柴油機燃料供給系統6.1概述6.2噴油器6.3噴油泵的基本工作原理6.4調速器6.5輔助裝置6.6電子控制柴油噴射系統知識目標：1.了解柴油機燃料供給系統中各部件的定義和種類；2.掌握柴油機燃料供給系統的組成及功用及工作原理。能力目標：1.掌握柴油機燃料供給系統各部件的相對位置；2.掌握柴油機燃料供給系統各部件的構造及結構特點。建議學時：16學時6.1概述6.1.1柴油及其使用性能6.1.2柴油機燃油供給系的功用6.1.3柴油機燃油供給系的組成6.1.1柴油及其使用性能（1）柴油大多是由石油精子煉而成，石油公司出售的柴油，為多種柴油的混合液。（2）依提煉方法柴油可分為以下幾種。裂解柴油：將石油經過蒸餾法煉制后的蒸餾油，在高溫及高壓下，把較重的烴分解，重組為較輕的烴而制成的柴油，或用觸媒分裂法制成的柴油。蒸餾柴油。加氫柴油。聚合柴油。混合柴油：是由上述數種不同的柴油混合而成，現今使用的柴油均屬此類，且其內并加入各種不同功用的添加劑，如清潔改善劑、氧化防止劑等。（3）柴油必須具有潤滑性，用來潤滑柴油噴射系統的機件。（4）輕柴油的使用性能。發火性：指柴油的自燃能力，用十六烷值評定。柴油的十六烷值大，發火性好，容易自燃。國家標準規定輕柴油的十六烷值不小于45。蒸發性：指柴油蒸發汽化的能力，用柴油餾出某一百分比的溫度范圍即餾程和閃點表示。低溫流動性：用柴油的凝點和冷濾點評定低溫流動性。凝點是指柴油失去流動性開始凝固時的溫度。而冷濾點是指在特定的試驗條件下，在1min內柴油開始不能流過過濾器20mL時的最高溫度。一般柴油的冷濾點比其凝點高4~6℃。黏度：是評定柴油稀稠度的一項指標，與柴油的流動性有關。黏度隨溫度而變化，當溫度升高時，黏度減小，流動性增強；反之，當溫度降低時，黏度增大，流動性減弱。6.1.2柴油機燃油供給系的功用（1）在適當的時刻，將一定數量的潔凈燃油增壓后以適當的規律噴入燃燒室。（2）在每一個工作循環內，各汽缸均噴油一次，噴油次序與汽缸工作順序一致。（3）根據柴油機負荷的變化自動調節循環供油量，以保證柴油機穩定運轉，尤其是穩定怠速，限制超速。（4）儲存一定數量的燃油，保證汽車的最大持續里程。6.1.3柴油機燃油供給系的組成柴油機燃油供給系包括噴油泵、噴油器和調速器等主要部件及燃油箱、輸油泵、油水分離器、燃油濾清器、噴油提前器和高、低壓油管等輔助裝置。柴油機燃油供給系的組成6.2噴油器6.2.1概述6.2.2噴油嘴的功用6.2.3噴油嘴的結構與作用6.2.4噴油嘴架6.2.1概述（1）噴油嘴與噴油嘴架合組為一體，如圖所示。（2）影響油霧粒子大小的因素。噴油壓力：噴油壓力越高，油霧粒子越小。噴油孔直徑：直徑越小，噴出的油霧粒子越小。（3）影響油粒穿透力的因素。噴油壓力：在規定范圍內，噴油壓力越高，柴油噴得越遠，但若超過一定限度后，因噴出的油霧粒子會變成太小，以致油粒動能不足，穿透力反而減小。柴油相對密度：相對密度越大，噴得越遠，但相對密度大的柴油，油粒粗，燃燒不良。噴油孔直徑：直徑越大，油粒越粗，穿透力越大。6.2.2噴油嘴的功用其功用能使柴油完全霧化，并均勻分配到整個燃燒室，與汽缸中被壓縮的空氣充分混合，以獲得良好的燃燒。