第4章汽油機(jī)混合氣形成與燃燒

1、第四章第四章 汽油機(jī)混合氣的形成與燃燒汽油機(jī)混合氣的形成與燃燒 第一節(jié)第一節(jié) 汽油的使用性能汽油的使用性能第二節(jié)第二節(jié) 燃燒熱化學(xué)燃燒熱化學(xué) 第三節(jié)第三節(jié) 汽油機(jī)燃燒過程汽油機(jī)燃燒過程第四節(jié)第四節(jié) 使用因素對燃燒過程的影響使用因素對燃燒過程的影響 o 柴油和汽油都是石油的煉制品，主要成分是碳、柴油和汽油都是石油的煉制品，主要成分是碳、氫兩種元素，含量約占?xì)鋬煞N元素，含量約占97-98%97-98%，其他還有少量，其他還有少量的硫、氧、氮等。的硫、氧、氮等。o 石油產(chǎn)品分子式為CnHm，通常稱為“烴”。o 根據(jù)烴分子中碳原子數(shù)的不同，可構(gòu)成不同相根據(jù)烴分子中碳原子數(shù)的不同，可構(gòu)成不同相對分子質(zhì)量

2、、不同沸點(diǎn)的物質(zhì)。對分子質(zhì)量、不同沸點(diǎn)的物質(zhì)。o 利用沸點(diǎn)不同直接進(jìn)行分餾，依次得到：石油利用沸點(diǎn)不同直接進(jìn)行分餾，依次得到：石油氣氣- -汽油汽油- -煤油煤油- -輕、重柴油輕、重柴油- -渣油等。渣油等。 發(fā)動機(jī)傳統(tǒng)的燃料是汽油和柴油發(fā)動機(jī)傳統(tǒng)的燃料是汽油和柴油烴分子中碳原子數(shù)的影響烴分子中碳原子數(shù)的影響 C C原子數(shù)原子數(shù) 沸點(diǎn)沸點(diǎn) 品種品種 相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量 理化性質(zhì)理化性質(zhì)C C1 1C C4 4 常溫常溫 石油氣石油氣 161658 58 質(zhì)輕質(zhì)輕C C5 5C C11 11 5050200 200 汽油汽油 9595120 120 揮發(fā)性強(qiáng)揮發(fā)性強(qiáng)C C1111C C1

3、9 19 180180300 300 煤油煤油 100100180 180 粘度減小粘度減小C C1616C C23 23 250250360 360 輕輕/ /重柴油重柴油 180180200 200 化學(xué)安定性好化學(xué)安定性好C C2323以上以上 360360以上以上 渣油渣油 220220280 280 自燃性差自燃性差 點(diǎn)燃性好點(diǎn)燃性好烴分子化學(xué)結(jié)構(gòu)烴分子化學(xué)結(jié)構(gòu)o 烷烴：烷烴：直鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)直鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性差，容易自燃；熱穩(wěn)定性差，容易自燃；支鏈支鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)抗爆性好?？贡院?。o 不飽和烴：不飽和烴：常溫化學(xué)安定性差，易氧化。常溫化學(xué)安定性差，易氧化。o 環(huán)烷烴：環(huán)烷烴：環(huán)狀分子結(jié)

4、構(gòu)，熱穩(wěn)定性和自發(fā)火溫度環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性和自發(fā)火溫度均較高，抗爆性好，是良好的汽油機(jī)燃料。均較高，抗爆性好，是良好的汽油機(jī)燃料。o 芳香烴：芳香烴：含苯基結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性高，是良好的汽含苯基結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性高，是良好的汽油機(jī)抗爆劑。石油中含量少，煉制中常增多芳香油機(jī)抗爆劑。石油中含量少，煉制中常增多芳香烴含量。烴含量。第一節(jié)第一節(jié) 汽油的使用性能汽油的使用性能1 1、辛烷值、辛烷值（很重要的使用性能）（很重要的使用性能）o 辛烷值表示汽油抗爆性。汽油的辛烷值高，則辛烷值表示汽油抗爆性。汽油的辛烷值高，則抗爆震的能力強(qiáng)?？贡鸬哪芰?qiáng)。評定：評定：用抗爆性好的異辛烷（辛烷值為用抗爆性好的異辛烷

