柴油机燃料供给系的构造与维修.ppt

第五章柴油机燃料供给系的构造与维修,第一节柴油机燃料供给系的组成,,图5-1柴油机燃油供给系统,1滤清器；2高压油管；3喷油器；4回油管；5油箱；6输油泵；7调速器；8低压油管,,柴油机燃油供给系统的组成柴油机燃油供给系统由燃油供给系统、空气供给系统、混合气形成系统及废气排出系统、燃油供给路线五部分组成。1.燃油供给系统柴油机燃油供给系统主要由柴油箱、输油泵、低压油管、滤清器、喷油泵、高压油管、喷油器及回油管等组成，如图5-1所示。,,2.空气供给系统柴油机空气供给系统主要由空气滤清器、进气管等组成，有的柴油机供给系统还有增压器。3.混合气形成系统柴油机的混合气形成系统即燃烧室。4.废气排出系统柴油机的废气排出系统主要由排气管及排气消声器组成。,,燃油供给路线燃油供给路线主要包括以下几种1低压油路柴油机燃油供给系统的低压油路从柴油箱到喷油泵入口，油压一般为0.15～0.3MPa。2高压油路柴油机燃油供给系统的高压油路从喷油泵到喷油器，油压一般在10MPa以上。3多余的燃油回流柴油机燃油供给系统的输油泵供油量比喷油泵的最大喷油量大3～4倍，大量多余的燃油经喷油泵进油室一端的限压阀和回油管流回输油泵的进口或直接流回柴油箱。喷油器工作间隙漏泄的极少数柴油也经回油管流回柴油箱。,第二节柴油机可燃混合气的形成于燃烧室,,,可燃混合气的形成特点1．柴油机在进气行程中进入气缸的是纯空气，在压缩行程接近终了时，柴油才被喷入气缸，经一定准备后即自行燃烧，故混合空间小、时间短。2．柴油机的混合气在气缸内形成的空间和时间有限，因而混合气成分在燃烧室分布很不均匀，空气过量系数很大。3．边喷边燃烧，使混合气的成分不断变化。这样混合气浓的地方柴油缺氧而燃烧不完全；混合气稀的地方空气不充分，产生大量的NO。造成排放污染。,,混合气的形成方法1）是空间雾化混合方式，2）是油膜蒸发混合方式，3）一种是复合式。,,混合气的形成和燃烧根据气缸压力和温度变化的特点，可将混合气的形成和燃烧按曲轴的转角划分成四个阶段1备燃期2速燃期3缓燃期4后燃期,,,柴油机的燃烧室根据混合气的形成方式及燃烧室的结构特点，柴油机的燃烧室可分为两大类直接喷射式燃烧室ω形、四角形、球形及U形燃烧室等和分开式燃烧室预燃室式和涡流式燃烧室。1．ω形燃烧室1结构特点该燃烧室由平的汽缸盖底面和活塞顶内的ω形凹坑及汽缸壁组成，属于直接喷射燃烧室和空间混合方式，如图5-3所示。,图5-3ω形燃烧室,,混合气的形成特点1主要是依靠多孔多为4孔进行喷雾，利用油束和燃烧室的吻合，在空间内形成混合气。2喷孔直径小，多在0.25～0.4mm内，喷孔轴线夹角为140～160，喷油压力较高，一般在20MPa左右。3结构紧凑，热损失小，热效率高，经济性好，容易起动。4工作粗暴，燃烧噪声大。,,球形油膜燃烧室球形油膜燃烧室的结构特点如下1球形油膜燃烧室位于活塞顶部中央，其形状大于半个球，且在与喷油器相对的位置开有缺口与球面相切，燃油从这里沿气流方向喷在室壁上形成油膜。该结构属于直接喷射式燃烧室，雾化方式采用油膜蒸发混合方式。2采用强涡流螺旋进气道。3燃烧室底壁较薄，其背面有来自飞溅和从连杆小头喷油孔喷出的润滑油加以冷却。4采用单孔喷嘴或双孔喷嘴。,,图5-4球形油膜燃烧室,,预燃式燃烧室预燃式燃烧室的结构特点如下1整个燃烧室分两部分，预燃室位于汽缸盖内，为总燃烧室容积的25～40，活塞上方为主燃室。2喷油嘴安装在预燃室的中心线附近，为便于冷起动，喷油嘴上多装有电热塞。3预热室用耐热钢单独制成，装入汽缸盖时不和冷却液直接接触。4大部分燃料是在主燃烧室中混合燃烧的，属于空间混合方式。,图5-6A预燃式燃烧室,,混合气的形成特点1利用压缩紊流先进行预燃。2利用强烈的燃烧涡流，促使混合气完全燃烧。3对喷油的雾化质量要求不高，可采用不易堵塞的大直径单孔喷嘴，其喷油压力较低8～12MPa，具有适应大转速范围和不同着火性能燃料的特点。4运转平顺、燃烧噪声小，但经济性较差、热损较大、起动性能差，必须加装电热塞。,,涡流式燃烧室涡流式燃烧室的结构特点如下1整个燃烧室分为两部分，球型涡流室在汽缸盖内，活塞上方为主燃烧室。涡流室容积占总燃烧室容积的50～80，用一个和数个切向大面积通道将涡流室和主燃烧室连通，此结构属于空间混合方式。2喷油器和电热塞安装在涡流室内。