《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 第三章柴油机混合气形成和燃烧 §3-1柴油机混合气形成 两种基本形式 (一)空间雾化 将燃料喷在燃烧室空间使之成为雾状,再利用空气运动达到充分混合 特点 对燃料喷雾要求高(采用多孔喷嘴)丶燃烧易于完全,经济性好。 2对空气运动要求不髙后期燃料易被早期燃烧产物包围,高温裂解 排气冒烟。 3但初期空间分布燃料多,燃烧迅速→↑,pm个→工作粗暴 △q (二)油膜蒸发(M过程) 空间雾化型混合气蒸发方式要求将燃料尽量喷在燃烧室空间,而油膜蒸发 型混合气蒸发方式则有意将燃料喷在燃烧室壁面上,使之成为薄薄的一层油膜 附着在燃烧室壁面上,只有一小部分燃料分布在燃烧室空间。经燃烧室壁面和 燃烧加热,边蒸发,边混合,边燃烧。初期蒸发、燃烧慢,后期蒸发、燃烧迅 速(先缓后急) 特点 1对燃料喷雾要求不高(采用单、双孔喷嘴),对空气运动要求高。 2放热先缓后急 △p lg以,pmax→>工作柔和,噪声小,经济性较好。 △ 3但低速性能不好,冷起动困难。对进气道、燃料供给系统和燃烧室结构参数 之间的配合要求很高,制造工艺要求严格。 二燃料的喷雾 )喷雾的作用 只有当燃料与空气充分接触,形成可燃混合气时,才有可能燃烧。接触面 积越大,可燃混合气越多,燃烧越完善 lml油滴:1个, d=9.7mm,S=245mm 雾化:299×107个,d=40μm,S=15×106mm2 面积增大5090倍,燃烧反应机会大大增加 (二)喷雾的形成 油束 燃油喷射一高压、高速
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 32 ― 第三章 柴油机混合气形成和燃烧 §3-1 柴油机混合气形成 一 两种基本形式 （一） 空间雾化 将燃料喷在燃烧室空间使之成为雾状，再利用空气运动达到充分混合。 特点: 1 对燃料喷雾要求高 （采用多孔喷嘴） → 燃烧易于完全，经济性好。 2 对空气运动要求不高 → 后期燃料易被早期燃烧产物包围，高温裂解 → 排气冒烟。 3 但初期空间分布燃料多，燃烧迅速 → p ， pmax → 工作粗暴。 （二） 油膜蒸发 （M 过程） 空间雾化型混合气蒸发方式要求将燃料尽量喷在燃烧室空间，而油膜蒸发 型混合气蒸发方式则有意将燃料喷在燃烧室壁面上，使之成为薄薄的一层油膜 附着在燃烧室壁面上，只有一小部分燃料分布在燃烧室空间。经燃烧室壁面和 燃烧加热，边蒸发，边混合，边燃烧。初期蒸发、燃烧慢，后期蒸发、燃烧迅 速 （先缓后急）。 特点: 1 对燃料喷雾要求不高 （采用单、双孔喷嘴） ，对空气运动要求高。 2 放热先缓后急 → p ， pmax → 工作柔和，噪声小，经济性较好。 3 但低速性能不好，冷起动困难。对进气道、燃料供给系统和燃烧室结构参数 之间的配合要求很高，制造工艺要求严格。 二 燃料的喷雾 （一） 喷雾的作用 只有当燃料与空气充分接触，形成可燃混合气时，才有可能燃烧。接触面 积越大，可燃混合气越多，燃烧越完善。 1 ml 油滴: 1 个， d = 9.7 mm，S = 245 mm 2 雾化: 2 99 107 . 个，d = 40 m，S = 15 106 . mm 2 面积增大 5090 倍，燃烧反应机会大大增加。 （二） 喷雾的形成 1 油束 燃油喷射 － 高压、高速
