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柴油机燃油供给系统介绍 燃油供给系是柴油机的重要组成部分，它直接影响到柴油机的动力性、经济性以及噪声、排放等性能指标。柴油机的燃料是柴油，由于粘度大、蒸发性差，故采用高压喷射的方法，将柴油直接喷入气缸并迅速形成可燃混合气。同时，借助接近压缩终了时形成的高温、高压条件，自行着火燃烧。因此，柴油机燃油供给系统的功用是根据柴油机的工作要求，定时、定量、定压地将雾化质量好的柴油，按一定的喷油规律喷入气缸，并使其与空气迅速混合燃烧。一、燃油供给系统的组成 柴油机燃油供给系统一般由柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器以及高、低压输油管路等组成。柴油机的燃油供给系如下图所示。发动机的回转由联轴节或驱动齿轮通过提前器传递给喷油泵的凸轮轴，凸轮轴的回转能够驱动输油泵。由输油泵从油箱内吸进燃油。燃油就通过输油泵，以 1.8-2.5kg/cm2 压力送往燃油滤清器。由燃油滤清器过滤的燃油通过喷油泵内的燃油腔送往柱塞。由于凸轮轴的回转，柱塞上行，燃油压力达到高压通过高压油管和喷油器流入喷油嘴。当送往喷油嘴的高压燃油达到喷油器规定的始喷压力以上时，就以雾状喷射于发动机燃烧室。由输油泵送来的燃油量达到喷油泵最大喷量的一倍以上，当剩余燃油压力超过装配在燃油滤清器及喷油泵的溢流阀规定（设定）压力时，就回到油箱。此外 润滑喷油嘴和喷油器内部的燃油就由喷油器的溢流接头部分回到燃油箱或燃油滤清器。通过输油泵的手泵将燃油从油箱输送到喷油泵，对燃油管系进行排气。二、喷油泵 如图所示为 P 型喷油泵的结构。泵体没有侧盖板，是完全的密闭式结构。如下图所示，柱塞和出油阀等固定于法兰套，成为一个柱塞整体部件固定在泵体上。柱塞套由压入于法兰套的定位销定位，出油阀由出油阀紧座固定于法兰套，并且用螺母固定在泵体上。法兰套外侧，为防止由于喷射终了时燃油反流而侵蚀泵体，用弹簧卡环装了挡油圈。为防止漏油，出油阀上面装有用于防止高压漏油的金属密封垫，出油阀紧座装有 O 型圈。柱塞与柱塞套装配在一起的同时，柱塞下部的扁块嵌入油量控制套筒槽里。油量控制套筒焊有钢球，钢球进入 L 型拉杆的切口里。喷油泵下部装有使柱塞工作的凸轮轴，凸轮轴是由发动机通过联轴节或驱动齿轮驱动的。挺杆用以将凸轮轴的回转运动转换为上下的往复运动，使柱塞进行往复运动。此外，柱塞弹簧用以将由凸轮轴推动向上行的柱塞向下移动。泵壳体底部有一块由许多螺栓固定的盖板。一般的 P 型泵，采用了发动机的润滑油循环的强制循环方式，发动机的润滑油从开在挺杆滑动部分的入口，强制地被输往喷油泵的凸轮轴室，对凸轮轴室和调速器室进行润滑后，再次回到发动机内部。喷油泵的工作是通过联轴节（或驱动齿轮）和提前器向凸轮轴传递发动机的回转，然后由挺杆把这回转运动转换为往复运动，使各缸的泵元件（柱塞总成）进行工作。柱塞由凸轮轴推动向上行，在柱塞弹簧的作用下向下移动。即进行着往复运动（上、下）。泵壳体内有储油室，经常充满着经燃油滤清器过滤的低压燃油，柱塞套的进排油孔与这储油室是相连接的。当凸轮轴进入挺杆的下行行程时，柱塞在柱塞弹簧的作用下也向下移动，当柱塞上端面下降到柱塞套上的进、排油孔时，燃油就开始充入柱塞套的内部。当柱塞下行到最低位置时，结束进油。然后，凸轮轴的回转进入挺杆的上行行程时，边压缩柱塞弹簧边推动柱塞向上行。当柱塞上端面封闭柱塞套上进、进油孔时开始压缩燃油。把这封闭位置称为静喷射开始状态。