电控汽油机柴油机喷油系统.docx

1 1、喷油器分类、喷油器分类现代柴油汽车发动机基本采用闭式喷油器，根据喷油嘴结构形式不同，闭式喷 油器又分为孔式喷油嘴和轴针式喷油 嘴等，分别用于不同的燃烧室1．孔式喷油嘴 其特点是喷油嘴 偶件中的针阀不直接伸出喷孔，喷油 嘴头部的喷孔小且多，一般喷孔 1-7 个，直径 0.2-0.5mm孔式喷油嘴又 分为短型和长型两种（图 1-2） ，长 型孔式喷油嘴的针阀导向圆柱面远离 燃烧室，减少了针阀受热变形卡死在 针阀体中的可能性，用于热负荷较高 的柴油机中图 1-2 孔式喷油嘴2．轴针式喷油嘴 特点是喷油嘴偶件中的针阀伸出喷孔（图 1-3） ，喷孔一 般只有一个，直径也较大，可达 1～3mm，工作时轴针在喷孔中上下运动，闭式孔式长型短型轴针式普通型节流型分流型1-回油管螺钉 2-回油管垫片 3-调压螺钉护帽 4-垫片 5-顶杆 6-喷油器体 7-紧固螺套 8-定位销 9-油嘴垫 10-喷孔 11-针阀 12-环形油腔 13-针阀体 14-进油道 15-进油管接头 16-调压弹簧 17-调压螺钉图 1 -1 孔式喷油器构造能自动清除喷孔积炭针阀头部制成各种形状（如图 1-4 所示） ，使柴油 以不同油束锥角喷入气缸，适应不同发动机需要。

（附 1：孔式喷油器的 实物图及装配图）2、柱塞式高压燃油泵、柱塞式高压燃油泵柴油机燃料供给系由两部分组成：低压部分和高压部分低压部分包括：油箱、低压油管、输油泵、燃油滤清器、溢油阀和回油管高压部分包括：喷油泵、高压油管、喷油器低压部分主要使喷油泵的低压腔充满燃油并建立起一定压力(1.5 ～ 3.0 bar)高压部分对燃油进一步加压并使燃油呈良好的雾状喷入气缸1-回油管螺钉 2-调压螺钉护帽 3-调压螺钉 4-垫圈 5-滤芯 6-进油管接头 7-紧固螺套 8-针阀 9-垫圈 10-针阀体 11-喷油器体 12-顶杆 13-垫圈 14-调压弹簧 15-垫圈 16-垫圈2-圈图 1-3 轴针式喷油器图 1-4 轴针式喷油嘴针阀头部形状a）倒锥 b）园柱 c）顺锥a）b）c）图 2-1图 2-1 是燃油供给系的原理图，输油泵由凸轮轴上的偏心环驱动输油泵通过燃油滤清器向喷油泵提供低压（正压）燃油喷油泵使低压燃油形成高压燃油，并通过高压油管送到喷油器喷油器当高压燃油到达喷油器时，燃油压力克服喷油器弹簧压力，提升针阀，使燃油喷入燃烧室从喷油器针阀偶件之间泄露出的少量燃油，经回油歧管流回滤清器。

由于输油泵的输油量超过喷油泵的喷油量，多余的燃油便从单向溢流阀经回油管返回到燃油箱柴油机燃油供给系应满足以下基本要求1、供油量 供油量应与柴油机工况相适应，并保证各循环量的稳定和多缸柴油机各缸供油量均匀，还要求能随着负荷的变化而自动调节2、供油时间 柴油应当在恰当的时刻喷入燃烧室，而且喷油的延续时间也应在最有利的范围内对于多缸柴油机还应保证各缸的供油时间基本一致，误差不大于 0.5 度凸轮轴转角为了保证柴油机的工作性能，还要求喷油泵的供油速率能与发动机燃烧过程相适应，这要求凸轮型线与柱塞尺寸相匹配柴油机燃油供给系统开始供油时间，一般有两种表示方法，即供油提前角和喷油提前角供油提前角：喷油泵开始向高压油管供油时刻，用活塞在上止点前相应的曲轴转角表示喷油提前角：喷油器开始向燃烧室喷射柴油的时刻，也用活塞在上止点前相应的曲轴转角表示喷油器开始向燃烧室喷油的时刻总要迟于喷油泵向高压油管供油的时间，即供油提前角总是大于喷油提前角的对于一定燃烧室形式的柴油机，最佳的供油(或喷油)提前角的大小与柴油机转速和供油量有关转速愈高，供油量愈大，则最佳供油提前角也应当愈大，使燃烧过程能在活塞上止点附近完成，以获得最大的功率和小的燃油消耗率。

