第五章柴油引擎燃料系統

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等战申
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1 5 第章柴油引擎燃料系統５１柴油引擎燃料系統分類一直列複式柴油燃料系統有波細(Bosch)A B P型三菱B型電裝A B P 型三種輸油流程油箱供油泵浦柴油濾清器噴射泵高壓油管噴油咀二分油式柴油燃料系統 (1)旋轉高壓分油式德國有VM VE及英國有CAV之DPA 日本有VM型及三菱Silto 型等 (2)往復高壓分油式有美國萬國牌柴油車用 (3)低壓分油式美國固敏公司開發三單式高壓噴射器(GM) 四搖板式噴射泵５２供油泵一單作用柱塞式供油泵(圖5-1) 1.吸油及送油作用凸輪軸往復式推壓柱塞產生容積變化吸油送油 2.儲油作用當凸輪軸推壓柱塞時使出油而經旁路流至壓力室補足柱塞上移空隙 3.調壓作用當引擎需油量較少時供油壓力約1.6kg/cm2 以上時克服柱塞彈簧力量使推桿和柱塞分離防止壓力過高機件破損二雙作用柱塞供油泵 1.凸輪將柱塞下壓時 NO1室產生吸油 NO2室產生送油而凸輪旋轉後彈簧力量往上推 NO1室產生送油 NO2室產生吸油 2.當出油口壓力增高柱塞與推桿分離凸輪軸空轉產生調節油壓作用圖5-1 柱塞式供油泵之作用圖5-2 雙作用式供油泵之作用 1

2 三手動泵浦 1. 引擎停止時用來壓送燃料排放空氣用 2.壓下時送油上提時吸油每次送油量6C.C 3.使用後應將手柄壓下旋緊避免空氣進入低壓油路中如圖5-3所示圖5-3 手動泵構造四膜片式供油泵 1.高壓分油式供油泵構造與汽油引擎同 2.加裝手動拉桿以利放空氣用於英國CAV之DPA及馬自達高壓分配式噴射泵五輪葉式供油泵用於高壓分配式噴射泵內部之供油泵圖5-4 膜片式供油邦浦 2

3 六供油泵的編號 (1) (2) (3) (4) N FP K 22 B ND FP/KE 22 A NP FP/KD 22 Z (5) C C (6) (7) 說明 (1)製造國: 無字者為德國製造 A---為美國製造 B---為英國製造 3 ND(Denso) 日本電裝株式會社製造 N---為日本製造 { NP(Diesel Kiki) 日本柴油機株式會社製造 (2)FP 為供油泵 (3)K 為單作用柱塞式 KS 為單作用狹小柱塞式 KD 為雙作用柱塞式 KE 單作用柱塞式由凸輪軸凸輪驅動 KLA 薄油雙柱塞式 EBS 電動輔助泵 (4)22 柱塞直徑(公厘mm) (5)A 用於A型噴射泵 B 用於B型噴射泵 Z 用於Z型噴射泵(較少) (6)C 供油泵本體為鑄鐵製成 (7)設計編號二供油泵的性能測試 1.氣密試驗封閉出油口從進油口加 kg/cm2 的空氣壓則供油泵於油盒中應無大於1mm以上直徑氣泡出現 (圖5-5) 一分鐘內若起過 30cc 表柱塞推桿磨損 2.吸油性能供油泵至於試驗器上轉速600rpm 應6秒內 (即 60個行程) 將置於低1公尺下的燃油吸上油管直徑10mm (五十鈴) 3.手泵性能每分鐘60~100次的速度壓手泵應在30次將1m下油吸上並輸油如圖 5-6 3

圖5-5 供油泵浦油密試驗圖5-6 吸油能力試驗 4.輸油量於1000rpm下調整出油壓力1kg/cm2 時 1分鐘應有出油量700 c.c. 以上 5.送油壓力於600rpm下出油口壓力須在2kg/cm2左右５３柴油濾清器一功用除去油中之水份灰塵金屬粉末等雜質以避免燃料系統精密機件發生磨損或咬死以延長壽命 1.

4 圖5-5 供油泵浦油密試驗圖5-6 吸油能力試驗 4.輸油量於1000rpm下調整出油壓力1kg/cm2 時 1分鐘應有出油量700 c.c. 以上 5.送油壓力於600rpm下出油口壓力須在2kg/cm2左右５３柴油濾清器一功用除去油中之水份灰塵金屬粉末等雜質以避免燃料系統精密機件發生磨損或咬死以延長壽命 1.柴油中含有灰塵時對燃料系統之影響 (1)噴射不良滴油 (2)柱塞磨損咬死 (3)輪油門作用不良或咬死 (4)引擎性能不良 2.柴油中含有水份時對燃料系統之影響 (1)柱塞咬死 (2)柱塞輸油門噴油嘴生銹以致作用不良 (3)寒冷時水份凍結燃料之流通不良 (4)引擎性能不良二柴油之過濾路徑如下油箱供油泵(進油接頭之濾網) 主濾器噴射泵噴油嘴架(濾棒) 噴油嘴三濾清器構造 1.由旁邊進油口進油後經濾芯過濾後由中央管芯出油口輸出乾淨柴油 2.底部有一洩油口可定期排放水分有一溢油閥當油壓1.6kg/cm2以上時回油至油箱上有放氣螺絲以利排放低壓油路空氣如圖5-7所示 4

