機(jī)械工程內(nèi)燃機(jī)精品課件05課件(第五章5.15.2)

1、1 第五章 內(nèi)燃機(jī)混合氣的形成和燃燒 5-15-1缸內(nèi)的氣體流動(dòng)缸內(nèi)的氣體流動(dòng) 內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)，是影響點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)，是影響點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒過(guò)程燃燒過(guò)程、壓燃式內(nèi)燃機(jī)壓燃式內(nèi)燃機(jī)燃料空氣混合燃料空氣混合和和燃燒過(guò)程燃燒過(guò)程的主要因素之一。的主要因素之一。 缸內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)包括渦流、擠流、滾流和湍流。缸內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)包括渦流、擠流、滾流和湍流。 2 第五章 內(nèi)燃機(jī)混合氣的形成和燃燒 一、進(jìn)氣渦流一、進(jìn)氣渦流 1 1進(jìn)氣渦流進(jìn)氣渦流: :在進(jìn)氣過(guò)程形成的在進(jìn)氣過(guò)程形成的繞氣缸軸線(xiàn)繞氣缸軸線(xiàn)有組織的氣有組織的氣流運(yùn)動(dòng)。流運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)氣渦流的大小取決于進(jìn)氣渦流的大小取決于進(jìn)氣道的

2、形狀進(jìn)氣道的形狀及發(fā)及發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 進(jìn)氣渦流在壓縮過(guò)程中逐漸衰減，一般情況下，進(jìn)氣渦流在壓縮過(guò)程中逐漸衰減，一般情況下，在壓縮終在壓縮終了時(shí)進(jìn)氣渦流的初始動(dòng)量的了時(shí)進(jìn)氣渦流的初始動(dòng)量的25%-30%將衰減掉將衰減掉。研究表明：進(jìn)。研究表明：進(jìn)氣過(guò)程中所產(chǎn)生的旋流氣過(guò)程中所產(chǎn)生的旋流可以持續(xù)到燃燒膨脹行程可以持續(xù)到燃燒膨脹行程。 進(jìn)氣結(jié)束時(shí)，氣缸內(nèi)旋流速度進(jìn)氣結(jié)束時(shí)，氣缸內(nèi)旋流速度小于某一半徑小于某一半徑，切線(xiàn)速度隨，切線(xiàn)速度隨半徑的增加而增大，速度分布呈現(xiàn)半徑的增加而增大，速度分布呈現(xiàn)剛體流剛體流分布；而分布；而超過(guò)這一半超過(guò)這一半徑徑，切線(xiàn)速度隨半徑的增加而減小，速度呈現(xiàn)，切線(xiàn)

3、速度隨半徑的增加而減小，速度呈現(xiàn)勢(shì)流勢(shì)流分布。分布。3 第五章 內(nèi)燃機(jī)混合氣的形成和燃燒柴油機(jī)柴油機(jī) 進(jìn)氣渦流主要用于進(jìn)氣渦流主要用于增強(qiáng)噴油油束與空氣的增強(qiáng)噴油油束與空氣的混合，提高混合速率，混合，提高混合速率，有助于快速燃燒。有助于快速燃燒。汽油機(jī)汽油機(jī) 進(jìn)氣渦流主要用于進(jìn)氣渦流主要用于增加火焰?zhèn)鞑ニ俾剩瑢?shí)增加火焰?zhèn)鞑ニ俾?，?shí)現(xiàn)快速燃燒?，F(xiàn)快速燃燒。 當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，大量空氣被迫進(jìn)入活塞頂?shù)娜紵耶?dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，大量空氣被迫進(jìn)入活塞頂?shù)娜紵覂?nèi)，內(nèi)，此時(shí)剛體流明顯增強(qiáng)，勢(shì)力流明顯減弱，可以認(rèn)為此時(shí)燃此時(shí)剛體流明顯增強(qiáng)，勢(shì)力流明顯減弱，可以認(rèn)為此時(shí)燃燒室凹坑內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)為剛體流燒室凹

