汽油机混合气形成与燃烧

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1、第五章汽油机混合气形成与燃烧了解：汽油机有害排放物的生成机理与控制，汽油机燃烧室。理解：影响燃烧的因素和措施。掌握：汽油机混合气的形成，汽油机正常燃烧过程，爆燃和表面点火。燃烧过程是将燃料的化学能转变为热能的过程，燃料燃烧完全的程度，直接影响到热量产生的多少和排出的废气的成分，而燃烧时机又关系到热量的利用程度。所以燃烧过程是影响发动机的动力性、经济性和排气污染的主要过程，同时与噪声、振动、启动性能和使用寿命也有重大关系。燃烧的基本要求：完全、及时、正常、排污小。第一节汽油机的正常燃烧一、着火落后期从火花塞跳火到火焰中心形成。火花塞跳火后并不能马上形成火焰中心，因为混合

2、气氧化需要一定的时间。释放的热量不多，汽缸内压力升高不大，压力线与纯压缩线基本重合。从火花塞跳火到活塞行至上止点时的曲轴转角，称为点火提前角，用θ表示。一般为20--350CA。二、明显燃烧期从火焰中心形成到缸内最高压力。火焰以20-30m/s速度近似球面向外逐层传播。火焰传播速u：火焰前锋的法向移动速度。明显燃烧期是汽油机燃烧的主要时期，绝大部分燃料在这一阶段燃烧，此时活塞又靠近上止点，所以汽缸内的压力、温度迅速升高，压力达到最大值；混合气燃烧约90%，放出了大部分的热量。最高压力出现的时机（上止点后12-150）和大小汽油机燃烧P—θ图43对发动机的性能影响很大。

3、最高压力过早使压缩功增大，过迟散热损失增大；过大产生振动、噪音，过小使膨胀功减少。压力升高率：即曲轴每转1度时，缸内气体压力的平均升高量：λP=△P/△θΔP=（P3-P2）Δθ=（θ3-θ2）三、后燃期从缸内压力最高到燃料燃烧结束。指明显燃烧期以后的燃烧，主要由火焰前锋面未及燃烧的燃料再燃烧，以及部分燃烧及高温分解的燃烧产物重新氧化。这种燃烧是在膨胀中远离上止点放热，使热能不能充分利用，ηt下降，且排气温度升高，发动机过热。希望后燃期尽可能短，放热量尽可能少。小结：为提高发动机的动力性、经济性，希望火焰传播速度u高，最高压力大，但λP大，工作粗暴。所以要在工作柔和的

4、条件下，尽可能地控制火焰传播速度和最高压力。第二节汽油机的不正常燃烧一、爆震燃烧（爆燃）（一）爆燃产生末端混合气自燃，形成新的火焰中心；新的火焰速度很大（1000m/s），缸内局部压力、温度急剧升高，形成冲击波；冲击波撞击缸壁、活塞顶等，发出尖锐的敲击声。（二）爆燃危害1．机件过载冲击负荷大，机件变形损坏。2、机件烧损解释化油器回火排气管放炮燃烧室燃爆产生图爆燃冲击波图43冲击波破坏燃烧室内附面层，局部高温3、润滑变差（发动机过热），积炭增多（高温裂解），使磨损加剧。4、Ne↓、ge↑（三）影响爆燃的因素及减轻措施有使用因素、结构因素等。从成因上分析：t1-火焰正常传

5、播时间，即从火焰中心形成起到火焰前锋传到末端混合气为止。t2-末端混合气自行发火的准备时间，即从火焰中心形成起到末端混合气自行着火。t1t2爆燃使t1减小因素：①提高火焰传播速度（转速增加，涡流增强）②缩短火焰传播距离（燃烧室结构、火花塞位置）使t2增大因素：①降低水温和进气温度②降低末温③降低压缩比④推迟点火⑤增多残余废气二、热面点火（一）产生由燃烧室内炽热表面（如过热的火花塞电极、排气门、积碳）点燃混合气的现象。凡是不依靠火花塞点火。1、非爆燃性热面点火热面点火后火焰以正常速度传播。早火（早燃）：发生在火花塞跳火之前后火（后燃）：发生在火花塞

6、跳火之后断火后发动机续转就是热面点火现象。2、爆燃性热面点火热面点火后火焰以爆燃速度传播。压力升高率高5倍，最高压力高150%43（二）危害：1、早火使压缩负功增大，Ne↓。2、热负荷增大。3、爆燃性热面点火，加速机件损坏。（三）影响热面点火的因素及预防措施凡是能使缸内的T、P降低的因素，都可预防热面点火。①选用低沸点汽油和含胶质少的机油。②在燃料中加抑制热面点火的添加剂。③适当降低压缩比。④选用合格的火花塞、排气门。小结：热面点火与爆燃的比较：爆燃热面点火末端混合气自燃炽热表面点燃火花塞跳火之后火花塞跳火之前、后有压力冲击波无压力冲击波敲击声较清脆敲击声较沉闷二者又

7、相互联系，相互促进。第三节影响燃烧过程的因素一、汽油性能1、蒸发性蒸发性强，混合燃速快，燃烧完全。蒸发性过强，产生“气阻”。2、抗爆性辛烷值高，抗爆性好。汽油是异辛烷（抗爆性为100）和正辛烷（抗爆性为0）的混合物。加抗爆剂四乙铅，可提高汽油抗爆性。二、使用因素1、混合气浓度1）α=0.85-0.95——功率混合气43火焰传播速度最快,Ne最大；燃烧室温度高，t2↓爆燃↑；空气不足，燃烧不完全，ge↑。2）α＜0.85过浓混合气Ne↓ge↑↑未燃烧产物随废气排入排气管，在排气管口燃烧，使排气管“放炮”。3）α=1.05-1.15——经济混合气。空气适