5 圖5-7 柴油濾清器 3.串聯式前者粗濾後者精濾如圖5-8 圖5-8 串聯式濾清器之作用 4.並聯式如圖5-9 圖5-9 並聯式濾清器之作用 5.溢油閥功用 (1)保持低壓油路油壓(約1.6kg/cm2) 5

6 (2)引擎運轉中自動排除低壓油路空氣及多餘燃料 (3)防止供油泵送油油壓過高而產生機件碰撞產生噪音５４高壓油管 1.一般鋼製管外徑一般6mm 管壁厚為1.6mm 2.為使各汽缸間噴油量均勻各缸鋼管應一樣長 3.不得加熱彎曲彎由率必須在30mm以上圖5-10 噴射油與回油管５５複式高壓噴射泵一構造(圖5-11) 1.柱塞與鋼筒壓送高壓油之泵 2.凸輪軸舉桿柱塞彈簧與彈簧座驅動柱塞之機構 3.齒桿齒環與控制套控制燃料噴射之機構 4.輸油門可防止噴射管中之高壓油倒流以保持殘壓及使噴射截斷迅速防止噴油嘴滴油圖5-11 噴射邦浦二噴射泵傳動 6

1.波細公司出品噴射泵分有PE及PF兩種內有凸輪軸裝置者為PE型無凸輪軸者為PF型 2.噴射泵凸輪軸由正時齒輪系驅動如圖5-12 5-13 圖5-12 噴射泵之傳動系統圖5-13 噴射泵之傳動齒輪三噴射泵作用 1.

7 1.波細公司出品噴射泵分有PE及PF兩種內有凸輪軸裝置者為PE型無凸輪軸者為PF型 2.噴射泵凸輪軸由正時齒輪系驅動如圖圖5-12 噴射泵之傳動系統圖5-13 噴射泵之傳動齒輪三噴射泵作用 1.柱塞在最低點時柴油進入壓力室柱塞直至關閉回油孔開始噴射而當斜槽與回油孔相通時噴油結束如圖5-14所示 2.噴油量控制移動齒桿可使控制套及柱塞左右轉動而改變控制槽與油孔關係位置改變噴油量如圖5-15所示 3.可由挺桿調整螺絲改變高度而使油泵柱塞升程改變圖5-14 噴射泵之作用 7

8 圖5-15 控制機構四柱塞與柱塞筒之構造 1.油泵柱塞 (1)柱塞與柱塞筒成對配合兩者間隙只有 mm 可承受高壓而不致大量洩油更換時成對更換 (2)柱塞為圓柱體上部挖有一螺旋槽為控制槽轉動柱塞可改變控制槽與回油孔位置即改度噴油量 (3)柱塞中央有一直孔與控制槽相通當噴油結束時油回流至控制槽再至回油孔 (4)柱塞上切有一道油構供柱塞潤滑用 (5)Ｔ型凸緣和控制套之凹口相嵌合 (6)底端凸緣托住柱塞彈簧座與挺桿接觸如圖5-16 圖5-16 油泵柱塞位置 2.柱塞筒 (1)A型柱塞筒有一[出]油孔或B型柱塞筒相對之兩側各鑽有進油孔及回油孔如圖5-17 (2)柱塞筒上有一定位凹口用以確定柱塞筒位置並防止轉動 8

9 圖5-17 波細A型和B型噴射邦浦油邦心子五柱塞種類 1. 依加油方向分 : (1)左旋往左方旋轉油量增加有效行程增加 9 調速器裝於噴射泵左側噴射泵裝於引擎左側(由第1缸正缸看) (2)右旋往右方旋轉油量增加有效行程增加調速器裝於噴射泵右側噴射泵裝於引擎右側(由第1缸正缸看) A 型柱塞之種類 B 型柱塞之種類 2.依螺旋形狀分 (1)正螺旋(標準型) 開始噴油時間一定結束時間不一定 A型 B型同 (2)反螺旋開始噴油時不一定(隨噴油量多而提早) 而結束時一定 9

10 A型及B型 (3)雙螺旋開始噴油與結束噴油時間不一定 A型及B型 3.依廠牌型式分 (1)波細式又分A型 B型 (2)三菱又分A型 B型 (3)日本電裝又分A B P型 (4)CAV 又分A B N D型等 (5)西門子又分A B M型 (6)本的式(Bendix)又分F FB型六輸油門與輸油門座(圖5-18) 1.功用保持殘壓防止噴射開始之延遲噴射完畢後迅速截斷防止噴油咀油 2.構造 (1)輸油門裝在柱塞筒之上方由輸油門墊圈輸油門座等組成 (2)輸油門由上部之彈簧座閥面吸回活塞及輸油門桿組成輸油門桿上有四個直槽形成輪葉狀導桿桿部滑入輸油門座中 (3)輸油門座上有螺紋為分解時取出輸油門座之用墊圈置於輸油門座和輸油門之間以防止漏油 (4)輸油門及輸油門座為高度精密加工之機件必須成對更換 10

