• 为了及时形成比较均匀的混合气，除了需要利用喷油设 备来促使柴油雾化外，还必须依靠喷油油束与燃烧室的 配合以及组织燃烧室内必要的空气运动，使柴油在整个 燃烧室空间得到均匀的分布，并与空气充分混合，这是 保证柴油机在较小的过量空气系数（即混合越充分，燃 烧越充分，所需空气量越小，过量空气系数越小）下进 行完全燃烧的重要条件。
• 雾化性和流动性：主要决定于柴油的黏度和凝点。黏度表示柴油的稀稠程度及流动性，黏度 过高，则柴油滤清困难，喷雾恶化，燃烧变坏，过低则使喷油泵及喷油器中的精密偶件表面 不易形成油膜，造成润滑不良而加速磨损。柴油失去流动性而开始凝固的温度称为凝点。品 质好的柴油应具有低凝点。当柴油接近凝点时流动性已变得很差，不但会使喷雾恶化，而且 供油也很困难。凝点是柴油的重要指标之一，国产柴油均以凝点作为牌号。例如10号轻柴油 的凝点为10℃，通常选用柴油的凝点应比最低环境温度低5~7 ℃ 以上。
• 柴油分为轻柴油、重柴油二类。轻柴油一般用于高速柴油机（一般接触到的均为轻柴油）， 重柴油多用于中、低速柴油机（农田排灌、船舶等）。轻柴油的使用性能包括：自燃性、蒸 发性、雾化性和流动性、腐蚀性等（表6-1）。
• 自燃性：评定柴油自燃着火性的指标是十六烷值。柴油的自燃点越低，自燃性能越好，亦即 十六烷值越高。柴油自燃点过高或过低都对柴油机的性能不利：过低（即十六烷值高），则 喷入气缸的柴油来不及与空气充分混合就着火，使燃料不能得到及时而完全的燃烧，造成排 气冒黑烟，柴油机的经济性降低；过高（即十六烷值低），则喷入气缸的柴油滞燃期增长， 致使在着火之前气缸里积累了较多的柴油混合气，一旦着火，燃气压力升高的速度过大，造 成柴油机工作粗暴，并使冷起动困难。
• 一般可用油束本身的喷雾锥角β、射程L（β过大，L过小，则柴油不能很好的分布到燃烧室空间；β 过小，L过大，当燃烧室尺寸小时，较多柴油喷射到燃烧室壁面上）及雾化质量来评定喷射质量。
• 一般用喷雾的细度和喷雾均匀度表示雾化质量（喷雾越细，越均匀，雾化质量越好）。喷雾细度可 用油束中油粒的平均直径表示，平均直径小，喷雾越细。均匀度可用油粒的最大直径与平均直径之 差表示，直径差值越小则喷雾越均匀。雾化特性曲线，横坐标表示油粒的直径（细度），纵坐标为 某一直径油粒占全部油粒的百分数（均匀度），曲线越窄（均匀度大），越靠近纵坐标（细度小）， 则雾化质量越好。
内燃机构造与原理
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
内燃机概述 内燃机的工作原理 内燃机的热力循环 内燃机的性能指标 曲柄连杆机构 配气机构 柴油机燃油系统 汽油机燃油系统和点火系统 润滑系统//起动装置
第七章 柴油机燃油系统
1. 柴油及其使用性能
为使混合迅速而均匀，一般采用两个措施：采用高压力喷射和雾化质量好的多孔式喷油器， 并使喷射油束与燃烧室形状配合；燃烧室内组织空气运动，利用气流运动促进柴油与空气 的混合。 • 油膜蒸发混合将绝大部分柴油喷射到燃烧室壁面上，形成一层油膜，而只有少量柴油直接 形成混合气首先燃烧，随着燃烧过程的进行，燃烧室温度升高，在强烈的旋转气流作用下 使覆盖在燃烧室壁面上的油膜迅速蒸发以形成均匀的混合气。 • 在小型高速柴油机中，柴油或多或少地会喷到燃烧室壁上，所以两种混合方式都兼而有之， 只是多少、主次各有不同。 • 表7-1，目前多数柴油机仍以空间雾化混合为主，球型燃烧室以油膜蒸发混合为主。
