柴油机械式燃油系统功能.ppt

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1、柴油机燃油系统的功能,根据柴油机的工作要求，定时、定量、定压地将雾化质量良好的柴油按一定的喷油规律喷入汽缸内，并使其与空气迅速良好地混合和燃烧。,C系列发动机燃油系统,B系列发动机燃油系统,燃油箱,粗滤器,燃油回油管,喷油器高压油管,高压喷油泵,燃油滤清器,油水分离器,输油泵,溢流阀,燃烧室,喷油器,回油总管,C系列发动机燃油系统流程,二.低压油路,粗滤器,防止超过140微米的颗粒进入输油泵，避免造成输油泵单向阀堵塞。,输油泵,输油泵的功能是将燃油从油箱中吸出，并适当增压，以克服燃油系统管路和滤清器的阻力，保证连续不断地向喷油泵输送足够数量的燃油。输油泵的供油量一般为喷油泵全负荷供油量的3-4

2、倍。多余燃油由喷油泵流回燃油箱。,输油泵结构和工作原理,三个单向阀A、B、C凸轮轴上一个特殊的偏心园凸桃,高怠速时的油压调节功能阻尼单向阀弹簧力在油压过高时，降低压油行程新式输油泵的渗漏孔密封失效会造成机油被柴油稀释,燃油滤清器,燃油滤清器的功能是让油在进入油泵以前滤出杂质。燃油喷射系统的寿命很大程度上取决于燃油滤清器的质量和燃油滤清器的保养。喷射装置的精密偶件（柱塞偶件、出油阀偶件、针阀偶件）都有严格的配合间隙，一般在0.003mm左右。如果燃油中的杂质颗粒的尺寸小于该间隙尺寸，这些偶件能正常工作。否则会导致这些偶件的异常磨损从而导致发动机燃烧异常、燃油消耗加大、起动困难、怠速粗暴、发动机动

3、力降低等故障。,资料来源：博世公司，BOSCH In Line Bump and Governor,压差不超过 35 kPa 5 PSI旋装式滤清器，用纸做滤芯。在工作时，终究会因杂质堆积而形成阻碍，从而降低发动机的功率。,每天排水,低压油腔,设计要求进油压力：131172 kPa 1925 PSI(旧故障诊断手册),喷油泵溢流阀,压力超过140 kPa时，溢流阀打开。通过溢流阀的阻尼作用，使喷油泵泵腔内压力保持在103-206 kPa(康明斯直列泵培训光盘)防止滤清器接近发动机而使温度升高,在管路中形成气泡进入喷油泵。对喷油泵进行冷却，防止因温度升高而影响柱塞偶件等零件的使用寿命。,因此对应

4、于不同型号的喷油泵具有相应的溢流阀，不得随意更换。,资料来源：博世公司，BOSCH In Line Bump and Governor,低压油路压力,输油泵,柴滤,低压油腔,溢流阀,输油泵进口阻力,输油泵供油压力,柴滤压差,回油管阻力,溢流阀开启压力,低压油腔压力,1缸柱塞偶件,1缸喷油器,2缸柱塞偶件,2缸喷油器,C系列发动机燃油系统技术规范,新故障诊断手册:高怠速时，输油泵最低供油压力：138 kPa 20 psi()不起动发动机，马达盘车30秒(120rpm)，输油泵供油量不应低于150 mL 5 oz,三.机械式高压喷油泵,高压油泵,作用：定时定量的向喷油器输送高压燃油。要求：供油次序

5、与发火次序保持一致。各缸供油量均匀（不均匀度不大于3%-4%）。各缸供油提前角相同（相差不大于0.5曲轴转角）。供油延续时间相等。油压的建立和供油的停止必须迅速，防止滴漏现象。,机械式高压油泵分类,螺旋槽（斜槽）式高压油泵旋转分配式高压油泵PT泵,C系列发动机高压喷油泵,工业用：小功率：BOSCH A型泵大功率：BOSCH MW型泵调速器：RSV或RQV汽车用BOSCH P型泵调速器：RQV或RQV-K大功率船用：日本电装：EP-9喷油泵调速器：RSV-H,B系列发动机高压喷油泵,工业用：BOSCH VE泵Lucas CAV DPA泵汽车用91年低功率：BOSCH VE泵91年大功率，94年所