11 圖5-18 輸油門及輸油門座圖5-19 輸油門之作用 3.作用 (1)平時輸油門受彈簧壓緊於輸油門座上當柱塞送出高壓油約10kg/cm2以上時克服彈簧及殘壓力量向上推開燃料至噴油器中 (2)噴油結束後壓力降低吸回活塞產生吸回作用約0.3c.c 使高壓油路油壓迅速降低防止滴油並可減少輸油門關閉時的敲擊延長輸油門壽命如圖5-19 (3)輸油門彈簧上裝有止動桿用以限制輸油門升程約為 mm (4)若輸油門與輸油門座油密不良將無法保持殘壓則引擎起動困難七齒環與控制套 1.齒環上有一只夾緊螺絲夾緊控制套之上部控制套下部有凹槽與柱塞T 型凸緣嵌合 2.控制套上有一排小孔為調節孔用以調整各缸噴油不均用扳桿插入小孔變更控制套齒環相對位置改變噴油量如圖5-20 圖5-20 齒環與控制套八挺桿機構 1.挺桿藉滾輪與凸輪接觸減少磨損圖挺桿調整螺絲用以調整噴射時間噴射間隔柱塞上死點間隙 3.舉桿間隙係指油泵柱塞在上死點時柱塞下端之T型凸緣部份與柱塞筒凹口 11

12 之平面部份之間隙如無間隙時將使柱塞之T型凸緣頂撞柱塞筒一般規定規舉桿間隙應在0.3mm以上圖5-21 舉桿機構九齒桿限制套功用用以限制全負荷最大噴油量 1.固定式齒桿限制套在齒桿末端裝置限制螺絲或限制套上裝有調整螺絲如圖5-22所示圖5-22 固定式齒桿限制套 2.可動式齒桿限制套平時作用與固定式相同限制全負荷最大噴油量在起動時油門踩到底或拉起控制桿齒桿可以超過最大噴油量而供應額外油量以利發動如圖5-23所示 12

13 圖5-23 可動式限制套圖5-23 可動式齒桿限制套５４日本電裝牌P型噴射泵 1.P型噴射泵為最大型噴射泵且完全封閉防水和防塵性能佳噴油量可最多 2.P型噴射泵的輸油門及柱塞筒是各缸用個別的鑲套以螺絲固定在邦浦外殼上圖 P型噴射泵調節筒上沒有齒環有一凸塊嵌在控制桿上的缺口上圖5-25 所示圖5-24 日本電裝P型噴射泵頂部構造圖圖5-25 油泵柱塞總成和控制桿５５西門子複式噴射泵 1.英國西門子噴射泵代號SPE 有A B及M型 2.B型與波細式相同 A型及M型油邦心子下面只有一面L型撥桿無調節筒而使用調節夾將缺口正好夾住撥桿各缸調節夾一同套在控制桿的四方形桿上控制桿拉動可使油邦心子轉動改變噴油量圖所示 13

14 圖5-26 西門子油泵柱塞圖5-27 西門子油泵柱塞的調節夾和控制桿５６高壓分配式燃料系統一概述 1.特點噴射泵內部只用一套泵組壓送燃料於適當時間分配至各缸各缸噴油量噴油間隔在邦浦製造時已精密加工準確不可能改變也無法調整 2.優點 (1)重量輕體型小零件數少 (2)泵體內經常充滿柴油各部機件潤滑無需特別潤滑保養 (3)噴射泵外部全密封可以任意角度安裝引擎設計有利 (4)由低速至高速範圍各缸噴油均勻不均率在2 以下 (5)油泵柱塞升程極小約3mm 引擎轉速即可達5,000rpm以上 (6)油泵柱塞往復運動兼旋轉運動磨耗極小壽命增長 (7)設有自動燃料過給裝置可供給兩倍以上最大噴射量冷車起動容易 (8)無逆轉現象 (9)汽缸容積效率較好二德國波細VA與日本VM往復高壓分油式柴油引擎 1.燃料系統燃料系統供油如圖 5-26 所示位於泵浦內供油泵及調壓閥作用經應引擎轉速度變化後送油至測油閥再流入液壓頭柱塞作用成高壓送至噴射器 2.VM分油式噴射泵浦之構造 (1)泵殼由鋁合金鑄成內裝驅動軸供油泵調壓閥滾輪架凸輪盤自動正時器機械調速器及柱塞傳動等組件如圖5-29所示 (A)驅動軸由引擎帶動驅動泵殼內機件如圖5-30所示 14

15 (B)供油泵由驅動軸用鍵固定住帶動屬葉輪式再將油升壓後送至液壓頭測油入口另有調壓閥控制送油壓力保持一定如圖5-31所示 (C)滾輪架凸輪盤為圓筒型有四個滾輪固定於架上凸輪盤為面凸輪圓周之凸輪高峰數和汽缸數相同當凸輪盤受驅動軸傳動塊帶動旋轉時同時也發生往復運動而接觸之油泵柱塞也隨之旋轉往復運動進行旋轉分配吸油及往復運動的壓送作用如圖5-32所示圖5-28 燃料系統圖5-29 VM型分配式噴射泵構造 15

16 圖5-30 驅動軸圖5-31 輪葉式供油泵之作用圖5-32 VM型高壓分配式柱塞的傳動機件 (D)調速器屬全速調速器由驅動軸齒輪帶動增速齒輪而產生增速旋轉有四個飛重利用離心力使調速套筒左右拉動而改變測油閥位置控制進入油泵柱塞油量如圖5-33 A.怠速測油閥由離心力與調速彈簧平衡後控制當引擎轉速有變化時若轉速自然上升時離心力作用使測油閥向左移減少進油量轉速自然下降若轉速自然下降時也會自動增加進油量噴油防止轉速降低熄火可怠速調整螺絲調整怠速 B.平時調速彈簧隨加速桿作用而增加彈力若加速桿位置不動時則產生控制作用重負荷時增油輕負荷減油保持轉速一定 C.最高轉速控制有最高轉速止動螺絲用以控制最高轉速 16

