第五章柴油机燃油供给系统 教学提要 目的与要求：1.掌握柴油机燃油系统的功用及组成 2.熟悉柴油的使用特性 3。掌握电子控制柴油喷射系统组成及工作愿 理 内容：1.柴油及其使用性能 2.柴油机燃油系统的功用及组成 3.喷油器 4.柱塞式喷油泵与分配式喷油泵 5.调速器 。电子控制柴油喷射系统 7.辅助装置 方法：理论联系实际策例式、启发式教学 时间：18学时 地，点：专业教室 器材保障：柱塞式喷油泵与分配式喷油泵总成实物教具 调速器总成实物教具 电子控制柴油喷射系统总成实物教具
1 第五章 柴油机燃油供给系统 教学提要 目的与要求：1．掌握柴油机燃油系统的功用及组成 2．熟悉柴油的使用特性 3. 掌握电子控制柴油喷射系统组成及工作原 理 内容：1．柴油及其使用性能 2．柴油机燃油系统的功用及组成 3．喷油器 4．柱塞式喷油泵与分配式喷油泵 5．调速器 6．电子控制柴油喷射系统 7．辅助装置 方法：理论联系实际案例式、启发式教学 时间：18 学时 地点：专业教室 器材保障：柱塞式喷油泵与分配式喷油泵总成实物教具 调速器总成实物教具 电子控制柴油喷射系统总成实物教具
教学进程 教学环节设计 柴油机与汽油机不同。它烧的是柴油，柴油粘 度大，不易挥发，一般不能通过化油器在气缸外本章内容柴油发 部形成均匀的混合气，故采用高压喷射的方法， 动机重点讲解内 在接近压缩行程上止点时，柴油以高压喷入气 缸，直接在气缸内部形成混合气，发火燃烧，对 外作功。因此，柴油机供给系的组成、构造及工 作原理与汽油机供给系有较大区别。 第一节柴油及其使用性能 配套课件： kcnr05_01_01.htm- 柴油和汽油一样都是石油制品。在石油蒸馏过 kcnr05_01_02.htm 程中，温度在200~350℃之间的馏分即为柴油。 本节内容为基本 柴油分为轻柴油和重柴油。轻柴油用于高速柴油 常识性知识，应以 机，重柴油用于中、低速柴油机。汽车柴油机均 教员串讲学员自 为高速柴油机，所以使用轻柴油。 学为讲学方式 1.轻柴油的牌号和规格 轻柴油按其质量分为优等品、一等品和合格品 3个等级，每个等级又按柴油的凝点分为10、0 10、一20、-35和-50等6种牌号。 2.轻柴油的使用性能
2 教 学 进 程 教学环节设计 柴油机与汽油机不同。它烧的是柴油，柴油粘 度大，不易挥发，一般不能通过化油器在气缸外 部形成均匀的混合气，故采用高压喷射的方法， 在接近压缩行程上止点时，柴油以高压喷入气 缸，直接在气缸内部形成混合气，发火燃烧，对 外作功。因此，柴油机供给系的组成、构造及工 作原理与汽油机供给系有较大区别。 第一节 柴油及其使用性能 柴油和汽油一样都是石油制品。在石油蒸馏过 程中，温度在 200～350℃之间的馏分即为柴油。 柴油分为轻柴油和重柴油。轻柴油用于高速柴油 机，重柴油用于中、低速柴油机。汽车柴油机均 为高速柴油机，所以使用轻柴油。 1. 轻柴油的牌号和规格 轻柴油按其质量分为优等品、一等品和合格品 3 个等级，每个等级又按柴油的凝点分为 10、0、 －10、－20、－35 和－50 等 6 种牌号。 2. 轻柴油的使用性能 本章内容柴油发 动机重点讲解内 容 配 套 课 件 ： kcnr05_01_01.htm- kcnr05_01_02.htm 本节内容为基本 常识性知识，应以 教员串讲学员自 学为讲学方式
