内燃机 第六章

1、第六章第六章 柴油机混合气形成与燃烧柴油机混合气形成与燃烧 第六章第六章 柴油机混合气形成与燃烧柴油机混合气形成与燃烧 l l 柴油机的燃烧过程柴油机的燃烧过程 l 柴油机的排放控制柴油机的排放控制 l 柴油机燃烧室柴油机燃烧室 l柴油的蒸发性和流动性差，柴油的蒸发性和流动性差， 混合气缸内形成混合气缸内形成 l过量空气系数较大过量空气系数较大 l喷油持续时间极短，只有喷油持续时间极短，只有 1535CA, n=1500r/min时时 只有只有1.7ms4ms l柴油机混合气形成靠三方面柴油机混合气形成靠三方面 的相互作用：一是燃烧室的的相互作用：一是燃烧室的 结构结构, ,二是燃料的喷雾，三

2、是二是燃料的喷雾，三是 适当的空气运动适当的空气运动 一、一、柴油机的混合气形成特点柴油机的混合气形成特点 二、混合气形成的基本方式二、混合气形成的基本方式 混合气形成的主要形式：混合气形成的主要形式：空间雾化混合和油膜蒸发混合空间雾化混合和油膜蒸发混合 二、混合气形成的基本方式二、混合气形成的基本方式 空空 间间 雾雾 化化 混混 合合油油 膜膜 蒸蒸 发发 混混 合合 1.大部分燃料喷散雾化，并分布到空大部分燃料喷散雾化，并分布到空 气中气中 2.燃料在空气中是细小油滴燃料在空气中是细小油滴 3.细小油滴与热空气混合，小油滴的细小油滴与热空气混合，小油滴的 高温下蒸发，形成不均匀的混合气高

3、温下蒸发，形成不均匀的混合气 4.在着火延迟期间形成的可燃混合气在着火延迟期间形成的可燃混合气 数量较多，多处着火数量较多，多处着火 5.燃烧开始时的放热速度很高，以后燃烧开始时的放热速度很高，以后 逐渐减慢逐渐减慢 1.利用强烈的空气涡流将大部分燃料利用强烈的空气涡流将大部分燃料 涂布到壁面上涂布到壁面上 2.燃料在壁面上形成油膜燃料在壁面上形成油膜 3.油膜受壁温影响在较低温度下蒸发油膜受壁温影响在较低温度下蒸发 ，然后燃料蒸气与空气混合，形成均，然后燃料蒸气与空气混合，形成均 质混合气质混合气 4.散布在空气中的少量雾化燃油局部散布在空气中的少量雾化燃油局部 着火着火 5.初期放热速率不

4、高，而随着燃烧进初期放热速率不高，而随着燃烧进 行，火焰辐射使蒸发增强加上热力混行，火焰辐射使蒸发增强加上热力混 合作用，中、后期的燃烧速度很快合作用，中、后期的燃烧速度很快 实际上，在柴油机中这两种混合方式同时存在，兼而有之实际上，在柴油机中这两种混合方式同时存在，兼而有之 三、柴油机气缸内的空气运动三、柴油机气缸内的空气运动 分类：涡流、滚流、挤流分类：涡流、滚流、挤流 1 1）进气涡流进气涡流 在进气过程中形成的，在进气过程中形成的，绕气缸轴线绕气缸轴线有组织的气流运动。有组织的气流运动。 l进气涡流的强度由进气道形状和发动机转速决定。进气涡流的强度由进气道形状和发动机转速决定。 三、柴

5、油机气缸内的空气运动三、柴油机气缸内的空气运动 上图：产生进气涡流的方法上图：产生进气涡流的方法 a导气屏导气屏 b切向气道切向气道 c螺旋气道螺旋气道 2 2）压缩挤流压缩挤流 在压缩过程后期，在压缩过程后期，活塞顶上方环形空间中的空气被挤入活活塞顶上方环形空间中的空气被挤入活 塞顶部的燃烧室内，造成的塞顶部的燃烧室内，造成的径向或横向径向或横向的气流运动。的气流运动。 l 挤流强度主要由挤流强度主要由挤气面积挤气面积和和挤气间隙挤气间隙（活塞顶隙）大（活塞顶隙）大 小决定小决定 三、柴油机气缸内的空气运动三、柴油机气缸内的空气运动 膨胀时膨胀时 逆挤流逆挤流 三、柴油机气缸内的空气运动三、

