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文檔簡介
1、第二章三種循環(huán):發(fā)動(dòng)機(jī)有三種基本理論循環(huán),即定容加熱循環(huán)、定壓加熱循環(huán)和混合加熱循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)常用示功圖來說明理論循環(huán)是用循環(huán)熱效率和循環(huán)平均壓力來衡量和評(píng)定的。循環(huán)熱效率是工質(zhì)所做循環(huán)功W(J)與循環(huán)加熱量Q1(J)之比,用以評(píng)定循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。循環(huán)平均壓力pt(kPa)是單位氣缸工作容積所做的循環(huán)功,用以評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)做功能力。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)是由進(jìn)氣 壓縮 做功 排氣四個(gè)行程所組成.理論循環(huán)與實(shí)際循環(huán)比較:1實(shí)際工質(zhì)的影響 (實(shí)際工質(zhì)影響引起的損失:理論循環(huán)中假設(shè)工質(zhì)比熱容是定值,而實(shí)際比熱容是隨溫度的升高而上升,且燃燒后生成CO2,和H2O等多原子氣體,這些氣體的比熱容又大于
2、空氣,使循環(huán)的最高溫度降低.由于實(shí)際循環(huán)還存在泄漏,合工質(zhì)數(shù)量減少,這意味著同樣的加熱量,在實(shí)際循環(huán)中所引起的起壓力和溫度的升高要比理論循環(huán)要低得多,其結(jié)果是循環(huán)熱效率底,循環(huán)所做的功減少.)2換氣損失 (換氣損失:燃燒廢氣的排出和新鮮空氣的吸入是使循環(huán)重復(fù)進(jìn)行所必不可少的,由此而消耗的功為換氣損失。)3燃燒損失 (非瞬時(shí)燃燒損失和補(bǔ)燃損失:實(shí)際循環(huán)中燃燒非瞬時(shí)完成,所以噴油或點(diǎn)火在上止點(diǎn)之前,并且燃燒還會(huì)延續(xù)到膨脹行程,由此形成非瞬時(shí)燃燒損失和補(bǔ)燃損失。 提前排氣損失,實(shí)際循環(huán)中會(huì)有部分燃料由于缺氧產(chǎn)生不完全燃燒損失,在高溫度下部分燃燒產(chǎn)物分解而吸熱,使循環(huán)的最高溫度下降,由此產(chǎn)生燃燒損失。
3、)4傳熱損失 (傳熱、流動(dòng)損失:實(shí)際循環(huán)中,氣缸壁和工質(zhì)間自始至終存在熱交換。綜上,實(shí)際循環(huán)熱效率低于理論循環(huán)。)發(fā)動(dòng)機(jī)的指示指標(biāo)評(píng)定,概念:發(fā)動(dòng)機(jī)的指示性能指標(biāo)是指以工質(zhì)對(duì)活塞做功為計(jì)算基礎(chǔ)的指標(biāo),簡稱指示指標(biāo)。表示循環(huán)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)的有效指標(biāo)以曲軸輸出功為計(jì)算基礎(chǔ)的性能指標(biāo),稱有效指標(biāo)。有效指標(biāo)被用來直接評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作性能的優(yōu)劣。代表發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)性能。第三章?lián)Q氣過程階段、特點(diǎn)、特征四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程包括從排氣門開啟到進(jìn)氣門關(guān)閉的整個(gè)時(shí)期。約占410º 480º曲軸轉(zhuǎn)角。換氣過程可分作自由排氣、強(qiáng)制排氣、進(jìn)氣和燃燒室掃氣四個(gè)階段。(1自由排氣階段,從排氣門