5、（辛烷值為100100）和容）和容易爆燃的正庚烷（辛烷值為易爆燃的正庚烷（辛烷值為0 0）按不同比例混合）按不同比例混合組成標(biāo)準(zhǔn)燃料組（混合液），將被測定汽油在組成標(biāo)準(zhǔn)燃料組（混合液），將被測定汽油在相同條件下與標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行燃燒比較，標(biāo)準(zhǔn)燃相同條件下與標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行燃燒比較，標(biāo)準(zhǔn)燃料組中異辛烷含量的體積百分?jǐn)?shù)就是被測汽油料組中異辛烷含量的體積百分?jǐn)?shù)就是被測汽油的辛烷值。的辛烷值。 國產(chǎn)汽油是以辛烷值（研究法國產(chǎn)汽油是以辛烷值（研究法RONRON）進(jìn)行標(biāo)號的進(jìn)行標(biāo)號的。o 依據(jù)依據(jù)辛烷值的多少，其標(biāo)號為：辛烷值的多少，其標(biāo)號為：9090、9393、9595、9797；o 目前市場上供應(yīng)的汽油為：目

6、前市場上供應(yīng)的汽油為： 9090、9393、9797。o為了提高汽油的辛烷值，常使用抗爆添加劑。o常用抗爆添加劑：四乙鉛。o四乙鉛有劇毒，以顏色標(biāo)明。2 2、蒸發(fā)性（揮發(fā)性）蒸發(fā)性（揮發(fā)性）o 汽油是多種烴類的混合物，沒有一定的沸點(diǎn)。汽汽油是多種烴類的混合物，沒有一定的沸點(diǎn)。汽油餾出溫度的范圍稱為餾程，用于評價(jià)汽油的蒸油餾出溫度的范圍稱為餾程，用于評價(jià)汽油的蒸發(fā)性。發(fā)性。o 10%10%餾出溫度：標(biāo)志起動性；該溫度過低，易產(chǎn)生餾出溫度：標(biāo)志起動性；該溫度過低，易產(chǎn)生氣阻；氣阻；o 50%50%餾出溫度：標(biāo)志平均蒸發(fā)性，它影響著發(fā)動機(jī)餾出溫度：標(biāo)志平均蒸發(fā)性，它影響著發(fā)動機(jī)的暖車時(shí)間、加速性以及

7、工作穩(wěn)定性；的暖車時(shí)間、加速性以及工作穩(wěn)定性；o 90%90%餾出溫度：標(biāo)志著燃料中含有難于揮發(fā)的重質(zhì)餾出溫度：標(biāo)志著燃料中含有難于揮發(fā)的重質(zhì)成分的數(shù)量。成分的數(shù)量。 第二節(jié)第二節(jié) 燃燒熱化學(xué)燃燒熱化學(xué) （只研究燃料中各種成分和空氣中的氧進(jìn)行只研究燃料中各種成分和空氣中的氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的最終結(jié)果）化學(xué)反應(yīng)的最終結(jié)果） 一一 、燃料的完全燃燒、燃料的完全燃燒1 1、理論空氣量、理論空氣量1 1）目的：）目的：1kg1kg燃料完全燃燒所需要的空氣量。燃料完全燃燒所需要的空氣量。2 2）已知條件：）已知條件：1 kg1 kg燃料中含燃料中含 kg kg 碳，碳， kg kg 氫氣，氫氣， kgkg氧

8、氣。氧氣。o 汽油：汽油： kg/kgkg/kg， kg/kgkg/kg， kg/kgkg/kg。o 柴油：柴油： kg/kgkg/kg， kg/kgkg/kg，o kg/kgkg/kg。 0LgCgHgOgC 0855.gH 0145.gO 0gC 087.gH0126.gO0004.3 3）化學(xué)反應(yīng)方程式）化學(xué)反應(yīng)方程式4 4）需要總的氧氣量）需要總的氧氣量 12 32 44 4 32 36 12 32 44 4 32 36 9 9COCO22O2COCO22OHOH22222OHOH22222gCHg8311HgCg38 1kg1kg燃料完全燃燒所需要的空氣量燃料完全燃燒所需要的空氣量（