3涡流室下半部分镶有耐热钢制成的镶块，该镶块和其座孔有一定的隔热间隙，并用螺钉定位。4活塞顶部多制有导流槽或分流凹坑，使涡流室中的气流在喷出时形成二次涡流。,,图5-6B涡流式燃烧室,,混合气的形成特点1利用强烈的定向涡流进行混合和燃烧。2利用二次流动，促使燃气更完全地燃烧。3对喷油的雾化质量要求不高，可采用不易堵塞的单孔喷嘴，喷油压力较低10～12MPa，喷油泵寿命较长，对不同着火性能燃料的适应性好。4适用于高速柴油机，转速可达5000r/min。5工作较平顺，但热损失较大、经济性较差，须用较高的压缩比17～22，并加装电热塞。,第三节喷油器的构造与检修,,喷油器喷油器的作用是将高压柴油喷入汽缸，使一定数量的燃油得到良好的雾化，同时使燃油的喷射按燃烧室类型合理分布。喷油器工作时应满足如下要求①应具有一定的喷射压力和射程，合适的喷雾锥角和雾化质量；②喷停要迅速，不能发生燃油滴漏；③开始喷油少，中期喷油多，后期喷油少。喷油器分为开式和闭式两种类型，车用柴油机多数采用闭式喷油器。闭式喷油器按其结构形式可分为孔式和轴针式两种基本类型。,,孔式喷油器孔式喷油器的结构如图5-7所示，它主要由针阀、针阀体、顶杆、调压弹簧、调压螺钉、喷油器体等组成。,图5-7孔式喷油器,1回油管螺栓；2回油管衬垫；3调压螺钉护帽；4调压螺钉垫圈；5调压螺钉；6压螺钉垫圈；7调压弹簧；8顶杆；9喷油器体；10定位销；11针阀；12针阀体；13铜制喷油器锥体；14紧固螺套；15进油管接头；16滤芯；17进油管接头衬垫,,针阀和针阀体是用优质轴承钢制成的一对不能互换的高精密偶件一般称其为喷油嘴或喷油头，如图5-8所示。针阀上部的圆柱面与针阀体相应的内圆柱面为高精度的滑动配合，配合间隙为0.001～0.0025mm。此间隙过大，会泄漏较多的柴油而使油压下降，喷油滞后，影响喷雾质量，减少供油量；间隙过小，则针阀不能自由滑动。针阀中部的环形锥面位于针阀体的环形油腔中，其作用是承受由油压产生的轴向推力，以使针阀上升，故此锥面称为承压锥面。针阀下端的锥面与针阀体相应的内锥面配合，共同起密封喷油器内腔的作用，称为密封锥面，用于打开或切断高压油与燃烧室的通路。针阀上部有凸肩，当针阀关闭时，凸肩与喷油器体下端面的距离h为针阀最大升程，其大小决定了喷油量的多少，一般h0.4～0.5mm。图5-7中，针阀顶部通过顶杆承受调压弹簧的预压力，使针阀处于关闭状态。针阀体与喷油器体的结合处一般有1～2个定位销用以防止转动，以免影响正常供油。,图5-8孔式喷油嘴,1针阀；2针阀体；3高压油腔；4承压锥面；5密封锥面；6喷孔；7压力室；8进油道；A限位面；h针阀升程,,轴针式喷油器轴针式喷油器的工作原理与孔式的相同，其结构特点是针阀下端的密封锥面以下还延伸出一个轴针，其形状可以是倒锥形或圆柱形。轴针伸出喷孔外，使喷孔成为圆环状的狭缝轴针与孔的径向间隙为0.05mm。这样，喷油时喷注将呈空心的锥状或柱状，见图5-10。喷孔通过断面与喷注锥角的大小取决于轴针的升程和形状，因此要求轴针的形状加工必须精确。,图5-10轴针式喷油器的喷油情况a不喷油；b喷油,第四节喷油泵的构造与调试,,,喷油泵的作用与类型喷油泵的主要作用有以下三点①提高油压定压，将喷油压力提高到10～20MPa；②控制喷油时间定时，按规定的时间喷油和停止喷油；③控制喷油量定量，根据柴油机的工作情况，改变喷油量的多少，以调节柴油机的转速和功率。喷油泵在工作时应满足以下四方面的要求1按柴油机工作顺序供油，而且各缸的供油量应均匀。2各缸的供油提前角要相同。3各缸的供油延续时间要相等。4油压的建立和供油的停止都必须迅速，以防止滴漏现象的发生。,,喷油泵的结构形式很多，车用柴油机根据其作用原理的不同大体可分为以下三种类型①柱塞式喷油泵；②转子分配式喷油泵；③喷油泵-喷油器一体式，将喷油泵和喷油器结合在一起。,,柱塞式喷油泵的结构原理柱塞式喷油泵由分泵、油量调节机构、驱动机构、泵体壳体四部分组成。1.分泵分泵主要由柱塞偶件柱塞和柱塞套筒、出油阀偶件出油阀和出油阀座、柱塞弹簧、弹簧座、出油阀弹簧、出油阀压紧座等零件组成，如图5-12所示。,图5-12分泵的组成,1出油阀压紧座；2减容体；3出油阀弹簧；4出油阀；5密封垫；6出油阀座；7密封垫；8柱塞套筒；9径向油孔；10柱塞；11柱塞弹簧；12弹簧座；13油量调节臂；14定位螺钉,,柱塞偶件的结构柱塞偶件由柱塞和柱塞套筒组成，如图5-13所示。