传统的机械控制式柴油机燃料供给系统主要由低压油路、高压油路和控制调节装置三大部分组成(图1-11)。其中,低压油路主要由燃油箱、滤清器(粗滤和精滤)、输油泵和低压油管等组成;高压油路主要由喷油泵、喷油器和高压油管等组成;控制调节装置则包括调速器和提前器等。而在现代新型电控燃料供给系统特别是电控高压共轨系统中,除了低压油路与传统的燃料供给系统基本相同以外,还要有各种传感器、线束和电子控制单元(ECU)等零部件。在高压油路中有高压供油泵、高压油轨(共轨管)、高压油管、电控喷油器以及进油计量阀、调压阀、限流阀和高速电磁阀等控制与执行机构。在控制与调节部分则有电控单元和各种传感器等零件,后者的制造、组装与测试属于专门领域,不在本书讨论之列。
从零件的功能、结构特点和加工精度要求等方面来看,可以将柴油机燃料供给系统的机械零件分为壳体类零件、驱动和机构类零件及精密类零件三类。
壳体类零件主要有喷油泵泵体、输油泵泵体、喷油器体、高压供油泵泵体和调速器壳体等。
驱动和机构类零件主要有凸轮轴、提前器和调速器中的某些零件。
精密类零件主要有柱塞偶件、喷油嘴偶件、出油阀偶件、电控高压共轨系统和单体泵、泵-喷嘴等的孔板、各种控制阀等。凸轮轴由于加工精度很高,也可归入精密类零件。
上述零件的制造一般都采用钢材、铸铁、铝合金以及型钢件等作为毛坯来进行的。从加工方法来讲,涉及机械加工的各个方面,除了采用车削、钻削、磨削加工和铸造、模锻、冲压等成型加工以及热处理以外,还采用电化学、电火花和激光加工等光电加工方法。此外,还有液体挤压珩磨、喷丸、抛光、光整加工、高效清洗加工和其他表面处理方法等。(www.daowen.com)
对于输油泵、高压喷油泵、高压供油泵和调速器等的壳体类零件通常都采用铝合金浇铸而成,这种材料的液态流动性较好,线性收缩率较小,材料的紧密度和机械强度较高。当批量不大、要求不高、开发功能性样件时,可采用砂模浇铸。但在大批量生产时,为了提高质量,进一步减少机械加工余量和减小铸件壁厚,则应采用金属模和压力浇铸方式。
对于喷油泵和调速器中一些外形尺寸不大、形状较复杂的薄壁钢质零件来讲,可采用蜡模浇铸。这种零件毛坯仅仅需要加工与其他零件相接触的配合表面,以降低劳动量和提高金属材料利用率。
对于喷油器体和挺柱体等铸件类零件,当要求不高时,可采用低压精密铸造件,以取得良好的经济效果。但对于现代车用直喷式柴油机用的比较强化的喷油器体,由于其需要承受很高的喷射压力,必须采用模锻加工的毛坯,以提高材料的组织密度,满足高强度的要求。对于其他某些薄壁零件则可采用模壳浇铸方法或冲压成型加工。
车削加工在燃料供给系统零件加工中应用得十分广泛,如对凸轮轴、柱塞、柱塞套、出油阀、出油阀座、针阀和针阀体等一些轴类零件的外圆表面加工。
磨削加工是燃料供给系统精密零件加工中的关键工艺技术,它具有精度好和效率高等显著优点。随着对产品精度、可靠性和使用寿命等要求的不断提高,高硬度、高强度、高耐磨性和高功能性新型材料的应用增多,给磨削加工提出了许多新的课题。随着超硬磨料磨具和相关技术的发展和突破,使磨削技术和磨削设备取得了很大发展。近年来,高速高效磨削和超高速磨削在欧洲、美国和日本等一些工业发达国家发展迅速。根据加工对象的工艺目的和要求不同,磨削加工已经发展成多种形式。对燃料供给系统零件来说,常见的磨削加工工艺形式主要有内圆磨、外圆磨、平面磨/端面磨、无心磨、珩磨、配磨和研磨等。由于柴油机燃料供给系统的许多零件是在高压下工作的,为了保证其工作的可靠性,对其加工精度要求很高,通常需要采用超精磨削加工方法制造,以下将重点介绍这方面的磨削技术。
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