柱塞再上升，当燃油压力高于出油阀弹簧的预紧力和高压油管内的燃油残余压力时，使出油阀上升，开始往喷油器强制输送燃油，通过柱塞的上行，继续喷油。当柱塞再继续上升，使柱塞缺口（螺旋槽）与柱塞套上的进排油孔一致时，被压缩的燃油就会立即进入储油室，因此柱塞套内的压力迅速下降，出油阀将由于出油阀弹簧往下压而回位，结束燃油的喷射。即使柱塞再上升也不会喷射燃油。由柱塞送出的燃油的增减，是通过改变柱塞有效行程的方法进行的。改变有效行程的机构，如图所示。柱塞套由定位销固定于法兰套，不可能活动。但是，柱塞却即能上下运动也能进行回转方向的运动。柱塞的 T 字形扁块嵌入油量控制套筒槽里，油量控制套筒上焊有钢球，钢球嵌入 L 形拉杆的控制槽内。因此，当拉动拉杆时就能使所有气缸的柱塞同时转动，以改变有效行程 增减喷油量。所谓有效行程就是从静喷射开始状态到完成喷射的实际输出燃油期间。这期间与喷油量成正比例。（如图）柱塞副 柱塞具有使燃油达到高压和增减喷油量的作用，是喷油泵中最重要的零件。因此，对柱塞和柱塞套的滑动部分进行了超精加工，不可改变组合或分别更换零件。柱塞上有缺口（螺旋槽），在这螺旋槽端部有立槽，通到柱塞上端部。柱塞套上在 180的对称位置设有 2 个进排油孔。此外，柱塞也在 180的对称位置加工了形状相同的缺口（双螺旋槽柱塞），目的在于喷射终了后，使柱塞上面的燃油迅速地回到储油室。当柱塞L 端部封闭柱塞套的进排油孔时就开始喷射，当柱塞的缺口（螺旋槽）打开柱塞套的进排油孔时就立即结束喷射。将这期间称为有效行程。此外，作为使柴油机停车方法之一，操作拉杆使柱塞处于不喷射状态。出油阀总成 出油阀总成是由出油阀及出油阀座组成的。当由柱塞送来的高压燃油大于出油阀弹簧的作用力和高压油管内的燃油残余压力时，就压缩出油阀弹簧而打开出油阀，燃油就通过高压油管向喷油器供油。（如图）接着，柱塞的缺口（螺旋槽）打开柱塞套的进排油孔时就结束供油，出油阀将由出油阀弹簧迅速关闭。然而，为能迅速地进行下次喷射，要在高压油管内保持残余压力。出油阀具有防止燃油反流的作用。另一方面，如果残余压力过高则有可能出现燃油的滴漏现象。因此，要吸回相当于减压环带的吸回行程（a）的高压油管内燃油，以调整残余压力，改善喷油的结束状态，防止喷油嘴的滴漏现象。凸轮轴 凸轮轴由发动机的驱动轴通过联轴节或齿轮、提前器回转，然后通过挺杆和偏心轮使柱塞和输油泵工作。凸轮形状有切线凸轮、圆弧凸轮和偏心凸轮。此外也有组合了这些形状的组合式凸轮。这些凸轮要根据发动机的规格参数选用。一般作为驱动柱塞的凸轮，使用切线凸轮或组合式凸轮（通带是组合曲线凸轮和偏心凸轮）。（如图）此外，作为专门驱动输出泵的凸轮，装有偏心凸轮。挺杆 挺杆将凸轮轴的回转运动转换为 使柱塞进行上下的往复运动。挺杆是由右图所示零件组成的。三、调速器 1.调速器的功用 调速器的功用就是在柴油机工作时，能够随着外界负荷的变化自动调节供油量，使柴油机的工作保持定。2.调速器的结构 装载机用柴油机的调速器大都采用机械全程式调速器，其结构大致相同。如图就是 RFD 型调速器结构图。RFD（K）型调速器具有独特的杠杆机构，可以根据不同工况改变杠杆比。怠速工况，杠杆比小，以便低速时飞锤离心力较小的情况下对拉杆也有足够的控制能力，从而获得低而稳的怠速。而在高速时，杠杆比大，控制灵敏。RFD（K）型调速器既可以作为两极式用于车辆，又可以作为全程式用于工程机械。尤其适用于起重汽车等工程用车；行车时用两极手柄，停车作业时使用全程手柄。RFD（K）型调速器具有负校正装置，它的功能是当发动机在全负荷高速范围时，增加供油量以提高发动机的输出功率，而在全负荷低速范围时则减少供油量，以便降低黑烟排量。