汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理 第五章 柴油機(jī)混合氣形成與燃燒

1、第一節(jié)第一節(jié) 燃油的噴射與霧化燃油的噴射與霧化第二節(jié)第二節(jié) 燃燒與放熱燃燒與放熱第三節(jié)第三節(jié) 混合氣形成與燃燒室混合氣形成與燃燒室第四節(jié)第四節(jié) 燃燒過程的優(yōu)化燃燒過程的優(yōu)化一、噴油系統(tǒng)一、噴油系統(tǒng) 1、作用及要求、作用及要求 作用：作用： 定時(shí)定量并按一定規(guī)律向柴油機(jī)各定時(shí)定量并按一定規(guī)律向柴油機(jī)各缸供給高壓燃油。缸供給高壓燃油。要求：要求： 1) 產(chǎn)生足夠高的噴油壓力；產(chǎn)生足夠高的噴油壓力； 2) 實(shí)現(xiàn)所要求的噴油規(guī)律；實(shí)現(xiàn)所要求的噴油規(guī)律； 3) 對(duì)于確定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，精確控制噴油對(duì)于確定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，精確控制噴油 量；量； 4) 避免出現(xiàn)異常噴射現(xiàn)象。避免出現(xiàn)異常噴射現(xiàn)象。2、噴油系統(tǒng)的工作

2、原理、噴油系統(tǒng)的工作原理圖圖5-1 柱塞式噴油泵燃油供給系柱塞式噴油泵燃油供給系1噴油器噴油器 2燃油濾清器燃油濾清器 3直列柱塞式噴油泵直列柱塞式噴油泵 4噴油提前器噴油提前器 5輸油泵輸油泵 6調(diào)速器調(diào)速器 7油水分離器油水分離器 8油箱油箱 9高壓油管高壓油管 10回油管回油管 11低壓油管低壓油管1. 柱塞式噴油泵供油系統(tǒng)柱塞式噴油泵供油系統(tǒng) 2. 分配式噴油泵供油系統(tǒng)分配式噴油泵供油系統(tǒng) 圖圖5-2 分配式噴油泵燃油供給系分配式噴油泵燃油供給系l-油箱油箱 2-油水分離器油水分離器 3-一級(jí)輸油泵一級(jí)輸油泵 4-二級(jí)輸油泵二級(jí)輸油泵 5-燃油濾清器燃油濾清器 6-調(diào)壓調(diào)壓閥閥 7-分

3、配式噴油泵傳動(dòng)軸分配式噴油泵傳動(dòng)軸 8-調(diào)速手柄調(diào)速手柄 9-分配式噴油泵體分配式噴油泵體 10-噴油器噴油器 11-回油管回油管12-分配式噴油泵分配式噴油泵 13-噴油提前器噴油提前器 14-調(diào)速器傳動(dòng)齒輪調(diào)速器傳動(dòng)齒輪 3、噴油泵、噴油泵圖圖5-3 柱塞式噴油泵柱塞式噴油泵 圖圖5-4分配式噴油泵分配式噴油泵 分配式噴油泵與柱塞式噴油泵相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：分配式噴油泵與柱塞式噴油泵相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)緊湊，零件少，體積小，重量輕，使用、結(jié)構(gòu)緊湊，零件少，體積小，重量輕，使用中故障少，容易維修中故障少，容易維修2、精密偶件加工精度高，供油均勻性好，無需、精密偶件加工精度高，供油均勻性好

4、，無需進(jìn)行各缸供油量和供油定時(shí)調(diào)整進(jìn)行各缸供油量和供油定時(shí)調(diào)整3、分配泵的凸輪升程小，有利于提高柴油機(jī)轉(zhuǎn)、分配泵的凸輪升程小，有利于提高柴油機(jī)轉(zhuǎn)速速?gòu)V泛用于轎車和輕型車用柴油機(jī)。廣泛用于轎車和輕型車用柴油機(jī)。4、噴油器、噴油器圖圖5-5 噴油器的頭部結(jié)構(gòu)噴油器的頭部結(jié)構(gòu)(a) 單孔單孔 (b) 多孔多孔 (c) 標(biāo)準(zhǔn)軸針標(biāo)準(zhǔn)軸針 (d) 節(jié)流軸針節(jié)流軸針圖圖5-6不同噴不同噴油嘴的流通油嘴的流通特性特性 1.噴射過程噴射過程:l定義：定義：噴油泵開始供油直至噴油器停止噴 油的過程，整個(gè)噴射過程在全負(fù)荷 下約占1540曲軸轉(zhuǎn)角。 噴噴射射過過程程噴射延遲階段噴射延遲階段I：從噴油泵柱塞頂封閉進(jìn)回

