第8章 汽油機(jī)混合氣的形成和燃燒(2003版)

1、第三篇 燃燒與排放 本篇主要介紹內(nèi)燃機(jī)的燃燒過(guò)程與有害排放物及噪聲控制 第八章 汽油機(jī)混合氣的形成和燃燒 第九章 柴油機(jī)混合氣的形成和燃燒 第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)的排放與噪聲控制 汽油機(jī)燃燒過(guò)程8.1汽油機(jī)混合氣制備原理8.2 汽油機(jī)的燃燒室8.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊岚l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿倪^(guò)程。能的過(guò)程。 燃燒過(guò)程是影響發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排氣燃燒過(guò)程是影響發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排氣污染的主要過(guò)程，對(duì)噪聲、振動(dòng)、啟動(dòng)性能和使污染的主要過(guò)程，對(duì)噪聲、振動(dòng)、啟動(dòng)性能和使用壽命也有很大的影響。用壽命也有很大的影響。8.1 8.1 汽油機(jī)燃燒過(guò)程汽油機(jī)燃燒過(guò)程 對(duì)

2、燃燒過(guò)程的要求： （1）完全：燃燒完全，才能充分利用燃油的熱能；同時(shí)影響排出廢氣的成分。 （2）及時(shí)：在上止點(diǎn)附近燃燒（即在上止點(diǎn)后12-15CA燃燒完畢），循環(huán)功最多。 （3）正常：正常燃燒，才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定、可靠的工作。汽油機(jī)的燃燒過(guò)汽油機(jī)的燃燒過(guò)程程 正常燃燒過(guò)程正常燃燒過(guò)程不規(guī)則燃燒不規(guī)則燃燒不正常燃燒不正常燃燒8.1.1 8.1.1 正常燃燒過(guò)程正常燃燒過(guò)程 正常燃燒過(guò)程分析正常燃燒過(guò)程分析1 燃燒速度燃燒速度21 1、 正常燃燒過(guò)程分析正常燃燒過(guò)程分析著火落后期的長(zhǎng)短與以下因素有關(guān)：著火落后期的長(zhǎng)短與以下因素有關(guān)：（4 4）火花能量）火花能量 加大火花能量，著火落后期縮短。加大火

3、花能量，著火落后期縮短。（5 5）殘余廢氣量）殘余廢氣量 殘余廢氣對(duì)燃燒反應(yīng)起阻礙作用，使著火落后期殘余廢氣對(duì)燃燒反應(yīng)起阻礙作用，使著火落后期變長(zhǎng)，所以應(yīng)盡量減少殘余廢氣。變長(zhǎng)，所以應(yīng)盡量減少殘余廢氣。著火落后期的長(zhǎng)短與以下因素有關(guān)：著火落后期的長(zhǎng)短與以下因素有關(guān)： 點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角：是指從火花塞跳火到上止點(diǎn)間的：是指從火花塞跳火到上止點(diǎn)間的曲軸轉(zhuǎn)角?？捎闷浔硎军c(diǎn)火時(shí)刻。曲軸轉(zhuǎn)角?？捎闷浔硎军c(diǎn)火時(shí)刻。 從 形 成 火 焰 中從 形 成 火 焰 中心到最高壓力出現(xiàn)。心到最高壓力出現(xiàn)。即汽缸壓力線脫離即汽缸壓力線脫離壓縮線開(kāi)始急劇上壓縮線開(kāi)始急劇上升到壓力達(dá)到最高升到壓力達(dá)到最高點(diǎn)。點(diǎn)。明顯燃

4、燒期明顯燃燒期是是汽油機(jī)燃燒的主要汽油機(jī)燃燒的主要時(shí)期。時(shí)期。 ( (二）明顯燃燒期二）明顯燃燒期 在均質(zhì)混合氣中，當(dāng)火焰中心形成之后，火焰向四在均質(zhì)混合氣中，當(dāng)火焰中心形成之后，火焰向四周傳播，形成一個(gè)近似球面的火焰層，即火焰前鋒，周傳播，形成一個(gè)近似球面的火焰層，即火焰前鋒，從火焰中心開(kāi)始層層向四周未燃混合氣傳播，直到連從火焰中心開(kāi)始層層向四周未燃混合氣傳播，直到連續(xù)不斷的火焰前鋒掃過(guò)整個(gè)燃燒室。續(xù)不斷的火焰前鋒掃過(guò)整個(gè)燃燒室。( (二）明顯燃燒期二）明顯燃燒期 式中：式中：p p明顯燃燒期始點(diǎn)和終點(diǎn)的氣體壓力差（明顯燃燒期始點(diǎn)和終點(diǎn)的氣體壓力差（kPakPa）; ; 明顯燃燒期始點(diǎn)和終點(diǎn)

5、相對(duì)于上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)明顯燃燒期始點(diǎn)和終點(diǎn)相對(duì)于上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角差（角差（CACA）。）。 汽油機(jī)的汽油機(jī)的pp在在200-400 kpa/(200-400 kpa/() )的范圍內(nèi)。的范圍內(nèi)。pp（8-1） 明顯燃燒期明顯燃燒期是汽油機(jī)燃燒的主要時(shí)期。明顯燃是汽油機(jī)燃燒的主要時(shí)期。明顯燃燒期愈燒期愈短短，愈靠近上止點(diǎn)，汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性，愈靠近上止點(diǎn)，汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性愈好，但可能導(dǎo)致壓力升高率值過(guò)高，工作粗暴，愈好，但可能導(dǎo)致壓力升高率值過(guò)高，工作粗暴，對(duì)排污亦不利。對(duì)排污亦不利。 一般明顯燃燒期約占一般明顯燃燒期約占2020-40-40曲軸轉(zhuǎn)角，燃曲軸轉(zhuǎn)角，燃燒最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后燒

