针对缸内直喷发动机的喷油器头部长时间工作在高温高压的燃烧室环境中,喷嘴内部以及针阀球座附近会产生严重的积碳,积碳的存在会改变喷油器喷油特性,影响油气混合质量,间接对发动机混合气燃烧过程产生根本的影响。因此必须对积碳机理展开深入的讨论与研究。本研究根据实验需要,将喷油器的积碳生成实验进程分为两个步骤:第一步为积碳生成探索实验,第二步为电加热积碳生成实验。积碳生成探索实验:根据实验需要,实验团队采用dibble燃烧器来模拟喷油器在缸内的喷油燃烧过程。供油系统采用上汽NLE2.0发动机供油系统,采用NI-CRIO控制器来控制高压油泵的工作与喷油器的工作,该供油系统可以保证燃油供油系统的稳定,尽可能保证实验情况接近于实际发动机工况。实验结果表明:喷油器在经过连续喷射后,喷孔内部没有产生太多的积碳,流量实验结果表明,连续喷射下,喷孔内部积碳较少。根据SEM电镜扫描结果来观察,在较高的喷油频率下,喷孔外部会产生较多的积碳。而根据国内外的研究结果来看,最影响喷油器性能的是喷孔的内部积碳,对积碳机理的认识加深使我们的研究重点转移到了喷孔内部积碳上来。电加热生成实验:实验团队设计了专为生成内部积碳的电加热实验台架,积碳生成实验程序参考ASTM D6421燃油评估程序,制定了积碳的生成程序:升温4分钟,喷油15s,保温40分钟,降温16分钟为一循环,共进行44个循环。实验结果表明,存在一个最适宜喷孔内部积碳的温度区间,在T90于终馏温度之间,当喷嘴头部温度高于燃油终馏温度时,由于温度梯度的存在,针阀处的温度可能处于燃油的T90温度与终馏温度之间,利于积碳的生长。从流量特性实验结果来看,喷孔内部积碳会影响喷油器的流量下降情况,对喷油持续时间的影响则不是特别明显,从积碳后的喷油器的喷雾特性实验结果与流量特性实验对比结果中,我们得出,针阀球座附近的积碳对喷油器流量特性影响有限,对喷油持续时间影响较为明显。影响流量的积碳与影响喷油持续时间的积碳生成位置不同,对喷油器性能的影响也不同。实验团队对不同积碳位置的喷油器喷雾形态(喷雾贯穿距与喷雾锥角)进行了观察研究,当喷孔内部积碳较多,针阀球座附近积碳较少时,喷雾贯穿距有变大的倾向,喷雾锥角变化不是特别明显;当喷油器喷孔内部积碳量较少,针阀球座附近积碳量的较多时,喷雾贯穿距有变小的倾向,喷雾锥角的变化不是特别明显。三组实验中喷雾锥角的变化上总体上表现出由大变小的过程,最终趋向于一个稳定值。