【www.zhuodaoren.com--百科】
柴油机喷油波形(一)
柴油机喷油压力波形检测
柴油机喷油压力波形检测
柴油的自燃点比汽油约低200℃，可以在压缩行程末期喷入汽缸自行着火燃烧。因此柴油机供油系并无电量可采集。这是柴油机检测的难点之一。发动机综合性能分析仪在检测柴油机的供油系时，首先要将非电量的供油压力转变成电量，在不解体检验作业中，只能用外卡式传感器。它以一定的预紧力卡夹在喷油泵与喷嘴之间的高压油管上，如图 37所示，油管在高压油脉冲的作用下产生微小膨胀，挤压外卡式传感器内的压电传感元件，产生压电电荷，经分析仪中的电荷放大器放大后供采控系统分析。
高压柴油在喷油泵出口到喷油嘴的油管沿程以波动方式传播，即在同一瞬间喷油泵端的压力和喷油嘴端的压力是不同的，图 38为实测到的喷油泵出口压力波和喷油嘴端压力波。当喷油泵柱塞上升开始关闭进油孔时，高压油管的压力上升，当超过剩余压力Pr时，燃油即进入高压油管，当油压继续上升达喷油嘴的针阀开启压力Po时针阀开启，开始向燃烧室喷油。所以喷油嘴实际喷油开始点落后于喷油泵的供油开始点，这一段时间差称喷油延迟。由于延迟必将导致实际喷油提前角较几何供油提前角要小，提高针阀开启压力Po和增加油管总容积都使这一延迟加长，为使各缸供油提前角均衡，各缸高压油管都是等长度的。针阀打开的瞬时因容积的增大和部分油进入气缸，喷油嘴端的压力微降。但因柱塞的继续上升，喷油泵端的压力继续上升直到喷油泵回油孔打开，泵端压力速降。但喷油嘴端的压力因高压油管的弹性收缩使压力下降缓慢，这一压力一直下降到低于喷油嘴针阀的落座压力Ps时，喷油才告终止。这是正常压力波。当油管中的压力波激起针阀的振动或压力波在高压油管两端的反射波过大时会引起不规则喷射或两次喷射等不正常现象。
1.上止点(TDC)传感器的安装
上止点的确定对分析喷油压力波形至关重要，因此在测取压力波前必须正确安装调试TDC传感器，以供分析仪录取所测发动机的上止点信号。
厂家提供的TDC传感器有两种结构形式，即磁电式和光学式两种。因光学式精度高，在整个转速范围内分辨率均匀，且安装方便，因此近年来为厂家首选型式，以下以光学TDC传感器为例简述其安装方法。首先将随机提供的反光片(10-15mm宽)贴于飞轮或皮带轮上(视被测车结构而定)，有的车型其皮带轮与扭转减震器为一体，即必须贴于扭转减震器外壳上，注意反光片贴于上止点记号之后方(以旋转方向为前)，反光片前缘对准TDC记号，如图 39所示，以专用夹持器将光学传感器安置于发动机相应位置，并使其光束对准反光片，光束距离不要超过50cm。为使上止点信号的提取不受发动机震动的影响，TDC传感器不能安装在汽车底盘或车身上。
2.喷油提前角测定
待夹持式油压传感器和TDC传感器安装就位后，并使柴油机暖机达到正常温度，激活分析仪的喷油提前角测试功能。为减小测试的随机误差，提高检测精度，仪器都设计有多个循环测试结果取平均值的功能。因此试验前须设定平均循环数，例如选取8个循环平均值，稍等片刻，CRT即显示所测转速下的喷油提前角值。如图 40所示，并同时显示平均循环数，有的仪器还同时显示参数的模拟量以示醒目。
仪器可测得喷油提前角随转速变化的曲线，如图 41所示。移动曲线上的标尺，选取不同转速下的提前角值，并显示于CRT上部。
如果不安装TDC传感器，也可用频闪灯测定喷油提前角。方法如同前述频闪灯测量汽油机点火提前角，其接线如图 42所示，调节频闪灯的电位器，改变闪光脉冲相位直至飞轮(或皮带轮)上止点记号在闪光的照耀下清晰可见，这时CRT上显示的即为该转速下的喷油提前角。
3.供油压力波
如果测试系统连接上多通道夹持式压力传感器，我们可以采集到多缸柴油机的各缸供油压力波形，并通过信息处理软件如同汽油机点火波形一样组合成平列波、并列波和重叠波形，如图43、图44、图45所示。但因传感器压电特性和高
