[科普中国]-供油提前角

简介

供油提前角就是指喷油泵开始向气缸内供油时刻，活塞顶部距上止点所对应的曲轴转角。供油提前角过小，供油时刻推迟，会造成燃烧不完全，起动困难，功率不足，排气管冒黑烟等征状。若供油提前角过大， 即开始供油时刻提前，会出现起动困难或反转， 爆发声粗暴，运转不平稳，柴油机功率下降，容易烧缸垫，冷却水消耗较快。

供油提前角不符合要求，将对发动机的动力性和经济性都有一定的影响。据测定，供油提前角每改变6°，发动机功率下降7.33%, 耗油率增加25.79%。

供油提前角对柴油机排放性能的影响对烟度的影响碳烟主要是柴油机在高压燃烧条件下，局部高温、缺氧、裂解并脱氢而成的以碳为主的固态微小颗粒。柴油机的不均质、异相燃烧、特别是燃烧时燃料分子往往被高温火焰或燃烧产物包围这一特点，决定了碳烟生成的必然性。

碳烟对环境和人体健康极为有害，尤其是小于2µm 的碳烟，吸入人体后，会在肺和气管内沉积起来，危害健康。碳烟含有苯并芘的硝化物和含氧衍生物，是直接的致癌物。因此必需采取各种措施来降低柴油机碳烟的排放量。

图 1 为柴油机烟度排放性能的比较。从图中可以看出，供油提前角对柴油机烟度排放性能有一定的影响。转速、负荷相同的情况下，碳烟排放会随着供油提前角的增大而降低。这是因为，一般来说在常用的喷油提前角范围内，喷油提前角增加，则滞燃期延长，滞燃期内的喷油量占循环喷油量的分量增加，相应的使预混合燃烧的燃油量占循环喷油量的分量增加，而扩散燃烧的燃油量占循环喷油量的分量减少。碳烟的生成主要在扩散燃烧中发生，因为那时正是缺氧和高温，而预混合燃烧时缸内的氧较充分，混合气是均匀的，所以碳烟生成得少。

另外从图 1（a）中可以看出，该柴油机在低转速大负荷工况下，排气烟度要明显高于其他工况，这主要是由于转速较低，空气涡流较弱而使混合气形成质量较差；此外低速时增压器增压性能较弱，致使进气压力降低，空燃比减小。

对NOx的影响NOX中 NO 所占比例最多，次之，其余氮的氧化物含量很少。谢尔多维奇、拉伏也等人研究NOX的反应机理后发现：柴油机燃烧过程中 NO 的生成率在很大程度上取决于火焰温度（含局部温度）。另外，氧的浓度对NOX生成率亦有相当大的影响；而且化学反应需要时间。所以，高温、富氧和氧与氮在高温中的滞留时间长，是柴油机燃烧过程中NOX生成率大的三要素。图2 为柴油机各工况下NOX排放性能的比较。

综合 3 幅图可以看出，在中小负荷区域内，负荷增加时，NOX排放浓度有较大增加，但在大负荷时，这种趋势减缓，甚至NOX排放会有所降低。可行的解释为：火焰温度和缸内平均温度随负荷增加而增高，高温持续时间也随负荷增加而延长，因此从这个方面来讲，负荷增加是有利于NOX生成的。中、低负荷时，循环油量相对较少，缸内过量空气系数较大，燃烧中供氧量充分，NOX生成三要素同时存在，所以促进了NOX的加速生成；而大负荷时，尽管温度升高和高温持续时间延长这两个因素有增无疑，但氧的浓度下降较大，从而制约了NOX的生成速率。

从图中可以看出，供油提前角对NOX排放有明显的影响。转速、负荷相同的工况下，NOX排放值随着供油提前角的减小而大幅降低。其原因是，如前所述，喷油提前角增加，则滞燃期延长，是滞燃期内的喷油量占循环喷油量的分量增加，相应的使预混合燃烧的燃油量占循环喷油量的分量增加，而预混合气混合均匀处于富氧的状态，其量增加使得急燃期内缸内温度必然迅速升高，急燃期亦有所增长。NOX生成的三要素均有加强，故其排放量增加。

