第章 汽油机混合气的形成和燃烧

1、汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile第三篇第三篇 燃烧与排放燃烧与排放汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive

2、 Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile第第8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 8.1 8.1汽油机燃烧过程汽油机燃烧过程 图图8.1 8.1 汽油机的燃烧过程汽油机的燃烧过程着火落后期着火落后期 明显燃烧期明显燃烧期 补燃期补燃期 1 1开始点开始点火火 2 2形成火焰中心形成火焰中心 3 3最高压力

3、点最高压力点 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile燃烧过程分解燃烧过程分解 （1 1）着火落后期）着火落后期从火花塞点火到火焰核心形成的阶从火花塞点火到火焰核心形成的阶段，即从火花塞点火段，即从火

4、花塞点火( (点点1)1)至气缸压力线明显脱离压缩线至气缸压力线明显脱离压缩线而急剧上升时而急剧上升时( (点点2)2)的时间或曲轴转角的时间或曲轴转角 （2 2）明显燃烧期）明显燃烧期 指气缸压力线脱离压缩线开始急剧指气缸压力线脱离压缩线开始急剧上升到压力达到最高点上升到压力达到最高点( (图图8.18.1中中3 3点点) )止止压力升高率代压力升高率代表发动机工作粗暴度和等容度表发动机工作粗暴度和等容度 2323ppp（3 3）后燃期）后燃期明显燃烧期终点明显燃烧期终点3 3至燃料基本上完全燃至燃料基本上完全燃烧为止烧为止 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃

5、烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2 2燃烧速率燃烧速率 （1）层流火焰燃烧速率 mLLFvmdtd图图8.2 8.2 层流火焰与火焰前锋面形状层流火焰与火焰前锋面形状的关系的关系汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气

6、的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile （2）湍流火焰燃烧速率 mTTFvmdtd图图8.3 8.3 在不同在不同湍流湍流作用下的火焰前锋厚度作用下的火焰前锋厚度 （a a） 湍流湍流较弱较弱 （b b） 湍流湍流较强较强 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合

7、气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile不规则燃烧不规则燃烧1 1）循环波动）循环波动 图8.5 汽油机典型的气缸压力循环变化情况 （1 1）混合气成分波动）混合气成分波动 （2 2）气体运动状态波动）气体运动状态波动 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8

8、 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile改善循环波动改善循环波动一般一般 时循环波动最小，过浓或过稀都会时循环波动最小，过浓或过稀都会使循环波动加剧。可见过量空气系数对循环波动使循环波动加剧。可见过量空气系数对循环波动的影响很大。的影

9、响很大。适当提高气流运动速度和湍流程度可改善混合气适当提高气流运动速度和湍流程度可改善混合气的均匀性，进而改善循环波动。的均匀性，进而改善循环波动。残余废气系数过大，则循环波动加剧残余废气系数过大，则循环波动加剧发动机在低负荷发动机在低负荷( (会增大会增大) )、低转速、低转速( (湍流程度会降湍流程度会降低低) )时，循环波动加剧时，循环波动加剧多点点火有利于减少循环波动多点点火有利于减少循环波动 提高点火能量、优化放电方式、采用大的火花提高点火能量、优化放电方式、采用大的火花塞间隙塞间隙, ,有助于减小循环波动有助于减小循环波动 0.8 1.0a汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章

10、 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2） 各缸工作不均匀 各缸进气充量的不均匀、混合气成分不均各缸进气充量的不均匀、混合气成分不均匀匀 汽油机进气管内存在空气、燃料蒸气、各汽油机进气管内存在空气、燃料蒸气、各种浓度的混合气、大小不一的油粒

11、以及沉种浓度的混合气、大小不一的油粒以及沉积在进气管壁上厚薄不均的油膜积在进气管壁上厚薄不均的油膜 进气系统设计不当、进气管动态效应、以进气系统设计不当、进气管动态效应、以及各缸进气重叠干涉等原因，使得各缸的及各缸进气重叠干涉等原因，使得各缸的实际充气系数不均匀实际充气系数不均匀 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of