6、柴油机气缸内的空气运动 3 3）滚流滚流 在进气过程中形成的，绕在进气过程中形成的，绕 垂直于气缸的轴线旋转垂直于气缸的轴线旋转的的 有组织的空气旋流有组织的空气旋流 动画演示动画演示（点击动画即开始播放）（点击动画即开始播放） 第六章第六章 柴油机混合气形成与燃烧柴油机混合气形成与燃烧 l 柴油机的混合气形成方式柴油机的混合气形成方式 l l 柴油机的排放控制柴油机的排放控制 l 柴油机燃烧室柴油机燃烧室 一、着火的条件和特点一、着火的条件和特点 着火的基本条件着火的基本条件 l形成的燃料蒸气与空气的混合气空燃比要在着火界限内。混合形成的燃料蒸气与空气的混合气空燃比要在着火界限内。混合 气过

7、浓，氧分子少，混合气过稀，则燃料分子少，这两种情况气过浓，氧分子少，混合气过稀，则燃料分子少，这两种情况 的氧化反应速率都不够高，不能形成燃烧。一种燃料的着火界的氧化反应速率都不够高，不能形成燃烧。一种燃料的着火界 限不是一成不变的，而是随着温度的升高，分子运动速率增加限不是一成不变的，而是随着温度的升高，分子运动速率增加 ，反应速率加快，着火界限也有所扩大。，反应速率加快，着火界限也有所扩大。 l可燃混合气必须被加热到自燃温度以上才能着火，低于这一温可燃混合气必须被加热到自燃温度以上才能着火，低于这一温 度，燃料就不能着火。不同燃料的自燃温度是不同的，它反映度，燃料就不能着火。不同燃料的自燃

8、温度是不同的，它反映 燃料的自燃性能，但燃料的自燃温度还与介质压力、加热条件燃料的自燃性能，但燃料的自燃温度还与介质压力、加热条件 及测试方法等因素有关。及测试方法等因素有关。 l着火地点在油束核心与外围之间混合着火地点在油束核心与外围之间混合 气浓度和温度适当的地方。气浓度和温度适当的地方。 l混合气浓度温度条件适合的地方不止混合气浓度温度条件适合的地方不止 一个，因此可以是多点同时着火。一个，因此可以是多点同时着火。 l不同循环的火核形成点也不一定相同不同循环的火核形成点也不一定相同 ，但由于多点着火，循环变动小。，但由于多点着火，循环变动小。 l混合气过浓或过稀火焰传播将中断，混合气过浓

9、或过稀火焰传播将中断， 与此同时新的火核和火焰前锋不断形与此同时新的火核和火焰前锋不断形 成。成。 一、着火的条件和特点一、着火的条件和特点 特点：特点： 二、燃烧过程二、燃烧过程 l根据燃料和空气混合气根据燃料和空气混合气 形成的特点，柴油机燃形成的特点，柴油机燃 烧过程又可分成烧过程又可分成预混燃预混燃 烧阶段烧阶段和和扩散燃烧阶段扩散燃烧阶段 1 1 滞燃期滞燃期( (ABAB段段) ) 2 2 急燃期急燃期 BCBC段段 3 3 缓燃期缓燃期 CDCD段段 4 4 后燃期后燃期 DEDE段段 从燃料从燃料喷入喷入气缸到压力线脱离压缩气缸到压力线脱离压缩 线，开始线，开始急剧升高急剧升高

10、这一段燃前准备这一段燃前准备 时间。形成可燃混合气时间。形成可燃混合气 l滞燃期过长滞燃期过长，压力升高率和最高，压力升高率和最高 燃烧压力高，柴油机工作粗暴。燃烧压力高，柴油机工作粗暴。 l滞燃期过短滞燃期过短，扩散燃烧增加，易，扩散燃烧增加，易 恶化柴油机性能和颗粒排放。恶化柴油机性能和颗粒排放。 l影响因素影响因素：压缩温度，压力，喷：压缩温度，压力，喷 油提前角，转速以及燃料性质等。油提前角，转速以及燃料性质等。 二、燃烧过程二、燃烧过程 着火延迟期（滞燃期）着火延迟期（滞燃期） 预混合燃烧期预混合燃烧期，大面积多点着火，大面积多点着火， 燃烧极快，压力陡升燃烧极快，压力陡升 l 压力

