第四章--汽油機(jī)燃燒過程PPT課件

1、2021/6/71 第四章第四章 汽油機(jī)燃燒過程汽油機(jī)燃燒過程 第一節(jié)第一節(jié) 汽油機(jī)燃燒過程分析汽油機(jī)燃燒過程分析 第二節(jié)第二節(jié) 汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火 第三節(jié)第三節(jié) 汽油機(jī)循環(huán)燃燒變動汽油機(jī)循環(huán)燃燒變動 第四節(jié)第四節(jié) 汽油機(jī)排出的有害物及其控制汽油機(jī)排出的有害物及其控制 第五節(jié)第五節(jié) 使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響 第六節(jié)第六節(jié) 汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 第七節(jié)第七節(jié) 稀燃技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展稀燃技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 2021/6/72 一、渦流一、渦流 進(jìn)氣渦流：進(jìn)氣過程中形成的，繞氣缸軸線有組織進(jìn)氣渦流：進(jìn)氣過程中形成的

2、，繞氣缸軸線有組織 的氣流運(yùn)動。的氣流運(yùn)動。 進(jìn)氣渦流的產(chǎn)生方法進(jìn)氣渦流的產(chǎn)生方法 采用帶導(dǎo)氣屏的進(jìn)氣門采用帶導(dǎo)氣屏的進(jìn)氣門 切向氣道。結(jié)構(gòu)簡單，流動阻力小，對氣口位置敏切向氣道。結(jié)構(gòu)簡單，流動阻力小，對氣口位置敏 感。感。 1.螺旋氣道。能產(chǎn)生較強(qiáng)進(jìn)氣渦流，制造工藝要求高，螺旋氣道。能產(chǎn)生較強(qiáng)進(jìn)氣渦流，制造工藝要求高， 調(diào)試工作量大。調(diào)試工作量大。 2021/6/73 2021/6/74 二、擠流二、擠流 壓縮過程后期，活塞表面的某一部分和氣蓋彼此靠壓縮過程后期，活塞表面的某一部分和氣蓋彼此靠 近時所產(chǎn)生的徑向或橫向氣流運(yùn)動稱為擠壓流動，近時所產(chǎn)生的徑向或橫向氣流運(yùn)動稱為擠壓流動， 又稱擠流

3、。與渦流比，強(qiáng)度低，持續(xù)時間短，活塞又稱擠流。與渦流比，強(qiáng)度低，持續(xù)時間短，活塞 下行，很快下降消失，起輔助作用。下行，很快下降消失，起輔助作用。 三、滾流三、滾流 在進(jìn)氣過程中形成的，繞垂直于軸線的有組織的空在進(jìn)氣過程中形成的，繞垂直于軸線的有組織的空 氣旋流，稱為滾流或橫軸渦流。氣旋流，稱為滾流或橫軸渦流。 四、湍流四、湍流 氣缸中形成的無規(guī)則的氣流運(yùn)動稱為湍流。氣缸中形成的無規(guī)則的氣流運(yùn)動稱為湍流。 2021/6/75 五、熱力混合五、熱力混合 直噴式柴油機(jī)，上止點(diǎn)附近接近剛體流，燃燒室中直噴式柴油機(jī)，上止點(diǎn)附近接近剛體流，燃燒室中 心壓力低，外圍壓力高。燃燒室中流體受離心力及心壓力低，

4、外圍壓力高。燃燒室中流體受離心力及 壓差作用?；鹧嫦蛉紵抑行倪\(yùn)動，新鮮混合氣向壓差作用?；鹧嫦蛉紵抑行倪\(yùn)動，新鮮混合氣向 外壁運(yùn)動。外壁運(yùn)動。 2021/6/76 第一節(jié)第一節(jié) 汽油機(jī)燃燒過程分析汽油機(jī)燃燒過程分析 點(diǎn)燃式汽油機(jī)的燃特點(diǎn)：點(diǎn)燃式汽油機(jī)的燃特點(diǎn)： 缸外形成混合氣（蒸發(fā)性好、自燃溫度高），混合缸外形成混合氣（蒸發(fā)性好、自燃溫度高），混合 氣形成時間長，整個吸氣過程和壓縮過程都在混合，氣形成時間長，整個吸氣過程和壓縮過程都在混合， 均勻混合氣；均勻混合氣； 外源點(diǎn)火，可控制點(diǎn)火時間與地點(diǎn)；外源點(diǎn)火，可控制點(diǎn)火時間與地點(diǎn)； 傳播式燃燒。燃燒速度、放熱率取決于火焰?zhèn)鞑ニ賯鞑ナ饺紵Ｈ?/p>

5、燒速度、放熱率取決于火焰?zhèn)鞑ニ?度。度。 2021/6/77 第一節(jié)第一節(jié) 汽油機(jī)燃燒過程分析汽油機(jī)燃燒過程分析 一、預(yù)混燃燒與擴(kuò)散燃燒一、預(yù)混燃燒與擴(kuò)散燃燒 預(yù)混燃燒：混合過程比燃燒反應(yīng)要快得多，或火焰預(yù)混燃燒：混合過程比燃燒反應(yīng)要快得多，或火焰 到達(dá)之前，燃料與空氣已經(jīng)充分混合，這種可燃混到達(dá)之前，燃料與空氣已經(jīng)充分混合，這種可燃混 合氣燃燒稱之為預(yù)混燃燒。合氣燃燒稱之為預(yù)混燃燒。 1.擴(kuò)散燃燒：混合過程控制了燃燒速率，主要特征是擴(kuò)散燃燒：混合過程控制了燃燒速率，主要特征是 燃燒速率取決于使燃料和氧化劑達(dá)到適宜進(jìn)行化學(xué)燃燒速率取決于使燃料和氧化劑達(dá)到適宜進(jìn)行化學(xué) 反應(yīng)所需要的擴(kuò)散速率。反應(yīng)

6、所需要的擴(kuò)散速率。 2021/6/78 第一節(jié)第一節(jié) 汽油機(jī)燃燒過程分析汽油機(jī)燃燒過程分析 二、點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒二、點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒 （一）點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程（一）點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程 、著火階段（滯燃期）：由火花跳火到形成火焰中心，、著火階段（滯燃期）：由火花跳火到形成火焰中心， 壓力明顯脫離壓縮線。壓力明顯脫離壓縮線。 電火花跳火：集中加入熱量，電極間溫度可達(dá)電火花跳火：集中加入熱量，電極間溫度可達(dá) 2000；擊穿混合氣，離解成活性中心，加速反應(yīng)，；擊穿混合氣，離解成活性中心，加速反應(yīng)， 形成火焰核心。形成火焰核心。 特點(diǎn)：燃燒量小，壓力升高不明顯。特點(diǎn)：燃燒量小，壓力升