6、最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后1212-15-15曲軸轉(zhuǎn)角，曲軸轉(zhuǎn)角，p=175-250kpa/(p=175-250kpa/() )為宜。為宜。最高燃燒壓力點(diǎn)最高燃燒壓力點(diǎn)3 3到達(dá)時(shí)刻的調(diào)整：到達(dá)時(shí)刻的調(diào)整：l過(guò)早過(guò)早 如最高燃燒壓力點(diǎn)如最高燃燒壓力點(diǎn)3 3時(shí)刻到達(dá)時(shí)間過(guò)早，則混合氣必時(shí)刻到達(dá)時(shí)間過(guò)早，則混合氣必然過(guò)早點(diǎn)燃，壓力升高率增加，最高燃燒壓力過(guò)高。然過(guò)早點(diǎn)燃，壓力升高率增加，最高燃燒壓力過(guò)高。l過(guò)遲過(guò)遲 如最高燃燒壓力點(diǎn)如最高燃燒壓力點(diǎn)3 3時(shí)刻到達(dá)時(shí)間過(guò)遲，燃燒高時(shí)刻到達(dá)時(shí)間過(guò)遲，燃燒高溫時(shí)期的表面積增加，也不利。溫時(shí)期的表面積增加，也不利。總結(jié)：點(diǎn)總結(jié)：點(diǎn)3 3的位置可以調(diào)整點(diǎn)火提前角

7、來(lái)調(diào)整。的位置可以調(diào)整點(diǎn)火提前角來(lái)調(diào)整。（1 1）火焰前鋒后面沒(méi)有完全燃燒的燃料再燃燒。）火焰前鋒后面沒(méi)有完全燃燒的燃料再燃燒。（2 2）貼附在缸壁未燃混合氣層的部分燃燒。壁）貼附在缸壁未燃混合氣層的部分燃燒。壁 面面溫度低，對(duì)火焰具有熄火作用，這樣在熄火處存在溫度低，對(duì)火焰具有熄火作用，這樣在熄火處存在大量未燃烴，在隨后的膨脹中部分未燃烴繼續(xù)燃燒大量未燃烴，在隨后的膨脹中部分未燃烴繼續(xù)燃燒。在此階段參加燃燒的燃料主要有：在此階段參加燃燒的燃料主要有： （3 3）高溫分解的燃燒產(chǎn)物（）高溫分解的燃燒產(chǎn)物（H H2 2、O O2 2、COCO等）重等）重新氧化。新氧化。 燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物COCO

8、2 2、H H2 2O O中，有少部分在高溫的作用中，有少部分在高溫的作用下，分解成下，分解成H H2 2、O O2 2、COCO等產(chǎn)物，在膨脹過(guò)程中，等產(chǎn)物，在膨脹過(guò)程中，因工質(zhì)溫度下降，熱分解產(chǎn)物又繼續(xù)燃燒、放熱因工質(zhì)溫度下降，熱分解產(chǎn)物又繼續(xù)燃燒、放熱。 為了保證高的為了保證高的熱效率熱效率和和循環(huán)功循環(huán)功，由于這種燃燒已，由于這種燃燒已遠(yuǎn)離上止點(diǎn)，應(yīng)盡量減少。遠(yuǎn)離上止點(diǎn)，應(yīng)盡量減少。在此階段參加燃燒的燃料主要有：在此階段參加燃燒的燃料主要有：總結(jié)總結(jié) 為了保證汽油機(jī)工作柔和、動(dòng)力性能良好，為了保證汽油機(jī)工作柔和、動(dòng)力性能良好，一般應(yīng)使點(diǎn)一般應(yīng)使點(diǎn)2 2在上止點(diǎn)前在上止點(diǎn)前1212-15

9、-15，燃燒燃燒最高壓力最高壓力點(diǎn)點(diǎn)3 3在上止點(diǎn)后在上止點(diǎn)后1212-15-15曲軸轉(zhuǎn)角到達(dá)。整個(gè)燃燒曲軸轉(zhuǎn)角到達(dá)。整個(gè)燃燒持續(xù)期在持續(xù)期在4040- -6060曲軸轉(zhuǎn)角。曲軸轉(zhuǎn)角。 燃燒速度是指單位時(shí)間燃燒的混合氣量，可以表達(dá)為 TTTAdtdm式中 T未燃混合氣密度； T火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?AT火焰前鋒面積。 控制燃燒速度就能控制明顯燃燒期的長(zhǎng)短及其相對(duì)曲軸轉(zhuǎn)角的位置。 【2. 燃燒速度燃燒速度】一版一版（8-2）火焰?zhèn)鞑ニ俣萒火焰前鋒面積AT可燃混合氣密度T 1. 火焰?zhèn)鞑ニ俣萒 火焰?zhèn)鞑ニ俣仁菦Q定明顯燃燒期長(zhǎng)短的主要因素。現(xiàn)代汽油機(jī)的T可高達(dá)5080m/s。影響T的主要因素是：燃燒室中氣

10、體的紊流運(yùn)動(dòng)、混合氣成分和混合氣初始溫度。 （1） 湍流運(yùn)動(dòng)：湍流運(yùn)動(dòng)是由一定運(yùn)動(dòng)方向的渦流和無(wú)規(guī)則的氣體脈動(dòng)所組成。渦流運(yùn)動(dòng)可使火焰前鋒表面扭曲，甚至分隔成許多火焰中心，使火焰前鋒燃燒區(qū)加厚，如圖所示，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?。湍流?qiáng)烈湍流較弱 （2）混合氣成分不同，火焰?zhèn)鞑ニ俣纫裁黠@不同，如圖所示為實(shí)驗(yàn)所得火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系。 當(dāng)a=0.8595時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲?，燃燒速度最快，功率也最大，稱(chēng)為功率混合比。 當(dāng)a=1.03-1.10時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣容^大，氧氣又充足，燃燒完全，稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)混合比。 火焰?zhèn)鞑ハ孪蓿篴1.3-1.4時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣冉档?，甚至不能傳播?火焰?zhèn)鞑ド舷蓿篴0.4

11、-0.5時(shí)，混合氣過(guò)濃，也使火焰不能傳播。 為了保證可靠的工作，汽油機(jī)的a在0.6-1.2范圍，即空燃比=A/F=918。 （3）混合氣初始溫度：混合氣初始溫度高，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍黾印?2火焰前鋒面積AT 利用燃燒室?guī)缀涡螤罴捌渑c火花塞位置的配合，可以改變不同時(shí)期火焰前鋒掃過(guò)的面積，以調(diào)整燃燒速度。它直接影響到明顯燃燒期相當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角的位置及燃燒速度變化的情況，與壓力上升密切相關(guān)。圖8.28火焰?zhèn)鞑シ绞椒譃椋?層流火焰?zhèn)鞑ィ夯鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣?m/s，前鋒面薄、圓滑，速度受混合氣溫度、壓力、a、燃料特性和殘余廢氣系數(shù)影響。 湍流火焰?zhèn)鞑ィ豪字Z數(shù)Re=23006000為湍流火焰，火焰前鋒面變厚出現(xiàn)皺折，

