【正文】 項目四 柴油機燃料供給系統(tǒng)的組成與檢修 ? ? 柴油機燃料供給系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造與檢修 ? 4. 3 柴油機供油正時 ? 4. 4柴油機燃料供給系統(tǒng)的維修 返回 ? 柴油機燃料供給系統(tǒng)是柴油機的重要組成部分。柴油機燃料供給系統(tǒng)的功用是根據(jù)柴油機的工作要求，將柴油準時、快速、定量、保質(zhì)地按柴油機的工作次序噴入各個汽缸，與吸入汽缸內(nèi)的空氣迅速、充分地混合和燃燒。燃油供給系統(tǒng)對柴油機的動力性、經(jīng)濟性、使用可靠性和排氣污染等都有重要影響，因此合理的設計、正確的使用、及時規(guī)范的維護，以及使燃料供給系統(tǒng)經(jīng)常保持良好的技術(shù)狀況，是確保柴油機的使用性能、延長柴油機的使用壽命、減少故障發(fā)生率、提高柴油機使用效率的關(guān)鍵。 下一頁 返回 ? ? 柴油機燃料供給系統(tǒng)由燃油供給、空氣供給、混合氣形成和廢氣排出 4套裝置組成。柴油機燃料供給系統(tǒng)按控制方式分為機械控制燃料供給系統(tǒng)和電子控制燃料供給系統(tǒng)。機械控制燃料供給系統(tǒng)按噴油泵的不同結(jié)構(gòu)又可分為柱塞式噴油泵燃料供給系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子分配式噴油泵燃料供給系統(tǒng)、泵一噴嘴燃料供給系統(tǒng)、 PT型噴油泵燃料供給系統(tǒng)和滑套計量燃料供給系統(tǒng)。柴油機普遍采用柱塞式噴油泵燃料供給系統(tǒng)，其他形式的柴油機燃料供給系統(tǒng)的主要組成基本相似。 ? (1)柱塞式噴油泵燃料供給系統(tǒng)的組成 ? 柱塞式噴油泵燃料供給系統(tǒng)的基本組成如 圖 41所示。 上一頁 下一頁 返回 ? ①燃油供給裝置 :由柴油箱、輸油泵、低壓油管、柴油濾清器、噴油泵 (包括調(diào)速器 )、高壓油管、噴油器、回油管組成。 ? ②空氣供給裝置 :由空氣濾清器、進氣管、進氣道組成。 ? ③混合氣形成裝置 :燃燒室。 ? ④廢氣排出裝置 :由排氣道、排氣消聲器組成。 ? 柴油由輸油泵從柴油箱吸出，經(jīng)柴油粗濾器被吸入輸油泵并泵出，經(jīng)柴油細濾器，進入噴油泵，自噴油泵輸出的高壓油經(jīng)高壓油管和噴油器噴入燃燒室。由于輸油泵和供油量比噴油泵供油量大得多，過量的柴油便經(jīng)回油管回到輸油泵低壓回路。 上一頁 下一頁 返回 ? (2)轉(zhuǎn)子分配式噴油泵燃料供給系統(tǒng)的組成 ? 轉(zhuǎn)子分配式噴油泵燃料供給系統(tǒng)的基本組成如 圖 42所示。 ? (3) PT型噴油泵燃料供給系統(tǒng)的組成 ? PT型噴油泵燃油供給系統(tǒng)的基本組成如 圖 43所示。 上一頁 下一頁 返回 ? 4. 1. 2對柴油機供給系統(tǒng)的要求 ? 根據(jù)柴油機使用和運行的各種不同工況，柴油機燃料供給系統(tǒng)必須按各種使用工況的要求對柴油進行有效的控制，并提供有效供給。柴油機燃料供給系統(tǒng)應滿足以下要求 : ? ① 按柴油機的設計要求選用柴油。正確選擇燃油，是柴油機正?？煽窟\行、充分發(fā)揮動力性和經(jīng)濟性的重要保證。 ? ②保質(zhì)、可靠、均勻地供應柴油。供給系統(tǒng)要保證燃油的清潔，不能滲漏，按要求可靠、均勻地供應燃油，燃油噴入燃燒室的霧化要好，便于混合氣的充分混合，有利于燃油的充分燃燒。 上一頁 下一頁 返回 ? ③噴油正時。最佳的噴油時間，既能保證柴油機的可靠運行，又能充分發(fā)揮柴油機的動力性和經(jīng)濟性。 ? ④良好的運行性能。為了使柴油機具備良好的運行性能，噴油泵應滿足下列要求 : ? :柴油機在啟動時需加濃，故噴油泵的起動噴油量較大，以使柴油機具備良好的啟動性能。 ? :對怠速噴油實行有效控制，使柴油機在不同的怠速工況下得到最低而又穩(wěn)定的怠速。 ? :噴油泵應具備良好的加速供油特性，以滿足汽車或機械具備良好的加速性能和動力性能。 上一頁 下一頁 返回 ? :對額定工況應實現(xiàn)轉(zhuǎn)速升高應適當減小供油量，而轉(zhuǎn)速減小應適當增加供油量，使柴油機具備良好的穩(wěn)定性。 ? :變負荷工況又稱為轉(zhuǎn)矩校正工況，對變負荷工況應實現(xiàn)負荷增大應適當增加供油量，而負荷減小應適當減小供油量，使柴油機具有良好的適應性。 ? :柴油機高速運行時，對柴油機進行可靠地停止供油。 ? :停止柴油機運行時，對柴油機進行可靠地停止供油。 ? ⑤有利于減小柴油機有害氣體的排放。 上一頁 下一頁 返回 ? 4. 1 .3柴油機可燃混合氣的形成與柴油機燃燒室 ? 4. 1 .3. 1柴油機可燃混合氣的形成 ? 柴油機可燃混合氣的形成與燃燒條件比汽油機的差得多，這是因為柴油的鉆度較大，蒸發(fā)性較差，在正常溫度和氣流中難以霧化，也難以與空氣充分混合，因此柴油的供給采取高壓強制霧化的方式，在活塞壓縮上止點前的一定角度噴入燃燒室，與進入汽缸的純空氣混合，故混合空間小，時間短，且邊噴油邊燃燒，混合氣成分在燃燒室內(nèi)分布很不均勻，混合氣成分不斷變化。為了保證柴油機的動力性和經(jīng)濟性，柴油機工作時過量空氣系數(shù)很大。 上一頁 下一頁 返回 ? 4. 1 .3. 2柴油機的燃燒室 ? 柴油機的可燃混合氣是在燃燒室內(nèi)部形成的，可燃混合氣的形成品質(zhì)和燃燒性能與燃燒室的結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)，直接影響到柴油機的動力性、經(jīng)濟性、排放指標、噪聲指標、工作壽命等。 ? 汽車柴油機的燃燒室可分成兩大類 :直接噴射式燃燒室和分隔式燃燒室。 ? (1)直接噴射式燃燒室 ? 直接噴射式燃燒室常見的結(jié)構(gòu)形式 (如 圖 4 4所示 )是由凹形活塞頂與汽缸蓋底面所包圍的空間組成，也稱統(tǒng)一式燃燒室。幾乎全部燃燒室容積都在活塞頂面上，按活塞頂面形狀不同，又可分為 ω形、球形等。 ? 上一頁 下一頁 返回 ? 直接噴射式燃燒室的燃油自噴油器直接噴射到燃燒室中，借助油柱噴射形狀和燃燒室形狀的匹配以及室內(nèi)空氣的渦流運動，促使可燃混合氣迅速形成，故其可燃混合氣的形成一方面要靠燃油的噴霧和分布，另一方面要利用進氣渦流和擠氣渦流提高空氣利用率。因此，燃燒室要求的噴油壓力較高，一般為 1722 MPa，必須采用小孔徑的多孔噴油器，并要求噴射形狀與燃燒室形狀大致相符來提高霧化質(zhì)量。這種燃燒室由于結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，熱損失少，且無節(jié)流損失，所以燃油經(jīng)濟性好 。但缺點是由于要求有高的噴油壓力和孔徑小、孔數(shù)多的多孔噴油器，所以對整個供油系統(tǒng)的要求高，同時由于在備燃期內(nèi)形成的混合氣量較多，柴油機工作比較粗暴。 上一頁 下一頁 返回 ? (2)分隔式燃燒室 ? 分隔式燃燒室由兩部分組成 :一部分位于活塞頂與汽缸蓋底面之間，稱為主燃燒室 。另一部分在汽缸蓋中，稱為副燃燒室。兩部分之間有一個或幾個孔道相連。分隔式燃燒室常見的形式有渦流室式和預燃室式兩種，如 圖 45所示。 上一頁 下一頁 返回 ? 分隔式燃燒室混合氣的形成都是靠強烈的空氣運動，對噴油系統(tǒng)要求不高，使用時故障率低。