《第六章柴油机燃烧过程与燃烧室.ppt(nxpowerlite)》

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1、第六章柴油机燃烧过程与燃烧室第一节柴油机的混合气形成第二节柴油机的燃烧过程第三节柴油机的排气污染与控制第四节使用、调整因素对柴油机燃烧过程的影响第五节柴油机燃烧室第一节柴油机的混合气形成一、气流运动（一）涡流（二）挤流（三）滚流（四）湍流（五）热力混合二、混合气形成特点：气缸内形成混合气，因柴油不易蒸发；混合气形成时间短；混合气形成不均匀。随时间与空间变化，过量空气系数在0至无穷大之间变化。混合气形成与燃烧紧密相连，扩散燃烧。要求：完全—决定产生热量多少及时—关系到热量利用程度第二节柴油机的燃烧过程一、着火与燃烧过程（一）着火条件：燃料

2、蒸气与空气的比例要在着火界限内；可燃混合气加热到着火温度。第二节柴油机的燃烧过程（二）燃烧阶段的划分滞燃期、急燃期、缓燃期和后燃期Ⅰ、滞燃期喷油开始—压力线偏离压缩线喷油在上止点前—喷油提前角此时，气体温度在450—800℃，远高于该条件下燃油的自燃温度，但不能马上着火。因为：物理准备：燃油的粉碎、分散、蒸发汽化和混合，在局部区域形成可燃混合气。化学准备：混合气先期化学反应直到开始自燃，多级自燃。整体上而言，上述过程重叠在一起进行。滞燃期直接影响第Ⅱ阶段的燃烧，对整个燃烧过程影响很大。第二节柴油机的燃烧过程（二）燃烧阶段的划分滞燃期、急

3、燃期、缓燃期和后燃期Ⅱ、急燃期压力急剧上升的阶段。着火延迟期内准备好的可燃混合气一起燃烧，压力急剧上升，接近等容燃烧。评价参数：平均压力升高率：⊿P/⊿φ=（P3-P2）/（φ3-φ2），不适于大于0.65MPa/ºCA，决定柴油机运转平稳性，过大，工作粗暴，产生燃烧噪声，运动零件受较大冲击负荷，可靠性、寿命下降，但燃烧快，功率上升、比油耗下降。柴油机⊿P/⊿φ比汽油机大，其影响因素主要是着火延迟期内形成的可燃混合气数量。要使⊿P/⊿φ下降，应使上述形成的可燃混合气量减少。第二节柴油机的燃烧过程Ⅲ、缓燃期压力急剧增高的终点到压力急剧下降

4、点。边燃烧，活塞边下行，缸内压力几乎不变或稍有变化，燃烧条件不利，局部高温缺氧（冒黑烟）。解决办法：加快已燃气体与未燃气体的分离及可燃混合气形成速度。Ⅳ、后燃期缓燃期的终点到燃料基本上完全燃烧。终点难确定。放热膨胀比低，散热增加，指示热效率下降，排气温度增高，故应尽量缩短。根据燃料和空气混合气形成的特点，柴油机燃烧过程又可以分成以下两个阶段，预混燃烧阶段和扩散燃烧阶段。第二节柴油机的燃烧过程（三）滞燃期滞燃期是燃烧过程的一个重要参数。长产生工作粗暴，短则对混合气形成不利。影响因素主要是压缩压力和温度，喷油提前角、转速以及燃料性质对着火延

5、迟期也有较大影响。（1）压缩温度和压力增加，着火滞燃期下降。压缩比、点火提前角、增压通过压缩温度与压力对着火滞燃期产生影响。压缩比增加，压缩压力及温度增加，着火滞燃期下降。喷油提前，压缩压力温度下降，着火滞燃期增加。喷油迟后，初始温度和压力增加，但作用时间短，可能着火前，活塞已经开始下行，使空气压力和温度降低，着火滞燃期增加。增压，进气充量的密度增加，压缩终了的压力温度增加，一般着火滞燃期下降。（2）燃料：十六烷值增加，滞燃期下降。（3）发动机转速：通过压缩温度与压力、喷油压力、以及空气运动等因素对滞燃期产生影响。转速增加，漏气与散热损

6、失下降，压缩压力、温度增加；喷油压力增加，雾化质量提高，着火准备过程加快；燃烧室内的扰动增加，燃料蒸发快。滞燃期下降。如以曲轴转角计，φ=6nt，视滞燃期下降的程度，φ可能随滞燃期下降而下降或增加。此外还有空气运动、喷油压力、燃烧室壁温等因素对滞燃期也产生影响。第二节柴油机的燃烧过程二、放热规律根据热力学第一定律：QB=Q+QW=⊿U+W+QW式中：QB—燃料燃烧放热Q—工质吸收的热量QW—传给工质的热量⊿U—工质内能的变化W—工质对活塞所作的机械功第二节柴油机的燃烧过程二、放热规律QB、Q、QW均随曲轴转角变化，上式对φ微分，得：dQ

7、B/dφ=dQ/dφ+dQW/dφ=d(mu)/dφ+pdV/dφ+dQW/dφ式中：m—工质质量u—工质比内能p—气缸中气体压力V—气缸容积其中：dQB/dφ：燃料燃烧的瞬时放热率dQB/dφ—φ：燃烧规律、放热规律或放热率曲线dQ/dφ：对工质的瞬时加热率（加热率）dQ/dφ—φ：加热规律dQW/dφ：工质对燃烧室壁面的传热速率（传热率）dQW/dφ—φ：传热规律第二节柴油机的燃烧过程有一张实测的示功图，加上气态方程，根据上式，可以计算燃烧放热率。其计算精度影响因素有：1、压力测量精度2、上止点位置精度3、压缩比测量精度4、燃油流量

8、测量精度、空气流量测量精度5、示功图曲线光顺方法当发动机结构参数确定以后，气缸压力特性主要由燃烧规律决定，从而，燃烧放热规律强烈影响平均有效压力、燃油消耗率、最高燃烧压力、燃烧噪声等性能指标。开始放热的时刻