柴油机混合气形成与燃烧

《柴油机混合气形成与燃烧》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第六章柴油机混合气形成与燃烧了解：柴油机有害排放物的生成机理与噪声，柴油机燃烧室的分类，特点和对燃烧的影响。理解：影响燃烧的因素和措施。掌握：柴油机混合气的形成，柴油机燃烧过程，柴油机的喷射与雾化。第一节柴油机的燃烧过程一、燃烧方式：汽油机是火花塞点火后，以火焰传播燃烧。柴油机是压缩终了喷油才开始形成混合气,以油滴扩散燃烧。低温多级着火，缸内不能形成明显的火焰传播。油滴的着火要满足条件：一是混合气温度要高于着火临界温度；二是混合气的浓度要适当，即混合气的浓度要在着火界限之内。着火时机、地点不固定，着火点位

2、于喷注外围与核心之间。二、燃烧阶段1．滞燃期（着火延迟期）（1—2）从喷油到着火（缸内压力线偏离压缩线）。在压缩终点，Tc=450-800℃，大于柴油自燃温度的330-350℃，但不会立即着火，进行着火前的准备。物理准备：雾化，加热，蒸发，扩散和混合。化学准备：裂化，着火前的氧化反应。2．速燃期（2-3）从着火到缸内压力最高。着火后迅速燃烧，活塞在上止点附近，接近于等容燃烧，出现最高压力在上止点后8°ΔP/ΔΦ=(P3-P2)/(Φ3-Φ2)高，放热率dθ/dΦ大。油滴着火扩散燃烧图柴油机燃烧压力图52边

3、喷油、边混合、边燃烧。3．缓燃期（3～4）从缸内压力最高到温度最高。速燃期内喷入的燃油在此阶段燃烧，放热量较大，达80%。，出现循环最高温度达1700～2000℃，一般在上止点后20～30°温度虽升高，但活塞已下行，压力近似不变，接近于等压燃烧。4．后燃期（4——）从温度最高到燃料燃烧结束。放热量达95%以上。远离上止点放热，不能有效地利用，将大量的热传给冷却系。使排气温度升高，零件热负荷增加，导致柴油机动力性、经济性下降，故应尽量减少后燃。三、燃烧过程中存在的问题1．混合气形成困难，燃烧不完全。混合气形

4、成时间短，边喷油、边混合、边燃烧。2．燃烧噪音较大，工作粗暴。燃烧噪音与速燃期内的ΔP/ΔΦ有很大关系。滞燃期长，速燃期内同时燃烧混合气量多，使ΔP/ΔΦ大，工作粗暴。缩短着火延迟时间τI，减少滞燃期内的喷油量，抑制此阶段混合气的形成，这又与提高动力性相矛盾。3．排气冒烟黑烟（碳烟）主要发生在大负荷工况，如加速，爬坡时。黑烟的形成：高温缺氧蓝烟，白烟在冷起动及怠速，低负荷运转时，气缸内温度低，燃烧不良，不同直径的柴油微粒随废气排出，受光线的反射呈现不同的颜色。白烟0.6～1微米蓝烟0.6微米以下。52四、

5、放热规律放热率dθ/dΦ随曲轴转角变化的关系。放热规律决定了汽缸内压力升高率（噪音）的变化和柴油机热效率。放热规律的阶段：予混合燃烧阶段—放热率高扩散燃烧阶段—放热率逐渐下降尾巴燃烧阶—放热率很小理想的放热规律应为：①曲线要先缓后急。②放热开始时刻要适当提前，持续时间为40°。五、排气污染柴油机排气NOX多、碳烟多、SO2微粒多第二节柴油机混合气的形成一、混合气形成特点1、缸内形成2、时间极短3、过量空气系数较大4、靠燃烧室、喷雾、空气涡流运动三方面配合保证燃烧完全、及时靠加快混合气的形成速度（汽油机是提

6、高火焰传播速度）二、混合气形成方法１、空间雾化混合：将燃油喷向燃烧室空间以雾状油滴与空气涡流混合。２、油膜蒸发混合：将燃油喷向燃烧室璧面以油膜蒸发油气与空气涡流混合。混合气的形成靠燃油喷雾、空气涡流运动和燃烧室结构三者相配合。三、空气涡流运动喷注核心油滴较大，偏离较小。喷注外围油滴较小，偏离较大放热规律图521、进气涡流靠切向进气道和螺旋进气道2、挤气涡流靠压缩后期活塞顶凹坑与缸盖底平面间隙四、燃油的喷射与雾化（一）喷射过程1、喷油延迟阶段从喷油泵供油到喷油器喷油（针阀抬起）。2、主喷射阶段从喷油器喷油到

7、喷油器端压力明显下降。3、滴漏阶段。从喷油器端压力明显下降到针阀落座。（二）不正常喷射1、二次喷射：主喷射针阀落座后，针阀再次升起喷油。危害：⑴喷油时间↑喷油量↑发动机过热，排气温度↑，燃油消耗率↑。⑵喷射压力低，雾化不良，燃烧过程中喷入气缸，排气冒黑烟，积碳。措施：（1）减少高压油路容积（取消高压油管）（2）加大喷孔直径2、滴油正常喷射后断油不干脆。措施：加大喷油器调压弹簧予紧力；加大减容作用。2、断续喷射和隔次喷射断续喷射：一次喷射中断续几次喷射。隔次喷射：两次供油一次喷射。断续喷射常发生在低速小负荷

8、工况。隔次喷射发生在怠速运行时，造成柴油机怠速运转不稳。切向进气道图螺旋进气道图挤气涡流图52避免不正常喷射的措施：减少高压容积，缩短高压油管长度，合理选择喷射系统参数。（三）喷雾特征燃油在经喷孔喷出时，在气缸中被破碎成微粒的过程，称为燃油的雾化。①喷注射程L：表示喷注贯穿深度；②喷注锥角β：表示喷注紧密程度；③细微度和均匀度：表示雾化程度。细微度-油注中的平均直径均匀度-油注中最大直径与最小直径之差影响喷注质量的主要因素有：