一 燃烧过程概述
    人为地划分为四个阶段
柴油机燃烧过程
    1.着火延迟期
    从燃油喷入燃烧室(A点)至由于开始燃烧而引起压力升高脱离压缩线开始急剧上升(B点)。这一阶段主要进行混合气的粉碎、蒸发汽化,在局部形成可燃混合气,并开始自燃。时间很短一般在0.0003~0.0007秒之间。受柴油十六烷值、燃烧室的结构,燃烧室内的温度压力影响。
    2.速燃期
    从压力脱离压缩线开始急剧上升(B点)至达到最大压力点(C点)。速燃期内,在着火延迟期内准备好的混合气几乎同时开始燃烧,使燃烧室内的压力、温度急剧上升。燃烧室内的最大压力(又称为最大爆发压力)有可能达到13MPa以上。
    3.缓燃期
    从最大压力点(C点)到最高温度点(D点)。一般喷射过程在缓燃期都已结束、随着燃烧过程的进行。空气逐渐减少而燃烧产物不断增多,燃烧的进行也渐趋缓慢。柴油机燃烧室内的最高温度可达2000K左右,一般在上止点后20°~35°曲轴转角处出现。
    4.补燃期
    从最高温度点(D点)到燃油燃烧结束(E点),由于燃烧时间短促,混合气又不太均匀,总有少量燃油拖延到膨胀过程中继续燃烧。特别在高速、高负荷工况下,因过量空气系数小,混合气形成和燃烧的时间更短.这种后燃现象就更为严重。
    二 燃烧放热规律
    1) 瞬时放热速率
    是指在燃烧过程中的某一时刻,单位时间内(或1°曲轴转角内)燃烧的燃油所放出的热量。
    2) 累积放热百分比
    是指从燃烧过程开始至某一时刻为止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。
    瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系,称为燃烧放热规律。
    3) 燃烧放热三要素
    燃烧起点、燃烧放热规律曲线形状和燃烧持续时间是燃烧放热规律的三要素。
    4)较理想的燃烧放热规律要求
    一般来说,柴油机的理想燃烧放热规律是有一个合适的燃烧起点,同时燃烧应该是先缓后急。在开始放热阶段,不希望燃烧放热速率上升得过快,以降低压力升高率,使柴油机的工作粗暴得到控制;然后燃烧应加速进行,使绝大部分燃油在尽可能靠近上止点处完成燃烧,以提高经济性。燃烧持续时间不宜过长。
    三 柴油机的有害排放物和噪声振动
    1.柴油机的有害排放物
    柴油机的主要排放物包括:微粒、氮氧化合物、一氧化碳、碳氢化合物。其中主要的是氮氧化合物和微粒。
    1) 微粒
    微粒是指温度在52℃以上时,排气中除水以外的固态和液态物质,柴油机废气中的微粒主要由碳微粒(碳烟粒子)和吸附与凝聚其上的碳氢化合物组成。碳烟粒子主要是在高温、极度缺氧的条件下生成的,当过量空气系数减小到一定程度后,微粒的排放量随过量空气系数的下降而较快的增长。
    2) 氮氧化物
    氮氧化合物主要是在高温富氧、相对由较充裕反应时间的条件下生成的。柴油机废气中NOx与汽油机的有所不同,其中NO2占5%~15%。直喷式燃烧室排放NOx高于分隔式燃烧室。
    3) 一氧化碳
    CO是不完全燃烧的产物,由于柴油机的过量空气系数 较大,产生的CO又有可能有足够的空气在膨胀过程中氧化为CO2,因此柴油机废气中的CO含量很低,仅在接近全负荷附近,即过量空气系数过小时,CO的排放量才有所上升。
    4)碳氢化合物
    柴油机废气中HC主要是在混合气过稀的情况下产生的。特别是在低负荷时过量空气系数过大,由于温度过低,反应不能及时进行,从而使HC的排放量有所增大。
    2.柴油机排气的黑烟、白烟与蓝烟
    黑烟:主要在柴油机大负荷和加速时产生,主要因为燃烧室内缺氧,燃烧不充分而产生的。
