柴油机混合气的形成与燃烧.ppt

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1、第五章柴油机混合气的形成和燃烧柴油机燃烧过程由喷射系统在压缩行程接近终了时开始直接喷入燃烧室内。混合气形成的时间极短，混合气不均匀，在高温、高压下多点自燃着火燃烧的。近年来柴油机发展，涌现出一些新型燃烧系统：高压共轨喷射系统、燃料参烧技术等。正常燃烧过程（一）燃烧过程概述（二）燃烧放热规律（三）柴油机的有害排放物（四）柴油机的噪声振动第二节燃油喷射和雾化一、供油系统和喷射过程柴油机供油系统喷油泵速度特性及其校正喷射过程供油规律和喷油规律不正常喷射现象和喷射系统中的穴蚀破坏柴油机供油系统柴油机供油系统一般由油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等组成，另外还包括调速器和供

2、油提前角调节装置等。其中的喷油泵、喷油器和高压油管等组成了高压油路，称为喷射系统，是整个柴油机供油系统的关键部分。柴油机供油系统－喷油泵喷油泵的主要作用是定时、定量地向各缸的喷油器周期性地供给高压燃油。常见的有直列式喷油泵（柱塞泵）和分配式喷油泵（转子泵）两种类型。分配式喷油泵具有结构紧凑，能在较高转速下工作的优点，但供油压力较低。柴油机供油系统－喷油泵柴油机供油系统－喷油器喷油器的主要作用是将喷油泵供给的高压燃油喷入柴油机燃烧室内，使燃油雾化成微细的油粒，并按一定的要求适当地分布在燃烧室内。喷油器有孔式喷油器和轴针式喷油器两类。柴油机供油系统－喷油器孔式喷油器用于直喷式

3、燃烧室中。较小的喷孔与高压泵配合，可形成较细的喷油颗粒。易引起积炭堵塞。轴针式喷油器用于分隔式燃烧室中。较低的喷油压力，喷油颗粒较大。有自洁作用，不易堵塞。柴油机供油系统－喷油器汽、柴油机混合气形成装置对混合气的要求数量浓度空间形态燃烧起点汽油机节气门化油器(均匀)火花塞柴油机喷油泵喷油泵喷油器喷油泵喷油泵速度特性及其校正喷油泵油量控制机构位置固定，循环供油量随转速变化的关系称为喷油泵速度特性。对于柱塞式喷油泵，随着转速的上升，循环供油量呈略有增大的趋势。为使供油量与空气量相匹配，对特性进行必要的校正，得到较理想的扭矩特性。喷射过程定义：从喷油泵开始供油直至喷油器停止喷油

4、的过程喷射延迟阶段主喷射阶段喷射结束阶段供油规律和喷油规律两者的差异：喷油始点滞后于供油始点喷油持续时间较长最大喷油速率较低曲线的形状有一定的变化定义：供油规律：单位时间内喷油泵的供油量随时间的变化关系。它纯粹是由喷油泵柱塞的几何尺寸和运动规律确定的。喷油规律：单位时间内喷油器喷入燃烧室内的燃油量随时间的变化关系。产生差异的原因：燃油的可压缩性系统内产生压力波的传播高压油管的弹性变形不正常喷射现象正常喷射过程二次喷射滴油现象断续喷射不规则喷射和隔次喷射为避免出现不正常喷射现象，应尽可能地缩短高压油管长度，减小高压容积，以降低压力波动，减小其影响，并合理选择喷射系统的参数。

5、喷射系统中的穴蚀破坏穴蚀破坏出现在系统内与燃油接触的金属表面上。产生的机理：在高压容积内产生压力波动时，在极低的压力区形成汽泡，随后压力迅速升高使汽泡爆裂而产生冲击波，这种冲击波多次作用于金属表面则引起穴蚀。穴蚀破坏会影响到喷射系统的工作可靠性和使用寿命。二、燃油的雾化和油束特性燃油的雾化：燃油喷入燃烧室内后被粉碎分散为细小液滴的过程。雾化可以大大增加蒸发表面积，加速吸热和汽化过程。可以从几何形状和雾化质量两个方面来描述油束特性。不同的燃烧室对油束的几何形状和雾化质量的要求有所不同。二、燃油的雾化和油束特性几何形状主要包括油束射程（又称为贯穿距离）L和喷雾锥角β或油束的最

6、大宽度B。影响油束几何形状的主要因素有：•喷射压力•喷油器喷孔的长径比•空气与燃油密度比二、燃油的雾化和油束特性油束的雾化质量一般是指油束中液滴的细度和均匀度。细度可以用液滴平均直径来表示。均匀度是指油束中液滴大小相同的程度以及液滴在油束内分布的均匀程度。三、对喷射系统的要求在任一工况下都不出现不正常喷射现象，不产生穴蚀破坏。根据不同转速和负荷的工况要求，在最佳的喷油时刻，精确提供所需的燃油量。尽可能实现理想的喷油规律。良好的油束特性能满足具体燃烧室的要求。对于喷射系统的强化，应采取相应的措施保证有关零部件的强度和刚度，同时注意降低喷射系统的噪声与振动。三、对喷射系统的要

7、求理想的喷油规律：更高的喷射压力和喷油速率以及更短的喷油持续时间已是技术发展的一个明显趋势。为避免柴油机工作过于粗暴，又希望实现“先缓后急”的喷油规律。在所有的工况下都希望在喷射结束阶段能尽可能迅速地结束喷射。四、柴油机电控喷射系统电控喷射系统突出优点是控制的准确性和响应的快速性。系统的基本控制量：•循环喷油量的控制•供油提前角控制第三节混合气的形成和燃烧室一、柴油机混合气形成特点和方式柴油机可燃混合气的品质较汽油机差。柴油机不得不采用较大的过量空气系数。柴油机混合气形成方式：•空间雾化混合（不完全气相）燃油与空气的相对运动速