6、有6B车用：BOSCH P7100泵一些欧洲车用：Lucas CAV DPS泵发电机组用Stanadyne DB4Lucas CAV DPA泵船用：Lucas CAV DPA泵大功率：日本电装EP-9喷油泵,博世Bosch公司直列泵,直列泵：A型泵MW型泵P型泵调速器RSVRQVRQV-KR-调速器/S、Q-型号/V-全程式K-扭矩校正可正可负,直列泵和调速器的铭牌,直列泵和调速器的铭牌,喷油泵生产序列号BOSCH十位数字代码BOSCH识别码,BOSCH调速器识别码康明斯喷油泵零件号,1.螺旋槽式高压喷油泵,柱塞的往复运动：吸入、压缩燃油，提供高压燃油齿条左右移动：控制柱塞与柱塞套的相对角度，

7、改变供油量,示意图,低压油道,供油过程,供油齿条(红)的左右移动，通过油量控制套(蓝)使柱塞(白、绿)转动,油量调节原理,供油齿条通过油量控制套使柱塞转动，从而改变柱塞的有效压缩行程，以改变每个循环的供油量。,资料来源：博世公司，BOSCH In Line Bump and Governor,停机手柄停油原理,基本功能：将高压油管和油泵柱塞间的高压回路切断。喷油后将高压油管和油嘴中的压力降低到给定的静态压力。压力的降低使得喷油嘴快速而精确的闭合，同时可以避免油嘴滴油。工作过程：供油期间，高压室中产生的压力使出油阀的阀体离开座面而提升。这时燃油就通过出油阀接头和高压油管输送到喷油嘴中。油泵柱塞中

8、的控制槽一停止供油，高压室中的压力就会下降，阀体就会由于出油阀弹簧的作用拉回到它的座面上。油泵柱塞与高压回路之间的空间就会被切断直至下一个有效供油行程的开始减压环带,出油阀,C系列发动机直列泵的润滑,C系列发动机直列泵的润滑,B系列发动机直列泵的润滑,直列泵的驱动和喷油正时,活塞连杆曲轴曲轴齿轮凸轮轴齿轮喷油泵齿轮 喷油泵轴,喷油提前角过大（早）使活塞压缩负功增加，发动机功率降低，燃油消耗率增加，而且，燃烧噪声增加，柴油机工作粗暴，NOx排放增加。喷油提前角过小（迟）使后燃损失增加，发动机功率减少，燃油消耗率增加，发动机热负荷增加，发动机排气烟度增加。对应发动机一定工况，存在最佳喷油提前角。一

9、般情况下发动机转速升高，最佳喷油提前角随之增大。,喷油泵齿轮喷油泵轴C系列发动机喷油泵齿轮与喷油泵轴之间没有键B系列发动机喷油泵齿轮与喷油泵轴之间有键,2.VE旋转分配泵,滚轮座、平面凸轮,资料来源：ZEXEL公司,滚轮座、平面凸轮,资料来源：ZEXEL公司,柱塞通过平面凸轮、连轴器与驱动轴同转速运行柱塞往复运动，吸入、压缩燃油柱塞的旋转运动，控制各缸分配及正时,工作原理,柱塞、柱塞套,轴向移动压油径向旋转分配滑套控制油量,资料来源：ZEXEL公司,移动油量调节套筒的位置可以改变有效压油行程的大小。当调速器控制油量调节套筒向左移动时，有效压油行程减小，供油量减少；当油量调节套筒向右移动时，有效

10、压油行程增大，供油量增加。,油量调节套筒,特点：零件数目少，体积小，重量轻。良好的高速性（凸轮升程小）。各缸供油均匀性、供油定时一致性好。附加装置齐全受旋转分配供油的限制，最多为6缸供油。对多缸机而言，油泵轴旋转一周，柱塞往复运动几次，线速度很高。而且所有部件均通过柴油润滑、冷却，所以对柴油品质要求高（水分、杂质）注意事项：从发动机上拆装喷油泵有正时要求测量实际正时需要专用工具测量柱塞行程泵腔内充满清洁柴油，不许拆解必须在试验台上维修、调整调速器检查油水分离器，避免水进入油泵使用汽油、酒精等燃料，由于润滑性差，会造成泵的损坏,VE泵的特点和使用注意事项,四.机械式调速器,调速器的必要性,汽油机