    白烟与蓝烟是柴油机冷起动后怠速或低负荷下暖机过程中产生,由于燃烧室内工质温度低,燃油不能完全蒸发燃烧,未燃烧或部分氧化的燃油以液态微粒的形式随废气排出,冷凝形成白烟与蓝烟,白烟与蓝烟主要区别是白烟的微粒直径较大。
    3.柴油机的噪声与振动
    人可听频率范围为20Hz一20000Hz,噪声的频率就在这一范围中。现代城市中的交通噪声是环境噪声的主要部分,可高达城市噪声的75%左右,这里又以汽车为主,汽车的主要噪声源是发动机和轮胎(尤其在高速行驶时)。柴油机的噪声主要由气体动力噪声、机械噪声和燃烧噪声三部分组成。
车用发动机噪声水平
1 — 柴油机 2 — 直喷式燃烧室 3 — 非增压 4 — 增压
5 — 分隔式燃烧室 6 — 汽油机
    1) 气体动力噪声
    是指由于进排气系统及冷却风扇工作时气流压力脉动而产生的噪声,排气噪声占主要部分,除高速气流流经进、排气阀变化着的最小流通截面时产生高频噪声外,一般呈中、低频特性。
    2) 机械噪声
    是由曲轴连杆活塞机构、配气机构、齿轮系、喷油泵及其附属机构等部分的高速运动并与其相邻零部件发生频繁的机械撞击、激励结构振动而产生的噪声。
    3) 燃烧噪声
    主要是因为迅速地燃烧引起燃烧室内压力急剧变化所致,随压力升高率的增大而增大,它导致缸套、机体、缸盖等零部件的强烈振动并向外界辐射中、高频噪声,在直喷式柴油机中燃烧噪声较大。
    发动机的振动会危害到发动机的使用寿命,造成缸套和活塞受到冲击,曲轴、凸轮轴断裂,传动齿轮磨损等。
    4.噪声与振动的控制措施
    1) 控制燃烧过程来降低燃烧噪声。
    2) 改进机体等有关零部件,提高刚度,降低结构振动的振幅和提高共振频率。
    3) 减小各部件间的间隙,为减小惯性力,降低活塞平均速度。
    4) 采用吸振减振材料制造零件。
    5) 改进消音器结构材料,改进空气滤清器、风扇的设计,以降低气体动力噪声。
    6) 遮屏蔽噪声源,破坏噪声传播途径。
    四 供油系统和喷射过程概述
    1.供油系统分类
    柴油机的供油系统按工作原理的不同可大体分为三类柱塞式泵供油系统、分配泵式供油系统及PT燃油系统。
    1) 柱塞是供油系统
    柱塞泵供油系统在使用最广,包含三套偶件(针阀偶件、柱塞、出油阀偶件),最大喷射压力较高。泵喷嘴是柱塞式供油系统的变型。
    2) 分配泵供油系统
    分配泵供油系统结构紧凑,体积小,质量轻,供油压力稍低。以旋转形式供油。
    3) PT燃油系统
    PT供油系统是美国专利技术,我国已引进专利生产,高压产生在喷嘴,而没有高压泵。
    2.供油系统组成
    柴油机喷油系统由油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器组成。另外还包括调整器和供油提前角调节装置。喷油泵作用是定时、定量地经高压油管向各缸地喷油器周期性供给高压油。喷油器作用是将喷油泵供给地高压油喷入柴油机的燃烧室,使燃油雾化成微细的油粒,并按一定要求分布在燃烧室内。分为孔式喷油器和轴针式喷油器。
孔式喷油器和针式喷油器
a) 孔式喷油器 b) 针式喷油器
    3.喷油泵速度特性及其校正
    喷油泵油量控制机构位置固定,循环供油量随喷油泵转速变化的关系称为喷油泵速度特性。
    油孔节流作用
    对于柱塞式喷油泵,当喷油泵柱塞向上运动中柱塞上端面还未完全关闭油孔时,由于流通截面很小而时间极短,被柱塞挤压的燃油来不及通过油孔流出,泵油就已经开始,结果使出油阀相对提早开启;同样,在油孔刚刚开启时,柱塞上部的燃油不能立即通过油孔流出,使出油阀相对滞后关闭,这就是油孔处的节流作用。
    (1) 喷油泵速度特性
    由于油孔处的节流作用,转速越高,油孔处节流作用的影响也越大,因此,一般随着转速的上升,循环供油量呈略有增大的趋势(AB和CD段)。
喷油泵速度特性及其校正
    (2) 喷油泵速度校正
