第7章柴油机燃料供给系

第四节 喷油器的参数选择及其对柴油机性能的影响
二、喷油器喷孔面积和流通特性 2）喷孔面积：影响喷油持续时间和喷油压力。 喷孔面积增加——流通面积增加——喷油持续时间下降 喷孔面积增大较多——喷油速率降低，喷油节流下降——喷油持续期 短，喷雾质量下降 喷孔面积过小——喷油压力高，易产生不正常喷射。
第七章 柴油机燃料供给系
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
柴油机燃料供给系概述 燃料喷射过程 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响 喷油器的参数选择及其对柴油机性能的影响 不正常喷射和消除措施 电控柴油机燃料供给系
第一节 柴油机燃料供给系概述
一、对燃料供给与调节装置的要求 1. 产生足够高的喷油压力； 2. 对每一个内燃机运转工况，精确控制每循环喷入气缸的 燃油量； 3. 在内燃机所运转的工况范围内，尽可能保持最佳的起始 喷油时刻、喷油持续时间与喷油规律； 4. 保证柴油机安全可靠地工作。
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
1）稳定调速率 ������2 − ������1 ������＝ × 100% ������1

式中： ������������ ——突卸负荷前柴油机的标定转速 ������������ ——突卸负荷后柴油机的最高稳定空载转速 太大，对工作机械的稳定工作不利，而且对于空转时柴油机零件的磨 损也有害。
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
3、实际要求 满足扭矩特性的要求，发动机低速时有一定扭矩储备。 与充量系数相协调，充分利用进入的空气。 较陡的喷油泵速度特性在低怠速段容易引起怠速工作不稳定。 4、校正方法：液力较正和机械校正 液力较正：常用出油阀校正；机械校正：弹簧校正。
第四节 喷油器的参数选择及其对柴油机性能的影响
一、喷油器调整参数 开启压力 ������0 = 4������ ������(������������ ������ − ������������ ������ )
式中： dn——为针阀直径 ds——针阀密封座面直径 F——喷油器针阀压紧力
第四节 喷油器的参数选择及其对柴油机性能的影响
2.
泵喷嘴
第一节 柴油机燃料供给系概述
3.
共轨系统
第二节 燃料喷射过程
一、喷油过程 喷油泵开始供油—喷油器停止喷油。 1. 供油提前角：供油始点 2. 喷油提前角：喷油始点 3. 喷油延迟角：喷油提前角-供油提前角。 4. 柱塞的预行程：在柱塞上升过程中， 柱塞从下止点上升到进、回油孔关闭 时所经过的距离。决定柱塞在压油过 程中，初速度大小，影响喷油速率。 5. 柱塞的有效行程：柱塞封闭进、回油 孔开始压油到柱塞斜槽上边缘与回油 孔相通开始回油所经历的升程。其大 小与循环供油量有关，决定了喷油器 循环喷油量的大小。
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
2）瞬时调速率 ������3 − ������1 ������2 ＝ × 100% ������1
式中： ������������ ——突卸负荷前柴油机的标定转速 ������������ ——突卸负荷后柴油机的最高瞬时转速
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
（2）不灵敏度
������������ ′ − ������������ ′ ������ = ������
式中： ������������ ′ ——负荷减小时，调速器开始起作用 时的曲轴转速 ������������ ′ ——负荷增大时，调速器开始起作用 时的曲轴转速 n——柴油机平均转速 过大时，会引起柴油机转速不稳。
第一节 柴油机燃料供给系概述
二、分类 1. 泵管嘴系统 合成泵系统 分配泵 单体泵 2. 泵喷嘴 3. 共轨系统 机械式与电子控制式 位置控制式、时间控制式、压力时间控制式
第一节 柴油机燃料供给系概述
二、分类 1. 泵管嘴系统 合成泵系统 分配泵 单体泵
