噴油提前角

1.噴油提前角的重要性

噴油提前角的大小對柴油機運行狀況影響很大，噴油提前角過大時，將導致備燃期較長，而引起發動機工作粗暴。而噴油提前角過小時，將導致燃燒過程延後過多，最高壓力值下降，從而使柴油機熱效率明顯下降：因此若要保證柴油機有良好的性能，必須選定最佳噴油提前角。

2.最佳噴油提前角

最佳噴油提前角是指在轉速和供油量一定的條件下，能獲得最大功率和最小燃油消耗率的噴油提前角。柴油機的最佳噴油提前角是變化的，它隨供油量和曲軸轉速變化而變化，最佳噴油提前角隨柴油機轉速升高而增大。此外，柴油機的結構對最佳噴油提前角也有一定的影響，例如，採用不同形式的燃燒室，其最佳噴油提前角大小就不同；一般採用直接噴射燃燒室的柴油機最佳噴油提前角就比採用分隔式燃燒室要大些，例如，在有些車用柴油機中，在常用的供油量和轉速範圍內，採用直接噴射燃燒室的柴油機最佳噴油提前角為28°～35°；採用分隔式燃燒室的柴油機最佳噴油提前角為15°～20°。

3.機械離心式供油提前角自動調節器

噴油提前角實際上是由噴油泵供油提前角保證的，而調節整個噴油泵供油提前角的方法是改變發動機曲軸與噴油泵凸輪軸的相對角位置。

車用柴油機使用較為廣泛的是機械離心式供油提前角自動調節器，它可以根據柴油機轉速的變化而自動改變噴油提前角。

4.聯軸節調整供油提前角

在汽車行駛一定里程後或在將噴油泵拆卸後重新安裝時，必須檢查並調整供油提前角。此時連接噴油泵凸輪軸和齒輪軸的聯軸節可起調整供油提前角的作用。 ^[1] 

1、增大柴油機的噴油提前角，可以降低顆粒排放，但NOx的排放卻逐漸上升，這表明僅靠調節噴油提前角來使二者同時滿足排放法規是非常困難的。

2、柴油機的噴油提前角超過某一值，不僅會使NOX的排放值增加，也會使CO和HC的排放值有所增加。

3、在柴油機NOx的形成因素中，燃燒室內的温度起着決定性的作用。

4、由缸內低温引起的稀燃熄火和火焰淬熄對該柴油機CO的形成有着重要的影響。

5、在柴油機油氣混合及燃燒過程中，若混合氣過濃超出了富燃極限，以及混合氣過稀低於稀燃極限，都會使其HC的生成量增加。 ^[2] 

由圖1可知，滯燃期隨着噴油提前角的提前而變長，整體呈半U形曲線。這是因為噴油提前角越大，噴油時缸內的温度和壓力越低，反應速率越低，反應時間越長。

圖2為不同噴油提前角時的壓力升高率。由圖2可知，由於滯燃期隨噴油提前角的提前而變長，滯燃期越長，滯燃期內噴入燃燒室的燃料就越多，燃油與空氣混合時間越長，在着火前形成的可燃混合氣就越多，這些燃料在急燃期內幾乎同時燃燒，使壓力升高率較高。壓力升高率高，在柴油機工作過程中運動件受到強烈的衝擊負荷，發動機運轉粗暴，影響發動機使用壽命。

由圖3可知，缸內最大平均壓力隨着噴油時刻的提前而增大，其中噴油提前角-33℃CA的最高燃燒壓力最高，達到將近18MPa。隨着噴油時刻的提前，滯燃期加長，滯燃期內的燃油蒸發量增加，在着火時刻形成更多的燃油混合氣，這些可燃混合氣在急燃期內幾乎同時燃燒，使最高燃燒壓力明顯升高。 ^[3] 

噴油提前角測量流程圖如圖4 所示。在介紹流程圖之前，需要先説明一下分頻信號。在發動機運行過程中，噴油提前角是以1°曲軸轉角為單位的，而每個曲軸信號是8°曲軸轉角，這在處理上帶來很大的不方便。為了解決這個問題，採用將曲軸信號分頻的辦法，即將曲軸信號8 分頻而成為1°曲軸轉角一個信號，將曲軸信號8分頻後的信號稱為分頻信號。

在處理過程中，當LabVIEW軟件檢測到凸輪軸信號來臨後，首先將曲軸信號、噴油信號、分頻信號進行對齊。然後，一方面，對噴油信號進行檢測，當檢測到噴油信號上升沿位置時，啓動分頻信號脈衝個數檢測計數器開始計數，此位置是噴油時刻； 另一方面，開始檢測曲軸信號的缺齒位置，當檢測到缺齒位置後，開始對缺齒位置後的13個脈衝進行計數，當第13個脈衝信號的上升沿到達時，停止分頻信號脈衝個數檢測計數器計數，此位置為上止點位置。此時分頻信號脈衝個數檢測計數器計得數即為噴油提前角。最後取出噴油提前角，經過後處理，在前面板中顯示出噴油提前角來。如圖5所示。 ^[4]