，燃油系统、燃烧室以及它们之间的相互匹配起着重要的作用。不同形式的燃烧室对喷油始点、喷油持续角、喷油压力、喷注雾化质量及其在燃烧室内的分布等，都有不同的要求。这些喷油参数的变化对柴油机的经济性、动力性、排放性和噪声水平都有

6、直接的影响。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第9页,柴油机的燃烧室,柴油机燃烧室按其结构形式分为两大类： 直喷式燃烧室直喷式燃烧室的容积集中于气缸之中，且其大部分集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内（图5-1）。燃烧室凹坑的形状多种多样，极具创造性。 分开式燃烧室分开式燃烧室的容积则一分为二，一部分位于气缸盖中，另一部分则在气缸内（图5-2）。在气缸内的那部分称主燃烧室，位于气缸盖中的那部分称副燃烧室。主、副燃烧室之间用通道连通。分开式燃烧室又有涡流燃烧室（图5-2a）和预燃燃烧室（图5-2b）之分。涡流燃烧室的副燃烧室又称涡流室，预燃燃烧室的副燃烧室则称预燃室。,2019/4/24,哈

7、尔滨工业大学（威海）,第10页,柴油机的燃烧室,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第11页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第12页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第13页,二、柴油机供给系的功用,1.在适当的时刻，将一定数量的洁净燃油增压后以适当的规律喷入燃烧室。各缸的喷油定时和喷油量相同且与柴油机运行工况相适应。喷油压力、喷注雾化量及其在燃烧室内的分布与燃烧室类型相适应。 2.在每一个工作循环内，各气缸均喷油一次，喷油次序与气缸工作顺序一致。 3.根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油量，以保证柴油机稳定运转，尤其是稳定怠速，限制超速。 4.储存一定数量的

8、燃油，保证汽车的最大持续里程。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第14页,三、柴油机燃油供给系的组成,柴油机燃油供给系包括喷油泵、喷油器和调速器等主要部件及燃油箱、输油泵、油水分离器、燃油滤清器、喷油提前器和高、低压油管等辅助装置。 直列柱塞式喷油泵的柴油机燃油供给系 分配式喷油泵的柴油机燃油供给系,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第15页,图5-3 所示为装有直列柱塞式喷油泵的柴油机燃油供给系。直列柱塞式喷油泵3一般由柴油机曲轴的定时齿轮驱动。固定在喷油泵体上的活塞式输油泵5由喷油泵的凸轮轴驱动。当柴油机工作时，输油泵5从燃油箱8吸出柴油，经油水分离器7除去柴油中的水

9、分，再经燃油滤清器2滤除柴油中的杂质，然后送入喷油泵3。在喷油泵内，柴油经过增压和计量之后，经高压油管9供入喷油器1，最后通过喷油器将柴油喷入燃烧室。喷油泵前端装有喷油提前器4，后端调速器6组成一体。输油泵供给的多余柴油及喷油器顶部的回油均经回油管10返回燃油箱。,直列柱塞式喷油泵的柴油机燃油供给系,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第16页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第17页,图5-4 所示为装有分配式喷油泵的柴油机燃油供给系。当柴油机工作时，一级输油泵3将柴油从燃油箱1吸出，经油水分离器2及燃油滤清器5，将其送入二级输油泵4，柴油在二级输油泵中加压后冲入密闭的分

10、配式喷油泵体9内，再经分配式喷油泵12增压计量后进入喷油器10。一级输油泵为膜片式泵，由配气机构的凸轮轴驱动。二级输油泵为滑片式泵，装在分配式喷油泵体内，并由分配式喷油泵的传动轴驱动。滑片式输油泵出口油压随其转速而增加，为控制喷油泵体内腔油压保持稳定，在二级输油泵出口设有调压阀6。当喷油泵体内腔油压超过规定值时，将有部分柴油经调压阀返回输油泵入口。喷油泵体内腔油压一般为0.30.7MPa。在分配式喷油泵体内还装有调速器和喷油提前器13。,分配式喷油泵的柴油机燃油供给系,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第18页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第19页,第三节 喷油器,喷