7、高不明顯。 2021/6/79 第一節(jié)第一節(jié) 汽油機(jī)燃燒過程分析汽油機(jī)燃燒過程分析 影響滯燃期的因素：影響滯燃期的因素： 燃料本身的分子結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性能；燃料本身的分子結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性能； 開始點(diǎn)火時氣缸內(nèi)氣體的壓力溫度。與壓縮比有關(guān)，開始點(diǎn)火時氣缸內(nèi)氣體的壓力溫度。與壓縮比有關(guān)， 壓縮比高，滯燃期短；壓縮比高，滯燃期短； 過量空氣系數(shù)，在過量空氣系數(shù)為過量空氣系數(shù)，在過量空氣系數(shù)為0.80.9時，最短。時，最短。 殘余廢氣增加，增加殘余廢氣增加，增加 氣缸內(nèi)混合氣運(yùn)動強(qiáng)，則稍有增加。氣缸內(nèi)混合氣運(yùn)動強(qiáng)，則稍有增加。 火花能量大，縮短?；鸹芰看?，縮短。 2021/6/710 第一節(jié)第一節(jié)

8、汽油機(jī)燃燒過程分析汽油機(jī)燃燒過程分析 、火焰?zhèn)鞑ルA段（急燃期）：火焰核心形成到火焰燒、火焰?zhèn)鞑ルA段（急燃期）：火焰核心形成到火焰燒 遍整個燃燒室，最高壓力出現(xiàn)，上止點(diǎn)后遍整個燃燒室，最高壓力出現(xiàn)，上止點(diǎn)后12 15CA。 特點(diǎn)：壓力升高迅速，用特點(diǎn)：壓力升高迅速，用P/=（P3-P2）/（ 3- 2 ）評價(jià)，在）評價(jià)，在0.20.4MPa/CA。 汽油機(jī)第汽油機(jī)第階段越短，越靠近上止點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)性，動階段越短，越靠近上止點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)性，動 力性越好。但力性越好。但P/過大，噪聲大，工作粗暴，一過大，噪聲大，工作粗暴，一 般般P/在在0.1750.25MPa/CA為宜。為宜。 2021/6/711 第一

9、節(jié)第一節(jié) 汽油機(jī)燃燒過程分析汽油機(jī)燃燒過程分析 、后燃期：明顯燃燒期終點(diǎn)到燃料基本上燃燒完全點(diǎn)。、后燃期：明顯燃燒期終點(diǎn)到燃料基本上燃燒完全點(diǎn)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1）燃燒速度慢。高溫下燃燒產(chǎn)物分解的）燃燒速度慢。高溫下燃燒產(chǎn)物分解的H2、O2、和、和 CO余隙壁面附近不完全燃燒部分繼續(xù)燃燒。余隙壁面附近不完全燃燒部分繼續(xù)燃燒。 2）補(bǔ)燃在膨脹沖程的后期，熱量利用率下降，希望）補(bǔ)燃在膨脹沖程的后期，熱量利用率下降，希望 后燃盡可能少。后燃盡可能少。 2021/6/712 第一節(jié)第一節(jié) 汽油機(jī)燃燒過程分析汽油機(jī)燃燒過程分析 （二）火焰?zhèn)鞑ニ俾屎腿紵俾剩ǘ┗鹧鎮(zhèn)鞑ニ俾屎腿紵俾?1、層流火焰?zhèn)鞑ニ?/p>

10、率、層流火焰?zhèn)鞑ニ俾?火焰前鋒相對于未燃溫合氣的相對速率?；鹧媲颁h相對于未燃溫合氣的相對速率。 式中：式中： Af火焰面積火焰面積 u未燃混合氣密度未燃混合氣密度 dmb/dt質(zhì)量燃燒率質(zhì)量燃燒率 uf b L A dt dm S 2021/6/713 第一節(jié)第一節(jié) 汽油機(jī)燃燒過程分析汽油機(jī)燃燒過程分析 2、湍流火焰速率、湍流火焰速率 湍流作用：湍流作用： 1）大標(biāo)度的湍流將使火焰前鋒面發(fā)生扭曲，除使其面積）大標(biāo)度的湍流將使火焰前鋒面發(fā)生扭曲，除使其面積 增大外，還可以使火焰前鋒分裂成許多燃燒中心，增大外，還可以使火焰前鋒分裂成許多燃燒中心， 導(dǎo)致火焰速率大大增加；導(dǎo)致火焰速率大大增加； 2）

11、小標(biāo)尺的湍流也可大大增加火焰面中分子與新鮮混）小標(biāo)尺的湍流也可大大增加火焰面中分子與新鮮混 合氣中的分子的相互滲透，使燃燒速率增加。合氣中的分子的相互滲透，使燃燒速率增加。 ST=SLFSR 式中：式中： FSR火焰速率比火焰速率比 2021/6/714 第一節(jié)第一節(jié) 汽油機(jī)燃燒過程分析汽油機(jī)燃燒過程分析 3、火焰?zhèn)鞑ニ俾?、火焰?zhèn)鞑ニ俾?火焰前鋒相對于燃燒室壁面?zhèn)鞑サ慕^對速率?；鹧媲颁h相對于燃燒室壁面?zhèn)鞑サ慕^對速率。 Sf=ST+Se 式中：式中： ST湍流火焰速率。湍流火焰速率。 Se已燃區(qū)膨脹速率。已燃區(qū)膨脹速率。 2021/6/715 第一節(jié)第一節(jié) 汽油機(jī)燃燒過程分析汽油機(jī)燃燒過程分析

12、（三）火焰?zhèn)鞑ソ缦蓿ㄈ┗鹧鎮(zhèn)鞑ソ缦?影響因素：影響可燃混合氣初期放熱速率和散熱速影響因素：影響可燃混合氣初期放熱速率和散熱速 率的因素。例如：可燃混合氣的初始溫度、殘余廢率的因素。例如：可燃混合氣的初始溫度、殘余廢 氣系數(shù)、點(diǎn)火能量、氣流運(yùn)動、燃燒室設(shè)計(jì)等。氣系數(shù)、點(diǎn)火能量、氣流運(yùn)動、燃燒室設(shè)計(jì)等。 可燃混合氣的初始溫度可燃混合氣的初始溫度 殘余廢氣系數(shù)殘余廢氣系數(shù) 點(diǎn)火能量點(diǎn)火能量 氣流運(yùn)動：湍流增強(qiáng)，火焰?zhèn)鞑ソ缦拊龃髿饬鬟\(yùn)動：湍流增強(qiáng)，火焰?zhèn)鞑ソ缦拊龃?燃燒室設(shè)計(jì)：殘余廢氣容易排除，火焰?zhèn)鞑ソ缦拊鋈紵以O(shè)計(jì)：殘余廢氣容易排除，火焰?zhèn)鞑ソ缦拊?大大 2021/6/716 第二節(jié)第二節(jié) 汽油

13、機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火 一、爆燃一、爆燃 末端混合氣的自燃現(xiàn)象。末端混合氣的自燃現(xiàn)象。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 1.電火花跳火，火焰?zhèn)鞑?，末端混合氣在壓縮終點(diǎn)溫電火花跳火，火焰?zhèn)鞑ィ┒嘶旌蠚庠趬嚎s終點(diǎn)溫 度基礎(chǔ)上，受到火焰面的熱幅射，壓縮加速了自己度基礎(chǔ)上，受到火焰面的熱幅射，壓縮加速了自己 的化學(xué)反應(yīng)，在火焰末達(dá)到時，就自燃了，形成另的化學(xué)反應(yīng)，在火焰末達(dá)到時，就自燃了，形成另 外一個或多個火焰核心，從這些中心以高速傳播，外一個或多個火焰核心，從這些中心以高速傳播， 熱量迅速放出，局部壓力劇增，來不及膨脹，形成熱量迅速放出，局部壓力劇增，來不及膨脹，形成 沖擊波，敲擊壁

