柴油机燃油喷射

anlixia860125

柴油机中的燃烧过程，还有与之有关的发动机性能，燃油消耗，尾气成分和燃烧噪音都在很大程度上取决于油气的预混和程度。决定燃油混和气质量的燃油喷射参数主要有以下几点：（1）开始喷射时刻 （2）喷射速率曲线和喷射持续时间（3）喷射压力（4）喷孔数量
混和气分类
一 过量空气系数λ
过量空气系数λ用来表示实际混和气偏离化学当量混和气的程度，表示实际进气量和完全燃烧时所需空气量的比值λ=空气量/1kg燃油完全燃烧时所需的空气量（理论空气量），λ=1，表示进气量与理论上燃烧完所有的燃油所需的空气量相等。λ＜1，表示进气量少于理论上燃烧完所有的燃油所需的空气量。λ＞1，表示进气量大于理论上燃烧完所有的燃油所需的空气量。
二 在柴油机中的λ值
太浓的混和气将会导致碳烟燃烧。为了防止产生这样较浓的混和气，与汽油机相比在柴油机中必须进入过量的空气。对于涡轮增压柴油机来说，当其满负荷运行时，1.15＜λ＜2.0，在怠速和无载荷状态下，这个指数会上升到λ＞10。
过量空气系数表示在气缸中总的燃油质量和空气质量的比率。但是，由剧烈的空间变动所引起λ的变化是自燃和污染物形成的主要原因。
柴油机就是靠不同种类的混和气的形成与自燃来运行的，喷射的燃油与进入的空气在燃烧前或燃烧时不可能达到完全均匀混和。柴油机中的混和气并不是均匀的，在局部过量空气系数跨度很大，从喷口处的λ=0（纯燃油）到进气喷射油束末端的外λ=无穷（纯空气）。在一个燃油滴的外部空间局部的λ值为0.3~1.5，从这个推论：良好的雾化（大量的小燃油滴）效果，高水平的过量空气系数，进气流量计量能够产生大量的局部地区形成易燃的λ水平。这样会使燃烧过程中产生较少的浓烟，EGR兼容性提高，氮氧化物排放减少。
优化燃油的雾化效果是靠将燃油喷射系统中喷射压力提高到最大2.2x10⁸Pa得到的。共轨系统是在最高压力1.8x10⁸Pa下工作的。这样的结果使喷射的燃油和气缸中空气之间产生较高的相对速度，有利于燃油的雾化。
二 喷油量
对于发动机一个气缸单位做功行程所需的燃油质量m_e用下面的公式计算。M_e=pxb_ex33.33/(n·z)
式中   P---发动机功率 ，KW
          b_e----发动机燃油消耗率，g/KW
          n---发动机转速，r/min
          z---发动机气缸数。
相应的燃油体积（喷油量） Q_H，单位为mm³/行程或mm³/喷射循环。
其中，燃油密度ρ( g/cm ₃)随温度变化。在假定功率不变得情况下， 发动机功率输出与喷油量成正比。
燃油喷射系统所喷射的燃油量与下面变量有关：
1 ，喷射的燃油计量横截面积 2，喷油持续时间 3，喷射压力和燃烧室压力之差值随时间的变化规律 4，燃油密度
柴油是可压缩的，即在高压下柴油可被压缩。这样就增加了燃油喷射量，
三 最佳燃油喷射时间
最高压缩温度产生在活塞上止点前的一小段时间，如果在距离上止点很长一段距离时就开始燃烧，燃烧压力会急剧上升，这将产生阻碍活塞运动的力，在这个过程中的热量损失将会降低发动机的效率，因此，会增加燃油消耗。压力的急剧上升也会使燃烧噪声增加。优良的开始喷射时间可以增加燃烧室的温度，这样，氮氧化合物排放会增加，但是碳氢化合物的排放会降低。
         

风中的眼睛

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