柴油機具有良好的燃油經(jīng)濟性（比汽油機省油30％）、可靠性、耐久性和CO排放低（比汽油機低45％）等優(yōu)點(diǎn)。

2001年歐洲生產(chǎn)的1660萬(wàn)輛汽車(chē)中有42.2％采用柴油機，目前生產(chǎn)的轎車(chē)中，柴油轎車(chē)占30％以上，預測到2005年，超過(guò)50％的轎車(chē)和輕型車(chē)將會(huì )使用柴油機。

6.1  柴油機混合氣的形成

1. 柴油蒸發(fā)性和流動(dòng)性比汽油差；

2.缸內混合；

3.混合氣形成時(shí)間極短，只占15⁰～35⁰曲軸轉角（按發(fā)動(dòng)機轉速3000r/min計，只占8.3×10^-4～1.9×10^-3s）；

4.邊燃燒邊噴油，氣缸內各處混合氣濃度很不均勻。

解決途徑：

1．組織空氣在氣缸中的流動(dòng)，促進(jìn)可燃混合氣形成；

2．設計出各種燃燒室，使混合氣形成和燃燒快速進(jìn)行；

3．采用高噴油壓力（15～200MPa）向氣缸噴油，使燃油霧化均勻，與空氣快速混合燃燒；

4．采用電子控制技術(shù)，準確控制燃料定時(shí)、定量向氣缸噴油。

6.1.2  柴油機混合氣形成方式

根據柴油機混合氣形成特點(diǎn)，可以分為空間霧化混合和油膜蒸發(fā)混合兩種基本方式。

空間霧化混合是將柴油高壓噴向燃燒室空間，形成霧狀，與空氣進(jìn)行混合。為了使混合均勻，要求噴出的燃油與燃燒室形狀相配合，并充分利用燃燒室中空氣的運動(dòng)。

油膜蒸發(fā)混合是將大部分柴油噴射到燃燒室壁面上，形成一層油膜，受熱蒸發(fā)，在燃燒室中強烈的旋轉氣流作用下，燃料蒸氣與空氣形成均勻的可燃混合氣。

在柴油實(shí)際噴射中，兩種混合方式都兼而有之，只是多少、主次有所不同。

為了促進(jìn)柴油與空氣更好混合，一般都要組織適當的空氣渦流，常見(jiàn)的有以下3種：

（1）進(jìn)氣渦流  進(jìn)氣渦流是指在進(jìn)氣行程中，使進(jìn)入氣缸的空氣形成繞氣缸中心高速旋轉的氣流。它一直持續到燃燒膨脹過(guò)程。

渦流速度可以達到曲軸轉速的6～10倍。

(3)燃燒渦紊流  燃燒渦紊流是指利用柴油燃燒的能量，沖擊未燃的混合氣，造成混合氣渦流或紊流。其目的也是進(jìn)一步促進(jìn)燃油與空氣的混合與燃燒。

燃燒室是柴油機的燃燒場(chǎng)所。它對燃燒有重要影響，其結構形形色色，基本分為直噴式燃燒室和分開(kāi)式燃燒室兩大類(lèi)（圖6-3）。

1．直噴式燃燒室 

直噴式燃燒室的活塞頂設計：

如圖6-4a的淺盆形燃燒室，凹坑較淺，底部較平，空氣壓縮渦流小，主要靠噴油嘴高壓噴油到燃燒室空間與空氣混合，屬于空間霧化混合方式。這種燃燒室，結構簡(jiǎn)單、緊湊，由于空間小，傳熱少，動(dòng)力性、經(jīng)濟性與起動(dòng)性都較好。但對噴油系統要求高，需要較高的噴油壓力，噴油嘴的噴孔也要求小而多，工作起來(lái)也比較粗暴。

2．分隔式燃燒室  分隔式燃燒室的結構特點(diǎn)是燃燒室被分隔為主、副二個(gè)燃燒室，二者用一個(gè)或數個(gè)通道相通。副燃燒室在氣缸蓋內，容積占總壓縮容積的50～80%，主燃燒室在缸蓋底平面與活塞頂面之間。燃料先噴入氣缸蓋中的副燃燒室進(jìn)行預燃燒，再經(jīng)過(guò)通道噴到活塞頂上的主燃燒室進(jìn)一步燃燒。

預燃室式燃燒室（圖6-7）的副燃燒室與主燃燒室的通道截面較小，而且方向與噴油方向相對。壓縮時(shí)，空氣經(jīng)通道被壓向副燃燒室，形成強烈的紊流，燃料逆氣流方向噴射，與空氣相撞混合，并著(zhù)火預燃燒，所以副燃燒室也稱(chēng)預燃室。隨后不完全燃燒的混合氣經(jīng)通道到主燃燒室，與主燃燒室內的空氣進(jìn)一步混合燃燒。這種燃燒室工作比渦流室式燃燒室更柔和，而且可以燃用多種燃料，但它的節流損失比渦流室式更大，所以經(jīng)濟性能較差。

6.2  柴油機燃料供給系統組成

1．油箱：盛裝柴油。

3．輸油泵:將燃油從油箱吸出，并克服燃油濾清器等的阻力，以一定的壓力和流量輸往噴油泵的裝置。

有活塞式、膜片式和滑片式幾種形式。

（1）活塞式輸油泵:其基本結構原理如圖6-11所示。

當噴油泵凸輪軸18旋轉時(shí)，在偏心輪19和輸油泵活塞彈簧9的共同作用下，輸油泵活塞10在輸油泵體8的活塞腔內作往復運動(dòng)。

當輸油泵活塞由下向上運動(dòng)時(shí)，A腔容積增大產(chǎn)生真空度，使進(jìn)油閥6開(kāi)啟，柴油經(jīng)進(jìn)油口7被吸入A腔；與此同時(shí)，B腔容積縮小，其中的柴油壓力升高，出油閥關(guān)閉，燃油被送往濾清器。

