柴油机燃油喷射系统的工作原理及故障诊断

柴油机燃油喷射系统的工作原理及故障诊断
一、柴油机的工作原理
柴油发动机是一种压燃式发动机，压燃式发动机吸入气缸的是纯净的空气，并被压缩到很高的温度，柴油经喷射装置以高压喷入气缸并与高温空气混合着火燃烧，对外作功，从而将化学能转变为机械能。

柴油发动机的优点是：燃油消耗低，较低的有害废气排放。

柴油发动机有四冲程也有二冲程的，汽车使用的柴油机多为四冲程。

柴油机工作循环（四冲程）
第一冲程活塞由上死点向下运动，将空气经打开的进气门吸入气缸，故而称之为进气冲程；
第二冲程活塞由下死点向上运动，进、排气门关闭，气缸内的空气以14：1—24：1的压缩比被压缩，空气升温至800℃，在压缩行程结束时，喷油器以接近1500巴的压力将柴油喷入气缸。

该冲程称之为压缩冲程。

第三冲程在一定的发火延迟后，雾化的燃油与空气混合自行发火燃烧，气缸内空气压力迅速升高，推动活塞下行对外作功。

该冲程称之为作功冲程。

第四冲程活塞向上运动，排气门打开，燃烧的废气被子排出气缸。

该冲程称之为排气冲程。

二、发动机的构造
发动机由：机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系、起动系组成。

三、燃油喷射系的工作过程
1、功用：按照柴油机的工作顺利及负荷的新变化，将清洁的柴油定时、定量、定压
并以一定的空间状态雾化喷入燃烧室。

2、组成：由低压油路与高压油路两大部分组成。

低压油路：由燃油箱、滤清器、输油泵、低压油管等组成；
高压油路：由喷油泵、高压油管、喷油器等组成。

3、燃油供给路线：柴油从燃油箱内被吸出，经油管进入输油泵，输油泵以一定的压
力将柴油压送到柴油滤清器，经滤清器过滤后的清洁柴油输入到喷油泵，再经喷
油泵增压，由高油管送到喷油器，喷油器将柴油雾化后喷入燃烧室中。

四、喷油泵
1、油泵的功用：按照柴油机不同工况，定时、定量、定压、敏捷地将柴油雾化喷入
气缸。

2、油泵的种类：柱塞式喷油泵、分配式喷油泵、泵-喷油器、PT泵、滑套计量。

3、柱塞式喷油泵的工作原理：柱塞式喷油泵是通过与发动机的凸轮轴的旋转推动柱
塞向上运动，在柱塞弹簧的弹力作用下柱塞向下运动。

柱塞在柱塞套内连续的往复运动实现了油泵的供油。

柱塞在柱塞套内作往复直线运动的同时，还可作旋转运动，柱塞的旋转运动完成了油泵的油量调节。

五、喷油器
1、喷油器的功用：将高压油泵送来的高压油，按设定的压力，以最佳的雾化状况喷
入燃烧室，与压缩空气充分的混合。

2、喷油的构造：由喷油器体、调压螺钉、调压弹簧、顶杆、针阀偶件等组成。

3、喷油的工作原理：当喷油泵工作时，高压柴油经高压油管，进入喷油器油道、针
阀体环形油道、直油道、直达压力室。

当压力室的油压力足以克服调压弹簧的预紧力和针阀偶件内的磨擦力时，针阀抬起，高压柴油就以高速以环形喷孔喷出。

喷出的柴油又撞击在针阀的倒锥体上，形成均匀细碎的倒锥形喷雾。

当喷油泵停止供油时，压力室内的油压骤降，针阀在调压弹簧的作用下迅速复位，密封锥体与锥座密封，喷油器停止喷油。

六、供油提前器
1、喷油提前角：柴油是在活塞到达上止点前的某个角度喷入燃烧室的，这个喷油时
间为喷油正时，此时相应的曲轴转角为喷油提前角。

2、供油提前角：喷油泵开始供油到活塞到达压缩上止点这段时间的转角。

3、供油提前角对发动机的影响：
1）供油提前角过大：工作粗暴、敲缸、燃烧不完全、冒白烟、功率下降、油耗大、起动困难、怠速不稳；
2）供油提前角过小：功率下降、油耗大、水温高、难起动、冒黑烟。

