汽车发动机原理7章2(王建昕).ppt

1、高速(混合点火燃烧210ms )高温(2000ms左右)高压(柴油机为100bar以上)的复杂过程：流动、喷雾、传热、多相流、燃烧化学、发动机(内燃机)燃烧所要求的目标：高e(i )、高Pme(Pmi )、低污染、低噪音振动、内燃机燃烧第7章柴油机的混合气形成和燃烧发动机性能，燃烧特性受混合气的形成控制，7.2柴油机的燃烧室及其特性，7.3柴油机的燃烧室及其特性，柴油机的燃烧室分类： 直喷式燃料直接喷射到主燃烧室内进行混合燃烧的非直喷式燃料InDIrect Injection )燃料不直接喷射到主燃烧室内而进行混合燃烧，7.3.1直喷式(di )燃烧室、光盘型、深孔型、球型，特征：燃烧室的坑开

2、口大，深度浅(dk/h=57 )多孔喷嘴(612孔)，高压喷射中形成涡流或弱进气涡流性能：滞燃期形成多种混合气，dp/d高，NOx，噪音高，空气利用率差，a 1.6； dp/d高，流动和散热损失小，be低，容易启动。 适用范围：适用于直径大(120mm )转速低(2000r/min )的柴油机。 近年来，随着高压喷射的采用，汽缸直径逐渐扩大。 “找油”方式，1，浅盘型燃烧室，特征： dk/D0.6； dk/h=1.53.5； 强涡流=1.53； 有中心突起，感应涡电流，消除流动弱的地区的喷孔少(46 )，喷出压高的形状：形状、节流口形、四边形。 性能：空气利用率高，最小a 1.3； 随着n的提

3、高，涡流强度变高，适合高速的dp/d比浅碗形低，燃烧柔软。 应用范围：小汽缸径(120mm )高转速柴油机(中、轻、轿车)、石油气相互运动，2、深孔形燃烧室、S0影响顶棚间隙S0的减少，空气集中在燃烧室的凹陷处，利用率高的燃料不要分散在S0内。 在这里混合不好S0内的燃烧被壁面骤冷，燃烧慢，不完全。 因此，所有的柴油机燃烧室都要尽量缩小S0。 燃烧室设计参数对性能的影响可以通过改变dk/D、dk/h、Vk/Vc、S0、e1、e2、燃烧室形状、喷雾贯通距离、涡流比等来改变燃烧特性，2、深孔形燃烧室、2、深孔形燃烧室、形状影响：实际上是a形和b形的中间随着烟度和be明显改善的喷射慢，a燃烧室的烟度

4、和be优势变得更为显着的气流运动，结合讲义图716分析了原因，2、深孔型燃烧室、大众喷气柴油机、船用柴油机的活塞、形状影响(续): 极端的例子，波、2、深孔型燃烧室、四边形燃烧室(非旋转体燃烧室)的大尺度涡流局部微涡和湍流； 解决低速涡流过弱高速过强问题的局部微涡流，加速混合燃烧，PM低的问题：加工困难，工艺性差，缩颈部的热负荷过高，容易破裂。 2、深孔形燃烧室，特征：球形燃烧室，高涡流比(3)单孔(或一主一副)喷射机，沿壁面喷射，形成油膜，蒸发混合速度与壁面平稳的涡流强度性能： dp/d低，散热率前后高，NOx低，安静的烟，空气利用率低应用：虽然在6070年代有很多应用，但现在消失的理论意义

5、重大，空间雾化的传统理论是一种创新，3、球形燃烧室(m燃烧过程)、油膜蒸发混合、ROHR(M比)预混合燃烧峰值下降、扩散燃烧峰值上升、燃烧持续时间比较几乎相同(燃烧如果比较dp/d的降低(NOx和燃烧噪音低)、球形燃烧室和燃烧室的燃烧特性的话，球形燃烧室是MAN公司的Meurer老师(1956年)发明的，也被称为m燃烧过程。7.3.2非直喷燃烧室，主要特征：两个燃烧室(空间)两个燃烧阶段又称为进气涡、IDI、预燃烧室(预燃烧室)涡室(Swirl Chamber )、分隔燃烧室主副燃烧室， 燃烧室设计：主副室之间连接的一个或多个细孔的压缩气流在预燃烧室形成湍流，单孔轴销式喷射器(参照图611 )

6、与预燃烧室的轴线一致，低压喷射，容积比Vk/Vc=3545%； 连通路截面比Fk/F=0.3%0.6%，1、预燃烧室式燃烧室、工作过程： (参照右图)在预燃烧室内形成湍流，湍流强度比主室高的初次燃烧在预燃烧室内的浓混合气氛中进行，燃烧不完全，dp/d小的二次混合气和燃烧在主燃烧室内的稀薄混合气氛中进行：富二阶段燃烧低dp/d低NOx (右下图)特征： dp/d小，NOx低，空气利用率高，最小a 1.3制造工艺成本低，适用高速柴油机。 适用：轿车、轻型汽车、大功率柴油机、1、预燃烧室式燃烧室、2、涡流室式燃烧室特征：主副室之间有一个连通路，与副室切线连接，形成压缩涡流，Vk/Vc=5070%，F

7、k/F=1%3.5%，多原理相同的性能：比预燃烧室式更适合小型柴油机，转速高，油耗低(对照表7-2 )差异：预燃烧室式涡流室式，-湍流-涡流， 总结：柴油混合气体的形成方式，分类：空间雾化混合，壁面油膜蒸发混合，1，空间雾化混合静止或弱回旋场多孔高压喷射：“寻找油气”，如开放燃烧室，强回旋场35孔高压喷射：石油气相互运动，如燃烧室，热混合作用：涡流的作用，密度大的燃料粒子和空气向外运动热锁现象：涡电流过弱，离心力过小，燃料粒子不能被扔向周围，被“锁”在中心区域，被废气包围。 过涡流(Over Swirl ) :涡流过强时，上游的油束的已燃气体会混入到下游的油束的未燃混合气体区域，妨碍混合和燃烧

8、。 总结：柴油机混合气体形成方式，强涡流场低压单孔喷嘴：涡流室和预燃烧室柴油机，对二次混合、喷射和进气涡流的要求低，但燃烧慢，热效率低。 1、空间雾化混合静止或弱回转场的多孔质高压喷射：“油找气，如开放燃烧室，强回转场的35孔高压喷射：油气相互运动，如燃烧室，总结：柴油机混合气形成方式， 插曲德国人的骄傲： otoenginedieselenginewankelenginem-engine都是德国人发明的，总结：柴油机混合气形成方式，壁面蒸发控制强回转场：喷射形成壁面油膜，控制初始蒸发速度燃烧温度越高“前缓后急”的燃烧方式，2，油膜蒸发混合，滞燃期，总结：柴油机混合气形成方式，本节要点，7.1柴油机燃烧过程及其特性分析7.2柴油机燃料喷射和混合气形成7.