4、開啟到氣缸壓力接近于排氣管內(nèi)壓力的時(shí)期超臨界狀態(tài)流動(dòng):從排氣門開啟到活塞行至下止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為,一般為30º80º曲軸轉(zhuǎn)角。此時(shí)氣缸內(nèi)廢氣壓力較高,約為0.2-0.5MPa,氣缸壓力p與排氣管壓力pr之比大于臨界值1.9。排氣流動(dòng)處于超臨界狀態(tài),流速為當(dāng)?shù)芈曀賑(m/s)。此階段,廢氣流量與排氣管內(nèi)壓力無關(guān),只取決于氣缸內(nèi)的氣體狀態(tài)和氣門最小開啟截面。亞臨界狀態(tài)流動(dòng)隨著氣體大量流出,缸內(nèi)壓力迅速下降,氣體流速小于聲速,轉(zhuǎn)入亞音速流動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)廢氣流量決定于氣缸內(nèi)和排氣管內(nèi)的壓力差。到某一時(shí)刻缸內(nèi)壓力與排氣管內(nèi)壓力相近時(shí),自由排氣階段結(jié)束。自由排氣約在下止點(diǎn)后10
5、176;30°(CA)結(jié)束。自由排氣階段雖然時(shí)間不長,因速度高,此階段排出的廢氣量達(dá)60%以上。2強(qiáng)制排氣階段此階段廢氣被上行活塞推出。因?yàn)橐朔艢庀到y(tǒng)阻力,缸內(nèi)壓力略高于排氣管內(nèi)壓力約10kPa左右。流速越高,壓差越大,消耗功亦越多。排氣過程一直進(jìn)行到上止點(diǎn)之后10°35°(CA),排氣門才完全關(guān)閉。3進(jìn)氣過程為保證活塞下行時(shí)進(jìn)氣門有足夠的開啟面積,新鮮工質(zhì)可以順利進(jìn)入氣缸,一般進(jìn)氣門在上止點(diǎn)前0°40°(CA)開始打開,到下止點(diǎn)后40°70°(CA)關(guān)閉,延續(xù)時(shí)間為200°290°(CA)。由于活塞
6、下行及進(jìn)氣門座處節(jié)流,使氣缸內(nèi)呈負(fù)壓,因此新鮮充量才能順利流入氣缸。隨氣門升程漸大,氣流通道面積加大 ,進(jìn)入氣缸的充量增加,使得缸內(nèi)壓力上升,到進(jìn)氣終了時(shí),氣流動(dòng)能部分轉(zhuǎn)為壓力能,使氣缸壓力又有所提高,接近或略高于進(jìn)氣管內(nèi)壓力。一般情況下,進(jìn)氣過程中氣缸壓力低于進(jìn)氣管內(nèi)壓力,這是由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力的緣故。氣體速度越高,阻力越大。)4進(jìn)排氣門早開晚關(guān),氣門重疊和燃燒室掃氣配氣相位(定義)進(jìn)、排氣門的實(shí)際開、閉時(shí)刻和持續(xù)時(shí)間,稱為配氣相位,通常用曲軸轉(zhuǎn)角(CA)表示。為了實(shí)現(xiàn)最大限度的吸進(jìn)新鮮空氣和排凈廢氣,盡可能地減小換氣損失,必須設(shè)法延長進(jìn)、排氣時(shí)間。因此,進(jìn)、排氣門都是提前開啟,滯后關(guān)閉。
7、進(jìn)、排氣過程比一個(gè)活塞行程長得多。進(jìn)、排氣門早開、晚關(guān)的原因:進(jìn)氣門早開晚關(guān)是為了增大進(jìn)入汽缸的混合氣量和減少進(jìn)氣過程所消耗的功;排氣門早開晚關(guān)是為了減少殘余廢氣量和排氣過程消耗的功。同時(shí)減少殘余廢氣量會(huì)相應(yīng)地增大進(jìn)氣量。氣門重疊和燃燒室掃氣(定義)由于排氣門晚關(guān)和進(jìn)氣門提前打開,因而存在進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象,稱為氣門重疊。在氣門重疊開啟期內(nèi),可利用氣流壓差和慣性清除殘余廢氣,增加新鮮充量。特別是增壓發(fā)動(dòng)機(jī),由于進(jìn)氣壓力高和較長的氣門重疊時(shí)間,可以更好地利用新鮮充量來幫助清除廢氣和降低燃燒室熱區(qū)零件的溫度,稱為燃燒室掃氣。換氣損失,是由排氣損失和進(jìn)氣損失兩部分組成。1.排氣損失(從排氣門提
