3章燃油雾化与油束特性-文字

分隔式
涡流室 复杂
空间雾化 为主
预燃室 复杂
空间雾化
压缩涡流
要求较低 轴针式 10～15 大 难 16～20 低 <5000 <100
燃烧涡流
要求低 轴针式 8～13
最大 最难 18～22
低 <3500 160～200
要求高 多孔6～12
20～40 小
容易 12～15
高 <1500 >200
半开式
一般 空间雾化 为主（进气
涡流） 进气涡流
较强 要求较高 多孔4～6 18～25
较小 较易
16～18
高 <4000 <150
球形 一般
油膜蒸发
进气涡流 最强 一般
单孔或双孔 17～19 较小 难 17～19 较低 <2500 90～130
室壁面上，靠强烈的进气涡流将燃油在燃烧室壁面上摊布成
一层很薄的油膜，油膜受热逐层蒸发并与空气混合。
优点:燃烧柔和、无烟。
但是对空气涡流要求较高，适用于半开式(或球形)燃烧
室的小型高速柴油机。
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二、影响混合气形成的因素
燃油 雾化质量
影响可燃混合 气形成的因素
燃烧室内空气 涡动情况
压缩终点 气缸热状态
优点：工作柔和，燃烧噪声
小，排烟少，过量空气系数
小，对燃油品质适应性强。
缺点：起动性能差（燃油雾
化差），变负荷性能差，高
低速运转性能差别大，在大
缸径上应用困难。
仅限于某些小型高速柴油机。
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4、涡流室式燃烧室（主、副燃烧室）
燃油全部喷入副燃烧室， 空气沿通道进入副燃烧室， 形成可燃混合气并燃烧。

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2．主喷射阶段 从喷油始点到喷油器端压力开始急剧下降 时为止，这一阶段称为主喷射阶段。 绝大部分燃油是在这一阶段喷入气缸的， 其时间长短主要与柱塞有效行程（即柴油 机负荷）有关，其次，也受高压系统容积、 出油阀减压作用等因素的影响。
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3．滴漏阶段 从喷油器端压力开始急剧下降到针阀完全 落座（喷油终点）为止，这一阶段称为滴 漏阶段。 这期间还有少量燃油从喷孔喷出，由于 喷油压力降低，燃油雾化不良，这一阶 段喷射的燃油容易导致燃烧不完全，易 生成积炭并堵塞喷孔，甚至排气冒烟。
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3）介质反压力
不同喷油压力和反压力油束射程随时间的变化
反压力增加，使介质密度增大，引起作用在 油束上的空气阻力增加，因此燃料雾化有所 改善，喷雾锥角增加，并使射程减小。
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4）喷油泵凸轮外形及转速
当凸轮形状较陡或凸轮转速较高时，均使 喷油泵的柱塞供油速度加快。由于喷油器 喷孔的节流，燃油不能迅速流出，结果使 油管中燃油压力增加，燃油从喷孔流出的 速度也随之增大，因此雾化变好，油束射 程和喷雾锥角均有所增加。 注意：上述试验结果是在冷空气中进行喷 射实验得到的。
2）柴油的蒸发性 直接影响可燃混合气形成，对燃烧过程也 有一定的影响。
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柴油的蒸发性通常也用馏程表示，主要以50 ％馏出温度、90％馏出温度和95％馏出温度 作为评价柴油蒸发性的指标。同一相对蒸发 量的馏出温度越低，表明柴油蒸发性越好， 越有利于可燃混合气的形成和燃烧。
50％馏出温度低的柴油蒸发性好，有利于混 合气的形成和燃烧的进行，对发动机的冷起 动也有利，但柴油中蒸发性好的组成成分其 发火性差。90％馏出温度和95％馏出温度越 高，说明柴油中不易蒸发的成分越多，燃烧 后容易导致排气冒烟和产生积炭。

