第七章 内燃机的燃料供给与调节(1)

喷油规律：
dVb
dc

f (c )
dVb f (t) dt
每循环喷油量：
q
je js
(
dVb
dc
)dc
平均喷油率：
Qm

q
j
三、喷油泵系列化与工作能力评价指标
对一定转速和功率范围内的柴油机，采用外型尺寸、结构 型式、柱塞轴距相同的喷油泵，用增减柱塞数、更换不同柱塞 直径、改变凸轮型线、升程以及出油阀结构尺寸等措施，来满 足不同柴油机的配套要求，形成了相应的喷油泵系列。(表7-1)
图7-13 不同燃烧系统所要求的最大泵端 压力与最大平均供油速率之间的关系 a）直接喷射、增压、无或低涡流 b）直接喷射、增压、低涡流 c）直接喷射、有涡流 d）分隔式燃烧室
四、喷油泵主要参数的确定
1、柱塞直径dp和有效供油行程he
柱塞直径增大，供油速率增大，在相同供油量情况下，有 效行程减小，供油和喷油持续期缩短，从而缩短柴油机的燃烧 期，改善性能。但加大柱塞直径后初期喷油量大，柴油机运转 粗暴，此外凸轮承受接触应力也增大。
dVp
dc

f (c )
Ap wp
每循环几何供油量： qp

Ap
w d pe
ps p
c
dVp dt

f
(t)
Ap wp
平均几何供油率：
Qpm

(
dVp dc
)
m

qp p

Ap p
w d pe
ps p
c
图7－10 柱塞升程及供油率曲线
2、喷油规律：指在喷油过程中，单位凸轮转角（或单 位时间）内从喷油器喷入气缸的燃油量（即喷油率） 随 凸 轮 转 角 （ 或 时 间 ） 的 变 化 关 系 。 （ mm3/ºCaA ） （mm3/s）
Qmax Ap wp
3、喷油泵最高工作转速nPmax
油泵转速提高，压力增加，但往复惯性力加大，另 调速器也有转速限制。
4、最大许用泵端压力pPmax：指喷油泵所能承受的最大泵端压 力的峰值，提高泵端压力就是相应提高了喷油压力。但泵端压 力又受到了喷油泵凸轮、挺柱体、泵体等零件强度和刚度方面 的限制。
第三节 柴油机喷油泵结构参数的确定
一、泵-管-嘴系统的喷 油过程（图7-9）
二、几何供油规律和喷油规律
1、几何供油规律：指从几何关系上求出的单位凸轮 转角（或单位时间）内喷油泵供入高压油路中的燃油 量（即供油率）随凸轮转角（或时间）的变化关系。 （mm3/ºCaA）（mm3/s）
几何供油规律：
第二节 柴油机燃料供给与调节系统的结构与分类
对燃油系统要求： 保证柴油机动力性能指标的同时，满足对其在节能（经济性）
与环保（排放、噪声）指标方面要求。（具体要求P.155） 品质（高压喷雾与喷油规律） 数量（油量精确控制） 时间（喷油始点与延续期） 可靠性（防止柴油机超速发生）
特点：喷油泵与喷 嘴合为一体，系统 液力刚度增加，喷 油压力水平最高。 但属脉动式供油系 统，供油压力受工 况变化影响。低压 低负荷压力降低。
新型轿车泵喷嘴的 嘴端压力可达到 2050bar。
泵-喷嘴系统（UIS） 1－柴油机的顶置凸轮轴 2－泵-喷嘴柱塞 3－柴油机（气缸盖） 4－回油 5－喷嘴 6－电磁阀 7－进油
第七章 内燃机的燃料供给与调节
第一节 概述
功能：及时、优质地为内燃机气缸内提供适量的燃 料，以保证缸内混合气形成与燃烧的有效进行。对 动力性、经济性、排放与噪声、可靠性等有重要影 响，是内燃机的“心：内部混合气形成，压燃。质调节 点燃式内燃机：外部混合气形成，点燃。量调节
1、最大循环供油量Vmax ：取喷油泵最大柱塞直径并设出油阀 减压容积为零，采用标准切线凸轮，以凸轮升程至最大几何速 度前的0.3mm处作为供油终点，将依据7º凸轮转角供油持续期 内的柱塞有效行程计算所得的循环供油量，定义为喷油泵的最 大循环供油量 Vmax ，它是喷油泵几何供油量的极限值。
2、最大平均供油速率Qmax：平均供油速率是指喷油泵在 供油持续期内每度凸轮转角的平均供油量，最高平均供 油速率是最大循环供油量的条件下，取7º凸轮轴转角供油 持续期作为计算依据求得的平均供油速率 。
合成泵（各缸供油单元在同个壳体中，直列泵，Inline Pump）
分配泵（少量柱塞对多缸的供油，轴向柱塞分配泵 VE泵，径向柱塞分配泵VR泵、VP泵）
单体泵系统（UPS，Unit Pump System，每缸配一 喷油泵）
二、泵-喷嘴系统（Unit Injection System，UIS）
典型柴油机燃料供给与调节系统：
喷油泵的有效供油行程
从柱塞顶面关闭进油孔到螺旋槽斜边打开回油孔之间的 柱塞行程。齿杆5转动齿圈以及柱塞，改变螺旋槽边缘开启 回油孔的相对位置，即改变了有效供油行程，从而改变了供 油量
一、泵-管-嘴系统
特点：喷油泵为往复式柱塞泵，由凸轮轴来驱动。喷油 泵与喷油器之间有高压油管连接。喷油泵的每次供油伴 随着一次喷油过程，是脉动式燃料供给系统。
三、共轨式系统（Common Rail System，CRS）
特点：与脉动式燃料供给系统不同，它不直接产生燃料喷 射，而是将高压燃料送入蓄压管道（亦称共轨）。燃料喷 射由ECU控制喷嘴上的电磁阀，接通高压共轨与喷嘴来实 现的。产生较高的喷油压力（150~200MPa），压力可保 持恒定而不受柴油机工况的影响，是恒压式燃料供给系统， 是按电磁阀开启的时间控制方式，易对喷油时刻与喷油持 续期进行调节，且能够实现较为理想的喷油规律，应用前 景广阔。
1－油箱 2－滤清器 3－输油泵 4－高压油泵 5－各种传感器 6－电控器（ECU） 7－喷嘴 8－限压阀 9－蓄压管道（共轨） 10－压力传感器
喷油量的调节方式：
位移控制方式：油量的变化通过改变柱塞、柱塞套、滑 套、分配器等上面的油槽或油孔的相对位置来实现的。如传 统的燃料供给系统（直列泵、单体泵以及老式的分配泵等） 均为机械式调节，采用位移控制方式。 时间控制方式：电控式燃料供给系统，绝大多数（包括 VE、VR分配泵、单体泵、泵-喷嘴以及共轨系统）均采用更 为精确与灵活的以电磁阀控制的时间控制方式。