柴油机滞燃期的确定方法及试验验证
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二、主要性能试验方法简介试验应符合上述规定。
发动机所带附件按表8-2规定。
(一)怠速试验1.汽油机怠速试验试验目的是为评定汽油机的怠速稳定性及怠速排放。
试验时发动机与测功器脱开,预热发动机使冷却水及机油温度达到规定要求。
逐渐关小油门,适当调整怠速调整螺钉,使发动机转速逐渐下降至怠速转速,且能运行10min以上不熄火,其中CO及HC的排放量不得超过限值,转速波动率在规定范围内。
试验中主要测量量:CO、HC排放浓度;燃烧消耗量;进气管真空度;平均转速;最大及最小转速等。
2.柴油机怠速试验试验目的是为评定柴油机怠速稳定性。
试验发动机与测功器脱开,预热发动机使冷却水温、机油温度及柴油温度达规定值。
逐渐关小油门,适当调整低速限制螺钉的位置使转速逐渐下降至怠速转速,稳定5min,再进行测量。
试验中主要测量:燃料消耗量;平均转速最大及最小转速等。
(二)功率试验测定发动机的外特性(总功率)和使用外特性(静功率)。
评定发动机在全负荷下的动力性和经济性试验时油门全开,在发动机工作转速范围内,顺序地调节负荷,改变转速,进行测量。
适当的分布8个以上测量点。
绘制外特性与使用外特性曲线。
试验中主要测量:进气状态;转速;扭矩;燃料消耗量;空气消耗量;排气烟度;噪声;排气温度;点火或喷油提前角及汽油机进气管真空度;燃料的辛烷值或十六烷值;柴油低热值及馏程。
(三)负荷特性试验试验目的是在规定转速下,评定发动机部分负荷的经济性。
试验时,发动机在50%~80%的额定转速下运行,从小负荷开始逐渐增大负荷,相应增大油门直至油门全开。
适当分布8个以上的测量点。
绘制负荷曲线试验中主要测量:进气状态;转速;扭矩;燃料消耗量;汽油机进气管真空度;燃料的辛烷值或十六烷值;柴油低热值及馏程。
(四)万有特性试验试验目的是评定发动机在各种工况下的经济性,为选用汽车发动机提供依据。
可选取下列方法之一进行。
1.负荷特性法在发动机工作转速范围内,均匀地选8种以上的转速,在每种转速下进行负荷特性试验。
柴油机燃料供给系的检测与诊断一、柴油机的供油压力及波形分析柴油机燃料供给系工作性能的好坏,在很大程度上取决于喷油泵及喷油器的工作质量。
喷油泵和喷油器的工作质量,可通过高压油管中的压力变化情况及针阀升程情况反映出来。
因此,用示波器观测高压油管中的压力波形与喷油泵凸轮轴转角的对应关系,观测喷油器针阀升程与凸轮轴转角及高压油管中压力的对应关系,就可以判断柴油机供给系的工作是否良好。
图2-69是在柴油机有负荷情况下实测的某缸高压油管内压力p和针阀升程S 随凸轮轴转角θ的变化曲线,图中可以看出针阀升程S与压力p的对应关系。
其中:pr为残余压力,po为针阀开启压力,pb为针阀关闭压力,pmax为最大压力。
在横坐标方向上,整个曲线可划分为三个阶段,其中:I为喷油延迟阶段,若调高针阀开启压力po,高压油管渗漏,出油阀偶件或喷油器针阀偶件不密封,随意增加高压油管的长度或增加高压油系统的总容积(如漏装减容体)等,都会使这个阶段延长。
Ⅱ为主喷油阶段,该阶段的长短主要与柴油机负荷有关,对于柱塞式喷油泵来说,即与柱塞的供油有效行程长短有关,供油有效行程越长,该阶段越长。
III为自由膨胀阶段,若高压油管内最大压力pmax不足,可使该阶段缩短,反之使该阶段延长。
图2-69高压油管内压力曲线和喷油器针阀升程曲线a)喷油泵端压力曲线;b)喷油器端压力曲线;c)针阀升程曲线从图中可以看出,第I、Ⅱ阶段为喷油泵的实际供油阶段,第Ⅱ、III阶段为喷油器的实际喷油阶段。
在循环供油量一定的情况下,若I阶段延长和Ⅲ阶段缩短,则喷油器针阀升程所占凸轮轴转角减小,使喷油量减少。
反之,若I阶段缩短和III阶段延长,则使喷油量增大。
因此,曲线上三个阶段的长短,对该缸工作的好坏是有影响的。
多缸发动机各缸对应的I、Ⅱ、III阶段如果不一致,则对发动机工作性能的影响更大。
所以,必须将各缸的压力波同时取出,以多种形式进行对比观测。
