機械燃油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和燃油噴射過程

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1、第二章柴油機機械燃油噴射技術(shù)第一節(jié)柴油機機械式燃油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、燃油系統(tǒng)組成及功能1、組成柴油機燃油系一般由下列部分組成：噴油器噴油泵總成：噴油泵、調(diào)試器、提前器、輸油泵輔助部分：燃油箱、低壓油管、柴油濾清器、高壓油管和回油管。2、燃油系統(tǒng)基本功能就其本質(zhì)說，柴油機燃油系統(tǒng)的基本功能可以分成五項：(1)通過加壓機構(gòu)使燃油變成高壓(P)。(2)調(diào)節(jié)每次噴油的噴油量(Q)。(3)調(diào)節(jié)每次噴油的噴油時間(T)。(4)將燃油分配到各個氣缸中(D)。(5)將燃油噴人燃燒室，并使燃油霧化(I)。經(jīng)過一個世紀(jì)的發(fā)展，柴油機燃油系統(tǒng)的代表性產(chǎn)品如圖2—l所示。83、燃油系統(tǒng)性能參數(shù)噴油正時

2、噴油壓力持續(xù)時間噴油速率二、各組成部分作用1、噴油器噴油器的功用：是將燃油霧化并合理分布到燃燒室內(nèi)，以便和空氣混合形成可燃混合氣。噴霧特性81、噴油泵對噴油泵的要求根據(jù)柴油機可燃混合氣形成的特點和燃燒過程的需要，噴油泵應(yīng)能滿足如下要求：（一）供油量噴油泵的供油量應(yīng)能滿足配套柴油機在各種工況下的需要，同時還要求保證對各港的供油均勻。（二）供油時間l根據(jù)發(fā)動機的要求，噴油泵要按準(zhǔn)確的按規(guī)定的時間（供油提前角）向氣缸供油，且各缸的供油提前角應(yīng)該一致。（誤差不超過0.5度）l要求供油提前角能隨轉(zhuǎn)速的改變而改變。l為了保證柴油機的工作性能，還要求噴油泵有一定的噴油延續(xù)時間。（三）壓力根

3、據(jù)柴油機燃燒室的型式和混合氣形成方法的不同，噴油泵必須向噴油器供給相當(dāng)高壓力的燃油，以保證噴霧性能良好。例如：預(yù)燃室式和渦流室式燃燒室發(fā)動機：210~350千克/每平方厘米直接噴射式燃燒室發(fā)動機最高噴射壓力可達(dá)800千克/每平方厘米噴油泵的功用：根據(jù)發(fā)動機的需要，將一定量的燃油，以足夠高的壓力，在準(zhǔn)確的時間內(nèi)供如氣缸。（四）迅速停止供油2、調(diào)速器功用：調(diào)速器是一種自動調(diào)節(jié)噴油泵供油量的裝置，它能根據(jù)柴油機負(fù)荷的變化，自動地做相應(yīng)的調(diào)節(jié)，使柴油機能以較穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，從而保證柴油機既不會產(chǎn)生超速也不會在怠速時造成熄火。3、提前器功用：根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，調(diào)整供油提前角，從而保證發(fā)動

4、機在整個工作轉(zhuǎn)速變化范圍內(nèi)，性能良好。三、燃油系統(tǒng)基本要求根據(jù)現(xiàn)在的觀點，柴油機對燃油系統(tǒng)的基本要求如下：1．自由控制噴油壓力研究表明：噴油壓力是柴油機燃油系統(tǒng)的最重要的參數(shù)。特別是在排放法規(guī)越來越苛刻的時代要求下，一方面要努力提高噴油壓力，另一方面更需要能夠自由地控制噴油壓力。在凸輪驅(qū)動的機械式燃油系統(tǒng)中，噴油壓力是由凸輪形狀等一系列參數(shù)決定的，人們不可能按照自己的愿望改變噴油壓力，只有在電子控制的共軌式燃油噴射系統(tǒng)中才能做到自由控制噴油壓力?！ぎ?dāng)然，在目前的電子控制式燃油系統(tǒng)中，仍然不能做到完全自由地控制噴油壓力。只是比以前的機械式燃油系統(tǒng)相對地自由了一些。2．自由控制噴

5、油時間8在傳統(tǒng)的泵—管—嘴系統(tǒng)中，由于采用了一定長度的高壓油管，在噴油泵端對燃油加壓的壓力波傳遞到噴油嘴端的過程是一個非常復(fù)雜的過程，人們是沒有辦法加以有效控制的。一般都是憑經(jīng)驗，通過參數(shù)組合，最后由試驗決定噴油時間。在傳統(tǒng)的機械式燃油系統(tǒng)中，一般是采用提前器控制噴油時間，但是，這是相當(dāng)粗糙的。在第二代和第三代電控燃油系統(tǒng)中，采用高速電磁閥之后，才真正實現(xiàn)了自由控制噴油時間。3．自由控制噴油率噴油串形狀決定著柴油機的燃燒過程的質(zhì)量，決定著柴油機的經(jīng)濟性、工作柔和性和排放指標(biāo)等。在傳統(tǒng)的機械式燃油系統(tǒng)中，噴油率圖形幾乎是無法控制的，在時間控制式電控燃油系統(tǒng)中可以比較方便地控制噴

6、油率。在共軌系統(tǒng)中，可以方便地實現(xiàn)預(yù)噴射、主噴射、多段噴射——包括3段噴射、5段噴射或更加復(fù)雜的噴油率模型。4．精確控制每循環(huán)噴油量根據(jù)發(fā)動機的實際運行工況和當(dāng)時的外界環(huán)境條件精確控制每循環(huán)噴油量在傳統(tǒng)的機械式燃油系統(tǒng)中，由機械式調(diào)速器控制噴油量；但是，這種系統(tǒng)的控制精度不能滿足當(dāng)代柴油機的要求。柴油機中每循環(huán)的噴油量不僅取決于外界負(fù)荷、而且和發(fā)動機的工作環(huán)境以及工作條件有關(guān)。例如：環(huán)境溫度、濕度等。五、常見的柴油機燃油系統(tǒng)8第二節(jié)燃油噴射過程柴油機燃油噴射過程一般指的是燃油從噴油泵經(jīng)高壓油管到噴嘴，再由噴嘴的噴孔高壓噴射的整個歷程。燃油噴射過程并不包括燃油在燃燒室的歷程，所

7、以又叫燃油噴射的管內(nèi)過程。本章在內(nèi)燃機燃油系統(tǒng)構(gòu)造基礎(chǔ)上，研究燃油噴射過程.分析供油系統(tǒng)參數(shù)及其對柴油機性能的影響。一、燃油噴射過程的進(jìn)展高速柴油機燃油噴射過程時問很短，只有干分之幾秒。僅占曲軸轉(zhuǎn)角15°-35°。在這極短的時間內(nèi)，高壓油管的壓力由幾個兆帕變化到幾十個甚至百余個兆帕.壓力變化大.加上燃油的可壓縮性、油管的彈性變形、壓力波在高壓系統(tǒng)的傳播以及針閥慣性等，使噴射過程十分復(fù)雜。實驗證明，在燃油噴射過程中，從噴油泵到噴油器的壓力波是以音速傳播的。在燃油中，音速約1200-1400m/S。高壓油管