第6章柴油机燃料供给与燃烧 内容提要 1. 柴油机混合气形成与燃烧室 2. 柴油机燃料供给系统组成 3. 喷油泵（柱塞式、分配式）结构与工作原理 4. 调速器的作用、基本结构与工作原理 5. 喷油器结构原理及燃油喷射 6. 柴油机的燃烧过程 7. 电控柴油喷射系统组成、基本结构及工作原理

图6-1 螺旋型进气道和切向进气道

图6-2 挤压涡流

（2）挤压涡流 挤压涡流（挤流）是指在压缩过程中形成的空气运动。当活塞接近压缩上止点时，活塞顶上部的环形空间中的气体被挤入活塞顶部的凹坑内（图6-2a），形成了气体的运动。当活塞下行时，活塞顶部凹坑内的气体向外流到环形空间（图6-2b），称为逆挤流。挤压涡流的产生与活塞顶凹坑（燃烧室）设计有很大关系，柴油机活塞顶凹坑形形色色，目的就是促进燃油与空气的混合与燃烧。

图6-3 柴油机燃烧室 气道

特点：只有一个燃烧室，位于活塞顶面和气缸盖底平面之间，燃料直接喷入该燃烧室中与空气进行混合燃烧。

a）浅盆形燃烧室 b）浅ω形燃烧室 c）球形燃烧室 d）U形燃烧室 e）四角形燃烧室 f）八角形燃烧室 g）花瓣形燃烧室

图6-4 不同直喷式燃烧室

图6-4c的球形燃烧室，凹坑呈球状，较深，同时组织较强的空气涡流，喷油嘴顺气流喷射，在强涡流气流的带动下，燃油被涂布到球形燃烧室壁面上，形成一层油膜,属于油膜蒸发混合方式。由于空气的强烈涡流，空气利用率较高；燃料燃烧是逐层蒸发燃烧，所以工作起来比较柔和。它对燃油系统要求不高，可以使用单喷孔喷油嘴，喷油压力也较低。但它的起动性能不好，因为起动时机体温度低，油膜较难蒸发燃烧，低速性能也不好。

图6-5 涡流室式燃烧室的副燃烧室

分隔式燃烧室根据结构的不同分为涡流室式和预燃室式两种。涡流室式燃烧室的副燃烧室有球形（图6-5a）、吊钟形（图6-5b）和组合形（图6-5c由一段球形、一段柱形和一段锥形组成）等形状，主燃烧室的活塞顶也有不同凹坑，如双涡流凹坑（图6-6a）、铲击形凹坑（图6-6b）等。

图6-6 涡流室式燃烧室的主燃烧室

工作情况:在压缩过程，气缸中的空气被活塞挤压，经过通道流入涡流室形成有组织的强烈涡流。接近压缩上止点时，喷油器开始顺气流喷油，在强涡流气流带动下，燃油被涂布到燃烧室壁面上，形成油膜。同时有少部分油雾分散在燃烧室空间，着火形成火源，并点燃从壁面蒸发出来的可燃混合气，迅速燃烧，高温、高压气体经通道喷入主燃烧室,形成二次涡流，与主燃烧室内的空气进一步混合燃烧。由于采取强烈有组织的气体二次涡流，空气利用率高，对喷雾质量要求不高，可采用单喷孔喷油嘴，喷油压力较低，喷油嘴故障少，调整方便，工作比较柔和。缺点是副燃烧室相对散热面积大，又直接与冷却液接触，加上主副燃烧室之间的通道节流，使热利用率减低，经济性较差，起动也较困难。

图6-7 预燃室式燃烧室

为了改善起动性能，有的增加了副喷孔（起动喷孔），使得在起动时，由于空气涡流不强，从喷油嘴喷出的燃油可通过副喷孔，直接喷入活塞顶的主燃烧室温度较高处，燃料容易着火燃烧。