9、設(shè)含有（設(shè)含有 kgkg的氧）的氧）o 以重量計(jì)以重量計(jì) 數(shù)值為：汽油數(shù)值為：汽油14.9kg/kg14.9kg/kg；柴油；柴油13.6kg/kg13.6kg/kg。o 以莫爾計(jì)以莫爾計(jì)0g)32412(21. 010OHCgggL)838(23. 0100gggLHckmolkmol/kg/kg燃料燃料 kg/kgkg/kg燃料燃料 2 2、過量空氣系數(shù)和空燃比、過量空氣系數(shù)和空燃比1 1）過量空氣系數(shù)）過量空氣系數(shù) o ：表示混合氣的濃稀程度。表示混合氣的濃稀程度。 大大混合氣?。换旌蠚庀?； 小小混合氣濃?；旌蠚鉂狻 一般，柴油機(jī)：一般，柴油機(jī)： 11；汽油機(jī)：；汽油機(jī)：1 1。o 對

10、于柴油機(jī)，對于柴油機(jī)， 11有利于完全燃燒，高速柴油有利于完全燃燒，高速柴油機(jī)，機(jī)， =1.2-1.6=1.2-1.6。LL0燃燒燃料實(shí)際供給的空氣量完全燃燒燃料理論上所需要的空氣量11kgkg2 2）空燃比）空燃比 A A/ /F F 空氣量與燃料量之比。空氣量與燃料量之比。o 空燃比：表示混合氣的濃稀程度?？杖急龋罕硎净旌蠚獾臐庀〕潭?。 A/FA/F大大混合氣稀，混合氣稀，A/FA/F小小混合氣濃。混合氣濃。A FL/ 0空氣量燃料量二、燃料的不完全燃燒二、燃料的不完全燃燒1 1、 1 1的不完全燃燒的不完全燃燒 主要發(fā)生在柴油機(jī)上，因混合氣形成時(shí)間短，主要發(fā)生在柴油機(jī)上，因混合氣形成時(shí)間

11、短，混合氣不均勻造成，導(dǎo)致局部缺氧?；旌蠚獠痪鶆蛟斐桑瑢?dǎo)致局部缺氧。 須要解決好燃料與空氣的混合問題。須要解決好燃料與空氣的混合問題。三、燃料和可燃混合氣的熱值三、燃料和可燃混合氣的熱值o 燃料的熱值燃料的熱值 1 kg 1 kg 燃料完全燃燒所產(chǎn)生的熱量燃料完全燃燒所產(chǎn)生的熱量kJkJ。有。有高、低熱值之分。高、低熱值之分。 o 高熱值：加入水的汽化潛熱的熱值。高熱值：加入水的汽化潛熱的熱值。o 低熱值：不加入水的汽化潛熱的熱值。低熱值：不加入水的汽化潛熱的熱值。o 發(fā)動機(jī)缸內(nèi)高溫，水只能以氣態(tài)存在，故應(yīng)取不發(fā)動機(jī)缸內(nèi)高溫，水只能以氣態(tài)存在，故應(yīng)取不加入水的汽化潛熱的熱值，即低熱值。加入水的

12、汽化潛熱的熱值，即低熱值。o 汽油：汽油： kJ/kgkJ/kg，柴油：，柴油： kJ/kgkJ/kg。 44000uh42500uh可燃混合氣的熱值可燃混合氣的熱值 o 燃料的低熱值與單位燃料形成的可燃混合氣數(shù)燃料的低熱值與單位燃料形成的可燃混合氣數(shù)量之比。量之比。o 對汽油形成的混合氣：對汽油形成的混合氣：HuHu=3750kJ/m=3750kJ/m3 3 o 對柴油形成的混合氣：對柴油形成的混合氣：HuHu=3750kJ/m=3750kJ/m3 3 HhMuu1第三節(jié)第三節(jié) 汽油機(jī)燃燒過程汽油機(jī)燃燒過程一、概述：一、概述：o混合氣的形成：混合氣的形成：在氣缸外部的進(jìn)氣管（或在氣缸外部的進(jìn)

13、氣管（或進(jìn)氣道）內(nèi)，利用進(jìn)氣道）內(nèi)，利用噴嘴噴嘴或或化油器化油器使空氣和燃油使空氣和燃油混合，形成混合氣?；旌?，形成混合氣。o 混合過程：從燃料與空氣開始接觸開始，直至混合過程：從燃料與空氣開始接觸開始，直至火花塞跳火前止?；鸹ㄈ鹎爸?。著火方式：著火方式：o 混合氣進(jìn)入氣缸后，到壓混合氣進(jìn)入氣缸后，到壓縮行程終了時(shí)已大致構(gòu)成均縮行程終了時(shí)已大致構(gòu)成均質(zhì)混合氣，再經(jīng)電火花點(diǎn)火質(zhì)混合氣，再經(jīng)電火花點(diǎn)火進(jìn)行燃燒。進(jìn)行燃燒。o 近年來汽油機(jī)發(fā)展，涌現(xiàn)近年來汽油機(jī)發(fā)展，涌現(xiàn)出一些新型燃燒系統(tǒng)，出一些新型燃燒系統(tǒng)，如：如：稀薄燃燒系統(tǒng)、非均質(zhì)混合氣燃稀薄燃燒系統(tǒng)、非均質(zhì)混合氣燃燒系統(tǒng)、缸內(nèi)噴射技術(shù)等。