11、,柴油机,熄火,超速飞车,对柴油机而言,其有效转矩主要决定于喷油泵的循环供油量，同时还受到机械效率、充气量和燃烧情况的影响，所以其转矩的速度特性是一个微微上凸的平坦的曲线 由于Me曲线比较平坦,因此在发动机负荷减小时,其转速容易提高,其结果使发动机容易达到很高转速而易于飞车,这种趋势即使在部分负荷特性上也仍然明显。所以为了限制柴油机在高速时的动力强度和热力强度，需要调速器限制高速 在怠速阶段，发动机无输出转矩，发动机的指示压力pi仅仅用来克服其本身的平均机械摩擦压力pm，当两者处于平衡状态时其工作转速为怠速n(如图所示)由图中可以看出,如果不装用调速器,发动机由于温度变化，其内部阻尼发生变化时

12、，发动机怠速不稳定，要么熄火，要么飞车。所以在怠速时需要调速器维持怠速稳定,柴油机怠速稳定性分析,调速器的必要性,柴油机的速度特性-扭矩,调速器的功能,限制发动机最高转速是每个调速器的基本功能。它必须保证发动机转速不超出生产商设定的最高转速。另一功能则是根据调速器的类型使发动机维持某个转速，如保持在怠速，或使转速保持在怠速和最高转速间的整个转速范内某个转速范围。调速器还具有控制功能例如：自动开始或停止起动时所需的较大的燃油供油量，即起动油量，随发动机转速(扭矩控制)和充气压力或大气压力的改变而改变全负荷油量。实现这些控制需要一些附加装置,调速器的闭环控制,两个基本输入：司机油门发动机转速一个基

13、本输出齿条行程,发动机,高压喷油泵,调速器,司机油门,起动加浓,全负荷油量,扭矩校正,增压压力,转速,齿条行程,P=T n/9550P:发动机功率(kW)喷油量T:扭矩(nm)负载n:发动机转速(rpm)例如：油门不变时负荷变化功率不变，扭矩增加，则发动机转速下降。调速器增加供油量，功率上升，造成转速上升。,调速器通过飞锤感受发动机转速飞锤的离心力与调速弹簧力平衡，发动机稳速运行两个力不平衡时（发动机转速变化造成离心力变化，或油门位置变化造成调速弹簧预紧力变化），造成滑块移动。滑块的移动通过杠杆带动供油齿条移动，改变供油量附加装置修正供油曲线。,调速器的基本原理,调速器的类型,按调速器速度调节

14、范围分：最高转速调速器它的功能是只限制最高转速。两极式调速器除了控制最高转速还控制怠速全程调速器在控制怠速和最高转速的同时还控制两者之间的转速范围。发电机组调速器用于发电机组的调速器,对调速器的要求,柴油机的要求超速控制怠速自动调整起动加浓扭矩校正空燃比控制负校正调速器应有的功能：在不同工况时(转速/油门/负荷等)，油量的确定起动工况怠速工况中间转速工况标定工况高速控制(最高空转转速)扭矩校正/负扭矩校正,调速器调速特性曲线,空燃比控制器AFC,空燃比控制器AFC,1 调速器壳体，2 起动弹簧，3 油量调节（齿）杆，4 连接杆，5 摇臂，6 摆杆，7 调速手柄，8 调速器盖，9“停车”止档-/

15、怠速止档，10 张紧杆，11 导杆，12 调速弹簧，13 怠速附加弹簧，14 扭矩校正弹簧，15 飞块，16 滑套，17 调速杠杆，18 全负荷止档。,RSV调速器结构与工作原理,1 油泵柱塞，2 油量调节（齿）杆，3 最高转速限位，4 调速手柄5 起动弹簧6 摆杆7 摇臂，8 凸轮轴，9 调速器轴10飞块11调节螺钉12“停车”限位/怠速止档13导杆，14调速杠杆，15调速弹簧，16怠速附加弹簧，17张紧杆，18扭矩校正弹簧，19全负荷止档。,起动,1怠速止档2停油止档3调速弹簧4调速杠杆5怠速附加弹簧6张紧杆7滑套,怠速转速,较低的中间转速,扭矩校正,当调速手柄移动到最高转速止档时，调速器

