柴油機的燃燒過程

1、第六章第六章 柴油機的燃燒過程柴油機的燃燒過程 柴油機的燃燒過程與汽油機的有所不同：柴油機的燃燒過程與汽油機的有所不同： 1 1、混合氣形成的方法：、混合氣形成的方法： 汽油機：缸外（化油器及進氣管中），較均勻一致。汽油機：缸外（化油器及進氣管中），較均勻一致。 柴油機：缸內(nèi)形成混合氣柴油機：缸內(nèi)形成混合氣, ,燃燒時混合氣不均勻。燃燒時混合氣不均勻。 2 2、著火和燃燒的方式：、著火和燃燒的方式： 汽油機：點燃式，著火后靠汽油機：點燃式，著火后靠火焰?zhèn)鞑ト紵鹧鎮(zhèn)鞑ト紵?，著火時機、，著火時機、 地點均能控制。地點均能控制。 柴油機：壓燃式柴油機：壓燃式, ,油滴擴散燃燒油滴擴散燃燒, ,著火

2、時機、地點不能控著火時機、地點不能控 制。制。 3 3、保證及時、完全燃燒的方法：、保證及時、完全燃燒的方法： 汽油機：提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?。汽油機：提高火焰?zhèn)鞑ニ俣取?柴油機：保證及時形成較均勻的混合氣。柴油機：保證及時形成較均勻的混合氣。 第六章第六章 柴油機的燃燒過程柴油機的燃燒過程 要求：要求： 1 1、熟悉柴油機的燃燒過程及存在的問題；、熟悉柴油機的燃燒過程及存在的問題； 2 2、懂得放熱規(guī)律的意義及基本要求；、懂得放熱規(guī)律的意義及基本要求； 3 3、懂得柴油機混合氣的形成特點及影響因素；、懂得柴油機混合氣的形成特點及影響因素； 4 4、掌握各種運轉(zhuǎn)因素對燃燒過程的影響。、掌握各種運轉(zhuǎn)因

3、素對燃燒過程的影響。 一、燃燒過程一、燃燒過程 1 1、燃燒方式、燃燒方式-油滴擴散燃燒油滴擴散燃燒 柴油機是在壓縮過程中活塞接近上止點時柴油機是在壓縮過程中活塞接近上止點時, ,借助借助 噴油設備將燃油在高壓下成霧狀噴入燃燒室噴油設備將燃油在高壓下成霧狀噴入燃燒室, ,以以 便與空氣形成可燃混合氣。便與空氣形成可燃混合氣。 油滴的著火要滿足兩個條件：油滴的著火要滿足兩個條件： （1 1）混合氣的溫度要高于著火臨界溫度。）混合氣的溫度要高于著火臨界溫度。 （2 2）混合氣的濃度要適當，即混合氣的濃度要在）混合氣的濃度要適當，即混合氣的濃度要在 著火界限之內(nèi)。著火界限之內(nèi)。 著火時機、地點不固定

4、，著火點位于噴注外圍與核心之著火時機、地點不固定，著火點位于噴注外圍與核心之 間。間。 圖圖6-1 6-1 單個油滴的著火區(qū)域單個油滴的著火區(qū)域 T Tc c- -熱空氣熱空氣 溫度溫度； T Tw w- -油滴周油滴周 圍混合氣圍混合氣 溫度溫度； C Cu u- -油滴周油滴周 圍混合氣圍混合氣 濃度濃度； W-W-化學反應化學反應 速度速度。 在稀火焰區(qū)形成著火核心；稀熄火區(qū)是未燃在稀火焰區(qū)形成著火核心；稀熄火區(qū)是未燃HCHC的主要來源的主要來源 后噴現(xiàn)象：霧化和貫穿度小，形成后噴現(xiàn)象：霧化和貫穿度小，形成COCO、碳粒和未燃、碳粒和未燃HCHC等等 2 2、燃燒過程、燃燒過程 - -滯