14、燒系統(tǒng)、缸內(nèi)噴射技術(shù)等。二、正常燃燒過程二、正常燃燒過程o 電火花點(diǎn)燃均勻的可燃電火花點(diǎn)燃均勻的可燃混合氣，形成火焰中心，并混合氣，形成火焰中心，并且火焰從此中心按一定的速且火焰從此中心按一定的速率（一般為率（一般為202060 m/s60 m/s）連）連續(xù)地傳播到整個(gè)燃燒室空間，續(xù)地傳播到整個(gè)燃燒室空間，在此期間火焰?zhèn)鞑ニ俾?，在此期間火焰?zhèn)鞑ニ俾?，火火焰前鋒形狀均沒有急劇的變焰前鋒形狀均沒有急劇的變化化，稱之為正常燃燒。，稱之為正常燃燒。 1 1、正、正常燃燒過程分三個(gè)階段：常燃燒過程分三個(gè)階段：、著火延遲期、著火延遲期（12點(diǎn)）點(diǎn)） 從電火花跳火從電火花跳火形成火焰中心。形成火焰中心。o

15、1 1點(diǎn)以前為壓縮過程，缸內(nèi)壓力升高不大。點(diǎn)以前為壓縮過程，缸內(nèi)壓力升高不大。o 1 1點(diǎn)點(diǎn)火花塞跳火；火花塞跳火；o 2 2點(diǎn)點(diǎn)缸內(nèi)壓力脫離壓縮線開始急驟增高。缸內(nèi)壓力脫離壓縮線開始急驟增高。點(diǎn)火提前角：點(diǎn)火提前角：1 1點(diǎn)點(diǎn)上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角。上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角。為什么要提前點(diǎn)火？為什么要提前點(diǎn)火？ 因?yàn)榇嬖谌紵舆t，為使燃燒在上止點(diǎn)附近因?yàn)榇嬖谌紵舆t，為使燃燒在上止點(diǎn)附近完成，壓力最高點(diǎn)出現(xiàn)在上止點(diǎn)后某一合適角完成，壓力最高點(diǎn)出現(xiàn)在上止點(diǎn)后某一合適角度，必須要設(shè)置提前點(diǎn)火角。度，必須要設(shè)置提前點(diǎn)火角?；旌蠚庋趸磻?yīng)需要一定的時(shí)間混合氣氧化反應(yīng)需要一定的時(shí)間 o 火花塞在點(diǎn)跳火之后，并不馬上

16、形成火焰中心火花塞在點(diǎn)跳火之后，并不馬上形成火焰中心 ，而要進(jìn)行氧化反應(yīng)即延遲一定時(shí)間（哪怕該時(shí)而要進(jìn)行氧化反應(yīng)即延遲一定時(shí)間（哪怕該時(shí)間非常短，但一定存在）后形成火焰中心進(jìn)行間非常短，但一定存在）后形成火焰中心進(jìn)行燃燒燃燒 。o 特點(diǎn)：特點(diǎn)：該期內(nèi)放熱不多，壓力升高不大，氣缸該期內(nèi)放熱不多，壓力升高不大，氣缸中的壓力變化基本上與壓縮過程相同。中的壓力變化基本上與壓縮過程相同。IIII、明顯燃燒期（急燃期）、明顯燃燒期（急燃期）（23點(diǎn)）點(diǎn)）o 這一階段為燃燒過程的主要階段。這一階段為燃燒過程的主要階段。o 在此時(shí)間內(nèi)，火焰迅速傳遍整個(gè)燃燒室，混合氣在此時(shí)間內(nèi)，火焰迅速傳遍整個(gè)燃燒室，混合氣的

