汽油機(jī)的燃燒 幻燈片

1、汽油機(jī)的燃燒汽油機(jī)的燃燒Combustion in SI EnginesCombustion in SI Engines李笑南李笑南燃燒的定義The defination of combustion Combustion may be defined as a relatively rapid chemical combination of hydroge and carbon in fuel with oxygen in air resulting in liberation of energy in the form of heat. 燃燒可以定義為燃料中碳和氫與與空氣中的氧快速結(jié)合并且在

2、此期間釋放出熱能的過(guò)程。 燃燒需要的三個(gè)條件Three conditions are necessary for combustion 1.The presence of combustible mixture. 2.Some means to initiate mixture. 3.Stabilization and propagation of flame in chamber chamber. 1.一定量的可燃混合氣。 2.點(diǎn)火。 3.燃燒室中穩(wěn)定火焰的形成和傳播。 燃燒過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，至今人們也沒(méi)有完全理解和掌握。 因?yàn)槿紵欠N劇烈的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)速度快時(shí)間短，很難詳細(xì)地對(duì)它

3、進(jìn)行研究。 汽油是烷烴，芳香烴等的混合物，其燃燒更加復(fù)雜。雖然燃燒的最終產(chǎn)物基本上只有二氧化碳、水、氮氧化合物和沒(méi)有完全燃燒的碳?xì)浠衔?，但其燃燒的中間產(chǎn)物多達(dá)數(shù)百種。汽油機(jī)中燃燒的三個(gè)時(shí)期three stages of combustion in SI engines 1.Ignition lag stage. 2.Flame propagation stage.3.After burning stage.1.滯燃期。2.急燃期。3.后燃期。 汽油機(jī)中的不正常燃燒Unnormal combustion in SI engines Phenomenon of knocking in SI en

4、gines. 汽油機(jī)中的敲缸現(xiàn)象（爆燃） 爆燃是由于燃燒室遠(yuǎn)端混合氣自燃引起的。隨著正?；鹧嬖谌紵抑械膫鞑ィ┒嘶旌蠚獗粔嚎s導(dǎo)致溫度和壓力急劇升高，這將會(huì)導(dǎo)致這些混合氣在火焰前鋒傳到之前而自發(fā)燃燒。這種自燃與正常燃燒相比速度要快，更加粗暴。 爆燃的現(xiàn)象The phenomenon of detonation 1.發(fā)出清脆的敲缸聲音(3000-7000Hz) 2.輕微爆震時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率略有增加，強(qiáng)烈爆震時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)速下降，工作不穩(wěn)定機(jī)身有較大震動(dòng)。 3冷卻系統(tǒng)過(guò)熱，氣缸蓋、冷卻水和潤(rùn)滑油溫度均明顯上升。 4嚴(yán)重爆燃時(shí)，汽油機(jī)甚至?xí)昂跓煛１嫉奈：he damage of detona

5、tion 1.機(jī)械、熱負(fù)荷及散熱損失增加。 2.動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性差。 3.磨損加劇，油膜被破壞，活塞、缸套和活塞環(huán)之間磨損劇烈。 4.排氣異常，黑煙，燃燒室積炭。防止敲缸的措施The measures to prevent knocking 我們把由穩(wěn)定火焰前鋒形成到火焰?zhèn)鞑サ饺紵疫h(yuǎn)端所需的時(shí)間定義為t，把遠(yuǎn)端混合氣自燃所需時(shí)間定義為T(mén)。 那么凡是能夠減小t和增大T的措施都是可以降低敲缸的趨勢(shì)的。 縮短t的措施 1燃燒室形狀緊湊，缸徑不宜過(guò)大 2火花塞盡可能中央布置 3提高壓縮比以提高壓縮終了溫度 4提高混合氣湍流度 5降低殘余廢氣系數(shù) 6控制過(guò)量空氣系數(shù)，0.81.0時(shí)火焰?zhèn)鞑ニ俣茸罡?7加

6、大點(diǎn)火提前角 8提高進(jìn)氣溫度 延長(zhǎng)T的措施 1采用導(dǎo)熱性能好的材料 2優(yōu)化氣缸蓋冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3降低壓縮比以降低末端混合氣的溫度和壓力 4提高殘余廢氣系數(shù) 5避開(kāi)過(guò)量空氣系數(shù)0.8-1.0的區(qū)域 6推遲點(diǎn)火提前角，以減小燃燒壓力 7降低進(jìn)氣溫度 8提高燃料抗爆性表面點(diǎn)火Surface ignition汽油機(jī)的稀燃技術(shù)Lean Combustion Technology for Internal Combustion engines Introduction介紹 Lean burn is an effective way to improve spark ignition engine fuel

7、 economy and reduce emissions. Lean combustion is generally considered as a timely solution to the more stringent environmental regulations and global weather concerns in the new era.Several Air-Fuel ratios 1.理論空燃比14.7:1 2.功率空燃比12-13:1 3.經(jīng)濟(jì)空燃比16:1 4.排放空燃比18:1 5.稀薄燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比大于18:1稀薄燃燒所需條件 1.提高壓縮比 采用緊湊

8、型燃燒室，將火花塞置于燃燒室中央，縮短點(diǎn)火距離。提高壓縮比至13，促使燃燒速度加快，空燃比可達(dá)25:1以上，實(shí)現(xiàn)分層燃燒。 2.高能點(diǎn)火 高能點(diǎn)火和寬間隙火花塞有利于火核形成，燃燒速度加快，稀燃極限大。實(shí)現(xiàn)稀燃的困難Troubles on Lean burning technology Ignition Limits點(diǎn)火限制 稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了點(diǎn)火限制的范圍，為了解決點(diǎn)火困難問(wèn)題，分層燃燒的理論應(yīng)運(yùn)而生。 所謂分層燃燒即在火花塞附近的可燃混合氣的空燃比在點(diǎn)火范圍內(nèi)，而遠(yuǎn)端的混合氣空燃很大。這樣既解決了點(diǎn)火問(wèn)題又實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒。 采用缸內(nèi)直噴技術(shù)可以較好的實(shí)現(xiàn)分層燃燒。缸內(nèi)直噴技術(shù)Gasline Direct injection稀薄燃燒的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 1.隨著空燃比的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)油耗明顯下降。稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)不受爆燃限制，壓縮比較大熱效率得以提高。 2稀燃溫度降低，氮氧化合