11、升高率压力升高率dp/d 平均压力升高率不宜超过平均压力升高率不宜超过0.4 0.4 MPaMPa/ / CACA l 控制对策：控制对策：滞燃期中的混合气滞燃期中的混合气 生成量和着火时间，亦即喷油速生成量和着火时间，亦即喷油速 率和混合速率率和混合速率 二、燃烧过程二、燃烧过程 急燃期急燃期 )()( BCBC ppp 扩散燃烧期，扩散燃烧期，燃料边蒸发混合边燃燃料边蒸发混合边燃 烧，从压力急剧升高的终点烧，从压力急剧升高的终点C C到压到压 力急剧下降的始点力急剧下降的始点D D l 缸内温度和压力高，扩散燃烧速缸内温度和压力高，扩散燃烧速 率取决于混合物形成速率，相对缓率取决于混合物形

12、成速率，相对缓 慢，气缸工作容积不断增加，缸压慢，气缸工作容积不断增加，缸压 变化缓。变化缓。 l 出现柴油机燃烧特有的出现柴油机燃烧特有的“双峰双峰” 现象现象 l控制碳烟排放的重要环节控制碳烟排放的重要环节 二、燃烧过程二、燃烧过程 缓燃期缓燃期 少量柴油的后续燃烧少量柴油的后续燃烧 l 膨胀行程的中后期，膨胀膨胀行程的中后期，膨胀 比低，做功能力小。比低，做功能力小。 l 增加排温和向冷却水的散增加排温和向冷却水的散 热损失，使发动机的热负荷热损失，使发动机的热负荷 增加，经济性下降增加，经济性下降。 二、燃烧过程二、燃烧过程 后燃期后燃期 缩短后燃：燃油充分雾化，加速混合，以加快缓燃期

13、内的燃烧缩短后燃：燃油充分雾化，加速混合，以加快缓燃期内的燃烧 l气缸内良好的着火条件保证可靠着火（可燃混合气适合气缸内良好的着火条件保证可靠着火（可燃混合气适合 着火的浓度和温度）着火的浓度和温度） l尽量缩短着火延迟期，减小着火延迟期内的喷油量和混尽量缩短着火延迟期，减小着火延迟期内的喷油量和混 合气形成量，降低急燃期内的放热速率，降低急燃期的合气形成量，降低急燃期内的放热速率，降低急燃期的 压力升高率和最高压力压力升高率和最高压力 l尽量改善和加速缓燃期中燃料与空气的混合，提高扩散尽量改善和加速缓燃期中燃料与空气的混合，提高扩散 燃烧速率，使燃烧尽量在上止点附近完成，减少后燃燃烧速率，使

14、燃烧尽量在上止点附近完成，减少后燃 l理想放热规律：先缓后急理想放热规律：先缓后急 二、燃烧过程二、燃烧过程 1 1）燃料性质燃料性质 柴油十六烷值越高，自燃性越好，滞燃期越短柴油十六烷值越高，自燃性越好，滞燃期越短 2 2）喷油规律喷油规律 ：喷油提前角和不同时期的喷油量：喷油提前角和不同时期的喷油量 三、影响燃烧过程的因素三、影响燃烧过程的因素 3）转速转速 燃烧室内的空气运动燃烧室内的空气运动 对滞燃期的影响（右图）对滞燃期的影响（右图） 最佳喷油提前角随转速的升高增大最佳喷油提前角随转速的升高增大 低，混合气质量差；高，充量效率低低，混合气质量差；高，充量效率低 4）负荷负荷 柴油机功

15、率调节是柴油机功率调节是“质调节质调节” 负荷增加滞燃期缩短，工作柔和，但喷负荷增加滞燃期缩短，工作柔和，但喷 油持续时间延长，后燃增加油持续时间延长，后燃增加 三、影响燃烧过程的因素三、影响燃烧过程的因素 直接喷射直接喷射( (无涡流无涡流) ) - - 涡流室涡流室 燃烧噪声燃烧噪声 （机械噪声、进气噪声、排气噪声）（机械噪声、进气噪声、排气噪声） 四、着火延迟与燃烧噪声四、着火延迟与燃烧噪声 燃烧噪声的大小与气缸压力升高率燃烧噪声的大小与气缸压力升高率dp/ddp/d成正比，成正比， dp/ddp/d大则表示急燃期预混合燃烧量多大则表示急燃期预混合燃烧量多 降低柴油机的燃烧噪声降低柴油机