5、油孔的理論供油始點(diǎn)到噴油器針閥開始升起(噴油始點(diǎn))為止。主噴射階段主噴射階段 ：從噴油始點(diǎn)到噴油器端壓力開始急劇下降為止。噴油結(jié)束階段噴油結(jié)束階段 ：從噴油器端壓力開始急劇下降針閥完全落座 (噴油終點(diǎn))為止。圖圖5-7噴射過程噴射過程a) 噴油泵端壓力噴油泵端壓力 b) 噴油器端壓力噴油器端壓力 c) 針閥升程針閥升程 l供油速率供油速率：?jiǎn)挝煌馆嗇S轉(zhuǎn)角（或單位時(shí)間）由噴油泵供入高壓油路中的燃油量；l噴油速率噴油速率：?jiǎn)挝煌馆嗇S轉(zhuǎn)角（或單位時(shí)間）由噴油器噴入燃燒室內(nèi)的燃油量；l供油規(guī)律供油規(guī)律：供油速率隨凸輪軸轉(zhuǎn)角（或時(shí)間）的變化關(guān)系。l噴油規(guī)律噴油規(guī)律：噴油速率隨凸輪軸轉(zhuǎn)角（或時(shí)間）的變化關(guān)

6、系。差別： 始點(diǎn)差別822曲軸轉(zhuǎn)角； 噴油持續(xù)時(shí)間較供油持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)； 最大噴油速率較供油速率低，其形狀有明顯畸變，循環(huán)噴油量也低于循環(huán)供油量。圖圖5-8 供油規(guī)律和噴油規(guī)律供油規(guī)律和噴油規(guī)律 l兩者的差別主要原因：兩者的差別主要原因： 燃油的可壓縮性 壓力波傳播滯后 壓力波動(dòng) 高壓容積變化l燃油噴入燃燒室后被粉碎分散為細(xì)小微粒的過程，稱為燃油的噴霧或霧化燃油的噴霧或霧化。l將燃油噴射霧化，可以大大增加增加其表面積，加速加速混合氣形成。l當(dāng)燃油高速?gòu)膰娍讎姵?噴出速度為l00一400ms) 便形成如園錐形狀的噴注噴注，也稱油油束。束。 油束的幾何形狀主要包括油束射程油束射程L(又稱貫穿距離)和噴

7、霧錐角噴霧錐角或油束的最大寬度B。圖圖5-9 油束的幾何形狀和參數(shù)油束的幾何形狀和參數(shù) a 油束射程油束射程L 并不一定越大越好，這要根據(jù)混合氣形成的機(jī)理與燃燒室形狀具體分析。L 燃料噴到壁面上多 空間混合氣太稀。L 燃料集中 混合氣分布不均勻，空氣利用。b 噴霧錐角噴霧錐角 反映油束的緊密程度?？资絿娮?油束松散，粒細(xì)。軸針式噴嘴 油束緊密，粒粗。c 霧化質(zhì)量（霧化特性）霧化質(zhì)量（霧化特性） 細(xì)微度 油滴平均直徑 細(xì)：霧化好均勻度 油滴最大直徑 - 油滴平均直徑勻：霧化好粒細(xì)均勻度好，粒粗均勻度差。一般情況下：噴霧錐角過大，貫穿距離會(huì)減??；噴霧錐角過小，霧化程度會(huì)變差。3.不正常噴射不正常噴

8、射( (一一) )二次噴射二次噴射 二次噴射是主噴射結(jié)束針閥落座后，在過大的反射波作用下，針閥再次升起進(jìn)行噴油的一種不正?，F(xiàn)象。二次噴射的出現(xiàn)使整個(gè)噴射延續(xù)期拉長(zhǎng)，過后燃燒嚴(yán)重，柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性下降熱負(fù)荷增加，應(yīng)當(dāng)要力求消除二次噴射。 消除二次噴射消除二次噴射 (1)減少高壓油路中的容積 (2)適當(dāng)加大噴油器的噴孔直徑 (3)適當(dāng)加大出油閥的減壓容積(二二)滴油滴油 在正常噴射結(jié)束后，如斷油不干脆，仍有少量柴油滴出，稱為滴油滴油。(三三)斷續(xù)噴射斷續(xù)噴射(四四)不規(guī)則噴射和隔次噴射不規(guī)則噴射和隔次噴射(五五) 穴蝕穴蝕l燃燒過程的特點(diǎn)燃燒過程的特點(diǎn) 1 高壓噴油在汽缸內(nèi)部形成可燃混合氣。高壓噴油在