11、油器是柴油机燃油供给系中实现燃油喷射的重要部件，其功用是根据柴油机混合气形成的特点，将燃油雾化成细微的油滴，并将其喷射到燃烧室特定的部位。 喷油器应满足不同类型的燃烧室对雾化特性的要求。一般说来，喷注应有一定的贯穿距离和喷雾锥角，以及良好的雾化质量，而且在喷油结束时不发生滴漏现象。 汽车柴油机广泛采用闭式喷油器。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第20页,闭式喷油器,这种喷油器主要由喷油器体、调压装置及喷油嘴等部分组成。闭式喷油器的喷油嘴是由针阀和针阀体组成的一对精密偶件，其配合间隙仅为0.0020.004mm。为此，在精加工之后，尚需配对研磨，故在使用中不能互换。一般针阀由热稳定

12、性好的高速钢制造，而针阀体则采用耐冲击的优质合金钢。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第21页,闭式喷油器的分类,根据喷油嘴结构形式的不同，闭式喷油器又可分为： 孔式喷油器 轴针式喷油器,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第22页,孔式喷油器,孔式喷油器工作原理 孔式喷油器结构,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第23页,孔式喷油器结构,孔式喷油器用于直喷式燃烧室柴油机上，其结构如图5-5所示。由针阀11和针阀体12构成的喷油嘴通过拧紧螺母10与喷油器体9紧固在一起。为了保证结合面的密封，针阀体的上端面与喷油器体的下端面都需经过精细的研磨。调压弹簧7的预紧力通过

13、顶杆8作用在针阀上，将针阀压紧在针阀体内的密封锥面上，使喷油嘴关闭。调压弹簧的预紧力由调压螺钉5调节。,喷油嘴,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第24页,孔式喷油器的喷油嘴有长型和短型两种结构形式（图5-6）。前者将喷油嘴加长，针阀的导向部分远离燃烧室，以减少针阀受热及变形，从而避免针阀卡死在针阀体内，所以长型喷油嘴多用于热负荷较高的柴油机上。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第25页,（续）,针阀的上锥面称作承压锥面，用来承受油压产生的轴向推力，使针阀升起。针阀下端的锥面，称作密封锥面。 与针阀体内的密封锥面配合，以实现喷油器内腔的密封。针阀的密封锥面与针阀体内的密封

14、锥面都是在精加工之后再配对研磨，以保证其配合精度。 孔式喷油器的喷油嘴头部加工有一个或多个喷孔，有一个喷孔的称单孔喷油器，有两个喷油孔的称双孔喷油器，有三个以上喷孔的称多孔喷油器。 一般喷孔数目为17个，喷孔直径为0.20.5mm。喷孔直径不宜过小，否则既不易加工，又在使用中容易被积炭堵塞。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第26页,孔式喷油器工作原理,当柴油机工作时，来自喷油泵的高压柴油通过高压油管送到喷油器，经进油管接头9和针阀体12内的油道（图5-5）进入喷油嘴内的压力室6（图5-6）。油压作用在针阀的承压锥面上，产生向上的推力。当此推力超过调压弹簧的预紧力时，针阀升起的最大

15、高度即针阀升程，由喷油器体（或接合座）的下端面限制。当喷油泵停止供油时，喷油嘴压力室内的油压迅速下降，针阀在调压弹簧的作用下瞬即落座，将喷孔关闭，终止喷油。 在喷油器工作期间，有少量柴油从针阀与针阀体配合表面之间的间隙中漏出，并沿顶杆周围的缝隙上升，最后通过回油管接头1（图5-5）进入回油管，流回燃油滤清器。这部分柴油在漏过针阀偶件时对偶件起润滑作用。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第27页,轴针式喷油器,概述 分类 总体结构,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第28页,概述,轴针式喷油器与孔式喷油器的工作原理相同，结构相似，只是喷油嘴头部的结构不同而已。在轴针式喷油器

16、中，针阀密封锥面以下有一段轴针，它穿过针阀体上的喷孔且稍突出于针阀体以外，使喷孔呈圆环型。因此，轴针式喷油器的喷注是空心的。轴针可以制成圆柱型或截锥形（图5-8）。 圆柱型轴针喷注的喷雾锥角较小，而截锥形轴针喷注的喷雾锥角较大。 因此，轴针制成不同的形状，可以得到不同形状的喷注，以适应不同燃烧室的需要。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第29页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第30页,分类,普通型 节流型 分流型,喷油嘴特性,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第31页,普通型与节流型喷油嘴的喷孔通过面积与针阀升程间的关系称作喷油嘴特性，如图5-9所示。,节流