17 圖5-33 機械調速器 (E)自動正時器正時器目的在使隨引擎轉速增加而自動提前噴油滾輪架上滾輪數與汽缸數同當與凸輪盤凸面接觸時送出高壓油至噴油咀若改變滾輪架上滾輪位置與驅動軸旋轉方向相反時作提前噴油正時器如圖 5-34 右邊受後輪葉供油泵壓力左邊受膜片供油泵左力當轉速增快輪葉供油泵壓力也隨增強而克服正時器彈簧及膜片供油泵壓力而移動經連桿作用使滾輪架產生反方向移動角度而提前噴油如圖 5-35所示 17

圖5-34 正時器位置圖5-35 正時器之構造 (2)液壓頭包含有油泵柱塞自動起動裝置測油閥全負荷限制器輸油門等機件 (A)油泵柱塞油泵柱塞受凸輪盤旋轉產生壓送及分配燃料油泵柱塞有兩段不同之直徑大直徑內有與缸數相同進油油口及一個出油口和液壓頭的分配柱筒精密配合成滑動狀態直徑細的部份有孔口與柱塞外槽溝相通和斷閉柱筒精密配合成滑動狀態為高壓發生部斷閉柱筒上有一斷閉孔

18 圖5-34 正時器位置圖5-35 正時器之構造 (2)液壓頭包含有油泵柱塞自動起動裝置測油閥全負荷限制器輸油門等機件 (A)油泵柱塞油泵柱塞受凸輪盤旋轉產生壓送及分配燃料油泵柱塞有兩段不同之直徑大直徑內有與缸數相同進油油口及一個出油口和液壓頭的分配柱筒精密配合成滑動狀態直徑細的部份有孔口與柱塞外槽溝相通和斷閉柱筒精密配合成滑動狀態為高壓發生部斷閉柱筒上有一斷閉孔與泵內柴油相通分配柱筒上有一進油孔有與汽缸數相同出油孔如圖 5-36 A.吸油作用當柱塞吸油轉子油孔與測油閥來的油相通時經軸心而至油壓室產生吸油作用如圖5-37 B.升壓與噴油柱塞吸油轉子同時旋轉關閉進油口壓縮使油壓室油壓上升當與分配柱筒上高壓出油口相通時高壓柴油經軸心送出高壓油至噴油咀如圖5-38所示 C.回油時期油泵柱塞轉子續往前推至頂端時在轉子上的斷閉槽與斷閉孔相通剩餘高壓油回流至泵體內停止噴油潤滑冷卻機件並防止空氣入侵的機會如圖5-39所示 D.補油時期在柱塞上有補整溝當噴油完畢後補整溝正好接通分配柱筒上補償油道與分配柱筒上一個高壓油道相通以補償噴油前油道可能缺油現象以防止各缸間噴油不均現象如圖5-40所示 18

19 圖5-36 VM型噴射泵圖5-37 吸油行程圖5-38 壓縮噴油行程圖5-39 噴油終了與回油圖5-40 柱塞分配部之整補溝圖5-41 起動時噴射量增加機構 (B)自動起動裝置幫助起動在靜止時起動彈簧將斷閉柱筒壓於右端底使 19

斷閉孔(回油孔)與柱塞轉子上斷閉槽距離變長而使噴油增長延後回油增加噴油量當起動後輪葉供油泵壓力足夠而將斷閉柱筒推左回正常位置如圖5-41所示 (C)全負荷限制器在液壓頭右側有一全負荷限制螺絲轉動螺絲可控制全負荷檔柱位置使油壓室的容積改變而改變最大噴油量起動後斷閉筒位置在全負荷噴油量位置三英國CAV-DPA型分油噴射邦浦(圖5-42) 1.

20 斷閉孔(回油孔)與柱塞轉子上斷閉槽距離變長而使噴油增長延後回油增加噴油量當起動後輪葉供油泵壓力足夠而將斷閉柱筒推左回正常位置如圖5-41所示 (C)全負荷限制器在液壓頭右側有一全負荷限制螺絲轉動螺絲可控制全負荷檔柱位置使油壓室的容積改變而改變最大噴油量起動後斷閉筒位置在全負荷噴油量位置三英國CAV-DPA型分油噴射邦浦(圖5-42) 1.燃料系統油路油箱供油邦浦柴油濾清器油壓調節器輪葉式供油邦油壓缸高壓油管噴油器如圖5-43所示 2.DPA型分油式噴射邦浦 (1)輪葉式供油邦浦同前VM型噴射泵浦 (2)油壓調節器維持輪葉式供油泵供油壓力及提供另一旁路在引擎靜止藉由手邦浦將油壓供油至分油轉子如圖5-44所示圖5-42 CAV DPA型旋轉分油式高壓噴射泵圖5-43 DPA型噴射泵的燃料系統油路圖 20