1.波形分析高压油管内的压力波形,可用全周期单缸波、多缸平列波、多缸并列波和多缸重叠波四种形式进行观测,以下以CFC-l型柴油发动机测试仪所测波形为例介绍。
柴油的燃烧性、蒸发性、流动性、安定性、腐蚀性与洁净度1 柴油的燃烧性柴油的燃烧性好是指喷入燃烧室内与高温空气形成均匀的可燃混合气之后,能在较短的时间内发火自燃,并正常地完全燃烧。
1.1 柴油机内燃料的燃烧过程柴油在发动机内的燃烧过程,从喷油开始到全部燃烧为止,大体可分为四个阶段。
其气缸中压力与活塞所处位置(用曲轴的转角来表示)的关系如图1所示。
(1)滞燃期(发火延迟期)滞燃期是指从喷油开始(图1中A点)到混合气开始着火(图1中B点)之间的一段时间。
这个时期极短,只有1~3ms。
在这一时期的前段,柴油喷入气缸后进行雾化、受热、蒸发、扩散以及与空气混合而形成可燃混合气等一系列燃烧前的物理准备过程,所以,这段时间又称为物理延迟。
在这一时期的后段,燃料受热后开始进行燃烧前的氧化链反应,生成过氧化物,过氧化物达到一定浓度便自燃着火,这就是化学延迟。
这两种延迟互相影响,在时间上是部分重叠的。
滞燃期虽然很短促,但它对发动机的工作有决定性的影响。
因为在这一时期结束时,气缸内已积累了一定量的柴油,而且经过了不同程度的物理的和化学的准备,一旦发火后,燃烧极为迅速。
由此可见,滞燃期越长,发火前喷入的柴油越多,自行发火后,大量柴油在气缸内同时燃烧,会导致气缸内的压力和温度都急剧升高,造成发动机工作粗暴,甚至出现敲缸现象。
因此,缩短滞燃期有利于改善柴油机的燃烧性能,这就要求燃料具有较低的自燃点,发动机应具有较高的压缩比以及较高的进气温度等等。
(2)急燃期这是指发动机中柴油开始燃烧(图1中的B点)直至气缸中压力不再急剧升高为止(图1中的C点)的时间。
在急燃期内,燃料着火燃烧,其燃烧速度极快,单位时间内放出的热量很多,气缸内温度和压力上升很快,压力升高速率的大小对柴油机的工作影响很大。
急燃期中,压力上升的速率取决于滞燃期的长短,滞燃期越短,发动机的工作越柔和,如滞燃期过长,着火前喷人的柴油积累过多,一旦燃烧起来则温度、压力就会上升过快。
柴油滞燃期的名词解释柴油滞燃期是一个与柴油燃烧有关的概念,它是指柴油在喷入燃烧室后需要一定的时间才能彻底燃烧完毕的时间段。
在燃烧的过程中,柴油滞燃期的长短直接影响着柴油发动机的性能和排放。
柴油滞燃期是一种燃烧延迟现象,意味着尽管柴油燃烧点火,但燃烧不会立即发生,而是需要一些时间来蔓延。
这种滞燃导致的结果是在柴油机中,燃烧和喷射之间会存在一段时间差。
由于柴油滞燃期的存在,柴油发动机在启动和各种负载条件下都会产生一些不完全燃烧的现象。
柴油滞燃期主要受到柴油的物理和化学特性的影响。
首先,燃料蒸发速度决定了滞燃期的长度。
这取决于柴油的粘度、表面张力和粒径等因素。
其次,柴油的点火特性也对滞燃期产生影响。
柴油的点火特性取决于其辛烷值和燃烧性能指数,它们决定了柴油的自燃性能和点火延迟时间。
柴油滞燃期对于柴油发动机的性能和排放有着重要的影响。
较长的滞燃期会导致柴油发动机负载响应的延迟,降低发动机的动力输出。
同时,滞燃期还会产生更多的不完全燃烧产物,如碳烟和氮氧化物。
这些不完全燃烧产物对环境和健康都带来负面影响。
为了改善柴油滞燃期的情况,目前有一些技术和方法得到了应用。
其中,燃烧室设计的改进是最常见的方法之一。
通过优化燃烧室的形状和尺寸,可以提高柴油的混合和燃烧效率,减少滞燃期的长度。
此外,燃烧室增加压缩比和改变喷油系统的工作方式也可以改善滞燃期的问题。
除了燃烧室设计的改进外,柴油滞燃期还可以通过燃料添加剂的使用来减少。
例如,利用添加剂可以减小柴油的粘度和表面张力,提高燃料的蒸发速度,从而缩短滞燃期。
此外,添加剂还可以改变柴油的点火特性,加快点火速度,减少点火延迟时间。
总之,柴油滞燃期是指柴油在喷入燃烧室后需要一定时间才能彻底燃烧完毕的现象。
滞燃期的长短受到柴油的物理和化学特性的影响,对柴油发动机的性能和排放有重要影响。
为了改善滞燃期的问题,可以通过燃烧室设计的改进和燃料添加剂的使用等方式来进行优化。