一般说明书所规定的供油提前角是指该柴油机在标定转速下的最佳供油时刻供油的延续时间可以用喷油泵凸轮轴转角或曲轴转角表示3、喷油质量 喷入的柴油油束应与燃烧室配合良好，油束的雾化、分散和射程应符合燃烧室的要求，还应喷射干脆，避免后滴现象4、喷油规律 指喷油过程中，每单位时间或单位喷油泵凸轮轴转角喷油量(又称喷油速率)随时间或喷油泵凸轮轴转角而变化的规律要求喷油规律同混合气形成和燃烧过程配合良好，以获得合适的燃烧速率、压力增长率和最大爆发压力2-1 输油泵输油泵输油泵的功用：将柴油从油箱中吸出，并适当增压，以克服燃油供给系统管路和滤清的阻力，保证连续不断地向喷油泵输送足够数量的柴油输油泵的输油量一般为喷油泵全负荷供油量的 3 ~ 4 倍图 2-1-1输油泵输油泵装在喷油泵壳体上，由喷油泵凸轮轴上专设的偏心环驱动输油泵柱塞将泵体分为上、下两个空间(吸入腔和压力腔)当凸轮轴转动时，柱塞在挺杆与柱塞弹簧的共同作用下做往复运动输油泵的工作过程当偏心环凸起推动挺杆时，克服柱塞弹簧的弹力，使柱塞下行此时，吸入腔的油压增高，进油阀关闭，出油阀打开由于压力腔容积增大，处于吸入腔的柴油经过油道流入压力腔。

图 2-1-2 中间行程 图 2-1-3 输油 ~ 吸油过程1、凸轮 2、偏心驱动 3、滚柱挺杆 4、压杆 5、压力室 6、柱塞 7、柱塞回位弹簧 8、粗滤器 9、止回阀（吸入端） 10、吸油通道 11、止回阀（压力端）当偏心环凸起转过以后，在柱塞弹簧的作用下柱塞向上运动此时，压力腔油压增高，出油阀关闭和，柴油经过油道流向滤清器与此同时，由于吸入腔的容积增大，进油阀打开，柴油进入吸入腔2-2 溢流阀溢流阀通过溢流阀的阻尼作用，使喷油泵泵体低压腔内压力保持在 1.5 ~ 2.5 bar；防止滤清器接近柴油机而使温度升高，在管路中形成气泡进入喷油泵；对喷油泵进行冷却，防止因温度升高而影响柱塞偶件等零件的使用寿命因此对应于不同型号的喷油泵具有相应的溢流阀，不得随意更换2-3 柱塞泵柱塞泵柱塞的相位预行程 柱塞从下止点上升到其上端面将进油孔完全关闭时，所移动的距离它根据柴油机供油提前角的要求所决定的减压行程 从预行程结束到出油阀减压环带开始离开阀座的导向孔时，柱塞所上升的距离它决定于出油阀上圆柱形环带的尺寸指等容出油阀)有效行程 从出油阀开启到柱塞螺旋斜槽的棱边打开回油孔时，柱塞上升的距离。

它决定配套柴油机的功率(即供油量)和柱塞直径的大小剩余行程 从有效行程结束到柱塞到达上止点为止，它所上升的距离它是使柱塞、混轮体总成等零件从最大的运动速度降低到零时所必需的过渡行程预行程 减压行程 有效行程 剩余行程 总行程图 2-3-1 柱塞行程图喷油泵柱塞每行程泵出的油量称为循环供油量循环供油量与柱塞的有效行程有关，有效行程越大，循环供油量越大，反之，有效行程越小，循环供油量越小当需要改变喷油泵供油量时，就必须改变柱塞的有效行程改变柱塞有效行程的方法是转动柱塞只要移动供油拉杆，通过控制套，使柱塞转动，从而改变柱塞螺旋斜槽与柱塞套上回油孔的相对位置，便能调节循环供油量的大小 图 2-3-2柱塞偶件对喷油泵工作性能有直接影响具有高精度、低粗糙度和好的耐磨性为保证柱塞偶件的工作能力，都经过磨削加工和研磨，分级配对互换互换后柱塞偶件其径向间隙约在 0.0015 ~ 0.003㎜使用中应成对更换，不允许互换图 2-3-3 柱塞偶件柱塞偶件一般构造：1)进油孔 2)直切槽 3)柱塞套 4)柱塞 5)回油孔(进油和回油) 6)螺旋斜槽柱塞套孔上端直径略微加大，可防止柱塞在上部位置卡死。