17、絕大部分（的絕大部分（80%80%以上）在此時(shí)期內(nèi)完成燃燒，燃以上）在此時(shí)期內(nèi)完成燃燒，燃料的熱能絕大部分在此時(shí)間內(nèi)放出（這與柴油機(jī)料的熱能絕大部分在此時(shí)間內(nèi)放出（這與柴油機(jī)不同，柴油機(jī)隨噴隨燃，在上止點(diǎn)以后還在向缸不同，柴油機(jī)隨噴隨燃，在上止點(diǎn)以后還在向缸內(nèi)噴入燃料）。內(nèi)噴入燃料）。o 缸內(nèi)壓力、溫度迅速升高，缸內(nèi)壓力、溫度迅速升高， MPa/degCAMPa/degCA 。4 .02 .0p 代表工作粗暴的程度，它與火焰?zhèn)鞔砉ぷ鞔直┑某潭龋c火焰?zhèn)鞑ニ俾视嘘P(guān)。播速率有關(guān)。o 火焰?zhèn)鞑ニ俾驶鹧鎮(zhèn)鞑ニ俾?， 。o 工作粗暴，噪聲工作粗暴，噪聲 。o 在汽油機(jī)中，火焰?zhèn)鞑ニ俾适且粋€(gè)重要參數(shù)，

18、在汽油機(jī)中，火焰?zhèn)鞑ニ俾适且粋€(gè)重要參數(shù)，它直接影響燃燒過程的狀態(tài)（正常燃燒與不正它直接影響燃燒過程的狀態(tài)（正常燃燒與不正常燃燒），從而影響發(fā)動機(jī)的功率、效率和使常燃燒），從而影響發(fā)動機(jī)的功率、效率和使用壽命。用壽命。o 特點(diǎn)：特點(diǎn)：活塞位于上止點(diǎn)附近，燃燒迅速，放熱活塞位于上止點(diǎn)附近，燃燒迅速，放熱，氣缸容積變化很小，缸內(nèi)壓力、溫度，氣缸容積變化很小，缸內(nèi)壓力、溫度。pppmaxpIIIIII、補(bǔ)燃期、補(bǔ)燃期（3 34 4點(diǎn)）點(diǎn)）o 3 3點(diǎn)點(diǎn)燃料基本燃燒完。燃料基本燃燒完。o IIII期內(nèi)未燃盡的可燃?xì)庠诖穗A段繼續(xù)燃燒，但期內(nèi)未燃盡的可燃?xì)庠诖穗A段繼續(xù)燃燒，但燃燒速度變慢，熱量利用率降低，活

19、塞下行，燃燒速度變慢，熱量利用率降低，活塞下行，使缸內(nèi)使缸內(nèi)p p 。o 汽油機(jī)的補(bǔ)燃比較輕。汽油機(jī)的補(bǔ)燃比較輕。小結(jié)：小結(jié)：為了保證汽油機(jī)工作柔和，動力性好，一為了保證汽油機(jī)工作柔和，動力性好，一般應(yīng)使般應(yīng)使2 2點(diǎn)處于上止點(diǎn)前點(diǎn)處于上止點(diǎn)前1212 1515 ，3 3點(diǎn)處于上點(diǎn)處于上止點(diǎn)后止點(diǎn)后1212 1515 ， MPa/degCAMPa/degCA 。25. 0175. 0p汽油機(jī)正常燃燒過程汽油機(jī)正常燃燒過程 是唯一地由定時(shí)的火花塞點(diǎn)火開始，且火焰是唯一地由定時(shí)的火花塞點(diǎn)火開始，且火焰前鋒以一定的正常速度傳遍整個(gè)燃燒室。前鋒以一定的正常速度傳遍整個(gè)燃燒室。2 2、燃燒速度、燃燒速度

20、 o 燃燒速度燃燒速度是指單位時(shí)間燃燒的混合氣量。是指單位時(shí)間燃燒的混合氣量。o 控制燃燒速度就能控制明顯燃燒期的長短及其控制燃燒速度就能控制明顯燃燒期的長短及其相對曲軸轉(zhuǎn)角的位置。相對曲軸轉(zhuǎn)角的位置。TTTAUdtdm影響燃燒速度的因素影響燃燒速度的因素 o 火焰速度火焰速度UT 氣體的紊流運(yùn)動氣體的紊流運(yùn)動 混合氣成分混合氣成分 混合氣初始溫度混合氣初始溫度 n 火焰前鋒面積火焰前鋒面積AT n 可燃混合氣密度可燃混合氣密度T 3 3、不規(guī)則燃燒、不規(guī)則燃燒 o 在穩(wěn)定在穩(wěn)定正常正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，各循環(huán)之間運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，各循環(huán)之間的燃燒變動和各氣缸之間的燃燒差異。的燃燒變動和各氣缸之間的燃