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 级雾化一汽缸中空气的动力作用将油束撕 裂成片、带、泡或大颗粒的油滴。 二级雾化一空气动力作用将片、带、泡或大 颗粒的油滴再粉碎成细小的油滴。 油束中央速度高,但浓度也高,油滴集中, 颗粒大。边上油滴松散,颗粒小。但也有说法正 好相反,中央油滴速度高,颗粒小,边上颗粒大。 2着火条件 浓度、温度为着火的必要条件 中间油粒大,浓度偏高。 外侧混合气形成快,物理准备快,但初期温度不 高,化学准备没有跟上。等温度适合于着火了,油粒 又过分发散,也不会着火。要控制好浓度与温度的进 程,使之正好配合,方可着火。 (三)喷雾特性 1油束射程L 并不一定越大越好,这要根据混合气形成的机理与燃烧室形状具体分析。 L↑个→燃料喷到壁面上多→空间混合气太稀 L↓→>燃料集中→混合气分布不均匀,空气利用↓。 2喷雾锥角β 反映油束的紧密程度。 孔式喷嘴一β↑→油束松散,粒细。 轴针式喷嘴一β丶油束紧密,粒粗。 3雾化质量(雾化特性) 细微度一油滴平均直径 细:雾化好 均匀度一油滴最大直径-油滴平均直径匀:雾化好 粒细→均匀度好,粒粗→均匀度差。 (四)喷油规律 单位时间(或曲轴转角)的喷油量随时间(或曲轴转角)的变化规律。 喷油规律影响放热规律,放热规律影响动力性、经济性和排放。 1喷油延迟角 喷油提前角θ一开始喷油→上止点的曲轴转角。 θ°一上止点→丶停止喷油的曲轴转角。 喷油延迟角|θ|+|0’一开始喷油→停止喷油的曲轴转角。 2喷油延迟角对性能的影响 lθ+|θ’↑↑→喷油持续时间长,工作柔和,但油耗增大,排放变差。 0+le|↓→喷油持续时间短,油耗下降,排放好,但工作粗暴。 3喷油延迟角的比较
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 33 ― 一级雾化－汽缸中空气的动力作用将油束撕 裂成片、带、泡或大颗粒的油滴。 二级雾化－空气动力作用将片、带、泡或大 颗粒的油滴再粉碎成细小的油滴。 油束中央速度高，但浓度也高，油滴集中， 颗粒大。边上油滴松散，颗粒小。但也有说法正 好相反，中央油滴速度高，颗粒小，边上颗粒大。 2 着火条件 浓度、温度为着火的必要条件 中间油粒大, 浓度偏高。 外侧混合气形成快，物理准备快，但初期温度不 高，化学准备没有跟上。等温度适合于着火了，油粒 又过分发散，也不会着火。要控制好浓度与温度的进 程，使之正好配合，方可着火。 （三） 喷雾特性 1 油束射程 L 并不一定越大越好，这要根据混合气形成的机理与燃烧室形状具体分析。 L → 燃料喷到壁面上多 → 空间混合气太稀。 L → 燃料集中 → 混合气分布不均匀，空气利用。 2 喷雾锥角 反映油束的紧密程度。 孔式喷嘴 — → 油束松散，粒细。 轴针式喷嘴 — → 油束紧密，粒粗。 3 雾化质量（雾化特性） 细微度 — 油滴平均直径 细：雾化好 均匀度 — 油滴最大直径 - 油滴平均直径 匀：雾化好 粒细→均匀度好，粒粗→均匀度差。 （四） 喷油规律 单位时间（或曲轴转角）的喷油量随时间（或曲轴转角）的变化规律。 喷油规律影响放热规律，放热规律影响动力性、经济性和排放。 1 喷油延迟角 喷油提前角 — 开始喷油 → 上止点的曲轴转角。 ’ — 上止点 → 停止喷油的曲轴转角。 喷油延迟角+’ — 开始喷油 → 停止喷油的曲轴转角。 2 喷油延迟角对性能的影响 +’ → 喷油持续时间长, 工作柔和，但油耗增大, 排放变差。 +’ → 喷油持续时间短, 油耗下降, 排放好，但工作粗暴。 3 喷油延迟角的比较
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 喷油量mm/ decA a.le|+|e°↓→油耗ψ,排放好,但工作粗暴 b.先急后缓 0→工作粗暴。 0↑→油耗↑,排放差。 先缓后急 0↑→工作柔和。 θ↓→油耗↓,排放好,尽量采用,但很难做到 (五)喷油嘴 1孔式喷嘴 主要用于直喷式燃烧室中。 孔数:1~-5个,￠=0.25~0.8mm。 雾化好,但易阻塞。孔数越少,雾化越好,但也易阻塞 2轴针式喷嘴 主要用于分隔式燃烧室中。 φ=1~3mm,通道间隙δ=0.025~005mm 雾化差,但有自洁作用,不易阻塞。 气流运动对混合气形成的影响 (一)气流运动的作用 无气流运动,油束紧密。 有气流运动,油束松散。 (二)气流运动 组织气流运动,加速混合气形成
