柴油機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)小結(jié)

1、v 直噴式柴油機(jī)的燃燒室有很多種形狀，目前常用的有球型、U型、四角型、花瓣型、W型和啞鈴型。v W型燃燒室是通過(guò)切向進(jìn)氣道或螺旋進(jìn)氣道造成進(jìn)氣渦流，在壓縮行程中使大部分有渦流的空氣進(jìn)入燃燒室內(nèi)增強(qiáng)渦流，促進(jìn)混合氣的形成和燃燒。這種燃燒室又可分為淺W型、深W型和縮口W型三類(lèi)。v 淺W型, 優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、熱損失小、經(jīng)濟(jì)性好，缺點(diǎn)是工作噪聲大，對(duì)車(chē)速的適應(yīng)性差，加速時(shí)煙度很大，NOx排放較差，所以一般用于農(nóng)用柴油機(jī)和船用柴油機(jī)。v 深W型, 更加注重利用空氣渦流運(yùn)動(dòng)，這樣可以增強(qiáng)燃燒室內(nèi)渦流強(qiáng)度，促進(jìn)油氣的混合，在一定程度上改善了性能和排放。另外，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、動(dòng)力性好。但是仍

2、然存在著噪聲大、煙度高的缺點(diǎn)。v 縮口型, 縮口的作用是相對(duì)無(wú)縮口型增強(qiáng)了繞氣缸中心線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的進(jìn)氣渦流和壓縮渦流，在燃燒室內(nèi)形成了沿z軸豎直平面內(nèi)的擠壓渦流(上止點(diǎn)前和逆擠壓渦流(上止點(diǎn)后，加快了油氣的混合，亦加快了燃燒速度它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)工藝性差，縮口處的熱負(fù)荷大，容易產(chǎn)生燒蝕和熱裂。v 對(duì)于W型燃燒室，主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)有：燃燒室口徑比、徑深比、是否縮口及凹坑位置 ，中央凸臺(tái)高度等。1、 口徑比D/DB：燃燒室吼口直徑與汽缸直徑之比。該值要取得合適，太大太小都不好，要與油束射程配合。2、 徑深比（D/H）：燃燒室吼口直徑與燃燒室深度值之比。3、 縮口率d/D：燃燒室最大腔徑直徑d與吼口直徑D之比4

3、、 面容比A/V：燃燒室表面積A與燃燒室容積V之比，5、 相對(duì)容積比V/VC:燃燒室容積與壓縮容積之比。淺盆型W型燃燒室缸內(nèi)并不組織渦流，混合氣形成主要依靠燃油的噴散霧化，對(duì)噴霧要求高，為此采用多嘴噴孔，一般為612個(gè)，噴孔直徑很?。ㄗ钚∵_(dá)0.12mm），針閥開(kāi)啟壓力高（20-40MPa），噴孔小容易堵塞。要求油束與燃燒室形狀相配合，燃油要盡可能分布到整個(gè)燃燒空間，避免油束直接接觸缸壁。（D/DB為0.72-0.88，D/H為5-7， V/VC 為0.60-0.68）采用縮口W型燃燒室的原因：擠流強(qiáng)度間接體現(xiàn)燃燒室形成縱向渦流的能力，縱向渦流對(duì)燃燒室油氣混合及對(duì)混合氣和火焰的輸運(yùn)起重大作用。擠

4、流強(qiáng)度與燃燒室口徑近似成反比例關(guān)系。（燃燒室口徑不能過(guò)大）。縮口型更有利于形成強(qiáng)烈的縱向渦流?？s口燃燒室具有較大的擠流強(qiáng)度，較長(zhǎng)的渦流持續(xù)期，較合理的渦流分布，更有利于混合氣的形成，可以進(jìn)一步加速擴(kuò)散燃燒，產(chǎn)生較高的缸內(nèi)壓力和溫度，具有最好的性能。 v 對(duì)于增壓柴油機(jī)，主要采用高壓縮比，中間帶大凸臺(tái)的縮口型燃燒室，燃燒室要盡量靠近汽缸中心線(xiàn)。中央大凸臺(tái)的實(shí)現(xiàn)：燃燒室內(nèi)的渦流運(yùn)動(dòng)是周邊處線(xiàn)速度最大，中心處線(xiàn)速度最小，所以中心處的燃油少，而且渦流紊流也弱，油氣混合差。因此增加凸臺(tái)高度體積可以充分利用凸臺(tái)的導(dǎo)流作用，形成所要求的擠流和逆擠流，促進(jìn)油氣混合。v 中央大凸臺(tái)對(duì)燃燒室的影響：中央凸臺(tái)夾角大

