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随着能源危机及环境污染的加剧,排放法规的日益严格,柴油机的发展也必须满足“节能、低碳、减排”的要求。燃油喷射系统是柴油机实现未来排放标准的关键组成部件,目前,我国的柴油机基本上都采用传统的泵-管-嘴系统,通过采用高压喷射、提高喷油速率可促进燃烧,改善碳烟和颗粒排放,采用P型喷油器,依靠控制第1级升程,降低初期喷油率,实现先缓后急的喷油规律,不失为一个经济、有效、且具有较佳综合指标的措施。本文对柴油机P型喷油器进行了设计,通过本文设计,在保持柴油机动力性、经济性的前提下,有较好的稳定性,达到了环保、节能的要求。
【关键词】喷油器;车辆排放;柴油机;
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自柴油机问世以来,已有 100 多年的历史,柴油机曾因体积大、噪声高、发出难闻的气味等给人们留下深刻的记忆,然而经过人们对柴油机的不断改进创新,现代的柴油机已经在排放清洁、热效率、经济性能等多方面优于汽油机,被人们广泛的认可。在我国的基础建设、国防现代化、农业现代化以及促进城乡居民水平等方面发挥着不可替代的作用,柴油机的应用给我国的国民经济乃至全世界的经济都带来了强劲的发展动力。
随着柴油机燃油喷射系统的良好发展,柴油机的性能不断的提高,其保有量也在不断的增加,燃油喷射系统主要有常规喷射系统、共轨式喷射系统和电控喷射系统等。目前受技术制约,我国机车用柴油机主要采用的是常规喷射系统,也就是泵-管-嘴喷射系统,主要是通过采用高压喷射来改善柴油机的燃烧。燃油的高压喷射,对大幅度降低碳烟及一氧化碳等排放物是非常有效的,而且已成为降低排放的关键性技术,但高压喷射也会带来一定的不良后果:
(1)高压喷射会导致 NOx、噪声等指标的恶化。
(2) 柴油机低速低负荷时烟度增加、稳定性变差,甚至会出现游车现象。
柴油机的各项性能指标如:动力性、燃油经济性以及排放性,这些指标是相互制约、互相矛盾的,基本很难得到全部的改善,只能通过一些折衷的方案来进行优化。柴油机的燃烧过程研究显得尤为重要,从燃烧放热率的角度去研究柴油机的燃烧过程,理想的燃烧过程应符合以下几个方面:
(1)力求缩短气缸燃烧的滞燃期,以减少在滞燃期内喷入的燃油量。
(2)降低预混合燃烧期气缸内温度、压力的升高率,进而达到抑制 NOx 的生成以及噪声的产生。
(3)使扩散燃烧期内燃料和空气能快速的混合,加速扩散燃烧,提高柴油机的放热效率。