内燃机的燃烧过程

1、第八章第八章 内燃机的燃烧过程内燃机的燃烧过程 燃烧完全与燃烧及时是燃烧过程 的两个基本要求 第一节第一节 汽油机的燃烧过程与燃烧室 一、正常燃烧一、正常燃烧 l燃烧过程(0.00150.003s, 3060A)的3个时期 参见图8-1 l诱导期 l显燃期 l温度和压力迅速提高，最后达到压力最大值 l对发动机工作影响大 l后燃期 什么叫化油器的回火现象？ 点火提前角有多大？ l显燃期的长短对内燃机的影响 l从热效率、功率的角度来看 l从工作粗暴和噪声来看 l解决上述矛盾的原则？ P209 l火焰传播速度与燃烧速度 l火焰传播速度 l燃烧速度 l以上两者的关系 l衡量发动机工作粗暴程度的指标 二

2、、不正常燃烧二、不正常燃烧 l爆震燃烧 l含义 l外部特征 l爆燃时的示功图：显燃期之末，有冲击波存在 l危害 l消除爆燃的基本措施 l表面点火： 含义 l早燃：含义、特征、与爆燃的区别 l激爆 三、影响燃烧过程的因素三、影响燃烧过程的因素 l一）运转因素 l燃料性质 l混合气质量 l混合气浓度 l混合气分配 l点火提前角 l转速与负荷 l转速 l负荷 l冷却强度 l二）构造因素 l压缩比 l燃烧室形状及火花塞位 置 l混合气涡流 l气缸直径 l气缸盖和活塞材料 l冷却方式 （一）运转因素（一）运转因素 l燃料性质：辛烷值愈大，燃料的爆燃倾向愈小 l混合气质量 l混合气浓度：混合气浓度对火焰传

3、播速度的影响 l混合气分配：各缸均匀性进气管布置、进气管断面尺寸、 混合气预热 l点火提前角：对燃烧的及时性影响大。过大，过小 l转速与负荷 l转速： l火焰传播速度随转速的增加而增加涡流运动增强 l转速增加，点火提前角也应适当增大 l发动机的爆燃倾向随转速的增加而减弱 l负荷 l负荷减小，爆燃的倾向减弱进气量/残余废气量，燃烧速 度 l负荷小时，须使点火提前角适当加大 l冷却：过度冷却；冷却不足 （二）构造因素（二）构造因素 l压缩比： 功率和经济性；爆燃可能性；排气污 染 l燃烧室形状及火花塞位置 l希望燃烧室具备的条件 l火花塞位置要近于燃烧室中心，且靠近最热部分(如排气门) l混合气涡

4、流 l涡流强，好；过强，？（传热损失增加，吹灭火焰中心） l燃烧室内形成涡流的方法：进气涡流，挤压涡流 l气缸直径：直径热损失减少，经济性较好，但爆燃倾 向增加 l气缸盖和活塞材料：铝合金材料可显著减小爆燃倾向 l冷却方式：空气冷却方式爆燃倾向较强 四、汽油机的燃烧室四、汽油机的燃烧室 l对燃烧室的两点基本要求 l结构紧凑，散热面积小 l压缩终了时具有一定的涡流运动 l几种燃烧室形式 特点 应用 l楔形燃烧室 l盆形燃烧室 l半球形燃烧室 lL形燃烧室：侧置式 第二节第二节 柴油机可燃混合气的形成 一、柴油机混合气形成的特点一、柴油机混合气形成的特点 l在压缩过程终了时把柴油高压喷射，自燃 l

5、混合气形成时间很短(3060A) ，混合气质量较 差 l混合气浓的地方，燃油因缺乏氧气而燃烧缓慢，甚 至燃烧不完全而引起排气冒黑烟 l混合气稀的地方，空气得不到充分的利用 l所以，柴油机和混合气形成与燃烧是决定柴油 机动力性和经济性的关键 二、柴油机混合气形成的基本形式二、柴油机混合气形成的基本形式 l空间雾化混合 l燃油喷向燃烧室空间与空气混合 l油膜蒸发混合 l燃油喷射到燃烧室壁面形成一层油膜，油膜受热汽 化蒸发 第三节第三节 燃油的喷射雾化 将燃油分散成细粒的过程称燃油的喷雾 （雾化） 一、喷注的形成及特征一、喷注的形成及特征 l何谓喷注？中间部分，外部 l喷注的特征 l喷雾锥角：大说明