柱塞为光滑的圆柱体，在其上部铣有螺旋槽或斜槽，并利用直切槽或中心孔轴向孔和径向孔使槽和柱塞上端的泵油室相通。柱塞的下部制有安装弹簧座的圆柱体和十字凸块或压入调节臂，以便使柱塞能往复运动并调节供油量。柱塞套筒为光滑的圆柱形长孔，套筒上部开有一个进油和回油用的小孔，或开有两个径向孔，其中有两个进油孔和一个回油孔，它们与壳体上的低压进油室相通。柱塞套筒装在壳体座孔内，并用定位螺钉和定位孔来固定，以防止柱塞套筒转动。柱塞和柱塞套筒是一对精密的偶件，不能互换。柱塞副用耐磨性高的优质合金钢轴承钢制成，并经过热处理和时效处理。,图5-13柱塞偶件的结构,,,柱塞式喷油泵的泵油过程采用柱塞泵的柴油机，其每缸的供油主要靠对应缸分泵的柱塞偶件来提供。柱塞式喷油泵的泵油过程分为进油过程、压油过程和回油过程三阶段，如图5-14所示。1进油过程当柱塞从上止点移动至进油孔以下时，燃油在真空吸力及输油泵的压力下充满泵油室。2压油过程当柱塞从下止点向上移动到进油孔关闭时，泵油室内的燃油压力将骤然升高，推开出油阀，将高压油压入高压油管。,,3回油过程当柱塞上移到螺旋槽线或斜槽上线高出进油孔的下沿时，高压油通过柱塞上的直槽或中心孔高速流回低压油室。由于泵油室内的油压急剧下降，出油阀在弹簧和残余压力的作用下迅速回位，油泵停止供油。此时柱塞仍继续上升，直到上止点为止，完成回油过程。,图5-14柱塞式喷油泵的泵油过程a进油过程；b压油过程；c回油过程,图5-15柱塞的各种行程,,1柱塞的预备行程h1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。2柱塞的减压带行程h2柱塞从预备行程结束到出油阀开启减压带开始离开阀座的导孔时所移动的距离叫减压带行程。3柱塞的有效行程h3柱塞从出油阀开启，到柱塞的螺旋线或斜槽上线打开回油孔时移动的距离叫柱塞的有效行程。4剩余行程h4柱塞从有效行程结束开始回油上升到上止点时移动的距离叫剩余行程。,,显然，喷油泵每次泵出的油量取决于有效行程的长短。因此，欲使喷油泵能随发动机工况的不同而改变供油量，只需改变有效行程。一般由改变柱塞斜槽棱边与柱塞套筒上油孔的相对位置来实现。将柱塞按图5-16a中箭头所示的方向转一个角度，有效行程和供曲量即增加，反之则减少。当柱塞转到图5-16b所示的位置时，直槽对正回油孔，柱塞根本不可能完全封闭油孔，即有效行程为零，喷油泵处于不泵油的状态。,图5-16供油量的调节a增大供油量；b供油量为零,,出油阀偶件的结构与原理出油阀偶件由出油阀和阀座组成，在出油阀上带有减压环带和切槽，如图5-17所示。出油阀偶件是精密偶件，采用优质合金钢制造。其导孔、上下端面及座孔经过精密的加工和研磨，配对以后不能互换。,图5-17出油阀偶件的结构,,1出油阀座；2出油阀；3减压环带；4切槽,,出油阀的圆锥部是阀的轴向密封锥面，阀的锥部在导孔中滑动配合起导向作用。出油阀尾部加工有切槽，形成十字形断面，以便使燃油通过。出油阀中部的圆柱面叫减压带，它与密封锥面之间形成了一个减压容积。阀座的下端面和柱塞套筒的上端面经精密加工而严密贴合，并通过压紧螺帽以规定的扭紧力矩来压紧。压紧螺帽与阀座之间装有一定厚度的铜制高压密封垫圈，出油阀压紧螺帽和壳体的上端面之间还装有低压密封垫圈。出油阀压紧螺帽内腔装有带槽的减容器，以减小内腔空间的容积，具有加速喷停、限制出油阀最大升程的作用。,,出油阀上减压环带的作用如下1防止喷油前滴油，提高喷射速度。喷油泵供油时，待油压高于出油阀弹簧的预紧力和高压油管内的残余压力后，出油阀升起，其密封锥面离开阀座。必须等到出油阀上的减压环带完全离开阀座的导向孔时，泵油室的燃油才能进入高压油管。2防止喷油后滴油，提高关闭速度。停止供油时，出油阀减压环带的下沿进入导管，高压油管与泵室的通路便被切断。当出油阀完全座落后下降了一段距离h，因而高压油管的容积得到增大，使油压迅速地下降1～2MPa，断油迅速干脆，防止了因油压的波动和“管缩油涨”而产生喷后滴油。,,齿杆式油量调节机构齿杆式油量调节机构由齿杆、齿圈和传动套筒等组成，如图5-18所示。齿杆的轴向位置由驾驶员或调速器控制，齿圈通过传动套筒带动柱塞套筒与柱塞套筒相对转动，便可调节供油量。各缸供油均匀性的调整，是通过改变齿圈与传动套筒圆周方向的相对位置来实现的。