17、型喷油嘴在针阀升起的初期，喷孔通过面积较小，历时较长。尽管针阀升程已达0.48mm，但喷孔通过面积仍然很小。普通型喷油嘴则不同，在针阀升程超过0.1mm后，其喷孔通过面积就开始迅速增大。因此，节流型轴针式喷油器喷油初期的喷油速率较小，从而可以减缓燃烧过程初期气缸压力的增长，对降低柴油机燃烧噪声有利。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第32页,分流型轴针式喷油器,分流型轴针式喷油器用于涡流燃烧室，用来改善涡流燃烧室柴油机的冷起动性。分流型喷油嘴除主喷油孔外，还在针阀体的密封锥面上加工有分流孔，孔径一般为0.2mm，孔中心线与针阀体轴线成30（图5-10a）。当柴油机起动时，由于转速很

18、低，喷油泵供油压力较小，因此喷油器的针阀升程较小，这时大部分柴油经分流孔逆气流方向喷到涡流室中心（图5-10b）。因为逆气流喷射，燃油雾化好，加上涡流室中心的温度比较高，所以柴油容易着火燃烧，使柴油机在低温下顺利起动。当柴油机起动后，在正常转速下工作时，针阀升程较大，大部分柴油从主喷孔顺气流方向喷入涡流室（图5-10c）。,图5-10,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第33页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第34页,总体结构,轴针式喷油器的总体结构如图5-11所示。轴针式喷油器工作时，轴针在喷孔内往复运动，能清除喷孔中的积炭，喷孔不易堵塞，喷油器工作可靠。由于喷孔较大

19、，一般在13mm范围内，加工方便。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第35页,图5-12所示为调压弹簧下置的轴针式喷油器，或称低惯量轴针式喷油器。在此喷油器轴针的下端，加工有横向孔13和中心孔14。当喷油器工作时，既从环型喷孔喷油，又从中心孔喷油，从而改善喷注中燃油的分布。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第36页,第四节 柱塞式喷油泵,喷油泵的功用是按照柴油机的运行工况和气缸工作顺序，以一定的规律适时、定量的向喷油器输送高压燃油。多缸车用柴油机的喷油泵应满足下列要求： （1）各缸供油量相等。在标定工况下各缸供油量相差不超过3%4%。喷油泵的供油量应随柴油机工况的变化而

20、变化，为此喷油泵必须有供油量调节机构。 （2）各缸供油量提前角相同，误差小于0.51曲轴转角。供油提前角也应随柴油机工况的变化而变化，为此应装置喷油提前器。 （3）各缸供油持续角一致。 （4）能迅速停止供油，以防止喷油器发生滴漏现象。,喷油泵种类很多，在汽车柴油机上得到广泛应用的有直列柱塞式喷油泵和转子分配式喷油泵。此外，还有泵-喷嘴等。直列柱塞式喷油泵创制、发展和应用的历史比较久远，性能良好，工作可靠，为大多数汽车柴油机所采用。下面详细介绍柱塞式喷油泵系列。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第37页,柱塞式喷油泵系列,由于柴油机的单缸功率变化范围很大，若根据每一单缸功率所需要的循

21、环供油量来设计和制造喷油泵，那么喷油泵的尺寸规格将不可胜数，给生产和使用都造成诸多不便。因此，世界各国的喷油泵制造厂都是以几种不同的柱塞行程作为基础，将喷油泵划分成为数不多的几个系列或型号，然后在配以不同尺寸的柱塞偶件，构成若干种循环供油量不等的喷油泵，以满足各种不同功率柴油机的需要。 表5-4所列为我国生产的几种直列柱塞式喷油泵的系列及其主要参数。,1.A型喷油泵 2.P型喷油泵,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第38页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第39页,喷油泵,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第40页,A型喷油泵的结构,A型喷油泵结构如图5-13

22、所示。柱塞式喷油泵主要由下列几部分组成: 1.泵油机构 2.供油量调节机构 3.驱动机构 4.喷油泵体,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第41页,泵油机构,泵油机构包括柱塞套7、柱塞10、上下柱塞弹簧13和15、出油阀5、出油阀座6、出油阀弹簧4和出油阀紧座3等零件。 柱塞和柱塞套构成喷油泵中最精密的偶件，称作柱塞偶件。正是由于柱塞偶件的精密配合及柱塞的高速运动，才得以实现对燃油的增压。每台喷油泵的柱塞偶件数和与其配套的柴油机气缸数相同。一般柱塞偶件用优质合金钢制造，经过精细加工和配对研磨，使其配合间隙在0.00150.0025mm范围内。间隙过大，容易漏油，导致油压下降；间隙过小