4、坑內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)為剛體流，即燃燒室中的氣流切向速度即燃燒室中的氣流切向速度隨燃燒室半徑的增大而增加，燃燒室中心部分壓力低，外圍部隨燃燒室半徑的增大而增加，燃燒室中心部分壓力低，外圍部分壓力高分壓力高。4 第五章 內(nèi)燃機(jī)混合氣的形成和燃燒2.2.進(jìn)氣渦流產(chǎn)生方法：進(jìn)氣渦流產(chǎn)生方法： 5 5-1缸內(nèi)的氣體流動(dòng) 3.3.氣道評(píng)價(jià)方法氣道評(píng)價(jià)方法 氣道質(zhì)量指標(biāo)氣道質(zhì)量指標(biāo)在盡可能小的阻力下有足夠的渦流強(qiáng)度。在盡可能小的阻力下有足夠的渦流強(qiáng)度。 一般在一般在穩(wěn)流氣道實(shí)驗(yàn)臺(tái)穩(wěn)流氣道實(shí)驗(yàn)臺(tái)上評(píng)定渦流強(qiáng)度。上評(píng)定渦流強(qiáng)度。用用葉片風(fēng)速儀葉片風(fēng)速儀測(cè)量渦流轉(zhuǎn)速，測(cè)量渦流轉(zhuǎn)速，或用角動(dòng)量矩直接測(cè)量渦流的或用角動(dòng)量矩

5、直接測(cè)量渦流的角動(dòng)量，角動(dòng)量，用用流量計(jì)流量計(jì)測(cè)量氣體流量。測(cè)量氣體流量。測(cè)量的方法為定壓差法，在不測(cè)量的方法為定壓差法，在不同的氣門(mén)升程下測(cè)量葉片的轉(zhuǎn)同的氣門(mén)升程下測(cè)量葉片的轉(zhuǎn)速和氣體流量。速和氣體流量。6 5-1缸內(nèi)的氣體流動(dòng)-氣道試驗(yàn)臺(tái)7 Velocity distribution in the intake port and cylinder (Gasoline Engine)8 5-1缸內(nèi)的氣體流動(dòng) 二、擠流二、擠流 在壓縮后期在壓縮后期, ,活塞表面的某一部分和缸蓋彼此靠近時(shí)所產(chǎn)生的徑向或活塞表面的某一部分和缸蓋彼此靠近時(shí)所產(chǎn)生的徑向或橫向氣流運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為擠流；橫向氣流運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為擠流

6、； 當(dāng)活塞下行時(shí)，燃燒室中的氣體向外流到環(huán)形空間，產(chǎn)生膨脹流動(dòng)，當(dāng)活塞下行時(shí)，燃燒室中的氣體向外流到環(huán)形空間，產(chǎn)生膨脹流動(dòng)，稱(chēng)為逆擠流。稱(chēng)為逆擠流。 擠流強(qiáng)度由擠氣面積和擠氣間隙大小決定。擠流強(qiáng)度由擠氣面積和擠氣間隙大小決定。 通常采用通常采用縮口形縮口形燃燒室，其可充分利用較燃燒室，其可充分利用較強(qiáng)的擠流和逆擠流。強(qiáng)的擠流和逆擠流。 緊湊型燃燒室都利用較緊湊型燃燒室都利用較強(qiáng)的強(qiáng)的擠流運(yùn)動(dòng)擠流運(yùn)動(dòng)，以增強(qiáng)燃燒，以增強(qiáng)燃燒室內(nèi)的湍流強(qiáng)度，促進(jìn)混合室內(nèi)的湍流強(qiáng)度，促進(jìn)混合氣快速燃燒。氣快速燃燒。 利用利用逆擠流逆擠流有助于將燃燒室內(nèi)有助于將燃燒室內(nèi)的混合氣流出，使其進(jìn)一步和氣缸的混合氣流出，使其