9、汽缸內(nèi)部形成可燃混合氣。 2 壓縮自燃。壓縮自燃。l柴油機(jī)的柴油機(jī)的燃燒過程可分為四個(gè)階段：燃燒過程可分為四個(gè)階段： 1 著著火落后期火落后期(又稱為滯燃期又稱為滯燃期)； 2 速燃期；速燃期； 3 緩燃期；緩燃期； 4 補(bǔ)燃期補(bǔ)燃期 。 （一）著火（一）著火落后期落后期 從柴油開始噴入燃燒室內(nèi)從柴油開始噴入燃燒室內(nèi)(A(A點(diǎn)點(diǎn)) )起到著火開始點(diǎn)起到著火開始點(diǎn)(B(B點(diǎn)點(diǎn)) )為止為止的這一段時(shí)期稱為的這一段時(shí)期稱為著火落后期著火落后期。 隨壓縮過程的進(jìn)行，缸隨壓縮過程的進(jìn)行，缸內(nèi)空氣壓力和溫度不斷升高，內(nèi)空氣壓力和溫度不斷升高，在空燃比、壓力、溫度以及在空燃比、壓力、溫度以及流速等條件合適

10、處，多點(diǎn)同流速等條件合適處，多點(diǎn)同時(shí)著火，隨著著火區(qū)域的擴(kuò)時(shí)著火，隨著著火區(qū)域的擴(kuò)展，缸內(nèi)壓力和溫度升高，展，缸內(nèi)壓力和溫度升高，并脫離壓縮線。并脫離壓縮線。 著火落后期著火落后期 影響著火落后期長(zhǎng)短影響著火落后期長(zhǎng)短的主要因素是燃燒室內(nèi)的主要因素是燃燒室內(nèi)工質(zhì)的狀態(tài)：工質(zhì)的狀態(tài)： 噴油時(shí)缸內(nèi)的溫度和噴油時(shí)缸內(nèi)的溫度和壓力越高，則著火延遲壓力越高，則著火延遲期越短。期越短。柴油的自燃性較好（十柴油的自燃性較好（十六值較高），著火延遲六值較高），著火延遲期較短。期較短。其次因素是燃燒室的形其次因素是燃燒室的形狀和壁溫等。狀和壁溫等。圖圖5-14 溫度與壓力對(duì)著火落后期的影響溫度與壓力對(duì)著火落后期

11、的影響（二）速燃期速燃期速燃期: :從開始著火（即壓力偏離壓縮線開始急劇上升(B點(diǎn))）到出現(xiàn)最高壓力(C點(diǎn)).特點(diǎn)：特點(diǎn)：形成多個(gè)火焰中心，持續(xù)噴油，即隨噴隨燃。壓力急劇上升，壓力達(dá)到最高（有可能達(dá)到13MPa以上）。速燃期速燃期影響影響： 壓力升高率大，燃燒迅速，柴油機(jī)的經(jīng)壓力升高率大，燃燒迅速，柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性會(huì)較好；濟(jì)性和動(dòng)力性會(huì)較好； 壓力升高率過大，則柴油機(jī)工作粗暴，壓力升高率過大，則柴油機(jī)工作粗暴，燃燒噪音大；同時(shí)運(yùn)動(dòng)零件承受較大的沖擊燃燒噪音大；同時(shí)運(yùn)動(dòng)零件承受較大的沖擊負(fù)荷，影響其工作可靠性和使用壽命等。負(fù)荷，影響其工作可靠性和使用壽命等。 壓力升高率應(yīng)限制在一定的范圍之