1-柴油箱 2-油水分离器 3-输油泵 4-柱塞式喷油泵动力输入 5-柱塞式喷油泵 6-柴油滤清器 7-回油管 8-高压油管 9-喷油器

图6-8 柱塞式喷油泵柴油供给系统

柴油机燃料供给系由低压油路和高压油路两部分组成。在输油泵3的作用下，柴油从油箱1被吸出，经过油水分离器2分离去柴油中的水分，再压向柴油滤清器6过滤，干净的柴油进入柱塞式喷油泵5，提高压力，再经高压油管8，送到喷油器9，以一定的速率、射程和喷雾锥角喷入燃烧室。多余的柴油从回油管7流回柴油滤清器。

2．油水分离器：用于分离柴油中混入的水份。来自油箱的柴油由进油口2(图6-10)进入油水分离器，并经出油口9流出。

1-手压泵拉钮 2-手压泵体 3-手压泵杆 4-手压泵活塞 5-进油阀弹簧 6-进油阀 7-进油口 8-输油泵体 9-输油泵活塞弹簧 10-输油泵活塞 11-出油阀 12-出油阀弹簧 13-出油口 14-推杆 15-推杆弹簧 16-挺柱 17-滚轮 18-喷油泵凸轮轴 19-偏心轮

图6-11 活塞式输油泵

柴油中的水分密度大，从柴油中分离并沉积在壳

1-手压膜片泵 2-进油口 3-放水水位 4-放水塞 5-液面传感器 6-浮子 7-分离器壳体 8-分离器盖 9-出油口

图6-10 油水分离器

体7的底部。浮子6随着积水的增多而上浮，当到达规定的放水水位3时，液面传感器5将电路接通，仪表板上的报警灯发出放水信号，这时驾驶员应及时旋松放水塞4放水。手压膜片泵1供放水和排气时使用。

A-进油腔 B过渡油腔 -C-出油腔 1-进油道 2-回油道 3-调压弹簧 4-调压阀 5-分配泵驱动轴 6-输油泵转子 7-滑片片 8-泵体

图6-12 滑片式输油泵

当柴油机燃料供给系中有空气进入时，柴油机便无法起动和正常运转，这时可利用手压泵拉钮1排除空气。方法是先将燃油滤清器和喷油泵的放气螺钉旋松，再将手压泵拉扭旋开，上下反复拉动手压泵活塞，使柴油自进油口吸入，经出油阀压出，并充满燃油滤清器和喷油泵前的所有低压油路，将其中的空气驱除干净。空气排除完毕，应重新拧紧放气螺钉，旋进手压泵拉扭。

图6-14 柱塞式喷油泵

6.3 柱塞式喷油泵

1-出油阀压紧座 2-出油阀弹簧 3-出油阀 4-出油阀座 5-柱塞套 6-低压油腔 7-柱塞 8-喷油泵体 9-油量调节螺杆 10-油量调节套筒 11-柱塞弹簧 12-供油正时调节螺钉 13-定位滑块 14-凸轮轴 15-凸轮 16-挺柱体部件 17-柱塞弹簧下座 18-柱塞弹簧上座 19-齿圈 20-进回油孔 21-密封垫

图6-15 喷油泵的泵油机构

A型喷油泵总体结构如图6-14所示。由泵体5、泵油机构9、油量调节机构1、传动机构12、供油提前器13和润滑冷却系统等组成。从滤清器过来的干净柴油从喷油泵进油螺钉2进入，产生高压后从出油阀压紧座4流出。

图6-16 柱塞偶件

a）右旋直切槽 b）左上旋螺旋槽 c）右上旋螺旋槽 d）双置式螺旋槽 e）二级直切槽

图6-17 柱塞切槽

柱塞在柱塞套中作往复运动。其上部圆柱面开有斜切槽4，并通过柱塞中心油道3与柱塞顶相通。柱塞切槽有直切槽和螺旋槽两种（图6-17）。其旋向又有多种，向左上升的称左旋，向右上升称右旋；切槽直接与柱塞顶相连的称为上置，切槽通过直槽与柱塞顶相连的称为下置，两者兼有的称双置。不同切槽，其供油开始与结束时间、供油速率都不同，如图6-17a的下置右旋直切槽，供油开始时刻不变，用改变供油终了时刻来改变供油量。由于其加工工艺较简单，大部分柱塞式喷油泵都采用这种形式。

