第五章 柴油机混合气的形成与燃烧之1

第五章柴油机混合气的形成与燃烧在柴油机中，燃油的供给、缸内气流的运动和燃烧室的形状对于混合气的形成、燃烧过程的组织以及形成合理的燃烧放热规律具有重要作用，而这些又对柴油机的动力性、经济性和排放以及噪声振动有重大影响。主要内容第一节燃油的喷射与雾化第二节燃烧与放热第三节混合气形成与燃烧室第四节燃烧过程的优化第一节燃油的喷射与雾化主要内容：喷油系统喷射与雾化作用要求工作原理喷油泵喷油器喷射过程供油规律与喷油规律喷雾特性与雾化质量回顾学习一、喷油系统定时、定量并按一定规律向柴油机各缸供给高压燃油。1.喷油系统的作用2.对喷油系统的要求①产生足够高的喷油压力②精确控制每循环喷油量③实现所要求的喷油规律④避免出现异常喷射现象3.喷油系统的工作原理直列柱塞式喷油泵燃油供给系统分配式喷油泵燃油供给系统分类柱塞式喷油泵燃油供给系统喷油器燃油滤清器直列柱塞式喷油泵输油泵油水分离器油箱高压油管回油管低压油管调速器喷油提前角调节器分配式喷油泵燃油供给系统油箱油水分离器一级输油泵二级输油泵燃油滤清器分配式喷油泵体分配式喷油泵喷油器高压共轨系统高压油泵将高压燃油输送到公共供油管(油轨)，通过公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关。将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。4.喷油泵分类：柱塞式喷油泵和分配式喷油泵作用：定时、定量产生高压燃油。柱塞式喷油泵一般以柱塞行程、分泵中心距等参数不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、A、B、P、Z等系列，每个系列可以改变柱塞直径和分泵数，以适应不同柴油机的需要。5.喷油器作用：将喷油泵供给的高压燃油喷入柴油机燃烧室内，使燃油雾化成细小的油粒，并按一定的要求适当地分布在燃烧室内。分类：孔式喷油器和轴针式喷油器。喷油器的头部结构a)单孔式b)多孔式c）标准轴针式d）节流轴针式直喷式燃烧室非直喷式燃烧室二、喷射与雾化燃油喷射的主要特性指标：喷油特性喷雾特性喷油开始时间喷油持续期喷油速率变化喷油压力油束贯穿距离喷雾锥角喷雾粒径1.喷射过程HpnphDef：从喷油泵开始供油直至喷油器停止喷油的过程。3阶段喷射延迟阶段主喷射阶段喷射结束阶段1.喷射过程（续）（1）喷射延迟阶段Def：从喷油泵的柱塞顶封闭，进回油孔的理论供油始点起到喷油器的针阀开始升起为止。HpnphHfj现象：pH和pn急剧增大，h很小。1.喷射过程（续）（2）主喷射阶段Def：从喷油始点到喷油器端压力开始急剧下降为止。HpnphHfj现象：1)pn短暂下降：针阀上升让出容积以及部分燃油喷入燃烧室。1.喷射过程（续）（2）主喷射阶段HpnphHfj现象：2)pH先增大后下降：当针阀刚刚开启时，最初因开度小有节流作用，pH增大；随着油孔逐渐打开，并由于出油阀落座过程中出油阀减压容积的作用，pH急剧下降。1.喷射过程（续）（3）喷射结束阶段Def：从喷油器端压力开始急剧下降到针阀落座停止喷油为止。HpnphHfj现象：1)pH急剧下降：喷油泵的回油孔打开和出油阀减压容积的卸载作用。2)pn也急剧下降：干脆、迅速供油速率:单位凸轮轴转角（或单位时间）由喷油泵供入高压油路中的燃油量。2.供油规律与喷油规律供油规律:供油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系。喷油速率:单位凸轮轴转角（或单位时间）由喷油器喷入燃烧室内的燃油量。喷油规律:喷油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系。2.供油规律和喷油规律（续）凸轮轴转角：持续时间：最大速率：规律：相差8~12°CaA喷油持续时间比供油持续时间长供油规律呈线性，喷油规律有畸变最大喷油速率比最大供油速率低区别（1）油束的几何形状和参数•油束射程(贯穿距离)L•喷雾锥角3.喷雾特性与雾化质量（2）影响油束几何形状的主要因素喷油压力、喷油器喷孔的长度直径比、空气与燃油密度比等。曲线1雾化质量最好评价喷雾粒径的指标：平均粒径索特粒径粒径分布3.喷雾特性与雾化质量（续）（3）油束的雾化质量：一般指油束中液滴的细度和均匀度。细度：用液滴直径来表示。直径越小，油束雾化的越细。4.异常喷射现象（1）二次喷射发生工况：容易发生在高速、大负荷工况。现象：喷油器的针阀落座后，在压力波动的影响下再次升起的喷油现象。危害：二次喷射是在燃油压力较低的情况下进行的，所以会造成这部分燃油雾化不良，燃烧不完全，炭烟增多，容易引起喷油孔积炭堵塞。此外，二次喷射还会使整个喷射持续时间延长，从而造成燃烧过程不能及时进行，经济性下降，零部件过热等不良后果。(a)正常喷射(b)二次喷射（2）断续喷射现象：由于在某一瞬间喷油泵的供油量小于从喷油器喷出的油量和填充针阀上升空出空间的油量之和，造成针阀在喷射过程中周期性跳动的现象。危害：断续喷射容易造成针阀偶件的磨损。(a)正常喷射(b)断续喷射（3）不规则喷射和隔次喷射现象：当供油量过小时，造成的循环喷油量不断变动，甚至有的循环不喷油的现象。危害：造成怠速运转不稳定、工作粗暴，并限制了柴油机的最低稳定转速。发生工况：容易发生在柴油机怠速工况。(a)正常喷射(b)不规则喷射(c)隔次喷射