柴油机喷油波形(二)
柴油电控喷油器波形诊断
龙源期刊网 .cn【柴油机喷油波形】
柴油电控喷油器波形诊断
作者：冯婷婷等
来源：《森林工程》2015年第03期
摘 要：使用柴油喷油器波形检测仪可以避免以往在大型检测设备上进行的复杂操作，降低检测成本，增加生产效率。自主设计一个能够驱动电磁阀的驱动装置，通过ATmega128单片机来控制此种驱动装置，同时设计出一个柴油喷油器的波形显示装置，此装置可以把电磁阀在不同状态下工作的波形显示出来，与其正常工作的波形进行对比，找出电磁阀的故障所在，并将两个装置组合起来，可以对高压共轨电控柴油机喷油器电磁阀进行故障检测。 关键词：电磁阀；AVR单片机编程；波形显示器
中图分类号：S 776 文献标识码：A 文章编号：1001-005X（2015）03-0094-03 1 国内外电磁阀故障检测现状
目前国内电磁阀故障检测方法是监测发动机瞬时转速，通过软件间接检测到故障状态[1]或者利用故障工作电流的特性通过基于硬件的CPLD（复杂可编程逻辑器件）来实现保护[2]。现有的电磁阀故障诊断技术，往往针对具体系统的执行器，此类诊断技术通用性差，对于其他类型的电磁闻故障需重新制定诊断措施，应用范围十分有限。
国外的检测方法主要有如下三种：①监测电磁阀开启和关闭时碰撞声音的时间间隔判断故障[3]；②利用卡尔曼滤波器结合相应的检测算法完成电磁阀柱塞堵塞等机械故障诊断[4]；③根据电磁阀电阻值及柱塞余隙，运用神经网络理论进行故障判断[5]。上述检测技术基本应用于实验室或科研中，由于需要的仪器都非常精密而且仪器的价格昂贵，所以在实际生产中不能得到广泛的应用。
电控柴油喷油器电磁阀故障波形检测是全新的检测诊断技术，目前还没有检索到此种电磁阀诊断仪器。此种故障检测装置中自带电磁阀驱动装置，使用起来方便，简单，易操作。此装置中含有波形显示器，可以直接显示出电磁阀波形，比以往使用示波器更加方便，成本更低。 2 电磁阀驱动装置的设计
2.1 ATmega128的基础和特点
ATmega128为基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器，如图1所示。由于其先进的指令集以及单周期指令执行时间，ATmega128的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。高性能、低功耗的AVR@ 8位微处理器 先进的RSIC结构，非易失性的程序和数据存储器-具有独立锁定、可选择的启动代码区，通过片内的启动程序实现系统内编程[6]。
柴油机喷油波形(三)
柴油机喷油压力
柴油机喷油压力
供油系统的作用 燃油喷射过程及特性 喷油规律的基本要求 不正常的喷射现象： 二次喷射 不规则喷射 断续喷射 隔次喷射 滴漏 柴油机喷油压力检测 喷油压力的测试方法【柴油机喷油波形】
供油系统的作用
供油系统的作用就是按燃烧过程的要求向缸内喷射燃油，系统应满足：【柴油机喷油波形】
1. 喷油量能随负荷的变化而变化；
2. 油束应有良好的雾化质量，并与燃烧室很好地配合，以提高缸内的空气利用程度，形成均匀的可燃混合气；
3. 喷油率的变化与燃烧速率相适应，以提高燃烧的平稳性及有效性；
4. 喷油定时特性应适应柴油机的转速和负荷的变化；
5. 系统有较高的工作可靠性及较长的使用寿命，并能保证稳定的喷射特性。
燃油喷射过程及特性
为了更好地形成可燃混合气，用高压（10000-100000KPa或更高）将燃料喷入气缸。烘油系统按规定的要求，定量、定时、有规律地实施。为了在油耗和噪声、排放之间优化协调、喷油提前角精确到 l°KW。