与 RF D 型调速器结构基本相同，只是 RFD（K）型调速器装有负校正装置。负校正摇架一端由销钉与导杆相连，另一端通过浮动杆轴与浮动杆相连，摇架和导杆之间装有复位扭簧，拉力杆上装有支点调节螺栓，以调整负校正行程，该螺栓头部与摇架内的销轴接触。当负校正机构起作用时，调节螺栓会推动摇架，使供油拉杆向增油方向移动。在拉力杆下端装有怠速弹簧和负校正弹簧，其它与RF D 型调速器一样。（如上图）四、喷油提前角调节装置 喷油提前角的大小对柴油机工作过程的影响很大，喷油提前角过大，由于喷油时气缸内的空气温度较低，混合气形成的条件较差，备燃期延长，将导致柴油机工作粗暴。而喷油提前角过小将使燃烧过程延后过多，气缸内所能达到的最高压力较低，热效率也显著下降，并且排气管中常有白烟冒出。因此，为了保证柴油机有良好的性能，必须选定最佳喷油提前角。最佳喷油提前角就是在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。大多数装载机用柴油机加装了一套供油提前角自动调节装置，使之能随着柴油机的转速及负荷的变化，使柴油机在各种工况下尽量保证最佳性能。在实际使用中通常通过喷油泵联轴节固定一个给定的最佳喷油提前角，为初始的供油提前角。在此基础上，再通过喷油提前角自动提前器随柴油机转速变化，在一定范围内自动调节各种工况下的喷油时间。相对于固定的提前角来说，喷油提前角自动调节装置调节的幅度较小。1.喷油角度自动提前器 喷油角度自动提前器用于转速和负荷变化较大的柴油机，它能自动地使喷油泵的供油提前角度随柴油机转速变化而变化。从而保证柴油机在主要工作转速范围内获得良好的性能，目前，大部分喷油泵上配用供油提前角自动（提前器）调节器为机械离心式结构，其工作原理基本上大同小异。近年来出现了液压式和电子式等供油提前角自动调节装置，但尚未在柴油机上大量使用。2.喷油泵联轴节 喷油泵联轴节设在喷油泵驱动齿轮与供油角度自动提前器（或喷油泵）之间。它是驱动喷油泵的中间装置。、在联轴节上还设有调整喷油时间的装置。如果需要调整喷油时间，可松开主动盘（或传动钢片）上的弧形孔槽连接螺钉，然后将提前器壳体转动一适当角度，并将锁紧螺钉拧紧即可。调整的角度大小，可以根据联轴节上标示的相对刻线作为参考坐标来确定。3.供油提前角的调整 （1）将飞轮转到第一缸压缩行程上止点前规定的喷油提前角度位置。以WD615 型柴油机为例，FM 泵为 15-2，BOSCH 泵为 20-2。转动飞轮时要沿着柴油机的旋转方向，不可倒转！（2）按油泵的旋转方向转动高压油泵传动端，使之固定在一缸供油位置，其判别方法是：将提前器的刻线（FB）与泵体上的指示板刻线对齐。（3）联轴器上的角度调节板六角螺栓 M1255 扭紧到规定力矩 100Nm 即可。（4）反向盘转飞轮少许，再正转，注意观察，重新核对一缸供油提前角，使第（1）与（2）同时满足，即调整正确，否则应按上述步骤重新调整。用小吊桶或手压输油泵向高压泵供油，卸下一缸高压油管接头，一边转动高压油泵凸轮轴，一边仔细观察一缸出油阀紧座内的油面，一旦出现油面上升即停止转动高压油泵凸轮轴，此时的位置就是一缸供油位置。倒盘飞轮少许（不少于曲轴转角 120），再正盘飞轮，同时观察出油阀紧座的油面，一旦油面上升，则查看飞轮上的规定喷油提前角度的刻线与飞轮壳上的刻线是否对正。若对正，则说明调整正确，否则应重新调整；直到调整正确为止。五、喷油器 喷油器的功用是将柴油雾化成较细的颗粒，并把它们分布到燃烧室中。