第六章柴油机混合气的形成与燃烧..ppt

四、供油提前角的影响 供油提前角对柴油机性能有很大影响。不适宜的增加供油提前角，燃料将被喷入压力和温度都不够高的压缩空气中，使着火延迟期增大，柴油机工作粗暴，并且使得怠速不良，也难于启动。过大的供油提前角还会增加压缩负功，使油耗增高，功率下降。如果供油提前角太小，则燃油不能在上止点附近迅速燃烧，补燃增加，虽然 Δｐ值较低，但排气温度增加，冷却系热损失增加，最终热效率显著下降。 合理选择并准确控制喷(供)油提前角： 喷油提前角θs 、供油提前角θ及两者之间的关系： θ=θs+θx；θx（喷油延迟角）-由高压油管长度和转速决定。 1）喷油提前角对发动机性能的影响： 过大，工作粗暴；功率下降、油耗增加。 过小，工作柔和；传热损失增加、排气温度升高，热效率降低。 2）喷油提前角对油耗及排气污染的影响： 对应每一工况，都有一个最佳喷油提前角，此时动力性、经济性最好，但排气污染和燃烧噪声较严重。如图4-3。 喷油提前角范围：15 °～35°（CA）。 喷油提前角对油耗及排气污染的影响 图 柴油机全负荷时动态喷油定时图 第五节　影响燃烧过程的结构因素 一、喷油泵结构对柴油机性能的影响 (一)供油提前角 图６-35　不同θ角对燃烧过程的影响 图６-34　油泵转速及油管长度对喷油延迟的影响 图６-36　凸轮外形对喷油规律的影响 (二)油泵凸轮廓线 图６-37　切线凸轮和凸圆弧凸轮的速度比较 (三)柱塞直径 图６-38　不同柱塞直径对喷油规律的影响(135型柴油机，ｎ＝１５００ｒ／ｍｉｎ) 图６-39　不同柱塞直径对性能的影响(135型柴油机，ｎ＝１５００ｒ／ｍｉｎ) (四)出油阀结构 图６-40　出油阀ａ)常用结构　ｂ)杯形出油阀１—减压带　２—出油阀　３—铣槽４—出油阀紧帽　５—弹簧　６—顶杆 图６-41　出油阀减压带高度ｈ对性能的影响 二、喷油器结构 (一)喷油器喷孔截面积 图６-43　喷孔面积对喷油规律的影响 燃油从喷孔喷出的速度主要取决于喷油压力。喷油压力越高，则流速越大，雾化也越好。为了不使高压系统的压力过高，同时又保证混合气形成的质量，喷油时的平均流速一般在２００～３００ｍ／ｓ的范围内。 喷孔截面积影响喷油持续时间和喷油压力。随着喷孔截面积的增大，使流通截面积增大，喷油持续时间有所缩短，如图６-４３所示。如果喷孔面积过大，则喷油时节流小，喷油压力降低，这样就使喷雾质量变坏。 如果喷孔总截面积不变，喷孔数增加，则喷孔直径变小。虽然燃油在燃烧室空间的分布面增大，但是减小了油速贯穿距离，延长喷油持续时间，并引起喷孔堵塞等故障。 喷油器的喷孔面积、孔数和喷孔直径及喷射锥角与燃烧室和空气流的运动要密切配合。 (二)喷孔直径和喷孔数对性能的影响 (三)喷油器流通截面积 多孔喷油器在针阀升起后，流通截面积很快增大；而轴针式喷油器，针阀升程较小时，流通截面仍很小。升程足够大时，流通截面积才迅速增加，如图６-４4所示。所以轴针式喷油器的流量特性是先小后大，对柴油机工作的平稳性有利。 图６-44　喷油器的流通截面 (四)压力室容积 图６-45　压力室容积对性能的影响 (五)针阀升程 　针阀升程合适与否，影响柴油机性能及喷油器的使用寿命。升程太小时，针阀密封锥面处的节流损失增加，压降加大，使雾化不良及喷油泵超载。所以，喷油器针阀要有足够的升程以保证足够的流通截面及尽可能小的流动阻力。但针阀升程也不宜过大，如果升程过大，会增加喷油器弹簧的应力，加大针阀开启时撞击支承面及关闭时撞击锥形座面的冲击负荷，引起磨损加快，寿命缩短。升程过大还会增加针阀落座的时间，从而有可能增加燃气窜入喷油器内，污染内部零件，容易引起喷油器漏油、结炭及针阀卡住等故障。因此在保证足够流通截面的前提下，减小针阀升程能提高喷油器的使用寿命。 ⑵ 压缩涡流 在压缩过程中由主燃烧室经连通道进入涡流室时，形成强烈的压缩涡流。 2. 挤流 当活塞接近上止点时，气缸内的空气被挤入活塞顶部的燃烧室凹坑内，由此产生挤压涡流(挤流)。 当活塞下行时，凹坑内的燃烧气体又向外流到活塞顶部外围的环型空间，与空气进一步混合燃烧，这种流动也称为逆挤流。 图６-22　挤气涡流ａ)无进气涡流或涡流不强时的挤流　ｂ)进气涡流强时的挤流　ｃ)逆挤流 ⑶ 湍流 在气缸内形成的无规则的小尺度气流运动称为湍流，也称微涡流。 湍流 ⑷ 滚流 在进气过程中形成的，绕垂直于气缸轴线的有组织的空气旋流，也称为纵涡。 滚流 (二)以ω型为代表的半开式燃烧室 图６-23　ω型半开式燃烧室a)浅坑ω型半开式燃烧室　b)深坑ω型半开式燃烧室 (三)其他形式半开式燃烧室 1.球形油膜燃烧室 图６-24　球形燃烧室 图