當輸油泵活塞由上向下運動(dòng)時(shí)，A腔容積減小，油壓升高，進(jìn)油閥關(guān)閉，出油閥開(kāi)啟；與此同時(shí)，B腔容積增大，柴油就從A腔流入B腔。

若柴油機負荷減小，需要的柴油量減少時(shí)，或柴油濾清器堵塞，油道阻力增加時(shí)，會(huì )使輸油泵B腔油壓增高。當此油壓與輸油泵活塞彈簧的彈力相平衡時(shí)，活塞往B腔的運動(dòng)便停止，活塞的移動(dòng)行程減小，造成輸油泵的輸出油量減少，實(shí)現了輸油量的自動(dòng)調節，而輸油壓力則基本穩定。

（2）滑片式輸油泵（圖6-12）。

輸油泵轉子6由分配泵驅動(dòng)軸5驅動(dòng)，它偏心地安裝在輸油泵體8的內孔中，形成月形的工作腔。四塊滑片7分別安裝在輸油泵轉子的四個(gè)滑片槽內，將月形的工作腔分隔成A、B、C三個(gè)油腔?；梢栽诓蹆茸鲝较蜻\動(dòng)，并隨著(zhù)轉子一起旋轉。

當分配泵驅動(dòng)軸旋轉時(shí)，滑片隨之旋轉，進(jìn)油腔A容積由小變大，不斷吸油，經(jīng)過(guò)渡油腔B，送往出油腔 C；出油腔容積由大變小，使柴油壓力提高。

為了保持進(jìn)入分配泵的油壓基本穩定，在輸油泵出口處（C腔）設有調壓裝置，當燃油壓力大于調壓彈簧3的彈力時(shí)，調壓閥4打開(kāi)，過(guò)高壓力的燃油經(jīng)回油道2口流回進(jìn)油腔A。

4．柴油濾清器  柴油濾清器用來(lái)過(guò)濾柴油中的雜質(zhì)。分為紙質(zhì)濾芯、毛氈濾芯等濾清器。

柴油濾清器蓋上設有限壓閥2，當油壓超過(guò)0.1～0.15MPa時(shí)，限壓閥開(kāi)啟，多余的柴油經(jīng)限壓閥直接返回油箱。

有的柴油汽車(chē)的燃油系統裝有粗、精兩級濾清器，串聯(lián)使用。

 

噴油泵是柴油機燃料供給系中**重要的部件，被稱(chēng)為柴油機的心臟。它的基本作用是定時(shí)定量地產(chǎn)生高壓柴油。

柱塞式噴油泵種類(lèi)繁多，國產(chǎn)汽車(chē)用噴油泵一般以其柱塞行程等參數不同分A、B、P、Z等系列（參見(jiàn)附錄1）。下面以汽車(chē)使用較多的A型噴油泵為例，介紹其基本結構與工作原理。

1.泵體  泵體是噴油泵的骨架，一般用鋁合金鑄造而成。A型泵的泵體是整體式，泵體側面開(kāi)有窗口，以便修理時(shí)調整各缸的噴油量。

2.泵油機構  泵油機構（圖6-15）是噴油泵的核心，每缸有一組泵油機構，它主要由柱塞偶件（柱塞7和柱塞套5）、出油閥偶件（出油閥3和出油閥座4）、出油閥彈簧2、柱塞彈簧11等組成。

 

(1)柱塞偶件（圖6-16）

 柱塞偶件由柱塞5和柱塞套1組成。柱塞可在柱塞套內作往復運動(dòng)，兩者配合間隙極小，約在0.0018～0.003mm，需經(jīng)精密磨削加工或選配研磨而成，故稱(chēng)它們?yōu)榕技?。使用中不允許互換，如有損壞，應成對更換。同時(shí)要求所使用的柴油要高度清潔，多次過(guò)濾。

柱塞套被壓緊在泵體上，在其上部開(kāi)有進(jìn)回油孔2，有的柱塞套進(jìn)回油孔是分開(kāi)的，柱塞套裝入噴油泵體后，定位螺釘即插入此槽內，以保證正確的安裝位置，并防止工作中柱塞套發(fā)生轉動(dòng)。

有的切槽采用兩段式（圖6-17e），1號切槽斜率比常規的2號切槽斜率大，可以改善柴油機低速時(shí)的噴油性能。

柱塞的中部圓柱面是密封部，環(huán)形油槽6（圖6-16）可儲存少量柴油，用于潤滑柱塞。柱塞下部加工有榫舌7，有的是壓配調節臂，用于進(jìn)行供油量調節。

出油閥下部為導向部，閥芯斷面呈“+”字形，既能導向，又能讓柴油通過(guò)；出油閥上部有一圓錐面3，與閥座的圓錐面貼合，形成一個(gè)密封環(huán)帶。密封環(huán)帶下方有一個(gè)小圓柱面4稱(chēng)為減壓環(huán)帶，它可使噴油器斷油干脆。

出油閥偶件也是一對精密偶件，出油閥導向面和減壓環(huán)帶與出油閥座內表面徑向間隙約為0.006～0.016毫米，使用中也不允許互換。

出油閥偶件置于柱塞套上端，由出油閥壓緊座1（見(jiàn)圖6-19）壓緊在噴油泵體上。為了防止高壓柴油泄漏，一般在出油閥壓緊座與出油閥座之間裝有尼龍或銅制密封墊片6。有些出油閥緊座中設有減容體3，以減少高壓容積，削弱燃油波動(dòng)，改善柴油噴射。

(3)泵油原理  當柱塞下行時(shí)(圖6-20a)，柱塞上方的空間容積變大，形成部分真空。當柱塞頂部下行到露出進(jìn)油孔時(shí)，低壓油便從泵體上的低壓油腔流入柱塞頂部的空間，開(kāi)始了進(jìn)油行程，直至柱塞抵達下止點(diǎn)時(shí)，完成進(jìn)油過(guò)程。