7、進(jìn)一步和氣缸內(nèi)的空氣混合燃燒，對(duì)改善燃燒和內(nèi)的空氣混合燃燒，對(duì)改善燃燒和降低排放十分有利。降低排放十分有利。汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)應(yīng)用9 5-1缸內(nèi)的氣體流動(dòng)缸內(nèi)的氣體流動(dòng) 壓縮渦流壓縮渦流 在壓縮過(guò)程中形成的有組織的空氣旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為壓縮渦流。 如渦流室柴油機(jī)在壓縮過(guò)程中，氣缸內(nèi)的空氣通過(guò)與渦流室相切的通道被壓入渦流室中，形成有組織的旋流運(yùn)動(dòng)。 這種壓縮渦流可促進(jìn)噴入渦流室中的燃料與空氣的混合。這種壓縮渦流的強(qiáng)弱由渦流室形狀、通道尺寸、位置和角度等決定的。10 5-1缸內(nèi)的氣體流動(dòng)缸內(nèi)的氣體流動(dòng) 三、滾流三、滾流 定義：定義：在進(jìn)氣過(guò)程中形成的繞氣缸軸線(xiàn)垂直線(xiàn)的有組織在進(jìn)氣過(guò)程中形成的繞氣

8、缸軸線(xiàn)垂直線(xiàn)的有組織的空氣旋流。的空氣旋流。 應(yīng)用：應(yīng)用：滾流較適宜于在四氣門(mén)汽油機(jī)上使用滾流較適宜于在四氣門(mén)汽油機(jī)上使用，滾流在壓，滾流在壓縮過(guò)程中其動(dòng)量衰減較少，縮過(guò)程中其動(dòng)量衰減較少，當(dāng)活塞接近于上止點(diǎn)時(shí)，大尺度當(dāng)活塞接近于上止點(diǎn)時(shí)，大尺度的滾流將破裂成眾多小尺度的渦，的滾流將破裂成眾多小尺度的渦，使湍流強(qiáng)度和湍流動(dòng)能增使湍流強(qiáng)度和湍流動(dòng)能增加，提高火焰?zhèn)鞑ニ俾?，改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能。加，提高火焰?zhèn)鞑ニ俾剩纳瓢l(fā)動(dòng)機(jī)性能。 11 Velocity distribution in the intake port and cylinder (Gasoline Engine)12 5-1缸內(nèi)的氣體流

9、動(dòng)缸內(nèi)的氣體流動(dòng) 四、斜軸渦流四、斜軸渦流 滾流與渦流的結(jié)合可形成斜軸渦流滾流與渦流的結(jié)合可形成斜軸渦流, ,它既有它既有繞氣缸軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的橫向分量繞氣缸軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的橫向分量, ,也有繞氣缸軸線(xiàn)垂也有繞氣缸軸線(xiàn)垂直線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的縱向分量。直線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的縱向分量。 在四氣門(mén)汽油機(jī)中，在兩個(gè)進(jìn)氣道中的一個(gè)在四氣門(mén)汽油機(jī)中，在兩個(gè)進(jìn)氣道中的一個(gè)進(jìn)氣道中安裝旋流控制閥，通過(guò)改變旋流控制閥進(jìn)氣道中安裝旋流控制閥，通過(guò)改變旋流控制閥的開(kāi)度即可形成不同角度的斜軸渦流。的開(kāi)度即可形成不同角度的斜軸渦流。 斜軸渦流可認(rèn)為是由進(jìn)氣渦流和滾流兩部分斜軸渦流可認(rèn)為是由進(jìn)氣渦流和滾流兩部分組成組成，可充分利用了兩者的優(yōu)點(diǎn)，可充分利用

10、了兩者的優(yōu)點(diǎn), ,在上止點(diǎn)附近在上止點(diǎn)附近形成更強(qiáng)的湍流形成更強(qiáng)的湍流, ,提高混合氣（特別是稀混合氣）提高混合氣（特別是稀混合氣）的燃燒速度。的燃燒速度。13 5-1缸內(nèi)的氣體流動(dòng) 五、湍流五、湍流 定義：在氣缸中形成隨機(jī)的（或無(wú)規(guī)則的）有旋的非定常氣體定義：在氣缸中形成隨機(jī)的（或無(wú)規(guī)則的）有旋的非定常氣體運(yùn)動(dòng)；可分為氣流流過(guò)固體表面的壁面湍流和同一流體不同流速層運(yùn)動(dòng)；可分為氣流流過(guò)固體表面的壁面湍流和同一流體不同流速層之間產(chǎn)生的自由湍流，內(nèi)燃機(jī)中的湍流主要是之間產(chǎn)生的自由湍流，內(nèi)燃機(jī)中的湍流主要是自由湍流自由湍流。 湍流結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，內(nèi)燃機(jī)中可燃混合氣的湍流特性對(duì)燃燒速湍流結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，內(nèi)