16、的燃烧噪声 合适的合适的压力升高率压力升高率dp/ddp/d 滞燃期内形成的可燃混合气适量滞燃期内形成的可燃混合气适量 优化燃油喷射方式（如二次喷射）优化燃油喷射方式（如二次喷射） 选用十六烷值高的燃料，缩短滞燃期选用十六烷值高的燃料，缩短滞燃期 五、柴油机的冷启动五、柴油机的冷启动 u 气缸内压缩始点温度下降，气缸壁传热增大以及由于起动转气缸内压缩始点温度下降，气缸壁传热增大以及由于起动转 速低而引起漏气量增加，从而使压缩终点温度、压力下降。速低而引起漏气量增加，从而使压缩终点温度、压力下降。 u在低温时燃料粘度增大以及起动转速低从而使燃料的蒸发和在低温时燃料粘度增大以及起动转速低从而使燃料

17、的蒸发和 雾化恶化，影响混合气的形成。雾化恶化，影响混合气的形成。 冷起动的难易也是柴油机的一个重要性能指标冷起动的难易也是柴油机的一个重要性能指标 。 柴油机冷起动困难主要原因柴油机冷起动困难主要原因： 柴油机顺利起动条件柴油机顺利起动条件 ： u 压缩温度必须足够高压缩温度必须足够高, , c t min t min t 自燃温度。自燃温度。 压缩终点温度。压缩终点温度。 c t u必须形成易于着火的混合气必须形成易于着火的混合气 五、柴油机的冷启动五、柴油机的冷启动 改善措施改善措施 ： 尽可能提高压缩比，或采用进气加热尽可能提高压缩比，或采用进气加热 高压喷射强制雾化高压喷射强制雾化

18、第六章第六章 柴油机混合气形成与燃烧柴油机混合气形成与燃烧 l 柴油机的混合气形成方式柴油机的混合气形成方式 l 柴油机的燃烧过程柴油机的燃烧过程 l l 柴油机燃烧室柴油机燃烧室 CO、HC、NOx、碳烟、碳烟 一、柴油机有害排放物的生成机理一、柴油机有害排放物的生成机理 一、柴油机的排放特点一、柴油机的排放特点 CO和和HC相对均燃的相对均燃的 汽油机来说要少得多。汽油机来说要少得多。 碳烟碳烟soot/微粒微粒PM排排 放高。放高。 NOX排放与汽油机在排放与汽油机在 同一数量级。同一数量级。 NOx与与PM排放存在排放存在 Tradeoff关系。关系。 瞬时瞬时NO的形成：的形成： l

19、在较浓混合气条件下，在较浓混合气条件下，燃料分解成燃料分解成CH、CH2和和C2等基团，与等基团，与N2反应：反应： 火焰中存在大火焰中存在大 量量O O、OHOH基团基团 ，与上述产物，与上述产物 反应：反应： 2 2 2 2 HCNOHCNH O CNOCONO CNOCON NHOHNH O NHONOH NOHNOH NONOO 2 22 22 CHNHCNN CHNHCNNH CN2CN 一、柴油机有害排放物的生成机理一、柴油机有害排放物的生成机理 一、柴油机有害排放物的生成机理一、柴油机有害排放物的生成机理 l局部过量空气系数局部过量空气系数1 1，主要生成热力，主要生成热力NON

20、O l局部过量空气系数局部过量空气系数0.71 1, ,两种两种NONO共存共存 l局部过量空气系数局部过量空气系数 0.70.7，主要生成瞬时，主要生成瞬时NONO l抑制瞬时抑制瞬时NONO措施：改善混合措施：改善混合 一、柴油机有害排放物的生成机理一、柴油机有害排放物的生成机理 2. 碳烟生成机理：碳烟生成机理： 微粒：由在燃烧时生成的微粒：由在燃烧时生成的含碳粒子含碳粒子 （碳烟）（碳烟）及其表面上吸附的多种有及其表面上吸附的多种有 机物组成，后者称为机物组成，后者称为有机可溶成分有机可溶成分 （Soluble Organic Fractions, SOF） （1）碳烟的生成过程）碳烟

