柴油滤清器与油泵、调速器、喷油器在《汽车构造》中的作用

柴油发动机是压燃做功的，它要求进入气缸的燃油清洁度高，雾化很好。这就要求燃油要过滤得好，燃油压力要高，这些要求主要靠柴油滤清器和油泵来完成。

2.7.3.1 柴油滤清器与输油泵

1.柴油滤清器

（1）作用 除去柴油中的尘土、水分或其他机械杂质和温度变化及空气的接触过程从柴油中析出的少量石蜡，以降低对精密偶件的磨损，从而提高功率，降低油耗。

（2）分类 有柴油粗滤器和柴油细滤器，如图2-137所示。

图2-137 柴油粗滤器和柴油细滤器

（3）柴油滤清器结构 如图2-138所示，右侧图为两级柴油滤清器。

2.输油泵（低压供油系统）

（1）作用 保证低压油路中柴油的正常流动，克服柴油滤清器和管路中的阻力，并以一定的压力向喷油泵输送足够量的柴油。输油量约为柴油机全负荷最大耗油量的3～4倍。其过程是将过滤后的清洁燃油输入喷油泵的低压油腔，并将多供和喷油器泄漏的柴油送回油箱。系统中的油箱、低压油管、柴油滤清器、输油泵一般称为燃油系统的辅助装置。输油泵输油压力通常为0.1～0.25MPa。

图2-138 柴油滤清器结构简图

（2）结构形式 活塞式、转子式、滑片式、齿轮式等。

（3）活塞式输油泵的组成 如图2-139和图2-140所示。

（4）活塞式输油泵工作原理 其构成如图2-141所示。

1）吸油和压油行程：偏心轮转过，活塞上行，下腔容积增大，产生真空，进油阀开启，柴油经进油口进入下泵腔。同时，上泵腔容积缩小，压力增大，出油阀关闭，上泵腔中的柴油经出油口压出。

2）准备压油行程：偏心轮推动滚轮、挺柱和活塞向下运动，下泵腔油压增高，进油阀关闭，出油阀开启，柴油从下腔流入上腔。

3）输油量的自动调节：输油泵供油量大于喷油泵需要量时，上泵腔油压增高，与活塞弹簧弹力相平衡时，活塞便停止泵油。

4）手动泵工作：用手动泵上下运动来泵油，清除燃油系统内的空气。

图2-139 手动泵与机动泵总成示意图

图2-140 手动泵（左）与机动泵（右）构成示意图

图2-141 活塞式输油泵的结构示意图

2.7.3.2 直列柱塞式喷油泵

1.功用

按照发动机的工作顺序和负荷大小，定时、定量、定压地向喷油器输送高压柴油。

2.分类

（1）柱塞式喷油泵

（2）喷油泵—喷油器

（3）转子分配式喷油泵（VE）

3.A型喷油泵（直列柱塞式组合喷油泵）

A型喷油泵的构成：A型喷油泵主要组合大件由泵体部分、分泵、油量调节机构、传动机构等构成，如图2-142所示。

图2-142 A型喷油泵外形图

（1）泵体部分 其形式主要有整体式和可分开式。

（2）分泵的构造（以柱塞式喷油泵为例）

分泵：每个气缸所对应的一套柱塞副、出油阀副等零件组成的高压泵油机构。分泵由高压油管接头、减容器、出油阀弹簧、出油阀副、柱塞副、柱塞弹簧及座、挺柱组成，柱塞式喷油泵构成示意图如图2-143所示。

1）柱塞偶件。

①结构：柱塞上有直槽、45°斜槽（两槽相通），柱塞套上有径向油孔（与低压油腔相通）。定位槽精密配合偶件：配合间隙为0.0015～0.0025mm。要求：成对使用，不能互换。拆装维修时要做好记号，如图2-143b所示。

②工作原理：柱塞式喷油泵的柱塞通过凸轮驱动，上行对燃油实施加压过程工况如图2-144所示。

2）油量调节偶件。

①供油有效行程：柱塞顶面封闭柱塞套径向油孔至柱塞斜槽露出径向油孔前柱塞上移的行程，用h_g表示。h_g决定了喷油泵每循环供油量（Δg），如图2-145a所示。

②调节供油量方法：转动柱塞——改变h_g——改变循环供油量Δg。停油：直槽对准油孔。

图2-143 柱塞式喷油泵构成示意图

图2-144 柱塞上行泵压油过程示意图

3）出油阀偶件。

①作用：防止燃油倒流，保证供油迅速，停油干脆。出油阀偶件包括出油阀体（密封锥面、十字截面、减压环带）、出油阀座（内密封锥面、内圆柱面）和出油阀弹簧，如图2-145b所示。