由于燃燒是在兩個部分內(nèi)先后進行的，所以主燃燒室內(nèi)氣體壓力升高比較緩和，柴油機工作比較平穩(wěn)，曲柄連桿機構(gòu)的沖擊載荷也較小 。由于燃燒比較安全，廢氣中有害排放物少。特別是渦流室式燃燒室，由于混合氣的形成是靠高速的壓縮渦流，轉(zhuǎn)速越高，渦流越強，因而在高轉(zhuǎn)速下仍能保證良好的混合質(zhì)量，即混合氣的形成對轉(zhuǎn)速變化不敏感。偏離汽缸中心的渦流又便于布置進、排氣門，所以渦流室式燃燒室曾經(jīng)是轎車柴油機中用得最多的一種燃燒室，但是分隔式燃燒室散熱面積大，流動損失大，故燃油消耗較高，啟動性能也差。 上一頁 返回 4. 2柴油機燃料供給系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造與檢修 ? 4. 2. 1噴油器 ? 噴油器的功用是將噴油泵送來的高壓柴油以一定的射程和分布面積以霧狀形式噴入燃燒室，以利于可燃混合氣的形成和燃燒。 ? 噴油器應具有的工作要求是 : ? ① 一定噴射壓力和射程。這是保證噴油量和汽缸內(nèi)噴油霧化質(zhì)量的重要參數(shù)。噴油壓力是噴油器校正的重要參數(shù)。 ? ②良好的霧化性能。噴油器是設計燃燒室和噴油器時所考慮的主要因素之一。 ? ③停止噴油時斷油應能迅速徹底，且不發(fā)生滴漏現(xiàn)象。這是噴油器校正的重要項目。 下一頁 返回 4. 2柴油機燃料供給系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造與檢修 ? 4. 2. ? 孔式噴油器主要用于具有直接噴射式燃燒室的柴油機。孔式噴油器噴油孔數(shù)目一般為 18個，噴油孔直徑為 0. 20. 8 mm ,噴油壓力較高(1225 MPa) ,在噴油器校正時應執(zhí)行所檢修產(chǎn)品的技術(shù)標準。噴油孔的角度可使噴出的油束構(gòu)成一定的錐角。噴油孔數(shù)和噴油孔角度的選擇視燃燒室的形狀與大小及空氣渦流情況而定。 上一頁 下一頁 返回 4. 2柴油機燃料供給系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造與檢修 ? 孔式噴油器的結(jié)構(gòu)如 圖 46所示。主要由針閥、針閥體、噴油器體、頂桿、調(diào)壓彈簧、調(diào)壓墊片、進油管接頭及濾芯、回油管接頭等零件組成，其中最主要的部件是用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成的針閥和針閥體，兩者合稱針閥偶件，如 圖 47所示。針閥上部的圓柱表面同針閥體的相應內(nèi)圓柱面為高精度的滑動配合，配合間隙為 0. 0020. 003 mm。若此間隙過大，則可能發(fā)生漏油而使油壓下降，影響噴霧質(zhì)量 。間隙過小時，針閥將不能自由滑動。針閥中部的錐面全部露在針閥體的環(huán)形油腔 (即高壓油腔 )中，用以承受油壓，故稱為承壓錐面。針閥下端的錐面與針閥體上相應的內(nèi)錐面配合，以使噴油器內(nèi)腔密封，稱為密封錐面。針閥偶件的配合面通常是經(jīng)過精磨后再相互研磨而保證其配合精度的，所以選配和研磨好的一副針閥偶件是不能互換的，這點在維修過程中應特別注意。 上一頁 下一頁 返回 4. 2柴油機燃料供給系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造與檢修 ? 裝在噴油器體上的調(diào)壓彈簧通過頂桿使針閥緊壓在針閥體上密封錐面上而將噴油孔關(guān)閉。為防止細小雜物堵塞噴油孔，在進油管接頭中一般裝有縫隙式濾芯。 ? 