8、前打開到進(jìn)氣過程開始,缸內(nèi)壓力達(dá)到大氣壓力前,循環(huán)功的損失稱為排氣損失,它包括以下兩部分。1)自由排氣損失w,因排氣門早開,排氣壓力線從b點(diǎn)開始離開理想循環(huán)的膨脹線引起膨脹功的損失。2)強(qiáng)制排氣損失y,它是活塞將廢氣推出所消耗的功。)為了減少排氣損失可以選擇適當(dāng)?shù)呐艢馓崆敖?,使(w+y)最小。減小排氣系統(tǒng)阻力及排氣門處流動(dòng)損失,是降低排氣損失的主要方法。2.進(jìn)氣損失x進(jìn)氣損失主要是指進(jìn)氣過程中,因進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力面引起的功的損失,與排氣損失相比進(jìn)氣損失較小。(進(jìn)氣損失不僅體現(xiàn)在進(jìn)氣過程所消耗的功上,還體現(xiàn)在進(jìn)氣過程中所吸入的新鮮充量的多少上。因?yàn)榍罢邔?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率、功率影響不大,后者對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的
9、性能有顯著的影響。)換氣損失等于排氣損失與進(jìn)氣損失之和,即w+x+y所示面積所代表的功。充氣效率是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程完善程度的指標(biāo)。充氣效率的定義:是實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮充量m與進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論新鮮充量ms之比。影響充氣效率的因素有進(jìn)氣狀態(tài)和進(jìn)氣終了狀態(tài)的氣缸壓力Pa、溫度Ta、殘余廢氣系數(shù)、壓縮比及配氣相位。提高發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率的措施:減少進(jìn)氣系統(tǒng)的流動(dòng)損失,減小對(duì)新鮮充量的加熱,減小排氣系統(tǒng)的阻力,合理選擇配氣相位。第四章增壓系統(tǒng)的分類根據(jù)驅(qū)動(dòng)增壓器所用能量的來源的不同,增壓方法基本上可以分為四類。1.機(jī)械增壓系統(tǒng)(增壓器由發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸通過機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)的稱為機(jī)械增壓器。
10、增壓器可用離心式壓氣機(jī)或羅茨式壓氣機(jī)等。進(jìn)氣壓力為160170kPa。因?yàn)檫M(jìn)氣壓力越高,機(jī)械效率越低,產(chǎn)生的噪聲越大,燃油消耗率增加,所以)機(jī)械增壓器僅適用于小功率柴油機(jī)。2.廢氣渦輪增壓系統(tǒng)增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)無任何機(jī)械聯(lián)系,壓氣機(jī)由內(nèi)燃機(jī)廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪來帶動(dòng)。在增壓壓力較高時(shí),為了降低增壓空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的溫度,需要增設(shè)空氣中間冷卻器。該系統(tǒng)應(yīng)用廣泛,一般增壓壓力可達(dá)180200kPa,最高甚至達(dá)到300kPa。)3.復(fù)合增壓系統(tǒng)(在某些發(fā)動(dòng)機(jī)上廢氣渦輪增壓與機(jī)械增壓并用,這種增壓系統(tǒng)稱為復(fù)合式增壓系統(tǒng)。這兩種增壓系統(tǒng)并用是為了保證二沖程柴油機(jī)在起動(dòng)和低速、低負(fù)荷時(shí)仍有必要的掃氣壓力,大功率柴