6.2.3噴油嘴的結構與作用1.噴油嘴的種類2.開式噴油嘴3.閉式噴油嘴4.孔式噴油嘴5.針型噴油嘴6.雙彈簧式噴油嘴1.噴油嘴的種類2.開式噴油嘴當發動機進氣行程時，定量柴油送入噴油嘴下端的噴油杯。發動機壓縮行程時，噴油杯中的柴油仍保持不變，壓縮的空氣卻經過噴油嘴端的小孔進入噴油杯。壓縮行程到達上止點前某一度數，機械動作使柱塞壓下產生高壓，將柴油噴入汽缸中。3.閉式噴油嘴閉式噴油嘴有一根針閥，受彈簧的力量，經常將噴油孔關閉，而不與汽缸相通，唯有在噴油泵送來的高泵油，克服彈簧力量時，針閥才升高，使噴油孔打開，柴油噴入汽缸中。4.孔式噴油嘴孔式噴油嘴的針閥為圓錐形，不露出噴油孔外，如圖所示。不同結構的孔式噴油嘴在發動機空間過于狹小，不能裝用標準孔式噴油嘴，或為減小噴油嘴的受熱面積，故使用長桿孔式噴油嘴。長桿孔型與標準孔型的比較5.針型噴油嘴針型噴油嘴在針閥的下端有一比噴油孔還要細小的圓柱形狀的針尖，塞在噴油孔中。針型噴油嘴的結構節流型噴油嘴，是針型噴油嘴針閥改良的一種形式，又稱為延遲型噴油嘴，如圖所示。節流型噴油嘴的作用針型噴油嘴與節流型噴油嘴的作用比較6.雙彈簧式噴油嘴一般噴油嘴通常使用一只彈簧，但有部分噴油嘴使用兩只彈簧，也稱為兩段式噴油嘴。利用預舉行程的少油量噴射，使爆震減小，提高乘坐的舒適性；并在低負荷時，因針閥開啟壓力的降低，改善噴射穩定性，使怠速穩定。雙彈簧式噴油嘴的結構，如圖所示。雙彈簧式噴油嘴的結構雙彈簧式噴油嘴的第一段作用：當噴油泵送來的燃油壓力達180kgf/cm2時，克服第一壓力彈簧彈力，此時針閥上升距離為預舉行程，在低升程范圍，僅噴出少量柴油，如圖所示。雙彈簧式噴油嘴的作用當第一壓力銷與第二壓力銷接觸，且燃油壓力上升至約230kgf/cm2的期間時，針閥行程保持不變，在0.08mm左右，如圖所示。第二段作用：當油壓超過230kgf/cm2時，克服第一與第二壓力彈簧的彈力，針閥繼續上升至與隔塊接觸時，在高升程范圍，大量柴油被噴出。6.2.4噴油嘴架（1）噴油嘴架的功用，是將噴油嘴安裝于發動機，并將柴油引入噴油嘴，同時可用來調整噴射開始壓力。（2）噴油嘴架的形式，凸緣固定式是用螺栓將噴油嘴架固定在汽缸蓋上，必須有較大的空間以供安裝，多用于大型柴油發動機。而螺栓鎖入式是以噴油嘴架上的螺牙直接鎖入汽缸蓋固定，安裝簡單，常用于小型柴油發動機。（3）噴射管連接于噴油嘴架的進油接頭，進油管內設置一根濾棒，用來過濾拆裝噴射管時進入柴油中的灰塵，防止噴油嘴磨損，如圖所示；噴油嘴架下端安裝噴油嘴，上端則用一只壓力彈簧經推桿壓住噴油嘴針閥；由針閥與閥體間極小之間隙通過用來潤滑的柴油，從回油管接頭流回油箱。噴油嘴架內部的結構（4）調整彈簧張力可以改變噴射開始壓力，依其調整方法分為螺栓調整式與墊片調整式兩種，墊片調整式用的墊片是由薄鋼片制成，有各種不同厚度，墊片上注明厚度尺寸，更換墊片即可改變噴射開始壓力；螺栓調整式轉動螺栓即可改變噴射開始壓力，有些調整螺栓中央有鉆孔，使用試驗針，可在發動機運轉時，憑振動感覺而檢驗噴油嘴的作用。