喷射发动机的原理是什么?

(一)K燃油喷射系统的工作原理

K燃油喷射系统如图5-4所示。系统工作时,电动燃油泵12从油箱9中吸出燃油,经过燃油滤清器10和蓄能器11,进入燃油分配器6。然后,在不同的控制压力下,燃料分配器6根据空气流量计5提供的信息将所需的燃料量分配给每个气缸的燃料喷射器1。

混合气调节器由空气流量计5和燃油分配器6组成,压力调节器8将系统内的燃油压力保持在0.5MPa左右的固定值,在一定的燃油压力下,喷油器不断将燃油喷入各缸的进气管,在此与吸入的空气混合形成一定浓度的混合气,然后当该缸的进气门打开时,混合气被吸入缸内。

此外,为了适应发动机的不同工况,本系统还安装了其他辅助装置。比如热控时间开关用来控制冷启动阀18,在冷启动时向进气管提供额外的燃油;控制压力调节器7调节燃料分配器6的控制压力,以在预热过程中实现混合物的加浓,并在过渡期间实现混合物的调节。发动机冷起动和预热期间所需的额外空气由辅助空气调节阀3控制。

图5-5是190型K型燃油喷射系统的喷油器和空气流量传感器组件的分解图,图5-6是其空气喷射和真空软管布置和零件的分解图。

(2)K型燃油喷射系统的燃油供给系统的组成和工作过程。

K型燃油喷射系统的燃油供给系统由电动燃油泵、蓄能器、燃油滤清器、压力调节器和喷油器组成。其结构和工作过程如下:

(1)电动燃油泵。图5-7为电动燃油泵的剖视图,图5-8为燃油泵工作过程示意图。

当偏心设置在泵体3中的转子L旋转时,凹槽中的滚子2在离心力的作用下压靠在泵体3的内表面上,从而在其周围形成密封,并在两个相邻的滚子之间形成空腔。随着转子1的旋转,这个空腔的一部分逐渐扩大,而另一个空腔逐渐缩小。由于空腔逐渐增大,负压也逐渐增大,于是燃油从进油口a进入增大的空腔,同时那些空腔逐渐减小的空腔的油压也逐渐增大,于是燃油通过出口b被压出泵外。

(2)蓄压器。图5-9显示了蓄能器的横截面。它的作用是在热机启动前保持系统内的压力。如果蓄能器出现故障,需要多次热态启动发动机。

在发动机工作期间,电动燃油泵向系统提供的燃油量远远大于发动机的需求。此时,多余的燃油储存在蓄能器中。膜片3在燃油压力下向左移动,迫使储能弹簧1压缩,直到主弹簧紧靠在储能器壳体的肩部。当系统中的燃油压力降低时,膜片3在储能弹簧1的作用下被迫向右移动,于是蓄能器中的燃油被挤入燃油系统的管路中,以弥补系统中的燃油不足。

(3)燃油滤清器。K型燃油系统中的燃油滤清器在结构和功能上与普通燃油滤清器相似。为了提高过滤效果,燃油滤清器将一个平均孔径为10μm的纸质滤芯串联在一个由棉纤维制成的滤网上。

(4)压力调节器。图5-10所示的压力调节器由柱塞2、调节弹簧3和密封圈1等组成。它安装在燃油分配器的亮体内,作用是使燃油系统中的燃油压力保持在0.5MPa左右的恒定值,系统工作时,压力过低,无法克服弹簧3的预定张力,压力调节器不起作用。

然而,当系统中的压力达到并超过弹簧3的预定张力时,柱塞2向右移动,并且当其到达出油口B的位置时,燃料通过出油口B和回油管返回到燃料箱。相反,当系统中的压力下降到不能克服弹簧3的张力的水平时,柱塞2返回到油入口A并最终堵塞油入口。像这样反复工作,使燃油系统在工作过程中始终处于恒压状态。

(5)燃油喷射器。如图5-11所示,K型燃油喷射系统中的喷油器由阀体1、滤清器2、喷油阀3和喷油阀座组成,其作用是以0.33N/mm2的恒压将燃油喷入进气管。一旦喷油器出现故障或因杂质堵塞,发动机就会因供油不足而不稳定。如果完全堵塞,就会出现缺缸。判断气缸堵塞的方法是在点火系统正常工作时,松开气缸供油管与燃油分配器的连接。此时,如果有燃油流出,而发动机的工作状态没有改变,说明气缸不工作;如果发动机剧烈抖动,说明气缸工作正常。

(3)K型燃油喷射系统加药系统的组成和工作过程

K型燃油喷射系统的燃油分配系统由空气流量计、燃油分配器和压差阀组成。

(1)空气流量计。图5-12所示的空气流量计安装在节气门前面。其功能是测量空气流量并输出计量信号。在其空气漏斗1的窄口处,该流量计具有一个可移动的空气流量传感板2,该传感板2固定在带有配重5和枢轴销6的杠杆7的一端。发动机不工作时,感应板2位于空气漏斗1的喉部,此时空气流通截面最小。当发动机工作时,微小的风量可以使传感板2运动,扩大空气流通截面,同时传感板2的运动传动螺纹通过杠杆7控制柱塞4,使柱塞运动。柱塞的移动量直接控制喷油器喷射的燃油量。气体混合物调节螺钉3可以调节传感板2和控制柱塞4的相对位置,以调节气体混合物的基本成分。