21 圖5-44 調壓閥 3.壓油心子與分油轉子 (1)構造(四缸引擎) 升壓部份凸輪環滾子蹄片壓油心子進油分配部份油壓缸 ( 有一個低壓進油道四個高壓出油道) 分油轉子 (四個低壓進油道有一個高壓出油道) (2)作用(如圖5-45) A.進油時期當分油轉子旋轉時滾子不在凸輪環上的凸點時此時分油轉子低壓進油道(其中一個)和油壓缸的低壓進油道對正柴油經量油後送入分油轉子的油道內將壓油心子向外推開儲存在兩個壓油心子之間的容積空間中因送來量油後的油壓不定也使二個壓油心子壓開後的距離不定 B.邦油時期當分油轉子持續轉動使滾子與凸輪環凸點相接觸時使壓油心力產生向內壓縮產生高壓油此時分油轉子上的高壓出油道正好對正油壓缸的高壓出油道 (其中1缸)送出高壓油至噴油咀產生噴油因量油後油量不定也使壓油心子作用產生壓擠時間不定使得油量少時噴油較晚油量多時噴油較早 C.最大噴油量調整在壓油心子與滾子接觸間有一蹄片蹄片成圓弧狀利用兩調整片夾住蹄片當調節片放鬆轉動時而改變了圓弧斜槽蹄片改變了壓油心子最大開張量如圖5-46所示 21

22 圖5-46 壓油心子圖5-47 量油閥 4.量油閥在控制桿上有一熄火桿有一加速桿利用量油閥中缺槽作用使輪葉供油泵的油量經量油後進入油壓缸的低壓油道低速時缺槽和量油道少量接觸高速時缺槽和量油量接觸變大進油增多若使用熄火桿則使量油閥缺槽關閉停止量油如圖所示圖5-48 調速器 22

5.調速器 (1)功用屬全速離心調速器一種控制噴油量以配合引摮需要及限制引擎轉速太低及過高如圖5-48所示 (2)作用 A.怠速加速桿不作用當轉速太高飛重外張使飛重套管推動經連桿作用使量油閥進油減少使轉速降低若轉速太低時則反之使量油閥增油提高轉速而維持一定的轉速 B.

23 5.調速器 (1)功用屬全速離心調速器一種控制噴油量以配合引摮需要及限制引擎轉速太低及過高如圖5-48所示 (2)作用 A.怠速加速桿不作用當轉速太高飛重外張使飛重套管推動經連桿作用使量油閥進油減少使轉速降低若轉速太低時則反之使量油閥增油提高轉速而維持一定的轉速 B.急減速時為防止急遽而熄火在外殼上裝有一個阻檔螺絲防止加速桿作用太猛而使量油閥轉至不量油的位置如圖5-49所示 C.高速時因離心配重的拉力當加速桿至底時不動產生與低速時相同的調節不使引擎轉速過高 6.正時器 (1)構造在凸輪環外連接正時桿正時桿左側柱塞接受輪葉泵油壓右側與一彈簧套接觸彈簧套上有一強一弱的正時彈簧 (2)作用(如圖5-50) A.發動前因無輪葉泵油壓故正時彈簧將正時桿往左推使凸輪環凸點轉動方向與分油轉子轉動方向相同而產生延遲噴油以利起動圖5-49 熄火裝置圖5-50 油壓正時器 B.發動後隨著引擎轉速增加輪葉泵油壓也隨之增高使正時桿回至右側使凸輪環上凸點轉動方向與分油轉子轉動方向相反而產生不同轉速的提前噴油 C.負荷控制因轉速不同而量油閥量油作用使壓油心子產生油多時提前噴油油少時延後噴油若全輕負荷時則造成噴油時間的錯誤故裝置正時油道與量油閥上二旋轉油槽其中一條相同在全負荷時量油閥旋轉至增油而上旋轉槽與正時油道相通產生回油使正時產生延遲當輕負荷時量油閥供油量減少同時下旋轉槽與正時油道 23

24 相通油壓作用於正時器產生提前作用如圖5-51所示圖5-51 負荷控制四 VE 型分配式高壓噴射泵 VE 型分配式高壓噴射泵之構造包括供油泵調壓閥柱塞調速器與正時器等各部零件組合而成圖 5-52 VE 型構造 1.供油泵 (feed pump) 如圖 5-53 所示葉片式供油泵之作用將來自濾清器之柴油加壓後送至泵室內部 24

25 圖 5-53 供油泵及調壓閥作用 2.調壓閥 (regulating valve) 功能是控制供油泵送油壓力使不超過規定之油壓並經由調壓閥控制後之油壓才能使正時器作用正常作用在供油泵送出之油壓超過調壓閥彈簧之張力時活塞向上頂開使燃料流回油泵入口以降低供油泵之輸出油壓 3.柱塞 (plunger) V E 型分配式高壓噴射泵之柱塞及驅動軸總成包括有驅動軸 (drive shaft) 滾子架 (roller holder) 接合器 (coupling) 凸輪盤 (cam disc) 柱塞 (plunger) 柱塞彈簧 (plunger spring) 與控制套筒(control sleeve)等零件圖 5-54 柱塞及驅動軸作用 25

與缸數相同數的進油囗與柱塞之吸入槽對正時使來自於供油泵之柴油進入高壓室與柱塞內部之油道中圖 5-56 柱塞吸油作用圖 5-57 柱塞噴油作用 (2)噴油行程柱塞旋轉使進油囗關閉

