燃油喷射系统.docx

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燃油喷射系统

分钟入门柴油发动机燃油喷射装置简介

   【卡车之家原创】“大泵”“直列泵”“高压共轨”“泵喷嘴”“单体泵”这些专用名词，相信有些朋友已经烂熟于心，但是也有很多朋友容易搞混，为了让大家对相应的知识有所了解，我们特意整理了一下这方面相关的内容，相信您在看完第一页之后就会有一个大概的认识，希望我们整理的内容对您有帮助。

   您如果时间有限，只需阅读第一页，如果您想对各种类型有更深入的了解，可查看后面的分页。

● 几种常见的燃油喷射系统 

   柴油发动机燃油喷射系统，从机械式到现在的电子控制式，其结构和工作原理也都各不相同，就喷油嘴来说，分为被动式和主动式两种，喷油泵的蓄能形式进过了几代改进，出现了较大的不同。

下面几张图简单画出了最为常见的几种燃油喷射系统。

直列泵介绍

分配泵介绍

单体泵介绍

 泵喷嘴介绍

高压共轨介绍

   上面的图画了几种常见的燃油喷射系统，其实就喷油嘴来说，分为被动式和主动式两种，主要是油泵的差别。

那么我们最常见的燃油喷射系统又哪些？

其基本工作原理是什么呢？

请接着往下看：

燃油喷射装置可以看作为发动机的心脏，发动机的好坏，燃油是否被作为燃料完全燃烧，和燃油是否能被很好的雾化、喷射时间、喷射量有着很大关系，而这很大一部分取决于燃油喷射装置，从直列泵到现在的高压共轨技术的应用，我们不难看出，柴油发动机在进步的同时，燃油喷射系统也在发生着变化。

● 柴油机对燃油喷射系统的基本要求

   不管是直列泵、分配泵...还是高压共轨，在发动机上起的作用都差不多，发动机燃油喷射装置最基本功能主要包括将燃油加压、调节每次的喷油量和喷油时间、将被加压后的燃油合理的分配到各个气缸当中并使之在燃烧室雾化。

   .自由控制喷油压力

   燃油能不能在燃烧室中很好的燃烧，和燃油喷入燃烧室的雾化程度有关，要达到更好的雾化效果，必须需要更高的喷油压力。

在靠凸轮驱动的机械式燃油喷射系统中，凸轮的形状等因素决定着喷油压力，并且压力是在一个固定的范围内——自生产出来是什么样就一直恒定不变。

人们按照自己的愿望该改变喷油压力几乎是不可能的事情。

只有在电子控制的共轨燃油喷射系统中，才能做到相对的自由控制喷油压力。

   .自由控制喷油时间

   在传统的泵管喷系统中，由于采用了一定长度的高压油管，在喷油泵端对燃油加压的压力波传递到喷油嘴端的过程是一个非常复杂的过程，人们没有办法加以有效的控制，一般都是凭借经验，通过参数组合，最后由实验决定喷油时间。

   在传统的机械式燃油系统中，一般是采用提前器控制喷油时间。

在第二代和第三代电控喷油系统中，采用高速电磁阀之后，才真正实现了自由控制喷油时间。

   .自由控制喷油率

   喷油率形状决定着柴油机的燃烧过程质量，决定着柴油机的经济型、工作柔和性和排放指标等。

在传统的机械式燃油系统中，燃油喷射率是无法控制的，在时间控制式电控燃油系统中可以比较方便的控制喷油率。

在共轨系统中，可以方便的实现预喷射、多段喷射。

   .精确控制每循环喷油量

   根据发动机的实际运行工况和当时的外界环境条件精确控制每循环喷油量。

在机械式燃油系统中，由机械式调速器控制喷油量，这种系统的控制精度不能满足当代柴油机的要求。

柴油机中每循环的喷油量不仅取决于外界负荷、而且和发动机的工作环境以及工作条件有关。

如环境温度、湿度。

● 采用直列泵的燃油喷射装置

   采用直列泵的燃油喷射装置主要由喷油泵、提前器、调速器、喷油器、输油泵、高压油管、滤清器、回油管和油箱组成，其体积较大、每个分泵对应一个气缸，分泵和对应的气缸之间通过高压油管连接，喷油器利用柴油压力被动喷油。

