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（温州大学工业工程学院，浙江温州）主要介绍4100直喷柴油机燃油系统的主要参数——喷油压力、喷油孔直径和孔数，以及喷油嘴突出高度的研究。 试验高度为更好地设计和改进柴油燃料提供了一定的经验和依据，可供同行参考。 关键词：能源电力工程； 直喷式柴油机； 测试; 燃油系统; 参数; 优化中标号：TK423 文献标识文章号：（2006） 试验在4100自然吸气直喷柴油机上进行，该机主要技术参数为： 冲程mm： 工作容积：：3.28 压缩比：17.5：1最大扭矩转速：-1 恒功率转速：58.-1 燃烧室类型：缩口直喷柴油机介绍 燃油经济性和排放主要取决于燃烧系统的进气系统、燃油系统和燃烧室之间的合理匹配。 其中单缸柴油机油嘴压力，直喷式柴油机燃油系统的性能对混合气的形成和柴油机燃烧过程的组织起着决定性的作用。 因此，燃油系统对直喷柴油机的动力性、燃油经济性、排放、噪声等性能有着极其重要的影响。 目前，高速直喷柴油机的节能和排放要求越来越高，这对直喷柴油机的燃油系统提出了更高的要求。 因此，燃油系统在直喷柴油机中发挥着越来越重要的作用，已成为现代高速直喷柴油机最关键的部分。
为此，在现代直喷式柴油机的设计和改进过程中，首先必须对柴油机的燃油系统进行选择或改进，以获得良好的性能指标。 为了提高4100直喷柴油机的经济性和排放性，以适应日益严格的排放法规和节能要求，本文对该车型的燃油系统进行了参数优化设计和试验研究，并为下一阶段的研究工作奠定了基础。 测试计划 该测试是在进气系统和燃烧室计划已确定的条件下进行的。 直喷柴油机的燃油系统有许多参数影响柴油机的性能。 本研究主要考虑以下参数的影响：喷油泵和喷油器喷嘴类型、喷嘴孔径和数量、喷射压力、供油提前量。 3.1 试验结果与分析 喷油泵的优化 根据目前国内制造技术水平，以降低排放为目标，优化柴油机燃油系统结构参数时，必须使用能提供较高喷油压力的喷油泵。 原发动机燃油系统的喷油泵采用类型泵，喷射压力不高。 为了提高柴油机的经济性，减少排放，本次试验采用了山东康达生产的喷油压力较高的油泵。 该泵的柱塞直径为8.5mm，凸轮升程为9mm，提前量为3.8mm。 以上参数与常规泵不同。 通过增大柱塞直径、凸轮升程和柱塞运动速度，提高喷射压力和喷射速率，改善燃油系统的喷射模式，从而减少喷射滞后期和喷射持续时间，提高燃油喷射效率。率增加。
这使得泵可以使用较小的喷射提前角，同时测试设备和发动机 1.1 测试设备 本次测试使用的主要仪器包括发动机控制系统、E31水涡流测功机、F-04瞬态燃油测量仪、FBY-3烟度计和废气分析仪 1.2发动机主要参数 收稿日期：2005-10-21 作者简介：胡大志，其中之一，这些是降低柴油机烟度和燃油最有效的手段喷油器 优化压力室容积Ox排放的原机喷油器型号为S529。 本次试验为颈式燃烧室匹配的喷油器，选用北京天威油泵喷嘴公司生产的系列产品。 该系列喷油器头轴直径较该系列小单缸柴油机油嘴压力，不仅有利于燃烧室内油路的布置，而且针阀惯性较小，能快速落座。 另外，喷油器的压力室容积也比该系列小，有利于减少柴油机的碳氢化合物排放。 压力室容积对柴油机碳氢化合物排放的影响如图所示。 -1 喷射压力 25Pi 喷射压力 23Pi 原始喷射压力对柴油机性能的影响 3.4 喷孔直径和数量的优化 柴油机采用更高压力的喷油泵只能说明性能的改善泵的承压能力，而要在实际使用中建立较高的喷射压力，必须通过增加喷嘴孔数、减小喷嘴孔直径、减小喷嘴总面积来实现孔； 同时，随着喷嘴孔数量的增加，需要适当降低注射压力。 导管的进气涡流比与其相匹配。
喷孔直径影响油束的穿透率，也是影响燃油雾化程度的重要因素，从而影响柴油机的燃烧过程、柴油机的燃油经济性和排放质量。 在孔径选择适当的情况下，必须合理选择喷嘴孔的数量。 喷油器喷孔数量和直径以及喷孔总面积的选择与柴油机的气缸直径、发动机转速、是否增压、燃烧室、进气涡流比和单缸功率。 目前，采用小孔径、多孔喷油嘴是采用狭窄燃烧室的直喷式柴油机的一个发展方向。 本文试验模型的进气涡流采用螺旋进气道实现，进气涡流比为2。采用较低涡流比的进气道有利于提高气道流量系数。 文本试验机选取了60.和0.两种型号的喷油器进行对比测试。 测试结果如图所示。 1.41.21.00.80.60.40.2S529 喷油嘴 喷油嘴类型对柴油机排放的影响 3.3 喷油压力的优化 喷油压力是对直喷式柴油机性能影响较大的因素。 无论直喷式柴油机燃烧室内是否存在涡流，燃油雾化、渗透和混合气形成的能量主要取决于燃油喷射的能量。 提高喷射压力不仅有利于喷射颗粒细化，而且使喷雾颗粒分布相对均匀，改善混合气的形成和燃烧，减少局部缺氧，减少烟尘排放。 另外，由于喷油量的增加船舶自动化设备维修，燃烧室内扩散燃烧量减少，也可以减少碳烟和排放。