1-出油阀座 2-出油阀 3-密封锥面 4-减压环带 5-十字切槽

图6-18 出油阀偶件

(2)出油阀偶件 出油阀偶件包括出油阀2和出油阀座1（图6-18），它实际上是一个单向阀，控制油流的单向流动。

a）进油 b）压油 c）回油 d）柱塞有效行程

图6-20 喷油泵的泵油原理

当柱塞上行时，泵腔中的一部分燃油被挤回泵体油道。当柱塞顶平面将进油孔封闭时，随着柱塞的继续上行，燃油受压(图6-20b)，压力急剧升高。当其压力大于出油阀弹簧压力与高压油管中的残余油压之和时，出油阀便被顶离阀座，高压柴油经出油阀向高压油管、喷油器供油。

1-柱塞套 2-柱塞 3-柱塞调节臂 4-拨叉紧固螺钉 5-拨叉 6-供油拉杆

图6-22 拨叉拉杆式油量调节机构

a)不供油 b)部分供油 c)**大供油 1-柱塞套 2-进回油孔 3-调节齿杆 4-柱塞 5-调节齿圈 6-控制套筒 7-柱塞榫舌

图6-21 喷油泵供油量调节机构

调节齿杆3（图6-21）与调节齿圈5相啮合，调节齿圈通过紧固螺钉夹紧在控制套筒6上，控制套筒底部开有切槽，喷油泵柱塞4下部的榫舌7就嵌在该切槽中。

a)双切线凸轮 b)圆弧凸轮 c)组合式凸轮

图6-24 喷油泵凸轮轴凸轮型线

图6-23 喷油泵凸轮轴

(2)挺柱体部件：其作用是将凸轮的运动平稳地传递给柱塞，并且可以适量调整柱塞的供油时间。常见的供油时间调整方式有螺钉调节式和垫块调节式。

1-调整螺钉 2-锁紧螺母 3-挺柱体 4-导向滑块 5-滚轮销 6-滚轮衬套 7-滚轮

1-柱塞弹簧座 2-调整垫片 3-挺柱体 4-导向滑块 5-滚轮销 6-滚轮衬套 7-滚轮

图6-25 螺钉调节式挺柱体部件

图6-26 垫块调节式挺柱体部件

a) 提前器结构 b)起始位置 c)终了位置 1-防护罩 2-提前器弹簧 3-传动销 4-主动盘 5-传动爪 6-主动盘凸缘 7-传动销 8-飞锤圆弧面 9-飞锤 10-喷油泵凸轮轴 11-飞锤销 12-从动盘 L 1-弹簧起始位置 L 2-弹簧终了位置 θ-提前角调节范围

图6-27 SA型喷油提前器

喷油泵的供油起始角是指喷油泵开始向高压油管供油时所对应的喷油泵凸轮轴转角，它直接影响到柴油机的喷油提前角。

1-驱动轴 2-泵体 3-调压阀 4-泵盖 5-调速手柄 6-飞锤 7-调速弹簧 8-回油电磁阀 9-稳定弹簧 10-**大油量调整螺钉 11-张力杆 12-调整杆 13-断油电磁阀 14-柱塞 15-柱塞套 16-出油阀紧座 17-出油阀 18-油量调节套筒 19-柱塞弹簧 20-平面凸轮盘 21-滚轮 22-喷油提前器活塞 23滚轮支架 24-十字连轴器 25-调速器驱动齿轮 26-滑片式输油泵

图6-32 VE型分配泵结构示意图

6.4.1 泵体 和泵盖

1-驱动轴 2-调速器驱动齿轮 3-滚轮支架 4-滚轮 5-十字联轴器 6-平面凸轮盘

图6-33 VE型分配泵驱动机构

6.4.3 滑片式输油泵

a) 泵油机构 b) 平面凸轮盘 c) 柱塞 1-断油电磁阀 2-进油孔 3-柱塞套 4-出油阀紧座 5-出油阀偶件 6-出油孔 7-泵头 8-柱塞弹簧 9-油量调节套筒 10-柱塞 11-平面凸轮盘 12-滚轮 13-进油槽 14-出油槽 15-出油孔 16-压力平衡槽 17-中心油道 18-泄油孔 19-定位孔 20-定位销