5、燃期滯燃期 - -速燃速燃 期期 - -緩燃期緩燃期 - -后燃期后燃期 h h- -針閥升針閥升 程程 Q Q- -循環(huán)放熱量循環(huán)放熱量 dQ/ddQ/d- -放熱速率放熱速率 dq/ddq/d- -噴油速率噴油速率 1)1)噴油始點噴油始點 2)2)缸內(nèi)壓力線偏缸內(nèi)壓力線偏 離純壓縮線始點離純壓縮線始點 3)3)最高壓力點最高壓力點 4)4)最高溫度點最高溫度點 、滯燃期（、滯燃期（1-21-2） 在壓縮終點在壓縮終點, ,TcTc=450-800,=450-800,大于柴油的自燃溫大于柴油的自燃溫 度（度（330-350330-350）, ,但不會立即著火但不會立即著火, ,進行著火前進

6、行著火前 的準備。的準備。 物理準備物理準備：霧化，加熱，蒸發(fā)，擴散和混合。：霧化，加熱，蒸發(fā)，擴散和混合。 化學準備化學準備：裂化，著火前的氧化反應。：裂化，著火前的氧化反應。 一般著火延遲時間一般著火延遲時間i i0.0007-0.003s0.0007-0.003s 從噴油開始到缸內(nèi)壓力線與壓縮線偏離的始從噴油開始到缸內(nèi)壓力線與壓縮線偏離的始 點階段，稱為滯燃期或著火延遲期。點階段，稱為滯燃期或著火延遲期。( (圖圖6-26-2) ) 噴油時缸內(nèi)溫度壓力及燃料性質(zhì)是影響噴油時缸內(nèi)溫度壓力及燃料性質(zhì)是影響i i的主要因素。的主要因素。 、速燃期（、速燃期（2-32-3） （圖（圖6-26-2

7、） 著火后，著火后，在滯燃期內(nèi)形成的混合氣此時同時在滯燃期內(nèi)形成的混合氣此時同時 燃燒燃燒，活塞在上止點附近，接近于，活塞在上止點附近，接近于等容燃燒等容燃燒，平，平 均壓力升高率均壓力升高率P/=(PP/=(P3 3-P-P2 2)/()/(3 3-2 2) ) 升高升高 很快，放熱率很快，放熱率d/d d/d 大。大。 柴油機柴油機P/P/一般一般0.40.6MPa/0.40.6MPa/A 同時，噴油持續(xù)進行，形成燃燒與噴油的重同時，噴油持續(xù)進行，形成燃燒與噴油的重 疊，噴油常在速燃期結(jié)束。疊，噴油常在速燃期結(jié)束。 、緩燃期（、緩燃期（3-43-4） （圖（圖6-26-2） 速燃期內(nèi)噴入的

8、燃油在此階段燃燒，放熱量較速燃期內(nèi)噴入的燃油在此階段燃燒，放熱量較 大，占總放熱量的大，占總放熱量的707080%80%。一般在上止點后。一般在上止點后 20203535CACA，出現(xiàn)循環(huán)最高溫度，達，出現(xiàn)循環(huán)最高溫度，達16001600 20002000。 溫度雖升高，但活塞已下行，壓力近似不變，近溫度雖升高，但活塞已下行，壓力近似不變，近 于于等壓燃燒等壓燃燒。 、后燃期（、后燃期（4-4-） 從溫度最高到燃料燃燒結(jié)束。從溫度最高到燃料燃燒結(jié)束。 遠離上止點放熱，大量的熱傳給冷卻系，使排遠離上止點放熱，大量的熱傳給冷卻系，使排 氣溫度升高，零件熱負荷增加，導致柴油機動力氣溫度升高，零件熱負

9、荷增加，導致柴油機動力 性、經(jīng)濟性下降，故性、經(jīng)濟性下降，故應盡量減少后燃應盡量減少后燃。 二、燃燒過程中存在的問題二、燃燒過程中存在的問題 1.1.混合氣形成困難，燃燒不完全?；旌蠚庑纬衫щy，燃燒不完全。 混合極不均勻混合極不均勻混合氣形成時間短，邊噴油、邊混合、混合氣形成時間短，邊噴油、邊混合、 邊燃燒。邊燃燒。 改進措施：改進措施： 促進混合氣的形成。促進混合氣的形成。 結(jié)構(gòu)上，促進缸內(nèi)的渦流運動。結(jié)構(gòu)上，促進缸內(nèi)的渦流運動。 供給較多的空氣。供給較多的空氣。 大于大于1 1，一般取，一般取1.31.3。但是至少。但是至少30%30%的空氣未被利用，的空氣未被利用， 使氣缸工作容積的利用