21、的生成过程 起始阶段起始阶段（形成（形成PAH和生成组分）和生成组分） 生长阶段生长阶段（表面生长和凝结生长表面生长和凝结生长） 氧化阶段氧化阶段（碳粒，前驱物以及生长组（碳粒，前驱物以及生长组 分在适当条件下氧化成惰性产物）分在适当条件下氧化成惰性产物） 一、柴油机有害排放物的生成机理一、柴油机有害排放物的生成机理 （2）碳烟的生成条件：）碳烟的生成条件： 缺氧（局部缺氧（局部 0.6 0.6） 高温（高温（17002200K） -75-50-250255075100125 0 2 4 6 8 10 Calculated Measured n = 1000r/min SOI = -8 oAT

22、DC Fuel delivery per cycle = 45mg soot /(g/kg-fuel) Crank Angle / oCA -75-50-250255075100125 0 2 4 6 8 10 12 n = 1000r/min SOI = -8 oATDC Fuel delivery per cycle = 45mg Soot / g/kg-fuel Crank Angle / oCA Calculated Measured 排气中碳烟浓度：排气中碳烟浓度：生成和氧化生成和氧化综合作用的结果综合作用的结果 一、柴油机有害排放物的生成机理一、柴油机有害排放物的生成机理 （3）碳

23、烟生成的特点：）碳烟生成的特点： （4）碳烟的控制：）碳烟的控制： 提高火焰温度提高火焰温度 控制火焰区内的混控制火焰区内的混 合气浓度合气浓度 二、柴油机排放的机内控制二、柴油机排放的机内控制 l降低预混合燃烧阶段的放热速率降低预混合燃烧阶段的放热速率 l加快扩散燃烧速率加快扩散燃烧速率 （1 1）电控高压喷射技术：）电控高压喷射技术：改善燃油雾化及其与空气的混合改善燃油雾化及其与空气的混合 二、柴油机排放的机内控制二、柴油机排放的机内控制 平缓增加 快速增加 迅速断油 喷油时间 喷油速率 初期缓慢、中期急速、后期快断初期缓慢、中期急速、后期快断 预喷射、主喷射、后喷射预喷射、主喷射、后喷射

24、 （2）推迟喷油：推迟喷油：缩短着火延迟期，并配合高压喷射、气流运动，缩短着火延迟期，并配合高压喷射、气流运动， 缩短燃烧持续期，降低缩短燃烧持续期，降低NOx （3）燃烧室设计：燃烧室设计： 二、柴油机排放的机内控制二、柴油机排放的机内控制 小型高速柴油机燃烧室：小型高速柴油机燃烧室： ：重载柴油机燃烧室：重载柴油机燃烧室 （4）排气再循环（排气再循环（EGR）：）：降低燃烧温度，控制降低燃烧温度，控制NOx 二、柴油机排放的机内控制二、柴油机排放的机内控制 二、柴油机排放的机内控制二、柴油机排放的机内控制 （5）增压中冷增压中冷技术技术：NOx和碳烟排放降低和碳烟排放降低 -40-2002

25、0406080 0.0 4.0 x10 -10 8.0 x10 -10 1.2x10 -9 1.6x10 -9 2.0 x10 -9 2.4x10 -9 2.8x10 -9 3.2x10 -9 3.6x10 -9 Intake Pressure 1.0bar 1.5bar 2.0bar NOx / kg Crank Angle / oCA -40-30-20-10010203040 0.0 5.0 x10 -10 1.0 x10 -9 1.5x10 -9 2.0 x10 -9 2.5x10 -9 Intake Pressure 1.0bar 1.5bar 2.0bar Soot / kg Cr

26、ank Angle / oCA 二、柴油机排放的机内控制二、柴油机排放的机内控制 （6）新概念燃烧）新概念燃烧 微粒捕集器的关键技微粒捕集器的关键技 术是过滤材料的选择术是过滤材料的选择 与过滤体的再生与过滤体的再生 柴油机微粒捕集器 （1）微粒捕集器微粒捕集器（Diesel Particulate Filter, DPF） 目前公认的有效的柴油机目前公认的有效的柴油机微粒微粒后处理技术后处理技术, 它利用过滤体对排气中它利用过滤体对排气中 的的PM 进行过滤处理。进行过滤处理。 三、尾气排放的后处理三、尾气排放的后处理 过滤材料：宜采用多孔介质或纤维过滤材料对排气进行过滤，目前过滤材料：宜采