11、油機(jī)上應(yīng)用較多。另一種復(fù)合增壓系統(tǒng),多用于增壓度較高的發(fā)動(dòng)機(jī),這種增壓系統(tǒng)排氣能量除驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器外,尚有多余能量用于驅(qū)動(dòng)低壓動(dòng)力渦輪,通過變速箱,將多余能量回送給曲軸。安裝有復(fù)合式增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大,燃油消耗率低,噪聲小,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。)4.氣波增壓系統(tǒng)(發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)一個(gè)特殊的轉(zhuǎn)子,在轉(zhuǎn)子中高壓廢氣直接與空氣接觸,利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮,提高進(jìn)氣壓力。它比渦輪增壓低速性能好,結(jié)構(gòu)簡單,加工方便,對(duì)材料與工藝要求不高,加速性好,工況范圍大,但尺寸大,比較笨重,噪聲大。)廢氣渦輪增壓器按廢氣在渦輪機(jī)中的不同流動(dòng)方向分為徑流式和軸流式兩大類。車輛用發(fā)動(dòng)機(jī)多用徑流式渦輪增壓器離心
12、式壓氣機(jī),一般由進(jìn)氣裝置、工作輪、擴(kuò)壓器、出氣渦殼組成。當(dāng)空氣流量減小到某一值后,氣流發(fā)生強(qiáng)烈脈動(dòng),壓氣機(jī)工作不穩(wěn),這種現(xiàn)象稱為喘振。喘振現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于壓氣機(jī)工作輪葉片及擴(kuò)壓葉片局部區(qū)域氣流發(fā)生周期性的嚴(yán)重分離現(xiàn)象所引起的。喘振現(xiàn)象對(duì)增壓器和柴油機(jī)有很大的破壞作用,應(yīng)設(shè)法避免。渦輪機(jī)作變工況運(yùn)行時(shí),燃?xì)庠跍u輪機(jī)中流動(dòng),隨膨脹比增大,流量隨著增大,當(dāng)膨脹比增加到某一臨界值時(shí),流量達(dá)到最大值,不再增加了,此種現(xiàn)象稱為阻塞現(xiàn)象。渦輪機(jī)主要由進(jìn)氣渦殼、噴嘴環(huán)、工作輪及出氣道等組成恒壓與脈沖兩種增壓系統(tǒng)的比較:1)由于脈沖系統(tǒng)部分利用了廢氣脈沖能量E1,所以系統(tǒng)的可用能量比恒壓系統(tǒng)大。特別是在低增壓時(shí)
13、,采用脈沖系統(tǒng)增壓效果比較明顯。2)脈沖增壓系統(tǒng)掃氣效果好,(因?yàn)槊}沖系統(tǒng)在掃氣時(shí)廢氣壓力PT正處于低谷.)3)脈沖系統(tǒng)的加速性能好,(因?yàn)槠渑艢庀到y(tǒng)容積小,當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷改變時(shí),排氣壓力波動(dòng)立刻發(fā)生變化,并迅速傳到渦輪機(jī),引起渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速變化。另外,柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí),脈沖系統(tǒng)可用能比恒壓系統(tǒng)大,所以有利于柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩特性的改善。)4)脈沖系統(tǒng)的絕熱效率較低,(這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)有較大的流動(dòng)損失、撞擊損失和部分進(jìn)氣損失。)5)脈沖系統(tǒng)的渦輪尺寸大,(這是因?yàn)槊}沖系統(tǒng)流量是脈動(dòng)的,最大瞬時(shí)流量比恒壓系統(tǒng)大。排氣歧管結(jié)構(gòu)復(fù)雜,受每根排氣管連接氣缸數(shù)的限制,在一臺(tái)柴油機(jī)上可能用幾個(gè)廢氣渦輪增壓器。)汽油機(jī)增壓