由于高压油管的弹性变形，因此喷射过程也不再是稳定的，喷射系统出现压力波动现象。喷油泵柱塞出油时产生一个压力波ΔPv，并以声速(约1400m／s)通过高压油管传至喷油嘴。这个压力波到达关闭的喷油嘴后，反射回一个压缩波。如喷油嘴处于开启的状态，则返回一个膨胀波。返回的波形到达喷油泵后，又有反射波返回。因此，在高压管内瞬态来回传播的压力波相互叠加，如图所示。
喷油嘴处的压力、针阀升程、喷油量变化如下图所示。由于压力波的传播需要一定时间，所以喷油嘴处的压力相对于供油开始时间上有一个滞后。因此，喷油泵、高压油油管、喷油嘴相互间必须仔细协调。不适当的反射波会使同一循环内压力再一次超过喷油嘴的开启压力，从而出现后喷（二次喷射）现象，使碳烟增多。
为实现快速喷油和果断停油而采用了出油阀装置，出油阀上方有带有回流节流的等容减压环，回流节流的通道薄片的截面很大，回流方向的小孔削弱了卸载过程的压力波的影响。对于更高的喷油压力，必须采用所谓的等压减压阀，出油阀的截面很大，通过一个二级回油阀和小的节流孔使油管卸载到规定的压力。
喷油特性取决于喷油泵凸轮型线、柱塞直径及转速。同时，也与喷油嘴的有效流通面积及针阀升程的大小等因素有关。
采用泵—喷油嘴系统时，取消了高压油管，可以最大限度地消除燃油压力波的影响。喷油定时也是影响燃烧性能的一个重要因素，若喷油提前角过大，会使着火延迟期增大，从而工作粗暴性增强，压力升高率急剧上升，噪声增大，N0x增加。但喷油提前角太迟后，燃烧的等容度降低，动力性和经济性都会恶化。 喷油规律的基本要求
喷油规律(特性)对可燃混合气和燃烧有着重要的影响，对喷油规律的基本要求是：
①为防止工作粗暴，喷射开始时喷油率不能太高，以此控制着火延迟期内形成的可燃混合气量，在开始燃烧后应有较高的喷油率以期缩短喷油持续期，加快燃烧速度。
②尽可能减弱喷油系统中的燃油压力波动，以防止不正常喷射现象。 因当高压油管内的压力足够高时，喷油嘴针阀被顶开，燃油喷入燃烧室内。当油泵柱塞的调节斜槽与进油孔相通时，停止供油，而柱塞上方的压力容腔压力又在下降(因此时喷油嘴继续喷油)，出油阀落座，出油阀上的减压带让出空间，将离压油管内的一小部分燃油“吸”回，使高压油管的压力剧降，由此，喷油嘴针阀可以迅速和精确地落座。
削弱高压油管内的压力波，一方面要使压力峰值不能再次顶开喷油嘴，另一方面还要使膨胀波(低压波)不能产生穴蚀危害。
不正常的喷射现象
柴油机不正常的喷射现象(下图)有： 二次喷射 不规则喷射 断续喷射 隔次喷射 滴漏
各种喷射情况的针阀升程图
a)正常喷射 b)二次喷射 c)不规则喷射 d)断续喷射 e)隔次喷射 二次喷射
柴油机在高速、高负荷时，循环的供油时间缩短、供油量增大。因此，缸内的压力波动增强，由于高压油管内的压力过大和反射波的叠加，以致于在正常的喷油过程结束后，再一次将喷油嘴的针阀顶开。这实际上增加了喷油量，而且喷油时间也增长了。由于这部分燃油喷入时间较晚，因此，对混合气的形成不利，补燃严重，排烟增加，喷油嘴也容易积炭。
不规则喷射
指各循环喷油量不断变动的现象，这会导致燃烧不稳定。在低负荷时，由于循环供油量较少，在高压油管内不易建立起高压，高压油管的压力波动作用相对增加，因而容易发生不规则喷射现象。
断续喷射
在低速、小负荷时，由于供油量较少，高压油管内较低的压力波及较小的供油率，使得在喷油阶段高压油管内的压力不足以保持抵销喷油嘴的针阀复位弹簧力，针阀时而打开，时而落座。这容易引起喷油嘴的磨损。
隔次喷射
当循环供油量太少，高压油管的压力太低时，有可能使得整个喷油期内，高压油管压力波不能顶开针阀，该循环不能供油，也许在下一个循环，由于高压油管内有前一循环油量的积累，才有可能向缸内喷油，造成隔次喷射。
滴漏
即使在针阀密封良好的情况下，喷油终了时，由于喷油压力小，喷油量少，燃油速度较低，燃油以油滴的形式结集在喷孔处，由于雾化不好、容易积碳，致使喷孔堵塞，这种现象在高压油管压力小、喷孔面积大、减压效果差、针阀关闭压力小时容易出现。