    喷油泵所固有的速度特性通常并不理想,特别对于车用柴油机,因此需要对其进行必要的校正。在较高的转速范围内,一般柴油机的充气效率随转速的上升而下降,而循环供油量随转速的上升而增大,使空气量与供油量不相匹配。若在低速n1固定供油量,则会造成高速供油量过多(图中的AB段),使柴油机燃烧不完全而冒黑烟若在高速n2下固定供油量,则会造成低速供油量不足(图中的CD段),使柴油机的潜力得不到充分发挥。通过校正可以得到较理想的喷油泵速度特性(图中的AD段)。这样也将有利于提高车用柴油机适应阻力变化的能力,得到较理想的转矩特性。
    4.喷射过程
    喷射过程是指从喷油泵开始供油直至喷油器停止喷油的过程。整个喷射过程在全负荷工况下约占15~40度曲轴转角。 喷射过程分为三个阶段:喷射延迟阶段、主喷射阶段和喷射结束阶段。
    1) 喷射延迟阶段
    该阶段从喷油泵上的出油阀开始升起(供油始点)到喷油器的针阀开始升起(喷油始点)为止。出油阀升起后,受压缩的燃油进入高压油管,使喷油泵端的压力上升,压力波以声速(约1400m/s)沿高压油管向喷油器端传播。当传播到喷油器端的压力超过针阀开启压力(又称喷射压力)时,针阀即升起,开始喷油。
    2) 主喷射阶段
    该阶段从喷油始点到喷油器端的压力开始急剧下降为止。在针阀升起过程中,由于针阀上升让出容积以及一部分燃油喷入燃烧室内,喷油器端的压力有一短暂下降。当油孔刚刚开启时,最初因开度小有节流作用,喷油泵端压力并不立即下降;随着油孔逐渐打开,并由于出油阀落座过程中出油阀减压容积的作用,压力才急剧下降。由于压力波传播的原因,喷油器端压力的下降有一滞后。
    3) 喷射结束阶段
    该阶段从喷油器端的压力开始急剧下降到喷油器的针阀完全落座停止喷油为止。这一阶段内还有少量燃油从喷孔喷出。由于压力下降,燃油雾化变差,故应尽可能地缩短这一阶段,即喷射的结束应干脆迅速。
    5.供油规律和喷油规律
    1) 供油规律
    单位时间内(或1度喷油泵凸轮轴转角)喷油泵供油量随时间(或喷油泵凸轮转角)的变化关系。它纯粹是由喷油泵柱塞的几何尺寸和运动规律确定的。
    2) 喷油规律
    单位时间内喷油器喷入燃烧室内的燃油量随时间的变化关系。
    6.不正常喷射现象和喷射系统中的穴蚀破坏
    喷射系统内的压力高变化快,在高速和强化程度高时尤为突出,产生了出现一些不正常喷射现象的可能性。不正常喷射现象主要包括二次喷射、滴油现象、断续喷射、不规则喷射和隔次喷射。
    1) 二次喷射
    喷油器针阀落座以后,在压力波动的影响下再次升起喷油的现象。由于二次喷射是在燃油压力较低的情况下喷射的,燃油雾化不良,燃烧不完全,碳烟增多、引起喷孔积炭堵塞。二次喷射使喷射待续时间拉长,使燃烧过程不能及时进行,经济性下降,零部件过热。发生在高速、大负荷工况。
    2) 滴油现象
    在喷油器针阀密封正常的情况下,喷射终了时由于系统内的压力下降过慢使针阀不能迅速落座,出现仍有燃油流出的现象。这种在喷射终了时流出的燃油速度及压力极低,难以雾化,易生成积炭并使喷孔堵塞。
    3) 断续喷射
    由于在某一瞬间喷油泵的供油量小于从喷油器喷出的油量和填充针阀上升空出空间的油量之和,造成针阀在喷射过程中周期性跳动的现象。这时喷油泵端压力及针阀的运动方向不断变化,易导致针阀副的过度磨损。
    4) 不规则喷射和隔次喷射
    供油量过小时,循环喷油量不断变动甚至出现有的循环不喷油的现象。不规则喷射和隔次喷射易发生在柴油机怠速工况下,造成怠速运转不稳定、工作粗暴限制了柴油机的最低稳定转速。
    5) 穴蚀
    穴蚀:在高压容积内产生压力波动时,由于出现极低的压力而形成气泡,压力迅速升高使气泡爆裂而产生冲击波,这种冲击波多次作用于金属表面则引起穴蚀。穴蚀破坏会影响到喷射系统的工作可靠性和使用寿命。