12、Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile不正常燃烧不正常燃烧 1.爆燃 现象现象爆燃时，缸内压力曲线出现高频大幅度波动爆燃时，缸内压力曲线出现高频大幅度波动( (锯齿波锯齿波) )，同时发动机会产生一种高频金属敲击声，因此，同时发动机会产生一种高频金属敲击声，因此也称爆燃为敲缸。也称爆燃为敲缸。轻微敲缸时，发动机功率上升，严重敲轻微敲缸时，发动机功率上升，严重敲缸时，发动机功率下降，转速下降，工作不稳定，机身有缸时，发动机功率下降，转速下降，工作不稳定，机身有较大振动，同时冷却水过热，润滑油温度明显上升较大振动，

13、同时冷却水过热，润滑油温度明显上升 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 机理机理火花塞点火后，火焰前锋面呈球面波形状以正火花塞点火后，火焰前锋面呈球面波形状以正常传播速度（常传播速度（30307

14、070m ms s）向周围传播，气缸内压力和温向周围传播，气缸内压力和温度都急剧升高。混合气燃烧产生的压力波迅速向周围传播，度都急剧升高。混合气燃烧产生的压力波迅速向周围传播，在火焰前锋面之前先期到达燃烧室边缘区域，该区域的可在火焰前锋面之前先期到达燃烧室边缘区域，该区域的可燃混合气燃混合气( (即末端混合气即末端混合气) ) 在压缩终点温度的基础上进一在压缩终点温度的基础上进一步受到压缩和热辐射，加速其先期反应，并放出部分热量，步受到压缩和热辐射，加速其先期反应，并放出部分热量，使本身压力和温度不断升高，燃前化学反应加速。一般来使本身压力和温度不断升高，燃前化学反应加速。一般来说，这些都是正

15、常现象，但如果这一反应过于迅速，以至说，这些都是正常现象，但如果这一反应过于迅速，以至在火焰锋面到达之前末端混合气即以低温多阶段方式开始在火焰锋面到达之前末端混合气即以低温多阶段方式开始自燃，则引发爆燃。爆燃着火方式类似于柴油机，同时在自燃，则引发爆燃。爆燃着火方式类似于柴油机，同时在较大面积上多点着火，所以放热速率极快，局部区域的温较大面积上多点着火，所以放热速率极快，局部区域的温度压力急剧增加。这种类似阶跃的压力变化，形成燃烧室度压力急剧增加。这种类似阶跃的压力变化，形成燃烧室内往复传播的激波，猛烈撞击燃烧室壁面，使壁面产生振内往复传播的激波，猛烈撞击燃烧室壁面，使壁面产生振动，发出高频振

16、音动，发出高频振音( (即敲缸声即敲缸声) )，这就是爆燃。，这就是爆燃。 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 影响因素影响因素（1 1）燃料性质）燃料性质 辛烷值高的燃料，抗爆燃能力强。辛烷值

17、高的燃料，抗爆燃能力强。（2 2）末端混合气的压力和温度）末端混合气的压力和温度 末端混合气的压力末端混合气的压力和温度增高，则爆燃倾向增大。例如，提高压缩和温度增高，则爆燃倾向增大。例如，提高压缩比，则气缸内压力、温度升高，爆燃易发生。比，则气缸内压力、温度升高，爆燃易发生。（3 3）火焰前锋传播到末端混合气的时间）火焰前锋传播到末端混合气的时间 提高火焰提高火焰传播速度、缩短火焰传播距离，都会减少火焰前传播速度、缩短火焰传播距离，都会减少火焰前锋传播到末端混合气的时间，有利于避免爆燃。锋传播到末端混合气的时间，有利于避免爆燃。 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成

18、和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2.2.表面点火表面点火 凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面( (如排如排气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物等等) )点燃混合

19、气的现象，统称表面点火点燃混合气的现象，统称表面点火诱发早诱发早燃燃汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile运转因素对燃烧的影响运转因素对燃烧的影响 1.点火提前角 点火提前角点火提前角调整特性调整特

20、性 当汽油机保持节气当汽油机保持节气门开度、转速以及混门开度、转速以及混合气浓度一定时，汽合气浓度一定时，汽油机功率和耗油率随油机功率和耗油率随点火提前角改变而变点火提前角改变而变化的关系称为点火提化的关系称为点火提前角调整特性前角调整特性 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotiv

21、e Industries Institute Dep. of Automobile 图8.10 点火提前角不同时的 图 p汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 2.混合气浓度 混合气浓度调整特性混