图6-34 VE型分配泵泵油机构

柱塞套3被固定在泵头7上（图6-34a），其右端有一个进油孔，位置与柱塞的四个进油槽相对应，柱塞每旋转一周，进油孔与各进油槽各接通一次；中部开有一个出油孔，柱塞每转一周，柱塞套出油孔分别与柱塞出油孔各相通一次。

1-电磁线圈 2-回位弹簧 3-阀门 4-进油孔 5-柱塞套 6-泵头 7-出油阀弹簧 8-出油阀偶件 9-柱塞 10-油量调节套筒 11-进油道 12-蓄电池 13起动开关 14-电阻

图6-35 VE型分配泵断油电磁阀

（4）均压过程 柱塞上加工有压力平衡槽16，它始终与泵腔相通。当供油结束，柱塞转过180 ⁰时，柱塞上的压力平衡槽16便与该缸柱塞套出油孔相通泄压，使与泵腔油压平衡，从而使各缸分配油路内的压力在燃油喷射前趋于均衡，保证各缸喷油量均匀。

1-驱动轴 2-滚轮座 3-滚轮 4-传动销 5-止动销 6-O形圈 7-侧盖板 8-泵体 9-提前器活塞 10-连接销 11-弹簧 12- O形圈 13-侧盖

图6-36 VE型分配泵喷油提前器

发动机需要停止运转时，将起动开关旋至OFF位置，电路断开，阀门在回位弹簧2作用下落座，切断油路，停止供油。

图6-37 柴油机转矩特性

柴油机不同于汽油机，其转矩特性（油量调节机构位置一定时，柴油机的转矩随转速而变化的关系）曲线比较平坦（图6-37），造成外界负荷的较小变化△M（从M ₁增加到M ₂），柴油机转速产生较大波动△n，工作稳定性差。尤其是柴油机高速工作突卸负荷极易产生“飞车”（柴油机转速急剧升高无法控制的现象），导致损坏曲轴、连杆、气缸和活塞的严重事故。

1-怠速调整螺钉 2-调速手柄 3-高速限止螺钉 4-调速弹簧 5-调速套筒 6-怠速弹簧 7-油量调节螺钉 8-张力杆 9-张力杆挡销 10-起动弹簧 11-调整杆 12-回位弹簧 13-油量调节套筒 14-柱塞 15-起动杆 16-飞锤支架 17-飞锤 18-调速器传动齿轮 19-调速器轴 M-调整杆支撑销轴（固定） N-起动杆、张力杆及调整杆支撑销轴（可动）

图6-38 VE型分配泵全程式调速器

起动杆15、张力杆8和调整杆11通过销轴N连在一起，并且可以分别绕销轴N摆动。调整杆11通过销轴M固定在分配泵体上，其下端受回位弹簧推压，使上端紧靠油量调节螺钉7上。

图6-39 调速器怠速工况

（1）起动工况(图6-38) 起动时，调速手柄2推靠高速限止螺钉3，此时调速弹簧4被拉伸，拉动张力杆8以销轴N为支点逆时针摆动，并压缩起动弹簧10，带动起动杆15、调速套筒5左移，使飞锤处于完全闭合状态。与此同时，起动杆下端球头销将油量调节套筒13向右拨到起动加浓位置，供油量**大，有利于柴油机起动。

图6-40 调速器高速控制

工作中，若发动机外界负荷减小，发动机转速就会升高，飞锤离心力增大，原有的平衡被破坏，将克服调速弹簧拉力，使调速滑套右移，推动起动杆、张力杆以销轴N为支点顺时针摆动，油量调节套筒左移，供油量减少，使柴油机转速回落，保持转速基本稳定。相反，若发动机外界负荷增加，调速过程与上相反，使供油量增加，以适应外界负荷增加的需要，保持转速基本稳定。只要选定—个调速手柄位置，就有一个相应的发动机转速与其对应。当调速手柄推靠高速限止螺钉，发动机在标定工况下工作时，发动机转速也就处于标定转速。像这种在所有转速范围内都能根据发动机负荷变化自动改变供油量，以保持转速稳定的调速器就称为全程式调速器。

1-真空波纹盒 2-大气室 3-推杆 4导向套 5-油量调节螺钉 6-张力杆 7-油量调节套筒 8-柱塞 9-调速套筒 10-飞锤 11-调速手柄 12-销轴 13-控制臂 14-连接销 15-补偿弹簧 N-销轴