    6) 避免不正常喷射的措施
    缩短高压油管长度,减小高压容积,降低压力波动;合理选择喷射系统的参数:如:喷油泵柱塞的直径、凸轮廓线、出油阀形式及尺寸、出油阀减压容积、高压油管内径、喷油器喷孔尺寸、针阀开启压力等;
    7.燃油的雾化和油束特性
    1) 燃油雾化
    燃油雾化是指燃油喷入燃烧室后被粉碎分散成细小液滴的过程。雾化好可形成较理想的混合气。燃油的雾化增加与空气接触的蒸发表面积、加速从空气中的吸热过程和液滴的汽化过程,有利于混合气的形成。
    2) 油束及油束特性
    (1) 油束
    燃油在喷油泵中被压缩后,经高压油管在极高压力(20~160MPa)的作用下以极大的速度(100~400m/s)及在高度紊流状态下从喷油器的喷孔喷射入燃烧室内。燃油在高速流动中,在与燃烧室内高压空气的相对运动中及紊流的作用下。被逐步粉碎分散为直径约2~50μm的液滴。由大小不同的液滴组成了油束。
    下图为在静止的高压空气中喷射过程某一时刻的油束结构示意图。油束核心部分液滴非常密集且液滴直径较大,液滴运动速度较高,空气极少,油束外围部分则与之相反,液滴稀少且液滴直径较小,液滴运动速度也较低。
    (2) 油束特性
    油束特性主要从几何形状和雾化质量两个方面来描述
    几何形状:油束的几何形状主要包括油束射程(又称为贯穿距离)L和喷射锥角β或油束的最大宽度B。
    影响油束几何形状的主要因素有:喷射压力,喷油器喷孔的长度直径比和空气与燃油密度比等。
    雾化质量:它是指油束中液滴的细度和均匀度。细度可以用液滴平均直径来表示。液滴平均直径越小,油束雾化得越细。减小喷油器喷孔直径,增大燃油喷入时的流速、空气密度的增大以及燃油粘度和表面张力的减小,都会使平均油滴直径减小。均匀度是指油束中液滴大小相同的程度以及液滴在油束内分布的均匀度。
    五 对喷射系统的要求
    1)避免出现不正常喷射现象和穴蚀破坏。
    这是对喷射系统最基本的要求。车用柴油机在很大的转速和负荷工况范围内工作,要保证在任一工况下都不出现不正常喷射现象往往是较为困难的,而且值得注意的是,一些消除不正常喷射现象的措施往往会促成穴蚀破坏的产生。这就需要在喷射系统的调整和匹配过中,考虑到各种工况,同时兼顾各方面的要求。
    2) 实现喷油提前角可随转速和负荷调整。
    可以根据不同转速和负荷的工况要求,在最佳的喷油时刻,精确提供所需要的燃油量。为此,需要实现喷油提前角随不同转速和负荷进行调整。对多缸柴油机,应保证各缸的均匀一致性,为此希望各缸的高压油管长度尽可能地一致。
    3) 尽可能实现理想的喷油规律
    一方面,更高的喷射压力和喷油速率以及更短的喷油持续时间已是发展趋势。另一方面,为避免柴油机工作过于粗暴、又希望实现“先缓后急”的喷油规律。为保证“先缓后急”的喷油规律,已开发了所谓的“分级喷射”的方法.即实现第一次喷入少量燃油,第二次再喷入其余大部分燃油。
    六 混合气的形成和燃烧室
    1.柴油机混合气形成特点和方式
    1) 形成特点
    由于柴油机的混合气形成的时间比汽油机短促得多,而且柴油的蒸发性和流动性都较汽油差,使得柴油难以在燃烧前彻底雾化蒸发并与空气均匀混合,因而柴油机可燃混合气的品质较汽油机差。因此,柴油机不得不采用较大的过量空气系数.使喷入燃烧室内的柴油能够燃烧得比较完全。
    2) 形成方式
    柴油机混合气形成方式从原理上来分,有空间雾化混合和油膜蒸发混合两种。
    (1) 空间雾化混合
    空间雾化混合是在燃烧室空间中利用燃油与空气的相对运动形成较均匀的混合气,燃油与空气的相对运动速度是起主要作用的因素。相对运动速度越高,油粒与空气的摩擦和碰撞越激烈,分散后的油粒也越细小,混合气也越均匀。混合气在这一过程中混有尚未蒸发汽化的液态油粒,不完全是气相的。
    (2) 油膜蒸发混合