14、的困難:. 爆燃 汽油機(jī)增壓后,由于混合氣壓縮始點(diǎn)的壓力、溫度增高,以及燃燒室受熱零件熱負(fù)荷提高等原因,將促使爆燃的發(fā)生,限制汽油機(jī)增壓。采用降低壓縮比、推遲點(diǎn)火時(shí)刻、中冷技術(shù)解決。. 混合氣的調(diào)節(jié) 汽油機(jī)采用變量調(diào)節(jié),化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行增壓時(shí)氣體流經(jīng)化油器喉口的壓力是變化的,不僅難于精確供應(yīng)一定濃度的混合氣,還增加了一些如增壓方案的選擇、化油器的密封、加速響應(yīng)性能等新問題。. 熱負(fù)荷高汽油機(jī)的過量空氣系數(shù)小,燃燒溫度高,膨脹比小,廢氣溫度也比柴油機(jī)高200300。增壓后,汽油機(jī)的整體溫度水平提高,熱負(fù)荷問題加重。. 對(duì)增壓器的特殊要求 汽油機(jī)要求增壓器體積要小、耐高溫性能要好、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小,
15、同時(shí)效率還要保證在一定的范圍內(nèi),還要求有增壓調(diào)節(jié)裝置,這就造成它的成本比柴油機(jī)用增壓器要高。第六章燃料噴射過程(具體過程,內(nèi)部變化)(1)噴油延遲階段:(從噴油泵壓出燃油(供油始點(diǎn))到噴油器針閥開始抬起(噴油始點(diǎn))為止,這一階段稱為噴油延遲階段。當(dāng)柱塞關(guān)閉進(jìn)油孔后,泵油室內(nèi)燃油被壓縮,油壓開始升高,直到油壓超過高壓油管中的剩余壓力和出油閥的彈簧壓力時(shí),出油閥抬起,至減壓環(huán)帶完全脫離導(dǎo)向孔后,燃油才能進(jìn)入高壓油管,使泵端油管壓力升高,并以壓力波形式向噴油器端傳播。當(dāng)傳播到噴油器針閥處的壓力超過針閥的開啟壓力p0時(shí),針閥才打開,將燃油噴入氣缸。從供油始點(diǎn)到噴油始點(diǎn)的時(shí)間間隔稱為噴油延遲時(shí)間,其相應(yīng)
16、的曲軸轉(zhuǎn)角稱噴油延遲角,即噴油延遲角等于供油提前角減去噴油提前角。一般轉(zhuǎn)速升高,噴油延遲角加大;高壓油管加長,壓力波由泵端到噴油器端的傳播時(shí)間增加,噴油延遲角亦加大。) (2)主噴射階段:(從噴油始點(diǎn)到噴油器端壓力開始急劇下降時(shí)為止,這一階段稱為主噴射階段。針閥剛開啟時(shí),燃油開始噴入氣缸,噴油器壓力有瞬時(shí)下降,隨著柱塞繼續(xù)運(yùn)動(dòng),壓力又上升。當(dāng)柱塞控油斜邊打開回油孔時(shí),最初開度很小,因節(jié)流作用,泵端壓力并不立刻下降。隨著柱塞運(yùn)動(dòng),回流孔逐漸開大,泵端壓力急劇下降,出油閥落座。因出油閥落座過程減壓環(huán)帶的減壓作用,使高壓油管壓力迅速下降,并影響到噴油器端的壓力,因此,噴油器端壓力下降較遲。絕大部分燃
17、油是在這一階段噴入氣缸的,其時(shí)間長短主要與柱塞有效行程(即柴油機(jī)負(fù)荷)有關(guān),其次,也受到高壓系統(tǒng)容積、出油閥減壓作用等因素的影響。)(3)滴漏階段:(從噴油器端壓力開始急劇下降到針閥完全落座(噴油終點(diǎn))為止,這一階段稱為滴漏階段。當(dāng)噴油器端壓力下降到針閥關(guān)閉壓力后,針閥落座,停止噴油。這期間還有少量燃油從噴孔噴出,由于噴油壓力降低,燃油霧化不良,故應(yīng)縮短這一階段。)油束本身特性:1)噴霧錐角:噴霧錐角與噴油器結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。對(duì)相同的噴油器結(jié)構(gòu),一般用噴霧錐角來標(biāo)志油束的緊密程度。噴霧錐角大說明油束松散(粒細(xì)),小說明油束緊密(粒粗)。(2)油束射程L:即油束的貫穿距離,亦稱貫穿力。L大小對(duì)燃
18、料在燃燒室中的分布有很大影響。如果燃燒室尺寸小而射程大,就有較多的燃油噴到燃燒室壁上;反之,如果L過小,則燃料不能很好地分布到燃燒室空間,燃燒室中的空氣得不到充分利用。因此,油束射程必須根據(jù)混合氣形成方式的不同要求與燃燒室相互配合。(3)霧化質(zhì)量:表示燃料噴散霧化的程度,一般是指噴散的細(xì)度和噴散的均勻度。燃料噴散得越細(xì),越均勻,說明霧化質(zhì)量越好。噴散細(xì)度可以用油束中油粒的平均直徑來表示,平均直徑越小,則噴霧越細(xì)。噴散的均勻度可用油粒的最大直徑與平均直徑之差來表示,直徑差越小則噴霧越均勻。同樣也可以用實(shí)驗(yàn)的方法,把油束中的油粒直徑測(cè)量出來后,畫成曲線來表示油粒的細(xì)度和均勻度。這種曲線叫做霧化特性