12、內(nèi)，壓力升高率應(yīng)限制在一定的范圍之內(nèi)，柴油機(jī)的壓力升高率一般應(yīng)不大于柴油機(jī)的壓力升高率一般應(yīng)不大于0.40.5 MPa()曲軸。與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)的曲軸。與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)的壓壓力升高率較大。力升高率較大?？刂茐毫ι呗实拇胧┛刂茐毫ι呗实拇胧p小在著火延遲期內(nèi)的可燃混合氣的量 縮短著火落后期的時(shí)間； 減少著火落后期內(nèi)噴入的燃油或可能形成可燃混合氣的燃油 （三）（三） 緩燃期緩燃期 緩燃期緩燃期為圖中的CD段即從最大壓力點(diǎn)至最高溫度點(diǎn)（占總放熱量的70%-80%）。 當(dāng)緩燃期開始時(shí)，雖然氣缸內(nèi)已形成燃燒產(chǎn)物，但仍有大量混合氣正在燃燒。 緩燃期 特點(diǎn)：特點(diǎn)： （1）噴油過程基本結(jié)束，燃燒速

13、率下降（氧氣、柴油濃度減小，廢氣增多），邊混合邊燃燒（空氣的能量、噴射能量）。 （2）壓力開始下降（氣缸容積不斷增大），溫度達(dá)到最高。最高溫度可達(dá)2000K左右，一般在上止點(diǎn)后2035曲軸轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)。 （四）（四） 補(bǔ)燃期補(bǔ)燃期 從最高溫度點(diǎn)起到燃油基本燒完時(shí)為止稱為補(bǔ)燃期補(bǔ)燃期。 補(bǔ)燃期的終點(diǎn)很難準(zhǔn)確地確定，一般當(dāng)放熱量達(dá)到循環(huán)總放熱量的9599時(shí)，可認(rèn)為補(bǔ)燃期結(jié)束。即整個(gè)即整個(gè)燃燒過程結(jié)束。燃燒過程結(jié)束。補(bǔ)燃期 補(bǔ)燃期內(nèi)燃油的燃燒可稱為后燃后燃，由于燃燒時(shí)間短促，混合氣又不太均勻，總有少量燃油拖延到膨脹過程中繼續(xù)燃燒。特別在高速、高負(fù)荷工況下，因過量空氣系數(shù)小，混合氣形成和燃燒的時(shí)間更短，

14、這種后燃現(xiàn)象就更為嚴(yán)重。 在補(bǔ)燃期中，由于活塞下行了相當(dāng)?shù)木嚯x，氣缸內(nèi)容積增大很多，缸內(nèi)壓力和溫度迅速下降，故燃燒速度很慢，所放出的熱量很難有效利用，還使排氣溫度升高，導(dǎo)致散熱損失增大，對(duì)柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性不利。此外，后燃還增加了有關(guān)零件的熱負(fù)荷。 因此，應(yīng)盡量縮短補(bǔ)燃期，減少補(bǔ)燃期內(nèi)燃燒的燃油量。 二、燃燒放熱規(guī)律二、燃燒放熱規(guī)律（一）（一） 燃燒放熱規(guī)律的定義燃燒放熱規(guī)律的定義 l瞬時(shí)放熱速率瞬時(shí)放熱速率：在燃燒過程中的某一時(shí)刻 ，單位時(shí)間(單位曲軸轉(zhuǎn)角)內(nèi)燃燒的燃油所放出的熱量。l累計(jì)放熱百分比：累計(jì)放熱百分比：從燃燒過程開始至某一時(shí)刻止已經(jīng)燃燒的燃油與循環(huán)供油量的比值。l燃燒放熱規(guī)律：燃燒

15、放熱規(guī)律：瞬時(shí)放熱速率和累計(jì)放熱百分比隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。圖5-15 88 燃燒放熱規(guī)律影響到燃燒過程中缸內(nèi)燃燒放熱規(guī)律影響到燃燒過程中缸內(nèi)壓力溫度的變化進(jìn)而影響到柴油機(jī)的性能。壓力溫度的變化進(jìn)而影響到柴油機(jī)的性能。圖圖5-15燃燒放熱規(guī)律燃燒放熱規(guī)律 l（二）理想的燃燒放熱（二）理想的燃燒放熱規(guī)律及其控制規(guī)律及其控制1. 放熱始點(diǎn)放熱始點(diǎn) l放熱始點(diǎn)決定了放熱率曲線放熱始點(diǎn)決定了放熱率曲線距壓縮上止點(diǎn)的位置，放熱距壓縮上止點(diǎn)的位置，放熱始點(diǎn)的位置能保證該循環(huán)有始點(diǎn)的位置能保證該循環(huán)有最大指示熱效率。最大指示熱效率。l柴油機(jī)通過噴油提前角的變柴油機(jī)通過噴油提前角的變化以及著火落后期長(zhǎng)短來加化