图6-42 大气压力补偿装置

1-上腔 2-膜片螺钉 3-调整螺钉 4膜片 5-接头螺钉 6-气管 7-进气管 8-增压器 9-排气管 10-调整垫片 11-调整齿轮 12-膜片轴 13-张力杆 14-油量调节套筒 15-柱塞 16-调速弹簧 17-销轴 18-调速手柄 19-补偿杆 20-传动销 21-膜片弹簧 22-下腔 N-销轴

图6-41 增压补偿装置

增压补偿装置安装在喷油泵顶部（图6-41），由膜片4、膜片轴12、传动销20、补偿杆19等组成。

1-进油口 2-调压阀 3-调速器轴 4-调速套筒 5-泄油量孔 6-油量调节套筒 7-泵体 8-喷油提前器活塞 9-弹簧 10-滑片式输油泵

图6-43 负荷传感供油提前装置

（3）负荷传感供油提前装置 发动机负荷变化意味着供油量的变化，负荷加大，供油量增加，燃烧所需要的时间拉长，容易造成后燃，排气冒黑烟。负荷传感供油提前装置的作用就是根据发动机负荷的变化，自动调节供油提前角大小，改善燃烧过程。其结构如图6-43所示。

1-调速弹簧 2-张力杆 3-怠速弹簧 4-挡销 5-调整杆 6-负校正杆 7-油量调节套筒 8-校正弹簧 9-起动杆 10-调速套筒 11-飞锤 L-起动杆与校正杆销轴 N-起动杆、张力杆及调整杆销轴

图6-44 转矩负校正装置

当发动机的负荷减小时，发动机转速升高，在飞锤离心力的作用下，使调速套筒4右移，调速套筒上的泄油量孔5与调速器轴3上的环槽孔相通，使泵体内腔的柴油通过调速器轴的中心油道，流回滑片式输油泵10进油槽一侧，使泵腔内压下降，在弹簧9的作用下，喷油提前器活塞8被推向右移动，从而推动滚轮座向供油延迟方向转动—角度，使供油推迟。相反，若发动机的负荷增加时，发动机的转速就降低，飞锤离心力减小，在调速弹簧作用下，调速套筒4左移，关闭泄油量孔5，使泵腔油压上升，推动喷油提前器活塞8向左移动，供油提前。该装置一般在全负荷的25～75％之间起作用。

1-拉力杆 2-速度调整螺栓 3-导动杆 4-浮动杠杆 5-高速限止螺钉 6-操纵手柄 7-怠速螺钉 8-拨叉杠杆 9-怠速弹簧 10-齿杆行程调整螺钉 11-调速滑套 12-飞锤 13-滚轮 14-凸轮轴 15-调速弹簧 16-供油调节齿杆 17-连接杆 18-起动弹簧 19-速度调定杆 20-稳速弹簧

图6-45 RAD型调速器

两极式调速器是只限制和稳定柴油机**高和**低转速的调速器。中间转速则由驾驶员直接通过操纵杆控制，调速器本身不起自动调速作用。它被汽车广泛采用，其结构各异，下面以常用的安装于柱塞式喷油泵的RAD型调速器为例介绍其工作原理。

图6-46 RAD型调速器怠速调节

图6-47 RAD型调速器中速工作

当发动机运转阻力减小时，转速会升高，飞锤离心力增加，通过调速滑套压缩怠速弹簧9。与此同时，导动杆3下端A点右移，带动浮动杠杆4绕C点顺时针转动，使供油调节齿杆减少供油，限制了发动机转速的上升；反之，当发动机运转阻力增大时，发动机转速下降，调速器通过与上述相反的调节作用，使供油调节齿杆增加供油，防止发动机熄火。

图6-48 RAD型调速器**高转速限制

当发动机负荷减小时，发动机转速升高，飞锤离心力加大，克服调速弹簧15的拉力，推动调速滑套11及拉力杆1右移（图中虚线位置）。这时导动杆3的中间支点B移到Bˊ位置，拉力杆1的支点D移到Dˊ的位置，使得供油调节齿杆16向减少供油方向移动，限制了发动机的**高转速，防止“飞车”。