19、曲線。對(duì)混合氣形成和燃燒最有影響的因素,除了上述油束特性外,還有一個(gè)重要因素就是油束在燃燒室中的分布特性,即油束與燃燒室的配合情況。柴油機(jī)燃燒過程 階段、劃分、特征:第一個(gè)階段,著火延遲階段(滯燃期)。(在壓縮過程中,氣缸中空氣壓力和溫度不斷升高,燃料的著火溫度因壓力升高不斷下降。在上止點(diǎn)前A點(diǎn)噴油器針閥開啟,向氣缸噴入燃料。這時(shí)氣缸中空氣氣溫度達(dá)600°C,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃料在當(dāng)時(shí)壓力下的自燃溫度,但燃料并不馬上著火,而是稍有落后,即到B點(diǎn)才開始著火燃燒,壓力開始急劇升高,B點(diǎn)相當(dāng)于氣體壓力曲線與純壓縮曲線分離的地方。從噴油開始(A點(diǎn))到壓力開始急劇升高時(shí)(B點(diǎn))為止,這一段時(shí)間成為著火
20、延遲時(shí)期或滯燃期。在滯燃期階段,噴入氣缸的燃料經(jīng)歷一系列的物理、化學(xué)變化過程,包括燃料霧化、加熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散與空氣混合等物理準(zhǔn)備階段及著火前的化學(xué)反應(yīng)準(zhǔn)備階段。著火延遲期以“曲軸轉(zhuǎn)角”表示,可以從示功圖上直接測(cè)定。滯燃期時(shí)間雖短,但對(duì)整個(gè)燃燒過程影響很大,它直接影響第二個(gè)階段的燃燒。)第二個(gè)階段,即壓力急劇上升的BC階段,稱為急燃期。在這一階段中,由于在滯燃期內(nèi)噴入氣缸的燃料幾乎一起燃燒,而且是在活塞靠近上止點(diǎn)附近、氣缸容積較小的情況下燃燒,因此氣缸中壓力升高特別快。(一般用平均壓力升高率p/ 來表示壓力升高的急劇程度。p/ =pc-pB/c-B壓力升高率決定了柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。如果壓力升高
21、率太大,則柴油機(jī)工作粗暴,運(yùn)動(dòng)零件受到很大的沖擊負(fù)荷,發(fā)動(dòng)機(jī)壽命就會(huì)顯著縮短。為了保證柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性,平均壓力升高率不宜超過0.40.6MPa/°(CA)。)特點(diǎn):形成多個(gè)火焰中心,持續(xù)噴油。壓力急劇上升。急燃期產(chǎn)生的影響: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;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內(nèi),柴油機(jī)的壓力升高率一般應(yīng)不大于0.40.5 MPa(º)曲軸。與汽油機(jī)相比,柴油機(jī)的壓力升高率較大。第三個(gè)階段,從壓力急劇升高的終點(diǎn)(C點(diǎn))起到壓力開始急劇
22、下降的D點(diǎn)為止,稱為緩燃期。(這一階段的燃燒是在氣缸容積不斷增加的情況下進(jìn)行,所以燃燒速度必須很快才能使氣缸壓力稍有上升或幾乎保持不變。有些發(fā)動(dòng)機(jī)在緩燃期燃料仍在繼續(xù)噴射,如果燃料噴到有氧氣的地方,則此時(shí)由于氣缸中溫度很高,化學(xué)反應(yīng)很快,著火延遲很短,噴入燃料很快著火燃燒。但這時(shí)如果氧氣滲透不充分,過濃的混合氣也容易裂解形成炭煙。因此,在緩燃期,如何加強(qiáng)空氣運(yùn)動(dòng),加速混合氣形成,對(duì)保證在上止點(diǎn)附近迅速而完全地燃燒有重要作用。第三階段結(jié)束時(shí),燃?xì)鉁囟瓤筛哌_(dá)17002000°c)特點(diǎn):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。 第四個(gè)階段,從緩燃期的終點(diǎn)(D點(diǎn))