16、以及著火落后期長(zhǎng)短來加以調(diào)控。以調(diào)控。圖圖5-16 噴油提前角的調(diào)節(jié)特性噴油提前角的調(diào)節(jié)特性2. 放熱持續(xù)期放熱持續(xù)期 放熱持續(xù)期首先取決于噴油持續(xù)角的大小。其次，取決放熱持續(xù)期首先取決于噴油持續(xù)角的大小。其次，取決于擴(kuò)散燃燒期內(nèi)混合氣形成的快慢和完善程度。放熱持續(xù)于擴(kuò)散燃燒期內(nèi)混合氣形成的快慢和完善程度。放熱持續(xù)期的長(zhǎng)短在一定程度上是理論循環(huán)等壓放熱預(yù)膨脹比大小期的長(zhǎng)短在一定程度上是理論循環(huán)等壓放熱預(yù)膨脹比大小的反映。的反映。3. 放熱規(guī)律曲線形狀放熱規(guī)律曲線形狀 l直噴式燃燒室柴油機(jī)的瞬直噴式燃燒室柴油機(jī)的瞬時(shí)放熱速率和累積放熱百時(shí)放熱速率和累積放熱百分比在燃燒的起始階段上分比在燃燒的起始

17、階段上升最快，放熱速率很快就升最快，放熱速率很快就達(dá)到最大值。達(dá)到最大值。 l高速的直噴式燃燒室柴油高速的直噴式燃燒室柴油機(jī)的放熱速率往往呈現(xiàn)雙機(jī)的放熱速率往往呈現(xiàn)雙峰的特點(diǎn)。峰的特點(diǎn)。l在燃燒的起始階段，非直在燃燒的起始階段，非直噴式燃燒室柴油機(jī)的放熱噴式燃燒室柴油機(jī)的放熱速率和累積放熱百分比都速率和累積放熱百分比都上升得比較慢，放熱速率上升得比較慢，放熱速率的最大值也較低。的最大值也較低。圖圖5-18不同類型柴油機(jī)的燃燒放熱規(guī)律比較不同類型柴油機(jī)的燃燒放熱規(guī)律比較1汽油機(jī)汽油機(jī) 2直噴式燃燒室柴油機(jī)直噴式燃燒室柴油機(jī)3渦流室燃燒室柴油機(jī)渦流室燃燒室柴油機(jī) 4預(yù)燃室燃燒室柴油機(jī)預(yù)燃室燃燒室柴

18、油機(jī)一、柴油機(jī)混合氣形成的特點(diǎn)一、柴油機(jī)混合氣形成的特點(diǎn)和方式：方式：1. 混合氣形成特點(diǎn)混合氣形成特點(diǎn)（1）混合氣不均勻混合氣不均勻。（2）過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)較大較大。（3）混合過程與著火過程和燃燒過程共存。混合過程與著火過程和燃燒過程共存。 2. 混合氣形成基本方式混合氣形成基本方式1、空間霧化混合空間霧化混合 將燃油噴向燃燒室空間燃燒室空間進(jìn)行霧化，通過燃油與空氣間的相互運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散，在空間形成可燃混合氣。la) 靜止空氣靜止空氣 時(shí)時(shí) 空間霧化混合空間霧化混合 lb) 空氣作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)空氣作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 空間霧化混合空間霧化混合 圖圖5-19 直噴式柴油機(jī)的空間霧化混合氣形成方式直噴式柴

19、油機(jī)的空間霧化混合氣形成方式a) 靜止空氣靜止空氣 b) 空氣作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)空氣作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)2、 壁面油膜蒸發(fā)混合壁面油膜蒸發(fā)混合 燃油沿壁面順氣流噴射，在強(qiáng)燃油沿壁面順氣流噴射，在強(qiáng)烈的渦流作用下，在燃燒室壁面上烈的渦流作用下，在燃燒室壁面上形成一層很薄的油膜。形成一層很薄的油膜。 著火前，燃燒室壁溫較低下，著火前，燃燒室壁溫較低下，油膜底層保持液態(tài)，表層油膜開始油膜底層保持液態(tài)，表層油膜開始時(shí)以較低速度蒸發(fā)，加上噴油射束時(shí)以較低速度蒸發(fā)，加上噴油射束在空間的少量蒸發(fā)，形成少量可燃在空間的少量蒸發(fā)，形成少量可燃混合氣?；旌蠚?。著火后，隨燃燒的進(jìn)行，油膜受熱著火后，隨燃燒的進(jìn)行，油膜受熱逐層加速蒸發(fā)