1-喷油器体 2-喷油嘴 3-弹性垫圈 4-密封垫圈 5-紧固螺套 6-结合座 7-顶杆 8-调压弹簧 9-垫圈 10-进油道 11-回油道

图6-50 低惯量孔式喷油器

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6-49 孔式喷油器构造 a）喷油嘴 b）喷油器

喷油器主要部件是一对精密偶件，称其为喷油嘴或喷油头，由针阀11和针阀体13组成，用优质轴承钢制造成，其相互配合的滑动圆柱面间隙仅为0.001mm-0.0025mm，通过高精密加工或研磨选配而得，不同喷油嘴偶件不可互换。该间隙过大，会使喷油压力下降，喷雾质量变差；间隙过小，针阀容易卡死。针阀中部的环形锥面（承压锥面）位于针阀体的环形油腔12中，其作用是承受由油压产生的轴向推力，使针阀上升。针阀下端的锥面（密封锥面）与针阀体相配合，起密封喷油器内腔的作用。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**大升程，其大小决定了喷油量的多少，一般h=0.4mm-0.5mm。针阀体与喷油器体的结合处有1-2个定位销8防止针阀体转动，以免进油孔错位。

闭式

孔 式

长型

短型

轴针式

普通型

节流型

分流型

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-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

图6-52 轴针式喷油器

图6-51 孔式喷油嘴类型

b)

a)

图6-54 轴针式喷油嘴类型 a）普通型 b）节流型 c）分流型

a）

b）

c）

图6-53 轴针式喷油嘴针阀头部形状 a）倒锥 b）园柱 c）顺锥

a）

b）

c）

轴针式喷油嘴又可分为普通型、节流型和分流型三种（图6-54）。节流型喷油嘴是指节流升程L较大（一般大于0.3mm）的一种轴针式喷油嘴，由于喷油时的节流影响，降低了初期喷油速率，减少初期喷入燃烧室内的燃油量，降低了柴油机压力升高率和**高燃烧压力，使柴油机工作柔和，噪音小。

图6-55 喷油油束 L-油束射程 β-喷雾锥角

分流轴针式油嘴的主要特点是在主喷孔旁有一约为0.2mm的副喷孔。在起动时，由于柴油机转速低，进入喷油嘴的油压低，针阀升程很小，主喷孔的油流截面很小，喷出的油量很少，但这时副喷孔已全部打开，大部分燃油由此喷入燃烧室空间，改善了柴油机的起动性能。

图6-56 喷油规律

喷散的细度可以用油束中油粒的平均直径来表示，喷散得越细、越均匀，说明雾化质量越好；油束射程表示油束的贯穿距离（图6-55）；喷雾锥角表示喷油时燃油离开喷孔后所形成的燃油束的锥角。不同柴油机，对喷雾特性都有不同要求，必需与燃烧室相互匹配，并非喷散得越细越好。

图6-57 不正常喷射 a）二次喷射 b）隔次喷射 c）不规则喷射

二次喷射是指喷油器下一个工作循环开始之前又出现一次不需要的燃油喷射现象，其针阀升程如图6-57a。二次喷射将使整个喷射延续期拉长，后燃现象严重，柴油机经济性能下降，热负荷增加。不正确换用高压油管等，将导致二次喷射。

图6-59 柴油机燃烧过程

根据柴油机燃烧过程进展的实际特征，分为以下四个阶段：

图6-60 电控柴油喷射基本原理

传感器 加速踏板位置传感器 发动机转速传感器 凸轮轴位置传感器 燃油压力传感器 喷油正时传感器 油量控制机构传感器 空气流量传感器 增压压力传感器 进气温度传感器 水温传感器 燃油温度传感器 空调传感器 起动信号传感器 车速传感器 电源电压传感器 氧传感器 …