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 34 ― a. +’ → 油耗, 排放好，但工作粗暴。 b. 先急后缓 → 工作粗暴。 ’ → 油耗 , 排放差。 c. 先缓后急 → 工作柔和。 ’ → 油耗 , 排放好, 尽量采用，但很难做到。 （五） 喷油嘴 1 孔式喷嘴 主要用于直喷式燃烧室中。 孔数: 1～5 个， = 0.25～0.8 mm。 雾化好，但易阻塞。孔数越少，雾化越好，但也易阻塞。 2 轴针式喷嘴 主要用于分隔式燃烧室中。 = 1～3 mm，通道间隙 = 0.025～0.05 mm。 雾化差，但有自洁作用，不易阻塞。 三 气流运动对混合气形成的影响 （一） 气流运动的作用 （二） 气流运动 组织气流运动，加速混合气形成
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 1进气涡流 使进气气流相对于汽缸中心产生一个力,形成涡流。 (1)切向气道 特点:气道母线与汽缸相切 优点:结构简单,气流阻力小→n 缺点:涡流强度对进气口位置敏感。 F (2)螺旋气道 a 特点:进气道呈螺旋型。 优点:能产生强烈的进气涡流。 缺点:工艺要求高,制造、调试难度较高 2挤气涡流 活塞上行:将活塞顶隙的气体挤岀流向燃烧室中,形成挤气涡流。 活塞下行:燃烧室中的气体流向活塞顶隙处,形成反涡流 D 挤气涡流 反涡流 挤气间隙↓→挤气涡流强度↑ 挤气面积↑→挤气涡流强度个 挤气涡流虽然不如进气涡流强,但它的形成正好处于压缩冲程终了,此时 进气涡流已经衰减得很弱,所以挤气涡流就显得相当重要了。 3燃烧涡流 燃烧在燃烧室中产生压力差,形成燃烧涡流。 尤其是分隔式的涡流室型燃烧室,汽缸盖内的 副燃烧室中的燃料燃烧后,髙压混合气流和火焰高 速喷向活塞顶部的主燃烧室中,由于主燃烧室的导 向作用,形成燃烧涡流,或称二次涡流。 (三)热混合作用 1刚性涡流 涡流中心质点速度为零,越向边缘速度越大 2势涡流 涡流中心质点速度最大,压力最小。越向边缘速度越小,压力越大,壁面 处速度为零。 般认为涡流为势涡流
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 35 ― 1 进气涡流 使进气气流相对于汽缸中心产生一个力，形成涡流。 （1） 切向气道 特点: 气道母线与汽缸相切。 优点: 结构简单，气流阻力小 → v 缺点: 涡流强度对进气口位置敏感。 （2） 螺旋气道 特点: 进气道呈螺旋型。 优点: 能产生强烈的进气涡流。 缺点: 工艺要求高，制造、调试难度较高 2 挤气涡流 活塞上行: 将活塞顶隙的气体挤出流向燃烧室中，形成挤气涡流。 活塞下行: 燃烧室中的气体流向活塞顶隙处，形成反涡流。 挤气间隙→ 挤气涡流强度 挤气面积→ 挤气涡流强度 挤气涡流虽然不如进气涡流强，但它的形成正好处于压缩冲程终了，此时 进气涡流已经衰减得很弱，所以挤气涡流就显得相当重要了。 3 燃烧涡流 燃烧在燃烧室中产生压力差，形成燃烧涡流。 尤其是分隔式的涡流室型燃烧室，汽缸盖内的 副燃烧室中的燃料燃烧后，高压混合气流和火焰高 速喷向活塞顶部的主燃烧室中，由于主燃烧室的导 向作用，形成燃烧涡流，或称二次涡流。 （三） 热混合作用 1 刚性涡流 涡流中心质点速度为零，越向边缘速度越大。 2 势涡流 涡流中心质点速度最大，压力最小。越向边缘速度越小，压力越大，壁面 处速度为零。 一般认为涡流为势涡流