21、燒差異。 各循環(huán)間的燃燒變動各循環(huán)間的燃燒變動 各缸間燃燒差異各缸間燃燒差異 4 4、燃燒室壁面的熄火作用、燃燒室壁面的熄火作用 o 產(chǎn)生機(jī)理：燃燒室壁面附近的火焰不能傳播，產(chǎn)生機(jī)理：燃燒室壁面附近的火焰不能傳播，在熄火區(qū)內(nèi)存在大量未燃燒的烴，它是汽油在熄火區(qū)內(nèi)存在大量未燃燒的烴，它是汽油機(jī)排氣中機(jī)排氣中HCHC的主要來源之一。的主要來源之一。o 控制措施：控制措施： 減小熄火厚度減小熄火厚度 減小燃燒室的面容比減小燃燒室的面容比F FV V 三、不正常燃燒三、不正常燃燒1 爆爆 燃燃 2 表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火 1 1、爆震燃燒、爆震燃燒現(xiàn)象：現(xiàn)象：火焰中心形成后，火焰在傳播過程中，火焰中心形成后

22、，火焰在傳播過程中，末端混合氣受到已燃?xì)怏w的作用（壓縮、熱末端混合氣受到已燃?xì)怏w的作用（壓縮、熱輻射），在正?；鹧嫖吹竭_(dá)前形成了新的火輻射），在正?；鹧嫖吹竭_(dá)前形成了新的火焰中心而發(fā)生自燃。焰中心而發(fā)生自燃。不同燃燒狀況缸內(nèi)壓力變化比較不同燃燒狀況缸內(nèi)壓力變化比較1）外部特征：）外部特征： 發(fā)出特殊尖銳的金屬敲擊聲（因局部高壓形成的發(fā)出特殊尖銳的金屬敲擊聲（因局部高壓形成的壓力沖擊波，以超音速的速度向前推進(jìn)，撞擊缸壓力沖擊波，以超音速的速度向前推進(jìn)，撞擊缸壁而引起強(qiáng)迫振動形成）；壁而引起強(qiáng)迫振動形成）； 輕微爆震時(shí)，功率稍輕微爆震時(shí)，功率稍 （更接近等容燃燒）；（更接近等容燃燒）； 強(qiáng)烈爆震時(shí)

23、，功率強(qiáng)烈爆震時(shí)，功率 ，工作變得不穩(wěn)定（發(fā)抖），工作變得不穩(wěn)定（發(fā)抖），n n , ,產(chǎn)生振動，油耗上升，產(chǎn)生振動，油耗上升，排溫排溫 ；燃燒室和冷卻系過熱燃燒室和冷卻系過熱o （因潤滑油膜遭到破壞，使冷卻水、潤滑油溫（因潤滑油膜遭到破壞，使冷卻水、潤滑油溫度度 ）；）；冒黑煙冒黑煙（未能燃燒的碳粒析出）（未能燃燒的碳粒析出） o 如果對氣缸壓力進(jìn)行測量，氣缸壓力曲線出現(xiàn)如果對氣缸壓力進(jìn)行測量，氣缸壓力曲線出現(xiàn)爆震波。爆震波。2 2）產(chǎn)生的產(chǎn)生的原因原因 缸內(nèi)末（終）端混合氣發(fā)生自燃缸內(nèi)末（終）端混合氣發(fā)生自燃 。 未燃混合氣受到強(qiáng)烈的壓縮和熱幅射。處于未燃混合氣受到強(qiáng)烈的壓縮和熱幅射。處于

24、最后燃燒位置上的那部分末端混合氣（最后燃燒位置上的那部分末端混合氣（end end gasgas），由于熱幅射作用，促使加速氧化反應(yīng)，），由于熱幅射作用，促使加速氧化反應(yīng)，以致在正?；鹧嫔形吹竭_(dá)時(shí)，末端混合氣最適于以致在正?；鹧嫔形吹竭_(dá)時(shí)，末端混合氣最適于發(fā)火的部位已經(jīng)形成了一個(gè)或幾個(gè)火焰中心，以發(fā)火的部位已經(jīng)形成了一個(gè)或幾個(gè)火焰中心，以遠(yuǎn)大于正常燃燒火焰前鋒面推進(jìn)的速度向周圍傳遠(yuǎn)大于正常燃燒火焰前鋒面推進(jìn)的速度向周圍傳播而燃燒。播而燃燒。o 本質(zhì)：末端混合氣自燃。本質(zhì)：末端混合氣自燃。3 3）危害）危害o 局部高壓局部高壓沖擊波，引起沖擊負(fù)荷，破壞潤滑沖擊波，引起沖擊負(fù)荷，破壞潤滑油膜；油膜

