汽车发动机原理 教学课件 作者 吴明 第六章柴油机混合气的形成和燃烧.ppt

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1、《汽车发动机原理》课件第六章柴油机混合气的形成和燃烧目录第一节四冲程发动机的实际循环第二节发动机的指示指标第三节发动机的有效指标第四节机械损失与机械效率第六章柴油机混合气形成与燃烧——柴油机燃烧过程6.1柴油机燃烧过程6.1.1正常燃烧过程以展开示功图研究燃烧过程。压缩线无燃烧膨胀线喷油着火最高压力最高温度压缩线无燃烧膨胀线喷油着火最高压力最高温度着火延迟期快速燃烧期缓燃期后燃期喷油提前角柴油机燃烧分为正常燃烧与非正常燃烧。正常燃烧是指发动机正常工作的燃烧，是相对于不正常燃烧而言的。柴油机正常燃烧过程分为四个阶段：（1）着火延迟期（1—2）即Ⅰ阶段。（2）

2、快速燃烧期（2—3）即Ⅱ阶段。（3）缓燃期（3—4）即Ⅲ阶段。（4）后燃期（4—）即Ⅳ阶段。与汽油机相比，柴油机多了一个缓燃期。着火延迟期（Ⅰ阶段）从喷油开始到压力线脱离压缩线所占用的曲轴转角。快速燃烧期（Ⅱ阶段）从压力线脱离压缩线到出现最高燃烧压力所占用的曲轴转角。缓燃期（Ⅲ阶段）从最高燃烧压力到出现最高燃烧温度所占用的曲轴转角。后燃期（Ⅳ阶段）最高燃烧温度出现以后的燃烧。最高温度最高压力1．正常燃烧过程的评价A、特点：过程复杂，有物理准备—形成混合气，有化学准备—氧化反应速度逐渐加快；缸内压力无明显升高。B、评价指标着火延迟期长度Dj12=j2-j1（

3、1）着火延迟期着火延迟期喷油提前角C、影响因素：十六烷值十六烷值高，着火延迟期短。点火时的缸内气体状态气体温度和压力越高，着火延迟期越短。喷油提前角从喷油到上止点间的曲轴转角。1．正常燃烧过程的评价A、特点：预混燃烧、多点燃烧；同时又形成混合气；缸内压力急剧升高。B、评价指标最高燃烧压力（最高爆发压力）pZ以及出现时刻j3。希望j3在上止点后15~20°曲轴转角之内。平均压力升高率表示压力升高的急剧程度。（2）速燃期速燃期第六章柴油机混合气形成与燃烧6.1柴油机燃烧过程1．正常燃烧过程的评价（2）速燃期速燃期C、燃烧过程燃烧为预混燃烧，开始是着火延迟期形成

4、的非均质混合气中多点燃烧，后来燃烧的是喷束扩散形成的混合气，转入扩散燃烧。因为是多点燃烧，故燃烧速度快，压力升高率大，工作粗暴，振动强，噪声高。1．正常燃烧过程的评价A、特点：扩散燃烧；可能有边喷射、边形成混合气、边燃烧；缸内压力下降慢。B、评价指标最高燃烧温度TZ缓燃期延续时间Dj34=j4-j3希望尽量缩短C、燃烧过程比较粗大的油滴独立燃烧，气流运动对完善过程作用极大。如燃烧不好，出现碳烟排放。（3）缓燃期缓燃期1．正常燃烧过程的评价特点：燃烧速度慢，燃烧放热因活塞下行不能利用，反而使排气温度升高。后燃虽不能绝对消除，但通过完善燃烧过程，可尽量减少。（

5、4）后燃期后燃期2．柴油机燃烧过程组织的困难（1）节能与排放的矛盾原因：节能要求燃烧完全，使燃烧温度高，虽然CO、HC和碳烟排放少，但NOX排放多。（2）碳烟与氮氧化物排放的矛盾原因：消除碳烟要燃烧完全，使燃烧温度高，氮氧化物排放多。而对减少氮氧化物排放有利的措施，又可能导致碳烟；反之亦然。（3）节能与工作柔和要求的矛盾原因：工作柔和要求前期少喷油，会造成后燃严重，经济性和动力性差；如燃烧完全，前期喷油多，则压力升高快，工作粗暴。6.1.2柴油机的不正常燃烧过程正常燃烧过程要求燃油定时、定量并且稳定喷入气缸；燃油形成混合气的数量与燃烧要求配合。不正常燃烧喷

6、射时刻过迟、过早；喷射不稳定：数量变化或断续喷射；燃油形成混合气的数量与燃烧要求不配合。习惯上统称为不正常喷射。第六章柴油机混合气形成与燃烧——柴油机的混合气形成过程6.2柴油机混合气形成过程6.2.1柴油机的燃油喷射燃油系统1、燃油系统（1）燃油系统的作用将燃料定时、定量地喷入气缸，并形成符合燃烧要求的混合气。（2）喷油泵的作用将燃料定时、定量地输送给喷油嘴，并保证稳定的喷射压力。（3）喷油嘴的作用将燃料喷射到气缸，并达到一定的雾化质量。2、喷油嘴的类型（1）喷油嘴的类型孔式轴针式孔式轴针式2、喷油嘴的类型（1）喷油嘴的类型（2）喷油嘴开启特性孔式轴针式

7、孔式喷油器用于直喷式燃烧室，孔数多而小，开启特性快；轴针式喷油器用于分隔式燃烧室，有自洁作用，仅有1~2个孔，孔径较大，开启特性先慢后快。3、喷油过程（1）喷油延迟阶段供油提前角j供喷油提前角j喷喷油泵出油（出油阀升起）到喷油嘴喷油（针阀升起）Dj=j喷—j供（2）主喷射阶段喷油嘴喷油到喷油泵停止出油（出油阀关闭），高压油管压力急剧下降（3）停止喷油阶段喷油泵停止出油到喷油嘴停止喷油（针阀关闭）4、喷油规律（1）供油规律:供油速率。单位时间喷油泵供油量与喷油泵凸轮转角（时间）的关系（2）喷油规律:喷油速率。单位时间喷油器喷油量与喷油泵凸轮转角（时间）的关系

8、差异在于：A、燃油可压缩性B、油管弹性变形C、压力波传递反射（3）