16、的动作与“低中间转速”中所描述的过程基本相同。当然摆杆将调速弹簧完全拉紧。调速弹簧以极大的力拉动张紧杆，使其靠在全负荷止档上。油量调节（齿）杆处于“全油量”位置。如发动机转速上升而离心力持续加大。当达到最高全负荷转速时，离心力超过调速弹簧的弹簧力，张紧杆向右移动。滑套带动导杆以及通过调速杠杆相连的油量调节（齿）杆都向“停油”方向运动（行程FG在曲线中），直到喷油泵供给新的负荷状态所需要的较小的喷油量。当发动机完全卸载的情况下会达到最高怠速转速。,最高转速,使用调速器的调速杆使发动机停车1摆杆的凸鼻，2停油止档。,用停油手柄使发动机停车1怠速止档，2停车手柄。,停车,油量调节拉杆,外弹簧座,飞锤

17、,凸轮轴,高速弹簧内座,高速弹簧,怠速弹簧,活动杠杆,调速杠杆,滑动轴,操纵臂,空燃比控制器,RQ调速器结构与工作原理,怠速时，飞锤在凸轮轴后端轴和高速弹簧座之间移动，高速弹簧不起作用。怠速转速升高，飞锤外张，油量调节拉杆后移，减油。怠速转速降低，飞锤收拢，油量调节拉杆前移，加油。,怠速转速,当转速超过最高额定转速时，飞锤继续外张，同时压缩高速弹簧和怠速弹簧，油量调节拉杆向减油的方向移动，使转 速降低。,最高转速,油门全负荷位置,飞锤与高速弹簧内座相抵，不能将高速弹簧压缩，调速器不起作用。,工作转速,空燃比控制器AFC,VE泵机械调速器,起动工况,调速手柄在怠速限位螺钉处，调速弹簧处于最松状态

18、转速上升，飞锤向外张开，调速套筒右移，推动起动杠杆9及张力杆3顺时针方向绕M1销轴转动，供油量调节套筒左移到极限位置，供油量大幅度减少。张力杠杆顺时针转动时使怠速弹簧受到压缩，最终飞锤离心力与调速弹簧张力平衡于某一位置，发动机处于怠速稳定运转，上述平衡一旦由于某种原因打破，发动机转速发生了变化，都能导致供油量调节套筒的位置发生变化，最终使怠速稳定。,怠速工况,标定工况,高速控制,五.喷油器,功用：将喷油泵供给的高压柴油，以一定的压力，呈雾状喷入燃烧室。要求：雾化均匀/喷射干脆利落/无后滴现象/油束形状与方向适应燃烧室。结构和工作原理,喷油器,喷油器回油,喷油器针阀泄漏的燃油(并润滑、冷却喷油器

19、)回到油水分离器前或燃油箱,针阀开启压力,供油压力超过喷油器针阀开启压力时，喷油器开始喷油供油压力低于喷油器针阀开启压力时，喷油器停止喷油,高压油管,输送120MPa的高压燃油脉冲到喷油器,高压油管接头：24 n.m 18 ft-lb支架固定螺栓：24 n.m18 ft-lb隔振器固定螺栓：6 n.m53 in-lb,六.直列泵的调整,拆卸、安装正时检查和调整低怠速调整,准备工作：清理碎屑拆下所有燃油管拆下控制连接杆拆下断油电磁阀线圈使用零件号为3377371 的盘车工具，缓慢转动曲轴，直到发动机正时销推入凸轮轴齿轮的孔中。确定1缸的压缩冲程上止点位置。注意：确保在确定了上止点位置后，退出发动

20、机正时销。拆下齿轮盖检修帽从喷油泵轴上拆下螺母和垫圈。,拆卸直列泵,使用零件号为3163381或3824469的拉拔器，和两条M8-1.25 x 50的8.8级螺栓，将喷油泵驱动齿轮从轴上松开。对于装有喷油泵支架的发动机，必须拆下支架。(13mm)拆下4个喷油泵固定螺母。(15mm)拆下喷油泵,安装直列泵,确保发动机的1号气缸在压缩冲程上止点。喷油泵也有一个位于调速器壳体内的正时销(1)。使喷油泵轴的位置与1号气缸的TDC相对应。装好喷油泵后，正时销反过来并存放在壳体(2)内。,拆下检修管塞(24 mm)。拆下正时销。如果正时齿没有与正时销孔对正，转动喷油泵轴，直到正时齿对正。将正时销反过来，