柱塞繼續上行，至其斜切槽與柱塞套的回油孔相通時(shí)，柱塞頂部的高壓油便經(jīng)柱塞的中心油道流回泵體低壓油腔(圖6-20c)。由于柱塞頂部油壓急劇下降，在出油閥彈簧作用下，出油閥迅速落座，供油過(guò)程結束。此后柱塞雖然繼續上行到上止點(diǎn)，但并不能向高壓油管供油?？梢?jiàn)，在柱塞的總行程h(圖6-20d)中，只有一部分行程h_c向高壓油管供油，稱(chēng)這部分行程為有效行程。

當轉動(dòng)柱塞時(shí)，改變了柱塞斜切槽與柱塞套回油孔的相對位置，從而改變了柱塞的有效行程，也就改變了柱塞的供油量。

出油閥減壓環(huán)帶的作用是使回油開(kāi)始出油閥落座時(shí)，首先是減壓環(huán)帶圓柱面關(guān)閉出油閥座，至密封錐面落到閥座錐面時(shí)，使高壓油管容積突然增大，迅速降壓，導致噴油器斷油干脆，改善了發(fā)動(dòng)機的燃燒過(guò)程。

3.供油量調節機構 其作用是根據發(fā)動(dòng)機負荷變化，通過(guò)轉動(dòng)柱塞來(lái)改變每循環(huán)的供油量。

當調節齒桿被拉動(dòng)時(shí)，便帶動(dòng)調節齒圈轉動(dòng)，從而帶動(dòng)噴油泵柱塞轉動(dòng)，改變柱塞的循環(huán)供油量。

噴油泵的調節齒桿一般不直接由駕駛員控制，而是通過(guò)調速器控制。

有的柴油機噴油泵供油量調節機構是撥叉拉桿式（圖6-22）或拉桿襯套式（見(jiàn)P型泵結構特點(diǎn)），但基本原理都是通過(guò)轉動(dòng)柱塞來(lái)改變循環(huán)供油量。

4.驅動(dòng)機構  驅動(dòng)機構主要由油泵凸輪軸14和挺柱體部件16組成（見(jiàn)圖6-15）。

(1)凸輪軸（圖6-23）:凸輪外形根據不同燃燒室的要求而有不同的型線(xiàn)（圖6-24），不同的凸輪型線(xiàn)，供油規律不同?，F代汽車(chē)用得較多的是組合式凸輪。

5.噴油提前器（見(jiàn)圖6-14）：其作用是隨柴油機轉速的變化，自動(dòng)調節噴油泵的供油起始角。

柴油機的噴油提前角是指噴油器開(kāi)始噴油到活塞行至上止點(diǎn)時(shí)所轉過(guò)的曲軸轉角。它是影響柴油機工作性能的重要而敏感的因素。過(guò)早噴油，導致過(guò)早著(zhù)火燃燒，氣缸壓力過(guò)早提高，造成了壓縮負功增加，功率下降，油耗上升，起動(dòng)困難，產(chǎn)生敲缸聲音；過(guò)晚噴油，導致過(guò)晚著(zhù)火燃燒，此時(shí)活塞已下行，空間容積增大，燃燒條件變差，導致排氣冒黑煙，油耗上升，功率下降，排氣溫度升高，發(fā)動(dòng)機過(guò)熱。

在發(fā)動(dòng)機一定工況下，能使得發(fā)動(dòng)機獲得**大功率和**低燃油消耗的噴油提前角稱(chēng)之為**佳噴油提前角。不同型號的發(fā)動(dòng)機有不同的**佳提前角。同型號的發(fā)動(dòng)機，在發(fā)動(dòng)機不同的轉速和負荷下，其**佳噴油提前角也不同。轉速升高，噴油應提早，這是因為轉速升高，單位時(shí)間內所轉過(guò)的曲軸轉角增大，導致噴油的延續角度增大，發(fā)動(dòng)機后期燃燒延長(cháng)，排氣容易冒黑煙。所以為了減少后燃，汽車(chē)柴油機均裝有噴油提前器。

A型噴油泵大多采用機械離心式噴油提前器，常見(jiàn)的有SA、SP和雙偏心型幾種。以SA型為例，其基本結構如圖6-27a所示。整個(gè)裝置由防護罩1密封，其內部有主動(dòng)盤(pán)4和從動(dòng)盤(pán)12。

主動(dòng)盤(pán)的凸緣6上有傳動(dòng)爪5，接受發(fā)動(dòng)機傳來(lái)的驅動(dòng)力；主動(dòng)盤(pán)內側固定有兩個(gè)傳動(dòng)銷(xiāo)3和7，其上面的平凹坑作為提前器彈簧2的支座。

從動(dòng)盤(pán)12與噴油泵凸輪軸剛性連接，其上固定有兩個(gè)飛錘銷(xiāo)11，飛錘銷(xiāo)上的平凹坑作為提前器彈簧的另一支座。兩塊飛錘9通過(guò)其上的軸孔套在飛錘銷(xiāo)上。

提前器彈簧2支撐在傳動(dòng)銷(xiāo)和飛錘銷(xiāo)之間，使飛錘的圓弧面壓緊在傳動(dòng)銷(xiāo)上，使主動(dòng)盤(pán)與從動(dòng)盤(pán)形成彈性連接，能相互轉動(dòng)一定角度。

發(fā)動(dòng)機工作時(shí)，動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)爪5、傳動(dòng)銷(xiāo)3和7、飛錘圓弧面8、飛錘銷(xiāo)11和從動(dòng)盤(pán)12，驅動(dòng)噴油泵凸輪軸旋轉。

當發(fā)動(dòng)機起動(dòng)或低速運轉時(shí)，飛錘的離心力很小，未能向外張開(kāi)，提前器彈簧處于完全伸張狀態(tài)，傳動(dòng)銷(xiāo)3和7緊靠在飛錘圓弧面8的外側（圖6-27b）。