10、程度降低，使升功率、平均有效使氣缸工作容積的利用程度降低，使升功率、平均有效 壓力降低，這與提高其動力性相矛盾。壓力降低，這與提高其動力性相矛盾。 2.2.工作粗暴，燃燒噪音較大。工作粗暴，燃燒噪音較大。 速燃期內(nèi)速燃期內(nèi), ,急劇升高的壓力直接使燃燒室壁面急劇升高的壓力直接使燃燒室壁面 及活塞、曲軸等機件產(chǎn)生強烈的振動及活塞、曲軸等機件產(chǎn)生強烈的振動, ,并通過氣并通過氣 缸壁傳到外部缸壁傳到外部, ,形成形成燃燒噪音燃燒噪音。 燃燒噪音與速燃期內(nèi)的燃燒噪音與速燃期內(nèi)的P/P/有很大關系有很大關系。 為使工作柔和，要求為使工作柔和，要求P/400kpa/P/400kpa/CACA。 P/P/

11、的大小主要與滯燃期中形成的可燃混的大小主要與滯燃期中形成的可燃混 合氣的數(shù)量有關，合氣的數(shù)量有關，縮短著火延遲時間縮短著火延遲時間i i，減少減少 滯燃期內(nèi)的噴油量滯燃期內(nèi)的噴油量，抑制此階段混合氣的形成，抑制此階段混合氣的形成, , 可減小可減小燃燒噪音燃燒噪音, ,但與提高動力性相矛盾。但與提高動力性相矛盾。 3.3.排氣冒黑煙排氣冒黑煙 主要發(fā)生在大負荷工況時主要發(fā)生在大負荷工況時，如加速，爬坡時。，如加速，爬坡時。 燃油在燃油在高溫缺氧高溫缺氧下燃燒時易形成下燃燒時易形成碳煙碳煙。 減少黑煙的主要措施減少黑煙的主要措施: : (1) (1)增加過量空氣系數(shù)增加過量空氣系數(shù)。但與提高柴油

12、機的動。但與提高柴油機的動 力性相矛盾。力性相矛盾。 （2 2）改善混合氣的形成。與改善柴油機工作的柔）改善混合氣的形成。與改善柴油機工作的柔 和性相矛盾。和性相矛盾。 4.4.排氣冒藍煙、白煙排氣冒藍煙、白煙 在冷起動及怠速、低負荷運轉(zhuǎn)時在冷起動及怠速、低負荷運轉(zhuǎn)時，氣缸內(nèi)溫度，氣缸內(nèi)溫度 低，燃燒不良，不同直徑的柴油微粒隨廢氣排出，低，燃燒不良，不同直徑的柴油微粒隨廢氣排出， 受光線的反射呈現(xiàn)不同的顏色，白煙是由受光線的反射呈現(xiàn)不同的顏色，白煙是由0.60.61 1 微米的顆粒構(gòu)成，而藍煙是由微米的顆粒構(gòu)成，而藍煙是由0.60.6微米以下的顆微米以下的顆 粒構(gòu)成。粒構(gòu)成。 暖機時，一般先冒

13、白煙，后冒藍煙，然后變?yōu)榕瘷C時，一般先冒白煙，后冒藍煙，然后變?yōu)?無色。無色。 圖圖6-3 柴油機與汽油機的放熱規(guī)律柴油機與汽油機的放熱規(guī)律 定義：定義：放熱率放熱率 dQ/d(dQ/d(每度曲軸轉(zhuǎn)每度曲軸轉(zhuǎn) 角的放熱量角的放熱量) )隨曲軸隨曲軸 轉(zhuǎn)角的變化關系。轉(zhuǎn)角的變化關系。 它決定壓力升高率它決定壓力升高率(噪音噪音) 的變化和熱效率。的變化和熱效率。 三、燃燒過程的放熱規(guī)律三、燃燒過程的放熱規(guī)律 理想的放熱規(guī)律應想的放熱規(guī)律應 為：為： 曲線要先緩后急。曲線要先緩后急。 放熱開始時刻要適放熱開始時刻要適 當提前當提前, ,持續(xù)時間為持續(xù)時間為 4040CACA。 在燃燒期內(nèi)，放熱過程

