理论教育 柴油机喷油规律对燃烧特性的影响与优化

柴油机喷油规律对燃烧特性的影响与优化

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:近年来,围绕不同形状的喷油规律,如斜坡形、矩形、三角形、分段形及靴形等对燃烧特性的影响进行了广泛的实验研究和理论分析。由图8-49可见,从降低NOx的角度来看,靴形喷油规律最为有利,矩形喷油规律最差,而三角形喷油规律居中。沿外特性工作时,喷油规律应由低速时的靴形向高速时的矩形组合逐步过渡。图9-16所示为另一种包括预喷射、后喷射和多次喷射在内的柴油机各工况下最佳喷油规律的推荐方案。

柴油机喷油规律对燃烧特性的影响与优化

在3.2节中已经阐明,喷油规律是指在喷油过程中,单位凸轮转角或曲轴转角(或单位时间内)从喷油器喷入气缸的燃油量(见式3-4a、式3-4b和图3-4)随相应转角或时间的变化规律,它表示在一次喷油过程中喷入气缸的油量随时间变化的历程,即瞬时喷油率的变化,因而对于混合气形成与燃烧过程的品质有着重要的影响。

近年来,围绕不同形状的喷油规律,如斜坡形、矩形、三角形、分段形及靴形等对燃烧特性的影响进行了广泛的实验研究和理论分析。结果表明,喷油后期快速断油,对于缩短扩散燃烧期、改善燃油经济性、减少炭烟和颗粒排放均很有效,至于NOx排放和燃烧噪声则与喷油初期的喷油速率有很大关系。例如,如图8-49所示即为一个具体实例。

由图8-49可见,从降低NOx的角度来看,靴形喷油规律最为有利,矩形喷油规律最差,而三角形喷油规律居中。对于不同的工况点,最理想的喷油规律也是不一样的,根据人们长期在燃料供给系统与柴油机方面匹配的经验,提出了建立喷油规律合理形状的原则,具体如下:

(1)初期的喷油率要低,主喷射阶段喷油率应逐步增大,后期的喷油率应快速下降,即断油干脆。

(2)随着负荷增加,喷油规律形状的丰满度逐步提高,以适应负荷变化的要求。

(3)沿外特性工作时,喷油规律应由低速时的靴形(或三角形)向高速时的矩形组合逐步过渡。

(4)在条件许可下,应视工况要求不同实现可控的预喷射、后喷射乃至多次喷射。

图9-15所示为奥地利AVL公司根据上述原则为带旋流的直喷式柴油机推荐的理想喷油规律。(www.daowen.com)

图9-16所示为另一种包括预喷射、后喷射和多次喷射在内的柴油机各工况下最佳喷油规律的推荐方案。

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图9-15 有旋流的直喷式柴油机所要求的理想喷油规律

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图9-16 带预喷和后喷射时的理想喷油规律

但以上只是两种参考实例,具体方案应视柴油机燃烧方式与性能要求而定。

由此可知,为了在各种工况下都能实现理想喷油规律,是一项十分复杂而且有待研究的问题,当然这一点在传统的燃料供给系统中几乎是不可能做到的,只有时间控制的电控方式才能实现,其中高压共轨系统因其控制的灵活性具有较大的优势。

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