25、；o 局部高溫：局部高溫：T T高達(dá)高達(dá)400040000 0C C，燃燒產(chǎn)物分解，燃燒產(chǎn)物分解，C C、COCO、H H2 2、2 2、NONO； C C、COCO、H H2 2 遇氧后繼續(xù)燃燒，形成補(bǔ)燃，使排遇氧后繼續(xù)燃燒，形成補(bǔ)燃，使排溫溫 ，散熱損失增加。，散熱損失增加。o 缸蓋、活塞頂溫度缸蓋、活塞頂溫度 ，導(dǎo)致工作部件損壞，冷卻，導(dǎo)致工作部件損壞，冷卻系過熱；系過熱；o 易形成積炭，損壞排氣門、活塞等；易形成積炭，損壞排氣門、活塞等；o PePe ，效率，效率 。4 4）常易發(fā)生的工況）常易發(fā)生的工況o 低速、節(jié)氣門全開（如低速大負(fù)荷爬長坡）。低速、節(jié)氣門全開（如低速大負(fù)荷爬長坡）

26、。 5）防止措施）防止措施o 若火焰?zhèn)鞑r(shí)間為若火焰?zhèn)鞑r(shí)間為t1，焰前反應(yīng)時(shí)間為，焰前反應(yīng)時(shí)間為t2， 當(dāng)當(dāng)t1t1。影響爆燃的因素影響爆燃的因素o 壓縮比壓縮比 、燃料品質(zhì)、燃燒室結(jié)構(gòu)、點(diǎn)火時(shí)刻、燃料品質(zhì)、燃燒室結(jié)構(gòu)、點(diǎn)火時(shí)刻、混合氣成分、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等?；旌蠚獬煞?、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等。o 在在 一定時(shí)，一定時(shí)，燃料品質(zhì)具有決定性意義，這就是燃料品質(zhì)具有決定性意義，這就是汽油機(jī)隨汽油機(jī)隨 不同時(shí)對汽油牌號有不同要求的原因不同時(shí)對汽油牌號有不同要求的原因所在。所在。o 使用方面：注意消除燃燒室內(nèi)積炭。使用方面：注意消除燃燒室內(nèi)積炭。2 2、表面點(diǎn)火、表面點(diǎn)火o 在火花點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)中，凡是不依靠電火花

27、在火花點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)中，凡是不依靠電火花點(diǎn)火，而是由于熾熱表面（如過熱的絕緣體點(diǎn)火，而是由于熾熱表面（如過熱的絕緣體電極、排氣閥，尤其是燃燒室表面熾熱的沉電極、排氣閥，尤其是燃燒室表面熾熱的沉積物）點(diǎn)燃混合氣的不正常燃燒現(xiàn)象，積物）點(diǎn)燃混合氣的不正常燃燒現(xiàn)象，均稱均稱為表面點(diǎn)火或熾熱點(diǎn)火為表面點(diǎn)火或熾熱點(diǎn)火。o 這種點(diǎn)燃不能控制，燃燒開始過早。這種點(diǎn)燃不能控制，燃燒開始過早。特點(diǎn)：特點(diǎn)：缸內(nèi)壓力增長很快，缸內(nèi)壓力增長很快， 較正常值大。較正常值大。危害：危害：產(chǎn)生低頻（沉悶）的金屬敲擊聲，機(jī)件產(chǎn)生低頻（沉悶）的金屬敲擊聲，機(jī)件負(fù)荷負(fù)荷 ，功率，功率 ，火花塞、活塞等零件過熱，火花塞、活塞等零件過