14、分三個階段：在燃燒期內(nèi)，放熱過程分三個階段： 預混合燃燒階段預混合燃燒階段對應速燃期，放熱率很高，歷時對應速燃期，放熱率很高，歷時 3 7A3 7A。 擴散燃燒階段擴散燃燒階段對應緩燃期，放熱率下降，為主放對應緩燃期，放熱率下降，為主放 熱階段，歷時熱階段，歷時40A40A。 這兩個階段放熱達這兩個階段放熱達80%80%。 放熱放熱“尾巴尾巴”對應后燃期，放熱對應后燃期，放熱20%20%。 放熱規(guī)律三要素：放熱規(guī)律三要素：燃燒始點、放熱曲線形狀、持燃燒始點、放熱曲線形狀、持 續(xù)時間。續(xù)時間。 燃燒始點燃燒始點使最高壓力發(fā)生在上止點后使最高壓力發(fā)生在上止點后78 A78 A。 曲線形狀曲線形狀開

15、始放熱適中開始放熱適中, ,然后燃燒加快，尾巴盡量短。然后燃燒加快，尾巴盡量短。 燃燒持續(xù)時間燃燒持續(xù)時間最佳約為最佳約為40 A40 A 第二節(jié)第二節(jié) 柴油機混合氣的形成柴油機混合氣的形成 柴油機混合氣形成靠三方面的相互作用：柴油機混合氣形成靠三方面的相互作用：一一 是燃燒室的結(jié)構(gòu)是燃燒室的結(jié)構(gòu), ,二是燃料的噴霧，三是缸內(nèi)適二是燃料的噴霧，三是缸內(nèi)適 當?shù)目諝膺\動。當?shù)目諝膺\動。 混合氣形成特點混合氣形成特點: 1、缸內(nèi)形成、缸內(nèi)形成 2、時間極短、時間極短 3、過量空氣系數(shù)較大、過量空氣系數(shù)較大 4、靠燃燒室、噴霧、空氣渦流運動三方面配合、靠燃燒室、噴霧、空氣渦流運動三方面配合 保證燃燒

16、完全、及時靠加快混合氣的形成速度保證燃燒完全、及時靠加快混合氣的形成速度 （汽油機是提高火焰?zhèn)鞑ニ俣龋ㄆ蜋C是提高火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?混合氣形成方法混合氣形成方法: 由不同噴霧及氣流運動組成了各種混合氣形成方由不同噴霧及氣流運動組成了各種混合氣形成方 式，其基本型式可分為：式，其基本型式可分為： 空間霧化混合，油膜蒸發(fā)混合空間霧化混合，油膜蒸發(fā)混合。 空間霧化混合：將燃油噴向燃燒室空間以霧狀油空間霧化混合：將燃油噴向燃燒室空間以霧狀油 滴與空氣渦流混合。滴與空氣渦流混合。 油膜蒸發(fā)混合：將燃油噴向燃燒室璧面以油膜蒸油膜蒸發(fā)混合：將燃油噴向燃燒室璧面以油膜蒸 發(fā)油氣與空氣渦流混合。發(fā)油氣與空氣渦流

17、混合。 在車用柴油機中，兩種方式均有，但多數(shù)以空在車用柴油機中，兩種方式均有，但多數(shù)以空 間霧化混合為主。間霧化混合為主。球形燃燒室柴油機以油膜蒸發(fā)球形燃燒室柴油機以油膜蒸發(fā) 混合方式為主?；旌戏绞綖橹鳌?1.1.燃油的霧化燃油的霧化 燃油在經(jīng)噴孔燃油在經(jīng)噴孔 噴出時，在氣噴出時，在氣 缸中被破碎成缸中被破碎成 微粒的過程。微粒的過程。 噴油橫截噴油橫截 面上燃油面上燃油 分布分布 噴油橫截面噴油橫截面 上油粒速度上油粒速度 L:射程射程 :錐角錐角 圖圖6-5 噴注的形狀噴注的形狀 一、燃油的噴霧一、燃油的噴霧 2 2噴注的特征：噴注的特征： 噴注射程噴注射程L：表示噴注貫穿深度；：表示噴注

