汽油機(jī)機(jī)燃燒過(guò)程

1、第一節(jié)第一節(jié) 汽油機(jī)燃燒過(guò)程概況汽油機(jī)燃燒過(guò)程概況指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：XXXX教授教授姓名：姓名：XXXXXX專業(yè)：專業(yè)：* * * * * * * * *學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：* * * * * * * * * *知識(shí)知識(shí)要點(diǎn)要點(diǎn)汽油機(jī)燃燒的三個(gè)階段空燃比對(duì)火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懭紵覂?nèi)火焰?zhèn)鞑ト紵叭紵^(guò)程特點(diǎn)汽油機(jī)的異常燃燒汽油機(jī)燃燒過(guò)程概況知識(shí)知識(shí)要點(diǎn)要點(diǎn)汽油機(jī)燃燒的三個(gè)階段汽油機(jī)燃燒的三個(gè)階段汽油機(jī)燃燒的三個(gè)階段滯燃期急燃期補(bǔ)燃期汽油機(jī)燃燒的三個(gè)階段汽油機(jī)燃燒過(guò)程概況 - -滯燃期滯燃期 -顯燃期顯燃期 -補(bǔ)燃期補(bǔ)燃期汽油機(jī)燃燒的三個(gè)階段 - -滯燃期滯燃期 -顯燃期顯燃期 -補(bǔ)燃期補(bǔ)燃期汽油機(jī)燃

2、燒的三個(gè)階段2 2、明顯燃燒期（急燃期）、明顯燃燒期（急燃期） 由2點(diǎn)到3點(diǎn)（如右圖）的期間稱為明顯燃燒期。在此期間，以火核為原點(diǎn)，火焰前鋒面向各個(gè)方向傳播，直至擴(kuò)展到整個(gè)燃燒室。 - -滯燃期滯燃期 -顯燃期顯燃期 -補(bǔ)燃期補(bǔ)燃期汽油機(jī)燃燒的三個(gè)階段2 2、明顯燃燒期（急燃期）、明顯燃燒期（急燃期） 在均質(zhì)混合氣中，當(dāng)火焰中心出現(xiàn)后，與其臨近的一薄層混合氣首先燃燒即形成極薄的火焰層，稱為火焰前鋒。 火焰前鋒向前推進(jìn)的法向移動(dòng)速度，稱為火焰?zhèn)鞑ニ俣??；鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣龋很?chē)用一般3060m/s汽油機(jī)燃燒的三個(gè)階段明顯燃燒期（急燃期）的特點(diǎn)：明顯燃燒期（急燃期）的特點(diǎn)：I. 混合氣約8090%在此期間燃

3、燒完畢，溫度、壓力迅速升高，最高壓力在上止點(diǎn)后12A-15A（循環(huán)功最多）一般占2030CA。缸內(nèi)最高壓力點(diǎn)與最高溫度點(diǎn)重合。II. 急燃期越短，愈靠近上止點(diǎn)，汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性越好。但可能導(dǎo)致壓力升高率值過(guò)高，工作粗暴。 絕大部分燃料在這一階段燃燒，活塞又靠近上止點(diǎn)，所以氣缸壓力急劇上升。用平均壓力上升速度來(lái)表示：MPa/（） p2、p3第二階段起點(diǎn)和終點(diǎn)的壓力（MPa）2323ppp汽油機(jī)燃燒的三個(gè)階段3 3、后燃期：、后燃期：1. 由2點(diǎn)到3點(diǎn)的期間稱為后燃期。在3點(diǎn)時(shí)，火焰前鋒面已傳播到燃燒室壁面，整個(gè)燃燒室被火焰充滿。2. 此階段參加燃燒的燃料主要有： 火焰前鋒面過(guò)后未完全燃燒的燃

4、料以及壁面附近的未燃混合氣。 高溫分解的燃燒產(chǎn)物（H2、O2、CO）等重新氧化。 - -滯燃期滯燃期 -顯燃期顯燃期 -補(bǔ)燃期補(bǔ)燃期汽油機(jī)燃燒的三個(gè)階段知識(shí)知識(shí)要點(diǎn)要點(diǎn)空燃比對(duì)火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懫蜋C(jī)燃燒過(guò)程概況空燃比對(duì)火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懟鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣仁侵富鹧婷鎻幕鸹ㄈ蛩闹軅鞑?，火焰面的法向移?dòng)速度。火焰在汽油和空氣的混合氣中的傳播速度隨混合氣的濃度即空燃比A/F而變化。 按汽油的化學(xué)當(dāng)量要求，空燃比A/F約等于14.8時(shí)的混合氣為理論混合氣，此時(shí)的空燃比為理論空燃比。 當(dāng)空燃比A/F約為13時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸羁欤@是汽油機(jī)功率也最大。 當(dāng)空燃比A/F=13.514時(shí)，火焰溫度最高?？杖急葘?duì)火