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 刚性涡流 势涡流 热混合作用(主要在涡流室型燃烧室的涡流室中产生 涡流中的质点受两个力作用,离心力使质点向外运动,压差力使质点向中 心运动。 若p一质点密度,p一空气密度。 当p=p时,一质点作圆周运动。 当ρ>ρ时,一离心力为主,质点呈螺旋形向外运动。 当p400p,向外运动 燃烧产物:p<0.3p,向中心运动 燃烧产物将新鲜空气挤向外围与燃油混合,并使混合气与燃烧产物分开, 火焰呈螺旋形向中心运动,这就是热混合作用 §3-2柴油机的燃烧过程 燃烧过程的特点和柴油机燃烧的主要研究方向 )燃烧过程的特点 1高压喷油在汽缸内部形成可燃混合气 2压缩自燃。 (二)柴油机燃烧的主要研究方向 1喷油雾化 2喷油规律 3气流运动 4燃烧室结构 压缩线 配合要好 0 二燃烧过程 C、p-0示功图曲线下的面积表示有用功的大小 )着火延迟期τ;或称滞燃期1-2 (着火延迟角q;) 1一喷油嘴针阀打开向缸高压喷油。 此时,缸内温度虽已远远超过柴油的自燃温度(可达400~800℃) 但
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 36 ― 3 热混合作用 （主要在涡流室型燃烧室的涡流室中产生） 涡流中的质点受两个力作用，离心力使质点向外运动，压差力使质点向中 心运动。 若 ’ — 质点密度， — 空气密度。 当 ’ = 时，— 质点作圆周运动。 当 ’ > 时，— 离心力为主，质点呈螺旋形向外运动。 当 ’ 400 ，向外运动。 燃烧产物: ’ < 0.3 ，向中心运动。 燃烧产物将新鲜空气挤向外围与燃油混合，并使混合气与燃烧产物分开， 火焰呈螺旋形向中心运动，这就是热混合作用。 §3-2 柴油机的燃烧过程 一 燃烧过程的特点和柴油机燃烧的主要研究方向 （一） 燃烧过程的特点 1 高压喷油在汽缸内部形成可燃混合气。 2 压缩自燃。 （二） 柴油机燃烧的主要研究方向 1 喷油雾化 2 喷油规律 3 气流运动 4 燃烧室结构 配合要好。 二 燃烧过程 p－ 示功图曲线下的面积表示有用功的大小。 （一） 着火延迟期 i 或称滞燃期 1－2 （着火延迟角 i ） 1 — 喷油嘴针阀打开向缸高压喷油。 此时，缸内温度虽已远远超过柴油的自燃温度 （可达 400～800 ℃） ， 但
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 并不马上着火 燃烧需要: 物理准备一雾化、吸热、蒸发、扩散、混合 化学准备一分解、氧化(焰前反应) 2一缸內压力脱离压缩线开始急骤增 一般:r;=0.0007~0.003|s];对应的曲轴转角称为着火延迟角 尽管着火延迟期τ;很短,但却对燃烧过程、尤其是柴油机的燃烧过程影响 很大,因此十分重要。 (二)速燃期2-3 2点开始着火,压力急骤增髙,接近等容燃烧。持续喷油,即随喷随燃。 3一最高压力点。P3=Pma 为表示2一3阶段压力升高的急骤程度,引入概念 压力升高率 △pP3 I kpa/decA I △q3-卯 △P个,Pm→冲击载荷↑,工作粗暴,柴油机寿命↓ △p pPnm↓→做功不利,柴油机性能L △ (三)缓燃期3-4 4一最高温度点。T4=7m=1700~2000C。放热量达70~80% 喷油在这一阶段停止 ⅵ↑,pψ,接近等压燃烧。废气量↑,氧气、燃油量↓丶燃烧ψ。 (四)补燃期4-5 放热量达95~97%。 补燃期在膨胀过程中 补燃期↑→n,,g个,动力性↓冷却水温度↑,排气温度↑,排放差。 所以,应尽量减少补燃。柴油机由于随喷随燃,混合时间短,补燃要比汽 油机严重。 三影响着火延迟期τ的因素 (一)压缩温度T和压力P一直接影响因 P=49~5.1MPA 素 P2,T↑→1 lnr.↑ p=46-49Mp (二)压缩比 e↑→P个,T↑→1 T