當發(fā)動(dòng)機的轉速升高到一定值時(shí)，飛錘克服了提前器彈簧的壓力，以飛錘銷(xiāo)11為支點(diǎn)向外張開(kāi)，迫使飛錘圓弧面沿傳動(dòng)銷(xiāo)向外滑動(dòng)，壓縮彈簧，從而帶動(dòng)飛錘銷(xiāo)11、從動(dòng)盤(pán)12和噴油泵凸輪軸順噴油泵旋轉方向轉過(guò)一定角度，使供油提前。轉速越高，提前器彈簧被壓縮越厲害，提前角度越大，直到飛錘行程走完為止（圖6-27c）。SA型提前器**大供油提前角調節范圍在10⁰以?xún)取?/div>

1-驅動(dòng)軸  2-泵體  3-調壓閥  4-泵蓋  5-調速手柄  6-飛錘  7-調速彈簧  8-回油電磁閥  9-穩定彈簧  10-**大油量調整螺釘  11-張力桿  12-調整桿  13-斷油電磁閥  14-柱塞  15-柱塞套  16-出油閥緊座  17-出油閥  18-油量調節套筒  19-柱塞彈簧  20-平面凸輪盤(pán)  21-滾輪  22-噴油提前器活塞  23滾輪支架  24-十字連軸器  25-調速器驅動(dòng)齒輪  26-滑片式輸油泵

圖6-32  VE型分配泵結構示意圖

6.4.1泵體和泵蓋

1-驅動(dòng)軸  2-調速器驅動(dòng)齒輪  3-滾輪支架  4-滾輪  5-十字聯(lián)軸器  6-平面凸輪盤(pán)

圖6-33  VE型分配泵驅動(dòng)機構

6.4.3  滑片式輸油泵

a) 泵油機構  b) 平面凸輪盤(pán)  c) 柱塞 1-斷油電磁閥  2-進(jìn)油孔  3-柱塞套  4-出油閥緊座  5-出油閥偶件  6-出油孔  7-泵頭  8-柱塞彈簧  9-油量調節套筒  10-柱塞  11-平面凸輪盤(pán)  12-滾輪  13-進(jìn)油槽  14-出油槽  15-出油孔  16-壓力平衡槽  17-中心油道  18-泄油孔  19-定位孔  20-定位銷(xiāo)

圖6-34  VE型分配泵泵油機構

柱塞套3被固定在泵頭7上（圖6-34a），其右端有一個(gè)進(jìn)油孔，位置與柱塞的四個(gè)進(jìn)油槽相對應，柱塞每旋轉一周，進(jìn)油孔與各進(jìn)油槽各接通一次；中部開(kāi)有一個(gè)出油孔，柱塞每轉一周，柱塞套出油孔分別與柱塞出油孔各相通一次。

1-電磁線(xiàn)圈  2-回位彈簧  3-閥門(mén)  4-進(jìn)油孔  5-柱塞套  6-泵頭  7-出油閥彈簧  8-出油閥偶件  9-柱塞  10-油量調節套筒  11-進(jìn)油道  12-蓄電池  13起動(dòng)開(kāi)關(guān)  14-電阻

圖6-35  VE型分配泵斷油電磁閥

（4）均壓過(guò)程  柱塞上加工有壓力平衡槽16，它始終與泵腔相通。當供油結束，柱塞轉過(guò)180⁰時(shí)，柱塞上的壓力平衡槽16便與該缸柱塞套出油孔相通泄壓，使與泵腔油壓平衡，從而使各缸分配油路內的壓力在燃油噴射前趨于均衡，保證各缸噴油量均勻。

1-驅動(dòng)軸  2-滾輪座  3-滾輪  4-傳動(dòng)銷(xiāo)  5-止動(dòng)銷(xiāo)  6-O形圈  7-側蓋板  8-泵體  9-提前器活塞  10-連接銷(xiāo)  11-彈簧  12- O形圈  13-側蓋

圖6-36  VE型分配泵噴油提前器

發(fā)動(dòng)機需要停止運轉時(shí)，將起動(dòng)開(kāi)關(guān)旋至OFF位置，電路斷開(kāi)，閥門(mén)在回位彈簧2作用下落座，切斷油路，停止供油。

圖6-37  柴油機轉矩特性

柴油機不同于汽油機，其轉矩特性（油量調節機構位置一定時(shí)，柴油機的轉矩隨轉速而變化的關(guān)系）曲線(xiàn)比較平坦（圖6-37），造成外界負荷的較小變化△M（從M₁增加到M₂），柴油機轉速產(chǎn)生較大波動(dòng)△n，工作穩定性差。尤其是柴油機高速工作突卸負荷極易產(chǎn)生“飛車(chē)”（柴油機轉速急劇升高無(wú)法控制的現象），導致?lián)p壞曲軸、連桿、氣缸和活塞的嚴重事故。

1-怠速調整螺釘  2-調速手柄  3-高速限止螺釘  4-調速彈簧  5-調速套筒  6-怠速彈簧  7-油量調節螺釘  8-張力桿  9-張力桿擋銷(xiāo)  10-起動(dòng)彈簧  11-調整桿  12-回位彈簧  13-油量調節套筒  14-柱塞  15-起動(dòng)桿  16-飛錘支架  17-飛錘  18-調速器傳動(dòng)齒輪  19-調速器軸  M-調整桿支撐銷(xiāo)軸（固定）  N-起動(dòng)桿、張力桿及調整桿支撐銷(xiāo)軸（可動(dòng)）

圖6-38  VE型分配泵全程式調速器

起動(dòng)桿15、張力桿8和調整桿11通過(guò)銷(xiāo)軸N連在一起，并且可以分別繞銷(xiāo)軸N擺動(dòng)。調整桿11通過(guò)銷(xiāo)軸M固定在分配泵體上，其下端受回位彈簧推壓，使上端緊靠油量調節螺釘7上。