柴油机喷油压力检测
柴油的自燃点比汽油约低200ºC，可以在压缩行程末期喷入汽缸自行着火燃烧。因此，柴油机供油系并无电量可采集。这是柴油机检测的难点之一。发动机综合性能分析仪在检测柴油机的供油系时，首先要将非电量的供油压力转变成电量，在不解体检验作业中，只能用外卡式传感器。它以一定的预紧力卡夹在喷油泵与
柴油机喷油波形(四)
道依茨BF 4M1011型柴油机喷油正时调整方法
我公司1台山猫863型滑移式装载机，配置了道依茨BF4M1011型柴油机。由于该型柴油机燃油供给系统采用单体泵―喷油器结构，所以在更换或调整配气和喷油正时传动胶带时，其配气和喷油正时必须同步调整。由于上述调整工作比较复杂，且需配备专用检测工具，所以当出现配气和喷油正时故障或需要更换传动胶带时，均需请厂家工程师到现场进行处理。为提高维修效率、节约维修费用，我们根据其调整原理，总结出一种方便快捷的调整方法，现予以介绍。 1.调整前的准备工作
（1）拟定调整方法
BF4M1011型柴油机配气机构凸轮轴上，设有各缸单体泵供油凸轮，因此配气和喷油正时的调整应同步进行。由于BF4M1011型柴油机在曲轴前端和飞轮部位无任何识别标记，按其他柴油机的调整办法不可能准确确定I缸压缩冲程上止点配气凸轮轴的准确位置。因此调整时找出柴油机I缸压缩冲程上止点的曲轴、配气凸轮轴的精确位置是调整的关键。
该型柴油机曲轴的I缸曲拐右侧端面上设有1个定位检测平面，该平面与柴油机缸体右侧前端1个检测孔相对应（平时此检测孔用螺塞封堵）。检测时，需将1个检测定位棒插入，并将其固定在柴？由机缸体右侧前端检测孔内。该检测定位棒伸入机体达到规定长度后，顺时针缓慢旋转曲轴，当I缸曲拐右侧的检测平面顶靠在检测定位棒顶端上，曲轴即不能继续顺时针旋转。由此可见，检测定位棒伸入缸体中的长度是一个十分精确的数值。检测定位棒顶端与曲拐右侧检测平面接触时，即是I缸活塞上行的最高点位置。
凸轮轴尾端最后1道轴颈上有1个径向定位孔，其直径为7.5mm，深度为20mm。该定位孔与柴油机缸体左侧后端的检测孔相对应（平时此孔用螺塞封堵）。只要将1个检测定位棒旋入该检测孔，并将其插入凸轮轴尾端最后1道轴颈上的径向定位孔内，配气凸轮轴便不能旋转，而此时正是I缸单体泵供油凸轮上止点位置。
（2）准备调整工具
为了精确确定检测定位棒的长度，需先拆下汽缸盖，清理干净汽缸体与汽缸盖的结合面，再将装有百分表的磁力表座安装在缸体上，准备测量活塞上平面位置尺寸。然后按顺时针方向缓慢旋转曲轴，直到曲轴定位检测平面与检测定位棒的顶端接触，此时应是活塞压缩冲程上止点的精确尺寸。如果该尺寸与百分表测量数据不符合，应调整检测定位棒的伸入长度。
为了现场使用方便，我们将用于凸轮轴和曲轴的检测定位棒加工为同一尺寸。这是因为采用凸轮轴检测定位棒定位时，只需将伸入部分插入轴颈定位孔中即可，对长度尺寸要求不严格。这样在使用时，这2根检测定位棒在2个检测部位便可以互换。检测定位棒如图1所示。
2.调整步骤
准备好检测定位棒、磁力表座和百分表等用具以后，即可调整配气和喷油正时。调整步骤及要求如下：
（1）找准喷油正时精确位置
首先，拆下正时齿轮室盖和同步传动胶带张紧轮，取下同步传动胶带。
其次，拆下柴油机左侧尾端的检测螺塞，旋转配气凸轮轴，将配气凸轮轴尾端最后1道轴颈上的定位孔对准检测孔，安装检测定位棒，并用40-50N・m的力矩将该检测定位棒拧紧。此时配气n轮轴I缸供油位置已被锁定，该凸轮轴无法旋转。
再次，拆下柴油机右侧前端的检测螺塞，将检测定位棒以40～50N・m的力矩拧紧。
最后，顺时针缓慢旋转曲轴，直到曲轴拐臂的检测平面与检测定位棒顶端接触后，曲轴不能继续旋转。此时即是I缸压缩冲程上止点的精确位置。
（2）安装同步传动胶带
先松开凸轮轴上的正时齿轮固定螺栓（无需拆下），使刚定在配气凸轮轴端的正时齿轮产生松动，以使正时齿轮与凸轮轴成为自由状态。
