供油提前角供油提前角對柴油機排放性能的影響

供油提前角對煙度的影響

碳煙主要是柴油機在高壓燃燒條件下，局部高溫、缺氧、裂解并脫氫而成的以碳為主的固態(tài)微小顆粒。柴油機的不均質(zhì)、異相燃燒、特別是燃燒時燃料分子往往被高溫火焰或燃燒產(chǎn)物包圍這一特點，決定了碳煙生成的必然性。

碳煙對環(huán)境和人體健康極為有害，尤其是小于2μm 的碳煙，吸入人體后，會在肺和氣管內(nèi)沉積起來，危害健康。碳煙含有苯并芘的硝化物和含氧衍生物，是直接的致癌物。因此必需采取各種措施來降低柴油機碳煙的排放量。

圖 1 為柴油機煙度排放性能的比較。從圖中可以看出，供油提前角對柴油機煙度排放性能有一定的影響。轉(zhuǎn)速、負荷相同的情況下，碳煙排放會隨著供油提前角的增大而降低。這是因為，一般來說在常用的噴油提前角范圍內(nèi)，噴油提前角增加，則滯燃期延長，滯燃期內(nèi)的噴油量占循環(huán)噴油量的分量增加，相應(yīng)的使預(yù)混合燃燒的燃油量占循環(huán)噴油量的分量增加，而擴散燃燒的燃油量占循環(huán)噴油量的分量減少。碳煙的生成主要在擴散燃燒中發(fā)生，因為那時正是缺氧和高溫，而預(yù)混合燃燒時缸內(nèi)的氧較充分，混合氣是均勻的，所以碳煙生成得少。

另外從圖 1（a）中可以看出，該柴油機在低轉(zhuǎn)速大負荷工況下，排氣煙度要明顯高于其他工況，這主要是由于轉(zhuǎn)速較低，空氣渦流較弱而使混合氣形成質(zhì)量較差；此外低速時增壓器增壓性能較弱，致使進氣壓力降低，空燃比減小。

供油提前角對NOx的影響

NO_X中 NO 所占比例最多，

綜合 3 幅圖可以看出，在中小負荷區(qū)域內(nèi)，負荷增加時，NO_X排放濃度有較大增加，但在大負荷時，這種趨勢減緩，甚至NO_X排放會有所降低。可行的解釋為：火焰溫度和缸內(nèi)平均溫度隨負荷增加而增高，高溫持續(xù)時間也隨負荷增加而延長，因此從這個方面來講，負荷增加是有利于NO_X生成的。中、低負荷時，循環(huán)油量相對較少，缸內(nèi)過量空氣系數(shù)較大，燃燒中供氧量充分，NO_X生成三要素同時存在，所以促進了NO_X的加速生成；而大負荷時，盡管溫度升高和高溫持續(xù)時間延長這兩個因素有增無疑，但氧的濃度下降較大，從而制約了NO_X的生成速率。

從圖中可以看出，供油提前角對NO_X排放有明顯的影響。轉(zhuǎn)速、負荷相同的工況下，NO_X排放值隨著供油提前角的減小而大幅降低。其原因是，如前所述，噴油提前角增加，則滯燃期延長，是滯燃期內(nèi)的噴油量占循環(huán)噴油量的分量增加，相應(yīng)的使預(yù)混合燃燒的燃油量占循環(huán)噴油量的分量增加，而預(yù)混合氣混合均勻處于富氧的狀態(tài)，其量增加使得急燃期內(nèi)缸內(nèi)溫度必然迅速升高，急燃期亦有所增長。NO_X生成的三要素均有加強，故其排放量增加。

總之，不難得出結(jié)論，延遲噴油是降低NO_X排放最方便而有效的措施。但是這樣做，煙度排放和油耗率會有所上升。

供油提前角就是指噴油泵開始向氣缸內(nèi)供油時刻，活塞頂部距上止點所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。供油提前角過小，供油時刻推遲，會造成燃燒不完全，起動困難，功率不足，排氣管冒黑煙等征狀。若供油提前角過大， 即開始供油時刻提前，會出現(xiàn)起動困難或反轉(zhuǎn)， 爆發(fā)聲粗暴，運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，柴油機功率下降，容易燒缸墊，冷卻水消耗較快。

供油提前角不符合要求，將對發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性都有一定的影響。據(jù)測定，供油提前角每改變6°，發(fā)動機功率下降7.33%, 耗油率增加25.79%。

供油提前角的大小對柴油機燃燒過程影響很大，過大時由于燃油是在汽缸內(nèi)空氣溫度較低的情況下噴入，混合氣形成條件差，燃燒前集油過多，會引起柴油機工作粗暴，怠速不穩(wěn)和起動困難；過小時，將使燃料產(chǎn)生過后燃燒，燃燒的最高溫度和壓力下降，燃燒不完全和功率下降，甚至排氣冒黑煙，柴油機過熱，導(dǎo)致動力性和經(jīng)濟型降低。