27、用多孔介质或纤维过滤材料对排气进行过滤，目前 应用最多的是壁流式蜂窝陶瓷。应用最多的是壁流式蜂窝陶瓷。 三、尾气排放的后处理三、尾气排放的后处理 对过滤材对过滤材 料的要求料的要求 高的微粒过滤高的微粒过滤 效率效率 低的排气阻低的排气阻 力力 高的机械强度和高的机械强度和 抗振动性能抗振动性能 抗高温氧化性耐 热性与耐腐蚀性 除去微粒捕集器内沉积的微粒的过程称为再生。除去微粒捕集器内沉积的微粒的过程称为再生。 三、尾气排放的后处理三、尾气排放的后处理 主动再生系统是通过主动再生系统是通过 外加能量将气流温度外加能量将气流温度 提高到微粒的起燃温提高到微粒的起燃温 度使捕集的微粒燃烧，度使捕集

28、的微粒燃烧， 达到再生过滤的目的。达到再生过滤的目的。 被动再生系统利用柴油机排气自身的能量使微粒燃烧，被动再生系统利用柴油机排气自身的能量使微粒燃烧， 达到在生微粒捕集的效果。达到在生微粒捕集的效果。 再生系统 主动再生系 统 被动再生系 统 主动 再生 系统 喷油 助燃 再生 系统 电加 热再 生系 统 微波 加热 再生 系统 红外 加热 再生 系统 反吹 再生 系统 三、尾气排放的后处理三、尾气排放的后处理 被动再生系 统 大负荷再生 排气节流再 生 催化再生 燃油添加剂 再生 （2）氧化催化后处理氧化催化后处理（ Diesel Oxidation Catalyst，DOC）可以氧化微粒

29、中大部分）可以氧化微粒中大部分 的的SOF，使，使SOF下降下降4090。 l柴油机氧化催化器柴油机氧化催化器(DOC)以铂以铂(Pt)、钯、钯 (Pd)等贵金属作为催化剂。等贵金属作为催化剂。 三、尾气排放的后处理三、尾气排放的后处理 催化剂的表面活性作用是催化剂的表面活性作用是 利用排气热量激发；利用排气热量激发； 当排气温度低于当排气温度低于150150时，时， 催化剂基本上不起作用；催化剂基本上不起作用； 随着负荷增加，排气温度随着负荷增加，排气温度 升高，升高，SOFSOF被氧化，使微粒被氧化，使微粒 排放下降排放下降,CO,CO和和HCHC净化率也净化率也 增加增加; ; 只要不超

30、过催化剂允许的只要不超过催化剂允许的 最高温度，净化反应就能顺最高温度，净化反应就能顺 利进行利进行 三、尾气排放的后处理三、尾气排放的后处理 （3）NOx还原催化转化器还原催化转化器 第六章第六章 柴油机混合气形成与燃烧柴油机混合气形成与燃烧 l 柴油机的混合气形成方式柴油机的混合气形成方式 l 柴油机的燃烧过程柴油机的燃烧过程 l 柴油机的排放控制柴油机的排放控制 l 直喷式燃烧室直喷式燃烧室 1 1）开式燃烧室浅坑型）开式燃烧室浅坑型 l混合气形成方式以空间混合为主。形成质量依靠燃油喷雾的细微混合气形成方式以空间混合为主。形成质量依靠燃油喷雾的细微 度及油束在燃烧室内的分布程度度及油束在

31、燃烧室内的分布程度, ,进气无涡流或弱涡流进气无涡流或弱涡流; ; l采用多孔喷嘴和较高的喷油压力采用多孔喷嘴和较高的喷油压力; ; l喷雾与燃烧室形状相配合喷雾与燃烧室形状相配合 = 1.62.2 l特点：结构简单，特点：结构简单，F/V小，热损失小，节小，热损失小，节 流损失小，起动性好，经济性好，热负荷流损失小，起动性好，经济性好，热负荷 低；但工作粗暴，低；但工作粗暴，NOx高，碳烟高。高，碳烟高。 如：浅如：浅型燃烧室。大缸径柴油机多采用开型燃烧室。大缸径柴油机多采用开 式燃烧室。式燃烧室。 2 2）半开式燃烧室深坑型）半开式燃烧室深坑型 a. 型燃烧室（典型）型燃烧室（典型） 混合