然后，清除正时齿轮室所有齿轮齿面及同步传动胶带上的污垢，安装同步传动胶带和张紧轮组。安装同步传动胶带时，若发现其存在掉齿、龟裂、腐蚀、毛边等现象，应更换新件。
（3）调整同步传动胶带张紧力
在调整同步传动胶带张紧力之前，其在缸体上固定的内六角螺钉不需拧紧，只保证张紧轮组落位后不晃动即可。在调整同步传动胶带张紧力时，凸轮轴已被锁定，凸轮轴与正时齿轮的固定螺栓已松动，正时齿轮内侧的旋转转矩弹片已成松动状态。此时若同步传动胶带张紧力不一致，将使凸轮轴与正时齿轮的配合位置不一致。为使该机的最佳配气正时和最佳供油时间相一致，须采用张力计检测调整同步传动胶带的最佳张紧力。
使用张力计调整同步传动胶带张紧力的方法如图3所示。将1个内六角扳手插入张紧轮固定孔内，顺时针旋动扳手。由于张紧轮在缸体上是偏心固定，扳手旋转时，张紧轮产生的偏心距会逐步将同步带拉紧。此时查看安装在胶带上的张力计，其指针会由“0”位向高位位移。当指针定位在3～3.5N刻度区域时，将张紧轮固定螺栓锁定即可。
调整同步传动胶带张紧力时，其张紧力的大小直接影响配气和喷油正时。张紧力过大，同步传动胶带可将正时齿轮向供油时间提前方向拉动，反之则供油时间滞后。因此应控制同步传动胶带张紧力的大小。
初步调整时，张力计指示的3～3.5N为同步传动胶带局部张力值，其整圈张力实际是不均匀的。为了使同步传动胶带在整个轮系上各区域间的张力一致，应先将曲轴旋转4圈，以使同步传动胶带在轮系上转动1圈。然后将张力计安装到原位，再次检查同步传动胶带的张紧力。此时的张力计指针应在6～9.5N刻度区域内，否则应按以上步骤再次调整。
应特别注意的是：在旋转曲轴之前，要先将凸轮轴上的正时齿轮固定螺栓拧紧，再将凸轮轴和曲轴检测定化棒拆下，最后装好缸体上的2个检测螺塞。
（4）试机
完成上述调整工作以后，将柴油机所有辅件安装完毕，启动柴油机以检查调整效果。若柴油机能顺利启动，加、减速自如，运转正常，且排气管排放无明显黑烟和白烟，则证明调整有效。若柴油机启动困难、功率下降、声音和排气烟色异常，则说明调整有误，操作人员可根据其现象判断喷油时间过晚或过早，再次按以上程序进行调整，直到符合要求为止。
按照上述步骤调整喷油正时，一般30min即可完成，具有良好的可操作性。我们应用此方法已经进行了10余次调整，实践证明以上方法行之有效，调整后柴油机工作状况符合原厂技术要求。
（作者地址：湖北省武汉市青山区21号武汉钢铁公司港务公司重型设备修理车间430080）
柴油机喷油波形(五)
车用电控柴油机喷油器匹配仿真分析研究
摘 要：本文介绍了车用电控柴油机喷油器匹配仿真分析研究过程。研究结果表明：GT-POWER软件可用于车用电控柴油机喷油器匹配仿真分析研究；所建立的仿真模型能准确模拟车用电控柴油机实际运行工况；确定了C型喷油器为本次仿真计算的最优匹配选择。 关键词：电控柴油机；喷油器；仿真计算
中图分类号：U464.136 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2014）02-0024-05
随着计算机技术的发展，仿真技术越来越成熟，从而使发动机理论也建立在一个新的基础之上，GT-POWER是一款适用于对各种内燃机进行性能模拟仿真的应用软件，包括车用电控柴油机。本文首先应用GT-POWER软件建立车用电控柴油机的模型，然后对该款柴油机进行台架性能试验，通过试验结果与仿真结果的对比，验证所建立的模型的正确性和可靠性，之后选择三种不同的喷油器对柴油机性能进行仿真计算与分析，确定最佳喷油器，达到喷油器选型的目的。
1 柴油机仿真模型建立
计算机仿真就是应用软件对发动机工作过程进行模拟计算，它可以减少试验次数及时间，节省人力、物力和财力。软件内部集成了大量的经验公式，在遇到各种预设情况时给予支持，自动完成繁杂的计算步骤，得出内燃机的各项性能参数，为优化设计提供理论支持和参考。