为了保证高速柴油机正常、高效地工作，轻柴 油应具有良好的发火性、低温流动性、蒸发性、 化学安定性、防腐性和适当的粘度等诸多的使用 性能 )发火性指柴油的自燃能力，用十六烷值评 定。柴油的十六烷值大，发火性好，容易自燃。 国家标准规定轻柴油的十六烷值不小于45。 2)蒸发性指柴油蒸发汽化的能力，用柴油馏 出某一百分比的温度范围即馏程和闪点表示。比 如，50%馏出温度即柴油馏出50%的温度，此温 度越低，柴油的蒸发性越好。国家标准规定此温 度不得高于300℃，但没有规定最低温度。为了 控制柴油的蒸发性不致过强，标准中规定了闪点 的最低数值。柴油的闪点指在一定的试验条件 下，当柴油蒸气与周围空气形成的混合气接近火 焰时，开始出现闪火的温度。闪点低，蒸发性好 3)低温流动性用柴油的凝点和冷滤点评定低 温流动性。凝点是指柴油失去流动性开始凝固时 的温度，而冷滤点则是指在特定的试验条件下， 在1min内柴油开始不能流过过滤器20mL时的
3 为了保证高速柴油机正常、高效地工作，轻柴 油应具有良好的发火性、低温流动性、蒸发性、 化学安定性、防腐性和适当的粘度等诸多的使用 性能。 1)发火性 指柴油的自燃能力，用十六烷值评 定。柴油的十六烷值大，发火性好，容易自燃。 国家标准规定轻柴油的十六烷值不小于 45。 2)蒸发性 指柴油蒸发汽化的能力，用柴油馏 出某一百分比的温度范围即馏程和闪点表示。比 如，50％馏出温度即柴油馏出 50％的温度，此温 度越低，柴油的蒸发性越好。国家标准规定此温 度不得高于 300℃，但没有规定最低温度。为了 控制柴油的蒸发性不致过强，标准中规定了闪点 的最低数值。柴油的闪点指在一定的试验条件 下，当柴油蒸气与周围空气形成的混合气接近火 焰时，开始出现闪火的温度。闪点低，蒸发性好。 3)低温流动性 用柴油的凝点和冷滤点评定低 温流动性。凝点是指柴油失去流动性开始凝固时 的温度，而冷滤点则是指在特定的试验条件下， 在 1min 内柴油开始不能流过过滤器 20mL 时的
最高温度。一般柴油的冷滤点比其凝点高4一6 ℃。 4)粘度是评定柴油稀稠度的一项指标，与柴 油的流动性有关。粘度随温度而变化，当温度升 高时，粘度减小，流动性增强；反之，当温度降 低时，粘度增大，流动性减弱。GB/T252一2000 中规定的实际胶质、10%蒸余物残炭和氧化安定 性，总不溶物等三项指标，是柴油安定性的评定 指标。柴油的防腐性则用硫含量、硫醇硫含量、 酸度、铜片腐蚀及水溶性酸或碱等指标来评定。 柴油中的灰分、水分和机械杂质，是评定柴油清 洁性的指标。汽车柴油机应使用各项指标均符合 国家标淮的柴油。 3.轻柴油的选择 按照当地当月风险率为10%的最低气温选用 轻柴油牌号。 第二节柴油机燃油系统的功用及组 成 配套课件 02.01.htm nr05_02_03.htm 柴油机混合气形成特点
4 最高温度。一般柴油的冷滤点比其凝点高 4～6 ℃。 4)粘度 是评定柴油稀稠度的一项指标，与柴 油的流动性有关。粘度随温度而变化，当温度升 高时，粘度减小，流动性增强；反之，当温度降 低时，粘度增大，流动性减弱。GB/T252—2000 中规定的实际胶质、10%蒸余物残炭和氧化安定 性，总不溶物等三项指标，是柴油安定性的评定 指标。柴油的防腐性则用硫含量、硫醇硫含量、 酸度、铜片腐蚀及水溶性酸或碱等指标来评定。 柴油中的灰分、水分和机械杂质，是评定柴油清 洁性的指标。汽车柴油机应使用各项指标均符合 国家标准的柴油。 3.轻柴油的选择 按照当地当月风险率为 10%的最低气温选用 轻柴油牌号。 第二节 柴油机燃油系统的功用及组 成 一、柴油机混合气形成特点 配 套 课 件 ： kcnr05_02_01.htm- kcnr05_02_03.htm
