理论教育 柴油机喷油持续期优化方案

柴油机喷油持续期优化方案

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:喷油持续期是表征柴油机喷油时间特性的一个重要指标,资料中一般推荐的直喷式柴油机喷油持续期为20°~25°曲轴转角,涡流室柴油机25°~30°曲轴转角。但随着对柴油机排放性能要求的提高,为防止和减少后燃,喷油持续期也应相应缩短,目前高性能的直喷式柴油机标定工况主喷射的喷油持续期已小于20°,但这是要以提高喷油压力和喷油速率为前提的,否则不可能将柴油机标定工况油量在短时间内全部喷入燃烧室。

柴油机喷油持续期优化方案

喷油持续期是表征柴油机喷油时间特性的一个重要指标,资料中一般推荐的直喷式柴油机喷油持续期为20°~25°曲轴转角,涡流室柴油机25°~30°曲轴转角。但随着对柴油机排放性能要求的提高,为防止和减少后燃,喷油持续期也应相应缩短,目前高性能的直喷式柴油机标定工况主喷射的喷油持续期已小于20°,但这是要以提高喷油压力和喷油速率为前提的,否则不可能将柴油机标定工况油量在短时间内全部喷入燃烧室。图9-9是柴油机燃料供给系统喷油压力历年来的变化情况,20世纪80年代后,货车用柴油机的喷油压力直线上升,此后随着燃烧与喷油技术的突破,轿车用的小缸径高速直喷柴油机大量生产,喷油压力也与重型车辆柴油机的基本相同,目前最大喷油压力已达200MPa甚至更高,从而使喷油持续期的缩短成为可能。

在传统机械控制式的燃料供给系统中,喷油持续期与油泵的供油持续期有关,由于喷油过程受机械和液力作用的综合影响,几何供油持续期比喷油持续期要小很多(仅有4°~6°凸轮轴转角,即8°~12°CA),由于高压油管和柱塞偶件泄漏等原因,这种供油系统的最高喷油压力只能达到120MPa左右。在泄漏方面,因为喷油泵柱塞顶部与回油斜槽处为高压燃油,而柱塞套的回油孔处是低压燃油,压力差基本上等于泵端供油压力,而密封长度仅为有效供油行程(对一般中小功率柴油机标定工况为1.5~2.5mm),虽然柱塞偶件配合间隙很小,但超高压力差下的泄漏仍然是明显的(见式3-39),为减少高压下泄漏的影响,应尽可能用增大凸轮升程和减小柱塞直径的方法来提高供油速度,缩短供油持续期,根据5.3.1节中的系数m1=dp/he和5.3.3节中的系数m2=hmax/he所给出的统计数据,凸轮最大升程hmax与油泵柱塞直径dp的比值约为1,但近年新设计的喷油泵的hmax/dp比值,已经远大于1,有的已达到1.5。

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图9-10 喷油压力提高对柴油机平均有效压力与升功率的影响

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