多次喷射对柴油机燃烧与排放影响的试验研究栾兴存;成晓北;殷勇;刘贝;董世军;刘寰;汪鑫【摘要】基于1台高压共轨涡轮增压柴油机,采用不同的预喷正时、预喷油量与后喷正时等,研究了多次喷射对燃烧放热、排放生成与燃油经济性的影响,以实现均质压燃和低温燃烧过程。
研究结果表明:随预喷正时提前,缸内峰值压力降低,主燃阶段的滞燃期缩短,NOx 和炭烟排放均降低;随预喷油量增加,预喷阶段燃烧的放热率和最大压力升高率增大,NOx 和HC排放增大,而PM和CO排放降低;随后喷始点推迟,缸内压力与主放热率峰值差异变小,NOx 排放降低,但炭烟排放先增大后逐渐降低。
%On a 6‐cylinder ,turbocharged ,high‐pressure common rail diesel engine ,the influence of multi‐injection on com‐bustion process ,heat release rate ,emission and fuel economy was studied to realize the homogenous compression ignition and low‐temperature combustion based on the pilot injection timing ,pilot injection mass and post injection timing .The results show that the peak in‐cylinder pressure decreases ,the ignition delay of main combustion shortens ,the NOx and soot emissions reduce with the advance of pilot injection timing .With the increase of pilot injection fuel mass ,the heat release rate and maximum pressure rise of pilot injection combustion increase and the NOx and HC emissions and the PM and CO emissions increase and decrease respectively .As the retarding of post injection timing ,the difference of in‐cylinder pressure and peak heat release rate decreases ,the NOx emission reduces ,but the soot emission first increases and then decreases gradually .【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P11-16)【关键词】直喷式柴油机;多次喷射;预喷正时;放热率;排放【作者】栾兴存;成晓北;殷勇;刘贝;董世军;刘寰;汪鑫【作者单位】华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430074;华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430074;东风商用车有限公司,湖北武汉442001;华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430074;华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430074;东风商用车有限公司,湖北武汉 442001;华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TK421.2;TK421.5传统柴油机的燃烧由燃油喷射和油气混合控制,是典型的扩散燃烧,因此NOx和炭烟排放之间存在一种此消彼长的关系。