柴油机以柴油为燃料。由于柴油的蒸发性和流 动性都比汽油差，因此柴油机不能像汽油机那样 在气缸外部形成可燃混合气。柴油机的混合气只 能在气缸内部形成，即在接近压缩行程终点时， 通过喷油器把柴油喷入气缸内，柴油油滴在炽热 的空气中受热、蒸发、扩散，并与空气混合形成 可燃混合气，最终自行发火燃烧。 与汽油机相比，柴油机混合气形成的时间极 短，只占15°~35°曲轴转角。燃烧室各处的混合 气成分很不均匀，且随时间而变化。虽然柴油机 的平均过量空气系数a>l,但是在燃烧室内仍 然有的地方混合气过浓，燃烧不完全：有的地方 混合气过稀，空气得不到充分利用。 为了改善柴油机的混合气形成与燃烧，燃油系 统、燃烧室以及它们之间的相互匹配起着重要的 作用。不同形式的燃烧室对喷油始点、喷油持续 角、喷油压力、喷油规律、喷注雾化质量及其在 燃烧室内的分布等都有不同的要求。这些喷油参 数的变化对柴油机的经济性、动力性、排放性和 噪声水平都有直接的影响
5 柴油机以柴油为燃料。由于柴油的蒸发性和流 动性都比汽油差，因此柴油机不能像汽油机那样 在气缸外部形成可燃混合气。柴油机的混合气只 能在气缸内部形成，即在接近压缩行程终点时， 通过喷油器把柴油喷入气缸内，柴油油滴在炽热 的空气中受热、蒸发、扩散，并与空气混合形成 可燃混合气，最终自行发火燃烧。 与汽油机相比，柴油机混合气形成的时间极 短，只占 15°～35°曲轴转角。燃烧室各处的混合 气成分很不均匀，且随时间而变化。虽然柴油机 的平均过量空气系数 a＞1，但是在燃烧室内仍 然有的地方混合气过浓，燃烧不完全；有的地方 混合气过稀，空气得不到充分利用。 为了改善柴油机的混合气形成与燃烧，燃油系 统、燃烧室以及它们之间的相互匹配起着重要的 作用。不同形式的燃烧室对喷油始点、喷油持续 角、喷油压力、喷油规律、喷注雾化质量及其在 燃烧室内的分布等都有不同的要求。这些喷油参 数的变化对柴油机的经济性、动力性、排放性和 噪声水平都有直接的影响
柴油机燃烧室的形状不胜枚举，一般均按其结 构形式分为直喷式燃烧室和分隔式燃烧室两大 类。直喷式燃烧室的容积集中于气缸之中，且其 大部分集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内。燃烧室 凹坑的形状多种多样，极具创造性。其中有的为 回转体，有的则是非回转体。 分隔式燃烧室的容积则一分为二，一部分位于 气缸盖中，另一部分则在气缸内。在气缸内的那 部分称主燃烧室，位于气缸盖中的那部分称副燃 烧室。主、副燃烧室之间用通道连通。分隔式燃 烧室又有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室之分。 二、柴油机燃油系统的功用 1)在适当的时刻将一定数量的洁净柴油增压 后以适当的规律喷入燃烧室。喷油定时和喷油量 各缸相同且与柴油机运行工况相适应。喷油压 力、喷注雾化质量及其在燃烧室内的分布与燃烧 室类型相适应。 2)在每一个工作循环内，各气缸均喷油一次， 喷油次序与气缸工作顺序一致。 3)根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油 6
6 柴油机燃烧室的形状不胜枚举，一般均按其结 构形式分为直喷式燃烧室和分隔式燃烧室两大 类。直喷式燃烧室的容积集中于气缸之中，且其 大部分集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内。燃烧室 凹坑的形状多种多样，极具创造性。其中有的为 回转体，有的则是非回转体。 分隔式燃烧室的容积则一分为二，一部分位于 气缸盖中，另一部分则在气缸内。在气缸内的那 部分称主燃烧室，位于气缸盖中的那部分称副燃 烧室。主、副燃烧室之间用通道连通。分隔式燃 烧室又有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室之分。 二、柴油机燃油系统的功用 1)在适当的时刻将一定数量的洁净柴油增压 后以适当的规律喷入燃烧室。喷油定时和喷油量 各缸相同且与柴油机运行工况相适应。喷油压 力、喷注雾化质量及其在燃烧室内的分布与燃烧 室类型相适应。 2)在每一个工作循环内，各气缸均喷油一次， 喷油次序与气缸工作顺序一致。 3)根据柴油机负荷的变化自动调节循环供油