1.1 GT-POWER软件简介
GT-POWER软件具有准确的物理模型、丰富的解析技能和简单方便的建模方法，适用于对各种内燃机进行性能模拟仿真，包括车用电控柴油机。模型采用通用的功能模块进行连接和匹配，组成简洁直观的发动机模型，从而可以在计算机程序上进行发动机稳态及瞬态性能方面的模拟计算，为零部件的优化设计和匹配调整提供依据。
1.2 仿真模型建立过程
此次仿真计算研究对象是某6.7 L电控高压共轨柴油机，它的基本参数与性能指标如表1所示。
表1 某6.7 L柴油机参数与指标
应用GT-POWER软件依次建立柴油机的气缸体、进气歧管、排气歧管、涡轮增压器和中冷器以及燃烧的模型，之后把各个部分连接起来，形成柴油机的总体模型，见图1。
1.3 模型标定思路
柴油机模型建立好之后，还需要针对具体要求设置运行参数，进行模型标定。
1.3.1 中冷系统的标定
图2 中冷系统标定流程示意图
用质量流量边界模拟压气机出口，环境边界模拟中冷器出口；通过调整有关压力损失和热传递参数，使中冷后的压力和温度跟实测保持一致。
1.3.2 燃烧模型标定
直接采用GT-Power的放热率模型，输入缸压曲线；在没有缸压曲线的情况下，柴油机考虑DIJet仿真燃烧模型 。标定调整方法可以通过GT-Power自带DOE工具，优化目标包括功率、爆压、进气流量，在所有DOE计算结果中进行折衷处理。
1.3.3 摩擦功标定
燃烧模型标定完后，如果功扭仍不满足要求，调整摩擦功参数。
1.3.4 涡轮增压系统标定
用自由轴驱动涡轮，驱动转速为实测增压器转速；用自由轴驱动压气机，驱动转速为实测增压器转速；先后对压气机和涡轮机进行调试，实现增压器系统的内部平衡，即转速、流量、功率三者平衡。
1.3.5 系统参数标定
在1.3.1基础上增加发动机本体，用环境边界模拟涡前压力、温度。调整对象包括进气歧管、进气管、气缸内壁、排气歧管和排气管；调整参数包括有关压力损失和热传递的参数，如：进气歧管的压损、温度，进气管口的温度、进气管流量系数，气缸壁面温度、热传递因子，排气歧管的压损、温度，排气管壁温；使充气效率、中冷器出口压力、温度，进气歧管部分温度，排气歧管部分温度、压力跟实测保持一致。
1.4 仿真模型计算与验证
柴油机模型建立好之后，针对具体要求设置运行参数进行了模型标定，之后进行模型模拟运算，对柴油机全负荷运行时的几个工况点的动力性能进行模拟计算，得到如图3，图4所示的特性曲线图。由图3得知，GT-POWER软件仿真计算功率和该型发动机的台架实际测试结果误差在±3%以内，1 300 rpm-1 600 rpm略大，图中误差线为2%；由图4得知，GT-POWER软件仿真计算比油耗和该型发动机的台架实际测试结果误差在±3%以内，图中误差线为±3%；由此说明本仿真模型能够比较准确地反映柴油机的实际性能、可靠性较高，能够作为进一步喷油器选型设计的依据。
图2 试验与仿真功率对比图
图3 试验与仿真比油耗对比图
2 喷油器选型仿真计算
2.1 计算对象
选取三种喷油器，进行仿真计算与分析。重点是分析喷油器匹配中发动机的经济性、动力性、可靠性方面的变化与差异。三种喷油器的主要特征如表2所示。
表2 喷油器主要参数
2.2 计算方法
根据仿真模型，分别针对A、B、C三种喷油器进行计算，分析它们对发动机扭矩、比油耗以及涡轮增压器的涡前排气温度等的影响，尤其是发动机万有特性对车用柴油机的燃油经济性影响很大，不能忽略。
2.3 计算条件
模型中压力损失及温度控制条件如下：
进气阻力：-3 kPa，模拟空气滤清器。
中冷压差：13 kPa，模拟空空中冷器。
排气背压：20 kPa，模拟后处理系统。
中冷后温：50 deg_c，模拟空空中冷器。
2.4 计算分析