14、面產(chǎn)生清脆的金屬敲擊聲。沖擊波，敲擊壁面產(chǎn)生清脆的金屬敲擊聲。 2021/6/717 第二節(jié)第二節(jié) 汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火 外部特征外部特征 敲缸；敲缸； 輕微爆震時，發(fā)動機(jī)功率略增；強(qiáng)烈爆震時，發(fā)動輕微爆震時，發(fā)動機(jī)功率略增；強(qiáng)烈爆震時，發(fā)動 機(jī)功率下降，工作不穩(wěn)，轉(zhuǎn)速下降，發(fā)動機(jī)有較大機(jī)功率下降，工作不穩(wěn)，轉(zhuǎn)速下降，發(fā)動機(jī)有較大 振動。振動。 冷卻系過熱冷卻系過熱 缸蓋溫度上升。缸蓋溫度上升。 3 嚴(yán)重爆震時的后果嚴(yán)重爆震時的后果 輸出功率、熱效率降低輸出功率、熱效率降低 氣缸過熱氣缸過熱 零件應(yīng)力增加。零件應(yīng)力增加。 2021/6/718 第二節(jié)第二節(jié) 汽油機(jī)爆

15、震燃燒和表面點(diǎn)火汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火 爆震影響因素爆震影響因素 （1）運(yùn)轉(zhuǎn)因素）運(yùn)轉(zhuǎn)因素 1）點(diǎn)火提前角）點(diǎn)火提前角 點(diǎn)火提前角增大，點(diǎn)火提前角增大， 火焰?zhèn)鞑r間縮短；最高壓力增火焰?zhèn)鞑r間縮短；最高壓力增 大，末端混合氣受到的擠壓增大，溫度增大，爆震大，末端混合氣受到的擠壓增大，溫度增大，爆震 傾向增大。后者起主要作用，點(diǎn)火提前角增大，爆傾向增大。后者起主要作用，點(diǎn)火提前角增大，爆 震傾向增大。震傾向增大。 2）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速增加，轉(zhuǎn)速增加， 火焰?zhèn)鞑ニ俣仍黾樱饍A向減??；吸火焰?zhèn)鞑ニ俣仍黾樱饍A向減?。晃?氣損失增加，吸入空氣溫度增加；氣損失增加，吸入空氣溫度增加；

16、 充量系數(shù)下降，充量系數(shù)下降， 最高燃燒壓力下降，終燃混合氣溫度下降。爆震傾最高燃燒壓力下降，終燃混合氣溫度下降。爆震傾 向下降。向下降。 2021/6/719 第二節(jié)第二節(jié) 汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火 3）負(fù)荷的影響）負(fù)荷的影響 負(fù)荷下降，節(jié)氣門關(guān)小，殘余廢氣系數(shù)增加負(fù)荷下降，節(jié)氣門關(guān)小，殘余廢氣系數(shù)增加,氣缸壁相對傳氣缸壁相對傳 熱增加，循環(huán)最高壓力下降，爆震傾向下降。熱增加，循環(huán)最高壓力下降，爆震傾向下降。 4）混合氣濃度）混合氣濃度 影響火焰?zhèn)鞑ニ俣取⒒鹧媾c氣缸壁的溫度、終燃混合氣滯燃影響火焰?zhèn)鞑ニ俣?、火焰與氣缸壁的溫度、終燃混合氣滯燃 期的改變。功率混合氣時，火

17、焰?zhèn)鞑ニ俾首畲?，混合氣的滯期的改變。功率混合氣時，火焰?zhèn)鞑ニ俾首畲螅旌蠚獾臏?燃期最短，后者起主要作用，最易爆震，過濃或過稀的混合燃期最短，后者起主要作用，最易爆震，過濃或過稀的混合 氣有助于減小爆震。氣有助于減小爆震。 5）燃燒室沉積物）燃燒室沉積物 沉積物的溫度較高，進(jìn)氣壓縮過程中，不斷加熱混合氣；沉沉積物的溫度較高，進(jìn)氣壓縮過程中，不斷加熱混合氣；沉 積物是熱的不良導(dǎo)體，提高了終燃混合氣的溫度；沉積物占積物是熱的不良導(dǎo)體，提高了終燃混合氣的溫度；沉積物占 一定的容積，壓縮比提高。爆震傾向增加。一定的容積，壓縮比提高。爆震傾向增加。 2021/6/720 第二節(jié)第二節(jié) 汽油機(jī)爆震燃燒和表

18、面點(diǎn)火汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火 （1）運(yùn)轉(zhuǎn)因素）運(yùn)轉(zhuǎn)因素 （2）結(jié)構(gòu)因素的影響）結(jié)構(gòu)因素的影響 1）氣缸直徑）氣缸直徑 氣缸直徑增大氣缸直徑增大火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增加，燃燒室面容比減小，爆火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增加，燃燒室面容比減小，爆 震傾向增大震傾向增大 2）火花塞位置）火花塞位置 3）氣缸蓋與活塞材料）氣缸蓋與活塞材料 合金材料，導(dǎo)熱性好，可用大的壓縮比。合金材料，導(dǎo)熱性好，可用大的壓縮比。 4）燃燒室結(jié)構(gòu)）燃燒室結(jié)構(gòu) 影響火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，湍流強(qiáng)度，向冷卻水的散熱，終燃混合影響火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，湍流強(qiáng)度，向冷卻水的散熱，終燃混合 氣的數(shù)量與溫度。氣的數(shù)量與溫度。 2021/6/721 第二節(jié)第二節(jié) 汽油機(jī)爆震

19、燃燒和表面點(diǎn)火汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火 降低爆震的具體措施降低爆震的具體措施 1）推遲點(diǎn)火）推遲點(diǎn)火 2）縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x。合適的火花塞位置與燃燒室的形狀。）縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x。合適的火花塞位置與燃燒室的形狀。 3）終燃混合氣的冷卻。）終燃混合氣的冷卻。 4）增加流動，火焰?zhèn)鞑ゼ涌?，散熱好。）增加流動，火焰?zhèn)鞑ゼ涌欤岷谩?5）掃氣。）掃氣。 2021/6/722 第二節(jié)第二節(jié) 汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火 二、表面點(diǎn)火二、表面點(diǎn)火 不依靠電火花點(diǎn)火，而依靠熾熱表面點(diǎn)燃混合氣形成的不正不依靠電火花點(diǎn)火，而依靠熾熱表面點(diǎn)燃混合氣形成的不正 常燃燒現(xiàn)象。常燃燒現(xiàn)象。 正常表面點(diǎn)