20、，使混合氣形成速度逐層加速蒸發(fā)，使混合氣形成速度和燃燒速度加速。和燃燒速度加速。圖圖5-20 油膜蒸發(fā)混合方式油膜蒸發(fā)混合方式內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)方式 進(jìn)氣渦流進(jìn)氣渦流 在進(jìn)氣過程中形成的在進(jìn)氣過程中形成的繞氣缸軸線旋轉(zhuǎn)的有組織的繞氣缸軸線旋轉(zhuǎn)的有組織的氣流運(yùn)動(dòng)，稱為進(jìn)氣渦流。氣流運(yùn)動(dòng)，稱為進(jìn)氣渦流。l產(chǎn)生進(jìn)氣渦流運(yùn)動(dòng)的方法有產(chǎn)生進(jìn)氣渦流運(yùn)動(dòng)的方法有:導(dǎo)氣屏、切向進(jìn)氣道、螺旋進(jìn)氣道、組合進(jìn)氣系導(dǎo)氣屏、切向進(jìn)氣道、螺旋進(jìn)氣道、組合進(jìn)氣系統(tǒng)統(tǒng) 導(dǎo)氣屏導(dǎo)氣屏 設(shè)置在進(jìn)氣門上，設(shè)置在進(jìn)氣門上，導(dǎo)引進(jìn)氣流以不同角導(dǎo)引進(jìn)氣流以不同角度流入氣缸在氣缸避度流入氣缸在氣缸避免的約束配合下產(chǎn)生免的約束配合下產(chǎn)生渦流

21、。渦流。 切向進(jìn)氣道切向進(jìn)氣道 螺旋進(jìn)氣道螺旋進(jìn)氣道圖圖5-21切向氣道、螺旋氣道的原理切向氣道、螺旋氣道的原理a) 切向氣道切向氣道 b) 純螺旋氣道純螺旋氣道組合進(jìn)氣系統(tǒng)組合進(jìn)氣系統(tǒng) 在在2個(gè)進(jìn)氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)上，采用不同類型個(gè)進(jìn)氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)上，采用不同類型或不同角度的兩個(gè)進(jìn)氣道以組合所需要的渦或不同角度的兩個(gè)進(jìn)氣道以組合所需要的渦流和流速分布。流和流速分布。 壓縮渦流壓縮渦流 在壓縮過程中由主燃燒室經(jīng)連通道進(jìn)入在壓縮過程中由主燃燒室經(jīng)連通道進(jìn)入渦流室時(shí)，形成強(qiáng)烈的壓縮渦流。渦流室時(shí)，形成強(qiáng)烈的壓縮渦流。l當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的空氣被擠入活塞當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的空氣被擠入活塞頂部

22、的燃燒室凹坑內(nèi)，由此產(chǎn)生擠壓渦流頂部的燃燒室凹坑內(nèi)，由此產(chǎn)生擠壓渦流(擠流擠流)。 l當(dāng)活塞下行時(shí)，凹坑內(nèi)的燃燒氣體又向外流到活當(dāng)活塞下行時(shí)，凹坑內(nèi)的燃燒氣體又向外流到活塞頂部外圍的環(huán)型空間，與空氣進(jìn)一步混合燃燒，塞頂部外圍的環(huán)型空間，與空氣進(jìn)一步混合燃燒，這種流動(dòng)也稱為逆擠流。這種流動(dòng)也稱為逆擠流。圖圖5-23擠流的形成擠流的形成 a)無進(jìn)氣渦流或渦流不強(qiáng)時(shí)的擠流無進(jìn)氣渦流或渦流不強(qiáng)時(shí)的擠流 b)進(jìn)氣渦流強(qiáng)時(shí)的擠流進(jìn)氣渦流強(qiáng)時(shí)的擠流 c)逆擠流逆擠流 湍流湍流 在氣缸內(nèi)形成的無規(guī)則的小尺度氣流運(yùn)動(dòng)稱為湍流，也稱微渦流。 滾流滾流 在進(jìn)氣過程中形成的，繞垂直于氣在進(jìn)氣過程中形成的，繞垂直于氣缸