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 37 ― 并不马上着火。 燃烧需要: 物理准备 — 雾化、吸热、蒸发、扩散、混合 化学准备 — 分解、氧化 （焰前反应） 2 — 缸内压力脱离压缩线开始急骤增高。 一般: i = 0.0007～0.003 [s]；对应的曲轴转角称为着火延迟角 i 。 尽管着火延迟期 i 很短，但却对燃烧过程、尤其是柴油机的燃烧过程影响 很大，因此十分重要。 （二） 速燃期 2－3 2 点开始着火，压力急骤增高，接近等容燃烧。持续喷油，即随喷随燃。 3 — 最高压力点。 p3 = pmax。 为表示 2－3 阶段压力升高的急骤程度，引入概念 压力升高率: p p p = − − 3 2 3 2 [ kpa/degCA ] p ， pmax → 冲击载荷，工作粗暴，柴油机寿命 p ， pmax → 做功不利，柴油机性能 （三） 缓燃期 3－4 4 — 最高温度点。 T4 = Tmax = 1700～2000 ℃。放热量达 70～80%。 喷油在这一阶段停止。 V，p，接近等压燃烧。废气量，氧气、燃油量→ 燃烧。 （四） 补燃期 4－5 5 — 放热量达 95～97%。 补燃期在膨胀过程中。 补燃期→ t ，ge ，动力性，冷却水温度，排气温度，排放差。 所以，应尽量减少补燃。柴油机由于随喷随燃，混合时间短，补燃要比汽 油机严重。 三 影响着火延迟期 i 的因素 （一） 压缩温度 Tc 和压力 pc — 直接影响因 素 pc ，Tc → i ln i → i （二） 压缩比 → pc ，Tc → i
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 (三)喷油提前角0一影响最大的因素 θ↓↓→丶虽然喷油时的压力较高,但着火时刻推迟,使燃烧↓ pa,T↓→r↑ 0↑↑→p2,T)r;↑ 所以,有一个使;为最小的0。 高速时O:mn=10~15[ degA] 低速时:mn=5~10[ degA] 般:0=5~10[ decA] (四)转速n n↑→漏气、散热损失↑→P↑,T个 喷油压力个→、雾化个;气流运动↑→>蒸发↑ →混合气形成好转→1 但n个→着火延迟角↑ (五)十六烷值 十六烷值↑→柴油的自然性↑→ 缸内p,T大时,影响不大; 缸内p,T小时→1 (六)增压 增压→p2↑,T↑→可小 四着火延迟期τ;对柴油机性能的影响 ↑→τ,期间喷入缸内的燃料量↑→着火前可燃混合气量↑ P个,Pnax个。 △q Z个个AP个,Pma个→冲击载荷↑,工作粗暴,柴油机寿命↓。 ,小↓→>混合气形成欠佳→>柴油机性能↓ 五放热规律 燃烧放热率ΔQ/△g随曲轴转角φ变化的关系。 由喷油规律和实测示功图,经计算机计算而得。 放热规律 I阶段一在速燃期内,约占3 decA。△Q/△个个。 II阶段一放热量约80%,约占40 decA。△Q/△o。 Ⅲ阶段一在膨胀过程内,放热量约20%。 二)燃烧过程三要素 放热开始时刻
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 38 ― （三） 喷油提前角 — 影响最大的因素 → 虽然喷油时的压力较高，但着火时刻推迟，使燃烧 → pc ，Tc → i → pc ，Tc → i 所以，有一个使 i 为最小的。 高速时: i min = 10～15 [ degCA ] 低速时: i min = 5～10 [ degCA ] 一 般: = 5～10 [ degCA ] （四） 转速 n n 漏气、散热损失→ pc ，Tc ； 喷油压力→ 雾化；气流运动→ 蒸发 混合气形成好转 → i 。 但 n 着火延迟角 i （五） 十六烷值 十六烷值 柴油的自然性→ 缸内 p，T 大时，影响不大； 缸内 p，T 小时 → i 。 （六） 增压 增压 → pc ，Tc → i 四 着火延迟期 i 对柴油机性能的影响 i → i 期间喷入缸内的燃料量→ 着火前可燃混合气量 → p ， pmax 。 i → p ， pmax → 冲击载荷，工作粗暴，柴油机寿命。 i → 混合气形成欠佳 → 柴油机性能 五 放热规律 燃烧放热率 Q / 随曲轴转角 变化的关系。 由喷油规律和实测示功图，经计算机计算而得。 （一） 放热规律 阶段 — 在速燃期内，约占 3 degCA。 Q / 。 阶段 — 放热量约 80%，约占 40 degCA。 Q / 。 阶段 — 在膨胀过程内，放热量约 20%。 （二） 燃烧过程三要素 1 放热开始时刻