11、燃機(jī)中可燃混合氣的湍流特性對(duì)燃燒速度和火焰?zhèn)鞑ビ兄种匾挠绊憽６群突鹧鎮(zhèn)鞑ビ兄种匾挠绊憽?湍流可產(chǎn)生于進(jìn)氣過(guò)程，壓縮過(guò)程及湍流可產(chǎn)生于進(jìn)氣過(guò)程，壓縮過(guò)程及燃燒過(guò)程。燃燒過(guò)程。不規(guī)則性不規(guī)則性和和隨機(jī)性隨機(jī)性是湍流的最主要特是湍流的最主要特征，因此常用統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)描述湍流征，因此常用統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)描述湍流特征參數(shù)。特征參數(shù)。點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中湍流能促進(jìn)火焰面附點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中湍流能促進(jìn)火焰面附近已燃?xì)怏w和未燃?xì)怏w的交換，擴(kuò)大近已燃?xì)怏w和未燃?xì)怏w的交換，擴(kuò)大火焰前鋒表面積，從而提高火焰?zhèn)鞑セ鹧媲颁h表面積，從而提高火焰?zhèn)鞑ニ俾省Ｋ俾?。在柴油機(jī)中湍流可改善燃油（如壁面在柴油機(jī)中湍流可改善燃油（如壁面

12、附近燃油）與空氣的混合。附近燃油）與空氣的混合。14 5-1缸內(nèi)的氣體流動(dòng)缸內(nèi)的氣體流動(dòng) 六、熱力混合六、熱力混合 直接噴射式直接噴射式燃燒室內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)在壓縮上止點(diǎn)附近燃燒室內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)在壓縮上止點(diǎn)附近接近剛體流，即燃燒室中的氣流切向速度隨燃燒室半徑接近剛體流，即燃燒室中的氣流切向速度隨燃燒室半徑的增大而增加的增大而增加，燃燒室中心部分壓力低，外圍部分壓力，燃燒室中心部分壓力低，外圍部分壓力高。高。 燃燒室內(nèi)的流體一方面受到離心力的作用向外運(yùn)動(dòng)，燃燒室內(nèi)的流體一方面受到離心力的作用向外運(yùn)動(dòng)，另一方面受到壓差作用推向燃燒室中心。對(duì)于液體油滴另一方面受到壓差作用推向燃燒室中心。對(duì)于液體油滴或燃油

13、蒸汽，由于其密度比空氣大，離心力起主導(dǎo)作用，或燃油蒸汽，由于其密度比空氣大，離心力起主導(dǎo)作用，呈向外運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)；對(duì)于已燃?xì)怏w，其密度比空氣小，向呈向外運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)；對(duì)于已燃?xì)怏w，其密度比空氣小，向燃燒室中心的推力起主要作用，呈向內(nèi)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。燃燒室中心的推力起主要作用，呈向內(nèi)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。 這種在旋轉(zhuǎn)氣流中火焰向燃燒室中心運(yùn)動(dòng)，又將中這種在旋轉(zhuǎn)氣流中火焰向燃燒室中心運(yùn)動(dòng)，又將中心部分的新鮮空氣擠向外壁，促進(jìn)空氣與未燃燃料混合心部分的新鮮空氣擠向外壁，促進(jìn)空氣與未燃燃料混合的作用稱(chēng)為熱力混合作用。的作用稱(chēng)為熱力混合作用。15 5-1缸內(nèi)的氣體流動(dòng)汽油機(jī)與柴油機(jī)相比主要有如下特點(diǎn)汽油機(jī)與柴油機(jī)相比主要有如下特