,图5-18齿杆式油量调节机构,,1柱塞套；2齿杆；3可调齿圈；4传动套筒；5柱塞；6传动套筒上的切槽,,驱动机构喷油泵是由柴油机曲轴前端的正时齿轮通过一组齿轮来驱动的，见图5-26。喷油泵驱动齿轮和中间齿轮上都刻有正时记号。,图5-26喷油泵的驱动与供油正时,,有的喷油泵直接利用其前端壳体上的凸缘盘固定在驱动齿轮后面的箱体上，固定螺栓处是弧形槽连接，可利用壳体相对于凸轮轴的转动来调节供油提前角的大小。1分泵驱动机构分泵驱动机构的主要作用是推动柱塞往复运动，完成进油、压油、回油过程，保证供油正时。分泵驱动机构主要由凸轮和滚轮体等组成，如图5-27所示。,图5-27柱塞的驱动示意图,,1柱塞；2滚轮体；3凸轮；H凸轮和柱塞的升程；ab凸轮的升弧工作面；bc凸轮的降弧,,凸轮。凸轮的作用是传送推力使柱塞运动，从而产生高压油，同时保证各分泵按柴油机的工作顺序和一定的规律供油。凸轮轴上的凸轮数目与缸数相同，排列顺序与柴油机的工作顺序相同。四行程柴油机曲轴每旋转两周，喷油泵的凸轮轴即旋转一周，各分泵都供一次油。相邻工作两缸凸轮间的夹角叫做供油间隔角，角度的大小与配气机构凸轮轴同名凸轮的排列相同，四缸柴油机为90，六缸柴油机为60。由于柴油机的工作负荷较大，因此驱动齿轮采用钢制齿轮。不少凸轮轴的外形对称，凸轮在轴上的距离相等且轴两端的尺寸相同。凸轮的工作段是切线形状，可快速建立油压。图5-28所示为凸轮轴的构造。,图5-28凸轮轴的构造,,1密封调整垫；2锥形滚柱轴承；3连接锥面；4油封；5前端盖；6壳体；7调整垫；8、9、10、11凸轮；12输油泵偏心轮,,滚轮体。滚轮体的功能是将凸轮的旋转运动变为自身的直线往复运动，以推动柱塞上行供油；调整各分泵的供油提前角和供油间隔角。滚轮体有调整垫块式、调整螺钉式和不可调整式三种类型。①调整垫块式滚轮体。调整垫块式滚轮体的结构如图5-29所示。带有滑动配合衬套的滚轮体松套在滚轮轴上，滚轮轴也松套在滚轮架的座孔中，因此有三处可发生相对运动，相对滑动相应降低，减轻了磨损，且磨损比较均匀。滚轮体的周向定位方式有两种一是在滚轮体圆柱面上开轴向孔，用定位螺钉插入槽中防止滚轮体转动；二是利用加长滚轮轴，使其一端插入壳体导孔一侧的滑槽中。调整垫块安装在滚轮架的座孔中，调整垫块用耐磨材料制成，磨损后可翻转使用。不同厚度的垫块，厚度差为0.1mm，相应的凸轮轴转角为0.5，反映到曲轴上为1。,,②调整螺钉式滚轮体。调整螺钉式滚轮体的结构如图5-30所示。滚轮架上端装有工作高度可调节的调整螺钉，拧出调整螺钉，h值增大，供油提前角也随之增大；拧入螺钉，h值减小，供油提前角也减小。,图5-29调整垫块式滚轮体,,1调整垫块；2滚轮体；3滚轮衬套；4滚轮轴；5滚轮架,图5-30调整螺钉式滚轮体,,1滚轮轴；2滚轮；3滚轮架；4锁紧螺母；5调整螺钉,第五节调速器的构造与维修,,,调速器的作用调速器的作用是当负荷改变时，自动地改变供油量的多少，维持发动机的稳定运转。对在良好的道路上行驶的汽车来说，调速器多用于限制柴油机的最高转速nmax和保持稳定的最低转速nmin怠速。1限制最高转速全负荷时，由于负荷的减小，发动机的转速将升高。当转速超过额定转速nmax时，调速器开始自动减油，使扭矩迅速减小，直到nT停供转速时即停止供油。nmax与nT的差值一般不大于200r/min。,,保持平稳怠速由于各种必然原因和偶然原因水温、油温、机温、内部阻力、气门和喷嘴因积炭影响而关闭不严或短暂停喷等，会引起起动力的变化，使怠速升高或降低。调速器随转速的降低自动加油，扭矩增加；调速器又随转速的升高自动减油，扭矩减小，从而使怠速保持稳定。,,调速器的类型调速器按作用原理可分为机械离心式调速器车用柴油机、真空膜片式调速器少数小功率柴油机和复合调速器机械离心式和真空膜片式合为一体。调速器按调节范围可分为两速式调速器和全速式调速器。两速式调速器能保持柴油机的平稳怠速，防止“游车”或熄火；又能限制柴油机不超过某一最大转速，从而防止超速“飞车”；中间转速时，可利用人工来调节供油量。该调速器多用于车用柴油机。,,全速式调速器能保持柴油机的最低稳定转速和限制最大转速，并能根据负荷的大小保持和调节任一选定转速的调速器。该调速器多用于工况多变和突变的柴油机，如矿用车、越野车、自卸车等。,,离心式调速器的结构与原理1.