20、火正常表面點(diǎn)火 1）后火）后火 熾熱點(diǎn)的溫度較低，電火花點(diǎn)燃混合氣以后，火焰?zhèn)鞑ミ^程熾熱點(diǎn)的溫度較低，電火花點(diǎn)燃混合氣以后，火焰?zhèn)鞑ミ^程 中，熾熱點(diǎn)點(diǎn)燃其余混合氣，火焰?zhèn)鞑ト砸哉５乃俣葌鞑?。中，熾熱點(diǎn)點(diǎn)燃其余混合氣，火焰?zhèn)鞑ト砸哉５乃俣葌鞑ァ?2）早火）早火 熾熱點(diǎn)溫度較高時，電火花點(diǎn)燃混合氣，在電火花正常點(diǎn)火熾熱點(diǎn)溫度較高時，電火花點(diǎn)燃混合氣，在電火花正常點(diǎn)火 前，熾熱點(diǎn)點(diǎn)燃混合氣。前，熾熱點(diǎn)點(diǎn)燃混合氣。 爆燃性表面點(diǎn)火爆燃性表面點(diǎn)火 燃燒室沉積物引起的爆燃性熾熱點(diǎn)火。燃燒室沉積物引起的爆燃性熾熱點(diǎn)火。 2021/6/723 第二節(jié)第二節(jié) 汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火

21、 影響因素與防止措施：影響因素與防止措施： 1）影響因素）影響因素 燃料的影響：燃料的影響： 燃料形成沉積物的能力燃料形成沉積物的能力 形成的混合氣性質(zhì)形成的混合氣性質(zhì) 結(jié)構(gòu)與運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的影響：促進(jìn)沉積物溫度升高，氧氣供應(yīng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的影響：促進(jìn)沉積物溫度升高，氧氣供應(yīng) 好，降低混合氣點(diǎn)火能量的因素，均促進(jìn)表面點(diǎn)火發(fā)生。例好，降低混合氣點(diǎn)火能量的因素，均促進(jìn)表面點(diǎn)火發(fā)生。例 如：如： 壓縮比增高壓縮比增高 進(jìn)氣終了壓力增加進(jìn)氣終了壓力增加 進(jìn)氣溫度增加進(jìn)氣溫度增加 轉(zhuǎn)速增加轉(zhuǎn)速增加 燃用功率混合氣燃用功率混合氣 大氣濕度下降。大氣濕度下降。 2021/6/724 第二節(jié)第二節(jié) 汽油機(jī)爆震燃燒和

22、表面點(diǎn)火汽油機(jī)爆震燃燒和表面點(diǎn)火 2）防止措施：）防止措施： 選用沸點(diǎn)低的燃料和成焦小的潤滑油；選用沸點(diǎn)低的燃料和成焦小的潤滑油； 降低壓縮比；降低壓縮比； 避免長時間的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)以及汽車頻繁加減速運(yùn)行；避免長時間的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)以及汽車頻繁加減速運(yùn)行； 4爆燃與表面點(diǎn)火的區(qū)別爆燃與表面點(diǎn)火的區(qū)別 兩種不正常燃現(xiàn)象，爆燃火花點(diǎn)火后終端混合氣的自然現(xiàn)象，兩種不正常燃現(xiàn)象，爆燃火花點(diǎn)火后終端混合氣的自然現(xiàn)象， 表面點(diǎn)火是熾熱物點(diǎn)燃混合氣，兩者存在促進(jìn)關(guān)系。表面點(diǎn)火是熾熱物點(diǎn)燃混合氣，兩者存在促進(jìn)關(guān)系。 2021/6/725 第三節(jié)第三節(jié) 汽油機(jī)循環(huán)燃燒變動汽油機(jī)循環(huán)燃燒變動 現(xiàn)象現(xiàn)象 在發(fā)動機(jī)以某一工

23、況穩(wěn)定運(yùn)行時，各循環(huán)燃燒過程的在發(fā)動機(jī)以某一工況穩(wěn)定運(yùn)行時，各循環(huán)燃燒過程的 情況不斷變化，具體表現(xiàn)在壓力曲線、火焰?zhèn)鞑デ榍闆r不斷變化，具體表現(xiàn)在壓力曲線、火焰?zhèn)鞑デ?況及發(fā)動機(jī)功率輸出均不相同。況及發(fā)動機(jī)功率輸出均不相同。 危害危害 提前角、空燃比以及壓縮比、辛烷值，不一定都最提前角、空燃比以及壓縮比、辛烷值，不一定都最 佳。發(fā)動機(jī)排放增大，輸出扭矩波動增大。佳。發(fā)動機(jī)排放增大，輸出扭矩波動增大。 2021/6/726 第三節(jié)第三節(jié) 汽油機(jī)循環(huán)燃燒變動汽油機(jī)循環(huán)燃燒變動 評價(jià)參數(shù)評價(jià)參數(shù) 與氣缸壓力有關(guān)的參數(shù)。與氣缸壓力有關(guān)的參數(shù)。 與燃燒參數(shù)有關(guān)的參數(shù)與燃燒參數(shù)有關(guān)的參數(shù) 與火焰前鋒位置相

24、關(guān)的參數(shù)。與火焰前鋒位置相關(guān)的參數(shù)。 與排放有關(guān)的參數(shù)與排放有關(guān)的參數(shù) 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因 燃燒過程中氣缸內(nèi)氣體運(yùn)動狀態(tài)的循環(huán)變動。燃燒過程中氣缸內(nèi)氣體運(yùn)動狀態(tài)的循環(huán)變動。 每循環(huán)氣缸內(nèi)的混合氣成分變動。每循環(huán)氣缸內(nèi)的混合氣成分變動。 2021/6/727 第三節(jié)第三節(jié) 汽油機(jī)循環(huán)燃燒變動汽油機(jī)循環(huán)燃燒變動 降低措施降低措施 多點(diǎn)點(diǎn)火多點(diǎn)點(diǎn)火 組織進(jìn)氣渦流，能增加燃燒速率，減少循環(huán)變動。組織進(jìn)氣渦流，能增加燃燒速率，減少循環(huán)變動。 提高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，在缸內(nèi)形成強(qiáng)的湍流。提高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，在缸內(nèi)形成強(qiáng)的湍流。 采用化學(xué)計(jì)量比，火焰溫度與傳播速度比較高，壓采用化學(xué)計(jì)量比，火焰溫度與傳播速度比較高，壓 力

25、變動??；力變動?。?電控噴射；電控噴射； 速燃技術(shù)；速燃技術(shù)； 加大點(diǎn)火能量，優(yōu)化放電方式，采用大的火花塞間加大點(diǎn)火能量，優(yōu)化放電方式，采用大的火花塞間 隙。隙。 2021/6/728 第四節(jié)第四節(jié) 汽油機(jī)排出的有害物及其控制汽油機(jī)排出的有害物及其控制 有害排放物主要包括：有害排放物主要包括： CO，不完全燃燒產(chǎn)物。，不完全燃燒產(chǎn)物。 HC，包括未燃和未完全燃燒的燃油、潤滑油及其裂解和部，包括未燃和未完全燃燒的燃油、潤滑油及其裂解和部 分氧化產(chǎn)物。分氧化產(chǎn)物。 NOx，內(nèi)燃機(jī)排放的氮氧化物絕大部分是，內(nèi)燃機(jī)排放的氮氧化物絕大部分是NO，少量是，少量是NO2 ，一般用表示，一般用表示NOx 。

