《汽车发动机构造与维修》柴油机燃油系统的构造与维修（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《汽车发动机构造与维修》柴油机燃油系统的构造与维修-讲义 （1）了解柴油机燃油系统的功用、组成和类型。 （2）了解柴油机的燃烧过程及混合气的形成条件。 （3）了解柴油机燃油系统主要部件的结构和工作原理。 （4）了解柴油机燃油系统的维修。 （5）了解柴油机燃油系统的常见故障诊断与排除。 知识点一 柴油机燃油系统的概述 （一）柴油机的特点 （1）燃料：使用柴油，汽车柴油机使用 0# 轻柴油。（2）点火方式：压燃，无点火系统。（3）工作可靠性：工作可靠，故障少，使用成本低。（4）进气与燃烧：进气行程吸入空气，压缩比和过量空气系数大，燃油充分燃烧，热效率高，燃油消耗低。 （二）柴油燃油系统的功用 （1）储存、过滤和输送燃料。（2）喷油：根据柴油机不同工况，以一定压力及喷油质量将燃油定时、定量、定压地喷入燃烧室，形成良好混合气并燃烧。（3）调节供油量和转速：根据柴油机负荷变化，调节供油量并稳定转速。 （三）柴油机燃油系统的组成及工作过程 · 组成：喷油泵、喷油器、调速器、柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油提前器、高压油管、低压油管等。 · 工作过程：（1）低压油路：从油箱到喷油泵入口，油压由输油泵建立，压力较低 (0.15 - 0.30 MPa)。（2）高压油路：从喷油泵到喷油器，油压由喷油泵建立，压力较高 (10 MPa 以上)，高压油管直径和长度相等以保证供油一致性。（3）燃油回流：输油泵供应的多余柴油及喷油器顶部回油孔流出的少量柴油流回油箱。 （四）柴油机燃油系统的类型 · 按喷射系统布置方式：泵 - 管 - 喷嘴型 (柱塞式和分配式)、泵喷嘴型 (PT 燃油系统)。 · 按控制方式：机械位置式喷射系统、电控位置式喷射系统、电控时间式喷射系统、时间 - 压力控制系统 (电控共轨式喷油系统，控制喷油定时、喷油量和共轨目标油压，各代油压逐渐增大)。 （五）柴油机的燃烧过程及混合气的形成条件 1. 柴油机的燃烧过程：（1）备燃期 (A - B) ：雾状柴油吸热、蒸发、扩散，与空气混合。（2）速燃期 (B - C) ：火焰迅速传播，燃烧速度增加，急剧放热，温度和压力上升。（3）缓燃期 (C - D) ：燃气温度上升，燃烧速度变慢，喷油过程结束。（4）后燃期 (D - E) ：压力和温度降低。（5）喷油提前角：随发动机转速变化，高转速时加大，低转速时减小，以保证最高燃烧压力在合适位置。过大导致 “敲缸”，过小使水温升高、排气冒黑烟、功率下降。 2. 柴油机混合气的形成条件：（1）高过量空气系数：α 一般在 1.5 - 2.2。（2）高压缩比：一般在 16 - 22。（3）高喷油压力：至少 10 MPa 以上。（4）高速气流运动：利用进气涡流、挤压涡流加速空气与油雾混合。（5）奇形燃烧室：（6）直喷式燃烧室：单一内腔，燃油直接喷射，借助油注形状、燃烧室形状匹配及空气涡流运动形成混合气。 （7）分隔式燃烧室：由主、副燃烧室组成，通过孔道相连，混合气形成靠强烈气流运动，常见形式有涡流室式和预燃室式。 （六）柴油机燃油系辅助装置 1. 柴油滤清器及油水分离器 · 滤清器：一般为过滤式，滤芯材料多样，纸质应用最广，多串联在输油泵和喷油泵之间，有粗、细之分。 · 油水分离器：部分柴油滤清器带油水分离功能，更换时需注意密封圈。 2. 输油泵 · 作用：将柴油从油箱吸出，以一定压力 (0.15 - 0.30 MPa) 及足够数量向喷油泵输送。 · 组成：常用活塞式输油泵由泵体、活塞、进油阀、出油阀、手油泵等组成。 · 安装与驱动：安装在喷油泵泵体外侧，由喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动。 【单项选择题】柴油机燃油系统中，从油箱到喷油泵入口的油路称为（ ） A. 高压油路 B. 中压油路 C. 低压油路 D. 超低压油路 【答案】C 【解析】从油箱到喷油泵入口这段油路的油压是由输油泵建立的，其压力较低(0.15~0.30MPa)，称为低压油路，可知答案为C。 1.（单项选择题）柴油机燃油系统中，连接喷油泵和喷油器的钢制高压油管的特点是（ ） A. 直径和长度都不相等 B. 直径相等但长度不相等 C. 直径不相等但长度相等 D. 直径和长度都相等 【答案】D 【解析】为保证各气缸供油的一致性，连接喷油泵和喷油器的钢制高压油管的直径和长度是相等的，所以答案是D。 2. （单项选择题）柴油机燃烧过程中，火焰从火源向四周迅速传播，燃烧速度迅速增加的是（ ） A. 备燃期 B. 速燃期 C. 缓燃期 D. 后燃期 【答案】B 【解析】速燃期的描述为“在此期间，火焰至火源向四周迅速传播，燃烧速度迅速增加，急剧放热，使燃烧室内的温度和压力迅速上升”，故答案为B。 3. （单项选择题）柴油机的过量空气系数α一般在（ ） A. 1.0~1.5 B. 1.5~2.2 C. 2.2~2.5 D. 2.5~3.0 【答案】B 【解析】柴油机的过量空气系数α一般在1.5~2.2，答案选B。 1. （单项选择题）汽车柴油机通常使用的燃料是（ ） A. 重柴油 B. 0#轻柴油 C. 汽油 D. 煤油 【答案】B 【解析】 “汽车柴油机都使用0#轻柴油”，所以答案为B。 2. （单项选择题）以下不属于直喷式燃烧室特点的是（ ） A. 又称统一式燃烧室 B. 由凹顶活塞顶部与气缸盖底部所包围的单一内腔 C. 燃油自喷油器直接喷射到燃烧室中 D. 由主燃烧室和副燃烧室两部分组成 【答案】D 【解析】直喷式燃烧室时未提及由主燃烧室和副燃烧室两部分组成，这是分隔式燃烧室的特点，所以答案为D。 3. （单项选择题）常用活塞式输油泵安装在（ ） A. 喷油泵泵体的内侧 B. 喷油泵泵体的外侧 C. 喷油器附近 D. 柴油滤清器旁边 【答案】B 【解析】输油泵安装在喷油泵泵体的外侧，用喷油泵凸轮轴上的偏心轮驱动，可知答案为B。 · 柴油特点：轻柴油，压燃点火，高效可靠。 · 燃油功用：储滤送油，定时定量，调节稳速。 · 系统组成：低压高压，回流油箱。 · 系统类型：泵管喷嘴，电控共轨。 · 燃烧过程：备燃速燃，缓燃后燃。 · 混合条件：高过量空气，高压缩比，高喷油压，高速气流，奇形燃烧室。 · 辅助装置：滤清器，油水分离，输油泵。 知识点二 喷油泵 1.直列柱塞式喷油泵（简称柱塞式喷油泵） (1)喷油泵的作用 · 定时、定量输送高压燃油：根据柴油机工况需要，向喷油器输送高压燃油。 · 避免滴漏：确保供油停止迅速，防止喷油器滴漏。 · 多缸柴油机要求：保证各缸供油次序符合发动机发火次序，供油量均匀，喷油提前角一致。 (2)P型喷油泵 · 特点：采用不开侧窗的整体密封式泵体，提高刚性和密封性，喷油量大，喷油压力高，多用于大型柴油机的直喷式燃烧室。 · 组成：分泵及油量调节机构、传动机构、泵体等。 · 泵体：安装和支持喷油泵全部零部件，加工有低压燃油通道和润滑油道。 · P形泵挺柱：采用压力润滑方式。 ①分泵及油量调节机构 · 分泵：带有一副柱塞偶件的泵油机构，数量与发动机气缸数相等。 · 组成：柱塞及柱塞套、柱塞弹簧、下弹簧座、出油阀及出油阀座、出油阀弹簧、出油阀压紧座及减容体。 · 供油时刻调整：通过增、减凸缘套筒下面的垫片调整。 · 柱塞取出方式：必须先抽出凸轮轴，拆下底盖，从泵体下方取出。 a.柱塞式喷油泵的泵油原理 · 柱塞偶件：柱塞和柱塞套是一对不可互换的精密偶件。 · 柱塞行程：柱塞行程固定，但仅在柱塞完全封闭进、回油孔之后到柱塞螺旋槽和进、回油孔开始接通之前的行程内供油，称为柱塞有效行程。 · 供油量：取决于有效行程的长短。 b.油量调节机构（拉杆式） · 调节方式：调节拉杆往复运动，带动控制套筒和柱塞转动，改变柱塞有效行程，从而改变供油量。 · 供油开始位置：柱塞在上移行程中的供油开始位置固定，通过转动柱塞改变供油终了位置，即改变有效行程。 c.出油阀 · 组成：出油阀精密偶件位于柱塞套上方，出油阀座与柱塞套接触面为密封面。 · 减压环带：在喷油泵供油停止后迅速降低高压油管中的油压，使喷油器立即停止喷油。 · 减容体：减少高压油腔容积，改善喷油过程，限制出油阀最大升程。 ②传动机构 · 组成：凸轮轴和滚轮传动部件。 · 喷油提前器：凸轮轴前端装有喷油提前器，后端装有调速器。 · 供油间隔角：四缸发动机为 90°，六缸发动机为 60°。 · 滚轮配合：滚轮轴、滚轮衬套和滚轮相互间为滑动配合。 (3)A型喷油泵 · 工作原理：与 P 型泵相同。 · 结构差异： · 泵体形式：开有侧窗的整体式泵体。 · 柱塞套和出油阀：用出油阀压紧座直接拧紧在泵体上。 · 油量调节机构：齿条齿圈式。 · 滚轮传动件：安装在泵体中的导向孔中。 · 润滑方式：独立润滑。 (4)调速器的作用：稳定发动机转速，及时改变供油量，修正喷油泵速度特性的不良影响，防止柴油机 “飞车” 现象。 ①调速器的类型：按功能：（1）两极式调速器：控制发动机的怠速和最高转速。（2）全程式调速器：控制发动机在怠速至最高转速之间的任一给定转速。按转速传感方式：（1）气动式调速器：利用膜片感知进气管真空度变化，自动调节供油量。（2）机械离心式调速器：利用喷油泵凸轮轴旋转，使飞块产生离心力。 (5)喷油泵的驱动与喷油正时 · 驱动方式：由柴油机曲轴前端的正时齿轮通过一组齿轮驱动。 · 正时标记：曲轴正时齿轮、喷油泵驱动齿轮和中间齿轮上刻有正时啮合记号，必须对准安装。 · 喷油提前角：车用柴油机根据常用工况范围确定喷油提前角数值，安装时调好，装有喷油提前器自动调节。 2.分配式喷油泵（分配泵）的特点：泵内被低压柴油充满，对各零部件起润滑和冷却作用。组成：驱动机构、滑片式输油泵、高压分配泵头、液压式喷油提前器、调速器、电磁式断油阀及附加装置（负荷传感供油提前装置、蜡式冷起动装置、增压补偿器、大气压力补偿器）。 【单项选择题】柱塞式喷油泵的作用不包括以下哪一项（ ） A. 定时向喷油器输送高压燃油 B. 定量向喷油器输送高压燃油 C. 保证各缸喷油压力一致 D. 保证供油停止迅速 【答案】C 【解析】喷油泵的作用是按照柴油机的工况需要定时、定量地向喷油器输送高压燃油，保证供油停止迅速，且保证各缸的供油次序符合发动机发火次序，各缸供油量均匀，各缸喷油提前角一致，但未提及保证各缸喷油压力一致，所以选C。 1.（单项选择题）P型喷油泵的泵体特点是（ ） A. 开侧窗的整体式泵体 B. 不开侧窗的整体密封式泵体 C. 分体式泵体 D. 开侧窗的分体式泵体 【答案】B 【解析】P型泵采用了不开侧窗的整体密封式泵体，所以答案是B。 2.（单项选择题）A型喷油泵的油量调节机构是（ ） A. 拉杆式 B. 