基本工作原理1柴油机不工作时如图5-45所示，操纵臂和供油拉杆位于熄火位置，调速弹簧的预紧力使滑套左移，飞锤收拢，离心力产生的轴向推力FA0，调速器不工作。,图5-45离心式调速器原理简图,,,柴油机工作时操纵臂和供油拉杆处于某一工作位置，装在喷油泵凸轮轴后端的飞锤旋转，飞锤在离心力的作用下向外张开。离心力产生的轴向推力FA和调速弹簧的推力FB在某一转速下相平衡，使调速器和喷油泵保持在相应位置处工作。当柴油机转速变化时，调速器转速变化，飞锤离心力及其推力FA也发生变化，从而FA和FB失去平衡，滑套产生位移，调速杠杆移动，供油量变化，柴油机的扭矩Me上升或下降，与变化了的发动机负荷MQ重新平衡，稳定到接近原来的转速的位置。,,①当MeMQ时柴油机处于平衡状态，运转稳定，FAFB，滑套不动，调速器处于平衡状态，维持供油量。②Me＜MQ时柴油机失去平衡，转速降低，FA＜FB，滑套左移，调速器失去平衡，自动加油以获得新的平衡。③Me＞MQ时转速升高，FA＞FB，滑套右移，自动减油以获得新的平衡。,,离心调速器的结构形式离心调速器主要由离心元件飞块、调速弹簧压簧、拉簧、扭簧、传动定位和调整机构杆式、板式和杠杆之类三大部分组成。1飞块和浮动杠杆的结构如图5-47所示，飞块和浮动杠杆的结构特点如下1离心元件是两个飞块，内装压缩式调速弹簧；外弹簧在怠速时起作用，高速时内、外弹簧都起作用。2浮动式调速杠杆的杠杆比可变。3操纵臂直接操纵调速杠杆。,图5-47大飞块和浮动杠杆结构,,两速式调速器的结构与原理图5-50所示为YC1110Q型和YC6105QC型柴油机用RAD型两速调速器的结构示意图。,图7-50RAD型两速调速器的结构示意图,1.起动加浓如图5-50所示，发动机静止时，两个飞块在起动弹簧的作用下处于向心极限位置。起动前，应将控制杠杆推至全负荷供油位置Ⅰ。此时，支持杠杆绕D点逆时针方向转动，浮动杠杆绕B点逆时针方向转动，因此供油拉杆向增加供油的方向图中向左移动，起动弹簧的作用就在于对浮动杠杆施加一个向左的拉力，使其绕C点作逆时针方向的偏转，同时带动B点销轴和A点套筒进步向左移动，直到飞块到达向心极限位置为止，从而保证供油齿杆越过全负荷进入最大供油量位置即起动加浓位置。,,怠速稳定如图5-51所示，发动机起动后将控制杠杆拉到怠速位置Ⅱ。此时，飞块的离心力使滑套右移而压缩怠速弹簧，当飞块离心力与怠速弹簧和起动弹簧的合力平衡时，供油齿杆便保持在某一位置，柴油机就在相应的某一转速下稳定地工作。当阻力增大使柴油机转速降低时，则飞块离心力随之减小，滑套便在怠速弹簧和起动弹簧的共同作用下左移，从而使导动杠杆向左偏移，带动B点左移，同时浮动杠杆绕C点逆时针转动，推动供油齿杆左移，增加供油量，使柴油机转速回升。相反，若发动机阻力下降使转速升高，则飞块的离心力增加，滑套右移，通过导动杠杆、浮动杠杆驱动供油齿杆右移，使供油量减小，柴油机的转速下降。此时，调整怠速弹簧的预压力就可改变怠速的稳定转速。,,图5-51两速调速器怠速调节示意图,,正常工作的供油调节如图5-52所示，当柴油机超过怠速转速时，怠速弹簧完全被压入拉力杠杆内，滑套直接与拉力杠杆接触。由于拉力杠杆被很强的调速弹簧拉住，在转速低于最大工作转速标定转速的条件下，飞块的离心力不足以推动拉力杠杆，因此支点B就不会移动。只有改变控制杠杆的位置才可使供油齿杆左右移动，从而增加或减少供油量。由此可见，在全部中间转速范围内，供油量的调节是由驾驶员控制的，调速器不起作用。如图7-52所示，例如将控制杠杆从怠速位置Ⅱ推到部分负荷位置Ⅲ时，支持杠杆绕D点转动，同进浮动杠杆绕B点逆时针转动，使供油拉杆左移，从而增加了供油量。,,图5-52两速调速器在正常转速范围内工作示意图,限制最高转速如图5-53所示，不管柴油机是在部分负荷还是全负荷下工作，只要外界负荷的变化引起柴油机转速超过规定的最大转速时，飞块的离心力就能克服调速弹簧的拉力，推动滑套和拉力杠杆右移，使支点B移到B′点，同时D移到D′点，C移到C′点，结果使供油齿杆向右移动，供油量减少，从而保证柴油机的转速不会超过规定值。利用调速螺栓改变调速弹簧的预紧力可调节柴油机的最高转速。,图5-53两速调速器限制高速的工作示意图,第六节喷油器提前角调节装置于供油正时的调整,,,供油提前角调节装置供油提前角调节的必要性。