依据计算方法和计算条件，进行三种喷油器的仿真计算，下面对计算结果进行分析。
如图5所示，B型喷油器在1 300 rpm以下发动机扭矩满足不了设计要求，在实际开发中可能会遇到，即使发动机扭矩满足要求，发动机排气烟度也可能大于其它两种喷油器；C型喷油器与A型喷油器的发动机扭矩基本相当。
柴油机喷油波形(六)
浅谈柴油机的起动
【摘要】柴油机因压缩比高、耗油率平均比汽油机低30 %左右，且柴油价格较低，所以其经济性较好。一般7 t以上的载重汽车和船舶大都使用柴油机，而且它的应用范围正扩大到中、轻型载重汽车，国外有的小客车也采用柴油机。柴油汽车占汽车总量的比例正逐步上升。因此，如何了解柴油机的性能，正确掌握其使用方法，对于每个柴油发动机的用户来讲都是十分重要的。 【关键词】柴油机；工作原理；使用保养；顺利启动
一.柴油发动机的工作原理
柴油机和汽油机一样，每个工作循环也经历进气、压缩、作功和排气四个过程。但由于柴油粘度比汽油大，不易蒸发，但自燃温度却低于汽油，故柴油机可燃混合气的形成和燃烧方式与汽油机不同。柴油机在进气冲程吸人的是纯空气，在压缩冲程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器以雾状喷人气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。因此，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的。由于柴油机的压缩比高，所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5～4.5MPa，温度高达750～1000K，大大超过柴油的自燃温度，故柴油喷人气缸后，在很短的时间内即自行着火燃烧，燃气压力急剧上升到6～9MPa，温度升高到2000～2500Ko在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转作功。废气同样经排气门、排气管等处排人大气。
二.柴油机与汽油机的区别
无论是汽油发动机还是柴油发动机都属于内燃机，都是燃烧燃料后通过推动气缸内活塞作往返运动来将燃料中的化学能量转换成为驱动车辆前进的机械能量，因此两者的工作原理大体是相同的。作为日常使用的燃料本身，柴油的能量密度最高，比液化天然气高出近1倍，比汽油高出10%以上。与汽油相比，柴油不易挥发，着火点较高，不易因偶然情况被点燃或发生爆炸。由于两者挥发性和燃点的不同，导致使用这两种燃料的发动机有不同的点火方式。
三.影响起动的主要因素
1.属于起动工作方面的原因有：
（1）环境温度太低。在气温低的情况下，应做好柴油机的预热工作，否则不易起动。
（2）起动转速低。
2.属于燃油供给系统方面的原因：
（1）油箱中无油或忘记将油箱开关打开。
（2）燃油供给系统中有空气或水分过多。
（3）管路或滤清器堵塞。处理的方法是用气筒将管路吹通，清洗滤清器，并检查油箱加油口滤网是否完好。
（4）喷油泵柱塞磨损，此时应更换柱塞。
（5）喷油泵出油阀卡住或出油阀弹簧折断。可卸下高压油管接头，将出油阀和阀座取出清洗，出油阀弹簧折断时需更换。
（6）喷油泵柱塞弹簧折断，造成喷油泵没有压力。
（7）喷油泵柱塞卡住在柱塞套内。当油路正常，摇动曲轴时柱塞不动，说明柱塞与柱塞套卡住。应拆开喷油泵并清洗柱塞与柱塞套。
（8）喷油器针阀卡住。应将喷油器拆下并从喷油嘴中取出针阀，进行清洗，或更换针阀偶件。
（9）喷油时间不正确，应按规定重新校正喷油时间。
3、属于压缩力不足方面的原因：
（1）进、排气门漏气。这类漏气原因有两方面：一是气门间隙太小，使气门关闭不严，需要重新调整气门间隙。另一是可能在气门密封锥面上有斑点，如生锈、积炭等杂物，也使气门关闭不严。检查时可以摇转曲轴，如听到空气滤清器和排气管内有“吱，吱”的声音，即说明进、排气门有漏气现象。需要对气门进行研磨。