26 圖 5-55 柱塞基本作用原理柱塞之基本作用原理是利用接合器與凸輪盤驅動軸相連接柱塞彈簧將凸輪盤壓到固定之滾子架上在凸輪盤上有與氣缸數相同數量之平面凸輪(face cam) 在旋轉時凸輪盤連接在一起之柱塞在旋轉同時也產生往復運動與 VM 型相同柱塞之往復運動與旋轉運動將柴油壓送至各缸噴油嘴其作用原理說明如下 (1)吸油行程柱塞向左移動行程開始後與缸數相同數的進油囗與柱塞之吸入槽對正時使來自於供油泵之柴油進入高壓室與柱塞內部之油道中圖 5-56 柱塞吸油作用圖 5-57 柱塞噴油作用 (2)噴油行程柱塞旋轉使進油囗關閉且柱塞之分配孔(只一孔)對正其中一個通往噴油嘴之出口(與缸數相同數) 此時凸輪盤與柱塞同時向右移動高壓室與柱塞內部之柴油壓力提升推開輸油閥經高壓油管與噴油嘴柴油以高壓噴入氣缸中 (3)噴油結束 26

柱塞噴油結束均壓作用 (5)噴油量之調節噴油量之多寡係由調速器之作用控制套筒移動而以改變柱塞之有效行程當控制套筒向右移動使洩放孔打開時間變晚柱塞有效時間增長則噴油量增加控制

27 柱塞與凸輪盤繼續向右移動直到柱塞左端之洩放孔自控制套筒露出為止而使高壓柴油自洩放孔排放至噴射泵殼室中柱塞內部柴油油壓急遽降低噴油動作即告結束 (4)均壓作用在噴油動作結束後柱塞繼續旋轉 180 度時柱塞之均壓槽與分配通路對正使分配通路內的柴油壓力與噴射泵殼室中之油壓相等可使各缸之噴油量均勻而設計圖 5-58 柱塞噴油結束作用圖 5-59 柱塞噴油結束均壓作用 (5)噴油量之調節噴油量之多寡係由調速器之作用控制套筒移動而以改變柱塞之有效行程當控制套筒向右移動使洩放孔打開時間變晚柱塞有效時間增長則噴油量增加控制套筒向左移動使洩放孔打開時間提早柱塞有效行程縮短則噴油量減少 (6)逆轉之防止若引擎發生逆轉時柱塞也跟隨逆轉當進油口打開後分配通道關閉無法噴油至各缸則引擎無逆轉之發生圖 5-60 柱塞有效行程 27

28 4.調速器 (governor) 分配式高壓噴射泵之調速機構位於噴射泵本體之上方是屬於機械式全速調速器之一種其構造上有一飛重架 (flyweight holder) 與齒輪成一體安裝在調速器軸上由驅動軸上齒輪驅動轉飛重架內部有四個飛重由於飛重旋轉之離心力可使調速套筒 (governor sleeve) 左右移動在調速器內之連桿計有集桿 (collector lever) 拉力桿 (tension lever) 與起動桿 (start lever) 等其中拉力桿與起動桿端連接在控制套筒 (control sleeve)上調速器之調速作用是以控制桿之位置(加速踏板踩踏力量而控制調速彈簧彈力之大小使控制桿位置改變)使調速彈簧之張力與飛重之離心力發生變化進而帶動其他連桿改變控制套筒之移動量以控制噴油量圖 5-61 VE 型調速器機構引擎在各種不同轉速時調速器之作用原理如下 (1)發動引擎時當起動彈簧之張力使起動桿緊壓調速套筒並且起動桿以" C "為支點將控制套筒向右撥動使活塞有效行程增長至最大噴油量位置以利發動引擎 28

29 圖 5-62 調速器起動時作用圖 5-63 調速器低速時的作用 (2)引擎低運轉時調速彈簧之張力幾乎無作用但是由於飛重旋轉之離心力使調速套筒向右移動並且作用在起動桿與拉力桿上在起動桿與拉力桿之共通軸以" C "為支點而使控制套筒左移活塞有效行程縮短以使控制在少噴油量方向此時控制套筒之位置是由飛重之離心力與起動彈簧低速彈簧張力三者之合力決定噴油量之多寡以維持引擎平穩地以低速運轉若無加摙情況下引擎轉速自然上升時則飛重離心力增加則起動桿推右控制套筒移左噴油量變少轉速自然下降以達調速作用 (3)引擎在全負荷最高轉速時將控制桿自低速位置移動至碰觸到控制加速桿上的最高轉速止擋器(maximum speed stopper)為止調速彈簧之張力增大低速彈簧被完全壓縮由於調速彈簧之張力與飛重之離心力兩者之合力使拉力桿碰觸到止動銷(圖中之" A "點) 控制套筒被向右拉動引擎達到全負荷最高轉速若將全負荷調整螺絲向內旋入則集桿愈向左傾斜此力量傳達至起動桿因" B "點係固定故向左移動並以" C " 為支點將控制套筒向右推動使噴油量增加 29

30 圖 5-64 調速器全負荷高速時作用圖 5-65 調速器最高轉速時 (4)引擎以最高轉速運轉時當引擎負荷一旦減輕時引擎轉速隨即升高飛重離心力克服調速彈簧之張力此時拉力桿與起動桿被調速套筒向右推動並以" C "為支點將控制套筒移左使有效行程縮短減少噴油量達最高速的調節作用 5.自動正時器 (automatic timer) 目的是可依引擎轉速之高低自動調整噴油時間至一定限度構造與作用原理為正時活塞左側係接受來自供油泵吸入側之油壓與正時彈簧之張力作用其右側之油壓係來自於噴射泵室內油壓活塞銷則固定於正時活塞與滾子架之間只要正時活塞動時即可由活塞銷拉動滾子架旋轉某一角度達到控制噴油時間之目的圖 5-66 正時器構造及作用在噴射泵轉轉速提高時正時活塞右側之油壓高於左側油壓與正時彈簧張力之和正時活塞被推向左經由活塞銷使滾子架以驅動軸之相反旋轉方向轉動某一角度當滾子架轉動方向與凸輪盤(或驅動軸)之旋轉方向相反時會使噴油時間提前反之若兩者旋轉方向相同則噴油時間延遲 30

