第五章 柴油机燃料供§5-8柴油机燃料供给系的辅助装置
汽车发动机维修项目五 柴油机燃料供给系
项 目 五 柴 油 机 燃 料 供 给 系
• 了解柴油机燃料供给系的作用与组成。 • 掌握可燃混合气的形成与燃烧过程。 • 掌握柴油机燃烧室的作用和类型。 • 掌握柴油机燃料供给系主要部件喷油器、喷油泵、调整器的作用和 类型。 • 掌握柴油机燃料供给系辅助装置输油泵、滤清器、涡轮增压器、中 冷器的作用和类型。 •了解电控柴油机燃油供给系统的类型
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使用的最低环境温度 +12
【重要提示】
任 务 一 柴 油 机 燃 料 供 给 系 概 述
1. 不同牌号的柴可以混合使用，也可以根据环境温度的高低适当调配； 混合后柴油的凝点不是按比例变化的，一般要按比例计算的凝点高 2℃左右。比如用-10号柴油和-20号柴油按1：1混合，混合后柴油的 凝点约为-13℃左右（按比例计算应该为-15℃左右）。 2. 因环境温度较低，柴油凝点原因造成柴油机不宜启动，可以向柴油中
能力目标
•掌握柱塞式喷油泵和转子分配式喷油泵的结构和工作原理 •掌握两极式调整器和全程式调速器的结构和工作原理 •掌握电控高压共轨柴油机燃油供给系统主要部件的构造和工作原理
2
一 、柴油机燃料供给系概述
任 务 一 柴 油 机 燃 料 供 给 系 概 述
1. 柴油机的发展史 柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压燃式发动机， 它又常以主要发明者狄赛尔的名字被称为狄赛尔发动机。 法国出生的德裔工程师狄赛尔，在1897年研制成功可供实用的 四冲程柴油机。由于它明显地提高了热效率而引起人们的重视。起 初，柴油机用空气喷射燃料，附属装置庞大笨重，只用于固定作业。 20世纪初，开始用于船舶，1905年制成第一台船用二冲程柴油机。 1922年，德国的博士发明机械式喷射装置，逐渐代替了空气喷射。 20世纪20年代后期出现了高速柴油机，并开始用于汽车。到了50年 代，一些结构性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油机发展起
5汽车构造课程教案-柴油机燃料供给系统-电子教案
课题（项目）授课教案一、课题（项目）名称:第五章柴油机燃料供给系统二、教学目标1 ＞知识目标：了解柴油机供给系的功用及组成，燃烧室的结构形式及混合气的形式。
掌握喷油器的功用、类型、结构和工作原理。
掌握喷油泵的功用和类型以及供油速度特性。
了解柱塞式喷油泵的构造和工作原理，供油量与供油时间的调整。
了解电控柴油喷射系统、柴油机燃油供给系统的辅助装置、发动机的进气系统、排气系统。
2、技能目标：无1.喷油泵2.调速器3.废弃排放控制2、难点:1・调速器四、教学方法:采用多媒体播放PPT、动画和视频教学五、学时分配:六、课堂（课后）作业:思考题：1 •柴油和汽油如何区分？课后习题1.柴油机燃料供给系统的组成如何？2•柴油机燃烧室按结构形式分哪两大类？各自又分哪几类？七、教学小结：通过本章节的学习，要求学生了解柴油机供给系的功用及组成，燃烧室的结构形式及混合气的形式。
掌握喷油器的功用、类型、结构和工作原理。
掌握喷油泵的功用和类型以及供油速度特性。
了解柱塞式喷油泵的构造和工作原理，供油量与供油时间的调整。
了解电控柴油喷射系统、柴油机燃油供给系统的辅助装置、发动机的进气系统、排气系统。
弹簧，岀油阀压紧座等。
两套精密偶件8）柱塞+柱塞套b）出油阀+出油阀座供油量调节机构功用：根据柴油机负荷和转速的变化相应改变喷油泵的供油量。
由驾驶员直接操纵或者由调速器自动控制结构：采用齿杆式油量调节机构，调节齿杆、调节齿圈，工作可靠、传动平稳，制造成木较高驱动机构：调节供油量的办法：调节齿杆拉动柱塞，使其转动，通过改变供油行程来完成的喷油泵凸轮轴是曲轴通过齿轮驱动的，曲轴转两圈，各缸喷油一次，凸轮轴只需转一圈就喷油一次，二者速比为2 : 1泵体：基础零件，泵油机构、供油量调节机构和驱动机构等安装在喷油泵体上，承受较大的作用力应有足够的强度、刚度和良好的密封性便于拆装、调整和维修2.工作原理：运动过程、泵油过程、供油量调节、供油定时调节（供油提前角）喷油提前器（机械离心式）。
