喷油提前角

喷油器开始喷油时，活塞距离上止点的曲轴转角称为喷油提前角。

调节装置

1.喷油提前角的重要性

喷油提前角的大小对柴油机运行状况影响很大，喷油提前角过大时，将导致备燃期较长，而引起发动机工作粗暴。而喷油提前角过小时，将导致燃烧过程延后过多，最高压力值下降，从而使柴油机热效率明显下降：因此若要保证柴油机有良好的性能，必须选定最佳喷油提前角。

2.最佳喷油提前角

最佳喷油提前角是指在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率和最小燃油消耗率的喷油提前角。柴油机的最佳喷油提前角是变化的，它随供油量和曲轴转速变化而变化，最佳喷油提前角随柴油机转速升高而增大。此外，柴油机的结构对最佳喷油提前角也有一定的影响，例如，采用不同形式的燃烧室，其最佳喷油提前角大小就不同；一般采用直接喷射燃烧室的柴油机最佳喷油提前角就比采用分隔式燃烧室要大些，例如，在有些车用柴油机中，在常用的供油量和转速范围内，采用直接喷射燃烧室的柴油机最佳喷油提前角为28°～35°；采用分隔式燃烧室的柴油机最佳喷油提前角为15°～20°。

3.机械离心式供油提前角自动调节器

喷油提前角实际上是由喷油泵供油提前角保证的，而调节整个喷油泵供油提前角的方法是改变发动机曲轴与喷油泵凸轮轴的相对角位置。

车用柴油机使用较为广泛的是机械离心式供油提前角自动调节器，它可以根据柴油机转速的变化而自动改变喷油提前角。

4.联轴节调整供油提前角

在汽车行驶一定里程后或在将喷油泵拆卸后重新安装时，必须检查并调整供油提前角。此时连接喷油泵凸轮轴和齿轮轴的联轴节可起调整供油提前角的作用。

影响

1、增大柴油机的喷油提前角，可以降低颗粒排放，但NOx的排放却逐渐上升，这表明仅靠调节喷油提前角来使二者同时满足排放法规是非常困难的。

2、柴油机的喷油提前角超过某一值，不仅会使NOX的排放值增加，也会使CO和HC的排放值有所增加。

3、在柴油机NOx的形成因素中，燃烧室内的温度起着决定性的作用。

4、由缸内低温引起的稀燃熄火和火焰淬熄对该柴油机CO的形成有着重要的影响。

5、在柴油机油气混合及燃烧过程中，若混合气过浓超出了富燃极限，以及混合气过稀低于稀燃极限，都会使其HC的生成量增加。

滞燃期影响

由图1可知，滞燃期随着喷油提前角的提前而变长，整体呈半U形曲线。这是因为喷油提前角越大，喷油时缸内的温度和压力越低，反应速率越低，反应时间越长。

图2为不同喷油提前角时的压力升高率。由图2可知，由于滞燃期随喷油提前角的提前而变长，滞燃期越长，滞燃期内喷入燃烧室的燃料就越多，燃油与空气混合时间越长，在着火前形成的可燃混合气就越多，这些燃料在急燃期内几乎同时燃烧，使压力升高率较高。压力升高率高，在柴油机工作过程中运动件受到强烈的冲击负荷，发动机运转粗暴，影响发动机使用寿命。

对压力影响

由图3可知，缸内最大平均压力随着喷油时刻的提前而增大，其中喷油提前角-33℃CA的最高燃烧压力最高，达到将近18MPa。随着喷油时刻的提前，滞燃期加长，滞燃期内的燃油蒸发量增加，在着火时刻形成更多的燃油混合气，这些可燃混合气在急燃期内几乎同时燃烧，使最高燃烧压力明显升高。

测量方法

喷油提前角测量流程图如图4 所示。在介绍流程图之前，需要先说明一下分频信号。在发动机运行过程中，喷油提前角是以1°曲轴转角为单位的，而每个曲轴信号是8°曲轴转角，这在处理上带来很大的不方便。为了解决这个问题，采用将曲轴信号分频的办法，即将曲轴信号8 分频而成为1°曲轴转角一个信号，将曲轴信号8分频后的信号称为分频信号。

在处理过程中，当LabVIEW软件检测到凸轮轴信号来临后，首先将曲轴信号、喷油信号、分频信号进行对齐。然后，一方面，对喷油信号进行检测，当检测到喷油信号上升沿位置时，启动分频信号脉冲个数检测计数器开始计数，此位置是喷油时刻；另一方面，开始检测曲轴信号的缺齿位置，当检测到缺齿位置后，开始对缺齿位置后的13个脉冲进行计数，当第13个脉冲信号的上升沿到达时，停止分频信号脉冲个数检测计数器计数，此位置为上止点位置。此时分频信号脉冲个数检测计数器计得数即为喷油提前角。最后取出喷油提前角，经过后处理，在前面板中显示出喷油提前角来。如图5所示。

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