23、，对偶件润滑不利，且容易卡死。柱塞偶件在使用中不能互换。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第42页,柱塞头部加工有螺旋槽和直槽，柱塞下部加工有榫舌（图5-14）。柱塞套安装在喷油泵体22的座孔中，柱塞套上的油孔与喷油泵内的低压油腔8相通。为了防止柱塞套转动，用定位螺钉9固定。柱塞弹簧14的上端通过上柱塞弹簧座13支承在喷油泵体上，下端则通过下柱塞弹簧座15支承于柱塞尾端。借助柱塞弹簧的预紧力使柱塞始终压紧在挺柱17上的供油定时调节螺钉16上，同时使挺柱的滚轮19始终与喷油泵凸轮21保持接触。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第43页,出油阀5与出油阀座6是喷油泵中另一个

24、精密偶件，称出油阀偶件。出油阀偶件位于柱塞偶件的上方，出油阀座的下端面与柱塞套的上端面接触，通过拧紧出油阀紧座3使两者的接触面保持密合。同时，出油阀弹簧4将出油阀压紧在出油阀座上。出油阀偶件的结构如图5-15所示。出油阀的密封锥面与出油阀座的接触表面经过精细研磨。出油阀减压环带与出油阀座孔的配合间隙很小。减压环带以下的出油阀表面是其在出油阀座孔内往复运动的导向面，导向部分的横截面为十字形。在有些出油阀紧座中设有减容器，旨在减小高压管路系统的容积。此外，减容器还起到限制出油阀最大升程的作用。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第44页,供油量调节机构,喷油泵供油量调节机构的功用是，根据

25、柴油机负荷的变化，通过转动柱塞来改变循环供油量。供油量调节机构或由驾驶员直接操纵，或由调速器自动控制。 A型喷油泵采用齿杆式供油量调节机构。齿杆式供油量机构工作可靠，传动平稳，但制造成本较高，且柱塞偶件之间的中心距较大。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第45页,A型喷油泵采用齿杆式供油量调节机构（图5-16）。它包括调节齿杆1、调节齿圈2和控制套筒3等零件。喷油泵柱塞4下端的榫舌嵌入控制套筒3的豁口中。控制套筒松套在柱塞套5上，其上端装有调节齿圈2，并用螺钉夹紧。 调节齿圈与调节齿杆相啮合。当驾驶员或调速器拉动齿杆时，调节齿圈连同控制套筒带动柱塞相对柱塞套转动，以达到调节供油量的

26、目的。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第46页,驱动机构,喷油泵的驱动机构包括凸轮轴20和挺柱组件17。凸轮轴的前、后端通过滚动轴承25和26支承在喷油泵体 22上。凸轮轴上凸轮21的数目与喷油泵的柱塞偶件数相同，各凸轮间的夹角与配套柴油机的气缸数有关，并与气缸工作顺序相适应。 凸轮轴一般由曲轴定时齿轮驱动，四冲程柴油机喷油泵凸轮轴的转速是曲轴转速的一半，以实现在凸轮轴一转之内向各气缸供油一次。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第47页,挺柱体部件安装在喷油泵体上的挺柱孔内，其结构如图5-17所示。加长的滚轮销2的两端插入挺柱孔6的定位长槽5中，使挺柱在挺柱孔中只能作

27、上下往复运动，而不能绕其自身的轴线旋转，以避免滚轮与凸轮卡死。滚轮3在滚轮销2上转动。在滚轮与滚轮销之间镶有滚针轴承4，也可镶衬套。在挺柱的顶端拧入供油定时调整螺钉7和锁紧螺母8。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第48页,喷油泵体,泵体是喷油泵的基础零件，泵油机构、供油量调节机构和驱动机构等都安装在喷油泵体上，它在工作中承受较大的作用力。因此，泵体应油足够的强度、刚度和良好的密封性。此外，还应该便于拆装、调整和维修。 A型喷油泵泵体为整体式，由铝合金硬模铸造而成。其结构紧凑、体积小、重量轻。泵体侧面开有窗口，底部用盖板封闭，侧盖和底盖均用螺栓固定（图5-18），使喷油泵的拆装、调