18、貫穿深度； 噴注錐角噴注錐角：表示噴注緊密程度；：表示噴注緊密程度； 細微度和均勻度：表示霧化程度。細微度和均勻度：表示霧化程度。 細微度細微度-油注中的平均直徑油注中的平均直徑 均勻度均勻度-油注中最大直徑與最小直徑之油注中最大直徑與最小直徑之差差 3 3影響噴注質(zhì)量的主要因素：影響噴注質(zhì)量的主要因素： 噴注結(jié)構(gòu)，噴油壓力，氣缸內(nèi)空氣的壓力，柴油噴注結(jié)構(gòu)，噴油壓力，氣缸內(nèi)空氣的壓力，柴油 的粘度等。的粘度等。 二、空氣運動對混合氣形成的影響二、空氣運動對混合氣形成的影響 缸內(nèi)空氣的渦流運動能加速霧化的油滴與缸內(nèi)空氣的渦流運動能加速霧化的油滴與 周圍空氣的混合，促進燃燒過程的進行。周圍空氣的混

19、合，促進燃燒過程的進行。 但渦流過強，會使燃燒產(chǎn)物與鄰近的噴注重疊；但渦流過強，會使燃燒產(chǎn)物與鄰近的噴注重疊； 渦流過強也渦流過強也使進氣阻力加大，充量系數(shù)下降。使進氣阻力加大，充量系數(shù)下降。 三、典型燃燒室結(jié)構(gòu)分析三、典型燃燒室結(jié)構(gòu)分析 1 1燃燒室分為兩大類燃燒室分為兩大類: :直噴式和分開式直噴式和分開式。 直噴式燃燒室：直噴式燃燒室：燃油直接噴入由活塞頂和缸蓋形成的燃油直接噴入由活塞頂和缸蓋形成的 一個統(tǒng)一空間。一個統(tǒng)一空間。 開式燃燒室開式燃燒室淺坑型，如淺坑型，如淺盆形淺盆形或或淺淺形形燃燒室燃燒室 半開式燃燒室半開式燃燒室深坑型，如深坑型，如形形和和球形球形燃燒室燃燒室 分開式燃

20、燒室：分開式燃燒室：由主燃室和副燃室兩部分組成。由主燃室和副燃室兩部分組成。 如：如：渦流室式渦流室式燃燒室和燃燒室和預燃室式預燃室式燃燒室燃燒室 2 2對柴油機燃燒室的要求：對柴油機燃燒室的要求： 小，但應燃燒完全及時；小，但應燃燒完全及時； 適度的適度的P/P/和和P Pz z值；值；以保證工作柔和，以保證工作柔和， 平穩(wěn)，可靠；平穩(wěn)，可靠； 排氣品質(zhì)好；排氣品質(zhì)好； 變工況適應好；變工況適應好；應在負荷、轉(zhuǎn)速變化時，應在負荷、轉(zhuǎn)速變化時， 柴油機性能穩(wěn)定；柴油機性能穩(wěn)定； 冷起動性好；冷起動性好； 制造、維修方便。制造、維修方便。 3 3、直噴式燃燒室的空氣渦流運動、直噴式燃燒室的空氣渦

