理论教育 不稳定喷射处理方法及建议

不稳定喷射处理方法及建议

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于不稳定喷射,测量针阀升程或喷油规律即可加以判定。为了消除这种低速时的不稳定喷射,除了合理选择燃料供给系统的参数以外,采用前面已介绍过的具有两级开启压力特性的双弹簧喷油器也是有效措施之一,因为柴油机低速运转时喷油压力低,喷油器以第一级弹簧工作,针阀升程稳定在不大于0.1mm的h1段工作,从而减小了针阀浮动与振动造成的不稳定喷射。

不稳定喷射处理方法及建议

在喷油过程中,对应于某一固定的拉杆(或齿杆)位置和喷油泵转速,理论上每循环喷油量应是恒定的。在正常喷油过程中,每循环喷油量也应基本上是不变的。但是,在某些工况(特别是低、怠速工况)下,当结构参数匹配不当时,循环供油量不断变动,各循环喷油规律也有差异,这种现象称为不稳定喷射或不规则喷射。对于不稳定喷射,测量针阀升程或喷油规律即可加以判定。如针阀开启不足、针阀的跳动无一定的规律,造成每循环喷油量的变动,即所谓不齐喷射;更为严重的是有的循环针阀不能开启,从而产生隔次喷射现象。造成这些现象的原因是高速、大负荷时,为提高喷油速率而采用高喷射压力,为防止二次喷射又采用了较大的出油阀减压容积。但在低怠速工况时,循环供油量少,柱塞有效供油行程小,漏油增多,油压低,加之在高压油路中减压过度,造成高压油路系统残压降低并产生周期性的波动,从而使循环喷油量也相应产生变化。此外,孔式喷油嘴在低速、低负荷工况下,容易出现因针阀振动而造成的波动喷射现象,其原因除了系统残压波动这个主要因素之外,还可以从其喷嘴特性(图6-22)来分析。

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图6-22 孔式喷油嘴的喷嘴特性

所谓喷嘴特性是指喷油嘴压力与流量之间的关系,它可以根据液体的连续方程求出。图6-22中横坐标为通过喷油器的平均流量Q,曲线1为针阀升程h,实际上相当于针阀的流通(μf)特性;曲线2为喷油器压力室中的燃油压力,由于连接喷油器压力室与气缸之间的喷孔面积不变,因此该处压力随流量单值变化且为一条抛物线;曲线3是喷油器盛油槽内燃油压力。当盛油槽内燃油压力达到开启压力pop(图中点A)以后,针阀逐渐向上抬起,燃油经过密封锥面的环形缝隙流入压力室,再经过压力室上的喷孔喷入气缸,由于针阀在升起过程中,环形锥面与喷孔两个串联的流通截面的比值逐渐发生变化,盛油槽的容积也因与压力室连通而增加,再加上喷油器弹簧的综合作用,使压力室中的压力变化曲线呈现出先升后降再升的复杂情况,这种情况只有在喷油量小的情况下才可能出现。图中AB段(Ⅰ段)dp/dQ>0,BC段(Ⅱ段)dp/dQ<0,C点是临界点,流量为Qkp,相应的针阀升程为hkp。当流量Q>Qkp,升程h>hkp以后(即Ⅲ段),曲线3连续增加并逐渐与曲线2汇合。由图6-22可见,当针阀升程很小,喷嘴特性处于BC段(即dp/dQ<0)时,针阀不可能稳定地工作,因为这时流量增加,压力反而下降,导致针阀向下落座,但以后又在后续燃油压力作用下抬起,如此反复上下,针阀始终处于浮动状态并产生振动,造成波动喷油现象。

为了消除这种低速时的不稳定喷射,除了合理选择燃料供给系统的参数以外,采用前面已介绍过的具有两级开启压力特性的双弹簧喷油器(图6-4)也是有效措施之一,因为柴油机低速运转时喷油压力低,喷油器以第一级弹簧工作,针阀升程稳定在不大于0.1mm的h1段工作,从而减小了针阀浮动与振动造成的不稳定喷射。此外,采用阻尼式或等压式出油阀也可以改善低速与怠速工作的稳定性。(www.daowen.com)

综上所述,喷油嘴的异常喷射现象,不论是二次喷射、气穴与穴蚀,还是各种不稳定喷射(不齐喷射、隔次喷射、波动喷射、低速失速等),均受到包括喷油器在内的整个燃料供给系统众多因素的影响,尽管有些影响因素相互矛盾,对这些现象产生的机理也有多种不同的解释,但只要能够事先进行仔细的匹配调试,最后仍不难获得满意的结果。

图6-23为燃料供给系统各种异常喷射区在转速与油量(相当于柴油机负荷)平面上的划分示意图,它提醒我们在何种工况下,容易出现何种异常喷射现象,可以作为我们进行匹配工作时的参考。

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图6-23 柴油机燃料供给系统异常喷油区划示意图

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