5、焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊?在采用特殊措施保證混合氣均勻、各缸混合比一致的條件下，當(dāng)空燃比A/F=19左右時(shí)，汽油機(jī)的效率最高。但在實(shí)際成批生產(chǎn)的汽油機(jī)中，由于各缸混合比不完全一致時(shí)，當(dāng)A/F=19時(shí)，出現(xiàn)火焰?zhèn)鞑ゲ怀浞只驍嗷瓞F(xiàn)象。因此生產(chǎn)線上成品生產(chǎn)的汽油機(jī)平均混合比在A/F=1617時(shí)，可以得到最高熱效率。一般認(rèn)為汽油機(jī)的空燃比在A/F=1019時(shí)，火焰可以在混合氣中傳播，使混合氣基本燃盡?；鹧?zhèn)鞑ニ俣仁侵富鹧婷鎻幕鸹ㄈ蛩闹軅鞑?，火焰面的法向移?dòng)速度。火焰在汽油和空氣的混合氣中的傳播速度隨混合氣的濃度即空燃比A/F而變化。知識(shí)知識(shí)要點(diǎn)要點(diǎn)燃燒室內(nèi)火焰?zhèn)鞑ト紵叭紵^(guò)程特點(diǎn)汽油機(jī)燃燒過(guò)程概況燃燒室內(nèi)

6、火焰?zhèn)鞑ト紵叭紵^(guò)程特點(diǎn)汽油機(jī)燃燒室內(nèi)火焰的傳播燃燒汽油機(jī)燃燒室內(nèi)火焰的傳播燃燒： 汽油機(jī)燃燒室中的火焰?zhèn)鞑ト紵且幌盗械?等壓燃燒，在封閉的燃燒室中火焰?zhèn)鞑サ那闆r相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，圖為汽油機(jī)的火焰?zhèn)鞑ズ?jiǎn)圖。燃燒室內(nèi)火焰?zhèn)鞑ト紵叭紵^(guò)程特點(diǎn) 下圖表示一個(gè)高度簡(jiǎn)化的長(zhǎng)方形燃燒室中的分段燃燒模型，活塞的運(yùn)動(dòng)略去不計(jì)。假設(shè)火花塞位于燃燒室的左側(cè)，火焰前鋒以垂直與燃燒室的縱橫平面波推進(jìn)。燃燒室中的氣體被虛構(gòu)的邊界分為4個(gè)等質(zhì)量部分，分別用標(biāo)號(hào)14標(biāo)注，黑點(diǎn)代表氣體的一個(gè)小單元。分段燃燒的模型：分段燃燒的模型：燃燒室內(nèi)火焰?zhèn)鞑ト紵叭紵^(guò)程特點(diǎn)分段燃燒的原理：分段燃燒的原理： 假設(shè)在第1區(qū)的全部氣體在等容

7、的條件下點(diǎn)燃，于是第1單元的壓力就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)第2、3、4單元。第1單元的氣體膨脹壓縮第2、3、4單元直至達(dá)到壓力平衡（如b所示）。 第2單元的混合氣引燃后由于燃燒放熱而膨脹，將壓縮火焰面前的第3、4單元的未然混合氣和第1單元已燃的燃燒氣，并達(dá)到壓力平衡（如圖c所示）。這一燃燒過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，直到全部單元都引燃為止。在燃燒終了時(shí)，燃燒室中的情況如圖a所示，燃燒室內(nèi)的壓力又趨于平衡。燃燒室內(nèi)火焰?zhèn)鞑ト紵叭紵^(guò)程特點(diǎn)汽油機(jī)燃燒過(guò)程特點(diǎn)：汽油機(jī)燃燒過(guò)程特點(diǎn)： 根據(jù)上述的火焰?zhèn)鞑ズ头侄稳紵哪Ｐ头治?，汽油機(jī)燃燒過(guò)程有以下的特點(diǎn)：1. 各層混合氣是在不同壓力和溫度下點(diǎn)燃的。在未燃區(qū)。離 火花塞最遠(yuǎn)的單元前受