21、流運動 空氣渦流運動是加速混合氣形成的空氣渦流運動是加速混合氣形成的 有效手段；也是保證完善燃燒的重有效手段；也是保證完善燃燒的重 要條件。要條件。 直噴式燃燒室產(chǎn)生渦流運動的方法直噴式燃燒室產(chǎn)生渦流運動的方法 有種：有種： 1 1）進氣渦流）進氣渦流靠切向進氣道和螺旋靠切向進氣道和螺旋 進氣道形成。進氣道形成。 切向進氣道：切向進氣道：氣道母線與氣缸相切，氣道母線與氣缸相切， 在氣門前強烈收縮，使氣流越來越在氣門前強烈收縮，使氣流越來越 快進入氣缸后受缸壁的約束而轉(zhuǎn)向，快進入氣缸后受缸壁的約束而轉(zhuǎn)向， 形成渦流。形成渦流。 螺旋進氣道：螺旋進氣道：氣門座上方的氣道成螺旋型，相對于氣缸中氣門座

22、上方的氣道成螺旋型，相對于氣缸中 心一定位置。氣流形成繞氣門中心的旋轉(zhuǎn)運動，進入氣缸心一定位置。氣流形成繞氣門中心的旋轉(zhuǎn)運動，進入氣缸 后近于切向氣流，沿氣缸壁繞氣缸中心旋轉(zhuǎn)運動。應用于后近于切向氣流，沿氣缸壁繞氣缸中心旋轉(zhuǎn)運動。應用于 高速柴油機上。高速柴油機上。 2 2）擠氣渦流）擠氣渦流- - - -在壓縮行程后期，在壓縮行程后期， 活塞接近上止點時，活塞接近上止點時， 活塞頂上方環(huán)形空活塞頂上方環(huán)形空 間中的空氣被擠入間中的空氣被擠入 活塞頂部的燃燒室活塞頂部的燃燒室 內(nèi)，造成的空氣的內(nèi)，造成的空氣的 渦流運動。渦流運動。 渦流強度較進氣渦渦流強度較進氣渦 流小，只起輔助作流小，只起輔

23、助作 用。用。 逆擠流逆擠流 4 4、直噴式燃燒室、直噴式燃燒室 1 1）開式燃燒室淺坑型）開式燃燒室淺坑型 混合氣形成方式以空間混合為主。形成質(zhì)量依靠混合氣形成方式以空間混合為主。形成質(zhì)量依靠 燃油噴霧的細微度及油束在燃燒室內(nèi)的均勻分燃油噴霧的細微度及油束在燃燒室內(nèi)的均勻分 布實現(xiàn)。布實現(xiàn)。 特點：結(jié)構(gòu)簡單，特點：結(jié)構(gòu)簡單，F(xiàn)/VF/V小，小，Q放放 ，起動性好，經(jīng)，起動性好，經(jīng) 濟性好，熱負荷低；但濟性好，熱負荷低；但大（大（1.72.2)，工作粗，工作粗 暴，對燃料要求高。暴，對燃料要求高。 如：淺如：淺型燃燒室型燃燒室 淺淺型燃燒室型燃燒室 2 2）半開式燃燒室深坑型）半開式燃燒室深坑

24、型 型燃燒室型燃燒室 混合氣形成：混合氣形成：空間霧化混合為主?？臻g霧化混合為主。 一般采用多孔噴嘴，并組織一定的進氣渦流和擠氣一般采用多孔噴嘴，并組織一定的進氣渦流和擠氣 渦流，以加速混合氣的形成。渦流，以加速混合氣的形成。 主要特點：主要特點： z面容比小，面容比小，Q放放，經(jīng)濟性好。，經(jīng)濟性好。 z低溫起動性好低溫起動性好 z采用多孔噴嘴，高壓噴射。采用多孔噴嘴，高壓噴射。 zP/和和Pz大，工作粗暴。大，工作粗暴。 z大，動力性差。大，動力性差。 z形成碳煙多，氮氧化物多、排放差。形成碳煙多，氮氧化物多、排放差。 z多用于多用于3000r/min以下的柴油機。以下的柴油機。 型燃燒室型

