發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車?yán)碚揰第四章柴油機(jī)的燃料與燃燒(1)

1、1/18課程內(nèi)容概述課程內(nèi)容概述第一章發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識(shí)第一章發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識(shí)第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程第三章汽油機(jī)的燃料與燃燒第三章汽油機(jī)的燃料與燃燒第四章第四章柴油機(jī)的燃料與燃燒柴油機(jī)的燃料與燃燒第五章燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒第五章燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒第六章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性第六章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性第七章汽車的動(dòng)力性第七章汽車的動(dòng)力性第八章汽車的制動(dòng)性第八章汽車的制動(dòng)性第九章汽車的使用經(jīng)濟(jì)性第九章汽車的使用經(jīng)濟(jì)性第十章汽車的操縱穩(wěn)定性第十章汽車的操縱穩(wěn)定性第十一章汽車的舒適性第十一章汽車的舒適性第十二章汽車的通過(guò)性第十二章汽車的通過(guò)性第十三章汽車性能的合理使用第十三章汽車性能的合理

2、使用3/18第四章第四章 柴油機(jī)的燃料與燃燒柴油機(jī)的燃料與燃燒第一節(jié)第一節(jié) 柴油的使用性能柴油的使用性能第二節(jié)第二節(jié) 柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒第三節(jié)第三節(jié) 柴油機(jī)的排氣污染與噪聲柴油機(jī)的排氣污染與噪聲第四節(jié)第四節(jié) 改善柴油機(jī)燃燒過(guò)程的措施改善柴油機(jī)燃燒過(guò)程的措施4/18第一節(jié)第一節(jié) 柴油的使用性能柴油的使用性能1.發(fā)火性發(fā)火性：2.蒸發(fā)性蒸發(fā)性：3.粘度粘度：4.凝點(diǎn)凝點(diǎn)：5/18柴油的發(fā)火性柴油的發(fā)火性u(píng)自燃能力，用十六烷值表示。自燃能力，用十六烷值表示。u十六烷值過(guò)高、過(guò)低都不好。十六烷值過(guò)高、過(guò)低都不好。u車用柴油機(jī)：十六烷值車用柴油機(jī)：十六烷值4060。6/18

3、柴油的蒸發(fā)性柴油的蒸發(fā)性柴油蒸發(fā)性柴油蒸發(fā)性:用用50%、90%、95%餾出溫度來(lái)評(píng)價(jià)餾出溫度來(lái)評(píng)價(jià)50%餾出溫度低，輕餾分多，蒸發(fā)性好，但其著火性餾出溫度低，輕餾分多，蒸發(fā)性好，但其著火性差。如果此溫度過(guò)低，使柴油機(jī)工作粗暴。差。如果此溫度過(guò)低，使柴油機(jī)工作粗暴。90%、95%餾出溫度高，重餾分多，蒸發(fā)性差。餾出溫度高，重餾分多，蒸發(fā)性差。因此，要求柴油的因此，要求柴油的50%餾出溫度適宜，餾出溫度適宜，90%餾出溫度餾出溫度和和95%餾出溫度應(yīng)比較低。餾出溫度應(yīng)比較低。7/18粘度粘度粘度決定其流動(dòng)性，影響霧化質(zhì)量和潤(rùn)滑能力。粘度決定其流動(dòng)性，影響霧化質(zhì)量和潤(rùn)滑能力。粘度大，濾清困難，流動(dòng)

4、阻力增加，不易霧化。粘度大，濾清困難，流動(dòng)阻力增加，不易霧化。粘度小，流動(dòng)性好，容易霧化，但粘度過(guò)小使其失粘度小，流動(dòng)性好，容易霧化，但粘度過(guò)小使其失去必要潤(rùn)滑能力，磨損、柴油的露失量增加。去必要潤(rùn)滑能力，磨損、柴油的露失量增加。8/18凝點(diǎn)凝點(diǎn)u凝點(diǎn)：指柴油冷卻到開(kāi)始失去流動(dòng)性的溫度，是評(píng)價(jià)凝點(diǎn)：指柴油冷卻到開(kāi)始失去流動(dòng)性的溫度，是評(píng)價(jià)柴油低溫流動(dòng)性的指標(biāo)。柴油低溫流動(dòng)性的指標(biāo)。u國(guó)產(chǎn)輕柴油的牌號(hào)以凝點(diǎn)大小編號(hào)。如國(guó)產(chǎn)輕柴油的牌號(hào)以凝點(diǎn)大小編號(hào)。如10號(hào)輕柴油的號(hào)輕柴油的凝點(diǎn)為凝點(diǎn)為10。 好的柴油凝點(diǎn)低。好的柴油凝點(diǎn)低。u選用柴油時(shí)，其凝點(diǎn)要比最低環(huán)境溫度低選用柴油時(shí)，其凝點(diǎn)要比最低環(huán)境溫