供油提前角过大时，燃油是在汽缸内空气温度较低的情况下喷入，混合气形成条件差，燃烧前集油过多，会引起柴油机工作粗暴、怠速不稳和起动困难；供油提前角过小时，将使燃料后燃期过长，燃烧的最高温度和压力下降，造成燃烧不完全和功率下降，甚至排气冒黑烟，柴油机过热，导致动力性和经济性降低。最佳的供油提前角不是一个常数，应随柴油机负荷供油量和转速的变化，即随转速的增高而加大。喷油泵供油时刻可以用供油起始角来表示，供油起始角指第第一缸分泵柱塞开始供油时，相应凸轮的中心线与滚轮体中心线的夹角。喷油泵的供油起始角与柴油机的供油提前角的含义不同，一个是凸轮轴的转角，一个是曲轴的转角。,,若柱塞下端、垫块、滚轮和凸轮出现磨损，则滚轮体的工作高度变小，供油提前角减小，供油起始角减小，凸轮与滚轮的接触点供油始点上移，喷油始点压力、喷油持续时间长短、每一循环的供油量将发生变化，因此必须定期地对供油提前角进行检查和调整。对供油提前角的进行调整时，可以对单个分泵进行调整，使分泵的供油提前角一致、供油间隔角度相等；也可以对整个喷油泵进行统一调整，达到柴油机规定的供油提前角的要求。对单个分泵进行调整时，只需要调整滚轮体的高度即可；对整个喷油泵进行统一调整时，可通过联轴器或转动喷油泵的壳体来进行。但柴油机的转速变化范围较大，还必须使供油提前角在初始角的基础上随转速而变化，因此车用柴油机多装有供油提前角自动调节器。,,供油提前角自动调节器。供油提前角自动调节器装于喷油泵凸轮轴的前端，用联轴器来驱动。如图7-33所示，供油提前角自动调节器由主动件、从动件和离心件三部分组成，其中主动盘为主动件，在主动盘上固定有弹簧座，从动盘为从动件，离心件包括飞块、飞块销钉和滚轮等。当柴油机转速达到设定值时，两个飞块在离心力的作用下绕其轴销向外甩开，滚轮迫使从动盘带动凸轮轴沿箭头方向转动一个角度Δθ，直到弹簧的张力与飞块的离心力平衡为止，这时主动盘便又与从动盘同步旋转。此时，供油提前角等于初始角加上Δθ。,图5-33供油提前角自动调节器的工作原理,,1主动盘；2从动盘；3滚轮；4飞块销钉；5从动盘臂；6弹簧座；7凸块；8飞块,,当柴油机转速再次升高时，飞块进一步张开，从动盘相对于主动盘又沿旋转方向向前转动一个角度，这样，随着转速的升高，提前角不断增大，直到最大转速。当柴油机转速降低时，飞块收拢，从动盘便在弹簧力的作用下相对于主动盘后退一个角度，供油提前角便相应减小。,第七节柴油机燃料供给自辅助装置的构造与检修,,,柴油滤清器柴油滤清器的作用是滤去柴油中的杂质、水分和石蜡，以减小各精密偶件的磨损，保证喷雾质量。柴油滤清器多为过滤式，滤芯由绸布、毛毡、金属丝及纸制成。从结构上讲，柴油滤清器盖上有放气螺钉。拧开螺钉，抽动手动输油泵，可以排除滤清器和低压油路内的空气。有的滤清器盖上装有限压阀，滤清器外壳底部多设有放污螺塞，以便定期排除杂质和水分。,,输油泵柴油机输油泵的作用是使柴油产生一定的压力，用以克服滤清器及管路的阻力，保证连续不断地向喷油泵输送足够的柴油。柴油机输油泵多采用活塞式，输出压力为0.15～0.3MPa，输出量为柴油机全负荷油耗量的3～4倍。输油泵由泵体、活塞、进油阀、出油阀及手油泵等组成，如图5-60所示。它装在喷油泵体上，由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动。输油泵的工作情况如下。,,准备压油过程如图5-60所示，喷油泵凸轮轴旋转时，偏心轮推动滚轮、推杆和活塞向外运动，泵腔Ⅰ因容积减小而油压升高，关闭进油阀并压开出油阀，柴油便由泵腔Ⅰ通过出油阀流向泵腔Ⅱ。,图5-60活塞式输油泵,,2.吸油和压油行程当偏心轮的凸起部分转离滚轮时，活塞在弹簧的作用下向内移动，泵室Ⅱ的油压增大，出油阀被关闭，柴油经油道流向滤油器。此时，泵腔Ⅰ的容积变大，压力下降，进油阀被吸开，柴油经进油口和进油阀流入泵腔Ⅰ。3.输油量的自动调节当活塞的行程等于偏心轮的偏心距时，输油量最大。当喷油泵需要的油量减少时，泵腔Ⅱ的油压将随之增高，推杆与活塞之间产生了空行程，即活塞的有效行程被减小，输出的油量即减少。,,手油泵泵油用手油泵泵油时，利用活塞在泵体内抽动，形成一定的真空，从而进油阀被吸开，柴油被吸入泵体，然后再压入泵室Ⅰ，并推开出油阀而输出。停止使用手油泵后，应将手柄拧紧在手泵体上，以防空气渗入油路，影响输油泵的工作。