    油膜蒸发混合是指喷在燃烧室壁面上的燃油形成油膜后,利用受热蒸发和空气相对运动的作用形成较均匀的混合气。这一混合方式中起主要作用的因素是燃烧室壁面温度、空气相对运动速度和油膜厚度。混合气在这一过程中完全是气相的。
    2.分隔式燃烧室
    分隔式燃烧室的结构特点是除位于活塞顶部的主燃烧室外,还有位于缸盖内的副燃烧室,两者之间有通道相连。燃油不直接喷入主燃烧室内,而是喷入副燃烧室内。
    1) 分类
    分为涡流室燃烧室和预燃式燃烧室。
    (1) 涡流室燃烧室
    一般涡流室容积约占整个燃烧室压缩容积的50%~60%。涡流室的形状有一些不同的类型、如近似球形的、上部为半球形下部为圆柱形的等等。在压缩过程中,空气从主燃烧室经通道流入涡流室,在涡流室内形成强烈的有组织的压缩涡流.压缩涡流在涡流室燃烧室柴油机的混合气形成中起主要作用。燃油顺涡流方向喷射入涡流室内,着火燃烧后,涡流室内的压力和温度迅速升高,燃气带着未燃的燃油和空气一起经通道高速流入主燃烧室内。活塞顶部的导流槽或浅凹坑使流入主燃烧室内的工质再次形成强烈的涡流(称为二次涡流),以加速燃油与空气的混合与燃烧。
涡流燃烧室
1 — 喷油器 2 — 涡流室 3 — 油束 4 — 通道
5 — 主燃烧室 6 — 电预热塞 7 — 导流槽
    (2) 预燃式燃烧室
    相对涡流室来说,预燃室的容积和连接通道的截面积都较小,通道内的最大流速约高50%。此外,还有在预燃室内还布置一中部为球体两端为较细圆柱体的球形杆油束喷射在球体上向四周反射飞溅。有利于混合气的形成,同时球形杆也起到加强其周围絮流的作用。在压缩过程中,气缸内部分空气流入预燃室内,由于连接通道截面积很小,且不与预燃室相切,所以在预燃室内形成强烈的无组织的絮流。空气紊流使一部分燃油雾化混合,当着火燃烧后,预燃室内的压力和温度迅速升高,利用这部分燃油的燃烧能量,将预燃室内已部分燃烧的浓混合气高速喷入主燃烧室内,并在主燃烧室内形成工质的运动,即燃烧涡流,促使其余部分的燃油在主燃烧室内迅速与空气混合并燃烧。
预燃室燃烧室
1 — 喷油室 2 — 预燃室 3 — 油束
4 — 通道 5 — 主燃烧室
    3.直喷式燃烧室
    直喷式燃烧室可根据活塞顶部凹坑的深浅分为开式燃烧室和半开式燃烧室两类。
    1) 开式燃烧室
    开式燃烧室的结构十分简单,活塞顶部的燃烧室有中心略有凸起的浅ω形和平底的浅盆形,凹坑较浅,凹坑直径与活塞直径之比一般大于0.7。混合气形成依靠燃油的喷散雾化,因此对雾化质量,也就是对喷射系统有很高的要求。开式燃烧室采用较多喷孔数目(7~12孔)的孔式喷油器和较高的喷射压力,最大喷射压力达到100MPa以上;而一般不组织或只有很弱的空气涡流运动,在混合气形成中空气运动所起的作用相对很小。混合气在燃烧室的空间内形成,避免油束直接喷到燃烧室的壁面上。
    2) 半开式燃烧室
    若将开式燃烧室应用于占车用柴油机大部分的小缸径高速柴油机中,会遇到很大的困难由于转速高,混合气形成和燃烧的时间极短,单靠燃油的喷散雾化,则不但喷孔直径要很小,喷射压力要很高,制造困难,使用可靠性下降,而且也不能实现在较小的过量空气系数下有较好的混合气形成和燃烧。这种情况下,就可以应用半开式燃烧室。半开式燃烧室的活塞顶部有较深的凹坑,形状有很多种,常见的有中心凸起的ω形和平底的深坑形,凹坑有缩口的,也有不缩口的,凹坑口径与活塞直径之比一般约在0.35~0.7之间。
半开式燃烧室
1 — 油束 2 — 凹坑 3 — 空气涡流
开式燃烧室
1 — 凹坑 2 — 喷油器 3 — 油束
    半开式燃烧室中空气运动
    (1) 进气涡流
    在混合气形成中,进气涡流起了重要作用。产生进气涡流的方法一般是采用螺旋进气道。螺旋气道的主要结构参数(如气阀座上方的螺旋室高度,气道最小截面积等)以及进气道安装位置等,都会影响气道的特性。切向气道也是产生进气涡流的方法。
