汽车发动机机械系统构造与检修 教学课件 作者 林平 第7章 柴油机燃油系统.ppt

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1、第7章柴油机燃油系统柴油机燃油系统概述7.1柴油机的燃烧过程和燃烧室7.2机械式燃油系统的主要部件7.37.1柴油机燃油系统概述7.1.3柴油机燃油系统的类型现代车用柴油机的燃油系统有多种类型，按其控制原理，可将其分为机械燃油系统和电控燃油系统两大类。1．机械燃油系统机械燃油系统是一种传统的柴油机燃油系统，这种燃油系统是根据驾驶员对加速踏板的控制，以机械的方式实现柴油的增压、喷油量的调整、喷油正时的自动控制、怠速转速的稳定、超速的限制等功能。目前在车用柴油机上应用的机械燃油系统基本上都是喷油泵—高压

2、油管—喷油嘴（简称PLN）系统，此外还有泵—喷嘴系统、PT式喷油系统等。（1）喷油泵—高压油管—喷油嘴系统喷油泵—高压油管—喷油嘴系统主要由喷油泵、喷油器、燃油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油提前器和调速器等组成（见图7-1）。按照喷油泵的形式，可分为柱塞泵式和分配泵式两类。图7-1柴油机燃油系统图7-1所示为柱塞泵式燃油系统。喷油泵内有与气缸数相同的柱塞，按发动机各缸做功顺序为各缸喷油器提供高压燃油。柱塞将柴油增压后，经高压油管供入喷油器，最后通过喷油器将柴油喷入燃烧室。分配泵式燃油系统的布置和柱塞泵

3、式燃油系统基本相同。但分配泵中只有一个产生高压燃油的柱塞，利用一个旋转的分配转子（或采用泵油柱塞一边做往复运动一边做旋转运动的方式），按照发动机发火次序，将经过计量的高压柴油分配给各缸喷油嘴。（2）泵—喷嘴系统泵—喷嘴系统是将喷油泵与喷油器结合成一个整体，每个气缸都有一个对应的泵—喷嘴，它装在气缸盖上，由发动机凸轮轴经推杆摇臂机构驱动。其下部为伸入燃烧室的喷油器。由于取消了连接喷油泵和喷油嘴的高压油管，可避免管内压力波动和燃油弹性压缩对喷油过程的不良影响。（3）PT式喷油系统图7-2为PT式喷油系统

4、的组成。燃油从油箱经滤清器由油泵以较低的压力供入喷油器。供油压力由装在油泵内的调速器和节流阀控制。喷油器的启闭由发动机凸轮轴和推杆摇臂机构操纵。所谓PT，意指喷油量是由供油压力和凸轮驱动喷油器柱塞开启计量孔的时间决定的。图7-2PT式喷油系统2．电控燃油系统（1）第一代电控制燃油系统第一代电控制燃油系统保留了传统的喷油泵—高压油管—喷油嘴系统的大部分机械结构（如喷油泵、喷油嘴等），只是在机械式喷油泵中，将原来通过机械手段控制喷油量和喷油正时的控制方式，改变为电子控制，使控制精度和响应速度得以提高。（

5、2）第二代电控燃油系统第二代电控燃油系统是在喷油嘴中设置高速电磁阀，由发动机的ECU通过电磁阀，控制高压燃油的喷油量和喷油正时。这种系统可以保留原来的喷油泵（柱塞泵或分配泵、泵喷嘴等），但其柱塞只承担供油加压的功能，供油量、供油时刻均由高速电磁阀单独完成，喷油量则取决于电磁阀关闭时间的长短，因此也称为时间控制式。（3）第三代电子控制燃油系统第三代电控燃油系统采用共轨燃油系统。该燃油系统主要由输油泵、燃油滤清器、高压油泵、高压共轨、电控喷油器、ECU以及各种传感器和其他执行器等组成（见图7-3）。图7

6、-3共轨燃油系统高压油泵在柴油机的驱动下以一定的速比连续将高压燃油输送到共轨（即公共容器）内，再经高压油管送入各缸喷油器。该系统采用压力—时间式燃油计量原理，用高速电磁阀控制喷射过程。喷油压力、喷油量及喷油定时均由电子控制单元（ECU）控制。这种系统具有下述优点。①可实现高压喷射，喷射压力可比一般柱塞泵系统高出一倍，最高已达200MPa以上。②喷射压力独立于发动机转速，可以改善发动机低速、低负荷性能。③可以实现预喷射，调节喷油速率形状，实现理想喷油规律。④喷油定时和喷油量可自由选定。⑤具有良好的喷射

7、特性，可优化燃烧过程，使发动机耗油、烟度、噪声及排放等性能指标得到明显改善，并有利于改进发动机转矩特性。⑥结构简单，可靠性好，适应性强，可在所有新老发动机上应用。7.2柴油机的燃烧过程和燃烧室7.2.1柴油机的燃烧过程柴油机的燃烧是在燃烧室所限制的狭窄空间内，在高温、高压环境下，使高压喷入燃烧室的雾状燃料与气缸内空气混合形成的可燃混合气，在极短的时间内进行的一种燃烧。柴油机的燃烧过程可分为四个时期，如图7-4所示。图7-4柴油机的燃烧过程1．着火延迟期着火延迟期（也称滞燃期）是指从燃料开始喷射到着火

8、的时间间隔（或曲轴转角）。着火延迟期的长短取决于柴油的十六烷值，同时也取决于压缩终了时燃烧室的温度和压力。2．速燃期速燃期是从气缸压力偏离压缩线开始急剧上升的B点起，到最高压力点C点为止的时间间隔（或曲轴转角）。着火延迟期的大小直接影响速燃期内的燃料燃烧量，着火延迟期过长会使速燃期的压力升高率过大，导致柴油机工作粗暴，还会使NOx的排气量大幅度增加。3．缓燃期缓燃期是从缸内压力最高点C点开始到缸内温度达到最高点D点为止的时间间隔（或曲轴转角）。若在此燃烧阶段内，采取措