第一节 柴油机燃料供给系概述
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
喷油泵结构参数和调整参数影响喷油过程，从而对 内燃机性能有一定影响。主要参数有供油始点，柱 塞直径，凸轮型线和最大升程，供油预行程，出油 阀减压容积等。
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
一、喷油泵的系列化和工作能力评价 1. 系列化： 某一功率和转速范围，外型尺寸、结构形式、柱塞 轴距相同，增减柱塞数、更换不同的柱塞直径、改 变凸轮型线、升程和出油阀结构尺寸等，对供油量 及转速进行调整，形成系列。 2. 工作能力评价 最大循环供油量：越大，喷油泵的尺寸越大，工作 能力越强，能满足更大功率柴油机的要求。 最大平均供油速率：提高途径是增加柱塞直径与提 高柱塞平均速度。 最大许用泵端压力：受喷油泵凸轮、挺柱体、泵体 等零件强度和刚度限制。 最高工作转速：其值大，柱塞运动产生的往复惯性 力增大，当柱塞下行时，若此惯性力超过柱塞弹簧 的压紧力时，会使挺柱滚轮与凸轮表面之间产生脱 开，产生冲击。
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
2）瞬时调速率。评价过渡过程的指标。 过渡过程：柴油机在负荷突然变化时，转速经过数次波动后方能在新 的转速下稳定工作，这个过程称为过渡过程。 游车：过渡过程不好时，转速不能稳定在某一转速下，转速有较大的 波动，严重时还会发生转速忽高忽低的响声，这种现象称为，游车。
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
3. 出油阀结构和减压容积 1）作用： ①使燃油达到一定压力，才能进入高压油管 ②防止高压油从高压油管倒流 ③减压使喷油迅速结束 2）减压容积：影响柴油机性能。 高压油路容积一定，出油阀减压容积越大——高压油膨胀越多——高 压油路中油压下降越多——油管中残余压力越低——可能产生穴蚀。 高压容积太小——高压油路中油压偏高——高压油管中压力波动增— —产生二次喷射。 出油阀减压容积的选取与高压容积、油管压力峰值的大小有关。高压 油路容积越大，减压容积也要越大；油管压力峰值越大，减压容积也 需越大。 现代高性能柴油机高速、全负荷时，喷油压力很高，需要较大的减压 容程；低怠速工况，喷油压力明显减小，减压作用过度将会造成柴油 供油的不稳定。高压喷射用等容式出油阀不能满足柴油机在各种工况 下的工作要求，出现了阻尼出油阀和等压出油阀。
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
四、压燃式内燃机调速器工作特性及其与主机的匹配 （一）喷油泵速度特性及其较正方法 1、喷油泵速度特性：喷油泵油量控制机构（齿杆或拉杆）位置一定时， 喷油系统每循环喷油量随转速的变化特性。 原因： 柱塞套进、回油孔节流作用； 柱塞偶件间的泄漏作用，发动机转速增大，泄漏量少，供油量多。 2、影响因素 主要是出油阀结构，柱塞直径与进、回油孔直径的比值，进、回油孔 的个数，喷油嘴结构型式和喷油压力。
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
二、喷油泵参数的选择 1. 柱塞直径与有效供油行程 柱塞直径增大——供油速率增大—— 相同供油量时，有效行程减小——供 油和喷油持续期缩短——燃烧期缩 短——性能改善。 但直径增大——初期喷油量大，柴油 机工作粗暴，凸轮承受的接触应力也 增大。 2. 凸轮最大升程和供油预行程的确定 预行程大小可通过喷油泵挺柱体总成 高度的大小予以调整。 切线凸轮：循环供油量一定，有效行 程一定，预行程影响供油持续期，预 行程大，供油初速度增加，平均供油 速度增加，持续期下降，喷油压力及 速率增加，发动机性能提高。
第二节 燃料喷射过程
二、几何供油规律和喷油规律 1. 几何供油规律：从几何关系上求出的单位凸轮转角 （或单位时间）喷油泵供入高压油路中的燃油随凸 轮转角（或时间）的变化关系。由柱塞的直径和凸 轮型线的运动特性决定。
第二节 燃料喷射过程