23、軸線的有組織的空氣旋流，缸軸線的有組織的空氣旋流，也稱為縱渦。也稱為縱渦。 直接噴射式燃燒室直接噴射式燃燒室非直噴式燃燒室（分開式燃燒室）非直噴式燃燒室（分開式燃燒室）1、直接噴射式燃燒室直接噴射式燃燒室：1） 淺盆形燃燒室淺盆形燃燒室 2） 形燃燒室形燃燒室 3） 擠流口式燃燒室擠流口式燃燒室 4） 球形燃燒室球形燃燒室 圖圖5-24各種直噴式燃燒室形式各種直噴式燃燒室形式a) 淺盆形淺盆形 b) 形形 c) 擠流口形擠流口形 d) 球形球形圖圖5-26 非回轉(zhuǎn)體燃燒室非回轉(zhuǎn)體燃燒室a) 四角形四角形 b) 微渦流微渦流MTCC c) Quardram d) 花瓣形花瓣形5）非回轉(zhuǎn)體燃燒室）

24、非回轉(zhuǎn)體燃燒室 、分開式燃燒室、分開式燃燒室。1）渦流室燃燒室）渦流室燃燒室 圖圖5-30 渦流室的形狀渦流室的形狀a)球形球形 b)圓錐形平底圓錐形平底 c) 圓柱形平底圓柱形平底）預(yù)燃室燃燒室預(yù)燃室燃燒室 圖圖5-31預(yù)燃室燃燒室預(yù)燃室燃燒室a) 傾斜偏置，單孔道；傾斜偏置，單孔道； b)中央正置，多孔道；中央正置，多孔道； c)側(cè)面正置，單孔道側(cè)面正置，單孔道 一、燃燒過程優(yōu)化的基本原則一、燃燒過程優(yōu)化的基本原則目標(biāo)：目標(biāo)：燃燒更完善、更柔和、損失小、排出更清潔。燃燒更完善、更柔和、損失小、排出更清潔。原則：原則： 1. 油油氣氣燃燒室的最佳配合；燃燒室的最佳配合； 2. 控制著火落后期

25、內(nèi)的混合氣生成量；控制著火落后期內(nèi)的混合氣生成量； 3. 合理組織燃燒室內(nèi)的渦流和湍流運(yùn)動(dòng)合理組織燃燒室內(nèi)的渦流和湍流運(yùn)動(dòng) ； 4. 緊湊的燃燒室形狀；緊湊的燃燒室形狀； 5. 加強(qiáng)燃燒期間和燃燒后期的擾流；加強(qiáng)燃燒期間和燃燒后期的擾流； 6. 優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。 優(yōu)化供油提前角、空燃比（供油量）、壓縮比、優(yōu)化供油提前角、空燃比（供油量）、壓縮比、配氣相位、進(jìn)氣渦流強(qiáng)度、增壓比、廢氣再循環(huán)等配氣相位、進(jìn)氣渦流強(qiáng)度、增壓比、廢氣再循環(huán)等等。等。 理想的燃燒：理想的燃燒：l在初期，應(yīng)控在初期，應(yīng)控l制燃燒速率，制燃燒速率，l盡可能降低預(yù)盡可能降低預(yù)l混合燃燒階段混合燃燒階段l的放熱率峰值；的放熱率峰值；l在中期，要保持快速和有效燃燒，以便在中期，要保持快速和有效燃燒，以便提高動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性；提高動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性；l在后期，要盡可能縮短擴(kuò)散燃燒。在后期，要盡可能縮短擴(kuò)散燃燒。圖圖5-32 柴油機(jī)燃燒方案理想圖柴油機(jī)燃燒方案理想圖對(duì)噴油規(guī)律的基本要求：對(duì)噴油規(guī)律的基本要求： 一是噴射開始時(shí)段的噴油率不能太高；在一是噴射開始時(shí)段的噴油率不能太高；在燃燒開始后，應(yīng)有較高的噴油率以期縮短噴油燃燒開始后，應(yīng)有較高的噴油率以期縮短