25、燃燒室 球形燃燒室球形燃燒室 混合氣形成：混合氣形成：油膜蒸發(fā)。油膜蒸發(fā)。 一般采用單孔噴嘴，一般采用單孔噴嘴， 均配有螺旋進氣道以產(chǎn)生強進氣渦流。均配有螺旋進氣道以產(chǎn)生強進氣渦流。 主要特點：主要特點： z 面容比小，經(jīng)濟性好。面容比小，經(jīng)濟性好。 z P/和和Pz較小，工作柔和。較小，工作柔和。 z 對燃油的品質(zhì)及霧化質(zhì)量要求低，可以燃用多對燃油的品質(zhì)及霧化質(zhì)量要求低，可以燃用多 種燃料。種燃料。 z 冷起動困難。冷起動困難。 z 低速、加速時冒黑煙。低速、加速時冒黑煙。 z 不適于增壓，變工況適應性差。不適于增壓，變工況適應性差。 球型燃燒室球型燃燒室 5 5、分開式燃燒室、分開式燃燒室

26、 1 1）渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室 混合氣形成：混合氣形成：空間霧化混合為主。一般采用軸針空間霧化混合為主。一般采用軸針 式噴油器。式噴油器。 主要特點：主要特點： z 噴霧質(zhì)量要求不高。噴霧質(zhì)量要求不高。 z P/較小，工作柔和。較小，工作柔和。 z 值可較小，空氣利用率高。值可較小，空氣利用率高。 z 變工況適應性好，對轉(zhuǎn)速不敏感。變工況適應性好，對轉(zhuǎn)速不敏感。 z 面容比較大，經(jīng)濟性較差，啟動性差。面容比較大，經(jīng)濟性較差，啟動性差。 渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室 1 1）預燃室）預燃室式燃燒室式燃燒室 混合氣形成：混合氣形成：空間霧化混合為主。一般采用軸針空間霧化混合為主。一般采用軸

27、針 式噴油器。式噴油器。 主要特點：主要特點： z 噴霧質(zhì)量要求不高。噴霧質(zhì)量要求不高。 z P/較小，工作柔和。較小，工作柔和。 z 值可較小，空氣利用率高。值可較小，空氣利用率高。 z 變工況適應性好，對轉(zhuǎn)速不敏感。變工況適應性好，對轉(zhuǎn)速不敏感。 z 面容比較大，經(jīng)濟性差，啟動性差。面容比較大，經(jīng)濟性差，啟動性差。 z 低速噪聲大低速噪聲大 預燃室式燃燒室預燃室式燃燒室 各種燃燒室的比較各種燃燒室的比較 直直噴噴式式燃燃燒燒室室分分開開式式燃燃燒燒室室 形形球球形形渦渦流流室室 式式 預預燃燃室室式式 混混合合氣氣形形成成 方方式式 空空間間霧霧化化 混混合合 油油膜膜蒸蒸 發(fā)發(fā)混混合合

28、空空間間霧霧 化化混混合合 空空間間霧霧化化混混 合合 空空氣氣方方式式 較較強強進進氣氣 渦渦流流和和擠擠 流流 強強進進氣氣 渦渦流流和和 擠擠流流 壓壓縮縮渦渦 流流為為主主 燃燃燒燒渦渦流流為為 主主 噴噴嘴嘴型型式式多多孔孔 3 3- -5 5 單單孔孔或或 雙雙孔孔 軸軸針針式式軸軸針針式式 冷冷啟啟動動性性容容易易較較難難難難難難 燃燃燒燒噪噪音音高高較較高高較較低低低低( (惰惰轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)噪噪 音音高高) ) 燃燃料料適適應應性性差差好好較較好好好好 燃燃油油經(jīng)經(jīng)濟濟性性好好好好較較差差差差 第三節(jié)第三節(jié) 燃油的噴射燃油的噴射 一、噴射過程一、噴射過程 1 1燃油的噴射：燃油的噴射：

29、 燃油在噴油泵泵室中，受到柱塞壓縮，壓燃油在噴油泵泵室中，受到柱塞壓縮，壓 力升高，經(jīng)噴油器噴出的過程。力升高，經(jīng)噴油器噴出的過程。 2 2分三個階段：分三個階段： 噴油延遲階段，主噴射階段，滴漏階段。噴油延遲階段，主噴射階段，滴漏階段。 圖圖6-17 6-17 燃油的噴射過程燃油的噴射過程 二、不正常噴射二、不正常噴射 二次噴射二次噴射 針閥落座后，過大的針閥落座后，過大的 反射波使針閥再次升反射波使針閥再次升 起而噴油的現(xiàn)象。起而噴油的現(xiàn)象。 危害：危害： 噴油時間噴油時間，噴油，噴油 量量發(fā)動機過熱，發(fā)動機過熱， 排氣溫度排氣溫度，燃油消，燃油消 耗率耗率 噴射壓力低，霧化不良，燃燒過程