齿条齿圈式 C. 拨叉式 D. 杠杆式 【答案】B 【解析】A型喷油泵……油量调节机构为齿条齿圈式，故答案为B。 3.（单项选择题）四缸发动机喷油泵凸轮轴上相邻工作两缸凸轮间的供油间隔角为（ ） A. 60° B. 90° C. 120° D. 180° 【答案】B 【解析】凸轮轴上相邻工作两缸凸轮间的夹角叫作供油间隔角，四缸发动机为90°，所以选B。 1. （单项选择题）能控制发动机在怠速至最高转速之间的任一给定转速下稳定运转的调速器是（ ） A. 两极式调速器 B. 全程式调速器 C. 气动式调速器 D. 机械离心式调速器 【答案】B 【解析】全程式调速器可控制发动机在怠速至最高转速之间的任一给定转速下稳定运转，答案为B。 2. （单项选择题）VE型分配泵的驱动轴转速为曲轴转速的（ ） A. 1/2 B. 1/4 C. 1倍 D. 2倍 【答案】A 【解析】驱动轴由柴油机定时齿轮驱动，其转速为曲轴转速的1/2，所以选A。 3. （单项选择题）以下关于RQ型两极式调速器的说法正确的是（ ） A. 能自动限制柴油机最高转速和稳定其怠速，中间转速也由调速器自动控制 B. 杠杆比在怠速和高速时一样 C. 怠速时杠杆比为3.23:1 D. 高速时杠杆比为3.23:1 【答案】D 【解析】RQ型调速器只能自动限制柴油机最高转速和稳定其怠速。在最高和最低转速之间的所有中间转速，则由驾驶员用油门控制”且“怠速时杠杆比较小(1.35：1)，高速时杠杆比较大(3.23:1)，所以D正确。 · 柱塞泵：定时定量，P型密封，A型开窗，调速稳转。 · 分配泵：低压润滑，VE型全调，负荷传感，增压补偿。 · 喷油正时：正时记号，提前调节，凸轮曲轴，相对位置。 知识点三 柴油机电控燃油喷射系统 一、喷油器 1. 功用 喷油器的功用是把柴油雾化成细小的颗粒，并分布到燃烧室中。 2. 组成 喷油器主要由喷油嘴(针阀和针阀体)、喷油器体和喷油压力调整装置(顶杆、调压弹簧和调压螺钉)三部分组成。 喷油嘴是由针阀和针阀体组成的一对精密偶件。按喷油嘴结构形式的不同，喷油器可分为孔式和轴针式两种。孔式用于直接喷射式燃烧室，轴针式用于涡流室式和预燃室式燃烧室。轴针式喷油嘴从结构上又可分为圆柱形轴针式、截锥形轴针式、分流型轴针式等。 3. 种类 (1)喷油器按喷油嘴结构的不同，可分为孔式(下端加工有1~7个0.2~0.5 mm的喷孔，用在直喷式燃烧室柴油机上)、轴针式(按结构不同又分为圆柱形、截锥形和分流型)和低惯量喷油器。 (2)喷油器一般分为开式和闭式两种。车用柴油机绝大多数采用闭式喷油器。 (3)喷油器按安装方式的不同，可分为法兰连接型、螺纹连接型和螺纹套连接型，如图 3-8-6所示。 二、PT燃油系统(受压力和时间两个因素控制) PT燃油系统由柴油箱、柴油滤清器、PT 喷油器及其驱动机构(摇臂、推杆、摆臂及凸轮等)以及回油箱组成。 PT燃油泵向喷油器输送的是压力随柴油机转速变化的低压燃油；PT 喷油器对来自PT 燃油泵的低压燃油进行计算，并通过凸轮、摆臂、推杆、摇臂等组成的驱动机构，在规定的时刻驱动喷油器针阀将计量后的燃油增压，喷入燃烧室。PT燃油泵的功用是供油、调压和调速。 三、柴油机电控燃油喷射系统(电控共轨系统) 采用电控燃油喷射技术可显著降低柴油机的油耗及排污，减少噪声。柴油机电控燃油喷射技术已经经历了三代变化：喷油泵凸轴压油，电脑对调速器和喷油提前器的位置进行控制(简称位置控制)；喷油泵凸轮压油，电脑对喷油器的喷油时刻和喷油量进行控制(简称时间控制)；燃油喷射压力、喷射时间、喷射量等全部参数由电脑控制(电控共轨系统)。 