12、雷諾數(shù)Re6000為強(qiáng)湍流火焰，前鋒面的皺折凹凸不平內(nèi)部分裂出許多未燃混合氣區(qū),vTRe。Ret 3.可燃混合氣密度t 增大未燃混合氣密度，可以提高燃燒速度，因此增大壓縮比和進(jìn)氣壓力等，均可加大燃燒速度。 汽油機(jī)的汽油機(jī)的不規(guī)則燃燒不規(guī)則燃燒是指在穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)是指在穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，各循環(huán)之間的燃燒差異和各缸之間的燃情況下，各循環(huán)之間的燃燒差異和各缸之間的燃燒差異。燒差異。 8.1.28.1.2 不規(guī)則燃燒不規(guī)則燃燒不規(guī)則燃燒不規(guī)則燃燒循環(huán)波動(dòng)循環(huán)波動(dòng)各缸工作不均勻各缸工作不均勻 各循環(huán)之間各循環(huán)之間的燃燒差的燃燒差異主要是燃燒的不穩(wěn)定性，異主要是燃燒的不穩(wěn)定性，表現(xiàn)為循環(huán)的壓力波動(dòng)。表現(xiàn)為

13、循環(huán)的壓力波動(dòng)。如圖示出不同循環(huán)的氣缸如圖示出不同循環(huán)的氣缸壓力變化情況。從中可以壓力變化情況。從中可以看到變化較大，低負(fù)荷時(shí)看到變化較大，低負(fù)荷時(shí)情況更嚴(yán)重。情況更嚴(yán)重。 1. 1. 循環(huán)波動(dòng)循環(huán)波動(dòng)圖8.2燃燒循環(huán)波動(dòng)是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的一大特征燃燒循環(huán)波動(dòng)是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的一大特征 這種循環(huán)間的燃燒變動(dòng)使汽油機(jī)這種循環(huán)間的燃燒變動(dòng)使汽油機(jī)空燃比空燃比和和點(diǎn)點(diǎn)火提前角火提前角調(diào)整對(duì)每一循環(huán)都不可能處于最佳狀調(diào)整對(duì)每一循環(huán)都不可能處于最佳狀態(tài)，因而油耗上升，功率下降，不正常燃燒傾態(tài)，因而油耗上升，功率下降，不正常燃燒傾向增加，使汽油機(jī)性能下降。同時(shí)，由于燃燒向增加，使汽油機(jī)性能下降

14、。同時(shí)，由于燃燒過(guò)程不穩(wěn)定，也使過(guò)程不穩(wěn)定，也使振動(dòng)振動(dòng)和和噪聲噪聲增大，零部件壽增大，零部件壽命下降。命下降。 火花塞附近混合氣的混合比和氣體紊流性質(zhì)、火花塞附近混合氣的混合比和氣體紊流性質(zhì)、程度在各循環(huán)均有變動(dòng)，致使火焰中心形成所用的程度在各循環(huán)均有變動(dòng)，致使火焰中心形成所用的時(shí)間不同，即由時(shí)間不同，即由有效著火時(shí)間有效著火時(shí)間變動(dòng)變動(dòng)而引起的。而引起的。 雖然汽油機(jī)的燃燒方式是預(yù)制均勻混合氣燃燒，雖然汽油機(jī)的燃燒方式是預(yù)制均勻混合氣燃燒，其其宏觀上宏觀上是均勻的，實(shí)際上，氣缸內(nèi)燃料、空氣及是均勻的，實(shí)際上，氣缸內(nèi)燃料、空氣及殘余廢氣不可能在短時(shí)間內(nèi)混合均勻，那么，混合殘余廢氣不可能在短時(shí)

15、間內(nèi)混合均勻，那么，混合氣成分在氣成分在微觀上微觀上并不均勻，火花塞附近的混合氣成并不均勻，火花塞附近的混合氣成分是隨時(shí)間不斷變化的，這就會(huì)導(dǎo)致著火落后期的分是隨時(shí)間不斷變化的，這就會(huì)導(dǎo)致著火落后期的長(zhǎng)短和火焰中心初始生長(zhǎng)過(guò)程隨循環(huán)產(chǎn)生波動(dòng)。長(zhǎng)短和火焰中心初始生長(zhǎng)過(guò)程隨循環(huán)產(chǎn)生波動(dòng)。 燃燒室內(nèi)渦流強(qiáng)度分布是很不均勻的，火花塞附近的燃燒室內(nèi)渦流強(qiáng)度分布是很不均勻的，火花塞附近的氣體的運(yùn)動(dòng)速度和方向，影響火花塞點(diǎn)火后形成的火焰氣體的運(yùn)動(dòng)速度和方向，影響火花塞點(diǎn)火后形成的火焰中心的軌跡以及火焰的初始生長(zhǎng)速度，其后的火焰向整中心的軌跡以及火焰的初始生長(zhǎng)速度，其后的火焰向整個(gè)燃燒室發(fā)展的進(jìn)程，如火焰與壁

16、面的關(guān)系，燃燒速度個(gè)燃燒室發(fā)展的進(jìn)程，如火焰與壁面的關(guān)系，燃燒速度等，也受燃燒室內(nèi)微元?dú)怏w的運(yùn)動(dòng)速度和方向的影響。等，也受燃燒室內(nèi)微元?dú)怏w的運(yùn)動(dòng)速度和方向的影響。 （1 1）a=0.8-0.9a=0.8-0.9時(shí)時(shí)循環(huán)燃燒變動(dòng)最小，混合氣加循環(huán)燃燒變動(dòng)最小，混合氣加濃或減稀變動(dòng)均增加。濃或減稀變動(dòng)均增加。aa對(duì)循環(huán)波動(dòng)的影響較大。對(duì)循環(huán)波動(dòng)的影響較大。 （2 2）殘余廢氣量殘余廢氣量相對(duì)增多，變動(dòng)更為明顯。相對(duì)增多，變動(dòng)更為明顯。 （3 3）加強(qiáng)紊流有助于減少變動(dòng)，因此）加強(qiáng)紊流有助于減少變動(dòng)，因此轉(zhuǎn)速增加轉(zhuǎn)速增加，一般一般變動(dòng)減小變動(dòng)減小。下列因素影響或改善循環(huán)波動(dòng)下列因素影響或改善循環(huán)波動(dòng)