,,涡轮增压器的结构及工作原理涡轮增压系统的作用是利用发动机排放的废气能量对进气增压，从而提高充气效率，增大发动机的功率。利用废气涡轮增压，可以在不增大发动机体积的情况下增大发动机的最大功率，同时使油耗降低、排污减小。涡轮增压器主要由壳体、废气涡轮、压缩器及轮轴组成。壳体的两侧各有一个独立的空间，一端是涡轮室，上有排气进口和排气出口；中间装有涡轮；另一端为压缩器，上有空气进口，中间装有叶轮。轮轴通过轴承支撑在壳体的中间。涡轮增压器材工作原理如图5-61所示。废气涡轮和压缩器叶轮共同装在轮轴上。具有一定压力、流速的废气从涡轮边缘的排气进口进入，经过导流栅冲击涡轮的叶片，使涡轮高速旋转，通过轮轴带动压缩机叶轮一同旋转，将空气压缩，再经过中冷器冷却后送入发动机汽缸。,图5-61涡轮增压器工作原理,,涡轮增压器上还装有排气减压阀，防止增压压力太高。如果增压压力达到一定值，减压驱动器就打开排气减压阀，使一部分排气绕过涡轮直接从出口排出，降低了涡轮转速从而降低增压压力。由于涡轮增压器轴转动的速度非常高，因而对它的润滑、冷却就非常重要。增压器采用压力润滑，中间有进、出油口与发动机主油道相通。涡轮增压器故障的主要原因之一就是缺油，因而必须保持适量的润滑油。有些涡轮增压器部件是用水冷却的，冷却液通过发动机缸体流入轮壳的中心，然后返回缸体。,第九节柴油发动机燃料供给系常见故障与排除,,,发动机起动困难1现象汽车起动时，发动机听不到爆发声音并且无起动迹象，排气管无烟排出。,,原因1属于低压油路方面的原因如下①油箱内无油或供油不足。②油箱开关未打开或油箱盖空气孔堵塞。③油箱至喷油泵之间的油路堵塞。④油箱至输油泵之间的管路中有漏气部位，油路中进入空气。⑤柴油机滤清器或输油泵滤网堵塞。⑥低压油路中溢流阀不密封，使低压油路中不能保持有一定值的油压。⑦输油泵油阀粘滞、密封不严、弹簧折断。⑧输油泵活塞咬死或活塞弹簧折断，使输油泵的机械泵油部分失去泵油作用。,,属于高压油路方面的原因如下①喷油泵柱塞偶件磨损过大，造成机油内泄漏增大，使供油量达不到起动时的需要。②喷油泵油量调节机构卡滞，使柱塞不能转动或转动量过小。③出油阀密封不良或粘滞，造成不供油或供油不足。④喷油器针阀由于积炭或烧结而不能开启。⑤喷油器针阀开启压力调整过高。⑥喷油器喷孔堵塞。⑦高压油管中有空气或其接头松动。,,其他方面的原因如下①低温起动预热装置失效，发动机汽缸内的温度过低。②空气滤清器堵塞，排气管排气不畅。③供油时间过早或过迟。④喷油雾化不良。⑤汽缸压缩压力过低，压缩终止时的温度和压力达不到使柴油自燃的温度。,,故障诊断与排除方法发动机起动时无着车迹象，排气管不排烟，说明柴油没有进入汽缸，重点检查供给系统的堵塞、漏气和某些零部件的损坏与否。首先应确定故障部位出在低压油路还是高压油路。将喷油泵放气螺钉松开，扳动手油泵，观察放气螺钉处是否流油，若不流油或流出泡沫状柴油，而且长时间扳动手油泵也排不尽，则表明低压油路有故障；如果流油正常，则说明故障出在高压油路。,,低压油路的故障诊断。松开喷油泵放气螺钉，扳动手油泵，若放气螺钉处无油流出，则说明油箱中无油或油路堵塞。此时，首先检查油箱中的存油是否足够、油箱开关是否打开、油箱盖空气孔是否堵塞。若上述部件工作良好，则可扳动手油泵进一步试验。若拉出手油泵拉钮时，明显感到有吸力，松手后又自行回位，则说明油箱至输油泵的油路堵塞；若拉出手油泵拉钮时感觉正常，但压下去比较费力，则说明输油泵至喷油泵的油路堵塞，可检查柴油滤清器是否堵塞；若上下拉动手油泵拉钮时，均无正常的泵油阻力，则说明手油泵失效，应检查手油泵进/出油阀是否关闭不严等。在寒冷地区及严寒季节，柴油牌号选用不当或油中有水，也容易造成凝结或结冰而堵塞油管。,,松开喷油泵放气螺钉，扳动手油泵，若放气螺钉处流出泡沫状柴油，而且长时间扳动手油泵也是如此，则说明油箱至输油泵之间的管路漏气，供油系统中渗进空气发生了气阻。此时，首先检查油管有无破裂，如果无破损，则应检查输油泵与油箱一端油管的接头是否松动或油箱内的出油管从上部是否断裂等。若放气螺钉处流出的柴油中夹有水珠，则说明油中有水，应将滤清器与油箱的放污螺塞旋出，排净沉淀物和积盘的水。低压油路的故障诊断流程如图5-92所示。,图5-92低压油路的故障诊断流程,,,高压油路故障诊断。松开喷油泵放气螺钉，扳动手油泵，放气螺钉处出油正常，但各缸喷油器无油喷出，由此可推断故障出自高压油路。