柴油供给系
汽车发相适应，形成均匀的混合气
雾化良好：喷油泵和喷油器的喷射质量应与燃 烧室相适应。
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)储存一定数量的燃油，保证汽车的最大续驶里程。
汽车发动机
柴油机供给系
2． 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：空气滤清器、进气管道。
燃烧室的形状：空气产生相应流动来促进混合。
④ 气流的搅动，燃料的性能
燃烧室的形状，切向进气，形成涡流，有利 于混合；柴油的16烷值高，则自燃点低，备 燃期短。
汽车发动机
柴油机供给系
3．改善燃烧性能的途径
进气系统、燃油系统、燃烧室、燃料。
根据可燃混合气的形成与燃烧过程得知柴油机 要求：备燃期要短，速燃期压力升高要快才能 使动力性、经济性好、工作柔和、不冒烟。
汽车发动机
柴油机供给系
4．柴油机的使用性能指标
发火性——指燃油的自燃能力，16烷值越高，发火性越好。
蒸发性——指柴油蒸发汽化的能力，用柴油馏出某一百分比 的温度范围即馏程和闪点表示。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。
（闪点--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。）
ω型燃烧室：形状简 单、易于加工；结构 紧凑；热效率高；工 作粗暴；要求喷油压
第五章 柴油机燃油供给系统
四、两级柴油滤清器
第一级粗滤器 （毛毡等纤维 滤芯）
第二级细滤器 （纸质滤芯）
§5.4
一、作用：
输 油 泵
保证有足够数量的柴油自柴油箱输送到喷油器，并维持一定 的供油压力以克服柴油滤清器及管路中的阻力，使柴油在低压管 路中循环。 输油量约为柴油机全负荷需要量的3～4倍。
二、结构型式：
活塞式、转子式、滑片式、齿轮式等
c、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。
出油阀结构及工作原理图
2、油量调节机构
（1）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。
（2）分类：
一般分为齿条齿圈式和拨叉式两种。
• 齿条齿圈式
组成及力传递：
齿条移动—齿圈转动— 传动套筒转动—柱塞转 动。
§5.1
一、 功用
概
述
柴油机供给系同样要完成柴油供给和空气供给以及可 燃混合气的形成、燃烧和废气的排出任务。
1、完成燃料的储存、滤清和输送工作； 2、按各种不同工况的要求，定时、定量、定压地将柴油 喷入燃烧室； 3、使柴油与空气迅速而良好地混合和燃烧； 4、将废气排入大气。
二、 组成
• 燃油供给装臵：柴油箱、输油泵、柴油滤清 器、喷油泵、喷油器等。 • 空气供给装臵：空气滤清器、进气管道。 • 混合气形成装臵：燃烧室。 • 废气排出装臵：排气管道、消音器
§5.2
可燃混合气的形成与燃烧室
一、可燃混合气的形成与燃烧
柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的。
持续喷射
雾状柴油 喷 射 高温压缩空气 物理化学变化
雾状柴油 喷 射 燃 烧
汽车构造第05章柴油机供给系
哈尔滨工业大学（威海）
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2020/6/28
直列柱塞式喷油泵的柴油机燃油供给系
▪ 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。
《汽车构造》电子教案
第五章 柴油机供给系
2020/6/28
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 200~350℃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
柴油的其它指标
哈尔滨工业大学（威海）
第6页
2020/6/28
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