螺旋气道 切向气道
    (2) 挤压涡流
    在压缩过程期间,当活塞接近上止点时,活塞顶部外围的环形空间中的空气被挤入活塞顶部的凹坑内,由此产生的涡流就是挤压涡流,简称挤流。当活塞下行时,活塞顶部凹坑内的气体又向外流到活塞顶部外围的环形空间,这种流动又称为逆挤压涡流,简称逆挤流。挤压涡流的强度与活塞顶部凹坑喉口直径以及活塞顶间隙有密切关系。活塞顶部凹坑喉口直径和活塞顶间隙越小,则挤压涡流的强度越大。挤压涡流(包括逆挤压涡流)不会影响充气系数,但却有助于改善和帮助混合气的形成。其持续的时间较短(仅在上止点附近),强度与进气涡流相比一般较小,在混合气形成和燃烧中起到配合作用。
    七 燃烧过程的影响因素
    1.燃油喷射、气流运动与燃烧室形状间的配合
    燃油喷射、气流运动与燃烧室形状间的良好配合,是满意的柴油机混合气形成和燃烧过程的基本保证。在燃烧喷射、气流运动与燃烧室形状间的配合中,一般应兼顾各方面的要求。并根据具体使用情况有所重。寻求一个较理想的折衷方案。燃油喷射、气流运动与燃烧室形状间的配合,目前仍以大量试验、反复改进为主要手段来进行。近年来,一方面燃烧室内部的测试有较大发展,通过激光测量、高速摄影和缸内取样等,深入了解混合气形成和燃烧过程,从而寻求最佳的配合;另一方面,应用计算机对柴油机的工作过程进行模拟计算也已得到应用,燃烧模型也从简单的零维模型发展为三维模型,这也投成为设计改进工作的有力工具。
    2.影响燃烧过程的运转因素
    1) 负荷
    柴油机的负荷调节的方法是“质调节”,即空气量基本上不随负荷变化,而只调节循环供油量。负荷增大,循环供油量也增大,过量空气系数减小,单位容积内混合气燃烧放出的热量增加,引起缸内温度上升,缩短着火延迟期,这对降低柴油机的工作粗暴有利。
负荷对着火延迟期的影响
    2) 转速
    转速升高时,由于散热损失和活塞环的漏气损失减小,使压缩终点的温度和压力增高;转速升高也会使喷油压力提高,改善燃油的雾化。这些都使得以秒为单位的着火延迟期缩短,而以曲轴转角为单位的着火延迟期则有可能缩短,也可能延长。一般说来,转速过低或过高时,都会使燃烧效率降低。转速过低时,空气运动减弱,喷油压力下降,使混合气质量变差;转速过高时,燃烧过程所占的曲轴转角加大,充气效率下降,也会给燃烧效率带来不利的影响。
转速对着火延迟期的影响
虚线 — 直喷式燃烧室 实线 — 涡流式燃烧室
    3) 供油提前角
    供油提前角(或喷油提前角)对柴油机的燃烧过程,进而对其性能有很多影响。供油提前角过大,燃油将喷人温度和压力相对较低的空气中,着火延迟期增长,同时在着火燃烧后,活塞仍在上行,使压力升高率和最大爆发压力都较高,工作较粗暴,NOx的排放量也会由于燃烧温度的升高而增加。过早燃烧还会增加压缩负功,降低柴油机的经济性和动力性。供油提前角过小,则会使燃油不能在上止点附近及时燃烧,也对柴油机的经济性和动力性不利,微粒的排放量也会增加。过迟的燃烧还会使燃烧温度升高,散热损失增加。
喷油提前角的影响
    4) 燃油
    燃油的十六烷值是衡量燃油自燃性的指标,对燃烧过程也有一定影响。十六烷值为55的燃油自燃性相对较好,即较易于着火自燃,使着火延迟期较短,因此同样喷油规律的条件下比较,十六烷值为45的燃油的压力升高率和最大爆发压力都明显较低。一般直喷式燃烧室比分隔式燃烧室对燃油的性质更为敏感。
    5) 废气再循环(EGR)
    废气再循环是指将一部分已然的废气再次引入燃烧室内参加燃烧。通过废气再循环降低了燃烧过程中的工质温度,从而有效的控制了NOx的排放量。但由于它实际上降低了过量空气系数,会对完善、及时的燃烧产生不利的影响,从而也会使碳烟的排放量增多,柴油机经济性变差,特别是在高速、高负荷的工况下更是如此。因此,仅在低速、低负荷的一定范围内,才在进气中掺入一定量废气。