柱塞或柱塞套上加工有一道集油环槽和泄油回油通道，以便使柱塞偶件间隙泄漏的柴油流回泵体低压油腔，从而妨止柴油泄漏到泵底盖中或柴油机油底壳内，而稀释机油，引起柴油机损杯在柱塞顶部铣有起动槽，当柱塞处于起动位置时，该槽与柱塞套进油孔相对，只有柱塞上行到起动槽下边缘封闭进油孔时才供油，即供油始点推迟这样，要到气缸内压缩温度较高时方开始喷油，有利于柴油 机起动螺旋斜槽按其倾斜的方向分为：左旋：把柱塞置于垂直位置后，观察斜槽上升的方向，如果斜槽向左为上升则为左旋 右旋：把柱塞置于垂直位置后，观察斜槽上升的 方向，如果斜槽向右为上升则为右旋3、、VE 分配泵分配泵3-1.3-1.基本结构及功能基本结构及功能图 3-1-1 VE 分配泵喷油系统图 2-3-4VE 分配泵喷油系统的油路如图 3-1-1 所示柴油机启动前，先用手动泵泵油，通过顶盖上的溢流阀排除柴油管路中的空气柴油机运行时，由曲轴齿轮带动分配泵的传动轴其前端的滑片式输油泵将柴油从油箱中抽出，经过柴油滤清器和油水分离器，滤掉柴油中的杂质和水份后进入输油泵，使柴油压力升高然后进入分配泵泵体内，再经过电磁阀进入柱塞腔当柱塞向上运动时，压缩柴油产生高压，经柱塞中的油道和出油孔，分配到泵体上相应汽缸的油道，再经过出油阀、高压油管和喷油器喷入对应的汽缸。

泵体内多余的柴油从顶盖上的溢流阀返回油箱柴油如此循环流动既可带走油路中的气泡和零件摩擦产生的热量，又可润滑各个运动零件与此同时，泵体内的柴油压力控制提前器，相应改变喷油提前角分配泵是系统中的核心部件（如图 3-1-2 所示） ，它主要由以下四部分组成：图 3-1-2 VE 分配泵总体结构（1）传动供油部分（如图 3-1-3 所示）传动轴通过十字联轴器带动平面凸轮盘旋转，再带动柱塞旋转柱塞弹簧和弹簧座将柱塞压在凸轮盘上，使柱塞在旋转的同时又作往复运动这样，柱塞腔中的柴油既被压缩产生高压，又通过柱塞中的出油孔分配到泵体上相应汽缸的油道，经出油阀、高压油管和喷油器喷入对应的汽缸 图 3-3 传动供油部分（2） 调速控制部分（如图 3-1-4 所示）传动轴上的齿轮带动飞锤座和飞锤旋转，飞锤的离心力推动调速套筒轴向移动经调速机构拨动柱塞上的油量控制套筒随转速变化而左右移动，改变其右侧棱边与柱塞上径向卸载孔的相对位置（如图 3-1-5 所示） ，从而达到随转速变化来控制供油量变化的目的图 3-1-4调速控制部分（3）滚轮座及提前器（如图 3-1-5 所示）图 3-1-5 滚轮座及提前器滚轮座上装有四个滚轮，通过圆柱销与提前器活塞联接。

当泵体内柴油压力变化时，推动提前器活塞移动，带动圆柱销使滚轮座转动，改变滚轮与平面凸轮盘凸起的相对位置，从而达到改变供油提前角的目的 （4）输油泵及调压阀（如图 3-1-6 所示）图 3-1-6 输油泵（左）及调压阀（右）滑片式输油泵旋转时，由于转子与泵壳偏心，滑片之间的容积变化而将柴油加压到0.6～0.8MPa，进入泵体内腔，而调压阀则用来调节柴油压力当柴油压力太高时，调压活塞打开回油口，柴油返回进油口，使压力下降压力越高，弹簧压缩量越大，油孔开启截面积越大，回油量就越多，起到自动调节输油压力的作用由于调压阀的作用，输油泵产生的油压随着油泵转速（即发动机转速）增加而成正比提高，从而使供油提前角随转速提高而线性加大，满足柴油机高效燃烧的要求3-2.3-2.供油及分配的基本原理供油及分配的基本原理VE 分配泵柱塞、分配套筒（即柱塞套）和平面凸轮盘的相对位置如图 3-2-1 所示首先介绍凸轮与柱塞上进、出油槽相互之间的相位图 3-2-1 柱塞分配泵套和平面凸轮盘的相对位置对于四缸柴油机而言，分配泵的平面凸轮盘上有四段凸轮型线，相互间隔 90°；滚轮座中装有四个滚轮，相互间隔也是 90°柱塞顶端有四条进油槽，圆周上有一条出油槽，相应的分配套筒上有一个进油孔和四个出油孔。

油泵传动轴每转过 90°，在凸轮和柱塞弹簧的配合作用下，拉推柱塞左右往复运动一次的同时转动 90°，柱塞就相应完成一次进油、压油和分配的供油过程这样的供油过程重复四次，分别向四个汽缸喷油在柴油机的一个工作循环中，分配泵传动轴旋转一周。