量，以保证柴油机稳定运转，尤其要稳定怠速， 限制超速。 4)储存一定数量的柴油，保证汽车的最大续驶 里程。 三、柴油机燃油系统的组成 柴油机燃油系统包括喷油泵、喷油器和调速器 等主要部件及柴油箱、输油泵、油水分离器、柴 油滤清器、喷油提前器和高、低压油管等辅助装 置。 第三节喷油器 配套课件； 50301.h kcnr05_03_02.htm 喷油器是柴油机燃油供给系中实现燃油喷射 的重要部件，其功用是根据柴油机混合气形成的 特点，将燃油雾化成细微的油滴，并将其喷射到 燃烧室特定的部位。喷油器应满足不同类型的燃 烧室对喷雾特性的要求。一般说来，喷注应有 定的贯穿距离和喷雾锥角，以及良好的雾化质 量，而且在喷油结束时不发生滴漏现象。 汽车柴油机广泛采用闭式喷油器。这种喷油器 主要由喷油器体、调压装置及喷油嘴等部分组 >
7 量，以保证柴油机稳定运转，尤其要稳定怠速， 限制超速。 4)储存一定数量的柴油，保证汽车的最大续驶 里程。 三、柴油机燃油系统的组成 柴油机燃油系统包括喷油泵、喷油器和调速器 等主要部件及柴油箱、输油泵、油水分离器、柴 油滤清器、喷油提前器和高、低压油管等辅助装 置。 第三节 喷油器 喷油器是柴油机燃油供给系中实现燃油喷射 的重要部件，其功用是根据柴油机混合气形成的 特点，将燃油雾化成细微的油滴，并将其喷射到 燃烧室特定的部位。喷油器应满足不同类型的燃 烧室对喷雾特性的要求。一般说来，喷注应有一 定的贯穿距离和喷雾锥角，以及良好的雾化质 量，而且在喷油结束时不发生滴漏现象。 汽车柴油机广泛采用闭式喷油器。这种喷油器 主要由喷油器体、调压装置及喷油嘴等部分组 配 套 课 件 ： kcnr05_03_01.htm- kcnr05_03_02.htm
成。闭式喷油器的喷油嘴是由针阀和针阀体组成 的一对精密偶件，其配合间隙仅为0.002 0.004mm。为此，在精加工之后，尚需配对研磨 故在使用中不能互换。一般针阀由热稳定性好的 高速钢制造，而针阀体则采用耐冲击的优质合金 钢。根据喷油嘴结构形式的不同，闭式喷油器又 可分为孔式喷油器和轴针式喷油器两种，分别用 于不同类型的燃烧室。 一、孔式喷油器 以实物教具结合 1.孔式喷油器结构 配套课件讲学 孔式喷油器用于直喷式燃烧室柴油机上。孔式 喷油器的喷油嘴头部加工有1个或多个喷孔，有 1个喷孔的称单孔喷油器，有两个喷孔的称双孔 喷油器，有3个以上喷孔的称多孔喷油器。一般 喷孔数目为1~7个，喷孔直径为0.2~0.5mm。 喷孔直径不宜过小，否则既不易加工，又在使用 中容易被积炭堵塞。 二、轴针式喷油器 同上 轴针式喷油器与孔式喷油器的工作原理相同， 结构相似，只是喷油嘴头部的结构不同而已。在
8 成。闭式喷油器的喷油嘴是由针阀和针阀体组成 的一对精密偶件，其配合间隙仅为 0.002～ 0.004mm。为此，在精加工之后，尚需配对研磨， 故在使用中不能互换。一般针阀由热稳定性好的 高速钢制造，而针阀体则采用耐冲击的优质合金 钢。根据喷油嘴结构形式的不同，闭式喷油器又 可分为孔式喷油器和轴针式喷油器两种，分别用 于不同类型的燃烧室。 一、孔式喷油器 1.孔式喷油器结构 孔式喷油器用于直喷式燃烧室柴油机上。孔式 喷油器的喷油嘴头部加工有 1 个或多个喷孔，有 1 个喷孔的称单孔喷油器，有两个喷孔的称双孔 喷油器，有 3 个以上喷孔的称多孔喷油器。一般 喷孔数目为 1～7 个，喷孔直径为 0.2～0.5mm。 喷孔直径不宜过小，否则既不易加工，又在使用 中容易被积炭堵塞。 二、轴针式喷油器 轴针式喷油器与孔式喷油器的工作原理相同， 结构相似，只是喷油嘴头部的结构不同而已。在 以实物教具结合 配套课件讲学 同上