28、整和维修极为方便。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第49页,A型喷油泵的工作原理,1.运动过程 2.泵油过程 3.供油量的调节 4.供油定时的调节,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第50页,1.运动过程,当喷油泵凸轮轴转动时，若挺柱滚轮在凸轮的基圆面上滚动，则柱塞停在柱塞下止点的位置。若滚轮滚到凸轮的上升段时，则凸轮推动挺柱，挺柱再推动柱塞上移，同时将柱塞弹簧压缩。当滚轮滚到凸轮的顶弧上时，柱塞到达柱塞上止点。随后滚轮在凸轮的下降段滚动，柱塞弹簧则推压柱塞，柱塞又推压挺柱下移，直到滚轮由滚到凸轮的基圆面上，柱塞又回到柱塞下止点为止。即当喷油泵工作时，随着凸轮轴的转动，

29、挺柱和柱塞在柱塞的上、下止点之间分别在挺柱孔和柱塞套中作往复运动。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第51页,2.泵油过程（1）（2）（3）（4）,（1）当柱塞顶面下移至柱塞套油孔5以下或柱塞挺柱在下止点位置时，柴油从喷油泵的低压油腔经油孔5充入柱塞顶部的空腔或称柱塞腔（图5-19a）。 （2）在柱塞从其下止点上移的过程中，将有部分柴油从柱塞腔经油孔5被挤回低压油腔，这一过程一直延续到柱塞顶面将油孔的上边缘封闭为止（图5-19b）。 （3）柱塞继续上移，柱塞腔内的油压骤然增高，克服出油阀弹簧8的预进力，将出油阀7顶起。当出油阀密封锥面已经离开出油阀座，但减压环带尚在出油阀座孔内时，

30、喷油泵仍然不能供油。仅当减压环带全部离开出油阀座孔之后，高压柴油才能经出油阀上的切槽供入高压油管，并经喷油器喷入燃烧室（图5-19c）。 （4）当柱塞上移至图5-19d所示位置时，柱塞上的螺旋槽3将油孔5的下边缘打开，此时柱塞腔内的高压柴油经柱塞上的直槽4、螺旋槽3和油孔5流回喷油泵的低压油腔，供油终止。由于柱塞腔的油压急剧下降，出油阀在出油阀弹簧和高压柴油的作用下迅速回落。当减压环带的下边缘进入出油阀座孔时，高压油管与柱塞腔的通路被切断，使燃油不能从高压油管流回柱塞腔。当出油阀完全落座之后，高压管路系统的容积因为空出减压环带的体积而增大，致使高压管路系统内的油压迅速降低，喷油器立即停止喷油，

31、从而可以避免喷油器滴漏和其它不正常喷射现象的发生。,图5-19,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第52页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第53页,总结,柱塞由下止点移动到上止点所经过的距离称作柱塞行程，也就是喷油泵凸轮的最大升程。由上述泵油过程可知，喷油泵并不是在整个柱塞行程内都供油，只是在柱塞顶面封闭柱塞套油孔到柱塞螺旋槽打开柱塞套油孔这段柱塞行程内供油。称这段柱塞行程为柱塞有效行程。显然，柱塞有效行程越大，供油的持续时间越长，喷油泵每一次的泵油量及循环供油量便越多。欲改变柱塞有效行程，只需转动柱塞即可。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第54页,供油量

32、的调节,供油量的调节原理 供油量调节的操作步骤,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第55页,供油量的调节原理,当供油量调节机构的调节齿杆拉动柱塞转动时，柱塞上的螺旋槽与柱塞套油孔之间的相对位置发生变化，从而改变了柱塞的有效行程（图5-20）。当活塞上的直槽对正柱塞套油孔时，柱塞有效行程为零，这时喷油泵不供油（图5-20a）。按照图5-20a中箭头所指示的方向拉动调节齿杆6，则调节齿圈11按箭头方向转动，柱塞有效行程增加，喷油泵循环供油量增多（图5-20b、c）。如果朝相反方向拉动调节齿杆，则柱塞有效行程减小，循环供油量减少。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第56页,20

33、19/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第57页,供油量调节的操作步骤,利用供油量调节原理，可将多缸喷油泵的各缸供油量调匀。其操作步骤为：保持调节齿杆不动，拧松调节齿圈紧固螺钉12，适当的转动控制套筒10，使其带动柱塞在柱塞套内转动，改变柱塞的有效行程，便可使供油量或增或减，然后拧紧调节齿圈紧固螺钉。根据需要在拧松另一个调节齿圈的紧固螺钉，重复上述步骤，直到各缸供油量均匀一致为止。这项工作需在专门的喷油泵试验台上进行。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第58页,供油定时的调节,供油定时是指喷油泵对柴油机有正确的供油时刻，而供油时刻用供油提前角表示。供油提前角是指从柱塞顶面封闭柱塞套