控 制 单 元 ECU

执行机构 喷油时间 喷油压力 喷油量 电动输油泵 进气节流 增压器调节 冷起动辅助 电热塞 废气再循环 空调控制 自诊断系统 …

第一代柴油机电控喷射系统是采用位置控制系统。它不改变传统的喷油系统的工作原理和基本结构，只是采用电控组件，代替调速器和供油提前器，对分配式喷油泵的油量调节套筒或柱塞式喷油泵的供油齿杆的位置，以及油泵主动轴和从动轴的相对位置进行调节，以控制喷油量和喷油定时。其优点是无须对柴油机的结构进行较大改动，生产继承性好，便于对现有机型进行技术改造；缺点是控制系统执行频率响应仍然较慢、控制频率低、控制精度不够稳定。喷油率和喷油压力难于控制，而且不能改变传统喷油系统固有的喷射特性，因此很难较大幅度地提高喷射压力。

1-喷油泵 2-柱塞止回阀 3-高压油管 4-预热时间控制器 5-高压存储器（共轨管） 6-共轨压力传感器 7-柴油温度传感器 8-流量限制器 9-限压阀 10-电控喷油器 11-凸轮轴转速传感器 12-进气温度传感器 13-增压压力传感器 14-空气流量计 15-增压器 16-真空泵 17-增压压力执行器 18-自诊断接头 19-诊断显示 20-空调操纵杆 21-空调机 22-废气再循环执行器 23-行驶速度操纵杆 24-行驶速度传感器 25-离合器开关 26-制动触点 27-加速踏板传感器 28-曲轴转速传感器 29-水温传感器 30-仪表板 31-蓄电池 32-柴油粗滤器 33-电动输油泵 34-油箱 35-柴油细滤器 36-调压阀

图6-64 高压共轨电控柴油喷射系统

电控柴油喷射系统由传感器、控制单元（ECU）和执行机构三部分组成（图6-60）。传感器采集转速、温度、压力、流量和加速踏板位置等信号，并将实时检测的参数输入计算机；ECU是电控系统的“指挥中心”，对来自传感器的信息同储存的参数值进行比较、运算，确定**佳运行参数；执行机构按照**佳参数对喷油压力、喷油量、喷油时间、喷油规律等进行控制，驱动喷油系统，使柴油机工作状态达到**佳。

1-出油阀 2-密封件 3-调压阀 4-球阀 5-安全阀 6-低压油路 7-驱动轴 8-偏心凸轮 9-柱塞泵油元件 10-柱塞室 11-进油阀 12-柱塞止回阀

图6-65 高压泵

（1）高压泵（图6-65） 其作用是产生高压油。它采用三个径向布置的柱塞泵油元件9，相互错开120 ⁰，由偏心凸轮8驱动，出油量大，受载均匀。

1-电气接头 2-弹簧 3-电枢 4-电磁线圈 5-回油孔 6-阀门

图6-66 调压阀

当需要提高共轨管中的压力时，电磁线圈带电，给电枢3一个附加作用力，压紧阀门6，使共轨管中的压力升高到与其平衡为止，然后调节阀门停留在一定开启位置，保持压力不变。

图6-67 高压存储器（共轨管）

1-共轨管 2-共轨压力传感器 3-限压阀 4-流量限制器

（3）高压存储器（共轨管） 其作用是存储高压油，保持压力稳定。结构如图6-67所示，共轨管上安装有压力传感器2、限压阀3和流量限制器4。

1-堵头 2-活塞 3-外壳 4-弹簧 5-节流孔 6-密封座面 7-螺纹

图6-70 流量限制器

限压阀（图6-69）的作用是限制共轨管中的压力。当压力超过弹簧5的弹力时，阀门2打开卸压，高压油经通流孔3和回油孔8流回油箱。

1-固定螺纹 2-阀门 3-通流孔 4-活塞 5-弹簧 6-限位件 7-阀座 8-回油孔 9-外壳

图6-69 限压阀

流量限制器（图6-70）的作用是防止喷油器出现持续喷油。活塞2在静止时，由于受弹簧4的作用力，总是靠在堵头1端。在一次喷油后，喷油器端压力下降，活塞在共轨压力作用下向喷油器端移动，但并不关闭密封座面6。只有在喷油器出现持续喷油，导致活塞下移量大，才封闭通往喷油器的通道，切断供油。