17、: : （4 4）加大點(diǎn)火能量，采用多點(diǎn)點(diǎn)火，情況有所改）加大點(diǎn)火能量，采用多點(diǎn)點(diǎn)火，情況有所改善。善。 （5 5）點(diǎn)火時(shí)刻和點(diǎn)火位置對(duì)燃燒變動(dòng)很敏感。）點(diǎn)火時(shí)刻和點(diǎn)火位置對(duì)燃燒變動(dòng)很敏感。 （6 6）發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷，低轉(zhuǎn)速時(shí)，循環(huán)波動(dòng)加劇。）發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷，低轉(zhuǎn)速時(shí)，循環(huán)波動(dòng)加劇。下列因素影響或改善循環(huán)波動(dòng)下列因素影響或改善循環(huán)波動(dòng): :2. 2. 各缸工作不均勻各缸工作不均勻 各缸之間的燃燒差異各缸之間的燃燒差異主要是由于主要是由于各缸進(jìn)各缸進(jìn)氣充量不均勻氣充量不均勻、混合氣成分不均勻混合氣成分不均勻，燃料分，燃料分配不均使空燃比不一致造成的。配不均使空燃比不一致造成的。 影響混合氣分配不

18、均勻的因素很多，總的來(lái)影響混合氣分配不均勻的因素很多，總的來(lái)說(shuō)，與進(jìn)氣系統(tǒng)所有零件的設(shè)計(jì)和安裝位置都有說(shuō)，與進(jìn)氣系統(tǒng)所有零件的設(shè)計(jì)和安裝位置都有關(guān)系，關(guān)系，任何不對(duì)稱(chēng)任何不對(duì)稱(chēng)和和流動(dòng)阻力不同流動(dòng)阻力不同的情況都會(huì)破的情況都會(huì)破壞均勻分配，其中影響最大的是進(jìn)氣管的設(shè)計(jì)壞均勻分配，其中影響最大的是進(jìn)氣管的設(shè)計(jì)。 汽油機(jī)的汽油機(jī)的不正常燃燒不正常燃燒是指是指設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)或或控制不當(dāng)控制不當(dāng)，汽油機(jī)汽油機(jī)偏離正常點(diǎn)火的時(shí)間偏離正常點(diǎn)火的時(shí)間及及地點(diǎn)地點(diǎn)，由此引起，由此引起燃燃燒速率急劇上升，壓力急劇增大等異?，F(xiàn)象燒速率急劇上升，壓力急劇增大等異?，F(xiàn)象。汽。汽油機(jī)的不正常燃燒主要是油機(jī)的不正常燃燒主要是爆

19、燃爆燃和和表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火。8.1.3 8.1.3 不正常燃燒不正常燃燒u 爆燃的外部特征爆燃的外部特征u 爆燃的成因爆燃的成因u 爆燃的危害爆燃的危害u 影響爆燃的因素影響爆燃的因素 汽缸內(nèi)發(fā)出特別尖銳的金屬敲擊聲，亦稱(chēng)為汽缸內(nèi)發(fā)出特別尖銳的金屬敲擊聲，亦稱(chēng)為敲缸敲缸。輕微敲缸輕微敲缸時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率上升，油耗下降，時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率上升，油耗下降，但但嚴(yán)重嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生冷卻水過(guò)熱，功率下降，油耗上時(shí)會(huì)產(chǎn)生冷卻水過(guò)熱，功率下降，油耗上升，發(fā)動(dòng)機(jī)磨損加劇，排放污染增加（主要是排升，發(fā)動(dòng)機(jī)磨損加劇，排放污染增加（主要是排氣冒黑煙）。氣冒黑煙）。爆燃的外部特征爆燃的外部特征u 正常燃燒與爆燃的不同正常燃燒

20、與爆燃的不同圖8.3u 正常燃燒的火焰?zhèn)鞑ニ俣葹檎Ｈ紵幕鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣葹?0-80m/s50-80m/s，無(wú)壓力波，無(wú)壓力波，壓力升高率在壓力升高率在200-400 200-400 kpakpa/()/()的范圍內(nèi)。的范圍內(nèi)。u 爆燃的火焰?zhèn)鞑ニ俣龋罕嫉幕鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣龋狠p微爆燃輕微爆燃時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ贂r(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃s為度約為100m/s-300m/s100m/s-300m/s，強(qiáng)烈爆燃強(qiáng)烈爆燃時(shí)可高達(dá)時(shí)可高達(dá)800m/s-800m/s-1000m/s1000m/s。使未燃混合氣瞬時(shí)燃燒完畢，局部壓力、。使未燃混合氣瞬時(shí)燃燒完畢，局部壓力、溫度很高，形成強(qiáng)烈的壓力沖擊波。溫度很高，形成強(qiáng)烈的壓力

21、沖擊波。沖擊波反復(fù)撞沖擊波反復(fù)撞擊燃燒室壁，發(fā)出尖銳的敲缸聲擊燃燒室壁，發(fā)出尖銳的敲缸聲。 正常燃燒與爆燃的不同正常燃燒與爆燃的不同 強(qiáng)烈爆燃時(shí)的沖擊波能使缸壁、缸蓋、活塞強(qiáng)烈爆燃時(shí)的沖擊波能使缸壁、缸蓋、活塞、連桿、曲軸等機(jī)件的、連桿、曲軸等機(jī)件的機(jī)械負(fù)荷機(jī)械負(fù)荷增加，使機(jī)件增加，使機(jī)件變形甚至損壞。變形甚至損壞。u ( (三三) ) 爆燃的危害爆燃的危害 汽油機(jī)燃燒終了時(shí)的溫度可達(dá)到汽油機(jī)燃燒終了時(shí)的溫度可達(dá)到2000-2500, 2000-2500, 而而活塞頂、燃燒室壁及缸壁的溫度僅為活塞頂、燃燒室壁及缸壁的溫度僅為200-300200-300，除，除了冷卻水的作用外，能夠維持如此低溫

