第二節(jié)燃油噴射與霧化

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1、上次課主要內(nèi)容：噴油量的控制汽油機燃燒室的要求：常用的典型燃燒室：浴盆型、楔形和多球型。柴油機的燃燒過程：著火延遲期、速燃期、緩燃期和補燃期。燃燒放熱規(guī)律：柴油機的排放與噪聲。第二節(jié)燃油噴射和霧化一、供油系統(tǒng)和噴射過程1、柴油機的供油系統(tǒng)噴油泵和噴油器噴油泵：定時、定量的經(jīng)高壓油管向各缸的噴油器周期性的供給高壓油。噴油器：將噴油泵供給的高壓燃油噴入柴油機的燃燒室內(nèi)，使燃油霧化成微細的油粒，并按一定的要求適當?shù)姆植荚谌紵覂?nèi)。2、噴油泵速度特性及其校正噴油泵速度特性——噴油泵油量控制機構(gòu)(齒條或拉桿)位置固定，循環(huán)供油量隨噴油泵轉(zhuǎn)

2、速變化的關(guān)系。對于柱塞式噴油泵，當噴油泵柱塞向上運動中柱塞上端面還未關(guān)閉油孔時，由于流通截面很小而時間很短，被柱塞擠壓的燃油來不及通過油孔流出，泵油就已經(jīng)開始，使出油閥相對提早開啟?；赜蜁r，在油孔剛開始時，柱塞上部的高壓燃油不能立即通過油孔流出，使出油閥相對滯后關(guān)閉。轉(zhuǎn)速越高，油孔處的節(jié)流作用就越強，因此隨著轉(zhuǎn)速的上升，循環(huán)供油量呈略有增大的趨勢。在較高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，柴油機的充氣效率隨轉(zhuǎn)速的上升而下降，如果循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速的上升而增大，就會使空氣量和燃油量不相匹配。導(dǎo)致燃油燃燒不完全而冒黑煙。3、噴射過程噴射過程——是從噴油泵開

3、始供油直至噴油器停止噴油的過程.整個噴射過程在全負荷工況下約占15-40度曲軸轉(zhuǎn)角。噴油泵端燃油壓力pH、噴油器端燃油壓力pn以及針閥升程h的變化情況。三個階段，即噴射延遲階段、主噴射階段和噴射結(jié)束階段。(1)噴射延遲階段該階段從噴油泵上的出油閥開始升起(供油始點)到噴油器的針閥開始升起(噴油始點)為止。噴油提前角與供油提前角的差值就是噴油延遲角。轉(zhuǎn)速升高，噴油延遲角加大；高壓油管越長，壓為波傳播時間較長，噴油延遲角加大。（2）主噴射階段該階段從噴油始點到噴油器端的壓力開始急劇下降為止。在針閥升起過程中，由于針閥上升讓出容積以及

4、一部分燃油噴入燃燒室，噴油壓力有一短暫下降。(3)噴射結(jié)束階段該階段從噴油器端的壓力急劇下降到噴油器的針閥完全落座停止噴油為止。針閥的落座速度取決于噴油器端的壓力降低速度。在此階段噴射壓力較低，燃油霧化特性變差。4、供油規(guī)律和噴油規(guī)律供油規(guī)律——是單位時間內(nèi)（或1度噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角）噴油泵的供油量隨時間（或噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角）隨時間的變化關(guān)系。噴油規(guī)律——單位時間內(nèi)(或1度噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角)噴油器噴入燃燒室內(nèi)的燃油量隨時間(或噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角)的變化關(guān)系。影響因素：燃油的可壓縮性、壓力波的傳遞滯后、壓力波動、高壓容積變化5、不正常

5、噴射現(xiàn)象和噴射系統(tǒng)中的穴蝕破壞1)二次噴射噴射終了噴油器針閥落座以后，在壓力波的影響下，再次噴射的現(xiàn)象。二次噴射易發(fā)生在高速、大負荷工況2)滴油現(xiàn)象在噴油器針閥密封正常的情況下，噴射終了時由于系統(tǒng)內(nèi)的壓力下降過慢使針閥不能迅速落座，出現(xiàn)仍有燃油流出的現(xiàn)象。h噴油器針閥升成3）斷續(xù)噴射在某一瞬間噴油泵的供油量小于從噴油器噴出的油量和填充針閥上升空出空間的油量之和，造成針閥在噴射過程中周期性跳動的現(xiàn)象。過度磨損。發(fā)生在低速、低負荷。4）不規(guī)則噴射和隔次噴射供油量過小時，循環(huán)噴油量不斷變動甚至出現(xiàn)有的循環(huán)不噴油的現(xiàn)象。5）穴蝕破壞出現(xiàn)

6、在系統(tǒng)內(nèi)與燃油接觸的金屬表面上。產(chǎn)生的機理：在高壓容積內(nèi)產(chǎn)生壓力波動時，由于出現(xiàn)極低的壓力(低于燃油的蒸氣壓)而形成氣泡，以及隨后壓力迅速升高使汽泡爆裂而產(chǎn)生沖擊波。二、燃油的霧化和油束特性燃油的霧化——是指燃油噴入燃燒室內(nèi)后被粉碎分散為細小液滴(2-50μm)的過程。油束核心部分液滴密度大、直徑大，運動速度高，空氣少；油束外圍液滴少、直徑小，運動速度低。油束特性:幾何形狀和霧化質(zhì)量。油束的幾何形狀包括：油束的射程（又稱為貫穿距離）L和噴霧錐角β或油束的最大寬度B。影響因素：噴射壓力，噴油器噴孔長度直徑和空氣與燃油的密度比。油束

7、的霧化質(zhì)量是指油束中液滴的細度和均勻度。細度可以用液滴平均直徑來表示。三、對噴射系統(tǒng)的要求1）避免出現(xiàn)不正常噴射現(xiàn)象和穴蝕破壞，這是對噴射系統(tǒng)最基本的要求。2)可以根據(jù)不同轉(zhuǎn)速和負荷的工況要求，在最佳的噴油時刻，精確提供所需的燃油量。3）為改善柴油機的經(jīng)濟性、動力性、有害排放和噪聲水平等，應(yīng)盡可能實現(xiàn)理想的噴油規(guī)律。更高的噴射壓力和噴油速率以及更短的噴油持續(xù)時間是技術(shù)發(fā)展的一個趨勢，特別是在低速工況下，能有高的壓力，改善霧化質(zhì)量。理想的噴油規(guī)律噴油規(guī)律合理形狀的原則：初期噴油率要低，主噴射階段噴油率應(yīng)逐步增大（先緩后急），后期噴

8、射率應(yīng)快速下降（斷油干脆）。隨負荷增加，噴油規(guī)律形狀豐滿度應(yīng)逐步提高（適應(yīng)負荷變化的要求）。沿外特性工作時，噴油規(guī)律形狀應(yīng)由靴型或三角形向矩形組合逐步過渡。4)良好的油束特性能滿足具體燃燒室的要求。即使油束的幾何形狀和霧化質(zhì)量能使燃油噴射、氣流運動與燃燒室形狀間