空间雾化混合（ω型燃烧室）
油膜蒸发混合（球型燃烧室）
Байду номын сангаас
第七章 柴油机燃油系统
4. 柴油的喷射雾化
• 利用喷射设备将柴油分散成细粒的过程称为柴油的喷雾或雾化。柴油雾化效果对混合气的形成于燃 烧有重要的影响：可大大增加柴油蒸发的表面积（P146），从而提高加热蒸发的速度，也增加与 空气接触氧化的机会，促进混合气的形成，加速柴油在燃烧开始前的物理化学准备过程。
油束结构
雾化特性曲线
第七章 柴油机燃油系统
4. 柴油的喷射雾化
• 影响油束特性的因素
① 喷油嘴结构：喷油嘴结构不同，引起油束形成的内部扰动不同，从而产生不同形式的油束。油束应与燃烧 室 型 式 密 切 配 合 。 多 孔 喷 嘴 ， 喷 孔 数 目 一 般 为 1~8个 ， 喷 孔 直 径 为 0.25~0.6mm ， 喷 孔 间 的 夹 角 在 130°~155°之间。在喷油压力和喷孔总截面积不变的条件下，增加喷孔数目，每个喷孔的直径需减小， 柴油喷出喷孔时受到更大的节流，孔内扰动增加，雾化质量提高。轴针式单孔喷嘴，轴针头部伸入喷孔中， 轴针头部可做成不同的锥度，从而控制油束的喷雾锥角，以适应不同燃烧室对油束的要求。
1—2：绝热压缩过程 2—3：定容加热过程 3—4：定压加热过程 4—5：绝热膨胀过程 5—1：定容放热过程
第七章 柴油机燃油系统
3. 混合气形成的基本方式
• 柴油机混合气的形成基本上有两种形式，即空间雾化混合和油膜蒸发混合。 • 空间雾化混合是直接将柴油喷射到燃烧室空间，使柴油与空气形成混合气的一种混合方式。
• 蒸发性：用馏程表示，直接影响滞燃期内柴油的蒸发量，从而影响燃烧的完善程度和起动性 能。中轻馏分多时，即低温蒸发性好，可加速混合气的形成，也有利于冷起动，但会导致滞 燃期中蒸发的柴油量增加，使柴油机工作粗暴；中重馏分多时，将引起柴油喷雾汽化不足， 从而造成柴油在缺氧的条件下燃烧而裂解出游离碳。质量好的柴油其轻、重馏分均应较少。
• 混合气的形成和燃烧重叠进行，一边喷油，一边混合和 燃烧。这一过程既有不均匀的预混合燃烧（即定容加热 过程），又有扩散混合燃烧（即定压加热过程），两种 混合和燃烧形式同时存在，并且相互影响。
• 为了保证柴油机良好的性能，燃烧应尽可能在上止点附 近迅速完成，不应延长。要求喷油持续时间极为短促， 一般全负荷时的供油持续时间只有15~35°CA，对转速 1500r/min 的 柴 油 机 来 说 ， 也 就 是 只 有 1.7~4ms 。 需 在 较短的时间内保证形成均匀的混合气，因此柴油机混合 气形成过程对燃烧过程有决定性的影响。
• 腐蚀性：分别用硫含量、水溶性酸或碱及酸度等指标来表示。柴油燃烧时其中的硫或硫化物 会生成二氧化硫，遇到气缸内的蒸汽或水分就会形成亚硫酸和硫酸而严重地腐蚀气缸、活塞 及排气管等零件。此外，柴油中硫含量增加会增加颗粒排放物。
第七章 柴油机燃油系统
2. 柴油机混合气形成的特点
• 柴油黏度大，不易挥发，必须借助喷油设备（喷油泵和 喷油器等）将柴油在接近压缩行程终了的时刻喷入气缸。 所以，柴油机是采用内部混合的方式形成混合气。