22、度的原因，還了冷卻水的作用外，能夠維持如此低溫度的原因，還包括在這些壁面上形成了氣體的附面層，它起到隔熱包括在這些壁面上形成了氣體的附面層，它起到隔熱的作用。的作用。 強(qiáng)烈爆燃時(shí)的沖擊波會(huì)破壞這一附面層，使強(qiáng)烈爆燃時(shí)的沖擊波會(huì)破壞這一附面層，使機(jī)件直接與高溫燃?xì)饨佑|。而嚴(yán)重爆燃時(shí)，局部燃機(jī)件直接與高溫燃?xì)饨佑|。而嚴(yán)重爆燃時(shí)，局部燃?xì)鉁囟瓤筛哌_(dá)氣溫度可高達(dá)40004000以上，這樣會(huì)使活塞頭部和氣以上，這樣會(huì)使活塞頭部和氣門(mén)等機(jī)件燒損。同時(shí)熱量傳給冷卻水引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)門(mén)等機(jī)件燒損。同時(shí)熱量傳給冷卻水引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。熱。 爆燃時(shí)局部高溫引起熱分解現(xiàn)象嚴(yán)重，使燃燒爆燃時(shí)局部高溫引起熱分解現(xiàn)象嚴(yán)重，使燃

23、燒產(chǎn)物分解為產(chǎn)物分解為CHCH、H H2 2、O O2 2、NONO等增多，排氣冒煙嚴(yán)重。等增多，排氣冒煙嚴(yán)重。CHCH、H H2 2、O O2 2等在膨脹過(guò)程中重新燃燒又使補(bǔ)燃增加，等在膨脹過(guò)程中重新燃燒又使補(bǔ)燃增加，排氣溫度增高。排氣溫度增高。 爆燃產(chǎn)生的炭粒形成積炭，破壞活塞環(huán)、火花塞爆燃產(chǎn)生的炭粒形成積炭，破壞活塞環(huán)、火花塞、氣門(mén)等零件的正常工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性下降。、氣門(mén)等零件的正常工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性下降。 u （四）影響爆燃的因素（四）影響爆燃的因素 l 燃料的性質(zhì)燃料的性質(zhì)l 末端混合氣的壓力和溫度末端混合氣的壓力和溫度l 火焰前鋒傳播到末端混合氣的時(shí)間火焰前鋒傳播到末端混合氣

24、的時(shí)間 辛烷值高的燃料抗爆燃能力強(qiáng)。辛烷值高的燃料抗爆燃能力強(qiáng)。(1) (1) 燃料的性質(zhì)燃料的性質(zhì)(2) (2) 末端混合氣的壓力和溫度末端混合氣的壓力和溫度 末端混合氣的壓力和溫度增高，則爆燃傾向增末端混合氣的壓力和溫度增高，則爆燃傾向增大。大。例如，提高壓縮比，則氣缸內(nèi)壓力、溫度升例如，提高壓縮比，則氣缸內(nèi)壓力、溫度升高，爆燃易發(fā)生；又如，氣缸蓋、活塞的材料使高，爆燃易發(fā)生；又如，氣缸蓋、活塞的材料使用輕金屬，由于其導(dǎo)熱性好，末端混合氣壓力、用輕金屬，由于其導(dǎo)熱性好，末端混合氣壓力、溫度低，爆燃傾向小。溫度低，爆燃傾向小。辛烷值：辛烷值：l測(cè)定是在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的可變壓縮比的單缸試驗(yàn)機(jī)測(cè)定是在

25、專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的可變壓縮比的單缸試驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行。中進(jìn)行。l標(biāo)準(zhǔn)燃料由標(biāo)準(zhǔn)燃料由異辛烷異辛烷和和正庚烷正庚烷的混合物組成的混合物組成l異辛烷異辛烷用作用作抗爆性?xún)?yōu)良抗爆性?xún)?yōu)良的標(biāo)準(zhǔn)，的標(biāo)準(zhǔn)，辛烷值辛烷值定為定為100100；l正庚烷正庚烷用作用作抗爆性低劣抗爆性低劣的標(biāo)準(zhǔn)，的標(biāo)準(zhǔn)，辛烷值辛烷值為為0 0。l將這兩種烴按不同體積比例混合，可配制成辛將這兩種烴按不同體積比例混合，可配制成辛烷值由烷值由0 0到到100100的標(biāo)準(zhǔn)燃料的標(biāo)準(zhǔn)燃料 。 提高火焰?zhèn)鞑ニ俣忍岣呋鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣取⒖s短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，都會(huì)縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，都會(huì)減少火焰前鋒傳到末端混合氣的時(shí)間，有利于避減少火焰前鋒傳到末端混合氣的時(shí)間，有利于避

26、免爆燃。免爆燃。例如，例如，氣缸直徑大氣缸直徑大時(shí)，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增時(shí)，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增加，加，爆燃傾向增大爆燃傾向增大，所以，所以沒(méi)有很大缸徑的汽油機(jī)。沒(méi)有很大缸徑的汽油機(jī)。結(jié)論：結(jié)論：發(fā)動(dòng)機(jī)工作是否有爆燃現(xiàn)象，取決于所發(fā)動(dòng)機(jī)工作是否有爆燃現(xiàn)象，取決于所用用燃料，燃料，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件和燃燒室運(yùn)轉(zhuǎn)條件和燃燒室的設(shè)的設(shè)計(jì)。計(jì)。 (3) (3) 火焰前鋒傳到末端混合氣的時(shí)間火焰前鋒傳到末端混合氣的時(shí)間 提高火焰?zhèn)鞑ニ俣忍岣呋鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣取⒖s短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，都會(huì)縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，都會(huì)減少火焰前鋒傳到末端混合氣的時(shí)間，有利于避減少火焰前鋒傳到末端混合氣的時(shí)間，有利于避免爆燃。免爆燃。例