根据混合气形成与燃烧的要求，喷油器应具有一定的喷射压力和射程，以及合适的喷柱锥角。此外，喷油器在规定的停止供油时刻应能迅速地切断燃油的供给，不发生滴漏现象。目前，工程机械用柴油机绝大多数采用闭式喷油器，其常见型式有两种：孔式喷油器和轴针式喷油器。以孔式喷油器最为常见。1.孔式喷油器 孔式喷油器主要用于具有直接喷射燃烧室的柴油机。装载机用柴油机就是这种柴油机。喷油孔的数目范围一般为 18，喷孔直径一般为 0.20.8mm。喷孔数和喷射角度的选择视燃烧室的形状、大小及空气涡流情况而定。在喷油器工作期间，会有少量柴油从针阀与针阀体的配合表面之间的间隙漏出。这部分柴油对针阀起润滑作用，并沿顶杆周围的空隙上升，通过空心螺栓进入回油管，流回柴油滤清器或柴油箱。2.轴针式喷油器 轴针式喷油器的工作原理与孔式相同。其结构特点为针阀下端锥面以下还延伸出一个轴针，其形状一般为圆柱形或倒锥形等。六、燃油供给系统辅助装置 为了保证向喷油泵输送足够的清洁燃油，在柴油机燃油供给系统的低压油路中装有输油泵和柴油滤清器。1.输油泵 输油泵的功用是使柴油产生一定的输送压力以克服管路及滤清器的阻力，保证连续不断地向喷油泵输送足够的柴油。输油泵的结构型式有活塞式、膜片式、齿轮式和滑片式等多种。由于活塞式输油泵具有结构简单、使用可靠、加工安装方便等优点，目前在柴油机上应用最为广泛。活塞式输油泵主要由输油泵体、机械油泵总成（包括滚轮部件、顶杆、输油泵活塞以及弹簧等）、手油泵总成、进出油止回阀以及溢流阀等零部件组成。喷油泵凸轮轴转动时，轴上的凸轮推动顶杆和输油泵活塞向下运动。当凸轮的凸起部分转到上方，活塞被弹簧推动向上移动时，其下方的容积增大，产生真空度，使进油止回阀开启，柴油便从进油孔经进油道被吸入泵体的前泵腔。与此同时，活塞上方的泵腔（后泵腔）容积减小，油压增高，出油止回阀关闭，后泵腔中的柴油从出油管接头上的孔道经空心螺栓被压出，流往柴油滤清器，经过滤后进入喷油泵。当活塞被凸轮和顶杆推动下移时，前泵腔中的油压升高，进油止回阀关闭，出油止回阀开启。同时后泵腔中的容积增大，产生真空度，于是柴油自前泵腔经出油止回阀流入后腔泵。如此反复，柴油便不断被送入柴油滤清器，最后被送入喷油泵。当输油泵的供油量大于喷油泵的需要量或柴油滤清器的阻力过大时，油路和后泵腔油压升高。若此油压与弹簧的弹力相平衡，则活塞便停留在某一位置，不能回到在后泵腔中的极限位置。此时，活塞的行程减小，从而减少了输油量，并限制油压的进一步升高，这样，就实现了输油量和供油压力的自动调节。手油泵总成主要由手油泵泵体、活塞、手柄和弹簧等组成。当柴油机长时间停机后欲再起动时，应先将柴油滤清器或喷油泵上的放气螺钉拧开，再将手油泵的手柄旋开，往复抽按手油泵的活塞。活塞上行时，进油止回阀打开，柴油经进油止回阀被吸入手油泵泵腔；活塞下行时，进油止回阀关闭，柴油从手油泵泵腔经机械油泵下腔和出油止回阀流入并充满柴油滤清器和喷油泵低压腔，并将其中的空气驱除干净。供油系统中混入的空气被排净之后拧紧放气螺钉，旋紧手油泵手柄后，方可起动柴油机。2.柴油滤清器 在柴油机供油系统通常还装有柴油滤清器，以过滤柴油中的机械杂质和水分。很多柴油机上设有粗、细两级滤清器，也有的只用单级滤清器。此外，有的还装有其它辅助滤清元件。输油泵泵出的柴油，经进油管接头进入柴油滤清器壳体，再渗透过滤芯而进入滤芯内腔，最后输送给喷油泵。在此过程中，柴油中的机械杂质和尘土被滤去，水分沉淀在滤清器壳体内。柴油机每工作 100 小时，应拆开滤清器，清除沉积在壳体内的杂质和水分，必要时还应更换滤芯。