14、點(diǎn): :16 汽油機(jī)和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的可燃混合汽油機(jī)和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的可燃混合氣的燃燒基本上屬于氣的燃燒基本上屬于預(yù)混燃燒預(yù)混燃燒。一、火花點(diǎn)火過(guò)程一、火花點(diǎn)火過(guò)程 （1 1）擊穿階段）擊穿階段 火花塞電極電壓很高，火花塞電極電壓很高，10-15kV,10-15kV,擊穿電擊穿電極間隙，形成一個(gè)很窄的圓柱狀極間隙，形成一個(gè)很窄的圓柱狀離子化的離子化的氣體通道氣體通道，溫度上升到，溫度上升到60000k, ,壓力上升到壓力上升到幾十個(gè)幾十個(gè)MPaMPa，產(chǎn)生一個(gè)向四周傳播的，產(chǎn)生一個(gè)向四周傳播的強(qiáng)烈激強(qiáng)烈激波波，使粒子通道體積迅速膨脹，溫度、壓，使粒子通道體積迅速膨脹，溫度、壓力迅速下降。峰值電

15、流可達(dá)力迅速下降。峰值電流可達(dá)200A,200A,時(shí)間很短，時(shí)間很短，約約10ns10ns。（2 2）電弧放電階段）電弧放電階段 擊穿階段末期形成電極間的擊穿階段末期形成電極間的電流通道電流通道( (電弧電弧) )，電弧放電電壓較低，為，電弧放電電壓較低，為50-100V, 50-100V, 電流很高，電弧中心的溫度約電流很高，電弧中心的溫度約6000k6000k。此時(shí)。此時(shí)火焰?zhèn)鞑ラ_(kāi)始?；鹧?zhèn)鞑ラ_(kāi)始。 5-2點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒火花放電電壓和電流隨時(shí)間的變化火花放電電壓和電流隨時(shí)間的變化 17 （3 3）輝光放電階段）輝光放電階段 輝光放電階段的特征是電流低于輝光放電階段的特

16、征是電流低于200mA,200mA,在陰極上有大的電壓降（在陰極上有大的電壓降（300-300-500V500V）, ,且溫度較高，離子化程度很低。且溫度較高，離子化程度很低。絕大部分點(diǎn)火能量由此放出，但能量損絕大部分點(diǎn)火能量由此放出，但能量損失比電弧階段更大，氣體的最高平均溫失比電弧階段更大，氣體的最高平均溫度下降為度下降為3000k3000k左右。左右。 常用的點(diǎn)火系統(tǒng)供給能量為常用的點(diǎn)火系統(tǒng)供給能量為30-30-50mJ;50mJ;遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混合氣點(diǎn)燃所需的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混合氣點(diǎn)燃所需的能量（3mJ3mJ）。）。 （4 4）火核形成）火核形成( (點(diǎn)火成功）點(diǎn)火成功）5-2點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒

17、點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒火花放電電壓和電流隨時(shí)間的變化火花放電電壓和電流隨時(shí)間的變化 18 二、燃燒機(jī)理二、燃燒機(jī)理 燃燒過(guò)程包括：著火、燃燒燃燒過(guò)程包括：著火、燃燒 著火著火( (也稱(chēng)滯燃期也稱(chēng)滯燃期) -) -是指可燃混是指可燃混合氣在一定壓力、溫度和濃度條件下，合氣在一定壓力、溫度和濃度條件下，其氧化反應(yīng)突然加速，以至出現(xiàn)火焰其氧化反應(yīng)突然加速，以至出現(xiàn)火焰的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 燃燒燃燒-是指燃料與氧化劑進(jìn)行劇是指燃料與氧化劑進(jìn)行劇烈放熱的氧化反應(yīng)過(guò)程。烈放熱的氧化反應(yīng)過(guò)程。 5-2點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒 1.1.燃燒方法分類(lèi)燃燒方法分類(lèi)-氣相燃燒、固相燃燒氣相燃燒、固相燃燒 氣相燃