27、如，例如，氣缸直徑大氣缸直徑大時(shí)，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增時(shí)，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增加，加，爆燃傾向增大爆燃傾向增大，所以，所以沒(méi)有很大缸徑的汽油機(jī)。沒(méi)有很大缸徑的汽油機(jī)。結(jié)論：結(jié)論：發(fā)動(dòng)機(jī)工作是否有爆燃現(xiàn)象，取決于所發(fā)動(dòng)機(jī)工作是否有爆燃現(xiàn)象，取決于所用用燃料，燃料，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件和燃燒室運(yùn)轉(zhuǎn)條件和燃燒室的設(shè)的設(shè)計(jì)。計(jì)。 （3 3）火焰前鋒傳到末端混合氣的時(shí)間）火焰前鋒傳到末端混合氣的時(shí)間 汽油機(jī)中不靠電火花點(diǎn)火而由燃燒室熾熱（排汽油機(jī)中不靠電火花點(diǎn)火而由燃燒室熾熱（排氣門(mén)頭部、火花塞絕緣體或零件表面熾熱的沉積物）氣門(mén)頭部、火花塞絕緣體或零件表面熾熱的沉積物）點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象。點(diǎn)燃混合氣的

28、現(xiàn)象。 表面點(diǎn)火出現(xiàn)在火花塞跳火后，并且形成的火表面點(diǎn)火出現(xiàn)在火花塞跳火后，并且形成的火焰前鋒仍以正常的火焰?zhèn)鞑ニ俣认蛭慈細(xì)怏w推進(jìn)，焰前鋒仍以正常的火焰?zhèn)鞑ニ俣认蛭慈細(xì)怏w推進(jìn)，稱(chēng)為稱(chēng)為后火后火。 出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)，可在發(fā)動(dòng)機(jī)斷火后發(fā)現(xiàn)，發(fā)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)，可在發(fā)動(dòng)機(jī)斷火后發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)仍像有電火花一樣，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到熾熱點(diǎn)溫動(dòng)機(jī)仍像有電火花一樣，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到熾熱點(diǎn)溫度下降到不能點(diǎn)燃混合氣為止，發(fā)動(dòng)機(jī)才停轉(zhuǎn)。度下降到不能點(diǎn)燃混合氣為止，發(fā)動(dòng)機(jī)才停轉(zhuǎn)。 2. 2. 表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火 早燃早燃是指在火花塞點(diǎn)火之前，熾熱表面就點(diǎn)燃混是指在火花塞點(diǎn)火之前，熾熱表面就點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象。合氣的現(xiàn)象。 由于早燃提

29、前點(diǎn)火而且熾熱表面比火花大，使燃由于早燃提前點(diǎn)火而且熾熱表面比火花大，使燃燒速率快，氣缸壓力、溫度增高，發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴，燒速率快，氣缸壓力、溫度增高，發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴，并且由于壓縮功增大，向缸壁傳熱增加，致使功率并且由于壓縮功增大，向缸壁傳熱增加，致使功率下降，火花塞、活塞等零件過(guò)熱。下降，火花塞、活塞等零件過(guò)熱。 早燃早燃 早燃會(huì)誘發(fā)早燃會(huì)誘發(fā)爆燃爆燃，爆燃又會(huì)讓更多的熾熱表面溫爆燃又會(huì)讓更多的熾熱表面溫度升高，促使更劇烈的度升高，促使更劇烈的表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火，兩者互相促進(jìn)，兩者互相促進(jìn)，危害可能更大。危害可能更大。1 1爆燃爆燃是火花塞跳火后，火焰鋒面到達(dá)之前末端是火花塞跳火后，火焰鋒面到達(dá)

30、之前末端混合氣以低溫多階段方式的自燃現(xiàn)象；混合氣以低溫多階段方式的自燃現(xiàn)象；表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火一一般是在正?；鹧鏌街坝蔁霟嵛稂c(diǎn)燃混合氣所致。般是在正常火焰燒到之前由熾熱物點(diǎn)燃混合氣所致。2 2爆燃爆燃時(shí)有強(qiáng)烈的壓力沖擊波，有尖銳的金屬敲時(shí)有強(qiáng)烈的壓力沖擊波，有尖銳的金屬敲擊聲；擊聲；表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火沒(méi)有壓力沖擊波，敲缸聲比較沉悶，沒(méi)有壓力沖擊波，敲缸聲比較沉悶，主要是由活塞、連桿、曲軸等運(yùn)動(dòng)件受到?jīng)_擊負(fù)荷主要是由活塞、連桿、曲軸等運(yùn)動(dòng)件受到?jīng)_擊負(fù)荷產(chǎn)生振動(dòng)而造成。產(chǎn)生振動(dòng)而造成。圖8-5 8.1.4 8.1.4 運(yùn)轉(zhuǎn)因素對(duì)燃燒的影響運(yùn)轉(zhuǎn)因素對(duì)燃燒的影響 汽油的蒸發(fā)性與抗爆性是影響汽油機(jī)燃燒過(guò)

31、程的主要使用性能。汽油的蒸發(fā)性愈強(qiáng)，愈容易汽化，與空氣混汽油的蒸發(fā)性愈強(qiáng)，愈容易汽化，與空氣混合愈均勻，易于完全燃燒。合愈均勻，易于完全燃燒。 因而汽油要有良好的蒸發(fā)性，但蒸發(fā)性過(guò)強(qiáng)，因而汽油要有良好的蒸發(fā)性，但蒸發(fā)性過(guò)強(qiáng)，在炎熱的夏季、高原山區(qū)使用時(shí)，易形成供油系在炎熱的夏季、高原山區(qū)使用時(shí)，易形成供油系“氣阻氣阻”，甚至發(fā)生供油中斷現(xiàn)象。，甚至發(fā)生供油中斷現(xiàn)象。 汽油的汽油的抗爆性抗爆性是指汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒是指汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時(shí)抵抗爆燃的能力，用辛烷值評(píng)定。時(shí)抵抗爆燃的能力，用辛烷值評(píng)定。 汽油的汽油的辛烷值愈高辛烷值愈高，其，其抗爆性愈好抗爆性愈好。 在汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)