21、使正时销的槽口套在喷油泵的正时齿上。安装并把正时销固定到检修管塞上。,确保注油孔和先导盘用的O形密封圈安装正确，并且没有损坏。用清洁的机油润滑安装法兰。注：燃油泵驱动齿轮内径和轴外径必须洁净并且干燥，然后才能安装齿轮。使喷油泵轴滑动通过驱动齿轮，把喷油泵法兰放置到装配螺柱上。装配螺母(15 mm和13 mm)。如果装配有支架，应安装支架。装配螺母：44 Nm 32 ft-lb支架螺母：32 Nm 24 ft-lb,安装固定螺母和垫圈。扭矩：12 Nm 106 in-lb退出发动机正时销。拆下喷油泵堵塞。向喷油泵里添加清洁的机油。RSV 450 ml 0.48 qtRQV 750 ml 0.79

22、 qtRQVK 750 ml 0.79 qt安装喷油泵堵塞。力矩：28 n.m 21 ft-lb,拆下喷油泵正时销管塞。颠倒正时销的位置，安装正时销，管塞和密封垫圈。扭矩：15 Nm 11 ft-lb拧紧喷油泵驱动齿轮螺母。22 mm（PES6A喷油泵）27 mm（PES6MW喷油泵）30 mm（PES6P喷油泵）扭矩：PES6A喷油泵92 Nm 68 ft-lbPES6MW喷油泵104 Nm 77 ft-lbPES6P喷油泵165 Nm 122 ft-lb安装齿轮盖检修帽，用手拧紧。安装燃油管路和控制连杆。扭矩：高压燃油管路30 Nm 22 ft-lb减压阀管接头32 Nm 24 ft-lb

23、低压供油管接头32 Nm 24 ft-lb,利用1缸进气门确认发动机位于1缸压缩冲程上止点。在发动机前端装正时标记指针。可通过将一根铁丝拧紧在齿轮盖固定螺栓上完成。削尖减振器端的铁丝，以提高指示的准确性。在减振器上安装一个刻度条。使指针与上止点标记重合。刻度条的测量误差不得大于1 度。按照喷油泵安装步骤安装喷油泵。如果喷油泵已经安装，继续下面步骤。,正时检查和调整,拆下喷油泵上1号高压输油管路注意：2号到6号管路绝不能拆下或有松动将一段折成U型的短油管接在喷油泵供油阀座上。这根油管用来观察是否有燃油流经供油阀。管子下放一个容器，以便收集燃油或将燃油导流到溢流孔泵中。注意：不要弯折1号高压燃油管

24、从喷油泵上拆下溢流阀。把一个14mm的螺纹管塞和密封垫圈装入喷油泵的回油孔中。拆下从燃油滤清器盖到喷油器的供油管路。在溢流阀出油孔到喷油泵供油孔之间安装高压出口软管。,在进行下一步检查前，要确保燃油泵锁紧正时销被脱开。逆时针方向转动曲轴（从发动机前端看），转到TDC前大约40度的位置,调速器控制杆定位。要先给调速器控制杆定位，然后给喷油泵加压。RQV调速器油门控制杆必须在低怠速位置汽车用RQV-K调速器油门控制杆必须在高怠速位置工业用RQV-K调速器油门控制杆必须在低怠速位置RQV和RQV-K调速器均要求把停机控制杆放在全速运行位置。RSV调速器油门控制杆必须在低怠速位置。停机控制杆固定在1/