26、1.微粒，排氣中的微粒是指經(jīng)空氣稀釋、溫度降到微粒，排氣中的微粒是指經(jīng)空氣稀釋、溫度降到52后用后用 涂有聚四氟乙烯的玻璃纖維濾紙收集的除水以外的物質(zhì)。涂有聚四氟乙烯的玻璃纖維濾紙收集的除水以外的物質(zhì)。 柴油機(jī)排出的微粒大多小于柴油機(jī)排出的微粒大多小于0.3微米，其主要成分是碳及其微米，其主要成分是碳及其 吸附的有機(jī)物質(zhì)，后者稱為有機(jī)可溶成份。吸附的有機(jī)物質(zhì)，后者稱為有機(jī)可溶成份。 2021/6/729 第四節(jié)第四節(jié) 汽油機(jī)排出的有害物及其控制汽油機(jī)排出的有害物及其控制 一、一、 一氧化碳：碳?xì)浠虾腿剂显谌紵^程中生成的重要中間一氧化碳：碳?xì)浠虾腿剂显谌紵^程中生成的重要中間 產(chǎn)物。產(chǎn)物。

27、 控制控制CO排放量的主要因素是可燃混合氣的過量空氣系數(shù)，排放量的主要因素是可燃混合氣的過量空氣系數(shù)， 在濃混合氣中，在濃混合氣中，CO體積分?jǐn)?shù)隨過量空氣系數(shù)的減小不斷增體積分?jǐn)?shù)隨過量空氣系數(shù)的減小不斷增 加；在稀混合氣中，加；在稀混合氣中，CO很低，只是在很低，只是在1.01.1之間，之間， CO隨過量空氣系數(shù)變化略有變化。隨過量空氣系數(shù)變化略有變化。 部分負(fù)荷時，部分負(fù)荷時，CO排放量不高；全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、冷起動時，排放量不高；全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、冷起動時， CO排放很大；發(fā)動機(jī)加速時，如果過渡濃，或者減速時不排放很大；發(fā)動機(jī)加速時，如果過渡濃，或者減速時不 斷油，過渡工況供油控制不良時，斷油，過渡工

28、況供油控制不良時，CO排放增高。排放增高。 2021/6/730 第四節(jié)第四節(jié) 汽油機(jī)排出的有害物及其控制汽油機(jī)排出的有害物及其控制 二、二、 未燃碳?xì)浠衔镂慈继細(xì)浠衔?生成與排放渠道：生成與排放渠道： 在氣缸內(nèi)的燃燒過程中生成并隨排氣排出。二沖程中與掃在氣缸內(nèi)的燃燒過程中生成并隨排氣排出。二沖程中與掃 氣有關(guān)，增壓機(jī)中與氣門疊開有關(guān)。氣有關(guān)，增壓機(jī)中與氣門疊開有關(guān)。 曲軸箱排放物：從燃燒室通過活塞與氣缸之間的各間隙漏曲軸箱排放物：從燃燒室通過活塞與氣缸之間的各間隙漏 入曲軸箱的竄氣，含有大量入曲軸箱的竄氣，含有大量HC，如果排入大氣也構(gòu)成排放，如果排入大氣也構(gòu)成排放 物。物。 蒸發(fā)排放物

29、：從發(fā)動機(jī)和汽車的燃油系統(tǒng)，即汽油箱、節(jié)蒸發(fā)排放物：從發(fā)動機(jī)和汽車的燃油系統(tǒng)，即汽油箱、節(jié) 氣門等處蒸發(fā)的汽油蒸氣，如果排入大氣同樣構(gòu)成排放物氣門等處蒸發(fā)的汽油蒸氣，如果排入大氣同樣構(gòu)成排放物 2021/6/731 第四節(jié)第四節(jié) 汽油機(jī)排出的有害物及其控制汽油機(jī)排出的有害物及其控制 機(jī)理機(jī)理 壁面淬熄壁面淬熄 狹隙效應(yīng)狹隙效應(yīng) 潤滑油膜的吸附及解吸潤滑油膜的吸附及解吸 燃燒室中沉積物的影響燃燒室中沉積物的影響 大容積淬熄大容積淬熄 失火失火 碳?xì)浠衔锏暮笃谘趸細(xì)浠衔锏暮笃谘趸?2021/6/732 第四節(jié)第四節(jié) 汽油機(jī)排出的有害物及其控制汽油機(jī)排出的有害物及其控制 三、三、 NOX 化學(xué)

30、機(jī)理：捷爾多維奇原理。化學(xué)機(jī)理：捷爾多維奇原理。 生成物主要受溫度，氧濃度及高溫下的停留時間的影響。生成物主要受溫度，氧濃度及高溫下的停留時間的影響。 排放的影響因素排放的影響因素 空燃比：空燃比： 過量空氣系數(shù)在過量空氣系數(shù)在0.9左右，溫度高，但氧濃度低，左右，溫度高，但氧濃度低， NOX低低 。過量空氣系數(shù)在。過量空氣系數(shù)在1.1左右的略稀混合氣左右的略稀混合氣, NOX排放最高，氧濃度排放最高，氧濃度 的增加，抵消了溫度的下降。進(jìn)一步增加，溫度下降的效果占優(yōu)的增加，抵消了溫度的下降。進(jìn)一步增加，溫度下降的效果占優(yōu) 勢，勢， NOX下降。下降。 已燃?xì)怏w量的影響：已燃?xì)怏w的比例增大，已燃

31、氣體量的影響：已燃?xì)怏w的比例增大， NOX排放下降。主要排放下降。主要 原因在于可燃?xì)獾陌l(fā)熱量減少，混合氣的熱容增大，使最高燃燒原因在于可燃?xì)獾陌l(fā)熱量減少，混合氣的熱容增大，使最高燃燒 溫度下降。溫度下降。 點(diǎn)火定時的影響點(diǎn)火定時的影響 ；點(diǎn)火推遲，降低最高燃燒溫度并縮短已燃?xì)馔＃稽c(diǎn)火推遲，降低最高燃燒溫度并縮短已燃?xì)馔?留在高溫下的時間，留在高溫下的時間， NOX排放下降。排放下降。 四、微粒四、微粒 含鉛汽油的鉛、汽油中硫造成的硫酸鹽和不完全燃燒產(chǎn)生的碳煙含鉛汽油的鉛、汽油中硫造成的硫酸鹽和不完全燃燒產(chǎn)生的碳煙 ，是排氣微粒的主要成份。如果用無鉛汽油，汽油含硫量較低，是排氣微粒的主要成份。