二、几何供油规律和喷油规律 2. 喷油规律：在喷油过程中，单位凸轮转角（或单位 时间）从喷油器喷入气缸的燃油随凸轮转角（或时 间）的变化关系。
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
3、机械式调速器工作特性 调速器工作时，固定调速手柄位置，喷油泵油量控制机构的位移随转 速的变化关系。
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
4、调速器性能 （1）调速率 制取方法：突变负荷实验。试验时，使柴油机在标定工况下运转，然 后突卸全部负荷，测定突变负荷前后的转速即可得。
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
三、喷油特性对柴油机性能的影响 1. 喷油压力 喷油压力增大——雾化质量提高——喷油速率加快——烟度与微粒排 放下降 2. 喷油提前角、喷油持续期 喷油持续期增大——后燃增多——柴油机性能下降 3. 喷油规律的影响 喷油速率、喷油持续期、喷油规律的形状 初期喷油率低，主喷射段喷油率逐步增大，后期喷射率应快速下降， 断油干脆； 随负荷增加，喷油规律形状丰满度应逐步提高； 沿外特性工作，喷油规律形状应由靴形或三角形向矩形组合逐步过渡。
第四节 喷油器的参数选择及其对柴油机性能的影响
二、喷油器喷孔面积和流通特性 3）喷孔直径与孔数 喷孔总面积不变，孔多，孔径小，燃料分散度增大，雾化质量提高， 但油束贯穿度下降，延长了喷油持续时间，并易引起喷孔堵塞。 喷孔面积、孔数、直径、喷射角度、燃烧室和气流运动密切配合，统 一考虑。
第三节 喷油泵的参数选择及其对柴油机性能的影响
（二）机械式调速器工作特性 1、调速器的作用与分类 调速器的作用： 根据负荷变化，控制齿杆（或拉杆）位移，改变循环喷油量，即随负 荷的增减而增减循环喷油量，将转速变化量限制在允许范围之内。 分类： 按结构与工作原理分类：机械、液压与电子 按功能分类：单极、两极、全程、全程两极组合式 2、为什么要安装调速器 提高工作稳定性 防止柴油机超速 保持怠速稳定
一、喷油器调整参数 喷油器关闭压力 ������������ = 4������ ������������������ ������
p0大于ps，关闭压力越接近开启压力，则喷雾质量越好，断油越干脆。 喷油系统其它参数一定时，p0大小决定了系统油压的大小，p0大，高 压油管内的峰值压力高。
第四节 喷油器的参数选择及其对柴油机性能的影响
二、喷油器喷孔面积和流通特性 喷油器喷孔面积大小与喷油器针阀开启的升程、喷油器的结构形式有 关。孔式喷油器的最大截面取决于喷孔的数目和喷孔直径，而轴针式 喷油器最大喷孔截面取决于最大升程和喷油器头部的形状。
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第四节 喷油器的参数选择及其对柴油机性能的影响
二、喷油器喷孔面积和流通特性 1）喷油器的流通特性：喷孔流通截面积与针阀升程的关系 孔式喷油器：升程增加——喷孔流通截面积增加 轴针式喷油器： ①升程增加——喷孔流通截面积增加 ②升程增加——不变 ③升程增加——急剧增加
第二节 燃料喷射过程
三、影响喷油规律的因素： 1. 凸轮廓线的影响 凸轮廓线——柱塞运动规律——供油规律——喷油规律 2. 凸轮工作段 工作段——柱塞运动规律——供油规律——喷油规律 3. 柱塞直径 柱塞直径增大—— 向油管的供油速度增大、喷油延续角下 降——喷油规律 4. 喷孔直径的影响： 喷孔的截面积下降——喷油延续角增大 5. 高压油管的影响 长度增加——高压油容积增大——压力波传播时间增长—— 压缩性变大 直径下降——阻力增大——节流损失增加
第二节 燃料喷射过程
3、喷油规律与供油规律的差别及产生原因： 1）差别： 供油规律可以由喷油泵几何参数计算得出，喷 油规律由喷油系统的几何参数和燃油在高压作 用下的液力特性综合作用所决定，它们之间有 一定的内在联系，喷油规律受供油规律的影响， 喷油始点迟于供油始点，喷油持续时间大于供 油时间，喷油速率的峰值小于供油速率的峰值， 平均喷油率与喷油量均小于几何供油量，喷油 规律与供油规律不同。 2）产生差别的原因： ①燃油的可压缩性 ②高压油管的弹性变形 ③管路中压力波动的影响