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 2放热规律 3放热持续时间 (三)希望一先缓后急 工作柔和,经济性、动力性好,排放少,补燃少。上止点 △Q/△q §3-3柴油机供油系统的工作特性及其对燃烧过程的影响 燃油喷射 供油系统的组成 油箱→>输油泵→〉滤油器→>低压油管→≯ 喷油泵高压油管→喷油器(喷油嘴) (二)喷油过程 普遍采用柱塞式喷油泵 柱塞上行,使喷油泵内压力升高,当压力升高 到一定值时,克服喷油泵上方出油阀弹簧预紧力和 高压油管内的残余油压,顶开出油阀,通过高压油 管向喷油器供油 上行2点过了4点之后,打开回油口,使泵内 油压下降。当泵内油压小于出油阀弹簧预紧力和高 压油管内的残余油压力时,出油阀落座,喷油停止。 下行2点过了4点之后,回油停止,重新进油 (三)喷油延迟时间 从喷油泵内燃油顶开岀油阀进入高压油管至油压压开喷油嘴针阀的时间。 原因一高压油管中燃油压缩+节流作用dg (四)几何供油规律 d 从几何关系求出的油泵凸轮每转一度(或 每秒)喷油泵供入高压油管的燃油量 [ ml/deePA或ml/s随曲轴转角φ(或时间t) 供油规律 喷油规律 的变化关系 g f,wn[ml/s 1 d t
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 39 ― 2 放热规律 3 放热持续时间 （三） 希望 — 先缓后急 工作柔和，经济性、动力性好，排放少，补燃少。 上止点 §3-3 柴油机供油系统的工作特性及其对燃烧过程的影响 一 燃油喷射 （一） 供油系统的组成 油箱 → 输油泵 → 滤油器 → 低压油管 → 喷油泵 → 高压油管 → 喷油器 （喷油嘴） （二） 喷油过程 普遍采用柱塞式喷油泵。 柱塞上行，使喷油泵内压力升高，当压力升高 到一定值时，克服喷油泵上方出油阀弹簧预紧力和 高压油管内的残余油压，顶开出油阀，通过高压油 管向喷油器供油。 上行 2 点过了 4 点之后，打开回油口，使泵内 油压下降。当泵内油压小于出油阀弹簧预紧力和高 压油管内的残余油压力时，出油阀落座，喷油停止。 下行 2 点过了 4 点之后，回油停止，重新进油。 （三） 喷油延迟时间 从喷油泵内燃油顶开出油阀进入高压油管至油压压开喷油嘴针阀的时间。 原因 — 高压油管中燃油压缩 + 节流作用 （四） 几何供油规律 从几何关系求出的油泵凸轮每转一度 （或 每秒） 喷油泵供入高压油管的燃油量 [ ml/degPA 或 ml/s ]随曲轴转角 （或时间 t ） 的变化关系。 d g d t f w p = p p [ ml/s ]
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 g fpwp [ ml/depA 其中∫n一柱塞面积[mm2; 柱塞速度[m/ degA] 几何供油规律与喷油规律不同。 二喷油泵速度特性及其校正 (一)节流作用 1理论上(不存在节流) 上行一当3点与5点重合时,才开始供油 当2点与4点重合时,既开始回油,停止供油。 2实际上(存在节流) 上行一当3点不到5点时,由于通道小,节流,已经开始供油。 关闭进油口时一供油提前 当2点过了4点以后,通道小,节流,才开始回油,停止供油 开启回油口时一供油持续。 所以,实际供油比理论供油时间长,供油量大。 (二)喷油泵速度特性 每循环供油量随转速n的变化关系。 个→节流作用个→循环供油时间↑ →循环供油量△g↑ 出油阀校正曲线 (三)车用的适应性 车用一希望n↑→△g→M (例如:低速大负荷工况) 喷油泵速度特性一n↑→Δg↑→Me个 喷油泵速度特性曲线 因此,喷油泵速度特性不适合于车用,必须 进行校正 (四)校正 1出油阀校正 可变减压容积和可变减压作用。 n↑→节流作用↑→Ag→Me 可使循环供油量曲线变得较平坦,但若要适合于车用,还需进行调速器 校正 2调速器校正 n↑→△g→Me 在第六章发动机特性中介绍 三不正常喷射现象