18、燒氣相燃燒燃料以氣體狀態(tài)與空氣混合所進(jìn)行的燃燒；燃料以氣體狀態(tài)與空氣混合所進(jìn)行的燃燒； 固相燃燒固相燃燒固體燃料沒(méi)有揮發(fā)而在表面與空氣進(jìn)行燃燒；固體燃料沒(méi)有揮發(fā)而在表面與空氣進(jìn)行燃燒； 汽油機(jī)和柴油機(jī)，均為液體燃料、氣相燃燒汽油機(jī)和柴油機(jī)，均為液體燃料、氣相燃燒( (反應(yīng)反應(yīng)) ) 19 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-燃燒機(jī)理 擴(kuò)散燃燒擴(kuò)散燃燒 燃料是一邊與空氣混合、一邊燃料是一邊與空氣混合、一邊燃燒，由于混合過(guò)程比反應(yīng)速率慢，燃燒，由于混合過(guò)程比反應(yīng)速率慢，因此燃燒速率取決于混合速率，混因此燃燒速率取決于混合速率，混合過(guò)程控制了燃燒速率，燃燒速率合過(guò)程控制了燃燒速率，燃燒速率取決于擴(kuò)散速率。著

19、火前燃料與空取決于擴(kuò)散速率。著火前燃料與空氣相互分離，著火后兩者邊混合邊氣相互分離，著火后兩者邊混合邊燃燒燃燒（如煤氣灶、蠟燭、鍋爐、（如煤氣灶、蠟燭、鍋爐、柴油機(jī)柴油機(jī)、液體燃料失火）液體燃料失火）；預(yù)混合燃燒預(yù)混合燃燒 如果混合過(guò)程比燃燒反應(yīng)要快得如果混合過(guò)程比燃燒反應(yīng)要快得多或者在火焰到達(dá)之前燃料與空氣已多或者在火焰到達(dá)之前燃料與空氣已充分混合，這種可燃混合氣的燃燒稱(chēng)充分混合，這種可燃混合氣的燃燒稱(chēng)之為預(yù)混燃燒。（之為預(yù)混燃燒。（如汽油機(jī)、瓦斯爆如汽油機(jī)、瓦斯爆炸）炸） 2.2.氣相燃燒分類(lèi)：預(yù)混合燃燒、擴(kuò)散燃燒氣相燃燒分類(lèi)：預(yù)混合燃燒、擴(kuò)散燃燒內(nèi)燃機(jī)中所有燃燒屬于兩種燃燒中的某一類(lèi)、或

20、兩種燃燒的組合。內(nèi)燃機(jī)中所有燃燒屬于兩種燃燒中的某一類(lèi)、或兩種燃燒的組合。 汽油機(jī)和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的可燃混合氣的燃燒基本上屬預(yù)混燃燒。汽油機(jī)和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的可燃混合氣的燃燒基本上屬預(yù)混燃燒。 柴油機(jī)的柴油機(jī)的大部分燃料是在著火后噴入氣缸的大部分燃料是在著火后噴入氣缸的，處于一邊與空氣混合、，處于一邊與空氣混合、一邊燃燒的情況下，由于混合過(guò)程比反應(yīng)速率慢，因此燃燒速率取決于一邊燃燒的情況下，由于混合過(guò)程比反應(yīng)速率慢，因此燃燒速率取決于混合速率?；旌纤俾?。 20 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-燃燒機(jī)理3.3.預(yù)混合燃燒和擴(kuò)散燃燒的對(duì)比預(yù)混合燃燒和擴(kuò)散燃燒的對(duì)比 擴(kuò)散燃燒擴(kuò)散燃燒 燃燒速度取決于混合

21、速度燃燒速度取決于混合速度 （混合氣形成的影響極大）；（混合氣形成的影響極大）； a a=1.2-6.8=1.2-6.8，穩(wěn)定稀燃穩(wěn)定稀燃； 濃度和溫度分布不均勻，濃度和溫度分布不均勻，易產(chǎn)生碳煙；易產(chǎn)生碳煙； 有焰燃燒有焰燃燒； 無(wú)回火可能（因?yàn)檫M(jìn)的是無(wú)回火可能（因?yàn)檫M(jìn)的是空氣和進(jìn)氣壓力基本等于大氣空氣和進(jìn)氣壓力基本等于大氣壓）。壓）。 預(yù)混合燃燒預(yù)混合燃燒 燃燒速度取決于化學(xué)反應(yīng)燃燒速度取決于化學(xué)反應(yīng) 速度（混合氣形成影響?。?；速度（混合氣形成影響?。?； a a=0.8-1.2=0.8-1.2，難以稀燃難以稀燃；（a過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)量空氣系數(shù)） 濃度和溫度分布均勻，濃度和溫度分布均勻，不不易