5、，燃燒室表面積增大，噴油期間，燃燒室內(nèi)壓縮溫度升高。但燃燒室便面積增加使得散熱面積增加，延緩了溫度的升高，使得著火延遲角增大，始燃點(diǎn)滯后，壓縮階段壓力上升更慢，同時(shí)還使得燃燒期間的散熱損失增加，故排氣溫度較高。v 燃燒室偏置的影響：由于結(jié)構(gòu)的制約，燃燒室通常都有一定的偏置，偏置帶來(lái)的影響，以向右偏置為例。活塞偏心情況下與活塞對(duì)稱(chēng)時(shí)的缸內(nèi)流場(chǎng)有很大不同。在活塞對(duì)稱(chēng)時(shí)，如果不考慮進(jìn)氣等因素的話(huà)，缸內(nèi)的流場(chǎng)及其他參數(shù)如壓力、溫度、密度等都是對(duì)稱(chēng)分布 所以對(duì)噴霧過(guò)程的處理就比較容易，只要各噴孔對(duì)稱(chēng)分布，噴孔參數(shù)相同就能達(dá)到油氣的均勻混合。在燃燒室偏心的情況下，缸內(nèi)流場(chǎng)分布與對(duì)稱(chēng)燃燒室的不同處有兩點(diǎn) ：

6、(1流場(chǎng)非對(duì)稱(chēng)分布， 在上止點(diǎn)時(shí)是右側(cè)流場(chǎng)強(qiáng)，左側(cè)流場(chǎng)弱；(2缸內(nèi)流場(chǎng)在上止點(diǎn)前后分布不同。在上止點(diǎn)前，右側(cè)氣流強(qiáng) 左側(cè)弱；在上止點(diǎn)后則相反，左側(cè)氣流強(qiáng)而右側(cè)弱 。由于燃燒室偏心的存在，要使油氣達(dá)到均勻混合就更為復(fù)雜。為此燃燒室的布置應(yīng)盡可能靠近汽缸中心，一般都要將燃燒室中心布置在噴油嘴中心和汽缸中心之間。直噴式柴油機(jī)燃燒室設(shè)計(jì):平均有效壓力與容積比V/Vc成正比，擠流強(qiáng)度隨著V/VC值的增大而提高（ V/Vc ），而改變Vk/Vc值的主要措施是減小余隙高度，在不同負(fù)荷下，燃油消耗率與排氣煙度隨著余隙高度的減小而降低，負(fù)荷高時(shí)尤為突出。而余隙高度與壓縮比密切相關(guān)必須認(rèn)真分析與試驗(yàn)，選擇一個(gè)最佳

7、折衷的壓縮比值。而且， V/Vc的增加，使燃燒室的相對(duì)散熱面積減小，擠流增強(qiáng)，有利于混合氣的形成和燃燒。v v 燃燒室的布置：一般將燃燒室布置在活塞頭部，這樣燃燒室表面不與坑缺水直接接觸，可以減少散熱損失。燃燒室，噴油器，氣缸在同一軸線(xiàn)上（燃燒室盡量位于噴油器和氣缸中心之間），這樣布置使得熱流氣流都較均勻，油束貫穿度與噴孔到燃燒室壁面之間的距離易于優(yōu)化匹配，有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和降低排放。v 燃燒室尺寸、油束射程及渦流強(qiáng)度的之間的配合。v 噴油器伸出氣缸蓋的距離，影響油束與燃燒室及氣流的配合，伸出距離過(guò)小，燃油噴在燃燒室上方，油束可能落在活塞頂面。伸出距離過(guò)大，則油束落在燃燒室底部，并且噴油器在喉口處壽熾熱燃?xì)鉀_刷，熱負(fù)荷較高，容易燒壞卡死。通常伸出距離取3mm左右為最佳。1、提高噴油率縮短噴油持續(xù)期，可以增強(qiáng)混合氣的形成速率。v 歐：燃燒室淺盆型