6、喷注松散，油粒细，雾化质量 好 l喷注射程L （贯穿距离）：过大，过小 l雾化质量（雾化质量）：指喷散的细度和喷散的均 匀度 二、影响喷注特性的因素二、影响喷注特性的因素 l喷油器结构和尺寸 l喷孔直径，小；大 l喷油压力 l压力越大，雾化质量好，射程增加 l气缸内压缩空气反压力 l增加，雾化有所改善，喷雾锥角增加，射程减小 l喷油泵凸轮外形及转速 l外形较陡或转速较高，燃油压力增加 l燃油黏度 l增大，油粒不易分散成细粒，雾化不良 第四节第四节 柴油机的燃烧过程 一、燃烧过程的一、燃烧过程的4个时期个时期参见图参见图8-12 l滞燃期：喷油开始到着火开始2 l对柴油机工作有很大影响 l滞燃期

7、长，喷油多，压力升高大，经济性有所提高，但工作 粗暴性增加，加速机件磨损。因此， l影响滞燃期的主要因素 l速燃期：燃油着火开始到迅速燃烧出现最高压力3 ；特点 l缓燃期：从最高压力开始到出现最高温度4； 特点 l后燃期：从最高温度点开始到燃烧基本结束5； 特点 l转速愈高，后燃期愈长。应力求缩短后燃期 综上所述： 喷油提前角？ l为了工作可靠 l为了工作柔和 l为了燃烧完全及时 二、影响燃烧过程的因素二、影响燃烧过程的因素 l一）运转因素 l燃油性质 l喷油提前角 l转速和负荷 l转速 l负荷 l冷却强度 l二）构造因素 l压缩比 l喷油压力 l活塞材料 l喷油规律 l燃烧室形式 l空气涡流

8、 （一）运转因素（一）运转因素 l燃料性质： l柴油的发火性能影响滞燃期的长短，即工作粗暴性 l柴油的十六烷值越高，自燃能力越强，滞燃期短，工作柔和 l喷油提前角： l增大，滞燃期延长，工作粗暴 l减小，工作柔和，降低NOx排放；过小，热效率显著下降 l转速与负荷 l转速： l增加，混合改善，喷油提前角应适当增大 l负荷 l增大，缩短了滞燃期，工作柔和；但后燃严重，不完全燃烧现 象增加，经济性下降，排气污染增加 l冷起动或怠速运转时， l冷却强度 l温度升高，滞燃期缩短，工作柔和 （二）构造因素（二）构造因素 l压缩比 l较大，滞燃期缩短，工作柔和；还能提高经济性和改善 起动性能；但零件负荷高

9、，影响寿命且对排气净化不利 l喷油压力 l增大，雾化质量改善；过高 l活塞材料 l铸铁材料可缩短滞燃期，工作比较柔和 l喷油规律 l说明叫喷油规律？与什么有关？ l燃烧室形式 l空气涡流 l进气涡流；挤压涡流 第五节第五节 柴油机的燃烧室 l柴油机混合气的形成和燃烧与燃烧室有密切关 系 l可分为两大类 l直接喷射式燃烧室 l开式 l半开式 l间接喷射式（分开式）燃烧室 l涡流室燃烧室 l预燃室燃烧室 一、直接喷射式燃烧室一、直接喷射式燃烧室 l结构直接取决于活塞顶上的凹坑形状 l根据燃烧室深浅又划分为 l开式燃烧室：结构特点，相匹配的喷油器，混合气 形成 l半开式燃烧室：结构特点，相匹配的喷油器，混合 气形成 l形燃烧室 图8-21 l球形燃烧