第六章
供(喷)油提前角根据不同工况应有一最佳值。 机械式燃油供给系统实现最佳的措施： 2）采用离心式转速提前器。 工作原理：利用提前器内飞锤产生离心 力和弹簧力的平衡关系，改变两轴的相 对角度，以调节供油提前角。
第六章
图 SA型供油提前器的立体结构图 1－从动盘 2－飞锤销 3－喷油泵凸轮轴 4－飞锤 5－驱动盘 6－轴承罩 7－外壳 －凸轮轴的调节角度
第六章
喷油特性对柴油机性能的影响
4、喷油规律对柴油机性能的影响
第六章
喷油特性对柴油机性能的影响
4、喷油规律对柴油机性能的影响
二、喷油泵参数的选择
1．柱塞直径dp和有效供油行程he 由柴油机标定工况点燃油消耗率和功率可计算出柴油 机所需的循环喷油量：
be P Z e Vb 103 120n f i
式中，Pe——柴油机标定功率，kW； be——标定功率点燃油消耗率，g/kW.h； n——柴油机转速，r/min； i ——柴油机气缸数； ρf——燃油密度，g/cm3； Z——柴油机的冲程数。
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出油阀减压容积Vj愈大，高压油膨胀愈多，使高压油路中的油压下 降愈多，不喷油时油管中的残余压力愈低。残余压力降至零甚至可能出 现真空，压力传感器测出的压力值仍为零。从真空到高压，从高压到真 空的过程中，将产生一系列的气泡产生与溃灭过程，对高压油路的零件 产生穴蚀。
第六章
第六章
三、喷油特性对柴油机性能的影响
第六章
Bosch公司直列泵系列示例
系列型号 M
嘴端最高喷油 压力/MPa 55
单缸最大功 率/kW 20
用途 轿车与小型运输工具柴油机 轻型、中型载重车、拖拉机与 其他用途柴油机 重型载重车与其他用途柴油机
A
MW P1…3000 P7100…8000
75
110 95 130
27
36 55 55
第六章
第六章
第六章 柴油机喷油系统与电控柴油机 § 6-1 柴油机喷油过程
第六章
几何供油规律和喷油规律
几何供油规律：从几何关系上求出的喷油泵单位凸轮转 角（或单位时间）喷油泵供入高压油路中的燃油量随 凸轮转角φ（或时间t）的变化关系。
几何供油规律完全由柱塞的直径和凸轮型线的运动特性决定。
dVp d
f p p
f
柱塞直径增大，供油速率增大，在相同供油量情况下，有效 行程减小，供油和喷油持续期缩短，从而缩短柴油机的燃烧 期，改善性能。但加大柱塞后初期喷油量高，柴油机运转粗 暴，此外凸轮承受接触应力也加大。 2．凸轮最大升程、供油持续期和供油预行程确定
根据燃烧室型式选择一种凸轮型线，由此确定最大升程H。
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1．最大循环供油量：喷油泵循环供油量的大小与 众多参数有关，但主要参数是柱塞直径和一定凸 轮轴转角内柱塞有效行程。对某一种系列泵，设 减压容积为零，取喷油泵的最大柱塞直径，按所 用切线凸轮的最大几何速度对应的凸轮升程小 0.3mm处为供油终点，取7°(或4°）CaA供油持 续期内的柱塞有效行程计算的循环供油量，定义 为喷油泵的最大循环供油量，它是喷油泵的几何 供油量极限值，没有考虑出油阀减压作用和高压 液体特性的影响。 2．最大平均供油速率：喷油泵在供油持续期内每 度的平均供油量，最高平均供油速率是最大循环 供油量的条件下，取7°（或4°）CaA供油持续 期作计算依据求得。
dVb f (t ) dt
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喷油规律与几何供油规 律的不同：
1由于高压油管的压力波从泵
端到嘴端需要时间；
2由于高压油路中燃油的可压 缩性等因素的影响； 3考虑燃油在高压下通过柱塞 偶件间间隙的泄漏。
第六章
泵油过程的节流现象
第六章
泵油过程的泄漏现象
第六章
泵油过程的泄漏现象
第六章
喷油规律的确定
第六章
喷油特性对柴油机性能的影响
增压柴油机的增压补偿器(LDA)
RSV调速器的增压补偿装置（LDA）及其对调速器特性的影响 a) LDA装置结构图 b) LDA装置对调速器特性的影响 1－螺柱 2－平面垫片 3－膜片 4－弹簧 5－滑套 6－摇臂轴 7－摇臂 8－连接板 9－喷油泵齿杆 10－调速器壳体 11－起动弹簧 12－调速器后盖 图 13－牵引杠杆 pL－增压空气压力
Vp

4
d p he f
2
式中ηf为喷油泵供油系数，ηf取值在1.00～1.25，ηf大小主要 与柱塞进回油孔处的节流有关。节流大者，取大值。
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而柱塞直径 dp 与有效行程he之比m1，根据已配装的柴油机 统计值，m1=4.5～6.0，故可得出柱塞直径dp
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dp
3
4V p m1
NOx / g/kW.h
1、喷油压力
有效燃 油消耗 率 g/kW.h
烟度 / FSN
轨 压
喷油始点 / ℃A