32、如果用無鉛汽油，汽油含硫量較低， 可以認(rèn)為點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)基本上不排放微粒?？梢哉J(rèn)為點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)基本上不排放微粒。 2021/6/733 第四節(jié)第四節(jié) 汽油機(jī)排出的有害物及其控制汽油機(jī)排出的有害物及其控制 五、內(nèi)燃機(jī)排放控制五、內(nèi)燃機(jī)排放控制 （一）曲軸箱排放控制（一）曲軸箱排放控制 （二）蒸發(fā)排放物的控制（二）蒸發(fā)排放物的控制 （三）冷起動、暖機(jī)和怠速排放控制（三）冷起動、暖機(jī)和怠速排放控制 （1）冷起動及暖機(jī)排放控制，）冷起動及暖機(jī)排放控制，CO、HC排放。排放。 （2）怠速排放控制）怠速排放控制 （四）低排放燃料供給系統(tǒng)（四）低排放燃料供給系統(tǒng) （五）低排放點(diǎn)火控制系統(tǒng)：點(diǎn)火能量、點(diǎn)火時間（

33、爆震控制）。（五）低排放點(diǎn)火控制系統(tǒng)：點(diǎn)火能量、點(diǎn)火時間（爆震控制）。 （六）低排放的燃燒系統(tǒng)（六）低排放的燃燒系統(tǒng) （七）（七）EGR系統(tǒng)：系統(tǒng)： （1）真空控制機(jī)械式）真空控制機(jī)械式 （2）電控真空驅(qū)動）電控真空驅(qū)動 （3）閉環(huán)電控）閉環(huán)電控 2021/6/734 第四節(jié)第四節(jié) 汽油機(jī)排出的有害物及其控制汽油機(jī)排出的有害物及其控制 六、后處理系統(tǒng)六、后處理系統(tǒng) （一）三效催化器（一）三效催化器 （二）氧化催化轉(zhuǎn)換器：稀燃汽油機(jī)、柴油機(jī)（二）氧化催化轉(zhuǎn)換器：稀燃汽油機(jī)、柴油機(jī) （三）富氧（三）富氧NOx催化器：汽油機(jī)噴油，柴油機(jī)加氨。催化器：汽油機(jī)噴油，柴油機(jī)加氨。 2021/6/735 第

34、五節(jié)第五節(jié) 使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響 點(diǎn)火提前角的影響點(diǎn)火提前角的影響 汽油機(jī)點(diǎn)火提前特性：汽油機(jī)點(diǎn)火提前特性： 節(jié)氣門開度一定，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一定，混合氣濃度一節(jié)氣門開度一定，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一定，混合氣濃度一 定，調(diào)整點(diǎn)火正時，功率、燃油消耗率、排氣溫度定，調(diào)整點(diǎn)火正時，功率、燃油消耗率、排氣溫度 隨點(diǎn)火提前角的變化關(guān)系。隨點(diǎn)火提前角的變化關(guān)系。 點(diǎn)火提前，部分在上止點(diǎn)前燃燒，壓縮負(fù)功增加，點(diǎn)火提前，部分在上止點(diǎn)前燃燒，壓縮負(fù)功增加， 壓力升高率增加，最高爆發(fā)壓力增大，功率下降，壓力升高率增加，最高爆發(fā)壓力增大，功率下降， 比油耗上升，最高壓力、溫度增

35、加，對末端混合氣比油耗上升，最高壓力、溫度增加，對末端混合氣 擠壓加熱增大，爆震傾向增大。擠壓加熱增大，爆震傾向增大。 點(diǎn)火遲后，燃燒不及時，在膨脹中燃燒，熱利用率點(diǎn)火遲后，燃燒不及時，在膨脹中燃燒，熱利用率 下降，功率、比油耗增加。最佳點(diǎn)火提前角由點(diǎn)火下降，功率、比油耗增加。最佳點(diǎn)火提前角由點(diǎn)火 提前角調(diào)整特性確定。提前角調(diào)整特性確定。 2021/6/736 第五節(jié)第五節(jié) 使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響 節(jié)氣門開度一定，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加，燃燒占曲軸轉(zhuǎn)節(jié)氣門開度一定，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加，燃燒占曲軸轉(zhuǎn) 角增加，燃燒不及時，最佳點(diǎn)火提前角增大，分電角增加，燃燒不

36、及時，最佳點(diǎn)火提前角增大，分電 器上有離心自動提前器。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增大，離心力器上有離心自動提前器。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增大，離心力 增大，點(diǎn)火提前。增大，點(diǎn)火提前。 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速定，負(fù)荷下降，殘余廢氣系數(shù)增加，火發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速定，負(fù)荷下降，殘余廢氣系數(shù)增加，火 焰?zhèn)鞑ニ俣仍黾樱紵?，最佳點(diǎn)火提前角增大。焰?zhèn)鞑ニ俣仍黾?，燃燒慢，最佳點(diǎn)火提前角增大。 在分電器上有真空自動點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置，負(fù)荷下在分電器上有真空自動點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置，負(fù)荷下 降，進(jìn)氣管真空度增大，點(diǎn)火提前。降，進(jìn)氣管真空度增大，點(diǎn)火提前。 2021/6/737 第五節(jié)第五節(jié) 使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響

37、 混合氣成分混合氣成分 燃料調(diào)整特性：轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度一定，點(diǎn)火提前角燃料調(diào)整特性：轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度一定，點(diǎn)火提前角 最佳，調(diào)節(jié)供油量，功率、燃油消耗率、排溫隨過量最佳，調(diào)節(jié)供油量，功率、燃油消耗率、排溫隨過量 空氣系統(tǒng)變化的關(guān)系?？諝庀到y(tǒng)變化的關(guān)系。 1）a=0.80.9 火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲螅β驶旌蠚??；鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣茸畲?，功率混合氣?a1，理論分子理論分子 變更系數(shù)增大，功率增加。但變更系數(shù)增大，功率增加。但a1燃燒不完全，比燃燒不完全，比 油耗增加，生成油耗增加，生成CO。滯燃期下降，最高壓力及溫度。滯燃期下降，最高壓力及溫度 上升，爆震傾向增大。上升，爆震傾向增大。 2） a=1.031

38、.1 （經(jīng)濟(jì)混合氣）（經(jīng)濟(jì)混合氣） 燃燒較快且完全，指示熱效率增大，比油耗下降。缸燃燒較快且完全，指示熱效率增大，比油耗下降。缸 內(nèi)溫度高，空氣富裕，內(nèi)溫度高，空氣富裕，NOX排放高。排放高。 3） a1.2 稀混合氣，燃燒較慢（不及時），補(bǔ)燃增加，燃燒不稀混合氣，燃燒較慢（不及時），補(bǔ)燃增加，燃燒不 完全，熱效率降低，比油耗增加，可能出現(xiàn)化油器回完全，熱效率降低，比油耗增加，可能出現(xiàn)化油器回 火現(xiàn)象。火現(xiàn)象。 4） a0.8 濃混合氣，燃燒較慢，補(bǔ)燃增加，燃燒不完全，指示濃混合氣，燃燒較慢，補(bǔ)燃增加，燃燒不完全，指示 熱效率下降，比油耗上升，可能出現(xiàn)排氣管放炮現(xiàn)象。熱效率下降，比油耗上升，可