常見機型供油提前角值

供油提前角發(fā)動機的轉(zhuǎn)速

發(fā)動機的轉(zhuǎn)速越高，從柱塞和柱塞套之間的泄漏減少，此時， 供油時刻提前， 即供油提前角變大，反之則變小。

供油提前角燃油的溫度

發(fā)動機工作時， 機體溫度在不斷升高，加之外界氣溫的影響， 氣溫越高燃油的粘度變低，使其從柱塞副間的泄漏量增多，開始供油時刻推遲，即供油提前角減小， 反之則增大。

供油提前角彈簧的彈力

此彈力減弱，開始供油時刻提前，供油提前角增大反之則減小。彈簧主要是指出油閥彈簧和噴油器彈簧。

供油提前角柱塞副的磨損量

磨損量越大，開始供油時刻越晚，供油提前角變小。

供油提前角滾輪體和凸輪之間的磨損

此磨損量越大， 則開始供油時刻越晚，供油提前角變小。

供油提前角單缸機調(diào)整

（1）松開高壓油管兩端的連接螺母，并擰下噴油器一瑙的螺母，將高壓油管轉(zhuǎn)至水平位置，使油管口朝上，把噴油泵端的螺母上緊。

（2）將手油門放到供油位置，將減壓手柄放在減壓位貴，搖轉(zhuǎn)曲軸，使高壓油管內(nèi)充滿柴油，停止轉(zhuǎn)動曲軸。

（3）當(dāng)發(fā)現(xiàn)高壓油管內(nèi)油面波動時，立刻停止轉(zhuǎn)動， 檢查飛輪上的“ 刻線”是否與水箱上的刻線對齊，若兩刻線間的距離小于6mm，則為正確，若大于8mm應(yīng)進行調(diào)整。

（5）調(diào)整時，關(guān)閉油箱開關(guān)， 卸掉噴油泵的輸油管接頭及高壓油管，拆下噴油泵，通過調(diào)整噴油泵與機體之間的墊片多少來調(diào)整。

供油提前角雙缸機型調(diào)整

雙缸機（J285T）型柴油機的檢查與調(diào)整

先拆下第一缸高壓油管，裝上定時管， 將噴油泵調(diào)速手柄放在最大供油位置。用輸油泵上的手油泵排盡燃油供給系統(tǒng)低壓油路中的空氣，轉(zhuǎn)動曲軸直至玻璃管口流出不帶氣泡的柴油為止， 用手指彈動玻璃管，使油面低于管口，然后慢慢轉(zhuǎn)動曲軸，并同時注意玻璃管口的油面波動當(dāng)油面一有波動，說明第一缸開始供油，這時立即停止轉(zhuǎn)動曲軸，當(dāng)曲軸皮帶輪或飛輪上打有“P”字的刻線對準(zhǔn)齒輪室蓋上鑄造出的直線或聯(lián)結(jié)板上的刻線，則供油提前角正常。若稍有偏差，可松開噴油泵法蘭面上的三只壓緊螺母，轉(zhuǎn)動泵體進行調(diào)整。將噴油泵體朝向柴油機機體方向轉(zhuǎn)動時，則供油提前角增大。調(diào)好后，把三只壓緊螺母上緊。

供油提前角多缸機調(diào)整

（1）調(diào)節(jié)花盤法：打開調(diào)整口蓋，攤開鎖片，擰出花鍵接盤的兩個固定螺釘切忌不要碰轉(zhuǎn)了花鍵接盤。將固定螺釘擂入另一對孔使花鍵接盤連同噴油泵花鍵套管一起撥轉(zhuǎn)一個角度。順著凸輪軸工作旋轉(zhuǎn)方向撥動，供油提前角增大反之則減少?；ㄦI接盤及噴油泵傳動齒輪輪毅上，各有14個孔。齒輪上兩孔間的夾角是22.5°，花鍵接盤上兩孔間的夾角是21°，每當(dāng)連同花鍵套管一起撥轉(zhuǎn)花鍵接盤，便下一對孔對正時，接盤與齒輪的相對位置改變1.5°，相當(dāng)于供油提前角改變3°（如4115、4125型柴油機）。

（2）轉(zhuǎn)動泵體法：松開噴錢泵法蘭連接于機體的三個固定螺釘，轉(zhuǎn)動噴油泵殼體，以改變分泵柱塞相對于噴油泵凸輪的位置，從而改變供油提前角。將泵體順著凸輪軸的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動，供油提前角減少反之則增大。此時噴油泵殼體改變1°，相當(dāng)于供油提前角改變2°（如495A型柴油機）。

最佳的供油提前角不是一個常數(shù)，應(yīng)隨柴油機負荷（供油量）和轉(zhuǎn)速的變化，即隨轉(zhuǎn)速的增高而加大。

車用柴油機根據(jù)其常用的某個供油量和轉(zhuǎn)速范圍來確定一個供油提前初始角，其角的獲得，可通過聯(lián)軸器或轉(zhuǎn)動噴油泵的殼體來進行微量的變化。因柴油機轉(zhuǎn)速變化范圍較大，還必須使供油提前角在初始角的基礎(chǔ)上隨轉(zhuǎn)速而變化。因此車用柴油機多裝有供油提前角自動調(diào)節(jié)器。