第二节　燃油供给系统概述

一、燃油供给系统的功用

燃油供给系统的功用是向气缸供给清洁的空气，以及按柴油发动机各种工况的要求定时、定量地向燃烧室喷入高压燃油，并将燃烧的废气排到大气中去。各部分的作用如下。

1.喷油泵

喷油泵的作用是将一定量的燃油提高到一定的压力，并按发动机各缸活塞的运动规律适时、适当地分配供给各燃烧室。

2.调速器

调速器是一种自动调节喷油泵供油量的装置。它能根据柴油发动机负荷的变化自动做相应的调节，使柴油发动机能以较稳定的转速进行运转，从而保证柴油发动机既不会产生超速，也不会在怠速时造成熄火。

3.供油自动提前器

供油自动提前器可以自动调整喷油提前角，其目的是为了使发动机从低速到高速的整个转速范围内都能够获得最佳的燃烧状态。

4.输油泵

柴油车的喷油泵和油箱的安装位置一般是分开的，而且油箱也不可能为了达到供油自流的目的而安装得很高。输油泵的作用就是保证从油箱吸入足够数量的燃油并加压送往喷油泵。装在输油泵上的手油泵的作用是用于柴油发动机启动前对低压油路中残存空气的排除。

5.喷油器

喷油器可以把喷油泵送来的高压燃油雾化成较细的颗粒，并以一定的设计角度向发动机燃烧室内喷射。

二、燃油供给系统的要求

燃油供给系统是柴油发动机的重要组成部分，按柴油发动机的工作要求，将适量的燃油在适当时刻，以适当的空间状态喷入燃烧室内，以保证混合气的形成及燃烧过程能在最有利的条件下进行，从而使柴油发动机获得良好的经济性、动力性、稳定性及排污、噪声等指标。主要应满足下列性能要求。

①能随时测量发动机负荷的变化，且能使供油量自动灵敏地进行自行调整，并往各缸做均匀的喷射。

②应能根据转速和负荷的变化自动地改变喷油正时（即自动调整喷油的提前时间）。

③喷射的燃油必须获得充分的雾化，并能以最佳的状态引起燃烧。

④对外界环境（例如温度和气压）变化的适应幅度应宽广。

⑤对机械磨损和化学锈蚀应具有良好的抵抗力及耐久性。

⑥结构设计合理，要能耐冲击、抗疲劳，零部件互换性强，且价格尽可能低廉。

三、柴油发动机燃油供给系统各总成的要求

（一）喷油泵

根据柴油发动机可燃混合气形成的特点和燃烧过程的需要，喷油泵应满足以下要求。

1.匹配而均匀的供油量

额定供油量的调整是与发动机的额定功率和额定转速相匹配的。为使运转平稳，对各分泵的供油量要均匀，这就需要与其相适应的柱塞直径、柱塞行程和方便的供油量调节机构。

2.规范准确的供油时间

喷油泵的供油时间一方面要求与发动机的曲轴转动相同步（即基准分泵喷油起始时间要与发动机曲轴转角零位标记对正）；另一方面还要求各分泵供油间隔时间均匀一致，其反映在喷油泵凸轮轴转角的间隔度数的误差应控制在0.5°以内。

为了防止喷油时间过长而造成燃烧不良，喷油泵还必须能在短促喷油之后迅速地暂停供油，这主要通过出油阀及喷油器结构的合理设计来保证。

3.与高喷射压力相适应的结构设计

为了使燃油获得良好的雾化，要求喷油泵能够提供相当高的供油压力。经喷油器调定后，喷射压力将控制在10～23MPa，当某些喷油嘴针阀卡死造成高压油路堵塞时，被近似封闭的燃油的压力经柱塞压缩后，其峰值压力可高达60MPa以上，这就对柱塞、出油阀偶件和泵体的柱塞座孔肩胛面的强度及加工精度提出了相当高的要求。

（二）调速器

车用柴油发动机的使用条件变化很大，而负荷和转速大范围的变动极易造成发动机超速或熄火。为了防止这些缺点，有必要对喷油泵装配调速器，以使其能起到自动调节发动机转速的作用。