30、中噴入氣缸，排氣噴射壓力低，霧化不良，燃燒過程中噴入氣缸，排氣 冒黑煙，積碳。冒黑煙，積碳。 隔次噴射發(fā)生在怠隔次噴射發(fā)生在怠 速運行時，造成柴油機速運行時，造成柴油機 怠速運轉(zhuǎn)不穩(wěn)。怠速運轉(zhuǎn)不穩(wěn)。 三、避免不正常噴三、避免不正常噴 射的措施射的措施 減少高壓容積，減少高壓容積， 縮短高壓油管長度，縮短高壓油管長度， 合理選擇噴射系統(tǒng)參合理選擇噴射系統(tǒng)參 數(shù)。數(shù)。 斷續(xù)噴射、隔次噴射斷續(xù)噴射、隔次噴射 斷續(xù)噴射常發(fā)生在低斷續(xù)噴射常發(fā)生在低 速小負荷工況。速小負荷工況。 第四節(jié)第四節(jié) 影響燃燒過程的因素影響燃燒過程的因素 一、燃油的影響一、燃油的影響 1 1燃油的著火性燃油的著火性 是指柴油噴入

31、汽缸后能否迅速著火燃燒的能力。是指柴油噴入汽缸后能否迅速著火燃燒的能力。 用用十六烷值十六烷值表示。表示。 十六烷值高，著火性好，滯燃期短，十六烷值高，著火性好，滯燃期短，P/較小，工作較小，工作 柔和。十六烷值高，起動性好。柔和。十六烷值高，起動性好。 十六烷值過高，使燃油來不及混合就燃燒，冒煙。十六烷值過高，使燃油來不及混合就燃燒，冒煙。 車用柴油機的十六烷值，一般為車用柴油機的十六烷值，一般為40405050。 2 2十六烷值對燃燒過程的影響。十六烷值對燃燒過程的影響。圖圖6-196-19 3 3 蒸發(fā)性蒸發(fā)性 蒸發(fā)性過好，工作粗暴。蒸發(fā)性過好，工作粗暴。 蒸發(fā)性差，燃燒不完全。蒸發(fā)性差

32、，燃燒不完全。 蒸發(fā)性適中蒸發(fā)性適中 二、壓縮性二、壓縮性的影響的影響 TcTc、PcPc滯燃期縮短，工作滯燃期縮短，工作 柔和，改善柴油機冷起動性。柔和，改善柴油機冷起動性。 但但過大過大PzPz，機械磨損，機械磨損，使用壽，使用壽 命命。 當當2121時，時，i i的提高不明顯。的提高不明顯。 柴油機合適的壓縮比主要是根據(jù)冷起動的柴油機合適的壓縮比主要是根據(jù)冷起動的 需要來確定。需要來確定。 三、使用方面因素的影響三、使用方面因素的影響 （一）噴油規(guī)律（一）噴油規(guī)律 1 1定義：定義：指噴油速率指噴油速率dq/ddq/d（每度曲軸轉(zhuǎn)角的（每度曲軸轉(zhuǎn)角的 噴油量）隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關系。噴油量）隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關系。 2 2柴油機結(jié)構(gòu)一定時，放熱規(guī)律取決于噴油規(guī)柴油機結(jié)構(gòu)一定時，放熱規(guī)律取決于噴油規(guī) 律。律。 理想的噴油持續(xù)角為理想的噴油持續(xù)角為16163535CACA，噴油速率，噴油速率 的變化要先緩后急。的變化要先緩后急。 噴油規(guī)律可以通過改變噴油泵凸輪軸的凸輪噴油規(guī)律可以通過改變噴油泵凸輪軸的凸輪 型面加以調(diào)整。型面加以調(diào)整。 （