1-电气接头 2-分析电路 3-外壳 4-压力传感膜片 5-油道 6-固定螺纹

图6-68 共轨压力传感器

（4）电控喷油器 电控喷油器是共轨柴油喷射系统的核心部件，其作用是准确控制向气缸的喷油时间、喷油量和喷油规律。

1-回油孔 2-电气接头 3-电磁阀 4-进油口 5-回油阀 6-回油量孔 7-进油量孔 8-控制室 9-喷油器体 10-柱塞 11-进油通道 12-喷油器针阀承压锥面 13-喷油器针阀 14-密封锥面

图6-71 电控喷油器

电控喷油器（图6-71）回油阀5受电磁阀3控制，电磁阀通电时，回油阀打开。由共轨来的高压油经进油口4进入喷油器内，有一部分高压油由进油量孔7流向控制室8，并作用在柱塞10上，压向喷油器针阀13，使其关闭密封锥面13，停止喷油；另有一部分高压油经喷油器体9的斜油道进入喷油器针阀承压锥面12，力图顶开针阀喷油。

本章小结 1. 柴油机可燃混合气是在气缸内以极短的时间形成，需要通过柴油的高压喷射和组织空气的适度涡流，并配以合适的燃烧室来完成。混合气形成分空间雾化混合和油膜蒸发混合两种基本方式。燃烧室分直喷式燃烧室和分开隔燃烧室两大类。两者相互匹配，可以有效提高柴油机的动力、经济和排放性能。 2. 柴油机燃料供给系由低压油路（油箱、油水分离器、柴油滤清器、输油泵等）和高压油路（喷油泵、调速器、喷油器、高压油管等）组成。油水分离器和柴油滤清器分别用来清除柴油中的水和杂质，应注意日常维护。输油泵根据喷油泵需要提供一定压力的柴油，有活塞式、膜片式和滑片式几种形式。 3. 喷油泵的作用是定时定量地产生高压柴油。有柱塞式和分配式两大类。它一般由泵体、传动机构、泵油机构、油量调节机构、喷油提前器和润滑冷却系统组成。泵油机构是喷油泵的核心，由多对精密偶件组成，对柴油机工作性能影响重大。 4. 调速器的作用是根据柴油机负荷与转速的变化，自动调节喷油泵供油量，以限制或稳定转速。目前柴油汽车常用的是全程式或两极式调速器。机械式调速器主要由传动组件、感应组件、调速杠杆组件、弹簧组件和调整组件等组成。调速器的工作性能常用稳定调速率、转速波动率等指标衡量。 5. 喷油器的作用是将柴油以一定的喷油压力、喷雾细度、喷油规律、射程和喷雾锥角喷入燃烧室特定位置。由于喷油嘴（精密偶件）工作条件差，容易磨损，应经常进行喷油压力和喷雾质量检查调整。 6. 柴油机燃烧过程分着火延迟期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。燃料的性质、供油提前角及喷油规律都对燃烧过程有重要影响。 7. 我国柴油按质量分为优等品、一等品和合格品三个等级，每个等级又按柴油的凝点分为10、0、-10、-20、-35和-50六个牌号。选用柴油时，要求柴油的凝点低于气温5℃以上。 8. 供油提前角是指喷油泵开始供油瞬时到活塞行至上止点时所转过的曲轴转角。它是影响柴油机的工作性能重要而敏感的因素。使用中由于零部件磨损或松动，会使供油提前角产生变化，应经常进行检查调整。 9. 电控柴油喷射系统具有喷油量及喷油定时控制精度高、调节灵活、响应速度快、稳定性好、可靠性和适应性强等优点，已在柴油汽车上使用。它主要由传感器、ECU和执行机构三部分组成。其基本工作原理是通过传感器采集柴油机的转速、温度、压力、流量和加速踏板位置等信号，输入ECU进行比较、运算，确定**佳运行参数，再通过执行机构对喷油压力、喷油量、喷油时间、喷油规律等进行控制，使柴油机工作状态达到**佳。

通过ECU计算出的**佳参数，再返回去通过执行机构（电磁阀等），控制电动输油泵、高压油泵、废气再循环等机构工作，使喷油器按**佳的喷油量、喷油时间和喷油规律进行喷油，控制输出的速度达2000次/s以上。其控制原理也与汽油机电控燃油喷射相似，不再赘述。

发表于 @ 2008年06月05日 10:43:00 |点击数（）

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