4、喷油泵供油提前角的调整：
1）改变喷油泵凸轮轴与曲轴的相对位置；
2）改变油泵与滚轮体的相对位置。

5、供油提前器的功用：使喷油泵的供油提前角随油泵转速的增加而自动增大，使柴
油机在不同的转速条件下有最佳的供油正时与之相适应，从而获得较好的动力性和经济性。

七、调速器
1、调速器的功用：根据柴油机的速度特性，分别在起动、怠速、超速等不同的工作
状况提供不同的喷油量，以保证柴油机正常平稳的工作，同时能灵敏地感觉到外界负荷变化所引起的柴油机转速的变化而自动调节控制齿杆的位置增减供油量，从而改变喷油泵的自然供油特性，改变柴油机的扭矩特性，以适应外界负荷的变化。

2、调速器的分类：
1）按调速作用范围可分为单极式、两极式、全程式、两极兼全程式、复合型调速器；
2）按工作原理可分为机械式、气动式、液压式、复合式、电子调速器。

3、机械式调速器的工作原理：调速器的感应件（飞锤或钢球）随凸轮轴旋转，受到离心力作
用向外飞开，并通过一系列的弹簧和杆件机构与油泵的油量调节拉杆相连接，在不同的转速下都能保持某一位置的平衡，以提供恒定的供油量使发动机转速不变。

当发动机负荷减小时，转速将上升，感应件离心力增大，通过杆件机构带动油量控制拉杆减小供油量，并重新达到一个新的平衡点，保持稳定的转速，负荷增大则相反，柴油机就是这样因外界阻力的变化而不断地产生不平衡，这种不平衡以转速波动的形式被调速器的感应件所感受，并立即产生适当的反应来改变柴油机的共油量，以建新的平衡。

八、燃油喷射过程中出现的故障现象及诊断
1、喷油泵不供油：
1）低压油路不供油，如油箱中无油或出油口堵塞、柴油滤清器堵塞、油路不密封而漏油、有空气进入形成气阻等；
2）输油泵失效而不输油；
3）柱塞弹簧折断，使柱塞无法回位吸油，从而导致油泵不能泵油；
4）柱塞因燃油有杂质或表面被拉伤而卡死在柱塞套内，使柱塞不能回位；
5）柱塞与柱塞调节臂配合松动，或调节臂球头从拉杆调节叉槽中脱出；
6）挺柱体卡死在壳内的上行位置，使柱塞不能下行吸油；
2、喷油器喷油很少或喷不出油：
1）喷油嘴积炭严重或柴油不清洁而堵塞；
2）喷油压力调得过高或针阀卡死在针阀体内的关闭位置；
3）顶杆严重磨损或顶杆内的小钢球漏装或丢失；
4）喷油器调压弹簧折断，或针阀与针阀体配合间隙过大，造成喷油无压力；
5）针阀体座与喷油器体的接合面不平，有沟痕或喷油嘴紧帽扭紧力矩不够，致使高压柴油严重泄漏。

3、供油提前角不准确：
1）人为安装调整不准确；
2）柱塞偶件、出油阀偶件磨损严重，配合间隙增大，压油过程中燃油回漏严重，造成供油提前角度变小；
3）喷油泵出油阀弹簧太松或太紧，影响出油阀的开启时间，使供油提前角变大或变小；
4）凸轮轴凸轮磨损严重，导致柱塞滚轮体接触凸轮的时间延迟，供油提前角变小；5）喷油泵凸轮轴弯曲变形，导致柱塞滚轮体接触凸轮的时间发生变化，供油提前角变大或变小；
6）有关传动件如提前器损坏而松动，花键轴套松动或错位，接盘三颗固定螺栓松动。