②减容器的作用：减小高压腔的容积，限制出油阀升程。

4）油量调节机构。

①种类：拨叉式、齿杆式。

②组成：拨叉式由油量调节拉杆、拨叉、调节臂组成，如图2-146b所示；齿杆式由油量调节齿杆、调节齿圈、旋转衬套、凸块组成，如图2-146a所示。

图2-145 油量调节出油阀偶件示意图

图2-146 齿杆式及拨叉式油量调节机构示意图

③工作过程：油量调节是通过拉齿杆带动齿轮旋转柱塞，改变其有效行程来完成的。齿杆是由驾驶人或调速器来控制移动的。柱塞泵油量调节示意图如图2-147所示。

图2-147 柱塞泵油量调节示意图

5）传动机构——驱动柱塞往复运动。

滚轮传动部件：滚轮、长槽、垫块、凸轮轴（按做功顺序排列凸轮）。改变挺柱高度，可以改变供油提前角。驱动柱塞运动的传动机构示意图如图2-148所示。

图2-148 驱动柱塞运动的传动机构示意图

4.转子分配式喷油泵

（1）径向压缩式分配泵

1）组成：滑片式二级输油泵、高压泵、油量控制阀、供油提前角自动调节机构。

2）工作过程：进油、泵油和配油三个过程。

3）优缺点：有零件数目少、结构紧凑、通用性高、防污性好等优点；由于对分配转子和分配套筒、柱塞和柱塞孔的配合精度要求较高，滚柱座结构复杂及内凸轮加工不便等缺点，所以近年来已很少应用。

（2）轴向压缩式分配泵（VE泵）

1）外形：轴向压缩式分配泵（VE泵）外形及实物如图2-149所示。

图2-149 轴向压缩式分配泵（VE泵）外形及实物图

2）构成：轴向压缩式分配泵（VE泵）的构成及供油系统如图2-150所示。

①VE泵分配柱塞驱动机构。平面凸轮盘、滚轮架及滚轮使分配柱塞既转动又轴向移动，滚轮架固定不动；四缸发动机，分配柱塞转一周，往复运动四次。VE泵分配柱塞的驱动机构构成简图如图2-151所示。

②VE泵分配柱塞构成：VE泵分配柱塞构成如图2-152所示。

3）工作原理

①供油过程：当平面凸轮盘的凹下部分转至与滚轮接触时，柱塞弹簧将分配柱塞向左推移，柱塞腔容积增大。进油槽与柱塞套上的进油孔相通，柴油经油道流入柱塞右端腔室和中心油道内，如图2-153a所示。

图2-150 轴向压缩式分配泵（VE泵）的构成及供油系统图

图2-151 VE泵分配柱塞的驱动机构构成简图

图2-152 VE泵分配柱塞构成图(www.xing528.com)

②泵油过程：平面凸轮盘凸起部分与滚轮接触时，分配柱塞边转边右移。进油孔关闭，柱塞腔内燃油压力升高，柱塞上分配孔与柱塞套上的出油孔之一相通，高压柴油即经中心油道、分配孔、出油阀流向喷油器，喷入燃烧室，如图2-153b所示。

③停油过程：柱塞在平面凸轮的推动下继续右移，左端的泄油孔移出油量调节套筒与分配泵内腔相通时，柱塞腔内的高压油立即经泄油孔流入泵体内腔中，柴油压力立即下降，供油停止，如图2-153c所示。

④泵油提前角自动调节过程：a）稳定运转时活塞左右端力相等，处于平衡位置；b）转速升高时二级滑片式输油泵出口压力增大，活塞右端压力增大，活塞左移，带动滚轮架转动一定角度，供油提前；c）转速降低时与前述相反，如图2-154a所示。

图2-153 VE泵供油、泵油及停油过程示意图

图2-154 VE泵供油提前角调整及停车熄火过程示意图

4）发动机停机。起动开关旋至OFF位置，电磁式断油器电路断开，阀门在回位弹簧的作用下关闭，切断油路，发动机停机，如图2-154b所示。

2.7.3.3 调速器

1.功用

调速器能根据发动机负荷变化而自动调节供油量，从而保证发动机的转速稳定在很小的范围内变化。

2.喷油泵的速度特性

当油量调节拉杆位置一定时，供油量随转速升高而增加，随转速下降而减少，如图2-155所示。

图2-155 油量调节简述文字结构图

3.分类

1）按功能分有两速调速器、全速调速器、定速调速器和综合调速器。

2）按转速传感分有气动式调速器、机械离心式调速器和复合式调速器。

4.两速调速器

（1）作用 自动稳定和限制柴油机最低与最高转速，而在所有中间转速范围内则由驾驶人控制。

（2）结构 两级式调速器构成示意图如图2-156所示。

图2-156 两级式调速器构成示意图

（3）工作原理

1）稳定怠速：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，如图2-157a所示。

2）限制超速：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，如图2-157b所示。

3）工作转速：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，两级式调速器工作转速时状况示意图如图2-158所示。