5、度低3 5。見(jiàn)表見(jiàn)表4-1。9/18輕柴油的選用輕柴油的選用牌號(hào)適用范圍10號(hào)有預(yù)熱設(shè)備的柴油機(jī)5號(hào)氣溫在8 OC以上地區(qū)0號(hào)氣溫在4 OC以上地區(qū)10號(hào)氣溫在5 OC以上地區(qū)20號(hào)氣溫在14 OC以上地區(qū)35號(hào)氣溫在29 OC以上地區(qū)50號(hào)氣溫在44OC以上地區(qū)10/18第二節(jié)第二節(jié) 柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒一、一、柴油機(jī)混合氣的形成柴油機(jī)混合氣的形成二、二、柴油機(jī)的燃燒過(guò)程柴油機(jī)的燃燒過(guò)程11/18一、柴油機(jī)混合氣的形成一、柴油機(jī)混合氣的形成1.1.柴油機(jī)混合氣形成特點(diǎn)：柴油機(jī)混合氣形成特點(diǎn)：由于柴油的蒸發(fā)性差，采用高壓噴射方法（高壓油由于柴油的蒸發(fā)性差，采用高壓噴

6、射方法（高壓油泵、噴油器），將柴油噴入燃燒室，與缸內(nèi)高溫高壓泵、噴油器），將柴油噴入燃燒室，與缸內(nèi)高溫高壓的空氣混合形成混合氣。混合氣的形成和燃燒是同時(shí)的空氣混合形成混合氣?；旌蠚獾男纬珊腿紵峭瑫r(shí)進(jìn)行，即邊噴油、邊霧化、邊混合、邊燃燒。進(jìn)行，即邊噴油、邊霧化、邊混合、邊燃燒。柴油機(jī)混合氣的形成特點(diǎn)：柴油機(jī)混合氣的形成特點(diǎn)：一是在汽缸的內(nèi)部，二是時(shí)間短且不均勻。一是在汽缸的內(nèi)部，二是時(shí)間短且不均勻。12/18一、柴油機(jī)混合氣的形成一、柴油機(jī)混合氣的形成2 2柴油機(jī)混合氣形成方式：柴油機(jī)混合氣形成方式：1 1）空間霧化混合方式空間霧化混合方式：2 2）油膜蒸發(fā)混合方式油膜蒸發(fā)混合方式：13/18

7、空間霧化混合方式空間霧化混合方式噴油器以一定壓力、一定射程和一定霧化質(zhì)量將柴油噴噴油器以一定壓力、一定射程和一定霧化質(zhì)量將柴油噴入燃燒室并形成油霧，從高溫空氣中吸熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散入燃燒室并形成油霧，從高溫空氣中吸熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散與空氣混合形成可燃混合氣。與空氣混合形成可燃混合氣。 u要求油束的形狀要求油束的形狀( (射程、錐角射程、錐角) )與燃燒室形狀匹配，保與燃燒室形狀匹配，保證混合氣形成均勻；采用多孔噴油器，擴(kuò)大油霧分布空證混合氣形成均勻；采用多孔噴油器，擴(kuò)大油霧分布空間；組織一定的空氣渦流運(yùn)動(dòng)，加速混合氣的形成。間；組織一定的空氣渦流運(yùn)動(dòng)，加速混合氣的形成。14/18油膜蒸發(fā)混合方式油膜蒸

8、發(fā)混合方式噴油器將大部分柴油噴射到燃燒室壁面上形成油膜，只有小部分噴油器將大部分柴油噴射到燃燒室壁面上形成油膜，只有小部分柴油直接噴射到空間，這小部分柴油在空間蒸發(fā)、擴(kuò)散與空氣混柴油直接噴射到空間，這小部分柴油在空間蒸發(fā)、擴(kuò)散與空氣混合合, ,首先著火，燃燒室溫度迅速上升。油膜在強(qiáng)烈的空氣渦流作首先著火，燃燒室溫度迅速上升。油膜在強(qiáng)烈的空氣渦流作用下，受熱蒸發(fā)并與空氣混合，形成可燃混合氣。用下，受熱蒸發(fā)并與空氣混合，形成可燃混合氣。與空間霧化混合方式相比，油膜蒸發(fā)混合方式形成的混合氣要均與空間霧化混合方式相比，油膜蒸發(fā)混合方式形成的混合氣要均勻些；由于分層燃燒，同時(shí)燃燒的混合氣量少，汽缸壓力上

