柴油机喷油器的选型试验研究

王栋明，吴云舸，沈伟钢

（浙江省机电设计研究院有限公司，浙江 杭州 310051）

喷油器的作用是将燃油雾化并合理地分布到燃烧室，以便形成可燃混合气，要求有一定的喷射压力和贯穿距离，要求有良好的雾化性能和合适的喷雾锥角，每循环供油量最好先期少、中期多、后期少，停油干脆，以适应燃烧需要。配推土机用某型柴油机在开发过程中，为了兼顾燃油消耗率、排温、滤纸烟度的关系，在其他配置已定型的基础上进行喷油器的选型试验研究。

1 试验研究方案

1.1 喷油器的主要结构参数

为了研究喷油持续期与喷油落点对燃烧的影响，本次试验分别选取不同流量以及不同喷射夹角的喷油器进行研究。具体的喷油器结构参数见表1。

表1 喷油器的主要结构参数

1.2 试验研究方法

（1）试验参考点。试验过程中，为了保证试验的一致性，设计了一条外特性工况，各个喷油器按该点工况进行试验，外特性参考点见表2。

（2）试验步骤。在试验过程中，首先是考察喷油持续期对燃烧的影响，选出一个各项性能合适的喷油器流量，再针对这个相同的流量对不同的喷射锥角进行试验，研究不同的喷射落点对柴油机性能的影响。

表2 外特性参考点

2 试验结果及分析

2.1 流量的影响

图1 为150°夹角不同喷油器性能对比图。由图1（a）可以看出，在燃油消耗率上，1050ml/30s 与1200ml/30s 两种流量的喷油器基本相当，1000ml/30s 流量喷油器最差。这主要是因为小流量喷油器，喷油持续期过长，燃料燃烧的热量没有充分利用，造成油耗变大。

从图1（b）可以看出，1050ml/30s 喷油器烟度最好，1000ml/30s 喷油器烟度次之，1200ml/30s 喷油器最差，尤其在低速，1200ml/30s 喷油器烟度严重恶化。这主要是因为大流量喷油器，雾化质量较差，且低速进气量较少，缸内空气运动较弱，造成烟度变差。

从图1（c）可以看出，三种喷油器高速段排温相当，在低速段，喷油器流量越小，排温越高。这主要是因为低速进气量少，以及小流量喷油器喷油持续期较长，燃烧相对靠后，造成排温较高。

综合考虑燃油消耗率、滤纸烟度以及排温，1050ml/30s流量喷油器在三种喷油器中性能表现较好，后面试验选用该流量进行夹角的对比。

图1 150°夹角不同流量的喷油器性能对比

2.2 喷射夹角的影响

图2 是1050ml/30s 流量不同夹角喷油器性能对比。从图2 中可以看出，144°与147°两种夹角喷油器油耗、排温以及烟度基本相当。144°、147°与150°夹角的喷油器相比,在中高速油耗、排温与烟度相当；在低速段，油耗、排温以及烟度变差。这主要是因为随着转速的降低，进气量减少，缸内气流运动减弱，144°与147°两个喷射夹角更不利于燃油的雾化混合。

图2 1050ml/30s 流量不同夹角喷油器性能对比

3 结语

通过以上分析，在其他配置相同的情况下，得到以下结论。

（1）与小流量喷油器相比，大流量喷油器在油耗与排温性能上较优，但烟度较大。在喷油器的选型过程中可以根据不同需要，在各项性能都满足技术条件要求的前提下，进行优先选择。

（2）喷射夹角决定了油束在燃烧室中的落点，影响燃油的雾化燃烧，因此，在喷油器的选型过程中喷射夹角也是一个很重要的因数。