圖6-39  調速器怠速工況

（1）起動(dòng)工況(圖6-38)  起動(dòng)時(shí)，調速手柄2推靠高速限止螺釘3，此時(shí)調速彈簧4被拉伸，拉動(dòng)張力桿8以銷(xiāo)軸N為支點(diǎn)逆時(shí)針擺動(dòng)，并壓縮起動(dòng)彈簧10，帶動(dòng)起動(dòng)桿15、調速套筒5左移，使飛錘處于完全閉合狀態(tài)。與此同時(shí)，起動(dòng)桿下端球頭銷(xiāo)將油量調節套筒13向右撥到起動(dòng)加濃位置，供油量**大，有利于柴油機起動(dòng)。

圖6-40  調速器高速控制

工作中，若發(fā)動(dòng)機外界負荷減小，發(fā)動(dòng)機轉速就會(huì )升高，飛錘離心力增大，原有的平衡被破壞，將克服調速彈簧拉力，使調速滑套右移，推動(dòng)起動(dòng)桿、張力桿以銷(xiāo)軸N為支點(diǎn)順時(shí)針擺動(dòng)，油量調節套筒左移，供油量減少，使柴油機轉速回落，保持轉速基本穩定。相反，若發(fā)動(dòng)機外界負荷增加，調速過(guò)程與上相反，使供油量增加，以適應外界負荷增加的需要，保持轉速基本穩定。只要選定—個(gè)調速手柄位置，就有一個(gè)相應的發(fā)動(dòng)機轉速與其對應。當調速手柄推靠高速限止螺釘，發(fā)動(dòng)機在標定工況下工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機轉速也就處于標定轉速。像這種在所有轉速范圍內都能根據發(fā)動(dòng)機負荷變化自動(dòng)改變供油量，以保持轉速穩定的調速器就稱(chēng)為全程式調速器。

1-真空波紋盒  2-大氣室  3-推桿  4導向套  5-油量調節螺釘  6-張力桿  7-油量調節套筒  8-柱塞  9-調速套筒  10-飛錘  11-調速手柄  12-銷(xiāo)軸  13-控制臂  14-連接銷(xiāo)  15-補償彈簧  N-銷(xiāo)軸

圖6-42  大氣壓力補償裝置

1-上腔  2-膜片螺釘  3-調整螺釘  4膜片  5-接頭螺釘  6-氣管  7-進(jìn)氣管  8-增壓器  9-排氣管  10-調整墊片  11-調整齒輪  12-膜片軸  13-張力桿  14-油量調節套筒  15-柱塞  16-調速彈簧  17-銷(xiāo)軸  18-調速手柄  19-補償桿  20-傳動(dòng)銷(xiāo)  21-膜片彈簧  22-下腔  N-銷(xiāo)軸

圖6-41  增壓補償裝置

增壓補償裝置安裝在噴油泵頂部（圖6-41），由膜片4、膜片軸12、傳動(dòng)銷(xiāo)20、補償桿19等組成。

1-進(jìn)油口  2-調壓閥  3-調速器軸  4-調速套筒  5-泄油量孔  6-油量調節套筒  7-泵體  8-噴油提前器活塞  9-彈簧  10-滑片式輸油泵

圖6-43  負荷傳感供油提前裝置

（3）負荷傳感供油提前裝置  發(fā)動(dòng)機負荷變化意味著(zhù)供油量的變化，負荷加大，供油量增加，燃燒所需要的時(shí)間拉長(cháng)，容易造成后燃，排氣冒黑煙。負荷傳感供油提前裝置的作用就是根據發(fā)動(dòng)機負荷的變化，自動(dòng)調節供油提前角大小，改善燃燒過(guò)程。其結構如圖6-43所示。

1-調速彈簧  2-張力桿  3-怠速彈簧  4-擋銷(xiāo)  5-調整桿  6-負校正桿  7-油量調節套筒  8-校正彈簧  9-起動(dòng)桿  10-調速套筒  11-飛錘  L-起動(dòng)桿與校正桿銷(xiāo)軸  N-起動(dòng)桿、張力桿及調整桿銷(xiāo)軸

圖6-44  轉矩負校正裝置

當發(fā)動(dòng)機的負荷減小時(shí)，發(fā)動(dòng)機轉速升高，在飛錘離心力的作用下，使調速套筒4右移，調速套筒上的泄油量孔5與調速器軸3上的環(huán)槽孔相通，使泵體內腔的柴油通過(guò)調速器軸的中心油道，流回滑片式輸油泵10進(jìn)油槽一側，使泵腔內壓下降，在彈簧9的作用下，噴油提前器活塞8被推向右移動(dòng)，從而推動(dòng)滾輪座向供油延遲方向轉動(dòng)—角度，使供油推遲。相反，若發(fā)動(dòng)機的負荷增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機的轉速就降低，飛錘離心力減小，在調速彈簧作用下，調速套筒4左移，關(guān)閉泄油量孔5，使泵腔油壓上升，推動(dòng)噴油提前器活塞8向左移動(dòng)，供油提前。該裝置一般在全負荷的25～75％之間起作用。

1-拉力桿  2-速度調整螺栓  3-導動(dòng)桿  4-浮動(dòng)杠桿  5-高速限止螺釘  6-操縱手柄  7-怠速螺釘  8-撥叉杠桿  9-怠速彈簧  10-齒桿行程調整螺釘  11-調速滑套  12-飛錘  13-滾輪  14-凸輪軸  15-調速彈簧  16-供油調節齒桿  17-連接桿  18-起動(dòng)彈簧  19-速度調定桿  20-穩速彈簧

圖6-45  RAD型調速器

兩極式調速器是只限制和穩定柴油機**高和**低轉速的調速器。中間轉速則由駕駛員直接通過(guò)操縱桿控制，調速器本身不起自動(dòng)調速作用。它被汽車(chē)廣泛采用，其結構各異，下面以常用的安裝于柱塞式噴油泵的RAD型調速器為例介紹其工作原理。