哈尔滨工业大学（威海）
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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15°~35°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。
第五章柴油机燃料系统
• 喷油器：孔式和轴针式两类。
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• 喷油器组成
： • 调压螺母 • 调压弹簧 • 顶杆 • 针阀偶件
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回油管 接头
针阀
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调压弹簧
喷油器体
顶杆
• 孔式喷油器：
应用： 直接喷射燃烧室，孔数1～8个，孔径0.2～
3、驱动装置
由凸轮轴和滚轮组成。
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• 供油定时： • 供油提前角：喷油泵开始供油到活塞运
动到上止点时曲轴转过的角度。 • 喷油提前角：喷油器开始喷油到活塞运
动到上止点时曲轴转过的角度。 • 供油提前角大于喷油提前角
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• 喷油提前角影响因素: • 转速升高，喷油提前角增大。 • 负荷增大，喷油提前角增大。
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• 柴油机三大偶件： • 针阀偶件、柱塞偶件、出油阀偶件 • 出油阀偶件作用：迅速降低高压油管的
残余油压，防止喷油器滴漏。
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2、供油量调节机构
作用：根据柴油机负荷的变化，通过转动柱塞来改变循 环供油量。（改变柱塞的有效行程）
•分类： •拨叉式 •齿条式
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§4 柱塞式喷油泵
➢ 功用：按柴油机的运行工况和气缸工作顺序， 以一定规律，定时定量地向喷油器输送高压燃 油。
➢ 要求：1）各缸供油量相等，<3%~4%； 2）各缸供油提前角相同，误差
<0.5~1°曲轴转角； 3）各缸供油持续角一致； 4）能迅速停止供油，防止喷油器滴漏
➢ 分类：直列柱塞式、转子分配式、泵-喷油器等
汽车维修技术-柴油机燃料供给系统
轴针式喷油器
2. 喷油泵
喷油泵又称高压油泵，其作用是接受输油泵送来的 已经具备了初级压力的柴油，进一步提高其压力，按照 发动机的工作顺序和各缸的工作循环、发动机的负荷大 小要求，定时、定量地向喷油器输送高压柴油，且各缸 供油压力均等。
喷油泵的结构形式很多，车用柴油机的喷油泵一般 分为柱塞式喷油泵、喷油泵—喷油器和转子分配式喷油 泵三类。
2）出油阀偶件 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。 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，其作用是在停止供油时，将高压 油管与柱塞上端空腔隔绝，防止高压油管内的油倒流入 喷油泵内。 出油阀的下部呈十字断面，既能导向，又能通过柴油。
（2）供油量调节机构 喷油泵供油量调节机构的功用是，根据柴油机负荷的 变化，通过转动柱塞来改变循环供油量。
分泵机构
在泵油机构中，柱塞偶件和出油阀偶件是两个极其重 要的偶件。
柱塞偶件和出油阀偶件
a) 柱塞偶件
b) 出油阀偶件
1）柱塞偶件 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以及好的耐磨性。 柱塞头部斜槽的位置不同，改变供油量的方法也不同。
泵油过程 a) 进油 b) 供油 c) 停油