32、度保持一定，點(diǎn)火提前角為最佳時(shí)，調(diào)節(jié)供油量，記錄功率、燃油消耗率、排氣溫度等隨過(guò)量空氣系數(shù)的變化曲線，稱(chēng)為汽油機(jī)在某一轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門(mén)開(kāi)度下的混合氣濃度調(diào)整特性。圖8-8 在在a=0.8-0.9a=0.8-0.9時(shí)，由于時(shí)，由于燃燒溫度最高，火焰?zhèn)魅紵郎囟茸罡?，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲?，因此播速度最大，因此pzpz、TzTz、p/p/ 、PePe均達(dá)最均達(dá)最高值，且爆燃傾向最大。高值，且爆燃傾向最大。存在一個(gè)最大功率的過(guò)存在一個(gè)最大功率的過(guò)量空氣系數(shù)量空氣系數(shù)aa，此混合，此混合氣稱(chēng)為氣稱(chēng)為“功率混合氣功率混合氣” ” 圖8-8 在在a=1.01.1a=1.01.1時(shí)，由于燃時(shí)，由于燃燒完全，燒完全，be

33、be最低最低，但此時(shí)缸，但此時(shí)缸內(nèi)溫度最高且空氣富裕，氮內(nèi)溫度最高且空氣富裕，氮氧化物排放量大。氧化物排放量大。 存在一個(gè)最低燃油消耗率存在一個(gè)最低燃油消耗率aa，此混合氣稱(chēng)為，此混合氣稱(chēng)為“經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)混合氣混合氣” 使用使用aa1 1的濃混的濃混合氣工作，由于必然合氣工作，由于必然產(chǎn)生不完全燃燒，所產(chǎn)生不完全燃燒，所以以COCO排放量明顯上升。排放量明顯上升。 當(dāng)當(dāng)aa0.80.8及及aa1.21.2時(shí)，時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣染徛?，部火焰?zhèn)鞑ニ俣染徛糠秩剂峡赡軄?lái)不及完全分燃料可能來(lái)不及完全燃燒，因而經(jīng)濟(jì)性差，燃燒，因而經(jīng)濟(jì)性差，HOHO排放量增多且工作排放量增多且工作不穩(wěn)定。不穩(wěn)定。 點(diǎn)火提前角

34、點(diǎn)火提前角是從火花塞跳火到上止點(diǎn)間的曲軸是從火花塞跳火到上止點(diǎn)間的曲軸轉(zhuǎn)角。其數(shù)值應(yīng)視燃料性質(zhì)、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、過(guò)量空轉(zhuǎn)角。其數(shù)值應(yīng)視燃料性質(zhì)、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、過(guò)量空氣系數(shù)等很多因素而定。氣系數(shù)等很多因素而定。 點(diǎn)火提前角過(guò)大點(diǎn)火提前角過(guò)大，則大部分混合氣在壓縮過(guò)程中，則大部分混合氣在壓縮過(guò)程中燃燒，活塞上行所消耗的壓縮功增加，發(fā)動(dòng)機(jī)容燃燒，活塞上行所消耗的壓縮功增加，發(fā)動(dòng)機(jī)容易過(guò)熱，有效功率下降，工作粗暴程度增加。同易過(guò)熱，有效功率下降，工作粗暴程度增加。同時(shí)由于混合氣的壓力過(guò)高，末端混合氣燃燒前的時(shí)由于混合氣的壓力過(guò)高，末端混合氣燃燒前的溫度較高，爆燃傾向加大。溫度較高，爆燃傾向加大。 點(diǎn)火提前角

35、過(guò)小點(diǎn)火提前角過(guò)小，則燃燒延長(zhǎng)到膨脹過(guò)程，燃燒最，則燃燒延長(zhǎng)到膨脹過(guò)程，燃燒最高壓力和溫度下降，傳熱損失增多，排氣溫度升高，高壓力和溫度下降，傳熱損失增多，排氣溫度升高，功率下降，耗油量增多。功率下降，耗油量增多。圖8.4 點(diǎn)火提前角為最佳值點(diǎn)火提前角為最佳值時(shí)，壓力升高率不是過(guò)時(shí)，壓力升高率不是過(guò)高，最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后合適的角度內(nèi)，高，最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后合適的角度內(nèi)，示功圖面積最大，完成的循環(huán)功最多，發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖面積最大，完成的循環(huán)功最多，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性最好。的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性最好。 u 轉(zhuǎn)速一定，負(fù)荷減小時(shí)，進(jìn)入氣缸的新鮮混合氣轉(zhuǎn)速一定，負(fù)荷減小時(shí)，進(jìn)入氣缸的新鮮混合氣量減小

36、，而殘余廢氣量基本不變量減小，而殘余廢氣量基本不變. .u 因?yàn)闅堄鄰U氣對(duì)燃燒反應(yīng)起阻礙作用，使燃燒因?yàn)闅堄鄰U氣對(duì)燃燒反應(yīng)起阻礙作用，使燃燒速度減慢。為保證燃燒過(guò)程在上止點(diǎn)附近完成，速度減慢。為保證燃燒過(guò)程在上止點(diǎn)附近完成，需增大點(diǎn)火提前角。見(jiàn)圖需增大點(diǎn)火提前角。見(jiàn)圖8.98.9所示曲線。所示曲線。圖8.9 最佳點(diǎn)火提前角隨負(fù)荷的變化負(fù)荷減小，最佳點(diǎn)火提前角要提前。負(fù)荷減小，最佳點(diǎn)火提前角要提前。（p190） 隨著負(fù)荷的減少，最佳點(diǎn)火提前角要提前。隨著負(fù)荷的減少，最佳點(diǎn)火提前角要提前。 低負(fù)荷時(shí)，爆燃傾向較小。主要是負(fù)荷低時(shí)，低負(fù)荷時(shí)，爆燃傾向較小。主要是負(fù)荷低時(shí)，進(jìn)氣量少，殘余廢氣相對(duì)較多，