圖6-46  RAD型調速器怠速調節

圖6-47  RAD型調速器中速工作

當發(fā)動(dòng)機運轉阻力減小時(shí)，轉速會(huì )升高，飛錘離心力增加，通過(guò)調速滑套壓縮怠速彈簧9。與此同時(shí)，導動(dòng)桿3下端A點(diǎn)右移，帶動(dòng)浮動(dòng)杠桿4繞C點(diǎn)順時(shí)針轉動(dòng)，使供油調節齒桿減少供油，限制了發(fā)動(dòng)機轉速的上升；反之，當發(fā)動(dòng)機運轉阻力增大時(shí)，發(fā)動(dòng)機轉速下降，調速器通過(guò)與上述相反的調節作用，使供油調節齒桿增加供油，防止發(fā)動(dòng)機熄火。

圖6-48  RAD型調速器**高轉速限制

當發(fā)動(dòng)機負荷減小時(shí)，發(fā)動(dòng)機轉速升高，飛錘離心力加大，克服調速彈簧15的拉力，推動(dòng)調速滑套11及拉力桿1右移（圖中虛線(xiàn)位置）。這時(shí)導動(dòng)桿3的中間支點(diǎn)B移到Bˊ位置，拉力桿1的支點(diǎn)D移到Dˊ的位置，使得供油調節齒桿16向減少供油方向移動(dòng)，限制了發(fā)動(dòng)機的**高轉速，防止“飛車(chē)”。

1-噴油器體  2-噴油嘴  3-彈性墊圈  4-密封墊圈  5-緊固螺套  6-結合座  7-頂桿  8-調壓彈簧  9-墊圈  10-進(jìn)油道  11-回油道

圖6-50  低慣量孔式噴油器

1-回油管螺釘  2-回油管墊片  3-調壓螺釘護帽  4-墊片  5-頂桿  6-噴油器體  7-緊固螺套  8-定位銷(xiāo)  9-油嘴墊  10-噴孔  11-針閥  12-環(huán)形油腔  13-針閥體  14-進(jìn)油道  15-進(jìn)油管接頭  16-調壓彈簧  17-調壓螺釘

圖6-49  孔式噴油器構造 a）噴油嘴      b）噴油器

噴油器主要部件是一對精密偶件，稱(chēng)其為噴油嘴或噴油頭，由針閥11和針閥體13組成，用優(yōu)質(zhì)軸承鋼制造成，其相互配合的滑動(dòng)圓柱面間隙僅為0.001mm-0.0025mm，通過(guò)高精密加工或研磨選配而得，不同噴油嘴偶件不可互換。該間隙過(guò)大，會(huì )使噴油壓力下降，噴霧質(zhì)量變差；間隙過(guò)小，針閥容易卡死。針閥中部的環(huán)形錐面（承壓錐面）位于針閥體的環(huán)形油腔12中，其作用是承受由油壓產(chǎn)生的軸向推力，使針閥上升。針閥下端的錐面（密封錐面）與針閥體相配合，起密封噴油器內腔的作用。針閥上部有凸肩，當針閥關(guān)閉時(shí)，凸肩與噴油器體下端面的距離h為針閥**大升程，其大小決定了噴油量的多少，一般h=0.4mm-0.5mm。針閥體與噴油器體的結合處有1-2個(gè)定位銷(xiāo)8防止針閥體轉動(dòng)，以免進(jìn)油孔錯位。

閉式

孔 式

長(cháng)型

短型

軸針式

普通型

節流型

分流型

現代柴油汽車(chē)發(fā)動(dòng)機基本采用閉式噴油器，根據噴油嘴結構形式不同，閉式噴油器又分為孔式噴油嘴和軸針式噴油嘴等，分別用于不同的燃燒室。

1-回油管螺釘  2-調壓螺釘護帽  3-調壓螺釘  4-墊圈  5-濾芯  6-進(jìn)油管接頭  7-緊固螺套  8-針閥  9-墊圈  10-針閥體  11-噴油器體  12-頂桿  13-墊圈  14-調壓彈簧  15-墊圈  16-墊圈

圖6-52  軸針式噴油器

        

圖6-51  孔式噴油嘴類(lèi)型

b)

a)

圖6-54  軸針式噴油嘴類(lèi)型 a）普通型  b）節流型  c）分流型

a）

b）

c）

圖6-53  軸針式噴油嘴針閥頭部形狀 a）倒錐  b）園柱  c）順錐

a）

b）

c）

軸針式噴油嘴又可分為普通型、節流型和分流型三種（圖6-54）。節流型噴油嘴是指節流升程L較大（一般大于0.3mm）的一種軸針式噴油嘴，由于噴油時(shí)的節流影響，降低了初期噴油速率，減少初期噴入燃燒室內的燃油量，降低了柴油機壓力升高率和**高燃燒壓力，使柴油機工作柔和，噪音小。

圖6-55  噴油油束 L-油束射程    β-噴霧錐角

分流軸針式油嘴的主要特點(diǎn)是在主噴孔旁有一約為0.2mm的副噴孔。在起動(dòng)時(shí)，由于柴油機轉速低，進(jìn)入噴油嘴的油壓低，針閥升程很小，主噴孔的油流截面很小，噴出的油量很少，但這時(shí)副噴孔已全部打開(kāi)，大部分燃油由此噴入燃燒室空間，改善了柴油機的起動(dòng)性能。 

圖6-56  噴油規律

噴散的細度可以用油束中油粒的平均直徑來(lái)表示，噴散得越細、越均勻，說(shuō)明霧化質(zhì)量越好；油束射程表示油束的貫穿距離（圖6-55）；噴霧錐角表示噴油時(shí)燃油離開(kāi)噴孔后所形成的燃油束的錐角。不同柴油機，對噴霧特性都有不同要求，必需與燃燒室相互匹配，并非噴散得越細越好。