（2）气缸盖螺母未拧紧或气缸垫损坏。转动曲轴时如发现气缸盖与机体的结合面处有漏气声，可能是气缸盖螺母未拧紧，也可能是气缸垫损坏。如为前者，应按要求拧紧。若为后者，当气缸垫损坏不严重，可用石棉线将损坏处补好，严重时更换新垫。
（3）活塞环过度磨损。转动曲轴时，机体内部（如油低壳）有漏气声，原因多数出在活塞环上。可向气缸内加入一些干净机油，如加入后压缩力明显提高，这时应更换活塞环。
（4）活塞环开口都移到一直线上（俗称对口），或因积炭使活塞环卡在环槽内，不能弹出压紧气缸。其现象是转动曲轴时，曲轴箱内有漏气声。应拆下活塞环，除去积炭。若环口移到一直线上，则应把各开口处的位置均匀分布，但必须避开活塞销子方向。
（5）喷油器固定螺栓松动。在气缸盖上喷油器处漏气，应将其拧紧。
4、其它方面的原因：如轴瓦或铜套咬死，使曲轴不能转动；活塞装反或空气滤清器堵塞等也使柴油机无法起动。此类情况虽然较为少见，但也值得引起注意。
四.顺利起动的基本条件
1.要有足够的起动转速。直 喷 式 柴 油 机要求达到100 r/min～125 r/min，涡流室式或预燃室式柴油机要求达到150 r/min。因为起动转速高，气体渗漏少，压缩空气向气缸壁传热的时间短，热量损失少，可以提高压缩终了时的空气温度和压力。为使柴油机具有足够的起动转速，除要求柴油机相对运转机件之间的配合间隙适当和润滑良好外，还要求蓄电池的容量大，起动电路的技术状况正常。
2.气缸的密封性要好。要求气缸的压缩压力不低于标准值的80 %，以使起动时气体的渗漏减少，压缩终了时的空气温度和压力增高。另外，还要求喷油正时，起动油量符合规定，喷射质量良好。
3.冬季须加温。冬季加温指充分利用车上的预热设备来预热发动机，如6DB10P柴油机可用电预热塞来预热发动机的预燃室；PD6柴油机和OM402发动机分别用电预热器和火炬预热器预热进气管内的空气等。车上无预热设备时，可在起动前用热水和蒸气加温冷却系；用蒸气和电力加温曲轴箱内机油；用喷灯预热进气管，并在预热前往进气管内注入50 mL～60 mL柴油，以提高进气温度，并使一部分柴油蒸发气化；在气温不太低的情况下，也可用布团蘸柴油点燃后置于空气滤清器的进气口来提高进气温度等等。
五.柴油机起动前的准备工作
要做好起动前的准备工作，首先要检查和添加机油、燃油和冷却水，关闭各贮气筒的放污开关；停车时间过长时按下电动燃油泵按钮（无电动燃油泵时应拉、压手动输油泵数次），使喷油泵内充满柴油，必要时还应拧松喷油泵上的放气螺钉，排除低压油路内的空气。其次，将变速杆置于空挡位置，将停车制动操纵杆（或手柄）放在制动位置，接通电源开关，全部拉出起动加浓装置拉链（太脱拉148车），将熄火拉钮退到底，将怠速调整旋钮反时针方向拧到底。然后，在踏下油门踏板和离合器踏板的同时，按下起动按钮即可使发动机起动。若按钮按下5 min还不能起动，应松开按钮停歇30 s后再行起动。若连续按下3次仍不能起动，应找原因，排除故障后再起动。发动机起动后，应立即松开起动按钮和抬起油门踏板以减少供油量，检查机油压力表指针所指数值是否符合要求，查看机油压力警告灯是否熄灭。如所示压力很低（特别是不指示油压）或警告灯不熄灭，应立即完全松开油门或将熄火拉钮拉出使发动机熄火，然后查明原因，排除故障。若机油压力正常或机油压力警告灯已熄灭，即慢慢抬起离合器踏板，并拧动怠速调整旋钮将发动机转速固定在600 r/min～700 r/min，直到发动机温度升高到50 ℃后，再调到500 r/min。禁止在发动机起动后，不经预热就猛轰油门或起步。
本文来源：http://www.zhuodaoren.com/shenghuo360755/
推荐访问:柴油机喷油系统 柴油机喷油压力