5.全速调速器

（1）结构 全速调速器构成示意图如图2-159所示。

图2-157 两级式调试器工况示意图

图2-158 两级式调速器工作转速时状况示意图

图2-159 全速调速器构成示意图

（2）工作原理

1）起动。起动开始，飞锤收拢，油门踏板踩到底，调速杠杆抵高速螺钉，调速弹簧拉伸，起动弹簧使起动杠杆上端和调速套筒左移到极限位置，并在张力杠杆凸起销和起动杠杆之间出现间隙A，油量调节套筒左移至最大供油量位置。如图2-160a所示。

图2-160 全速调速器起动及怠速工况示意图

2）怠速。调速杠杆抵怠速限位螺钉，调速弹簧无张力，起动弹簧被压缩，飞锤离心力与怠速弹簧弹力相互作用。怠速转速升高，张力杠杆上端压缩怠速弹簧右移，油量调节套筒左移，供油量减少，反之，相应零件运动方向相反，如图2-160b所示。

3）中速和高速。调速杠杆抵高速限位螺钉，转速升高，飞锤离心力增大，调速套筒右移，同时推动起动张力杠杆顺时针摆动，油量调节套筒左移，供油量减少，转速不再升高，反之亦然，如图2-161a所示。

图2-161 全速调速器中速和高速及超速工况示意图

4）超速。在调速杠杆处于高速位置时，如果负荷突然减小，则转速迅速升高，此时飞锤离心力迅速增大，调速套筒右移，推动起动和张力杠杆以N点为轴顺时针转动，油量调节套筒左移，供油量减少，从而防止柴油机飞车，如图2-161b所示。

（3）喷油提前角调节装置

1）喷油提前角的概念：指喷油器开始喷油至活塞到达上止点之间的曲轴转角。

2）喷油提前角调节的原因。喷油提前角过大，喷油时气缸内空气温度较低，混合气形成条件差，备燃期长，工作粗暴。喷油提前角过小，大部分柴油在上止点以后、活塞处于下行状态时燃烧，使最高工作压力降低，热效率显著下降，发动机功率下降，排气冒白烟。

3）最佳喷油提前角：指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。

4）联轴器（连接器）功用：用于连接喷油泵凸轮轴与其驱动轴。

构成：联轴器（连接器）构成简图如图2-162所示。

图2-162 联轴器（连接器）构成简图

（4）供油提前角自动调节器

1）功用：随发动机转速的变化自动改变供油提前角。

2）构成：供油提前角自动调节器构成简图如图2-163所示。

图2-163 供油提前角自动调节器构成简图

3）工作原理：供油提前角自动调节器工作状态如图2-164所示。

图2-164 供油提前角自动调节器工作状态简图

2.7.3.4 喷油器

1.功用与形式

（1）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。

（2）形式 目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式和轴针式两种。

（3）要求 ①雾化均匀；②喷射干脆利落；③无后滴现象；④油束形状与方向适应燃烧室。

2.孔式喷油器（图2-165）

图2-165 孔式喷油器构成示意图

（1）应用 直接喷射燃烧室，孔数1～8个，孔径0.2～0.8mm。

（2）特点

1）喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应，以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁上。

2）喷射压力较高。

3）喷油头细长，喷孔小，加工精度高。

3.轴针式喷油器（图2-166）特点

1）不喷油时针阀关闭喷孔，使高压油腔与燃烧室隔开，燃烧气体不致冲入油腔内引起积炭堵塞。

2）喷孔直径较大，便于加工且不易堵塞。

3）针阀在油压达到一定压力时开启，供油停止时，又在弹簧作用下立即关闭，因此，喷油开始和停止都干脆利落，没有滴油现象。

4）不能满足对喷油质量有特殊要求的燃烧室需要。

图2-166 轴针式喷油器喷嘴部构成及工作简图

4.高压泵和喷油器合为一体的泵喷器。

对于多缸机每缸都配一个泵喷器，泵喷器的结构如图2-167所示。

图2-167 泵喷器总成结构图