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 40 ― d g d f w p p p = [ ml/degPA ] 其中 f p — 柱塞面积 [ mm 2 ]； wp — 柱塞速度 [ ml/degPA ]。 几何供油规律与喷油规律不同。 二 喷油泵速度特性及其校正 （一） 节流作用 1 理论上 （不存在节流） 上行—当 3 点与 5 点重合时，才开始供油。 当 2 点与 4 点重合时，既开始回油，停止供油。 2 实际上 （存在节流） 上行—当 3 点不到 5 点时，由于通道小，节流，已经开始供油。 关闭进油口时 — 供油提前。 当 2 点过了 4 点以后，通道小，节流，才开始回油，停止供油。 开启回油口时 — 供油持续。 所以，实际供油比理论供油时间长，供油量大。 （二） 喷油泵速度特性 每循环供油量随转速 n 的变化关系。 n → 节流作用 → 循环供油时间 → 循环供油量 g （三） 车用的适应性 车用 — 希望 n→ g → Me （例如: 低速大负荷工况） 喷油泵速度特性 — n → g → Me 因此，喷油泵速度特性不适合于车用，必须 进行校正。 （四） 校正 1 出油阀校正 可变减压容积和可变减压作用。 n → 节流作用 → g → Me 可使循环供油量曲线变得较平坦，但若要适合于车用，还需进行调速器 校正。 2 调速器校正 n → g → Me 在第六章发动机特性中介绍。 三 不正常喷射现象
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 (一)二次喷射 高压油管内压力波引起。 喷射时间↑→雾化不良,燃烧不完全,补燃严重,排污个,炭烟↑,零件过热。 (二)断续喷射 进入喷油嘴燃油量不稳定,压力波动引起。 喷油时间正常,但针阀运动次数个,喷油嘴易磨损。 (三)隔次喷射 低速、尤其是怠速时,油压不足,压不开针阀。下一循环时油压聚足,压 开针阀喷射。 怠速运转不稳定 h 循环1 循环2 正常喷射 二次喷射 断续喷射 隔次喷射 (喷射时间拉长) §3-4柴油机的燃烧室 燃烧室的分类 (一)直喷式 1开式一中、大型,中、低速船舶、发电用柴油机 不组织进气涡流,空间雾化型混合气蒸发方式。 2半开式一中、小型,中、高速车用柴油机 型 (2)球型 (3)复合式(U型) (二)分隔式 1涡流室型一小型高速车用柴油机 2预燃室型一小、中、大型,中、高速车用柴油机 直喷半开式燃烧室 )∞型 1应用:黄河JN151,6135Q柴油机;日野EDl00,6128柴油机等。 2混合气形成方式:空间雾化 3主要结构参数
《发动机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 41 ― （一） 二次喷射 高压油管内压力波引起。 喷射时间 → 雾化不良，燃烧不完全，补燃严重，排污，炭烟，零件过热。 （二） 断续喷射 进入喷油嘴燃油量不稳定，压力波动引起。 喷油时间正常，但针阀运动次数，喷油嘴易磨损。 （三） 隔次喷射 低速、尤其是怠速时，油压不足，压不开针阀。下一循环时油压聚足，压 开针阀喷射。 怠速运转不稳定。 §3-4 柴油机的燃烧室 一 燃烧室的分类 （一） 直喷式 1 开式 — 中、大型，中、低速船舶、发电用柴油机 不组织进气涡流，空间雾化型混合气蒸发方式。 2 半开式 — 中、小型，中、高速车用柴油机 （1） 型 （2） 球型 （3） 复合式 （ U 型 ） （二） 分隔式 1 涡流室型 — 小型高速车用柴油机 2 预燃室型 — 小、中、大型，中、高速车用柴油机 二 直喷半开式燃烧室 （一） 型 1 应用: 黄河 JN151，6135Q 柴油机；日野 ED100，6128 柴油机等。 2 混合气形成方式: 空间雾化。 3 主要结构参数