34、油孔起到活塞上止点为止，曲轴所转过的角度。已如上述，多缸喷油泵各缸供油体前角或供油间隔角应该相同。各缸供油间隔角决定与喷油泵凸轮轴上各凸轮的相对位置，但由于加工和装配误差，很难达到一致，因此必须进行调节。调节的方法是改变供油定时调整螺钉伸出挺柱体外的高度（参看图5-17）。旋出调整螺钉，挺柱体的高度H增加，柱塞位置升高，柱塞套油孔提前被封闭，供油提前，即供油提前角增大。拧入调整螺钉，则使供油迟后，供油提前角减小。对各缸供油定时调整螺钉逐个调节之后，可以使各缸供油提前角或供油间隔角达到一致。应该指出，这种调节只是用来补偿加工和装配误差，调节的幅度很小。欲同时或较大幅度的改变各缸供油提前角，须借助

35、喷油提前器。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第59页,P型喷油泵结构特点,P型喷油泵的工作原理与A型喷油泵基本相同，但在结构上却脱离了柱塞式喷油泵的传统结构，具有一些明显的特点： 1.箱形封闭式喷油泵体 2.吊挂式柱塞套 3.钢球式供油量调节机构 4.压力润滑,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第60页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第61页,1.箱形封闭式喷油泵体,P型喷油泵采用不开侧窗口的箱形封闭式喷油泵体，大大提高了喷油泵体的刚度，可以承受较高的喷油压力而不发生变形，以适应柴油机不断向大功率、高转速强化的需要。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威

36、海）,第62页,2.吊挂式柱塞套,喷油泵柱塞5（图5-21）和出油阀偶件3都装在有接凸缘的柱塞套4内，当拧紧柱塞套顶部的出油阀紧座1之后，构成一个独立的组件；然后用柱塞套紧固螺栓14件柱塞套凸缘紧固在泵体的上端面上，形成吊挂式结构。这种结构改善了柱塞套和喷油泵体的受力状态。另外，柱塞套内孔上端孔径略大（图5-22），可防止柱塞在上端卡死。柱塞套内孔的中部加工有集油槽2，从柱塞偶件间隙泄漏的柴油集中于此槽内，经回油孔1流回喷油泵的低压油腔。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第63页,（续）,P型喷油泵的柱塞顶部开有起动槽3。当柱塞处于起动位置时，此槽与柱塞套油孔相对，在柱塞上移到起动

37、槽的下边缘封闭油孔时开始供油。由于起动槽的下边缘低于柱塞顶面，因此供油迟后，供油提前角减小，这时汽缸温度较高，柴油喷入气缸容易着火燃烧，有利于柴油机低温起动。在柱塞套油孔的外表面装有导流罩16（参看图5-21）。当柱塞供油结束时，高压柴油以很高的速度经柱塞套油孔流向低压油腔，使其发生穴蚀。导流罩可以防止喷油泵体穴蚀的发生。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第64页,3.钢球式供油量调节机构,P型喷油泵的供油量调节机构包括调节拉杆7、控制套筒8和嵌入调节拉杆凹槽中的钢球6。柱塞榫舌9嵌入控制套筒的豁口中（图5-21）。移动调节拉杆，通过钢球带动控制套筒使柱塞转动，从而改变供油量。这种

38、供油量调节机构结构简单，工作可靠，配合间隙小。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第65页,4.压力润滑,利用柴油机润滑系统主油道内的机油，可对各润滑部位施行压力式润滑。 P型泵各缸供油提前角或供油间隔角是利用在柱塞凸缘下面增减调节垫片15（图5-21）的方法来进行调节的。调匀各缸供油量则通过转动柱塞套4来实现。柱塞套凸缘上的螺栓孔是长圆孔（参看图5-21），拧松紧固螺栓14，柱塞套可绕其轴线转动10左右。当转动柱塞套时，改变了柱塞套油孔与柱塞的相对位置，从而改变了柱塞的有效行程，即改变了循环供油量。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第66页,喷油提前器,喷油提前器实际上