9、升緩勻些；由于分層燃燒，同時(shí)燃燒的混合氣量少，汽缸壓力上升緩慢，工作柔和，但動(dòng)力性稍差。慢，工作柔和，但動(dòng)力性稍差。15/18二、柴油機(jī)的燃燒過(guò)程二、柴油機(jī)的燃燒過(guò)程著火延遲期：著火延遲期：對(duì)燃燒過(guò)程影響很大。對(duì)燃燒過(guò)程影響很大。速燃期：速燃期：壓力升高率過(guò)大，使柴油機(jī)工壓力升高率過(guò)大，使柴油機(jī)工作粗暴，噪聲大，作粗暴，噪聲大，NONOX X排放量增加；壓力排放量增加；壓力升高率過(guò)小，使熱效率、動(dòng)力性下降。升高率過(guò)小，使熱效率、動(dòng)力性下降。緩燃期：緩燃期：大部分燃料此期間燃燒；大部分燃料此期間燃燒； 這一階段的特點(diǎn)：高溫缺氧這一階段的特點(diǎn)：高溫缺氧補(bǔ)燃期：補(bǔ)燃期：傳熱損失增加、發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱、傳熱

10、損失增加、發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱、排氣溫度升高，經(jīng)濟(jì)性下降排氣溫度升高，經(jīng)濟(jì)性下降。其終點(diǎn)難。其終點(diǎn)難以確定（尤其高速、大負(fù)荷工況）。以確定（尤其高速、大負(fù)荷工況）。16/18第三節(jié)第三節(jié) 柴油機(jī)的排氣污染與噪聲柴油機(jī)的排氣污染與噪聲一、排氣污染一、排氣污染: :見(jiàn)表見(jiàn)表4-24-2。u炭煙生成量多：壓縮比高；重質(zhì)成分多。炭煙生成量多：壓縮比高；重質(zhì)成分多。uCO 、HC和和NOX生成量少：過(guò)量空氣系數(shù)較大生成量少：過(guò)量空氣系數(shù)較大。u負(fù)荷對(duì)排氣污染影響：負(fù)荷增加，排氣污染增加。負(fù)荷對(duì)排氣污染影響：負(fù)荷增加，排氣污染增加。u燃燒室結(jié)構(gòu)對(duì)排氣污染影響：分隔室式燃燒室排氣污染低。燃燒室結(jié)構(gòu)對(duì)排氣污染影響：分隔

11、室式燃燒室排氣污染低。二、二、燃燒噪聲燃燒噪聲：降低燃燒噪聲的措施：控制著火延遲期內(nèi)混合氣的數(shù)量（減小噴降低燃燒噪聲的措施：控制著火延遲期內(nèi)混合氣的數(shù)量（減小噴油提前角、選用發(fā)火性能好的柴油、提高壓縮比等）；控制燃燒油提前角、選用發(fā)火性能好的柴油、提高壓縮比等）；控制燃燒速度（采用廢氣再循環(huán)）。速度（采用廢氣再循環(huán)）。17/18表表4-2 柴油機(jī)與汽油機(jī)排氣污染比較柴油機(jī)與汽油機(jī)排氣污染比較有害成分有害成分單位單位汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)直接噴射式燃燒室直接噴射式燃燒室分隔式燃燒室分隔式燃燒室CO%0.650.050.50.050.5HCppm20005001000200300NOXppm4000150020007001000碳煙碳煙g/m30.0050.20.30.10.1518/18燃燒噪聲和機(jī)械燃燒噪聲和機(jī)械噪聲噪聲u著火延遲期內(nèi)形成的混合氣在速燃期中幾乎同時(shí)燃燒，汽缸著火延遲期內(nèi)形成的混合氣在速燃期中幾乎同時(shí)燃燒，汽缸壓力急劇升高而產(chǎn)生壓力波，壓力波通過(guò)汽缸體、汽缸蓋等壓力急劇升高而產(chǎn)生壓力波，壓力波通過(guò)汽