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随着能源的不断枯竭和环境问题的逐渐加剧,节能减排已经成为了汽车行业需要面临的重要问题。发动机燃烧过程的好坏直接影响着其动力性、经济性以及排放性,而其燃烧过程的好坏,在很大程度上取决于燃烧室内燃油的分布情况,因此研究柴油机喷油器的各孔喷射均匀性对于改进喷油器质量,进而提高发动机性能具有非常重要的意义。 基于动量守恒定律与动量定理,开发设计了一种通过测量喷油器各孔喷雾动量流量来研究喷油器各孔喷射均匀性的测试系统。该测试系统主要分为试验部分和数据采集与分析两部分,其中试验采用的燃油系统是传统的泵-管-嘴系统,所用喷油器为5孔、有压力室、启喷压力22.5MPa,各孔喷雾动量流量采用压电式力传感器及放大器测量;数据采集与分析系统具有12个高速采样通道,系统软件主要是基于Windows操作系统平台,采用Visual Basic6.0软件编写。通过在不同转速,不同循环喷油量下进行试验研究,发现在试验的工况范围内,根据实测各孔喷雾动量流量得到的喷油规律所计算的循环喷油量与实测循环喷油量均十分接近,两者之间的相对误差小于5%;利用该测试系统在同一工况下进行重复测试的结果一致性较好;因而利用该测试系统对喷油器各孔喷油规律的测试具有较好的稳定性及准确性。 通过相同运行工况时的测量结果可以看出,各孔有效流通截面积、流量系数均呈现出动态变化,且与喷油器各孔喷油规律变化趋势一致,但喷油器各孔具有明显的不均匀性:喷孔轴线与针阀轴线夹角最大的第5孔喷油率和循环喷油量明显小于其他4孔,各孔喷油量的不均匀度在小油量时较大;各孔循环波动程度同样存在差异:第4孔各参数的循环波动率小于其他4孔。 分析了转速与循环喷油量变化时,柴油机喷油器各孔喷油规律、各孔有效流通截面积、各孔流量系数、各孔喷油量均匀性以及各孔喷油过程中的循环波动的变化情况,结果表明: 1)在油泵齿杆位置保持不变时,随着喷油泵转速的升高,单位凸轮轴转角内的喷油率逐渐减小,以凸轮轴转角计的喷油持续期、喷油器各孔循环喷油量以及喷油器总循环喷油量均逐渐增加,各孔的喷油量不均匀度及循环波动逐渐变小。 2)在喷油泵转速固定不变时,随着循环喷油量的增加,各喷孔的喷油持续期、喷油速率逐渐增大,各孔循环喷油量逐渐升高,各孔喷油量不均匀度及喷油过程中的循环波动率逐渐变小。