39、是喷油泵供油提前角自动调节装置。 汽车柴油机的转速和负荷都在很大范围内变化，所以现代汽车柴油机都装有喷油提前器。这样，当柴油机工况发生变化时，才能自动地进行调节，使喷油泵始终保持最佳供油时刻。 目前广为应用的机械离心式自动喷油提前器，只能响应柴油机转速的变化进行供油提前角的自动调节。其结构形式多样，但工作原理基本相同。 喷油提前角对柴油机性能有很大的影响，供油提前角过大或过小均使柴油机的动力性和经济性恶化。为了保证柴油机有良好的使用性能，必须在最佳供油提前角下工作。当转速和供油量一定时，能获得最大功率和最小燃油消耗率的供油时刻，称最佳供油提前角。 最佳供油提前角随柴油机转速和负荷而变化，转速越

40、高，负荷越大，最佳供油提前角也越大。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第67页,机械离心式自动喷油提前器的工作原理,图5-23所示为其中的一种。整个装置由防护罩9密封，其内部包括主动盘6和从动盘1。主动盘凸缘5的外侧有两个传动爪B，它们与喷油泵的驱动轴刚性连接。主动盘凸缘的内侧固定有两个传动销4和7。在传动销的圆柱面上加工有平凹坑，作为提前器弹簧8的支座。从动盘1与喷油泵凸轮轴刚性连接，其上固定有两个飞锤销2，在飞锤销的圆柱面上也加工有平凹坑，作为弹簧8的另一端支座。飞锤3上的小孔套在飞锤销上。弹簧8支撑在传动销与飞锤销之间，并使飞锤的圆弧面压紧在传动销上。可见，主动盘与从动盘之间

41、为弹性连接，并能相互转动一定的角度。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第68页,（续）,当柴油机恒速运行时，喷油泵驱动轴通过主动盘凸5、传动销4和7、飞锤圆弧面10、飞锤销2和从动盘1来驱动喷油泵凸轮轴。若转速升高，则飞锤的离心力 克服弹簧力使飞锤向外张开。当飞锤的圆弧面沿传动销有内向外滑动时，便带动从动盘或喷油泵凸轮轴相对与主动盘或喷油泵驱动轴顺喷油泵旋转方向转过一定角度，从而使供油提前。喷油提前器的调节范围为010。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第69页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第70页,第五节 分配式喷油泵,分配式喷油泵简称分配泵，有转子式

42、和单柱塞式两大类。英国CAV公司的DPA型分配泵和法国SIGMA公司的PRS型分配泵均属转子式，也称径向压缩式。德国Bosch公司的VE型分配泵则为单柱塞式又称轴向压缩式。分配泵与柱塞式喷油泵相比，有许多特点。,分配泵的特点,1）分配泵结构简单，零件少，体积小，重量轻，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。 4）分配泵凸轮的升程小，有利于提高柴油机转速。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第71页,VE型分配泵,下面以广泛应用于

43、轿车和轻型客车柴油机的VE型分配泵为例，说明分配泵的结构及其工作原理。 VE型分配泵的结构 VE型分配泵工作过程,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第72页,VE型分配泵由驱动机构、二级滑片式输油泵、高压分配泵头和电磁式断油阀等部分组成。此外，机械式调速器和液压式喷油提前器也安装在分配泵体内（图5-24）。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第73页,（续）,驱动轴19由柴油机曲轴定时齿轮驱动。驱动轴带动二级滑片式输油泵1工作，并通过调速器驱动齿轮2带动调速器轴旋转。在驱动轴的右端通过联轴器21（图5-25）与平面凸轮盘4连接，利用平面凸轮盘上的传动销带动分配柱塞7（图5-

44、24）。柱塞弹簧6将分配柱塞压紧在平面凸轮盘上，并使平面凸轮盘压紧滚轮22（图5-25）。滚轮轴嵌入静止不动的滚轮架20上。当驱动轴19旋转时，平面凸轮盘与分配柱塞同步旋转，而且在滚轮、平面凸轮和柱塞弹簧的共同作用下，凸轮盘还带动分配柱塞在柱塞套9内作往复运动使柴油增压，旋转运动进行柴油分配。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第74页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第75页,（续）,凸轮盘上平面凸轮的数目与柴油机气缸数相同。分配柱塞的结构如图5-26所示。在分配柱塞1的中心加工有中心油孔3，其右端与柱塞腔相通，而左端与泄油孔2相通。分配柱塞上还加工有燃油分配孔5、压力