6.3噴油泵的基本工作原理（1）柴油發動機的燃料是靠空氣壓縮后的高溫來著火。（2）噴油泵的基本工作原理，是利用柱塞組等使燃料壓力提升，適時噴入汽缸內，使之與高溫壓縮空氣均勻混合，著火燃燒以產生動力。6.4調速器6.4.1調速器的功用6.4.2調速器的結構與作用6.4.1調速器的功用（1）柴油發動機轉速的快慢，完全根據燃料噴射量的多少而改變。（2）調速器的功用是自動控制發動機的轉速，以保持怠速的穩定，及限制發動機的最高轉速等。6.4.2調速器的結構與作用一、調速器的種類二、真空調速器三、離心力調速器一、調速器的種類真空調速器：利用發動機進氣管節氣門附近壓力的變化進行調速作用的調速器，又稱氣力式調速器。離心力調速器：利用噴油泵凸輪軸上飛重的離心力，進行調速作用，又稱機械式調速器。復合式調速器：由發動機進氣管壓力的變化及噴油泵凸輪軸上飛重的離心力共同控制的調速器。液壓式調速器：將發動機的機油送到調速器內的副油泵，再由副油泵產生使調速機構發生作用所需的油壓。怠高速調速器：汽車柴油發動機在使用時，轉速的變化極大。全速調速器：此式調速器不但能控制最低轉速與最高轉速，而且能控制從怠速到最高限制轉速范圍內，任何轉速下的噴油量。等速調速器：很多工業用柴油發動機，其轉速幾乎是固定的，只容許和規定轉速有極少的差異，這種發動機裝用等速調速器，能隨負荷的不同，自動控制噴油量，以維持發動機在一定轉速下運轉。綜合調速器：有些調速器在結構上與全速調速器相同。二、真空調速器1.概述2.結構3.作用4.起動用燃料供給裝置1.概述發動機轉速是隨負荷的增減反比例而變化；如負荷不變，則轉速隨燃料供給量的比例而增減，燃料供給量增加轉速升高，供給量減少則轉速降低。真空調速器的作用原理發動機運轉時，膜片及齒桿的位置由膜片左右兩室的壓力差而決定，膜片左方的真空室通至進氣管的文氏管喉部，真空大小隨發動機負荷而變化。加速踏板保持在同一位置，當發動機負荷減輕時轉速升高，通過文氏管節氣門的空氣流速增加，真空變大，真空調速器將噴油泵的齒桿向減少噴射量方向推動，使發動機轉速降低；當發動機負荷增大時轉速降低，通過文氏管節氣門的空氣流速降低，真空變小，真空調速器將齒桿向增加噴射量方向推動，使發動機轉速上升至一定轉速。2.結構真空調速器包括兩個主要部分文氏管總成膜片組文氏管總成的結構文氏管總成安裝在進氣歧管上，上方為空氣濾清器，總成的喉部裝可以旋轉的節氣門，節氣門控制桿及連接桿與加速踏板連接，操作加速踏板可使節氣門開啟或關閉。節氣門控制桿上有兩個止動螺栓，用來限制節氣門最小及最大開度，一為怠速止動螺栓，另一為全負荷止動螺栓。膜片組的結構膜片室被皮質膜片分隔成左右二室。膜片的右室稱為大氣室，通大氣壓力，并與噴油泵的齒桿相連接。膜片的左室稱為真空室，經管子通至進氣管中文氏管的喉部；真空室內裝主彈簧，受彈力的作用，發動機未起動時，膜片將齒桿推在全負荷位置。調速器側端裝有怠速彈簧及怠速頂銷，可防止因加速踏板突然放松，節氣門關閉產生的真空過度推動齒桿，使發動機熄火或運轉不平穩。3.作用（1）等速控制：發動機在一定負荷及一定轉速運轉時，膜片兩側的壓力差與調速器彈簧的力量隨時保持在平衡的位置。