第五章 柴油机混合气的形成及燃烧4.ppt

* 南京航空航天大学金城学院 四、不同燃烧室的比较 * 南京航空航天大学金城学院 直喷式燃烧室柴油机的性能持点 由于燃烧迅速，故经济性好，有效燃油消耗率低。 燃烧室结构简单，面容比小，散热损失小，没有主、副室之间的流动损失，是经济性好的重要原因。 对喷射系统的要求较高，影响工作可靠性和使用寿命。 冷起动性能较好。 工作较粗暴，压力升高率大，燃烧噪声大。 对转速的变化较为敏感，较难兼顾高速和低速工况的性能 。 * 南京航空航天大学金城学院 分隔式燃烧室柴油机的性能持点 靠强烈的空气运动来保证混合气质量，空气利用率较高。 空气运动随转速提高而增大，高速适应性能好。 对喷射系统的要求较低，工作可靠性和使用寿命高。 燃烧室结构较为复杂。 热效率低，经济性差。 冷起动性也较差。 工作较为平稳，燃烧噪声较小。 预燃室燃烧室与涡流室燃烧室柴油机相比，上述特点一般表现得更为突出。 * 南京航空航天大学金城学院 * 南京航空航天大学金城学院 分隔式柴油机主要控制碳烟的排放量，尤其是低负荷工况（燃烧室壁面温度低）。 直喷式柴油机主要应控制NOX和碳烟排放量之间的矛盾（推迟喷油提前角），降低燃烧噪声和控制部分负荷工况下的HC排放量。 * 南京航空航天大学金城学院 五、空气运动、燃油喷射及燃烧室结构的匹配 空气运动、燃油喷射和燃烧室结构是影响发动机性能最重要的因素。 在大型柴油机中，是依靠高压喷射、多孔喷嘴等燃油系统参数就能达到较好的性能。在中、小型高速柴油机中，都要组织进气涡流，以促进混合气的形成和燃烧过程的进行。 最佳涡流:进气涡流，要根据燃油系统参数和燃烧室结构参数来确定，过强或过弱的进气涡流都会造成燃烧恶化以及有害废气排放量增加，存在一个最佳涡流比。这个最佳涡流比主要是通过试验来确定的。 最佳涡流比随发动机的转速而变化，在低速时应为高涡流比，使油耗和烟度同时降低；在高速时应为低涡流比，使油耗和NOx同时降低。 柴油机燃烧过程分为哪四各阶段？ 影响柴油机着火滞燃期大小的因素有哪些？ 什么是燃烧放热规律的三要素？柴油机合理的燃烧放热规律要求是什么？试比较汽油机、直喷式柴油机和分隔式柴油机燃烧放热规律及其对燃烧过程影响的不同？ 产生白烟与蓝烟的主要原因有哪些？主要发生在发动机的什么工况下？如何采取措施从根本上消除柴油机冒白烟与蓝烟现象？ 柴油机燃油系统容易产生的不正常喷射现象有哪些？主要发生在什么情况下？如何采取措施消除这些不正常喷射？ 柴油机理想的喷油规律是什么？ 贯穿率的定义 滞燃期的大小对柴油机的燃烧有何影响？它 影响因素有哪些？ 柴油机的混合气形成方式主要有哪两种？试比较两者混合气形成的特点及其对燃烧过程的影响？ 汽车用小型高速直喷式柴油机一般使用螺旋进气道组织进气涡流运动，空气涡流运动过强或过弱，对发动机性能产生什么样的影响？ 日本五十铃公司设计的小型高速直喷式柴油机燃烧室形状为四角形?燃烧室，试分析其原因？ * 南京航空航天大学金城学院 （2）挤流 在压缩后期活塞表面的某一部分和缸盖之间挤压气体，产生径向或横向气流运动，称为挤流； * 南京航空航天大学金城学院 挤流强度由挤气面积和挤气间隙大小决定。 通常采用缩口形燃烧室 利用逆挤流有助于将燃烧室内的混合气流出，使其进一步和气缸内的空气混合燃烧，对改善燃烧和降低排放十分有利。 * 南京航空航天大学金城学院 定义：在进气过程中形成的绕垂直于气缸轴线的有组织大尺寸空气涡流。 （3）滚流 应用：滚流较适宜于在四气门汽油机上使用，滚流在压缩过程中其动量衰减较少，当活塞接近于上止点时，大尺度的滚流将破裂成众多小尺度的涡，使湍流强度和湍流动能增加，提高火焰传播速率，改善发动机性能。 * 南京航空航天大学金城学院 （4）湍流 基本特征—在于其具有随机性质的涡旋结构，以及这些涡旋在流体内部的随机运动，湍流能引起相邻各层流体间动量、温度、浓度等的交换和脉动。 湍流结构十分复杂，内燃机中可燃混合气的湍流特性对燃烧速度和火焰传播有着十分重要的影响. 定义：在气缸中形成随机的有旋的三维非定常气体运动； * 南京航空航天大学金城学院 三、柴油机燃烧室 柴油机燃烧室分为直喷式燃烧室和分隔式燃烧室。 （一）直喷式燃烧室 直喷式燃烧室按活塞顶部凹坑（燃烧室）的深浅、口径大小，分为开式燃烧室和半开式燃烧室。 （1）开式燃烧室 结构特点：燃烧室口径大、深度浅。（大缸径船用低速柴油机） * 南京航空航天大学金城学院 混合气形成特点： 最佳油束贯穿率在0.85左右，完全是空间雾