39、能出現(xiàn)排氣管放炮現(xiàn)象。 2021/6/738 第五節(jié)第五節(jié) 使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響 發(fā)動機(jī)負(fù)荷發(fā)動機(jī)負(fù)荷 負(fù)荷下降負(fù)荷下降殘余廢氣系數(shù)增加殘余廢氣系數(shù)增加滯燃期增加滯燃期增加最佳最佳 點(diǎn)提前角增加點(diǎn)提前角增加補(bǔ)燃增加補(bǔ)燃增加指標(biāo)熱效率下降指標(biāo)熱效率下降 負(fù)荷增加負(fù)荷增加 殘余廢氣系數(shù)下降殘余廢氣系數(shù)下降過量空氣系數(shù)增加過量空氣系數(shù)增加缸內(nèi)最高溫缸內(nèi)最高溫 度、最高壓力增加度、最高壓力增加爆震傾向增加爆震傾向增加 火焰?zhèn)鞑ニ俣仍黾踊鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣仍黾又笜?biāo)熱效率增加指標(biāo)熱效率增加 接近全負(fù)荷，要求大功率，供給濃混合氣，接近全負(fù)荷，要求大功率，供給濃混合

40、氣， a 1指標(biāo)熱效率下降指標(biāo)熱效率下降 2021/6/739 第五節(jié)第五節(jié) 使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響 發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)n n增加增加 湍流增加湍流增加燃燒速度增加燃燒速度增加燃燒時間縮短，但燃燒時間縮短，但=6nt燃燃 燒占曲軸轉(zhuǎn)角增加燒占曲軸轉(zhuǎn)角增加熱量利用率下降熱量利用率下降指標(biāo)熱效率下降。指標(biāo)熱效率下降。 因此，提前點(diǎn)火（離心提前）。因此，提前點(diǎn)火（離心提前）。 漏氣、傳熱下降漏氣、傳熱下降壓縮終了溫度增加壓縮終了溫度增加滯燃期下降?；鹧鏈计谙陆?。火焰 傳播速度增快。爆震傾向下降。傳播速度增快。爆震傾向下降。 n下降下降 漏氣、傳熱增加；紊

41、流下降，火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆怠Ｖ笜?biāo)熱漏氣、傳熱增加；紊流下降，火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆?。指?biāo)熱 效率下降。效率下降。 指標(biāo)熱效率隨指標(biāo)熱效率隨n變化在中間某轉(zhuǎn)速凸起，兩端下降。變化在中間某轉(zhuǎn)速凸起，兩端下降。 2021/6/740 第五節(jié)第五節(jié) 使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響使用、調(diào)整因素對汽油機(jī)燃燒過程的影響 大氣狀態(tài)大氣狀態(tài) P0下降，下降，m1下降，混合氣變濃，輸出功率下降，比下降，混合氣變濃，輸出功率下降，比 油耗增加，爆震傾向下降油耗增加，爆震傾向下降 T0增大增大 m1下降，輸出功率下降，比油耗增加，爆下降，輸出功率下降，比油耗增加，爆 震傾向震傾向 2021/6/741 第六節(jié)第六節(jié)

42、汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 一、燃燒室設(shè)計(jì)的一般要求一、燃燒室設(shè)計(jì)的一般要求 （1）經(jīng)濟(jì)性高；）經(jīng)濟(jì)性高； （2）燃燒放熱率曲線等容度高；）燃燒放熱率曲線等容度高； （3）對大氣的污染?。唬Υ髿獾奈廴拘?； （4）動力性要好；）動力性要好； （5）不出現(xiàn)爆震與表面點(diǎn)火等不正常燃燒；）不出現(xiàn)爆震與表面點(diǎn)火等不正常燃燒； （6）燃燒變動小；）燃燒變動?。?（7）工作柔和，燃燒噪聲?。唬┕ぷ魅岷?，燃燒噪聲??； （8）滿足速燃要求；）滿足速燃要求； （9）稀燃能力強(qiáng)；）稀燃能力強(qiáng)； （10）起動性好；）起動性好； （11）瞬態(tài)特性好；）瞬態(tài)特性好； （12）EGR的承受能力強(qiáng)。的承受能力強(qiáng)。 2

43、021/6/742 第六節(jié)第六節(jié) 汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 二、燃燒室的設(shè)計(jì)要點(diǎn)二、燃燒室的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 壓縮比壓縮比 影響汽油機(jī)性能最重要的參數(shù)。影響汽油機(jī)性能最重要的參數(shù)。增加增加功率輸出及經(jīng)濟(jì)性功率輸出及經(jīng)濟(jì)性 提高；提高； 增加增加爆震、壓力升高比、噪聲與振動、排放增加。爆震、壓力升高比、噪聲與振動、排放增加。 燃燒室的狹縫、潤滑油膜和沉積物處生成的未燃燃燒室的狹縫、潤滑油膜和沉積物處生成的未燃HC增加增加 面容比增加，激冷面積相對增加，面容比增加，激冷面積相對增加，HC增加；增加； 膨脹比增加，膨脹后期燃?xì)鉁囟认陆?，膨脹比增加，膨脹后期燃?xì)鉁囟认陆?，HC氧化速率下降，氧化速率下降

44、， 更多的燃料以未燃更多的燃料以未燃HC的形式排出；的形式排出； 排溫降低，粘附在壁面上的液態(tài)燃料難以汽化，增加了排溫降低，粘附在壁面上的液態(tài)燃料難以汽化，增加了HC 排放，但過高的壁面溫度會使終燃混合氣溫度增高，對減少排放，但過高的壁面溫度會使終燃混合氣溫度增高，對減少 爆震不利；爆震不利； 1.最高燃燒溫度增加，最高燃燒溫度增加，NOx排放增加。排放增加。 2021/6/743 第六節(jié)第六節(jié) 汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 燃燒室面容比燃燒室面容比 表示燃燒室的緊湊性，與燃燒室形式以及汽油機(jī)的主要結(jié)構(gòu)表示燃燒室的緊湊性，與燃燒室形式以及汽油機(jī)的主要結(jié)構(gòu) 參數(shù)有關(guān)。燃燒室面容比增加，火焰?zhèn)?/p>

45、播距離增大，容易爆參數(shù)有關(guān)。燃燒室面容比增加，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增大，容易爆 震，震，HC排放高，相對散熱面積大，熱損失增加。排放高，相對散熱面積大，熱損失增加。 3火花塞位置及其性能火花塞位置及其性能 影響火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x的長短，從而影響抗爆性，也影響火焰面影響火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x的長短，從而影響抗爆性，也影響火焰面 積擴(kuò)展速率和燃燒速率。積擴(kuò)展速率和燃燒速率。 火花塞應(yīng)靠近排氣門處，使受熾熱表面加熱的混合氣能及早燃燒，火花塞應(yīng)靠近排氣門處，使受熾熱表面加熱的混合氣能及早燃燒， 從而不致發(fā)生爆燃。從而不致發(fā)生爆燃。 火花塞間隙處的殘余廢氣應(yīng)能充分清掃，使混合氣容易著火，對暖火花塞間隙處的殘余廢氣應(yīng)能充分清掃，