噴油器在工作時，噴油泵輸出的高壓柴油從進油管接頭經(jīng)過噴油體與針閥體中的油孔道，進入針閥中部周圍的水狀空間 — 高壓油腔。油壓作用在針閥的承壓錐面上，造成一個向上的軸向推力，當此推力克服了調(diào)壓彈簧的預緊力時，可通過調(diào)壓墊片或調(diào)壓螺釘調(diào)節(jié)。 ? 在噴油器工作期間，會有少量柴油從針閥與針閥體之間的間隙緩慢泄漏。這部分柴油對針閥起潤滑作用，并沿頂桿周圍空隙上升，通過調(diào)壓墊片中間的油孔進入回油管，然后流回柴油箱。 上一頁 下一頁 返回 4. 2柴油機燃料供給系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造與檢修 ? 4. 2. ? 軸針式噴油器適用于對噴霧要求不高的分隔式燃燒室，它的工作原理與孔式噴油器相同，構(gòu)造也相似。不同之處在于針閥下端的密封錐面以下還延伸出一個軸針，其形狀可以是倒錐形或圓柱形，因此噴射時噴柱將呈空心的柱形或錐形，如 圖 4 8所示。由于軸針伸出噴油孔外，所以使噴油孔成為圓環(huán)狀狹縫 (通常軸針與孔的徑向間隙為 0. 05 mm。軸針式噴油器噴油孔形狀與噴霧錐角取決于軸針的形狀和升程，因此要求軸針的形狀加工得非常精確。 上一頁 下一頁 返回 4. 2柴油機燃料供給系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造與檢修 ? 常見的軸針式噴油器只有一個噴油孔，孔徑為 13 mm。因為噴油孔直徑較大，孔內(nèi)的軸針又不斷地上、下運動，因而噴油孔不易積炭，而且還有自行清理積炭的功能。 ? 為了使柴油機工作柔和，改善燃燒條件，噴油器最好在每一個循環(huán)的供油過程中，都要做到初期噴油少，中期噴油多，后期噴油少。因此，將軸針式噴油器的軸針做成可變的節(jié)流斷面，通過密封錐面及軸針處的節(jié)流斷面作用，可較好地滿足噴油特性要求。 上一頁 下一頁 返回 4. 2柴油機燃料供給系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造與檢修 ? 有的渦流室式柴油機噴油器在主噴油孔以外，還開有一個輔助噴油孔。例如，結(jié)構(gòu)如 圖 4 9所示。分流式軸針噴嘴，稱為分流式軸針噴油器。當柴油機啟動時，由于轉(zhuǎn)速很低，噴油泵供油壓力小，因此針閥的升程很小，這時燃料大部分從輔助噴油孔噴出，而主噴油孔只噴出少量燃料。當啟動后，轉(zhuǎn)速升高，噴油泵供油壓力增加，針閥升程加大，此時燃料大部分從主噴油孔噴出。試驗表明，與普通軸針式噴油器相比，分流式軸針噴油器具有較好的經(jīng)濟性，并且改善了柴油機的啟動性能。 上一頁 下一頁 返回 4. 2柴油機燃料供給系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造與檢修 ? 軸針式噴油孔徑較大，噴油壓力較低 (12 14 MPa)，所以容易加工。它適用于對噴霧要求不高的渦流室式燃燒室和預燃室式燃燒室。 ? 柴油機噴油器的噴油嘴頭部伸入燃燒室，在高溫、高壓和燃氣腐蝕條件下長期工作，而且本身內(nèi)部的運動件又受到高速流動燃油的沖擊及燃油中所含微小機械雜質(zhì)的反復沖刷，因此極易磨損和被腐蝕，是柴油機燃油系統(tǒng)中出故障最多的部件之一。 上一頁 下一頁 返回 4. 2柴油機燃料供給系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造與檢修 ? ? 在判斷噴油器是否有故障時，應注意區(qū)分是噴油器有故障，還是噴油泵和汽缸有問題。如果噴油泵工作良好，則從高壓油管就能噴出強有力的油柱，并有回油流出。柴油機工作良好時，噴油器外觀清潔，噴油嘴只附著薄而均勻、干燥的輕微炭末。若噴油器上有積炭并且分布面多