7第七章内燃机燃料供给与调节详解.ppt

第七章 内燃机的燃料供给与调节 主要内容 概述 柴油机燃料供给系统的结构、分类和发展 柴油机的燃料喷射过程 柴油机喷油泵评价指标和结构参数的确定 柴油机喷油器的结构和参数选择 柴油机的异常喷射现象 调速器工作特性及其与柴油机的匹配 柴油机燃料供给与调节系统的电子控制 点燃式内燃机燃料供给系统的功能、分类与发展 电控汽油喷射系统 气体燃料供给系统（自学） 第一节 概 述 压燃式内燃机：使用轻质或重质柴油，一般称为柴油机，燃料特性决定采用高压喷射方式，内部形成混合气，负荷调节方式，调节循环喷油量，进而混合气浓度采用质调节； 点燃时内燃机大多采用汽油为燃料，汽油易蒸发，主流为低压喷射，外部形成混合气，负荷调节方式：调解混和气数量，采用量调节； 气体燃料（如CNG、LPG）采用点燃方式，也可以采用柴油引燃方式，前者为量调节，后者兼而有之； 醇类燃料（甲醇、乙醇及其与汽油的混合物）：点燃式； 二甲醚（DME）、植物油和生物柴油（Bio-diesel)：压燃式； 燃料供给与调节采用电子控制时技术发展的方向。 第二节 柴油机燃料供给系统的结构、分类和发展 系统要求 柴油机是在气缸内部形成混合气，即在活塞接近上止点时，燃料供给与调节系统将燃料以高压、在极短的时间内喷入气缸，实现燃油与空气的混合和燃烧。因此，对燃料供给与调节系统，无论是在制造与调整精度，还是在与整机的参数匹配方面均有十分严格的要求，为了保证压燃式内燃机在动力性、经济性、排放与噪声等方面达到优良的性能，对其燃料供给与调节系统提出以下要求： 一、泵-管-嘴系统 特点：往复式柱塞，凸轮轴驱动脉动供油 第三节 柴油机的燃料喷射过程 一、泵-管-嘴系统的喷油过程 二、几何供油规律和喷油规律 三、喷油规律的确定 四、喷油过程计算方法简介（自学） 一、泵-管-嘴系统的喷油过程 概念——喷油泵柱塞的有效行程he 柱塞封闭进、回油孔开始压油到柱塞斜槽上边缘与回油孔相通开始回油所经历的升程，称之为喷油泵柱塞的有效行程he，它的大小与循环供油量有关，决定了喷油器循环喷油量的大小。 二、几何供油规律和喷油规律 概念——几何供油规律 几何供油规律是指从几何关系上求出的单位凸轮转角(或单位时间)喷油泵供入高压油路中的燃油量随凸轮转角(或时间t)的变化关系。它完全由柱塞的直径和凸轮型线的运动特性决定。 式中，AP为柱塞面积，AP＝ ；dp为拄塞直径；ωP为有效行程段的柱塞速度。 概念——喷油规律 供油规律与喷油规律之不同及分析 1、进入高压油路中的燃油在喷射时，燃油压力达数十甚至超过100MPa，而在 一个循环的不喷油阶段，燃油压力小于针阀开启压力p0，在一定的出油阀减压容积作用下，残压力零，甚至出现真空； 2、喷油过程中喷油峰值压力高且变化大，因此需考虑燃油的可压缩性，燃油的可压缩性用燃油的弹性模量E表示：E=Vdp／dv，压力变化越大，对应一定的高压油路容积V，容积变化量dv也越大，故E是燃油的—个物性常数，在20~30MPa压力，E=2000~2500MPa。也就是说，若高压油路中容积为1500~2000mm3的喷油系统，在30MPa压力作用下，燃油的压缩量达20~30mm3。 三、喷油规律的确定 1 ．试验法 2 ．试验计算法 3 ．计算法 （一）试验法 博世长管法 这是在喷油泵试验台上测定喷油规律的常用方法，从喷油系统喷出的燃油进入细长管组成的波许长管仪中，见图6-4。它是用测量细长管内压力随时间的变化来测定喷油规律的。 工作原理 测试要求 博世长管仪中，长管长度要足够长，且管截面保持一定，这样喷油的压力波不受管截面突变和细长管端反射波的影响，保证喷油速率测定的精度。为做到这一点．细长管的长度L应保证由细长管出口端所产生的反射波反射到喷油嘴端所需的时间大于喷油持续期tz(tz＜2L／a)，且保证在下一个循环之前管内的压力波已经完全衰减。大量试验表明，实测的压力波为4个波形时(一个喷油波形和三个反射波形)，测量精度较高。图6—4中的背压阀可用于模拟气缸压力的大小，而节流阀8用来保证长管中有一定的压力，调整节流阀改变流通截面的大小，可得到所需的实测压力波的个数。 （二）试验计算法（自学） 该方法根据所测得的喷油压力、气缸压力和针阀升程确定喷有规律，因此，也称压力——升程法。 （1）压力升程法 由喷油器的喷孔流量方程知，瞬时喷油速率[单位为mm3/(CaA)]与喷孔流通截面、喷孔前后的压差有关，计算公式为 式中μA为喷油器有效流通截面积(mm2)；nP为喷油泵的转速(r／min);ρf为内燃油密度(kg／m3)；Δp=p-pZ为喷孔前油压及气缸内的气体压力差(Pa)。 （三）计算法 计算法是对喷油系统建立物理数学