喷射系统工作对柴油机动力性的影响

吉林农业大学学报 ��� , !∀ #峨∃ % ∀ & ∀ ∀ 气∋伏 % 尹丸( ) ∗+ ,汉认 − . 尹别)/0 尹( ) )少孔云,即就犷 喷射系统工作对柴油机动力性的影响 吴 明 李盛春 ’ 关志伟 吴 薇 #吉林农业大学工程技术学院 长春 ! 1 2 ! ! 3 ∃ 摘 要 本文从理论角度研究了菜油机喷射系统工作时 , 各种现象对菜油机动力性的影 响 , 为实际使用提供一定的理论依据 。 关键词 菜油机 喷射来统 喻射过程 中图分类号 4 5 6�1 · 6 7 ++ 8 8 /9 ∗ + 卜神8加 : ;< 9 /8 = ∗ + >沁9 8 ) ∗ : 池 ?∗ ≅ 8 Α ?8 Α+ ∗而( : 8 8 Β 0 Χ Δ: . 8 / ( ) Ε #Φ 汉)· Γ+ 7 、夕云‘Ε 4 8〔流!‘Ε , ,议。‘ − 夕% 反二Η/。 , ( Ι ‘左￡, ,钟威犷 , Φϑ ( 。夕Κϑ 0 、 ! 1 2 ! ! 3 ∃ − Λ 9 /Α ( 8 / Η: /ϑ Δ9 ?( ?8 Α , 8 ++8 8 /9 ∗ + ?ϑ 8 : ∗ = 8 : ( Δ: ≅ ∗ Α Μ Δ: . Δ: ∋8Κ /Δ∗ : 9<9 / 8 = ∗ + Ν Δ8 9 8 ) ∗ : Δ/9 ?∗ ≅ 8 Α ?8 Α+∗ Α= ( : 88 ≅ 8 Α8 (: () <Ο 8Ν Δ: Α 89 ?8 8/ ∗ + /ϑ8∗ Α< , ( : Ν ( 9 8Δ8 : /访8 Λ(9 Δ8 ≅ (9 ?Α ∗ ΠΔ Ν 8Ν +∗ Α /ϑ8 ?Α( Κ/ ΔΚ( ) 0 /Δ))Ι( /Δ∗ : Ε 5 8< Β ∗ Α Ν 9 % Ν此8 )Θ Δ: ∋8Κ /Δ∗ : 9<9 /8 = Θ Δ: ∋8 8 / Δ∗ : ?Α邻8 99 为了对影响柴油机动力性的因素进行分析 , 按照各有效指标间的关系式 , 则有效功率 Ρ 。二八. 几了Λ : 。 从中可看出影响有效功率的因素中有 1 个参数与喷射系统工作发生关系 , 它们是循环供油量 八. 、发动机转数 : 、指示效率 几 。本文对喷射系统工作进行讨论 , 以探求 其对柴油机动力性的影响 。 ! 燃油的喷射 柴油机燃油系统工作时 , 从柱塞经高压油管到喷油嘴的针阀构成一个连通的空间 —喷射系统 。 燃油在系统中呈现一种不稳定流动的现象。 其特点为喷射过程进行的时间很短 , 约为 2 Ε 221 & 2 Ε 2 2 Θ喷油量随时间变化 , 而循环油量又很少 Θ高压管路中嫩油压 力变化幅度大 , 燃油存在可压缩性 。 加上柴油本身的粘度大 , 在高速流动中表现出摩擦阻 力和运动惯性 , 在油管的“脉冲”压力影响下 , 而使管路出现膨胀和收缩的“呼吸现象” 。 喷射系统中燃油压力呈现不稳定的波动现象 , 并以 ! 6 22 & !Σ2 2= Τ 9 速度传播 。 开始 吉林省农机化研究所 长春 ! 1 2 2 �� 收稿 日期 % ! � , 一2 Σ一 2 吉 林 农 业 大 学 学 报 !� � 年 从柱塞端向针阀进行传播 , 是一种前进波。当针阀没被打开 , 前进波又回呈为反射波 , 到柱 塞端后又与新的前进波叠加 , 再向针阀端传播 , 直至针阀打开 , 也还会有部分返回去 。燃油 喷射过程由示波器测得的各参数曲线如图 !图所示 。 由于喷射过程受压力波的传递与速 度波的影响 , 因此 , 实际上喷油始点落后于供油始点。 � 影响喷射过程的因素 �Ε ! 喷射延迟 喷油始点延迟于供油始点 , 这是因为从喷油泵柱塞到针阀开启是由压力波传递需要 时间 , 因此针阀升起总是迟于供油开始 。如当供油速度加大 ,油管缩短 、剩余压力较高和喷 油压力较低时 , 这种迟后作用就可减少 Θ 当发动机转速提高时 , 经过上止点前的曲轴转角 所占时间少 , 压力波来不及传到针阀 , 延迟作用就会加大 。 � Ε � 喷油规律 喷油规律集中表现了喷射过程中各参数之间的关系。 喷油的开始过程喷入的油量多 少 , 对发动机的燃烧过程进行的“粗暴”程度有较大影响 。 如果每循环的喷油量一定 , 开始 喷油少而后增多 , 则发动机工作柔和 , 相反则 “粗暴” 。