多缸柴油機(jī)各缸工作不均勻性探究

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1、多缸柴油機(jī)各缸工作不均勻性探究摘要：各缸工作不均勻會(huì)直接影響多缸柴油機(jī)的使用壽命，查明相關(guān)的原因及研究方法是非常有必要的。多缸柴油機(jī)工作不均勻性是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造誤差、使用和循環(huán)變動(dòng)等多方面共同影響的結(jié)果。另外，與燃燒不均勻、傳熱不均勻和進(jìn)氣不均勻性等也有著密切的關(guān)系。本文就各個(gè)原因進(jìn)行了分析，并對(duì)相關(guān)不均勻現(xiàn)象做了總結(jié)，最后給出了研究不均勻性的方法和CFD技術(shù)在柴油機(jī)研究中的應(yīng)用。關(guān)鍵字：冷卻系統(tǒng)、傳熱、多缸柴油機(jī)、不均勻性AbstractCylinder-to-Cylindernonuniformitywilldirectlyaffectthelifeofmulti-cylinderdi

2、eselengineservice,soitisverynecessarytostudyrelevantreasonsandmethods?Theunevenworkofmulticylinderdieselengineisaffectedbythestrueture,manufacture,useandcyclicvariationinmanyaspects?Inaddition,italsohastherelationwithnon-uniformcombustion,heattransferandtheintakeunevenness?Inthispaper,thecausesarea

3、nalyzed,andtherelatedphenomenonissummarized,finallyIgivestheresearchmethodandtheCFDtechnologyindieselengineapplication.KeywordsCoolingsystem,heattransfer,multicylinderdieselengine,notuniformity0引言隨著中國(guó)排放法規(guī)的加強(qiáng)，不僅新推出的車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的排放指標(biāo)要達(dá)到法規(guī)的要求，而且在用車的排放也必須合格，發(fā)動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中，由于各種因素的影響，可能會(huì)導(dǎo)致各缸工作狀態(tài)差別較大。這種差別除了導(dǎo)致車輛的振動(dòng)-噪聲

4、惡化外，還會(huì)顯著影響發(fā)動(dòng)機(jī)的排放和經(jīng)濟(jì)性等性能指標(biāo)，本文研究了產(chǎn)生各缸工作不均勻程度的幾個(gè)原因，并分析了各缸工作不均勻性的方法扭振分析、轉(zhuǎn)速波動(dòng)分析和直接缸內(nèi)壓力采集，最后對(duì)CFD技術(shù)在柴油機(jī)研究中的應(yīng)用做了相關(guān)描述。1發(fā)動(dòng)機(jī)工作不均勻性多缸機(jī)工作不均勻性是指在各缸工作過(guò)程中以及對(duì)外表現(xiàn)出的差異。引起多缸機(jī)各缸工作不均勻的因素較多。其中主要的有：各缸加工制造誤差的差異，由于進(jìn)氣歧管或進(jìn)氣系統(tǒng)壓力波動(dòng)產(chǎn)生的不均勻充氣、各缸磨損狀況不一以及供油量的誤差造成同一工作循環(huán)內(nèi)缸與缸之間的差異或者同一缸在不同工作循環(huán)燃燒過(guò)程本身具有的波動(dòng)。同時(shí)，這種不均勻現(xiàn)象與燃燒和進(jìn)氣不均勻等也有關(guān)系。2產(chǎn)生不均勻性

5、的原因分析2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從柴油機(jī)設(shè)計(jì)的角度考慮?？偸窍ＭO(shè)計(jì)的進(jìn)氣系統(tǒng)從進(jìn)氣口到各個(gè)氣缸的距離和幾何參數(shù)（如彎度、截面形狀）完全相同，但實(shí)際上無(wú)法做到，這勢(shì)必導(dǎo)致各缸的進(jìn)氣量不完全相同。特別是對(duì)于化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)，由于進(jìn)氣管中燃油的流動(dòng)狀態(tài)不同，還將引起燃油分配的不均勻；另外，在柴油機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也無(wú)法保證各個(gè)氣缸具有相同的冷卻條件（冷卻面積大小和冷卻液溫度等）。即各缸的熱力狀態(tài)存在差異，這也是從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上難以保證各缸工作條件相同的因素之一。2.2制造誤差導(dǎo)致缸間差異產(chǎn)生的第二個(gè)原因是制造誤差，如凸輪軸、進(jìn)氣道、氣門、燃燒室形狀等的出場(chǎng)制造產(chǎn)生的誤差及其表面光潔度，將會(huì)導(dǎo)致進(jìn)氣量、壓縮比等的微小

6、的差異。導(dǎo)致缸問(wèn)差異產(chǎn)生的第三個(gè)原因是使用中的不均勻磨損和積碳等，如進(jìn)排氣凸輪軸的不均勻磨損會(huì)導(dǎo)致各缸進(jìn)、排氣量的差異，氣缸的不均勻磨損則會(huì)導(dǎo)致各缸漏氣量的不同，使用中氣門和燃燒室積碳的數(shù)量和位置不同，則會(huì)導(dǎo)致?lián)Q氣過(guò)程和燃燒過(guò)程差異的產(chǎn)生。對(duì)于柴油機(jī)，供油系統(tǒng)的磨損會(huì)導(dǎo)致各缸供油提前角與供油量的微小差異，并且隨著使用時(shí)間的加長(zhǎng)，不均勻差異會(huì)越來(lái)越大。泵管嘴系統(tǒng)柴油機(jī)供油量與實(shí)際供油時(shí)刻不均的原因有：噴油泵的偶件及有關(guān)零件的磨損，主要是柱塞偶件、出油閥偶件的磨損與油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的磨損或松動(dòng)；噴油器的偶件及有關(guān)零件的磨損，主要是噴油嘴偶件、針閥體噴孔的磨損以及噴油器調(diào)壓彈簧壓力的減弱；高壓油管漏油

7、、變形或長(zhǎng)度、孔徑變化的影響：低壓油路、輸油壓力的影響，低壓油路中進(jìn)入空氣，使噴油泵上體油道壓力過(guò)低，必將影響油路供油壓力和供油連續(xù)性，影響到噴油泵的供油量和供油的穩(wěn)定性，當(dāng)輸油泵供油量小，供油壓力降低時(shí)，噴油泵供油量也隨之減少；當(dāng)輸油泵泵油壓力升高，供油量增大時(shí)，噴油泵供油量也將增加。多缸柴油機(jī)供油不均勻會(huì)使柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、發(fā)抖，有時(shí)出現(xiàn)敲擊聲或排氣管冒黑煙，嚴(yán)重影響柴油機(jī)的動(dòng)力指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及排放指標(biāo)