高压油管内压力曲线和针阀升程曲线 a）喷油泵端压力曲线b）喷油器端压力曲线 c）针阀升程曲线
高压油管中的压力变化可 分为三个阶段： 第Ⅰ阶段为喷油延迟阶段 ; 第Ⅱ阶段为主喷油阶段 ; 第Ⅲ阶段为自由膨胀阶段 。 喷油泵的实际供油阶段为 第Ⅰ、Ⅱ阶段，喷油器 的实际喷油阶段为Ⅱ、 Ⅲ阶段。
高压油管内压力曲线和针阀升程曲线 a）喷油泵端压力曲线 b）喷油器端压力曲线 c）针阀升程曲线
4.4柴油机燃油供给系统的检测
喷油泵和喷油器的技术状况决定了燃油的 喷射质量，从而对柴油机的工作性能有很大影 响。在不解体情况下，可以通过燃油喷射过程 中高压油管中的压力变化来检测柴油机燃油供 给系统的技术状况，即检测喷油压力波形 。
4.4柴油机燃油供给系统的检测
一、喷油压力波形分 析 1.燃油喷射过程 高压油管中的压 力p0、pmax、pb、pr 分别表示针阀开启 压力、最高压力、 针阀关闭压力和油 管中的残余压力。
发动机检测与诊断技术
汽油机柴油机燃油系统检测 （2学时）
4.4汽油机燃油供给系统的检测
教学要求： 复习燃油供给系统知识 燃油供给系统的检测
4.4汽油机燃油供给系统的检测 汽油机燃油供给系统的作用是：根据发动 机各种工况的要求，向气缸即时提供一定 数量和浓度的可燃混合气，以便在临近压 缩终了时使发动机点火燃烧而膨胀做功， 最后把燃烧产物排至大气。 其技术状况好坏直接影响着发动机的动 力性、经济性和工作稳定性。
电控喷油信号和燃油压力与混合气的质量有着直 接的联系 直接反映电控发动机燃油供给系统的好坏。 电喷信号和燃油压力是发动机燃油供给系统检测 的重要项目
1.燃油压力检测
工作压力：随节气门开度变化。怠速 （250KPａ）、全开油压（300KPａ） 初始压力：拔掉真空管后压力，发动机 未运转压力 保持压力：停机后１０分钟后压力， 150KPａ左右。 油泵压力（最高压力490-640KPａ）：堵死 调节器或者堵住油管。

第三节燃油雾化机理雾化机理很复杂，主要是油滴受外界空气动力和液体燃料内力表面张力和粘性力相互作用的结果。

外力的作用促使油滴扭曲变形，在紊流作用下，凸出部分会脱离油滴主体，分裂成小油滴。

内力作用是力图阻止扭曲变形，使其保持完整性。

因此，当外力超过内力作用时，油滴分裂，一直分裂到各油滴内力与外力达到平衡为止。

雾化颗粒细度表示喷雾液滴粗细的程度，采用平均滴径概念。

常用的平均粒径有： 1 索太尔 Sauter 平均直径 SMD 2 质量中间直径 MMD 1）索太尔平均直径（SMD 最大直径：是指R 5%所对应的液滴的尺寸。

试验表明，最大滴径约为中间直径的两倍。

1 燃料与空气不易均匀混合时，?取大一些，这样便于吸入空气，改善颗粒细度。

2 对小型燃烧室，雾化角不宜过大 500～800 雾化角过大油滴会穿出湍流最强的空气区域而造成混合不良，以至增加燃烧不完全损失，降低燃烧效率；会因燃油喷射到燃烧室壁面上造成结焦或积灰。

雾化角过小燃油液滴不能有效分布到整个燃烧室空间；与空气的不良混合，局部空气系数过大（中心易产生缺氧，形成热分解）；燃烧温度下降，着火困难，燃烧不良。

雾化后的液滴颗粒尺寸的均匀程度。

液滴间尺寸差别越小，雾化颗粒均匀度越好。

均匀度差：大液滴数目较多，对燃烧不利；均匀度过好：大部分液滴直径集中在某一区域，使燃烧稳定性和可调节性变差。

流量密度分布（燃料的分布特性） * * 混气燃烧前三个物理过程：喷雾、蒸发、掺混 1 雾状油珠愈细、表面积愈大，愈容易蒸发。

2 雾化得细，形成所需要的混气分布的时间和距离变短 a. 直径为1mm的煤油珠在空气中约需1s烧完， b. 直径为0.1mm，则要0.01s 烧完， c. s烧完， d. 直径缩小为原来的1／20，而时间却缩短为1／400。

第三节燃油雾化机理雾化液体燃料的原因雾化定义增加液滴的比表面积，加快蒸发速率，增强与氧气的混合，强化液体燃料燃烧靠外界作用（雾化器）将连续的液流破碎成雾状的油液滴群的过程雾化目的燃烧速率取决于蒸发速率?蒸发表面积?减小滴径?雾化一、液体燃料的雾化方法：直流式喷嘴离心式喷嘴气动式喷嘴旋转式喷嘴撞击式喷嘴二、雾化机理当液体的流速极低或者相当高时，在气体中或者其它液体中将会形成液滴，即出现所谓的液体雾化液体由喷嘴流出形成液柱或液膜。