46、使混合氣容易著火，對暖 機(jī)和低負(fù)荷性能作用較大。但不希望有過強(qiáng)的氣流在點(diǎn)火瞬間直接機(jī)和低負(fù)荷性能作用較大。但不希望有過強(qiáng)的氣流在點(diǎn)火瞬間直接 吹向火花塞間隙，從而吹散火核，增加缸內(nèi)壓力的循不變動率，甚吹向火花塞間隙，從而吹散火核，增加缸內(nèi)壓力的循不變動率，甚 至導(dǎo)致失火。至導(dǎo)致失火。 2021/6/744 第六節(jié)第六節(jié) 汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 燃燒室內(nèi)的氣流運(yùn)動燃燒室內(nèi)的氣流運(yùn)動 作用：作用： 增加火焰?zhèn)鞑ニ俣?；增加火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?擴(kuò)大混合氣的著火界限，可以燃燒更稀的混合氣；擴(kuò)大混合氣的著火界限，可以燃燒更稀的混合氣； 降低循環(huán)變動率；降低循環(huán)變動率； 降低降低HC排放。排放。 過強(qiáng)

47、的氣流將使損失增加，還可能吹熄火核而失火，使過強(qiáng)的氣流將使損失增加，還可能吹熄火核而失火，使HC 排放增加。排放增加。 2021/6/745 第六節(jié)第六節(jié) 汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 燃燒室的優(yōu)化途徑燃燒室的優(yōu)化途徑 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，與燃燒室結(jié)構(gòu)及火花塞位置有關(guān)；縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，與燃燒室結(jié)構(gòu)及火花塞位置有關(guān)； 利用適當(dāng)強(qiáng)度的湍流，加快火焰?zhèn)鞑ニ俣?；利用適當(dāng)強(qiáng)度的湍流，加快火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?離火花塞較遠(yuǎn)區(qū)域設(shè)適當(dāng)冷卻面積，降低邊緣區(qū)域可燃混合離火花塞較遠(yuǎn)區(qū)域設(shè)適當(dāng)冷卻面積，降低邊緣區(qū)域可燃混合 氣溫度；氣溫度； 燃燒室內(nèi)沒有受高溫影響而產(chǎn)生的熱點(diǎn)和表面沉積物。燃燒室

48、內(nèi)沒有受高溫影響而產(chǎn)生的熱點(diǎn)和表面沉積物。 設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則： 在最大火焰前鋒面積、最小面容比、最大氣門尺寸等設(shè)計(jì)參在最大火焰前鋒面積、最小面容比、最大氣門尺寸等設(shè)計(jì)參 數(shù)限制范圍內(nèi)，優(yōu)化燃燒室?guī)缀涡螤?。?shù)限制范圍內(nèi)，優(yōu)化燃燒室?guī)缀涡螤睢?改善混合氣的分布和均勻性，減少燃燒循環(huán)變動率，減少各改善混合氣的分布和均勻性，減少燃燒循環(huán)變動率，減少各 缸的不均勻性。缸的不均勻性。 2021/6/746 第六節(jié)第六節(jié) 汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 三、典型燃燒室三、典型燃燒室 楔型燃燒室楔型燃燒室 1.布置在缸蓋上，火花塞在楔形高處進(jìn)、排氣門之間，火焰距布置在缸蓋上，火花塞在楔形高處進(jìn)、排氣門之間

49、，火焰距 離較長。有擠氣面積，氣門傾斜離較長。有擠氣面積，氣門傾斜630度，氣道轉(zhuǎn)彎較小，度，氣道轉(zhuǎn)彎較小， 進(jìn)氣阻力下降，充量系數(shù)提高，壓縮比可以較高達(dá)進(jìn)氣阻力下降，充量系數(shù)提高，壓縮比可以較高達(dá)910。 有較高的動力性與燃油經(jīng)濟(jì)性，初期燃燒速率和壓力升高比有較高的動力性與燃油經(jīng)濟(jì)性，初期燃燒速率和壓力升高比 大，工作顯得粗暴一些。大，工作顯得粗暴一些。 2021/6/747 第六節(jié)第六節(jié) 汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 2021/6/748 第六節(jié)第六節(jié) 汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 浴盆形燃燒室浴盆形燃燒室 高度相同，允許寬度略超出氣缸范圍來加大氣門直徑。氣門高度相同，允許寬度略超

50、出氣缸范圍來加大氣門直徑。氣門 頭部外徑與燃燒室壁面之間保持頭部外徑與燃燒室壁面之間保持56.5mm。有擠氣面積，。有擠氣面積， 擠氣效果比較差，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x也較長，燃燒速率比較低，擠氣效果比較差，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x也較長，燃燒速率比較低， 燃燒時間長，壓力升高比低。燃燒時間長，壓力升高比低。 面容比較大，對面容比較大，對HC排放不利，但壓力升高比低，工作柔和，排放不利，但壓力升高比低，工作柔和， NOx排放低，動力性經(jīng)濟(jì)性不高，工藝性好，便于維修。排放低，動力性經(jīng)濟(jì)性不高，工藝性好，便于維修。 2021/6/749 第六節(jié)第六節(jié) 汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 2021/6/750 第六節(jié)第六節(jié)

51、 汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 碗形燃燒室碗形燃燒室 碗形燃燒室，布置在活塞中的一個回轉(zhuǎn)體，采用平底氣缸蓋，碗形燃燒室，布置在活塞中的一個回轉(zhuǎn)體，采用平底氣缸蓋， 工藝性好。燃燒室完全機(jī)械加工，有精確的形狀和容積，燃工藝性好。燃燒室完全機(jī)械加工，有精確的形狀和容積，燃 燒室表面光滑，緊湊，擠流效果好，壓縮比可達(dá)燒室表面光滑，緊湊，擠流效果好，壓縮比可達(dá)11。燃燒。燃燒 室在活塞頂，使活塞的高度與質(zhì)量增加。面容較大，散熱增室在活塞頂，使活塞的高度與質(zhì)量增加。面容較大，散熱增 加。加。 采用緊湊的活塞頂凹坑，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x縮短，擠氣面積大，采用緊湊的活塞頂凹坑，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x縮短，擠氣面積大， 紊流強(qiáng)，火花塞位于凹坑內(nèi)。壓縮比增大，紊流較強(qiáng)，火焰紊流強(qiáng)，火花塞位于凹坑內(nèi)。壓縮比增大，紊流較強(qiáng)，火焰 傳播速度增加，點(diǎn)火提前角可以減小，爆震傾向下降，可以傳播速度增加，點(diǎn)火提前角可以減小，爆震傾向下降，可以 使用稀混合氣。使用稀混合氣。 2021/6/751 第六節(jié)第六節(jié) 汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 2021/6/752 第六節(jié)第六節(jié) 汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)汽油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì) 半球形燃燒室半球形燃燒室 形狀呈球型，可以全部機(jī)械加工，結(jié)構(gòu)緊湊，面容比下降，形狀呈球型，可以全部機(jī)械加工，結(jié)構(gòu)緊湊，面容比下降， 火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x下