对调速器的基本要求如下。

①怠速控制。要能以最低的燃料消耗维持发动机空载低速的稳定运转。

②高速控制。要在任何条件下都不超过规定的最高转速。也就是说，为了防止发动机的损坏，调速器应能自动实现高速控制。

③允许通过驾驶员的操纵随时改变发动机的输出功率和转速。

④当转速变动时，调速器应能自动调整喷油泵喷油量，使发动机的运行保持符合人们意愿的动态稳定。

（三）供油自动提前器

发动机最佳供油提前角随发动机转速升高而增大，随发动机转速降低而减小，供油自动提前器的作用就是使供油提前角始终处于最佳角度。其主要性能要求如下。

①提前器开始起作用转速偏差为50r/min（喷油泵凸轮轴转速）。

②提前特性各转速相应的提前角允许偏差为0.5°（喷油泵凸轮轴转角）。

③恢复特性（增速和减速）的角度差应不大于0.3°（喷油泵凸轮轴转角）。

（四）输油泵

输油泵的主要性能要求如下。

①在柴油发动机标定转速下，出油油路关闭时的油压不低于0.2MPa。

②在吸油负压不低于0.012MPa，供油压力为0.08MPa时，达到规定的输出流量。

（五）喷油器

柴油发动机属于压燃式内燃机，为了适应发动机高速运转的需要，从喷油嘴喷入气缸的燃油必须尽快燃烧，并在最佳时刻迅速燃烧完毕，以保证将燃油的化学能最大限度地转化为推动发动机运转的机械能。要达到此目的，喷油器应满足以下要求。

1.喷油器应具有一定的喷射压力和射程

气缸中的空气经压缩后，温度和压强都大大提高，喷油器的喷射压力若不能超过这一高压就根本无法进行燃油的喷射。喷油器的喷射压力是由喷油泵提供并经自身的调压弹簧调定的。而射程不仅与喷射压力有关，也与喷油器的结构和喷油嘴的喷孔直径、针阀形式有关。

2.要有与燃烧室形状相匹配的合适的喷射方向和喷射锥角

由于不同的设计需要，发动机燃烧室除了具有预燃室式、涡流式和直接喷射式等多种形式外，活塞顶部形状还有平顶型、中心凹弧形、中心凹孔型、ω形和非对称型等各式各样的变化，这就要求喷油器的喷射方向和喷射锥角要与其相匹配，使喷出的燃油能与燃烧室的构造特点及燃烧时气流运动的特点相适应，以达到使燃油能够迅速与空气充分均匀混合，从而提高燃烧效率的目的。

3.要有良好的雾化性能

这是保证喷射的燃油能迅速与空气均匀混合以获得充分燃烧的重要条件。雾化的好坏与喷射压力的大小、喷油器内部的装配质量和喷油嘴的磨损程度有关。雾化性能的测量要在喷油器试验器上进行。磨损严重、雾化不良且难以修复的喷油嘴应坚决更换。

4.在暂停喷油时刻要保持喷油嘴的密封性

除了从设计上设法适当减小密封面的接触面积，以使接触压力增大外，经常对喷油器进行维护保养也是十分重要的。喷油器能迅速完全地切断燃油供给，不允许发生燃油的滴漏现象。喷油嘴的针阀与针阀座面之间的密封不良会导致燃油滴漏。在气缸压力与气体温度因活塞下行而迅速下降后，滴漏所引起的燃烧只会造成燃烧不良、积炭增多、油耗增加和排气异常。

5.应能经受高温、高压的严酷条件并长期安全使用

由于喷油嘴暴露在高温、高压的燃气中，温度和压力的反复骤变，使工作条件十分恶劣，加上运动疲劳磨损、燃油杂质磨损、高速油流冲刷磨损和燃烧中产生的腐蚀性气体（如SO3）的腐蚀磨损，使喷油嘴成为柴油发动机的易损件之一。因此，要使喷油器经常保持良好的工作状态，必须选择优质的制造材料、合理的制作工艺，并在维护保养喷油器本身的同时，注意加强对发动机、高压油泵的定期保养与维修，以求尽量改善喷油器运行的外部环境。

四、燃油供给系统的组成

柴油发动机燃油供给系统的组成如图1-4所示。

五、燃油供给系统的工作过程

柴油发动机燃油供给系统的工作过程如图1-5所示。燃油箱的燃油通过输油泵吸出，使其具备低压，克服柴油滤清器及低压油路的阻力，再通过喷油泵的工作，使低压油变为高压油，经高压油管到喷油器总成，喷油器使雾化后的燃油喷入燃烧室内进行燃烧做功。调速器的主要功能是自动控制油量，使喷油泵的供油量与柴油发动机负荷、转速变化相适应。