(2)燃油分配器。如图5-13所示,燃油分配器由柱塞1和套筒2组成,配合间隙仅为1μm m..出油口B为宽度为0.1mm-0.2mm、高度为5mm的长孔,套筒上的油孔数量与发动机的气缸数量相等。柱塞中部的直径较小,上部和下部的直径较大。出油孔由称为法兰的上凸台和柱塞套上的槽孔形成。出油孔较宽时,更多的燃油会流入槽孔,因此出油量会更多;当柱塞下降使槽变小时,出油量也会减少。活塞的位置由空气流量计的控制杆7控制(见图5-11)。

发动机不工作时,柱塞1在控制压力P0下处于下限位置,出油孔B完全关闭,没有燃油流出。当发动机处于不同工况时,节气门开度和控制压力P0。不同,而感应板通过杠杆使柱塞1从出油口B的槽孔上升到不同的位置,形成不同的出油段,所以形成不同的出油量,以满足发动机在不同工况下的供油。控制压力P0取决于发动机温度。冷机启动时P0在0.05MPa左右,此时供油量大。随着发动机温度的升高,控制压力P0也升高(高达0.37MPa),供油量也降低。

(3)压差阀。如图5-14所示,压差阀由膜片4和阀簧3组成,位于燃油分配器的各个控制槽内,其作用是使燃油分配器控制槽孔内外的压差保持在0.01MPa的恒定值。钢隔膜4将压差阀分为上下两个腔,每个气缸的压差阀的下腔通过环形管道相连。当柱塞2的升程增加时,出油箱的横截面也增加,因此节流作用减弱,流入上室B的燃油量增加。此时,随着油量的增加,压力增大,膜片4向下凸出,使膜片4与出油管底端形成的出口截面增大,从而增加供油量;相反,当柱塞行程减小时,上腔B中的压力将暂时下降,从而隔膜4的突起缩回,并且供油也将减少。通过重复这一过程,燃料分配器的控制槽孔的内部和外部之间的压差可以保持在0.0lMPa的恒定值

(4)K型燃油喷射系统辅助校正系统的组成和工作过程。

K型燃油喷射系统的辅助校正系统包括冷启动阀、温度-时间开关、暖机调节器、怠速调节器和满负荷加浓装置。其作用是使发动机在起动、加速、怠速、暖机、满载时处于最佳的动力和油耗状态,改善排放效果。

(1)冷启动阀。图5-15显示了冷启动阀的剖视图,该阀由电磁阀2、气门弹簧3、气门4和喷嘴5组成。它的作用是补偿低温发动机起动时,由于混合气中一部分燃油冷凝而造成的喷油量减少。发动机在冷态启动时,打开点火开关和温度-时间开关后,由于励磁电磁线圈产生的磁场,气门会被吸离气门座,然后燃油通过旋流喷嘴5以雾化油的形式进入节气门后的进气管,提高混合气浓度。

(2)温度-时间开关。如图5-16所示,温度-时间开关由外壳2、双金属3、加热线圈4和触点5组成,其作用是控制冷启动阀的喷油时间。当双金属片3被发动机及其自身的加热线圈4加热到一定程度时,由于双金属片的弯曲,触点5脱离接触,因此冷起动阀由于灭磁而在弹簧力的作用下关闭,从而使冷起动阀停止喷油。由于温度-时间开关的控制,冷起动阀在-20℃时最大开启持续时间为7.5s,当温度达到35℃时停止喷油。

(3)暖车调节器。如图5-17所示,由膜片1、弹簧2、双金属3和电热丝4组成,其作用是在暖机过程中,随着发动机温度的升高,改变混合气的浓度。在冷机启动后的暖机运行时间内,进气管的管壁和气缸壁上仍有燃油凝结,因此有可能中断燃烧。所以在暖机初期还是要供给浓混合气的,但是随着发动机温度的不断升高,混合气的浓度应该也会降低。暖车调节器工作时,阀门气弹簧2和双金属3控制和调节带回流截面的膜片1的位置。当发动机处于冷机状态时,双金属片3克服弹簧2的弹力向下移动,膜片1向下凸出,增加了回流的截面,使更多的燃油从控制管路B流回油箱,从而降低了控制加油器的控制油压,增加了喷油量;发动机启动后,它的温度逐渐升高,然后双金属的温度也升高。与电热丝的加热相结合,双金属片也由于温度升高而向上弯曲,从而减小弹簧2上的压力。这样,膜片1在弹簧2中推杆的作用下,使向下的突起变平;因此,回油流通截面逐渐减小,控制压力上升,喷油量减少。

(4)怠速调节装置图5-18所示的怠速调节装置也叫补气调节阀,由闸阀1、双金属2和电热丝3组成,其作用是提供更多的混合气,以克服发动机在冷运转时较大的摩擦阻力。怠速调节装置工作过程中,发动机冷机启动时,闸门处于最高位置,此时旁通管路的流通截面最大,因此补充空气量也最大;随着发动机的运转,温度不断升高,双金属被电热丝加热,使其慢慢向下弯曲,于是慢慢关小闸门,直到停止补充空气的供给。

(5)满负荷浓缩装置。满负荷加浓装置的结构如图5-19所示,其作用是保证发动机从部分负荷过渡到全负荷,并输出最大扭矩。当发动机在怠速和小负荷工作时,进气管内的真空度较高,此时满负荷膜片10被吸到上限位置,暖机调节装置的膜片阀在内部弹簧的压缩力作用下上移,使再循环流的截面减小,控制油压升高,结果是供油量减少,混合气稀释;当节气门全开时,进气管内的真空度也相应降低,因此满负荷膜片10下移至极限位置,同时由于内弹簧的卸载,气门下移,因此回油流通截面也增大,控制压力也降低至预定值,这样混合气就可以加浓。[顶部]