32、气形成：空间雾化混合为主。混合气形成：空间雾化混合为主。 一般采用多孔喷嘴（一般采用多孔喷嘴（46孔），并组织一定的进气涡流和挤气涡孔），并组织一定的进气涡流和挤气涡 流，以加速混合气的形成，流，以加速混合气的形成， = 1.31.8 。 主要特点：主要特点： l面容比小，面容比小，Q放放，经济性好；，经济性好； l低温起动性好；低温起动性好； l采用多孔喷嘴，高压喷射；采用多孔喷嘴，高压喷射； lP/和和Pz大，工作粗暴；大，工作粗暴； l形成碳烟多，氮氧化物多、排放差形成碳烟多，氮氧化物多、排放差 l多用于小型高速柴油机。多用于小型高速柴油机。 直喷式燃烧室直喷式燃烧室 b. 球形燃烧室球

33、形燃烧室 混合气形成：油膜蒸发。混合气形成：油膜蒸发。 一般采用单孔喷嘴，配有螺旋进气一般采用单孔喷嘴，配有螺旋进气 道以产生强进气涡流。道以产生强进气涡流。 主要特点：主要特点： l面容比小，经济性好。面容比小，经济性好。 lP/和和Pz较小，工作柔和；较小，工作柔和； l对燃油的品质及雾化质量要求低；对燃油的品质及雾化质量要求低； l冷起动困难；低负荷时冷起动困难；低负荷时HC排放增加排放增加 l负荷突变反应慢，加速时冒黑烟负荷突变反应慢，加速时冒黑烟。 直喷式燃烧室直喷式燃烧室 1-1-螺旋进气道；螺旋进气道；2-2-喷油器；喷油器； 3-3-四角形燃烧室；四角形燃烧室；S-S-涡流涡流

34、 直喷式燃烧室直喷式燃烧室 c. 四角形燃烧室四角形燃烧室 主要特点：主要特点： l燃烧室内主涡流，四角部分微涡流，促进燃烧室内主涡流，四角部分微涡流，促进 混合；混合； l边角和凹凸等特殊设计所产生的阻尼作用边角和凹凸等特殊设计所产生的阻尼作用 对改善半开式燃烧室中低速涡流太弱，高对改善半开式燃烧室中低速涡流太弱，高 速涡流太强有利；速涡流太强有利； l通常采用四孔喷油器向燃烧室四个角喷油通常采用四孔喷油器向燃烧室四个角喷油 l在从低速到高速的转速范围内都能获得较在从低速到高速的转速范围内都能获得较 好的燃烧性能；好的燃烧性能； l四角流动阻力大，影响充气效率四角流动阻力大，影响充气效率 分

35、隔式燃烧室分隔式燃烧室 1 1）预燃室燃烧室）预燃室燃烧室 l混合气形成靠压缩行程中气缸内部混合气形成靠压缩行程中气缸内部 分空气被压入预燃室，不产生强烈分空气被压入预燃室，不产生强烈 的涡流；的涡流； l部分燃油在预燃室燃烧，使温度和部分燃油在预燃室燃烧，使温度和 压力升高，已燃烧的燃油和未燃烧压力升高，已燃烧的燃油和未燃烧 的燃油和空气高速喷入主燃室的燃油和空气高速喷入主燃室 分隔式燃烧室由两个部分组成，一部分位于活塞顶与气缸分隔式燃烧室由两个部分组成，一部分位于活塞顶与气缸 底面之间，称为主燃烧室；另一部分在气缸盖中，称为副燃烧底面之间，称为主燃烧室；另一部分在气缸盖中，称为副燃烧 室。两部分由一个或几个孔道相连。室。两部分由一个或几个孔道相连。 分隔式燃烧室分隔式燃烧室 2 2）涡流室燃烧室）涡流室燃烧室 l混合气形成靠压缩行程中气缸内部混合气形成靠压缩行程中气缸内部 分空气被推挤入涡流室，形成强烈分空气被推挤入涡