28、熱，使用壽命使用壽命 。p與爆燃的區(qū)別：與爆燃的區(qū)別：缸內(nèi)不產(chǎn)生壓力波動；缸內(nèi)不產(chǎn)生壓力波動；與爆燃的聯(lián)系：與爆燃的聯(lián)系：在在 9、n較高時(shí)，表面點(diǎn)火較高時(shí)，表面點(diǎn)火誘發(fā)誘發(fā)爆燃；爆燃；爆燃又會讓更多的熾熱表面爆燃又會讓更多的熾熱表面溫度升高，促使更劇烈的表面點(diǎn)火，兩溫度升高，促使更劇烈的表面點(diǎn)火，兩者互相促進(jìn)，危害可能更大。者互相促進(jìn)，危害可能更大。o 表面點(diǎn)火現(xiàn)象較多在出現(xiàn)在表面點(diǎn)火現(xiàn)象較多在出現(xiàn)在 9 9的強(qiáng)化汽的強(qiáng)化汽油機(jī)上，目前由于控制排放等要求，汽油機(jī)油機(jī)上，目前由于控制排放等要求，汽油機(jī) 大都降到大都降到9 9以下，因此對表面點(diǎn)火的重視程以下，因此對表面點(diǎn)火的重視程度相應(yīng)下降。度

29、相應(yīng)下降。第四節(jié)第四節(jié) 使用因素對燃燒過程的影響使用因素對燃燒過程的影響1 1、混合氣濃度、混合氣濃度（過量空氣系數(shù)（過量空氣系數(shù) 值）值） 在在 =0.8-0.9 =0.8-0.9時(shí)，時(shí)，PePe達(dá)最達(dá)最高值，且爆燃傾向最大；高值，且爆燃傾向最大； 在在 =1.03-1.1=1.03-1.1時(shí)，時(shí)，bebe最低；最低； 當(dāng)當(dāng) 0.80.8及及 1.21.2時(shí)，時(shí)，經(jīng)濟(jì)性差，經(jīng)濟(jì)性差，H HC C排放量增多排放量增多且工作不穩(wěn)定。且工作不穩(wěn)定。第四節(jié)第四節(jié) 使用因素對燃燒過程的影響使用因素對燃燒過程的影響1 1、混合氣濃度、混合氣濃度（過量空氣系數(shù)（過量空氣系數(shù) 值）值）在在=0.85=0.8

30、50.950.95時(shí)時(shí): :oPzPz、TzTz、p/p/、PePe均達(dá)最高值，均達(dá)最高值，動力性最好；動力性最好； o爆燃傾向增大；爆燃傾向增大； o不完全燃燒不完全燃燒 ，COCO排放量排放量 ，油耗，油耗 ，熱，熱效率效率 。 在在=1.05-1.1=1.05-1.1時(shí)時(shí): :o 燃料燃燒完全，燃料燃燒完全，bebe最低，經(jīng)濟(jì)性最好；最低，經(jīng)濟(jì)性最好； o 缸內(nèi)溫度最高且有富?？諝猓變?nèi)溫度最高且有富?？諝?，NOxNOx排放量大。排放量大。在在0.81.21.2時(shí)：時(shí)：o 火焰速度緩慢，燃料不完全燃燒，經(jīng)濟(jì)性差；火焰速度緩慢，燃料不完全燃燒，經(jīng)濟(jì)性差；o HCHC排放量增多；排放量增多；

31、o 工作不穩(wěn)定。工作不穩(wěn)定。2 2、點(diǎn)火提前角、點(diǎn)火提前角 從發(fā)出電火花到上止點(diǎn)間的曲軸轉(zhuǎn)角。從發(fā)出電火花到上止點(diǎn)間的曲軸轉(zhuǎn)角。 o 過大（點(diǎn)火過早），過大（點(diǎn)火過早），大部分混合氣在壓縮過程中大部分混合氣在壓縮過程中燃燒，活塞所消耗的壓縮功增加，且燃燒，活塞所消耗的壓縮功增加，且 升高，末升高，末端混合氣燃燒前的端混合氣燃燒前的T T增加，爆燃傾向增加，示功圖增加，爆燃傾向增加，示功圖面積，面積，PePe 。o 過?。c(diǎn)火過遲），過?。c(diǎn)火過遲），混合氣主要在膨脹過程中進(jìn)混合氣主要在膨脹過程中進(jìn)行，后燃行，后燃 ， 、 均均 ，散熱，散熱 ，示功圖面積示功圖面積 ，PePe 。pm axpmaxmaxT最佳最佳點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角 對應(yīng)于每一工況都存在一個(gè)對應(yīng)于每一工況都存在一個(gè)“最佳最佳”點(diǎn)火提點(diǎn)火提前角，這時(shí)汽油機(jī)功率最大，耗油率最低。前角，這時(shí)汽油機(jī)功率最大，耗油率最低。 o 由點(diǎn)火提前角調(diào)整特性確定