31 圖 5-67 增壓補助器構造及作用 6.增壓補助器 (boost compensator) 增壓補助器安裝於 V E 型噴射泵頂端通常與裝有渦輪壓器(turbo charger) 之柴油引擎配合使用其功用是當進入燃燒室空氣量增多時調整適當之噴油量增加使燃燒完全並且增加引擎輸出力５７低壓分配式噴射系統一概述 1.低壓分配式噴射系為美國肯敏氏(Cummins) 引擎公司所使用引擎與其他燃料系不同點在於噴射泵只是一種燃料泵浦隨引擎負荷和轉速量取適當的柴油送至噴油器而噴油器根據油壓和油量而擔任升壓和噴射工作如圖5-68所示 PT型 (1)PTR型齒輪泵濾清器油壓調節器油門軸調速器電動斷油器噴油器 (2)PTG型齒輪泵濾清器調速器油門軸電動斷油器噴油器 2.PTR與PTG型在外形上相像但PTR型噴射邦浦上頂部有一根回油管通到油箱而PTG型則此回油管如圖5-69所示 31

32 圖5-68 PT燃料系統圖5-69 PT燃料噴射泵 3.PT噴射泵浦的驅動與噴油器的機械控(如同OHV作用) 如圖所示圖5-70 噴油嘴開閉方式圖5-71 PT噴射邦浦的傳動二 PTR型燃料泵 1.內有齒輪泵浦油壓調節器油門軸調速器四項主要機件如圖5-72所示 2.油壓調節器 (1)上有兩條油路受齒輪泵來的油壓後一條油路經調壓後流回齒輪泵的進油端另一條送到油門軸可補償柴油溫度變化扭力變化及避免齒輪邦浦的油壓過高如圖5-73所示 32

33 圖5-72 PTR柴油的流動路線 (2)調節孔因靜止隨轉速變化而不封沒在套管中 (3)扭力孔因隨引擎扭力負荷轉速而使扭力孔不封沒在套管中控制送至油門軸油壓 (4)尼龍調節柱隨柴油溫度而膨脹收縮使調節孔露出套管面積大小而適當調壓 (5)調節柱上配有墊片加墊片使彈力增強而使調節柱無法露出調節孔而升壓減墊片而使減壓圖5-73 油壓調節器 3.油門軸 (1)油門軸與加速桿相連由駕駛者控制 (2)油門軸上有二條油道成形或ㄇ形較粗大為主油道較小為慢車油道 (3)由油門軸控制流到噴油器的油量如圖5-74所示 33

34 圖5-74 油門軸 4.調速器 (1)PT型調速器有三種高低速調速器變速調速器扭力調速器三種 (2)高低速調速器 A.起動前飛重無轉動油門軸油壓經慢車油道凹槽進入調速柱塞(全部) B.慢車時飛重克服了怠速彈簧使油門軸慢車油道經過狹縫而至出油總管 C.最高速度限制轉速越快隨轉動飛重也克服調速彈簧使調速柱塞往右推使超速而回流並關閉油道進油而限制最高速如圖所示圖5-75 PTR型高低速調速器的作動原理 34

如圖5-77所示圖5-77 PT噴油嘴之構造作用５８ＧＭ單體式高壓噴射系統一特點 1.不需噴射泵浦通常用於二行程引擎 2.

35 圖5-76 康米斯PT燃料噴射泵之作用圖 5.噴油器 (1)由供油油壓與進油時間的油量決定噴油量(油量與壓力成正比進油時間與轉速成反比) (2)汽缸內的高壓空氣在噴油器測油行程時會進入噴油器油杯中進行預熱作用如圖5-77所示圖5-77 PT噴油嘴之構造作用５８ＧＭ單體式高壓噴射系統一特點 1.不需噴射泵浦通常用於二行程引擎 2.噴油器功能與固敏式雷同但構造不同同時擔任量油升壓和噴霧的工作 3.噴油器收到是低壓油管的低壓油 4.噴霧各缸均勻二燃料系統 1.燃油之流通路線(如圖5-78) 油箱粗濾供油泵精濾汽缸中之進油道噴油器噴入汽缸回油管汽缸蓋中之回油道油箱 2.供油泵之送油量遠超過噴油器之需要量多餘之柴油回油箱具有冷卻噴油器過熱之功用並可以使油中的空氣送回油箱以免影響噴油量為維 35

36 持油道中之壓力汽缸蓋的進油道中裝有限流孔其直徑為 0.080in 在粗濾器與油箱間通常裝有單向閥以防止引擎熄火時油路中之油流回箱圖5-78 燃油系統 3.噴油器 A.具提高油壓隨轉速負荷變化噴油量噴霧使柴油循環噴油器等功用 B.噴油器驅動方式如圖5-79 而量油則透過齒桿轉動柱塞來調節 C.噴油器分為活片式和油針式兩種如圖所示 D.噴油器上油孔負責進油經油邦心子中T型油道道進入油杯中當柱塞中斜槽與下油孔對正時即噴射終了(如圖5-82) 而油邦心子 (如圖5-83)所示隨之轉動而改變噴油量也改變了噴油開始早晚但噴油結束時間一定(中間油邦心子) 其他油邦心子不同的控制如圖5-84所示 4.柱塞與齒桿的連接控制如圖5-85所示 36