电控共轨系统可分为控制和燃油供给两大分系统。控制系统由电脑、各种传感器以及喷油阀、供油量控制阀等执行器组成，对喷油压力、喷油量、喷油规律和喷油时间进行控制。燃油供给系统主要由供油泵、共轨、限压阀等组成。供油泵的功用是对输油泵供给的低压柴油进行 增压后输入共轨内，其供油压力与发动机的转速、负荷无关，是由电脑通过供油量控制阀独立控制的。电脑通过改变供油量控制阀的开启时间来改变柱塞的供油行程(油泵供油量)，从而控制共轨压力(加大供油行程，共轨压力升高；反之则降低)。 共轨系统的核心部件是高压喷油阀，其喷射压力高达250 MPa，并且可实现预喷射、主喷射、后喷射等多段喷射。最新一代的压电晶体喷油阀能对燃油进行二次加压，使喷油压力提高到300 MPa以上。 四、柴油机燃油系统的故障诊断与维修 柴油机燃油系统的常见故障有发动机不能起动或起动困难，动力不足，怠速不稳，工作粗暴，排气烟色不正常及发动机超速(飞车)等。维修的关键件是柱塞副、出油阀和喷油嘴三大精密偶件。它们在很高的压力下工作，要求有足够的密封性，以保证油压的形成。 三大精密偶件同时磨损后，会导致喷油时间滞后、喷油延续角减小、喷油量减小、喷雾质量变坏等。因此，在修理作业中，一般用密封性及滑动性试验以及各种油压调节试验，或采用外观目测的方法来判断精密偶件配合的技术状态。 【单项选择题】柴油机燃油系统维修的关键件不包括以下哪个（ ）。 A. 柱塞副 B. 出油阀 C. 活塞环 D. 喷油嘴 【答案】C 【解析】维修的关键件是柱塞副、出油阀和喷油嘴三大精密偶件，不包括活塞环，所以选C。 1.（单项选择题）喷油器把柴油雾化成细小颗粒后，分布到（ ）中。 A. 进气管 B. 燃烧室 C. 活塞顶部 D. 气缸壁 【答案】B 【解析】喷油器的功用是把柴油雾化成细小的颗粒，并分布到燃烧室中，可知答案为B。 2.（单项选择题）用于直接喷射式燃烧室的喷油器是（ ）。 A. 孔式 B. 轴针式 C. 低惯量喷油器 D. 开式喷油器 【答案】A 【解析】孔式用于直接喷射式燃烧室，所以答案是A。 3.（单项选择题） PT燃油系统中，向喷油器输送低压燃油的是（ ）。 A. 柴油滤清器 B. 柴油箱 C. PT燃油泵 D. 回油箱 【答案】C 【解析】PT燃油泵向喷油器输送的是压力随柴油机转速变化的低压燃油，可知答案为C。 1.（单项选择题）柴油机电控燃油喷射技术的第三代是（ ）。 A. 位置控制 B. 时间控制 C. 电控共轨系统 D. 压力控制 【答案】C 【解析】柴油机电控燃油喷射技术已经经历了三代变化……燃油喷射压力、喷射时间、喷射量等全部参数由电脑控制（电控共轨系统），所以选C。 2. （单项选择题）电控共轨系统的燃油供给系统中，供油泵的供油压力由（ ）独立控制。 A. 电脑通过供油量控制阀 B. 发动机转速 C. 发动机负荷 D. 喷油阀 【答案】A 【解析】供油泵的功用……其供油压力与发动机的转速、负荷无关，是由电脑通过供油量控制阀独立控制的，故答案为A。 3. （单项选择题）共轨系统的核心部件是（ ）。 A. 供油泵 B. 共轨 C. 高压喷油阀 D. 限压阀 【答案】C 【解析】共轨系统的核心部件是高压喷油阀，可知答案是C。 · 喷油器：雾化柴油，孔式轴针，闭式多用，安装多样。 · PT系统：低压供油，计量增压，供油调压调速。 · 电控共轨：三代发展，全控压力时间量，高压喷油多段射。 · 故障维修：起动困难动力差，精密偶件是关键，密封滑动试验查。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$