轴针式喷油器中，针阀密封锥面以下有一段轴 针，它穿过针阀体上的喷孔且稍突出于针阀体之 外，使喷孔呈圆环形。因此，轴针式喷油器的喷 注是空心的。轴针可以制成圆柱形或截锥形。圆 柱形轴针其喷注的喷雾锥角较小，而截锥形轴针 其喷注的喷雾锥角较大。因此，轴针制成不同形 状，可以得到不同形状的喷注，以适应不同形状 燃烧室的需要。 第四节柱塞式喷油泵 配课件 kcnr05_04_01.htm- 喷油泵的功用是按照柴油机的运行工况和 kcnr05_04_11.htm 缸工作顺序，以一定的规律，定时定量地向喷油 器输送高压燃油。多缸车用柴油机的喷油泵应满 足下列要求： )各缸供油量相等。在标定工况下各缸供油量 本节内容必须配 相差不超过3%~4%。喷油泵的供油量应随柴油 合课后维修实习 机工况的变化而变化，为此喷油泵必须有供油量 环节 调节机构。 2)各缸供油提前角相同，误差小于0.5°~1°曲 轴转角。供油提前角也应随柴油机工况的变化而 变化，为此应装置喷油提前器
9 轴针式喷油器中，针阀密封锥面以下有一段轴 针，它穿过针阀体上的喷孔且稍突出于针阀体之 外，使喷孔呈圆环形。因此，轴针式喷油器的喷 注是空心的。轴针可以制成圆柱形或截锥形。圆 柱形轴针其喷注的喷雾锥角较小，而截锥形轴针 其喷注的喷雾锥角较大。因此，轴针制成不同形 状，可以得到不同形状的喷注，以适应不同形状 燃烧室的需要。 第四节 柱塞式喷油泵 喷油泵的功用是按照柴油机的运行工况和气 缸工作顺序，以一定的规律，定时定量地向喷油 器输送高压燃油。多缸车用柴油机的喷油泵应满 足下列要求： 1)各缸供油量相等。在标定工况下各缸供油量 相差不超过 3%～4%。喷油泵的供油量应随柴油 机工况的变化而变化，为此喷油泵必须有供油量 调节机构。 2)各缸供油提前角相同，误差小于 0.5°～1°曲 轴转角。供油提前角也应随柴油机工况的变化而 变化，为此应装置喷油提前器。 配 套 课 件 ： kcnr05_04_01.htm- kcnr05_04_11.htm 本节内容必须配 合课后维修实习 环节
3)各缸供油持续角一致。 4)能迅速停止供油，以防止喷油器发生滴漏现 象。 喷油泵种类很多，在汽车柴油机上得到广泛应 用的有直列柱塞式喷油泵和转子分配式喷油泵。 此外，还有泵喷油器等。 一、柱塞式喷油泵系列 由于柴油机的单缸功率变化范围很大，若根据 配合实物分解拆 每一种单缸功率所需要的循环供油量来设计和 装实习环节 制造喷油泵，那么喷油泵的尺寸规格将不可胜 数，给生产和使用都造成诸多不便。因此，世界 各国的喷油泵制造厂都是以几种不同的柱塞行 程作为基础，将喷油泵划分成为数不多的几个系 列或型号，然后再配以不同尺寸的柱塞偶件，构 成若干种循环供油量不等的喷油泵，以满足各种 不同功率柴油机的需要。 二、柱塞式喷油泵的结构及工作原理 配合实物分解扳 (一）A型喷油泵结构 装实习环节 柱塞式喷油泵由泵油机构、供油量调节机构
10 3)各缸供油持续角一致。 4)能迅速停止供油，以防止喷油器发生滴漏现 象。 喷油泵种类很多，在汽车柴油机上得到广泛应 用的有直列柱塞式喷油泵和转子分配式喷油泵。 此外，还有泵喷油器等。 一、柱塞式喷油泵系列 由于柴油机的单缸功率变化范围很大，若根据 每一种单缸功率所需要的循环供油量来设计和 制造喷油泵，那么喷油泵的尺寸规格将不可胜 数，给生产和使用都造成诸多不便。因此，世界 各国的喷油泵制造厂都是以几种不同的柱塞行 程作为基础，将喷油泵划分成为数不多的几个系 列或型号，然后再配以不同尺寸的柱塞偶件，构 成若干种循环供油量不等的喷油泵，以满足各种 不同功率柴油机的需要。 二、柱塞式喷油泵的结构及工作原理 (一) A 型喷油泵结构 柱塞式喷油泵由泵油机构、供油量调节机构、 配合实物分解拆 装实习环节 配合实物分解拆 装实习环节