因此 , 柴油机的工作对喷油规律的要 求开始少 , 中间多 , 最后立刻停止喷射 , 以求不渗漏 、滴油 , 延续时间短为宜 。 �Ε 1 供油速度牛剖陕 喷油泵供油量随喷油泵转速的变化关系为供油速度特性 , 即 △. 一+#: ∃变化关系如 图 � Υ9ς 。 柱塞式嫩油泵本身结构上带来的特点是 %当循环供油量不变情况下 , 随转速的提 高而增多 , 使喷油开始提前 , 结束拖后 , 延续角增加 , 供油量增多 Θ相反 , 超负荷时 , 转速下 降 ,供油量反而减少 , 使发动机克服超负荷能力降低 。所以在调速器中都装有校正器 , 以求 当转速下降时 , 供油量能相应增加 , 以克服超负荷 。 户声一 ϑ9 一一代万 川 一 图 ! 喷射过程压力变化曲线和针阀升程曲线 Ω !� Ε ! Ε Φ 0 ΑΠ 8 9 ∗ + 街 Ε Ξ ΑΕ 9 90 , 如 伪 Ε +0 8 ) 9Ξ , <如. Ξ Α∗ Κ 8 9 9 Ε :Ν 廿!Ε 阅8 Ν 坛 Π Ε 扮8 ,9 袱 ϑ Ε Δ的/ ?Κ — 出油阀处的油管压力 ?Α 899 盯8 (/ /ϑ 8 +08 ) 8愈喇ΠΚ , ? :—喷油嘴处的油管压力?Α 899 0Α 。 (/ /ϑ 8 : 斑刁8 ,Ψ—喷油畏冲十阀升程 :喇协 咆, ,9 皿 ϑ8 堪ϑ/ 图 � 柱塞式喷油泵的速度特性 Ω电Ε � Ε ; Ξ 8 8 Ν Ξ Ε Α+∗ 而 Ε 嘴 Ε ∗ +伽 Ξ Μ, 呀Ε Α Ξ 0 = Ξ ϑ % 、 ϑ % 、 ϑ % 、 ϑ Θ 为不同的供油拉杆行程 , ϑ , 、 ϑ Ο 、 ϑ 1 、 ϑ。—创 +介Α 8 : / /Α ( Ζ8) ∗+ /ϑ8 +0 8) 90 ??)< ?叭 Α记 第 !∀ 卷 第 6 期 昊 明等 %喷射系统工作对柴油机动力性的影响 � Ε 6 剩余压力 高压油管内剩余压力是一定的 。随着发动机转速和负荷的加大 , 喷射系统的最高压力 和平均压力也将增大 , 而出油阀的减压作用是一定的 , 所以使剩余压力变大 。 如果出油阀 凸缘磨损 , 减压作用变小 , 剩余压力增高 , 就会出现二次喷射或喷油嘴渗漏 、滴油 。 当剩余 压力过小 , 会使喷油拖后 。 因此 , 在使用中喷油压力必须保证在正常值范围 。 1 不正常喷射现象 由于喷射系统中压力波动 , 使喷油器工作不稳 , 容易导致不正常喷射现象 。 1Ε ! 断续喷射 断续喷射表现在喷油期间针阀作有规律的跳动。当喷油泵在低速或小油量下工作时 , 针阀刚一升起 , 喷油嘴压力就下降。 由于压力下降 , 针阀下落 , 而且在这瞬间有可能停油 , 或呈现喷油不连续 。断续喷射不仅使喷油延续时间增长 , 使燃烧不及时 , 而且后燃增多 , 排 气冒烟 。 1Ε � 不规则喷射 不规则喷射表现在每循环供油量作周期性变动。如当每循环供油量过小时 , 而整个喷 射系统中总容积相比之下过大 , 这样在供油过程的“脉冲”波就不能一次将油压到喷油嘴 处提升针阀 ,会出现隔次喷射 。 这是在低速小负荷或怠速情况中常有的现象 。 1Ε 1 二次喷射 当供油结束时 , 回油孔打开 , 高压系统燃油迅速回流 , 出油阀处的压力波迅速下降 , 在 喷油嘴处的燃油反射波到达之前 , 出油阀已关闭 , 这时压力波又重新返回形成前进波 ,此 波能将针阀顶起 , 即产生二次喷射。出现二次喷射使整个喷射持续期拉长 , 过后燃烧严重 , 柴油机经济性下降及零件过热 。而且第二次喷射是在燃油压力较低的情况下进行的 , 这部 分燃油雾化不好 , 燃烧不完全 , 抖溯增加 ,并易引起喷孔积炭 。上述各种不正常喷射均是由于供油系统中高压容积的存在引起的 。因此 , 尽量减少高 压系统容积 、缩短油管长度是保证喷射系统工作正常 , 克服不正常喷射的行之有效的措 施 。 6 结 论 通过理论上对柴油机喷射系统工作的探讨 , 了解了其对柴油机动力性能的影响 。同时 对实际使用以及对 皿号泵调试工作都提供了一定的理论依据。 参 考 文 献 西安交大内燃机教研室编 · 内燃机原理 Ε 北京 %中国农业机械出版社, !� 3! Ε !松& )招 华中农学院编 Ε 拖拉机汽车学 Ε 北京 %农业出版社 , !� � 1 Ε !3 武汉工学院 , 河,匕工学院编 · 汽车拖拉机内燃机原理 Ε 北京 % 中国农业机械出版社 , !� 3 Ε !2 Σ一!2 ∀