膜片組與齒桿控制機構的作用（2）加速控制：踩下加速踏板打開節氣門加速時，真空室真空變小，膜片兩側的壓力差減小，主彈簧伸張將膜片向增加噴油量的方向推動，發動機轉速隨之升高，直至壓力差與彈簧張力平衡為止。（3）減速控制：減速時，節氣門關閉，真空增加，主彈簧被壓縮，齒桿拉回，發動機轉速降低。（4）超速控制：節氣門全開時，噴油量增多，轉速上升；當超過額定轉速時，通過節氣門的空氣流速增大，真空增加，將齒桿拉回，以防止發動機超過額定轉速而發生損傷。所謂最高轉速有兩種，一種是全負荷時的額定轉速，另一種是發動機無負荷可達到的最高轉速。怠速輔助彈簧的功用：發動機高速時，真空較弱，為使調速器敏感起見，主彈簧的彈性系數較小，故甚柔軟，而怠速時的壓力差遠大于主彈簧的彈力，故無法控制轉速上較小的變動，因此使發動機發生忽快忽慢的現象。裝有怠速輔助彈簧及凸輪的膜片組4.起動用燃料供給裝置（1）雙臂式燃料供給裝置。（2）等量裝置。（1）雙臂式燃料供給裝置。熄火桿為雙臂式，如圖所示，一端頂住膜片桿，另一端頂住全負荷限制螺釘內的止動螺栓。控制桿向噴油泵本體側扳動時，雙臂桿下端壓縮全負荷限制螺釘內的彈簧，使下壓一段距離，上端則移近噴油泵本體側，故膜片受主彈簧的作用，將齒桿向增加噴油量方向移動，因齒桿的移動量比全負荷時稍多，故噴油量超過全負荷噴油量，發動機得以容易起動。雙臂式燃料供給裝置（2）等量裝置。等量裝置設計的必要性：柱塞式噴油泵的特性為在同一齒桿位置時，柱塞每行程的輸出量，在轉速上升時，漏油機會減少，故輸出量隨轉速上升而增多；但四沖程發動機每循環吸入汽缸內的空氣量，因進氣阻力的影響，隨發動機轉速的上升而減少，其關系如圖所示。發動機轉速與噴油量及需要量的關系等量裝置的結構及作用：真空調速器的等量裝置，設在膜片中央的膜片桿中，桿為中空，等量彈簧及推桿裝在膜片桿中，齒桿與膜片桿用銷固定。等量裝置只有在全負荷低速，推桿碰到熄火桿(或稱全負荷止動桿)時，才會發生作用，減少噴油；推桿離開熄火桿時，則不產生作用。等量裝置的結構等量裝置的作用情形三、離心力調速器簡單型離心力調速器的結構，如圖所示。彈簧與飛重的平衡將兩只可以開合的飛重安裝在噴油泵凸輪軸的一端，凸輪軸轉動時飛重產生離心力向外張開，飛重的離心力隨轉速而變化，轉速增加離心力增大；反之，轉速降低離心力減小。轉速增加時，離心力增大，飛重向外張開，推動移動軸壓縮彈簧，自A點向右移動至B點；反之轉速降低時，離心力減少，彈簧張力推壓移動軸，使飛重縮回至A點，此時離心力與彈簧保持平衡。控制燃料的機構6.5輔助裝置6.5.1增壓器6.5.2燃油泵6.5.3柴油濾清器6.5.1增壓器1.概述2.增壓器的功用3.增壓器的結構與作用1.概述使同一汽缸增大其動力輸出量的方法，通常是提高發動機最高轉速或提高制動平均有效壓力。提高制動平均有效壓力為改善發動機性能常用的方法。2.增壓器的功用不需要增壓壓力時，發動機作用與一般吸氣式發動機幾乎完全相同，故可采用較小排氣量發動機，在一般行駛時，可達到省油的目的；而在重負荷時，能有大功率發動機的輸出。3.增壓器的結構與作用魯茲式為機械式增壓器中常見的形式，具有兩個轉子，每個轉