05柴油机混合气的形成和燃烧.ppt

第五章 柴油机混合气形成和燃烧;柴油机使用的燃料是较难挥发而较易自燃的柴油，它的燃烧组织与汽油机相比有着本质的不同。 在柴油机的工作过程中，混合气的形成和燃烧是个主要过程，对柴油机的性能影响最大。在燃烧过程中，燃料的化学能经过燃烧产生热能，使气体膨胀做功，转变为机械能。 燃烧过程的好坏，关系到能量转换效率的大小，从而直接影响柴油机的性能指标。;柴油机可燃混合气形成和燃烧特点： 是由喷射系统在压缩行程接近终了时开始直接喷入燃烧室内 。 混合气形成的空间小、时间极短，混合气不均匀，在高温、高压下多点自燃着火燃烧的。 ;第一节 柴油机的燃烧过程;单个油粒的着火 ;二、燃烧过程的划分阶段 柴油机燃烧过程非常复杂，为了便于分析和揭示燃烧过程的规律，通常将这一连续的燃烧过程分为四个阶段（如图所示），即 着火延迟期（又称为滞燃期） 速燃期 缓燃期 补燃期;? 从喷油开始（A点）到压力开始急剧升高时（B点）为止的这段时间。 着火延迟期也称为滞燃期。 ? 是混合气准备的物理和化学过程。 ? 温度或压力越高，着火延迟期越短。十六烷值越高，着火延迟期越短 ? 燃烧室的形式和壁温 ，也影响着火延迟期长短。 ;控制压力升高率的措施——减小在着火延迟期内准备好的可燃混合气的量。 可从三个方面考虑： ①缩短着火延迟期的时间（十六烷值） ②减少着火延迟期内喷入的燃油（喷油规律） ③减少着火延迟期内形成的可燃混合气（混合气形成方式）;三、燃烧放热规律 ;;1.燃烧放热规律三要素： （1）放热始点 决定了放热率曲线距压缩上止点的位置。对循环热效率、压力升高率和燃烧最大压力有重大影响。 （2）燃烧放热规律曲线形状 决定了前后放热量的比例。对噪声、振动和有害排放有很大影响。 （3）燃烧持续时间 其长短在一定程度上是理论循环等压放热预膨胀比大小的反映。是决定循环热效率的一个极为关键的因素。对有害排放也有较大影响。;2. 理想的燃烧放热规律及其控制 ;（1）放热始点的要求及控制 要求：保证最大压力出现在上止点后10～15°。 控制：通过喷油提前角及着火延迟期长短来控制 。转速、负荷增加应加大喷油提前角。 （2）燃烧放热规律曲线的形状 要求：先缓后急。 开始放热阶段，控制燃烧放热速率，放热适中，以降低压力升高率，满足运转柔和的要求。 然后燃烧应加速进行，绝大部分燃油在尽可能靠近上止点处完成燃烧，提高经济性和动力性。 控制：通过喷油、气流、燃烧室形状的相互协调来控制。 （3）燃烧持续期的要求及控制 要求：越短越好。 控制：喷油延迟角、改善混合气的形成。;四、汽油机与柴油机燃烧过程的对比;第二节 柴油的喷射及雾化;一、供油系统和喷射过程 1.柴油机供油系统 （已在第三章的“三、喷射燃烧的雾化与扩散燃烧”中介绍）;2.喷油泵速度特性及其校正;油量校正装置的作用： 当发动机在标定工况下工作时，如果转速因外界阻力增加而下降，喷油泵能自动增加循环供油量，以增大低速时的转矩，提高转矩储备系数。; 3.喷射过程 ;6.两者的差异 喷油始点滞后于供油始点 喷油持续时间较长 变化规律明显不同 最大喷油速率较低 每一循环总供油量比同一循环理论供油量小;7、异常喷射现象 ;喷射系统中的穴蚀破坏 ;二、燃油的雾化和油束特性 （已在第三章的“三、喷射燃烧的雾化与扩散燃烧”中介绍） 三、对喷射系统的要求(了解) （P125） ;第三节 混合气的形成和燃烧室 ;一、柴油机混合气形成特点和方式 ;大部分燃油喷射到燃烧室壁上，形成一层油膜。利用受热蒸发和空气的相对运动作用形成较均匀的混合气。 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。;;二、柴油机燃烧室;1.直喷式燃烧室(统一式燃烧室 );凹坑较浅，凹坑口径与活塞直径之比一般大于0.8。 主要依靠燃油的喷散雾化，因此要求高的喷射压力和较多喷孔数目。 混合气形成方式为空间雾化，一般不组织空气运动，空气利用率相对较低（1.5-2.2) 开式燃烧室一般适用于缸径较大（≥140mm），转速较低（≤2000r/min）的柴油机中。 ;切向进气道特点：气道母线与气缸相切，气道形状平直，在气门前强烈收缩，气流通过切向气道时速度越来越快，并沿切线方向进入，在气缸壁上转向，产生绕气缸中心线的旋转运动。;　1） 浅盆形燃烧室 　 2） ω形燃烧室 3） 挤流口式燃烧室 4） 球形燃烧室 ;图5-26 非回转体燃烧室 a) 四角形 b) 微涡流MTCC c) Quardram d) 花瓣形;直喷式燃烧室柴油机的性能持点 ;2.