37、使燃燒最高壓力進(jìn)氣量少，殘余廢氣相對(duì)較多，使燃燒最高壓力和溫度下降，阻止自燃產(chǎn)生。和溫度下降，阻止自燃產(chǎn)生。 轉(zhuǎn)速增加時(shí)，氣缸中紊流增強(qiáng)，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?，因而以秒?jì)的燃燒過(guò)程縮短，由于循環(huán)時(shí)間也縮短，一般燃燒過(guò)程相當(dāng)?shù)那S轉(zhuǎn)角增加，應(yīng)當(dāng)相應(yīng)加大點(diǎn)火提前角。 圖8.6六、冷卻水溫六、冷卻水溫 冷卻水溫度應(yīng)控制在80-90（進(jìn)口車(chē)90-100）范圍內(nèi)。水溫過(guò)高、過(guò)低均影響混合氣的燃燒和發(fā)動(dòng)機(jī)的正常使用。 冷卻水溫過(guò)高時(shí)，會(huì)使燃燒室壁及缸壁過(guò)熱爆燃及表面點(diǎn)火傾向增加。同時(shí)進(jìn)入氣缸的混合氣溫度升高，密度下降，充量減小，使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性下降。 冷卻水溫過(guò)低時(shí)，傳給冷卻水熱量增多，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率降低

38、，功率下降，耗油率增加；潤(rùn)滑油粘度增大，流動(dòng)性差，潤(rùn)滑效果變差，摩擦損失及機(jī)件磨損加劇，使汽缸腐蝕磨損增加；燃燒不良易形成積炭；不完全燃燒現(xiàn)象嚴(yán)重，使排污增多。 發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，由于燃燒不完全的燃油和竄入燃燒室的機(jī)油在氧氣和高溫作用下，凝聚在燃燒室壁面及活塞頂部，形成積炭，其厚度可達(dá)幾毫米。 六、燃燒室積炭六、燃燒室積炭 積炭不易傳熱，溫度較高，在進(jìn)氣、壓縮過(guò)程中不斷加熱混合氣，使溫度升高很快；積炭本身占有體積，減小了燃燒室體積，因而提高了壓縮比，這些都促使爆燃傾向增加。積炭表面溫度很高，形成熾熱表面或熾熱點(diǎn)，易引起表面點(diǎn)火。 提高壓縮比，可提高壓縮行程終了混合氣的溫度和壓力，加快火焰?zhèn)鞑ニ?/p>

39、度，選擇合適的點(diǎn)火提前角，可使燃燒在更小的容積下進(jìn)行，使燃燒終了的溫度、壓力高。且燃?xì)馀蛎洺浞郑瑹嵝侍岣?，發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩大，有效油率降低。 七、壓縮比七、壓縮比七、壓縮比七、壓縮比 汽缸直徑增大，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增加，爆燃傾向增大，所以沒(méi)有很大缸徑的汽油機(jī)。鋁合金比鑄鐵導(dǎo)熱性好，氣缸蓋和活塞采用鋁合金材料，可使燃燒室表面溫度降低，熱負(fù)荷明顯減小，減小了爆燃傾向。氣缸蓋和活塞材料氣缸蓋和活塞材料 汽油機(jī)的燃燒室汽油機(jī)的燃燒室8.38.3.1 8.3.1 汽油機(jī)對(duì)燃燒室的要求汽油機(jī)對(duì)燃燒室的要求8.3.2 8.3.2 傳統(tǒng)汽油機(jī)燃燒室傳統(tǒng)汽油機(jī)燃燒室8.3.1 8.3.1 汽油機(jī)對(duì)燃燒室的要求汽油

40、機(jī)對(duì)燃燒室的要求 汽油機(jī)燃燒室的設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、汽油機(jī)燃燒室的設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、工作穩(wěn)定性及排放特性有很大影響，為此，燃燒室工作穩(wěn)定性及排放特性有很大影響，為此，燃燒室的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求。的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求。汽油機(jī)對(duì)燃燒室的要求：汽油機(jī)對(duì)燃燒室的要求：u（一）結(jié)構(gòu)盡量緊湊一）結(jié)構(gòu)盡量緊湊 u（二）火花塞位置適當(dāng)（二）火花塞位置適當(dāng)u（三）燃燒室形狀合理分布（三）燃燒室形狀合理分布u（四）具有高的充量系數(shù)（四）具有高的充量系數(shù)u（五）形成適當(dāng)?shù)奈闪鬟\(yùn)動(dòng)（五）形成適當(dāng)?shù)奈闪鬟\(yùn)動(dòng)u（六）末端混合氣要適當(dāng)?shù)睦鋮s（六）末端混合氣要適當(dāng)?shù)睦鋮s （一）結(jié)構(gòu)盡量緊湊（一）結(jié)構(gòu)盡量緊湊

41、 用燃燒室的面容比燃燒室表面積與其容積之比來(lái)表征燃燒室的緊湊性。 面容比大，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長(zhǎng)，容易爆燃，HC排放高。散熱面積大，熱損失大，熱效率低 燃燒室面容比大小取決于氣缸直徑與燃燒室的形狀，在采用小燃燒室情況下，為減少單位體積的表面積，多用半球形燃燒室。 P200l 面容比小，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，燃燒可在短時(shí)間內(nèi)完成、使爆燃傾向減小，還可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比。l 相對(duì)散熱面積小，熱損失減小，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率高。l 熄火面積小，HC排放量減少。（二）火花塞位置適當(dāng)（二）火花塞位置適當(dāng) 火花塞位置不同，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x和燃燒速度的變化率也不同，從而影響汽油機(jī)的工作性能，為此，確定火花塞位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：布置火花塞考慮以下幾個(gè)方面：布置火花塞考慮以下幾個(gè)方面： 1）應(yīng)使火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，如火花塞布置在燃燒室中央。 2）使末端氣體受熱減少，如火花塞布置在排氣門(mén)附近，使受灼熱表面加熱的混合氣及早燃燒，以免爆燃。3）減少各循環(huán)之間的燃燒變動(dòng)，保證暖機(jī)和低速穩(wěn)定性好，如火花塞布置在進(jìn)、排氣門(mén)之間，便于利用新鮮混合氣掃除火花塞周?chē)臍堄鄰U氣，使混合氣易于點(diǎn)燃，同時(shí)應(yīng)控制氣流的強(qiáng)度，避免吹散火花。4）確保發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，火花塞的位置應(yīng)能使從火花塞傳播開(kāi)的火焰面逐漸擴(kuò)大。 燃燒室的容積分布情況反映了混合氣