柴油機噴油器的選型試驗研究

王棟明，吳云舸，沈偉鋼

（浙江省機電設計研究院有限公司，浙江 杭州 310051）

噴油器的作用是將燃油霧化并合理地分布到燃燒室，以便形成可燃混合氣，要求有一定的噴射壓力和貫穿距離，要求有良好的霧化性能和合適的噴霧錐角，每循環供油量最好先期少、中期多、后期少，停油干脆，以適應燃燒需要。配推土機用某型柴油機在開發過程中，為了兼顧燃油消耗率、排溫、濾紙煙度的關系，在其他配置已定型的基礎上進行噴油器的選型試驗研究。

1 試驗研究方案

1.1 噴油器的主要結構參數

為了研究噴油持續期與噴油落點對燃燒的影響，本次試驗分別選取不同流量以及不同噴射夾角的噴油器進行研究。具體的噴油器結構參數見表1。

表1 噴油器的主要結構參數

1.2 試驗研究方法

（1）試驗參考點。試驗過程中，為了保證試驗的一致性，設計了一條外特性工況，各個噴油器按該點工況進行試驗，外特性參考點見表2。

（2）試驗步驟。在試驗過程中，首先是考察噴油持續期對燃燒的影響，選出一個各項性能合適的噴油器流量，再針對這個相同的流量對不同的噴射錐角進行試驗，研究不同的噴射落點對柴油機性能的影響。

表2 外特性參考點

2 試驗結果及分析

2.1 流量的影響

圖1 為150°夾角不同噴油器性能對比圖。由圖1（a）可以看出，在燃油消耗率上，1050ml/30s 與1200ml/30s 兩種流量的噴油器基本相當，1000ml/30s 流量噴油器最差。這主要是因為小流量噴油器，噴油持續期過長，燃料燃燒的熱量沒有充分利用，造成油耗變大。

從圖1（b）可以看出，1050ml/30s 噴油器煙度最好，1000ml/30s 噴油器煙度次之，1200ml/30s 噴油器最差，尤其在低速，1200ml/30s 噴油器煙度嚴重惡化。這主要是因為大流量噴油器，霧化質量較差，且低速進氣量較少，缸內空氣運動較弱，造成煙度變差。

從圖1（c）可以看出，三種噴油器高速段排溫相當，在低速段，噴油器流量越小，排溫越高。這主要是因為低速進氣量少，以及小流量噴油器噴油持續期較長，燃燒相對靠后，造成排溫較高。

綜合考慮燃油消耗率、濾紙煙度以及排溫，1050ml/30s流量噴油器在三種噴油器中性能表現較好，后面試驗選用該流量進行夾角的對比。

圖1 150°夾角不同流量的噴油器性能對比

2.2 噴射夾角的影響

圖2 是1050ml/30s 流量不同夾角噴油器性能對比。從圖2 中可以看出，144°與147°兩種夾角噴油器油耗、排溫以及煙度基本相當。144°、147°與150°夾角的噴油器相比,在中高速油耗、排溫與煙度相當；在低速段，油耗、排溫以及煙度變差。這主要是因為隨著轉速的降低，進氣量減少，缸內氣流運動減弱，144°與147°兩個噴射夾角更不利于燃油的霧化混合。

圖2 1050ml/30s 流量不同夾角噴油器性能對比

3 結語

通過以上分析，在其他配置相同的情況下，得到以下結論。

（1）與小流量噴油器相比，大流量噴油器在油耗與排溫性能上較優，但煙度較大。在噴油器的選型過程中可以根據不同需要，在各項性能都滿足技術條件要求的前提下，進行優先選擇。

（2）噴射夾角決定了油束在燃燒室中的落點，影響燃油的霧化燃燒，因此，在噴油器的選型過程中噴射夾角也是一個很重要的因數。