圖6-57  不正常噴射 a）二次噴射  b）隔次噴射  c）不規則噴射

二次噴射是指噴油器下一個(gè)工作循環(huán)開(kāi)始之前又出現一次不需要的燃油噴射現象，其針閥升程如圖6-57a。二次噴射將使整個(gè)噴射延續期拉長(cháng)，后燃現象嚴重，柴油機經(jīng)濟性能下降，熱負荷增加。不正確換用高壓油管等，將導致二次噴射。

圖6-59  柴油機燃燒過(guò)程

根據柴油機燃燒過(guò)程進(jìn)展的實(shí)際特征，分為以下四個(gè)階段：

圖6-60  電控柴油噴射基本原理

傳感器   加速踏板位置傳感器 發(fā)動(dòng)機轉速傳感器 凸輪軸位置傳感器 燃油壓力傳感器 噴油正時(shí)傳感器 油量控制機構傳感器 空氣流量傳感器 增壓壓力傳感器 進(jìn)氣溫度傳感器 水溫傳感器 燃油溫度傳感器 空調傳感器 起動(dòng)信號傳感器 車(chē)速傳感器 電源電壓傳感器 氧傳感器 …

控 制 單 元         ECU

執行機構       噴油時(shí)間 噴油壓力 噴油量 電動(dòng)輸油泵 進(jìn)氣節流 增壓器調節 冷起動(dòng)輔助 電熱塞 廢氣再循環(huán) 空調控制 自診斷系統 …

第一代柴油機電控噴射系統是采用位置控制系統。它不改變傳統的噴油系統的工作原理和基本結構，只是采用電控組件，代替調速器和供油提前器，對分配式噴油泵的油量調節套筒或柱塞式噴油泵的供油齒桿的位置，以及油泵主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的相對位置進(jìn)行調節，以控制噴油量和噴油定時(shí)。其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)須對柴油機的結構進(jìn)行較大改動(dòng)，生產(chǎn)繼承性好，便于對現有機型進(jìn)行技術(shù)改造；缺點(diǎn)是控制系統執行頻率響應仍然較慢、控制頻率低、控制精度不夠穩定。噴油率和噴油壓力難于控制，而且不能改變傳統噴油系統固有的噴射特性，因此很難較大幅度地提高噴射壓力。

1-噴油泵  2-柱塞止回閥  3-高壓油管  4-預熱時(shí)間控制器  5-高壓存儲器（共軌管）  6-共軌壓力傳感器  7-柴油溫度傳感器  8-流量限制器  9-限壓閥  10-電控噴油器  11-凸輪軸轉速傳感器  12-進(jìn)氣溫度傳感器  13-增壓壓力傳感器  14-空氣流量計  15-增壓器  16-真空泵  17-增壓壓力執行器  18-自診斷接頭  19-診斷顯示  20-空調操縱桿  21-空調機  22-廢氣再循環(huán)執行器  23-行駛速度操縱桿  24-行駛速度傳感器  25-離合器開(kāi)關(guān)  26-制動(dòng)觸點(diǎn)  27-加速踏板傳感器  28-曲軸轉速傳感器 29-水溫傳感器  30-儀表板  31-蓄電池  32-柴油粗濾器  33-電動(dòng)輸油泵  34-油箱  35-柴油細濾器  36-調壓閥

圖6-64  高壓共軌電控柴油噴射系統

電控柴油噴射系統由傳感器、控制單元（ECU）和執行機構三部分組成（圖6-60）。傳感器采集轉速、溫度、壓力、流量和加速踏板位置等信號，并將實(shí)時(shí)檢測的參數輸入計算機；ECU是電控系統的“指揮中心”，對來(lái)自傳感器的信息同儲存的參數值進(jìn)行比較、運算，確定**佳運行參數；執行機構按照**佳參數對噴油壓力、噴油量、噴油時(shí)間、噴油規律等進(jìn)行控制，驅動(dòng)噴油系統，使柴油機工作狀態(tài)達到**佳。

1-出油閥  2-密封件  3-調壓閥  4-球閥  5-安全閥  6-低壓油路  7-驅動(dòng)軸  8-偏心凸輪  9-柱塞泵油元件  10-柱塞室  11-進(jìn)油閥  12-柱塞止回閥

圖6-65  高壓泵

（1）高壓泵（圖6-65）  其作用是產(chǎn)生高壓油。它采用三個(gè)徑向布置的柱塞泵油元件9，相互錯開(kāi)120⁰，由偏心凸輪8驅動(dòng)，出油量大，受載均勻。

1-電氣接頭  2-彈簧  3-電樞  4-電磁線(xiàn)圈  5-回油孔  6-閥門(mén)

圖6-66  調壓閥

當需要提高共軌管中的壓力時(shí)，電磁線(xiàn)圈帶電，給電樞3一個(gè)附加作用力，壓緊閥門(mén)6，使共軌管中的壓力升高到與其平衡為止，然后調節閥門(mén)停留在一定開(kāi)啟位置，保持壓力不變。

圖6-67  高壓存儲器（共軌管）

1-共軌管  2-共軌壓力傳感器  3-限壓閥  4-流量限制器

（3）高壓存儲器（共軌管） 其作用是存儲高壓油，保持壓力穩定。結構如圖6-67所示，共軌管上安裝有壓力傳感器2、限壓閥3和流量限制器4。

1-堵頭  2-活塞  3-外殼  4-彈簧  5-節流孔  6-密封座面  7-螺紋

圖6-70  流量限制器

限壓閥（圖6-69）的作用是限制共軌管中的壓力。當壓力超過(guò)彈簧5的彈力時(shí)，閥門(mén)2打開(kāi)卸壓，高壓油經(jīng)通流孔3和回油孔8流回油箱。