因此，通过提高喷射压力来改善燃油雾化，以提高燃油经济性并满足排放法规的要求，是当今直喷式柴油机燃油系统发展的重要特征。 1,2 由于喷油嘴孔内的压力较难测量，所以一般用喷油器的开启压力来表示喷射压力。 原发动机喷油器开启压力为19.5Pi，很难适应，为使柴油机实现节能，将全19.5Pi增加到两个启动喷油压力进行测试。 结果如图所示。 当喷油器开启压力为25Pi时，燃油消耗率和排气烟度较23Pi都有不同程度的降低。 主要原因是在25Pi的开启压力下，可以促进燃油的细化和空气夹杂，也能促进混合气的形成，提高混合气的质量，缩短混合气的滞燃期，改善燃烧。率，从而提高燃油经济性并减少烟尘排放。 喷油器60。喷油器60。从原机可以看出，60配套的柴油机外特性、喷油嘴、排气温度、油耗、烟度均低于60配套的柴油机。排烟的减少有利于柴油机指标的降低。 上述结果主要是由于当喷嘴孔直径减小时，可以提高喷射压力，喷雾细度更好，油滴平均直径更小，有利于提高喷油效率。油气混合条件及促进混合气体的燃烧； 另一方面，当喷孔数量增加时，喷孔数量的增加可以使油滴在燃烧室中分布更加均匀，改善喷油特性，有利于燃油的蒸发和扩散，快速混合燃油。油雾与燃烧室内的空气混合，从而缩短滞燃期，改善和加速扩散燃烧，提高柴油机的燃油经济性和烟度排放。
3.5 喷油器突出高度的优化喷油器突出高度影响燃料束在燃烧室内的着落点。 其尺寸主要受喷油泵的喷射压力、燃烧室的结构和尺寸参数以及进气涡流比的影响。 尺寸效应。 一般认为，喷油器在燃烧室内的突出高度越小越好，以减少其对燃烧室内混合气涡流的干扰，同时也可以避免喷油器温度过高，减小孔径时，可以减少因烧结而堵塞油孔的可能性，提高喷油器的工作可靠性和使用寿命。 但如果突出高度太小，油束扩散时会撞击气缸盖和气门的底面。 因此，应选择合适的喷油器突出高度。 试验中比较了两种喷油器突出高度为2.5mm和3.5mm的柴油机的燃油经济性和烟度排放。 突出高度的差异是通过不同厚度的铜垫片实现的。 测试结果如图所示。 展示。 燃烧室中的初始撞击点位置。 大量研究和实验证明，油梁核心的初始壁面冲击点位于缩窄燃烧室侧壁的中上部，有利于燃烧室内混合气的形成。 由于燃烧室内各种气流运动的强度较高，混合气形成的速度和完善程度较好，有利于油耗和烟度的降低。 3.6 供油提前角的优化 在上述优化措施中，喷油压力的提高提高了混合气的混合质量，加快了混合气的燃烧速度，使燃烧室最高燃烧温度和压力降低。增加; 使用小孔径、多孔数喷油器后，还可以改善混合气的混合和燃烧。
在上述因素的影响下，如果不采取其他综合措施，柴油机的Ox排放可能会增加。 供油提前角决定喷油泵的喷射开始时间船舶自动化设备维修，影响预混燃烧的燃油量。 如果供油提前角延迟，则点火延迟期缩短； 参与预混燃烧的燃料减少，最高温度降低，高温燃烧时间也缩短。 这两个原因导致柴油机Ox排放浓度降低。 因此，延迟供油提前角是减少Ox排放的有效措施之一。 供油提前角为17BT1时，试验机外特性对比曲线如下： 450 200 190 180 170 65 55 45 35 25 450 250 240 230 200 190 180 170 220 3200 1200 1600 2000 2400 min- 1 2800 65 55 45 35 25 15 BT1 原机 13 BT1 17 BT1 供油提前角对柴油机性能的影响。 测试结果表明，使用17BT1时，试验机的燃油消耗率和烟尘排放量最高； 供油提前角分别为13 BT1和15 BT1试验机。 油耗和烟尘排放变化不大。 但供油提前角为13BT1时，试验机排气温度明显较低，这为降低柴油机Ox排放创造了条件。 所以，
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