23、,到燃料基本完全燃燒時(shí)(E點(diǎn))為止稱為后燃期。(在柴油機(jī)中,由于燃燒時(shí)間短促,燃料和空氣的混合又不均勻,總有一些燃料不能及時(shí)燒完,拖到膨脹線上繼續(xù)燃燒。特別是在高速、高負(fù)荷時(shí),由于過量空氣少,混合氣形成和燃燒時(shí)間更短,后燃現(xiàn)象比較嚴(yán)重,有時(shí)甚至一直繼續(xù)到排氣過程之中。在后燃期,因?yàn)榛钊谙滦?。燃料在較低的膨脹比下放熱,所放出的熱量不能有效利用,并增加了散往冷卻水的熱損失,使柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性下降。此外,燃料后燃增加活塞組的熱負(fù)荷并使排氣溫度升高,所以應(yīng)盡量減少燃料過后燃燒。)噴油泵結(jié)構(gòu)對(duì)柴油機(jī)性能的影響:1供油提前角(主要影響柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性)2油泵凸輪廓線3柱塞直徑4出油閥結(jié)構(gòu)噴油器結(jié)構(gòu)第七章汽油機(jī)的
24、燃燒過程 階段劃分、特征:1著火延遲期:指從火花塞跳火到火焰核心形成的階段。火花塞跳火后,電、火花的高能量使電極附管的混合氣溫度急劇升高,焰前反應(yīng)加速,致使某處混合氣著火,形成火焰中心。在此階段,氣缸壓力較壓縮力無明顯的變化。(影響著火延遲期長短的因素有混合氣成分、開始點(diǎn)火時(shí)氣缸內(nèi)氣體的熱力狀態(tài)、自由式內(nèi)氣體流動(dòng)狀態(tài),火花能量、殘余廢氣量等)2明顯燃燒期:指從火焰核心形成到出現(xiàn)最高爆發(fā)壓力為止的階段。在此階段,為焰前鋒從火焰中心開始層層向未混合氣傳播,燒遍整個(gè)燃燒室。由于絕大部分燃料在此階段燃燒,壓力升高很快。3后燃期:指從最高壓力出現(xiàn)到燃料基本上完全燃燒為止。在此階段參加燃燒的燃料有火焰前鋒
25、過后未來得及燃燒的燃料再燃燒、貼附在缸壁上未燃混合氣層的部分燃燒、高溫分解的燃燒產(chǎn)物的重新氧化。由于燃燒已遠(yuǎn)離上止點(diǎn),燃燒條件差,燃燒放熱量得不到充分利用,排氣溫度高,故希望過后燃燒越短越好。各循環(huán)之間燃燒變動(dòng)危害、原因、措施:危害 循環(huán)間的燃燒變動(dòng)使汽油機(jī)化油器和點(diǎn)火提前角,對(duì)于每一循環(huán)都不可能處在最佳值,因而油耗上升,功率下降,不正常燃燒傾向增加,整個(gè)汽油機(jī)性能下降。原因 在火花塞附近混合氣的混合比和氣體紊流性質(zhì)、程度各循環(huán)均有變動(dòng),致使火焰核心形成的時(shí)間不同,即由有效著火時(shí)間變動(dòng)而引起。措施 1)多點(diǎn)點(diǎn)火;2)組織進(jìn)氣渦流;3)提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速;4)采用化學(xué)計(jì)量空燃比;5)采用燃油電控噴射
26、技術(shù);6)采用快燃、速燃燃燒技術(shù);7)加大點(diǎn)火能量、優(yōu)化放電方式、采用大的火花塞間隙。第八章汽油機(jī)的負(fù)荷特性(定義):負(fù)荷特性是指當(dāng)轉(zhuǎn)速n不變時(shí),內(nèi)燃機(jī)的性能指標(biāo)(經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)be、B)隨負(fù)荷而變化的關(guān)系,用曲線的形式表示出來,就稱為負(fù)荷特性曲線。柴油機(jī)負(fù)荷特性(定義):轉(zhuǎn)速n不變,柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷 噴油泵齒條或拉桿位置變化的關(guān)系汽油機(jī)的速度特性(定義):汽油機(jī)節(jié)氣門開度固定不變,汽油機(jī)性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。外特性 (全負(fù)荷的速度特性) 節(jié)氣門全開 ( 100% ), 測(cè)得的速度特性。部分速度特性 節(jié)氣門固定在部分開啟位置, 測(cè)得的速度特性。柴油機(jī)的速度特性(定義):油量調(diào)節(jié)機(jī)械 ( 油門拉桿或齒條 ) 位置固定不動(dòng), 柴油機(jī)性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。外特性 ( 全負(fù)荷的速度特性 ) 油量調(diào)節(jié)機(jī)
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