诊断高压油路故障时，应首先确定故障出自喷油泵还是喷油器。可在发动机转动时，用手触试各缸高压油管，若感到有喷油“脉动”，则说明故障不在喷油泵而在喷油器；若无“脉动”或“脉动”较弱，则说明故障在喷油泵。,,喷油泵的故障检查。接通起动机，查看喷油泵输入轴是否转动、联轴节是否连接可靠，否则应检查联轴节有无断裂、半圆键是否完好，同时检查供油正时是否准确。拆开喷油泵侧盖，检查供油调节拉杆是否总处于不供油位置，若总处于不供油位置，则应检查踏板拉杆、供油拉杆或调速器的卡滞故障。检查供油调节机构是否工作不良。踩下加速踏板，观察柱塞是否转动，若不转动则检查调节叉或扇形小齿轮的固定螺钉是否松动，调节臂有无从中脱出或柱塞与柱塞套筒是否粘住。检查喷油泵出油阀是否密封不严。拆下高压油管，用手油泵泵油，若出油阀溢油，则说明出油阀密封不良。,,喷油器的检查。喷油器可在专用喷油器试验器上进行试验。将喷油器从缸盖上拆下，接上高压油管，然后起动发动机，观察其喷油情况。若雾化良好又不滴油，则说明无故障；若雾化不良，则应解体检查喷油器针阀是否卡滞、弹簧弹力是否正常、喷孔是否堵塞等。高压油路的故障诊断流程如图5-93所示。,图5-93高压油路的故障诊断流程,,,发动机动力不足常见的发动机动力不足表现为发动机运转均匀。无高速，排气管排气量过少；发动机运转不均匀，排气管排烟不正常等。1现象汽车行驶的动力不足，加速不灵敏，踩下加速踏板后，转速不能提高到规定值，且排气管排气量过少。,,原因1加速踏板的拉杆行程不能保证供给最大供油量。2调速器调整不当或调速弹簧过软、折断，使喷油泵不能保证最大供油量。3喷油泵油量调节拉杆或齿条达不到最大供油位置。4喷油泵出油阀密封不良。5喷油泵柱塞磨损过大、粘滞或弹簧折断。6输油泵工作不良致使供油不足。7低压油路堵塞致使供油不足。8油箱至输油泵的管路漏气，使油路中进入空气等。9喷油器喷油不正常。10柴油牌号不当。11空气滤清器、排气管消声器堵塞。,,故障诊断与排除方法由故障现象可以断定，达不到额定供油量是引起发动机动力不足的原因。诊断与排除方法如下1首先检查加速踏板的行程。将加速踏板踩到底，然后用手扳动喷油泵的油量调节臂，若还能向加油方向推动，则说明加速踏板拉杆不能使喷油泵达到最大供油量，应予以调整。2检查并调整调速器高速限位螺钉和最大供油量限制螺钉，将上述调整螺钉向增加供油量方向旋进，直到急加速时排气管冒黑烟为止。3检查燃油系统是否吸入了空气，若已吸入了空气，则应检查各油管接头是否松动，然后将油路中的空气排除。,,4检查燃油滤清器是否堵塞、油箱通气是否堵塞、输油泵滤网有无堵塞等。5检查喷油泵的出油阀是否密封不良。6用断油比较法检查喷油器的喷油情况，断油后，若发现柴油机的转速不变化，则将此喷油器拆下并测试调整。7若以上各点均没有不良情况，则需用试验台来检查喷油泵和调速器的工作情况。故障诊断流程如图5-95所示。,图5-95发动机动力不足的故障流程,,,柴油机工作粗暴1.现象柴油机工作粗暴时的现象如下1发动机发出有节奏的清脆的金属敲击声，急加速时响声更大，且排气管冒黑烟。2汽缸内发出低沉、不清晰的敲击声。3敲击声没有节奏并排有黑烟。,,原因造成柴油机工作粗暴的原因如下1喷油时间过早或过迟。2喷油雾化不良。3进气通道堵塞或空气滤清器堵塞造成进气不足。4各缸喷油不均，个别缸的供油量过大。5喷油器滴油，相对喷油量增加。6选用的柴油牌号不当。7发动机温度过低。,,故障诊断与排除方法故障诊断与排除方法如下如果响声均匀，说明各缸的工作情况相似。其故障原因与喷油正时、进气情况和柴油性能等方面有关。急加速试验时，若响声尖锐，排气管冒黑烟，通常是因为喷油时间过早，应予以调迟。若加速困难，声调低沉，有发闷的感觉，且排气管冒白烟，是因为喷油时间过迟，应予以调早。若调整喷油正时的效果不明显，则应检查空气滤清器是否堵塞、进气通道是否畅通。若柴油机充气不足，将导致燃烧不完全，延长着火落后期，并产生强烈的着火敲击声。若进气通管畅通，仍有响声，便应考虑柴油牌号选择是否适当。,,如果响声不均匀，说明各缸工作情况不一致，可用单缸断油的方法找出工作不良的汽缸。若怀疑某个喷油器工作不良，可用标准的喷油器或与其他缸调用喷油器，若这时声响消失或转移它缸，则表明故障就在喷油器。若怀疑本缸供油量过大，可用减油法进行试验，减油之后响声和排烟应消失。若减油之后故障减弱并不消失，只