8、壓最大，燃燒前溫度也最高。根據(jù)計(jì) 算，離火花塞最遠(yuǎn)的地方，著火前混合氣溫度比火花塞附近 著火前的溫度要高200左右因此爆燃總是產(chǎn)生在最后燃燒 部分。燃燒室內(nèi)火焰?zhèn)鞑ト紵叭紵^(guò)程特點(diǎn)汽油機(jī)燃燒過(guò)程的特點(diǎn)汽油機(jī)燃燒過(guò)程的特點(diǎn): : 根據(jù)上述的火焰?zhèn)鞑ズ头侄稳紵哪Ｐ头治?，汽油機(jī)燃燒過(guò)程有以下的特點(diǎn)：2.每一個(gè)已燃單元的燃燒氣要受到正在燃燒的燃燒氣層的壓縮，因此在燃燒室中發(fā)生溫度分層現(xiàn)象。燃燒結(jié)束時(shí)，氣缸內(nèi)壓力均勻，但溫度分布不均勻。3.由于火焰?zhèn)鞑ト紵且幌盗械牡葔喝紵?，汽缸?nèi)壓力越來(lái)越高，未然氣體受到已燃?xì)怏w的膨脹作用的壓力，其密度也越來(lái)越大。燃燒室內(nèi)火焰燃燒及燃燒過(guò)程特點(diǎn)右圖表示出燃燒室中已

9、燃?xì)怏w的質(zhì)量與體積的關(guān)系。最初燃燒30%體積的混合氣按質(zhì)量計(jì)只有10%，而最后燃燒的30%體積的混合氣按質(zhì)量計(jì)卻高達(dá)60%，即使最后燃燒的10%體積的混合氣按質(zhì)量計(jì)也可高達(dá)25%。圖中曲線是根據(jù)高速攝影計(jì)算的，計(jì)算時(shí)已減去活塞運(yùn)動(dòng)對(duì)體積的影響。 知識(shí)知識(shí)要點(diǎn)要點(diǎn)汽油機(jī)的異常燃燒汽油機(jī)燃燒過(guò)程概況汽油機(jī)的異常燃燒汽油機(jī)正常燃燒的特征是，火花點(diǎn)火引燃并以火核為中心的火焰有序傳播。若設(shè)計(jì)或者控制不當(dāng)，汽油機(jī)也會(huì)出現(xiàn)如爆燃和表面點(diǎn)火等異?，F(xiàn)象。燃燒異常現(xiàn)象爆燃表面點(diǎn)火其他汽油機(jī)的異常燃燒爆燃爆燃1. 1. 爆燃的現(xiàn)象爆燃的現(xiàn)象爆燃汽油機(jī)最主要的一種不正常燃燒，常在壓縮比較高和大負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)。如下圖所示，

10、爆燃發(fā)生時(shí)，缸內(nèi)壓力曲線出現(xiàn)高頻大幅度波動(dòng)（鋸齒波），同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生一種高頻金屬敲擊聲，因此也稱爆燃為敲缸或爆震。（a）正常燃燒（b）輕微爆燃（c）強(qiáng)烈燃燒汽油機(jī)的異常燃燒2. 2. 汽油機(jī)爆燃時(shí)一般出現(xiàn)以下外部特征：汽油機(jī)爆燃時(shí)一般出現(xiàn)以下外部特征：發(fā)出頻率為30007000Hz的金屬振音輕微爆燃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)速下降，工作不穩(wěn)定，機(jī)身有較大振動(dòng)；冷卻系統(tǒng)過(guò)熱，氣缸蓋溫度、冷卻液溫度和潤(rùn)滑油溫度均明顯上升；爆燃嚴(yán)重時(shí)，汽油機(jī)甚至冒黑煙。汽油機(jī)的異常燃燒汽油機(jī)的異常燃燒爆燃抑制方法適當(dāng)減小點(diǎn)火提前角降低壓縮比優(yōu)化燃燒室設(shè)計(jì)提高燃料抗爆性汽油機(jī)的異常燃燒表面點(diǎn)火：表面點(diǎn)火：1、在汽油機(jī)中，由燃燒室內(nèi)熾熱表面引起的著火稱為表面 點(diǎn)火。表面點(diǎn)火使汽油機(jī)燃燒過(guò)程變得不可控制，引發(fā) 一系列不良后果。 2、發(fā)生在火花塞點(diǎn)火之前的表面點(diǎn)火也稱為早火（早燃）， 反之