图 共轨压力及喷油定时对柴油机性能的影响（1400 r/min全负荷工况）
图 油滴平均直径和烟度随喷油压力的变化规律
图 不同燃料供给系统喷油压力的比较
第六章
喷油特性对柴油机性能的影响
2、喷油和供油提前角，喷油持续期
对多缸机而言，各缸用高压油管长度应当一致。
供(喷)油提前角根据不同工况应有一最佳值。 从动力性经济性考虑，负荷增加，喷油量增大，喷油持续期加 长，喷油提前角应增大，这样才能保证燃料在上止点附近燃烧及时； 转速增大，最佳供油提前角应增大。 不同形式的柴油机燃烧方式不同，供油提前角变化也不相同， 分隔式燃烧室所需的供油提前角较直喷式燃烧室相应要小一些，且 对转速、负荷变化敏感性小。 对增压柴油机，缸内压缩温度和压力较高，着火滞燃期短，故 供油提前角也应小一些。 从减少有害排放物考虑，若需降低NOx，供油提前角比从热效 率最高考虑的要小一些，即推迟喷油，但此时为不过分降低热效率， 需加大供油速率；从燃烧噪声考虑，降低dp/dφ 和Pz也应取较小的 供油提前角。
dVp dt
f p p
式中， fp——柱塞面积，（mm2）； dp——柱塞直径，（mm）； ωp——有效行程段的柱塞平均速度，（mm/°CaA 或 mm/s）。
第六章
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量随凸轮转角φ(或时间t)的变 化关系，即
dVb f ( ) d
第六章
第六章
压力-升程法的问题：
1 喷油压力的测定 2 μf的测量
（２）波许长管法：是在喷油泵试验台上测定喷油规律的 常用方法，从喷油系统喷出的燃油进入细长管组成的波许 长管仪中，测量细长管内的压力随时间变化来测定喷油规 律。 dV
b
第六章
dt
FV
式中，Ｆ——细长管截面积 Ｖ——燃油在细长管中的流速
非稳定流中一元简化得喷油速率表达式
dVb 1 F p(t ) dt a f
测得长管压力波的变化，即可求得喷油规律。
第六章
第六章
第六章 柴油机喷油系统与电控柴油机 § 6-2 喷油调节系统的结构参数与调 整参数选择 一、喷油泵的系列化和工作能力评价指标 柱塞式喷油泵系列化：对某一功率、转速段柴 油机可采用外形尺寸、结构型式、缸心距相同 的喷油泵，用缸数增减、置换不同柱塞直径、 凸轮型线和升程、出油阀减压容积等少量互换 零件和进行供油量、转速等调整参数的调试来 满足不同柴油机配套，形成一个系列。
供油提前角θfd就是喷油泵安装于柴油机上，喷油泵柱塞关闭进回
油孔开始压油时的曲轴转角。也可以认为是出油阀开始供油时刻。 它可以在停车状态，用溢流法检查。
用控制供油提前角θfd的方法保证喷油提前角θfj，两者的差值是
喷油延迟角θx。θx由高压油管长度、柴油机转速等参数决定。油管 愈长，θx值愈大；转速愈高，θx值愈大。
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3．最大许用泵端压力：喷 油泵所能承受的最大峰值 泵端压力。泵端峰值压力 决定了凸轮、挺柱体、泵 体等零件的受力和强度、 刚度，对喷油泵工作可靠 性产生影响 。
4．最高工作转速：转速增 大，往复运动件的惯性力 增大，超过柱塞弹簧作用 力会使滚轮与凸轮之间飞 脱，产生冲击。此外，与 之匹配的调速器也有一工 作极限转速。
根据柴油机标定点循环供油量、气缸直径、燃烧室型式、是 否增压等，参考表6-1，选择喷油泵种类型号，并选定减压 容积。此外，减压容积可用下式校验数值大小：
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Vj
( p p p 0 )V E
式中，pp——喷油泵最大泵端压力，MPa； p0——喷油器开启压力，MPa； V——高压油路容积，mm3； （对中小功率柴油机，此值大约在1500～2000mm3之间） E——燃油弹性系数，2000～2500MPa 所选喷油泵必须保证的循环供油量Vp=Vb+Vj，且
第六章
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最理想的区域
CO / 10-6
燃烧噪声 声级 / dB （A）
HC / 10-6
排放
NOx/ 10-6
有效 燃油 消耗 率
烟度 / FSN g/k W.h
提前 喷油始点 推迟
供(喷)油提前角根据不同工况应有一最佳值。 机械式燃油供给系统实现最佳的措施： 1）用改变柱塞头部形状来适应负荷变化与起动工况的要求。
1、喷油压力
1）喷油压力提高的趋势 2）和柴油机燃烧室类型有关
升 功 率 / kW/L
平 均 有 效 压 力 /MPa
● 平均有效压力 （在最大转矩时） ○ 升功率
喷油压力/MPa
图 喷油压力提高后的柴油机平均有效压力与升功率
图 各种燃料供给系统所能达到的喷油压力范围
第六章
喷油特性对柴油机性能的影响
3．出油阀结构和减压容积
第六章
出油阀的功用：1 通过锥面密封，不供油时隔断柱塞腔 和高压油路，保持高压油路中有一定的燃油量；2 密封锥面 下的圆柱形的环带，形成减压高度为hj的减压带。 常用等容出油阀。