总之，不难得出结论，延迟喷油是降低NOX排放最方便而有效的措施。但是这样做，烟度排放和油耗率会有所上升。

对供油提前角调节的必要性供油提前角的大小对柴油机燃烧过程影响很大，过大时由于燃油是在汽缸内空气温度较低的情况下喷入，混合气形成条件差，燃烧前集油过多，会引起柴油机工作粗暴，怠速不稳和起动困难；过小时，将使燃料产生过后燃烧，燃烧的最高温度和压力下降，燃烧不完全和功率下降，甚至排气冒黑烟，柴油机过热，导致动力性和经济型降低。1

机型数据常见机型供油提前角值

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影响因素发动机的转速发动机的转速越高，从柱塞和柱塞套之间的泄漏减少，此时， 供油时刻提前， 即供油提前角变大，反之则变小。

燃油的温度发动机工作时， 机体温度在不断升高，加之外界气温的影响， 气温越高燃油的粘度变低，使其从柱塞副间的泄漏量增多，开始供油时刻推迟，即供油提前角减小， 反之则增大。

弹簧的弹力此弹力减弱，开始供油时刻提前，供油提前角增大反之则减小。弹簧主要是指出油阀弹簧和喷油器弹簧。

柱塞副的磨损量磨损量越大，开始供油时刻越晚，供油提前角变小。

滚轮体和凸轮之间的磨损此磨损量越大， 则开始供油时刻越晚，供油提前角变小。2

调整方法单缸机调整（1）松开高压油管两端的连接螺母，并拧下喷油器一瑙的螺母，将高压油管转至水平位置，使油管口朝上，把喷油泵端的螺母上紧。

（2）将手油门放到供油位置，将减压手柄放在减压位贵，摇转曲轴，使高压油管内充满柴油，停止转动曲轴。

（3）当发现高压油管内油面波动时，立刻停止转动， 检查飞轮上的“ 刻线”是否与水箱上的刻线对齐，若两刻线间的距离小于6mm，则为正确，若大于8mm应进行调整。

（5）调整时，关闭油箱开关， 卸掉喷油泵的输油管接头及高压油管，拆下喷油泵，通过调整喷油泵与机体之间的垫片多少来调整。

双缸机型调整双缸机（J285T）型柴油机的检查与调整

先拆下第一缸高压油管，装上定时管， 将喷油泵调速手柄放在最大供油位置。用输油泵上的手油泵排尽燃油供给系统低压油路中的空气，转动曲轴直至玻璃管口流出不带气泡的柴油为止， 用手指弹动玻璃管，使油面低于管口，然后慢慢转动曲轴，并同时注意玻璃管口的油面波动当油面一有波动，说明第一缸开始供油，这时立即停止转动曲轴，当曲轴皮带轮或飞轮上打有“P”字的刻线对准齿轮室盖上铸造出的直线或联结板上的刻线，则供油提前角正常。若稍有偏差，可松开喷油泵法兰面上的三只压紧螺母，转动泵体进行调整。将喷油泵体朝向柴油机机体方向转动时，则供油提前角增大。调好后，把三只压紧螺母上紧。

多缸机调整（1）调节花盘法：打开调整口盖，摊开锁片，拧出花键接盘的两个固定螺钉切忌不要碰转了花键接盘。将固定螺钉擂入另一对孔使花键接盘连同喷油泵花键套管一起拨转一个角度。顺着凸轮轴工作旋转方向拨动，供油提前角增大反之则减少。花键接盘及喷油泵传动齿轮轮毅上，各有14个孔。齿轮上两孔间的夹角是22.5°，花键接盘上两孔间的夹角是21°，每当连同花键套管一起拨转花键接盘，便下一对孔对正时，接盘与齿轮的相对位置改变1.5°，相当于供油提前角改变3°（如4115、4125型柴油机）。

（2）转动泵体法：松开喷钱泵法兰连接于机体的三个固定螺钉，转动喷油泵壳体，以改变分泵柱塞相对于喷油泵凸轮的位置，从而改变供油提前角。将泵体顺着凸轮轴的旋转方向转动，供油提前角减少反之则增大。此时喷油泵壳体改变1°，相当于供油提前角改变2°（如495A型柴油机）。3