25、2行程位置。,接通溢流正时泵。检查燃油压力。压力必须在300-370 PSI 2068-2551kPa燃油必须从装在喷油泵1缸的油管中流出。如果没有燃油流出，重新检查前面各步骤的执行情况。顺时针方向缓慢转动曲轴（从发动机前端看），直到燃油开始从1缸中流出，这时1号柱塞接近“孔闭合”。继续缓慢转动曲轴，直到油流减少成快速滴落（比每秒一滴略快一点）停止盘车。这是喷油泵的静态喷油正时位置。,如果油滴没有减慢成滴落：检查调速器控制杆位置，并确保发动机处于1缸压缩冲程上止点前。关闭溢流孔泵。察看减振器刻度盘上的度数，这是溢流孔静态正时的数值。与技术规范性对比。如果喷油泵的静态正时不在规范要求范围以内：则

26、松开喷油泵齿轮固定螺母，用拉拔器拔出喷油泵齿轮。然后逆时针转动曲轴，超过上止点前40度。再顺时针转动曲轴，直到正时指针指示要求的点火正时。拧紧喷油泵齿轮固定螺母。,当发动机处于1缸压缩冲程上止点时，喷油泵正时销必须和调速器正时凸舌相对应。否则，说明必须将喷油泵送至经过授权的维修站调整，或喷油泵的安装不正确。,低怠速调整,RSV调速器,装有RSV调速器的发动机调整低怠速转速，需要同时调整低怠速螺钉（1）和怠速弹簧螺钉（2）,松开怠速弹簧螺钉（2）的锁母，拧出怠速弹簧螺钉直到发动机转速不再变化为止。松开低怠速螺钉的锁母，调整低怠速螺钉，使发动机转速低于希望的转速40-50rpm逆时针调整会使发动机

27、转速下降顺时针调整会使发动机转速上升拧紧锁母。扭矩:8 n.m 72 in-lb 顺时针拧入怠速弹簧螺钉直到达到希望的发动机怠速转速。拧紧锁母。扭矩:8 n.m 72 in-lb,RQV-K调速器,RQV或RQV-K调速器的低怠速调整，只需要调整止动螺钉,逆时针调整转速上升顺时针调整转速下降,调整调速器后要经过试验台测试。除低怠速调整外，现场禁止任何调整。人的反应速度与调速器相比，差很多。调整后果：高怠速限位螺钉？全负荷限位螺钉（最大油量）？速降(Stanadyne)？,禁止调整项目,七.旋转分配泵的拆装和调整,拆卸、安装正时检查和调整低怠速调整,博世VE泵的拆卸,拆下前齿轮室盖上的检修盖、喷

28、油泵锁紧螺母和垫圈缓慢盘动发动机的同时插入上止点定位销，确定1缸的上止点位置必须确保在确定上止点后拔出定位销Bosch VE泵必须拆下Bosch VE泵上的专用垫圈，使螺栓紧固锁定驱动轴扭矩:30 Nm 22 ft-lb将专用垫圈用金属丝缚在喷油泵上,从驱动轴上拔送喷油泵驱动齿轮使用零件号为3163381或3824469的齿轮拉拔器，和两个M8-1.25 x 50，8.8的螺栓拆下三个固定螺栓，卸下喷油泵满足Tier 2/Stage II工业用排放法规的发动机使用的喷油泵，采用直孔而非半圆键槽，并且不使用正时键拆卸喷油泵时，不要遗失驱动齿轮的键。否则会造成发动机的严重损坏拆下喷油泵密封垫并清洁

29、齿轮室表面,博世VE泵的拆卸(续),博世VE泵的安装,缓慢盘动发动机的同时插入上止点定位销，确定1缸的上止点位置安装新的密封垫NOTE:The shaft of a new or reconditioned pump is locked so the key aligns with the drive gear keyway when cylinder Number 1 is at top dead center on the compression stroke.安装喷油泵。注意键不要掉进齿轮室说明：满足Tier 2/Stage II工业用排放法规的发动机不使用正时键,Hand tighte

30、n the three mounting nuts.The pump must be free to move in the slots.NOTE:Fuel pumps on engines designed to meet Tier 2/Stage II Industrial emissions levels have straight holes(not kidney slots)and do not use a timing key.Install the pump drive shaft nut and spring washer.The pump will rotate slightly because of gear helix and clearance.This is acceptable,provided the pump is free to move on the flange slots and the crankshaft does not move.Torque Value:15 to 20 n.m132 to 177 in-lb If installing the original pump,rotate the pump to align the scribe marks.Torque Value:24 n.m18 ft-lb,问题与讨论,