22、合气浓度调整特性在汽油机的转速、节在汽油机的转速、节气门开度保持一定，点火气门开度保持一定，点火提前角为最佳值时调节供提前角为最佳值时调节供油量，记录功率、燃油消油量，记录功率、燃油消耗率、排气温度随过量空耗率、排气温度随过量空气系数的变化曲线气系数的变化曲线 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile

23、 Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 3.3.负荷负荷 在汽油机上，转速保持不变，通过改变节气门开度来调在汽油机上，转速保持不变，通过改变节气门开度来调节进入气缸的混合气量，以达到不同的负荷要求节进入气缸的混合气量，以达到不同的负荷要求图图8.8.1 12 2 最佳点火提前角随负荷的变化最佳点火提前角随负荷的变化 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系H

24、uBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 4.4.转速转速 转速增加时，应增大点火提前转速增加时，应增大点火提前角角 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute

25、 Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile8.2汽油机混合气制备原理汽油机混合气制备原理 汽油机理想混合气特性 1功率混合气与经济混合气 2理想混合气 汽油机在全负荷运行时，希望获汽油机在全负荷运行时，希望获得更大的功率以达到最大的动力性能，此时要求供给功率得更大的功率以达到最大的动力性能，此时要求供给功率混合气，而在其他负荷运行时，则应从经济性要求出发，混合气，而在其他负荷运行时，则应从经济性要求出发，来选用合适的混合气浓度来选用合适的混合气浓度 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油

26、机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile1)1)经济混合气及功率混合气特性线经济混合气及功率混合气特性线 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industr

27、y Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 理想混合气特性线理想混合气特性线 以图以图8.138.13曲线为基础，可做曲线为基础，可做出经济混合气随节气门开度出经济混合气随节气门开度变化的特性线，如图变化的特性线，如图8.148.14实实线。此外，在图上线。此外，在图上100100节气节气门开度处取功率混合气值，门开度处取功率混合气值，再从再

28、从8585开度起逐步由过渡开度起逐步由过渡到。以虚线表示。实际上到。以虚线表示。实际上, ,这这只是一种近似的结果。真正只是一种近似的结果。真正的理想混合气特性是通过台的理想混合气特性是通过台架试验的全面调整做出来的架试验的全面调整做出来的 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotiv

29、e Industries Institute Dep. of Automobile 2)理想负荷特性线 负荷特性线是指转速不变时， 随负荷而变化的规律 (1)(1)转速固定时，作出各个节气门位置的调转速固定时，作出各个节气门位置的调整特性线。图整特性线。图8.15(8.15(a)a)为其中的一例为其中的一例 eb汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries In

30、stitute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile (2)(2)将这些调整特性线转为图将这些调整特性线转为图8.15(8.15(b)b)所示所示的负荷特性线。此线呈鱼钩状，其的负荷特性线。此线呈鱼钩状，其 及及 两个点分别与图两个点分别与图8.15(8.15(a)a)的的 及及 对应对应。 emaxPeminbPaba汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业

31、学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile (3)(3)将所有节气门位置的鱼钩线统一画在图将所有节气门位置的鱼钩线统一画在图8.15(8.15(c)c)的的 - - 坐标图上，然后取其外包络线，就是该坐标图上，然后取其外包络线，就是该转速的最经济的负荷特性线。因为经过了全面的转速的最经济的负荷特性线。因为经过了全面的调整，各负荷的值不可能再低于此包络线调整，各负荷的值不可能再

32、低于此包络线 ebeP汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile (4)(4)若图若图8.15(8.15(c)c)最经济负荷特性线从最经济负荷特性线从8585节气门开度到节气门开度到100100节气门开

33、度时逐步过渡节气门开度时逐步过渡调整到功率混合气，则得到最大功率值，调整到功率混合气，则得到最大功率值，这就得到理想负荷特性线。这就得到理想负荷特性线。 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3)3

34、)理想混合气特性理想混合气特性 将上述试验作出的理想负荷特性线，按图将上述试验作出的理想负荷特性线，按图8.158.15的相反顺序的相反顺序作图，可得到对应的作图，可得到对应的 - - 线或线或 - -节气门开度线，这就节气门开度线，这就是该转速的理想混合气特性线。各转速的特性线叠在一起，是该转速的理想混合气特性线。各转速的特性线叠在一起，就是理想混合气的全特性线族就是理想混合气的全特性线族 aePa汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽

35、车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile4 4）动态过程）动态过程对混合气特性的要求对混合气特性的要求 冷车起动冷车起动 暖车过程暖车过程 加速加速 急减速急减速 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuB

36、ei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile化油器式供油系统混合气的形成原理化油器式供油系统混合气的形成原理 1.理想化油器特性 化油器制备混合气的原理简图化油器制备混合气的原理简图 l l燃油喷管燃油喷管 2 2喉管喉管 3 3节气门节气门 4 4主量主量孔孔 5 5浮子室浮子室 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Ins

37、titute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 在化油器和汽油机的结构参数不变的条件下，在化油器和汽油机的结构参数不变的条件下，混合气的值只取决于喉管的真空度混合气的值只取决于喉管的真空度 或进气流或进气流量量 。 ， 是喉管最小截面处的绝对压力，是喉管最小截面处的绝对压力， 为喉管上方、空滤器之后的压力，为喉管上方、空滤器之后的压力， 一般视为大气一般视

38、为大气压力。压力。 与与 是和汽油机功率或节气门开度成正是和汽油机功率或节气门开度成正比的，所以化油器只能调制出一条比的，所以化油器只能调制出一条 （或（或 、 曲线，而图曲线，而图8.168.16的理想的理想混合气特性是混合气特性是 - - 的一族曲线，这就意味着化油的一族曲线，这就意味着化油器调制出的一个点要适应多个工况的要求。比如，器调制出的一个点要适应多个工况的要求。比如，同一进气流量同一进气流量 ，既可由高速、小节气门开度工，既可由高速、小节气门开度工况得到，也可由低速、大节气门开度工况获得。因况得到，也可由低速、大节气门开度工况获得。因此此 的确定只能是多工况要求的折中，也就是说化

39、的确定只能是多工况要求的折中，也就是说化油器制备原理本身就满足不了理想混合气精确调控油器制备原理本身就满足不了理想混合气精确调控的要求。的要求。 npam nnppp0np0pnpam )(ePfa)(aamf)(napf ePaam a汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive

40、Industries Institute Dep. of Automobile 图8.18 理想化油器特性线的制取 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2.2.简单化油器特性简单化油器特性 简单化

41、油器的进气流量计算式为 空气流速 通过喷油口(亦即通过主量孔)的供油率为 aaaaavFm aa/2npvaaaa2npFmffffffff2pFvFm汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 为主量

42、孔前后的压差 所以21pppf101gHppf22gHppnf21Hgppppnfffff)(2HgpFmnffaff0aa0faHgppFlFlmmnna汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 时

43、不供油。此时，真空度不足以提时不供油。此时，真空度不足以提升升 的油柱，致使油面达不到喷管口。的油柱，致使油面达不到喷管口。 加大后开始喷油。加大后开始喷油。 由由趋于一个常数。该趋于一个常数。该值由式值由式(8-7)(8-7)中各参数所决定。可以按要求选用不中各参数所决定。可以按要求选用不同参数来加以调节。同参数来加以调节。 简单化油器特性的校正简单化油器特性的校正 )(napf npfHgHnpa汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽

44、车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3 3现代化油器特性的获取现代化油器特性的获取 （1 1）低怠速的）低怠速的I I区区 值过大，即混合气过稀，甚至值过大，即混合气过稀，甚至不出油，为此，要附加怠速油系进行怠速供油，不出油，为此，要附加怠速油系进行怠速供油，同时，由怠速圆滑过渡到主喷油段，满足低速供同时，由怠速圆滑过渡到主喷油段，满足低速供油和平稳过渡的要求。油和平稳过渡的要求。（2 2

45、）主供油）主供油区的区的 值过小，混合气偏浓，一般采值过小，混合气偏浓，一般采用渗气补偿装置用渗气补偿装置( (带泡沫管的补偿油井带泡沫管的补偿油井) )来校正。来校正。（3 3）大负荷、满负荷）大负荷、满负荷区区 过大而混合气偏稀，因过大而混合气偏稀，因此要加装机械及真空加浓装置此要加装机械及真空加浓装置( (省油器省油器) )，使油门，使油门开度从开度从8585左右开始逐步加浓到满负荷的值。左右开始逐步加浓到满负荷的值。 aaa汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute

46、湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile电控燃油喷射式供油系统混合气的形成电控燃油喷射式供油系统混合气的形成 ( (a) a) 单点汽油喷射系统结构示意图单点汽油喷射系统结构示意图 ( (b)b)多点汽多点汽油喷射系统结构示意图油喷射系统结构示意图 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Auto

47、motive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2.2.化油器与汽油喷射系统的比较化油器与汽油喷射系统的比较 （1 1）空燃比精确控制，使任何工况下都处于最佳工）空燃比精确控制，使任何工况下都处于最佳工作状态，特别是对过渡工况的动态控制作状态，特别是对过渡工况的动态控制（2 2）没有喉管，减小进气阻力，不需要对进气管加）

48、没有喉管，减小进气阻力，不需要对进气管加热来促进燃油的蒸发，充气效率高热来促进燃油的蒸发，充气效率高（3 3）进气温度低，爆燃得到了有效控制，有可能采）进气温度低，爆燃得到了有效控制，有可能采取较高的压缩比取较高的压缩比（4 4）混合均匀性问题比较容易解决）混合均匀性问题比较容易解决（5 5）冷起动性能和加速性能良好，过渡圆滑）冷起动性能和加速性能良好，过渡圆滑 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBe

49、i Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Insti

50、tute Dep. of Automobile控制方法 ECUECU是电控汽油喷射系统是电控汽油喷射系统的核心，内装有微型计算的核心，内装有微型计算机。发动机工作状态通过机。发动机工作状态通过传感器反映给传感器反映给ECUECU。在在ECUECU内存储内存储喷射持续时间、点喷射持续时间、点火时刻、怠速和故障诊断火时刻、怠速和故障诊断等数据，这些存储的数据等数据，这些存储的数据与发动机工况以及计算机与发动机工况以及计算机程序相匹配。程序相匹配。ECUECU利用这些利用这些数据和来自发动机上各种数据和来自发动机上各种传感器的信号，经过逻辑传感器的信号，经过逻辑运算，又输出控制信号给运算，又输出控制

51、信号给执行器，通过执行器控制执行器，通过执行器控制发动机工作状态发动机工作状态 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile8.3 8.3 汽油机的燃烧室汽油机的燃烧室 汽油机对燃烧室的要求汽油机对燃烧室

52、的要求 1.结构紧凑结构紧凑 面容比面容比F FV(V(燃烧室表面积与燃烧室表面积与容积之比容积之比) )常用于表示燃烧室的紧凑性常用于表示燃烧室的紧凑性 2.具有良好的充气性能具有良好的充气性能 3.火花塞位置安排得当火花塞位置安排得当 4.燃烧室形状合理分布燃烧室形状合理分布 5.要产生适当的气体流动要产生适当的气体流动 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Indust

53、ries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 图8.25 几种燃烧室的FV与HC排放 图8.26 顶置气门燃烧室火花塞位置与辛烷值要求 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile

54、Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 图8.27 燃烧室形状对燃烧放热率的影响 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile传统汽油机燃烧室

55、传统汽油机燃烧室 楔形燃烧室 盆形燃烧室 半球形燃烧室 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 图8.31 不同燃烧方式的性能对比 汽油机稀薄燃烧系统汽油机稀薄燃烧系统 1717 汽车发动机原理汽车

56、发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 图8.32 TGP燃烧室 TGP燃烧室与传统型 燃烧室放热率比较 1.1.均质稀混合气的燃烧室均质稀混合气的燃烧室 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形

57、成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 图8.34 TGP燃烧室NOx的比较 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院

58、汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2) 2) 双火花塞燃烧室双火花塞燃烧室 半球形燃烧室中心两边等距离处各布置一半球形燃烧室中心两边等距离处各布置一个火花塞，火焰传播距离仅为缸径的一半，个火花塞，火焰传播距离仅为缸径的一半，点火提前角可减小点火提前角可减小 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Autom

59、otive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2.2.分层燃烧燃烧室分层燃烧燃烧室 1 1）美国德士古分层燃烧系统）美国德士古分层燃烧系统( (TCCS)TCCS) 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Insti

60、tute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile Automotive Industries Institute Dep. of Automobile本田公司本田公司CVCCCVCC燃烧系统燃烧系统 分区燃烧方式 汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBeiHuBei Automot