   直列泵多采用机械离心式调速器，其优点是可靠性较好，但是相对精确度较差。

在直列泵喷油系统中，每个供油单元对应一个气缸，即发动机有几个气缸，就有几个及之对应的供油单元。

   早期直列泵内部调速装置一般为机械式，驾驶员通过油门控制调速器弹簧的预紧力，飞锤离心块产生的离心力及弹簧产生的力相互制约，保持动态平衡。

即当我们踩下油门时，发动机供油量增加使发动机转速加快；同时，调速机构产生一个力使油量控制机构向减油的方向移动，以起到制约发动机出现“飞车”现象。

   为改善直列泵喷油量的精准度，目前直列泵系统大多数采用了电子调速装置，使得燃油喷油量的精确度和调速精确度大大提升。

● 分配泵系统

   分配泵用一个或者少量柱塞就可以实现对多缸的供油，在对燃油加压的同时，也能合理的将燃油按照一定的顺序供给到各个气缸当中。

及直列泵来对比，柱塞的数量减少了，因此喷油泵的体积小，结构紧凑，相对成本较低。

分配泵的种类很多，从它的结构来讲，可以分为转子式分配泵和单柱塞分配泵两种，这里我们只以单柱塞分配泵中具有代表性的泵为例，简单说一下它的工作原理。

具体工作原理视频请见：

   型分配泵内部柱塞在端面凸轮的作用下，即作旋转运动，又作往复运动；在柱塞旋转时，将燃油分配到各个气缸对应的油孔位置，并将加压后的燃油经出油阀和高压油管到喷油器中。

● 单体泵系统

   所谓单体，说的是有几个气缸，就有几个对应的单体油泵。

单体泵系统及传统的机械式油泵相比，在结构形式上主要有两点不同。

一是每个油泵都是独立的，分别安装在发动机气缸体上，对应每个气缸，在气缸体上有安装单体泵的孔，由发动机凸轮轴来驱动。

也就是说，单体泵一般作为整体部件装在柴油发动机的气缸体上，有配气凸轮轴上的喷射凸轮驱动。

而传统的柴油发动机机械式油泵是布置在整机缸体的外侧，通过外部托架固定在发动机缸体上，其内部有一根专门用作驱动柱塞的凸轮轴。

   单体泵由于油泵可以分步在离气缸不远的地方，可以缩短高压油管的长度，增大整个喷油系统的液力刚度。

因此在现代卡车上应用比较广泛。

   电控单体泵能够精准的控制燃油喷射时间和喷油量。

单体泵具有结构紧凑、刚度较好、喷油压力高、体积较小、高压油管较小等众多特点，能使燃油燃烧更适合工况的需要，因而燃烧更加充分，效率更高，有效降低排气污染和燃油消耗率。

● 泵喷嘴系统

   所谓泵喷嘴系统，就是将喷油泵及喷油嘴合二为一，由于省去了高压油管，大大增加了整个供油系统高压部分的液力刚度，使燃油的压力进一步提升。

目前较为常见的泵喷嘴系统多数为电控结构，下面我们以电控泵喷嘴为例，简单说一下它的工作原理。

   电控泵喷嘴系统省去了高压油管，把泵油的柱塞及泵体及喷油部件连在一起，在泵体的侧面装有电磁阀。

泵体上有起柱塞套作用的圆孔，及柱塞形成紧密偶件，柱塞下的高压腔和低压腔相连通。

当凸轮轴推动摇臂使柱塞下行时，如果电磁阀未通电呈关闭状态，柱塞下行时，由于高压腔及低压腔相连通，燃油通过低压腔回流，不会产生高压；如果电磁阀通电开启，高压腔通往低压腔的管道被关闭，柱塞下移对燃油产生的高压只能通过喷油嘴喷出。

   电控泵喷油系统喷油正时和喷油量，是根据电磁阀的通电正时和通电时间的长短决定的。

由于电控泵喷嘴系统取消了高压油管，所以容易产生更为稳定的喷油压力。

● 电控高压共轨喷油系统

   电控共轨是我们现在最常见一种发动机燃油喷射装置，一句话说，就是油泵把油压入一个“油轨”，油轨上接了几个高压油管通到不同的汽缸的喷油嘴上，如下图。

   共轨的思路很简单，但是做起来很难，年，英国公司就发明了公共油道系统，但是由于机械开启喷油嘴存在若干不可克服的缺陷，该系统没有得到推广，直到世纪年代中后期，由于电子技术的巨大成就，电子控制的共轨系统才开始得到发展。

共轨的好处是“轨道”里的压力可以调整，喷油嘴开启的时间也可以调整，所以可以调整喷油策略的范围比较大，适用的工况也比较广。

近年来，由于发动机排放物对大气的污染和能源危机，如何能更高效的利用燃油就变成了刻不容缓的责任，随着电子技术在车辆上的应用，电控化燃油喷射装置以提供更高的燃油喷射压力、更精准的燃油喷射时间和喷射量等因素，正逐步替代老式机械燃油喷射装置。