37 圖5-79 噴油器驅動圖5-80 活片式圖5-81 針式噴油器 37

圖5-82 單體式噴油器的壓油圖5-83 噴油量控制圖5-84 油邦心子形狀圖5-85 柱塞與齒桿的連接５９噴射泵檢修一噴射泵編號 (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16) N P E 6 B 70 P 3 1 2 N1 N P E 4 A 60 B 4 2 1 / 3

38 圖5-82 單體式噴油器的壓油圖5-83 噴油量控制圖5-84 油邦心子形狀圖5-85 柱塞與齒桿的連接５９噴射泵檢修一噴射泵編號 (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16) N P E 6 B 70 P N1 N P E 4 A 60 B / 3 N1 N P E S 6 A 70 B B P E 6 B 90 S / 3 S6168 X E ND P E S 4 A 50 B R S256 說明 1. 製造國 : 無字為德國製造 38 A 為美國製造 B 為英國製造 ND 日本電裝株式會社製造 N 為日本製造 NP 日本柴油機株式會社製造 2.P 為噴射泵 38

39 3.E 有凸輪軸 4.S 有安裝凸緣 5.缸數 6.噴射泵型式代表噴射泵大小型別型式ＭＡＢＰＺ油泵柱塞行程 mm 油泵最 7 柱塞小直徑 mm 最 7 大ＺＷＣＷＡＤ 10 7.柱塞直徑(mm)之10倍 8.設計編號 9.供油泵數量和偏心軸安裝記號位置 (單數左方雙數右方) 1 無供油泵凸輪軸裝合記號在泵的左方 2 無供油泵凸輪軸裝合記號在泵的右方 3 可裝一個油泵凸輪軸裝合記號在泵的左方 4 可裝一個油泵凸輪軸裝合記號在泵的右方 5 可裝二個油泵凸輪軸裝合記號在泵的左方 6 可裝二個油泵凸輪軸裝合記號在泵的右方 10.調速器的種類和安裝位置 0 無調速器 1 離心式調速器裝在泵的左方 2 離心式調速器裝在泵的右方 3 真空式調速器裝在泵的左方 4 真空式調速器裝在泵的右方 11.正時器的安裝位置 0 無正時器 1 正時器裝在泵的左方 2 正時器裝在泵的右方 12./3 3至6缸用泵供油泵安裝位置經加工後用蓋板蓋住 39

40 /4 8至12缸用泵供油泵裝在左方右方裝供油泵的位置用蓋板蓋住 /5 8至12缸用泵供油泵裝在右方左方裝供油泵的位置用蓋板蓋住 /6 8至12缸用泵左右二方均用蓋板蓋住 13.旋轉方向由傳動端觀看 R 右轉(順時鐘方向) L 左轉(反時鐘方向) 14.設計編號 S6168 特種設計編號 15. X 減量出油門 16. F 標準過量供油裝置 EL 非標準過量供油裝置 M 船用裝置二噴射間隔四缸噴射間隔90±0.5度可由挺桿調整螺絲調整之各缸不得相差0.5±度三挺桿挺桿間隙一般為0.3mm(0.012吋)以上即油邦心子上死點間隙挺桿凹部磨損不得超過 0.2 mm以上可加墊片調整之空檔行程 SD22 2.3±0.05 mm 四噴油量在各種負荷時均作檢查之最大或最小噴油量平均噴油量 1.噴油不均率 100 平均噴油量 2.通常噴油不均率應在5 以內若超過可調整調節筒位置五油泵柱塞 1.分解前在無負荷位置(慢車) 以200rpm運轉在輸油門的壓力表測得壓力應在 kg/cm2以上若太低則更換之 2.分解後用柴油清洗後傾斜60度不論任何旋轉方向抽出一半長度應能憑藉本身重量滑入柱塞筒內為摩擦阻力檢驗六輸油門 1. 分解前檢視油壓表油壓自100kg/cm2下降至 95kg/cm2時間應在5秒鐘以上 2. 分解後 (1)輸油門拉出應能迅速滑落至輸油門座 (2)用手指將輸油門座底孔塞住並另一端壓入輸油門若放鬆後則輸油門應彈回氣密良好 40

41 七齒桿移動阻力應在150公克左右八輸油門套扭力 3.5 kg-m 九凸輪軸端間隙 0~0.02mm 可加墊片修正之 41

第二節燃料系統的機件

第二節燃料系統的機件 7-2 汽油引擎汽門腳間隙之調整壹學習目標能了解為何要作汽門腳間隙調整, 及了解各機件相互關係, 且能熟練地在汽缸何種位置才可作調整, 方法必須正確安全, 不可損壞零件, 時間限制 15 分鐘貳使用設備及工具 1.A12 引擎一部 2. 厚薄規一只彈簧稱一只 3. 手工具一組參相關知識一頂上汽門式 (I-Head Engine) 的汽門依位置區可分為 : 1.OHV 型 (over

第五章 柴油引擎燃料系統

第五章柴油引擎燃料系統