1-固定螺紋  2-閥門(mén)  3-通流孔  4-活塞  5-彈簧  6-限位件  7-閥座  8-回油孔  9-外殼

圖6-69  限壓閥

流量限制器（圖6-70）的作用是防止噴油器出現持續噴油?；钊?在靜止時(shí)，由于受彈簧4的作用力，總是靠在堵頭1端。在一次噴油后，噴油器端壓力下降，活塞在共軌壓力作用下向噴油器端移動(dòng)，但并不關(guān)閉密封座面6。只有在噴油器出現持續噴油，導致活塞下移量大，才封閉通往噴油器的通道，切斷供油。

1-電氣接頭  2-分析電路  3-外殼  4-壓力傳感膜片  5-油道  6-固定螺紋

圖6-68  共軌壓力傳感器

（4）電控噴油器  電控噴油器是共軌柴油噴射系統的核心部件，其作用是準確控制向氣缸的噴油時(shí)間、噴油量和噴油規律。

1-回油孔  2-電氣接頭  3-電磁閥  4-進(jìn)油口  5-回油閥  6-回油量孔  7-進(jìn)油量孔  8-控制室  9-噴油器體  10-柱塞  11-進(jìn)油通道  12-噴油器針閥承壓錐面  13-噴油器針閥  14-密封錐面

圖6-71  電控噴油器

電控噴油器（圖6-71）回油閥5受電磁閥3控制，電磁閥通電時(shí)，回油閥打開(kāi)。由共軌來(lái)的高壓油經(jīng)進(jìn)油口4進(jìn)入噴油器內，有一部分高壓油由進(jìn)油量孔7流向控制室8，并作用在柱塞10上，壓向噴油器針閥13，使其關(guān)閉密封錐面13，停止噴油；另有一部分高壓油經(jīng)噴油器體9的斜油道進(jìn)入噴油器針閥承壓錐面12，力圖頂開(kāi)針閥噴油。

本章小結 1.      柴油機可燃混合氣是在氣缸內以極短的時(shí)間形成，需要通過(guò)柴油的高壓噴射和組織空氣的適度渦流，并配以合適的燃燒室來(lái)完成?；旌蠚庑纬煞挚臻g霧化混合和油膜蒸發(fā)混合兩種基本方式。燃燒室分直噴式燃燒室和分開(kāi)隔燃燒室兩大類(lèi)。兩者相互匹配，可以有效提高柴油機的動(dòng)力、經(jīng)濟和排放性能。 2.      柴油機燃料供給系由低壓油路（油箱、油水分離器、柴油濾清器、輸油泵等）和高壓油路（噴油泵、調速器、噴油器、高壓油管等）組成。油水分離器和柴油濾清器分別用來(lái)清除柴油中的水和雜質(zhì)，應注意日常維護。輸油泵根據噴油泵需要提供一定壓力的柴油，有活塞式、膜片式和滑片式幾種形式。 3.      噴油泵的作用是定時(shí)定量地產(chǎn)生高壓柴油。有柱塞式和分配式兩大類(lèi)。它一般由泵體、傳動(dòng)機構、泵油機構、油量調節機構、噴油提前器和潤滑冷卻系統組成。泵油機構是噴油泵的核心，由多對精密偶件組成，對柴油機工作性能影響重大。 4.      調速器的作用是根據柴油機負荷與轉速的變化，自動(dòng)調節噴油泵供油量，以限制或穩定轉速。目前柴油汽車(chē)常用的是全程式或兩極式調速器。機械式調速器主要由傳動(dòng)組件、感應組件、調速杠桿組件、彈簧組件和調整組件等組成。調速器的工作性能常用穩定調速率、轉速波動(dòng)率等指標衡量。 5.      噴油器的作用是將柴油以一定的噴油壓力、噴霧細度、噴油規律、射程和噴霧錐角噴入燃燒室特定位置。由于噴油嘴（精密偶件）工作條件差，容易磨損，應經(jīng)常進(jìn)行噴油壓力和噴霧質(zhì)量檢查調整。 6.      柴油機燃燒過(guò)程分著(zhù)火延遲期、速燃期、緩燃期和后燃期四個(gè)階段。燃料的性質(zhì)、供油提前角及噴油規律都對燃燒過(guò)程有重要影響。 7.      我國柴油按質(zhì)量分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級，每個(gè)等級又按柴油的凝點(diǎn)分為10、0、-10、-20、-35和-50六個(gè)牌號。選用柴油時(shí)，要求柴油的凝點(diǎn)低于氣溫5℃以上。 8.      供油提前角是指噴油泵開(kāi)始供油瞬時(shí)到活塞行至上止點(diǎn)時(shí)所轉過(guò)的曲軸轉角。它是影響柴油機的工作性能重要而敏感的因素。使用中由于零部件磨損或松動(dòng)，會(huì )使供油提前角產(chǎn)生變化，應經(jīng)常進(jìn)行檢查調整。 9.      電控柴油噴射系統具有噴油量及噴油定時(shí)控制精度高、調節靈活、響應速度快、穩定性好、可靠性和適應性強等優(yōu)點(diǎn)，已在柴油汽車(chē)上使用。它主要由傳感器、ECU和執行機構三部分組成。其基本工作原理是通過(guò)傳感器采集柴油機的轉速、溫度、壓力、流量和加速踏板位置等信號，輸入ECU進(jìn)行比較、運算，確定**佳運行參數，再通過(guò)執行機構對噴油壓力、噴油量、噴油時(shí)間、噴油規律等進(jìn)行控制，使柴油機工作狀態(tài)達到**佳。

通過(guò)ECU計算出的**佳參數，再返回去通過(guò)執行機構（電磁閥等），控制電動(dòng)輸油泵、高壓油泵、廢氣再循環(huán)等機構工作，使噴油器按**佳的噴油量、噴油時(shí)間和噴油規律進(jìn)行噴油，控制輸出的速度達2000次/s以上。其控制原理也與汽油機電控燃油噴射相似，不再贅述。

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