45、平衡槽4和数目与气缸数相同的进油槽6。柱塞套9（图5-24）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8和一个喷油器。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第76页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第77页,VE型分配泵的工作过程,（1）进油过程（图5-27a） （2）泵油过程（图5-27b） （3）停油过程（图5-27c） （4）压力平衡过程（图5-27d）,图5-27,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第78页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第79页,（1）进油过程,当平面凸轮盘12的凹下部分转至与滚轮13接触时，柱

46、塞弹簧将分配柱塞14由右向左推移至柱塞下止点位置，这时分配柱塞上的进油槽3与柱塞套20的进油孔2连通，柴油自喷油泵体19的内腔经进油道17进入柱塞腔4和中心油孔10内。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第80页,（2）泵油过程,当平面凸轮盘由凹下部分转至凸起部分与滚轮接触时，分配柱塞在凸轮盘的推动下由左向右移动。在进油槽转过进油孔的同时，分配柱塞将进油孔封闭，这时柱塞腔4内的柴油开始增压。与此同时，分配柱塞上的燃油分配孔18转至与柱塞套上的一个出油孔8相通，高压柴油从柱塞腔经中心油孔、燃油分配孔、出油孔进入分配油道7，在经出油阀6和喷油器5喷入燃烧室。平面凸轮盘每转一周，分配柱塞上

47、的燃油分配孔依次与各缸分配油道接通一次，即向柴油机各缸喷油器供油一次。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第81页,（3）停油过程,分配柱塞在平面凸轮盘的推动下继续右移，当柱塞上的泄油孔11移出油量调节套筒15并与喷油泵体内腔相通时，高压柴油从柱塞腔经中心油孔和泄油孔流进喷油泵体内腔，柴油压力立即下降，供油停止。从柱塞上的燃油分配孔18与柱塞套上的出油孔8相通的时刻起，至泄油孔11移出油量调节套筒15的时刻止，这期间分配柱塞所移动的距离为柱塞有效行程。显然，有效供油行程越大，供油量越多。移动油量调节套筒即可改变有效供油行程，向左移动油量调节套筒，停油时刻提早，有效供油行程缩短，供油量

48、减少；反之，向右移动油量调节套筒，供油量增加。 油量调节套筒的移动由调速器操纵。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第82页,（4）压力平衡过程,分配柱塞上设有压力平衡槽16，在分配柱塞旋转和移动过程中，压力平衡槽始终与喷油泵体内腔相通。在某一气缸供油停止之后，且当压力平衡槽转至与相应气缸的分配油道连通时，分配油道与喷油泵体内腔相通，于是两处的油压趋于平衡。在柱塞旋转过程中，压力平衡槽与各缸分配油道逐个相通，致使分配油道内的压力均衡一致，从而可以保证各缸供油的均匀性。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第83页,电磁式断油阀,VE型分配泵装有电磁式断油阀，其电路和工作原理如

49、图5-28所示。 起动时，将起动开关2旋至ST位置，这时来自蓄电池1的电流直接流过电磁线圈4，产生的电磁力压缩回位弹簧5，将阀门6吸起，进油孔7开启。 柴油机起动后，将起动开关旋至ON位置，这时电流经电阻3流过电磁线圈，电流减小；由于油压的作用，阀门仍然保持开启。 当柴油机停机时，将起动开关旋至OFF位置，这时电路断开，阀门在回位弹簧的作用下关闭，从而切断油路，停止供油。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第84页,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第85页,液压式喷油提前器,在VE型分配泵体的下部安装有液压式喷油提前器，其结构如图5-29所示。,2019/4/24,哈尔滨工业大学（威海）,第86页,在喷油提前器壳体1内装有活塞2，活塞左端与二级滑片式输油泵的入口相通，并有弹簧5压在活塞上。活塞右端与喷油泵内腔相通，其压力等于二级滑片式输油泵的出口压力。当柴油机在某一转速下稳定运转时，作用在活塞左、有端的力相等，活塞处于某一平衡位置。若柴油机转速升高，二级滑片式输油泵的出口压力增大，作用与活塞右端的力随之增加，推动活塞向左移动，并通过连接销3和传力销4带动滚轮架7绕其轴线转动一定的角度，直至活塞两端的力重新达到平衡为止。滚轮架的转动方向与平面凸轮盘的旋转方向正好相反，使平面凸轮提