3. 调速器
调速器是一种自动调节装置，它根据柴油机负荷的变 化，通过自动调节喷油泵的供油量，使供油量维持在一 个相对稳定范围内，柴油机因此能够得以在稳定的转速 状况下运行。
汽车柴油机调速器按其工作原理的不同，可分为机械 离心式调速器、气动调速器、液压调速器、复合式调速 器；按功能的不同可分为单速调速器、两速调速器和全 速调速器。
2. 球形燃烧室
ω 形燃烧室
球形燃烧室
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§5-8柴油机燃料供给系的辅助装置
一．柴油滤清器
柴油机低压油路一般装有粗、细两个滤清器。
滤芯纸质、毛毡等纤维滤芯。
限压阀，油压>0.1~0.15Mpa时，限压阀开，多余柴油自旁通孔回柴油箱。
二．输油泵
功用：
产生柴油压力，克服滤清器阻力，连续向喷油泵输送足够量的柴油。
膜片式、叶片式分配喷油泵的一级和二级输油泵，
型式：
柱塞式输油泵都与柱塞式喷油泵配套使用。
（一）柱塞式输油泵油泵凸轮轴的偏心轮驱动。
1．结构
装在喷油泵侧面，包括壳体、柱活塞、推杆、阀门及手动输油泵等
2．工作过程
活塞将泵体内腔分为前、后两腔。
偏心轮转动，活塞在推杆及弹簧作用，作往复运动。
工作过程分述：
（1）输油准备过程
偏心轮转动顶起滚轮体推动推杆，克服弹簧力使活塞前移，前腔容积减小油压增加，将进油阀关闭，出油阀开启，前腔的柴油经出油阀进入后腔。
（2）输油与进油过程
凸起部分转过滚轮，弹簧作用活塞后移，后腔油压升高，将柴油压入滤清器；同时，前腔产生吸力，吸入柴油。
完成输油、进油两个过程。
（3）输油量的自动调节
喷油泵需油量减小或滤清器堵塞，活塞后腔油压升高，弹簧仅能将活塞推到与油压平衡位置，活塞与推杆分离。
活塞行程减小，输油量减小；反之，满负荷需油量增大，活塞行程最大，输油量最大，自动调节输油量。
（4）手泵泵油
需排除低压油路中的空气时，可用手压泵泵油。
手压泵不用时，应将其手柄扭紧，防止漏气。
（二）叶片式输油泵
装VE泵的柴油机燃料供给系统，每次进油时间短、节流阻力大。
因此VE泵配有膜片式、叶片式二级输油泵。
叶片式输油泵装于油泵进油端，起接力加压作用，主要由叶片、叶片转子和偏心环等组成，原理如。
叶片将转子与泵体间的月形工作腔一分为四。
叶片转子转动，转子与偏心环间的容积由小变大或由大变小，进行吸油和泵油。
将油泵入VE泵低压腔。
输油
泵出口油压随转速提高而增大。
油泵出口的限压阀，保持稳定油压。
三．废气涡轮增压
增大进气压力即增大充气量，是增大柴油机动力的主要途径，国内外广泛采用废气涡轮增压。
（一）废气涡轮增压的特点
不需要消耗柴油机动力；柴油机结构（活塞直径D、活塞行程S、转速n）不变，提高功率30%~100%甚至更多；燃烧压力提高，工作柔和、噪声小；燃烧充分，降低尾气排放及油耗；拓宽柴油机产品系列，相同缸径、行程、转速条件下，功率范围宽。
（二）废气涡轮增压结构原理
由废气涡轮、压气机组成，涡轮与压气机同轴。
废气经排气管、喷嘴冲击蜗轮，涡轮高速旋转（废气压力、温度越高，转速越快），废气释放能量，温度、压力降低，经消声器、排气管排入大气。
压气机叶轮随涡轮同速旋转，叶轮中心形成真空吸气，离心力使空气沿叶槽甩向叶轮外缘，压向集气管降速、增压、稳流。
发动机进气冲程，进气压力大，进气量增加，压缩终了时可多喷油，增加循环指示功。
（三）使用注意事项
涡轮增压器在高温、高速下工作，涡轮轴采用浮式润滑，
使用时应注意：
1．增压柴油机须采用“增压柴机油”或柴Ⅲ系列柴油机油。
2．起动后应怠速运转几分钟，使润滑油增压升温，确保轴
承全浮式润滑。
3．缩短空气滤清器维护周期。
四．冒烟限制器
冒烟限制器用于废气涡轮增压柴油机中，冒烟限制器的作用是自动调节供油量，以减少冒烟的可能性。
五．喷油泵增压补偿器
喷油泵增压补偿器的作用是根据增压压力的大小，自动加大或减少各缸的供油量，
六．柴油机的起动辅助装置
柴油机压缩比大，起动阻力矩大；靠压缩自燃，低温时，着火困难，为改善柴油机低温起动性能，大多装有辅助起动装置：
1．进气预热——改善燃料着火条件
结构措施：燃烧室装有电加热塞；进气管装火焰加热器；在进气管设低温起动液喷射器。
2、降低起动阻力矩安装减压机构。