22、產(chǎn)生碳煙；易產(chǎn)生碳煙； 無(wú)焰燃燒；無(wú)焰燃燒； 有回火可能（因?yàn)檫M(jìn)的是有回火可能（因?yàn)檫M(jìn)的是混合氣和進(jìn)氣壓力低于大氣混合氣和進(jìn)氣壓力低于大氣壓）。壓）。21 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒 三、點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒三、點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒 1.1.正常燃燒過(guò)程：正常燃燒過(guò)程： 在正?；鹧驿h面到達(dá)前，未燃混合氣的焰前反應(yīng)均未達(dá)到自燃的程度，在正常火焰鋒面到達(dá)前，未燃混合氣的焰前反應(yīng)均未達(dá)到自燃的程度，由不斷向前推進(jìn)的火焰鋒面將其由不斷向前推進(jìn)的火焰鋒面將其逐層引燃逐層引燃，直到火焰?zhèn)髦磷罱K燃燒的末端，直到火焰?zhèn)髦磷罱K燃燒的末端混合氣為止，把這種混合氣為止，把這種有序的燃燒有

23、序的燃燒稱(chēng)為正常燃燒過(guò)程。稱(chēng)為正常燃燒過(guò)程。 正常燃燒過(guò)程三個(gè)階段，滯燃期、急燃期和后燃期。正常燃燒過(guò)程三個(gè)階段，滯燃期、急燃期和后燃期。22 火核順序點(diǎn)燃周?chē)幕旎鸷隧樞螯c(diǎn)燃周?chē)幕旌蠚?，以球面波向外傳播；合氣，以球面波向外傳播；火焰前鋒面火焰前鋒面 火焰?zhèn)鞑ニ俣然鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣萔 VL L火焰前鋒火焰前鋒面在法線(xiàn)方向上相對(duì)于未燃混面在法線(xiàn)方向上相對(duì)于未燃混合氣的移動(dòng)速度。合氣的移動(dòng)速度。燃燒速率燃燒速率混合氣質(zhì)量為混合氣質(zhì)量為m m，混合氣密度為，混合氣密度為m m，火焰前鋒，火焰前鋒表面積為表面積為F FL L，則燃燒速率：，則燃燒速率： dm/dtdm/dt= =V VL L F FL L

24、m m （kg/skg/s） 放熱速率放熱速率燃燒放熱量為燃燒放熱量為q qt t，混合氣熱值為，混合氣熱值為huhu，則放熱速，則放熱速率：率： dqdqt t/dt/dt= =V VL L F FL Lm mhuhu （kJ/skJ/s） 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒23 21 2 3 41 2. 2. 定容燃燒定容燃燒： 定容燃燒彈中燃燒與汽油機(jī)比較接近，通過(guò)研究定容燃燒彈的燃燒過(guò)定容燃燒彈中燃燒與汽油機(jī)比較接近，通過(guò)研究定容燃燒彈的燃燒過(guò)程，可得到如下結(jié)論：程，可得到如下結(jié)論： （1 1）火焰沿燃燒室不斷傳播，后續(xù)燃燒的混合氣壓力、密度將不斷）火焰沿燃燒室不斷傳播

25、，后續(xù)燃燒的混合氣壓力、密度將不斷增加，燃燒速率也不同。增加，燃燒速率也不同。 （2 2）燃燒后各處的壓力、溫度不同。）燃燒后各處的壓力、溫度不同?？拷鸹ㄈ遣糠只旌蠚庾罡呖拷鸹ㄈ遣糠只旌蠚庾罡?。（3 3）火焰?zhèn)鞑?huì)引起壓縮）火焰?zhèn)鞑?huì)引起壓縮- -膨脹作用，所以燃燒初期與末期氣流運(yùn)動(dòng)膨脹作用，所以燃燒初期與末期氣流運(yùn)動(dòng)方向及速度增長(zhǎng)相反的。方向及速度增長(zhǎng)相反的。 1 2 3 4 3 4 1 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒24 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-預(yù)混合燃燒的高速攝影25 3.3.點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)燃燒過(guò)程點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)燃燒過(guò)程 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃

26、機(jī)的正常燃燒26 3.3.點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)燃燒過(guò)程點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)燃燒過(guò)程 （1 1）滯燃期（著火階段）滯燃期（著火階段）: :三種定義，有一定的差別三種定義，有一定的差別 從點(diǎn)火開(kāi)始至缸內(nèi)壓力明顯脫離壓縮線(xiàn)所需的時(shí)間。從點(diǎn)火開(kāi)始至缸內(nèi)壓力明顯脫離壓縮線(xiàn)所需的時(shí)間。 以跳火作為起點(diǎn)直到形成設(shè)定半徑火焰核心以跳火作為起點(diǎn)直到形成設(shè)定半徑火焰核心，開(kāi)始傳播一段時(shí)間。，開(kāi)始傳播一段時(shí)間。 從點(diǎn)火開(kāi)始至缸內(nèi)從點(diǎn)火開(kāi)始至缸內(nèi)10%10%的燃料燃燒完畢所需的時(shí)間。的燃料燃燒完畢所需的時(shí)間。 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒 滯燃期影響因素：滯燃期影響因素：

27、 a.a.燃料的分子結(jié)構(gòu)和理化性能、混合氣成分燃料的分子結(jié)構(gòu)和理化性能、混合氣成分. . b. b.點(diǎn)火時(shí)缸內(nèi)氣體的壓力、溫度、氣流運(yùn)動(dòng)以及點(diǎn)火能量的大小。點(diǎn)火時(shí)缸內(nèi)氣體的壓力、溫度、氣流運(yùn)動(dòng)以及點(diǎn)火能量的大小。 c.c.過(guò)量空氣系數(shù)（過(guò)量空氣系數(shù)（a）、殘余廢氣量。）、殘余廢氣量。 汽油汽油- -空氣混合氣在空氣混合氣在aa=0.8-=0.8-0.90.9時(shí)，滯燃期最短；參與廢氣量越少，滯燃期越短。時(shí)，滯燃期最短；參與廢氣量越少，滯燃期越短。 對(duì)于汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，缸內(nèi)著火時(shí)間可以通過(guò)控制點(diǎn)火提前角的辦法來(lái)調(diào)整，對(duì)于汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，缸內(nèi)著火時(shí)間可以通過(guò)控制點(diǎn)火提前角的辦法來(lái)調(diào)整，所以滯燃期的長(zhǎng)短對(duì)工作

28、的影響不大。與柴油機(jī)滯燃期的情況是完全不同的。所以滯燃期的長(zhǎng)短對(duì)工作的影響不大。與柴油機(jī)滯燃期的情況是完全不同的。27 （2 2）急燃期（點(diǎn)）急燃期（點(diǎn)2-32-3）火焰核心開(kāi)始出現(xiàn)火焰?zhèn)鞑?，火焰核心開(kāi)始出現(xiàn)火焰?zhèn)鞑ィ粱鹧姹檎麄€(gè)燃燒室的階段，也稱(chēng)為火焰?zhèn)鞑ルA段。至火焰遍整個(gè)燃燒室的階段，也稱(chēng)為火焰?zhèn)鞑ルA段。 特點(diǎn)：燃燒的混合氣量很大，放熱量急劇增加，缸內(nèi)溫特點(diǎn)：燃燒的混合氣量很大，放熱量急劇增加，缸內(nèi)溫度和壓力升高很快，度和壓力升高很快，壓力升高率壓力升高率達(dá)到達(dá)到 0.20.20.4MPa0.4MPaCACA。持續(xù)時(shí)間短，因燃燒放熱集中于壓縮上止點(diǎn)附近，故其熱量持續(xù)時(shí)間短，因燃燒放熱集中于

29、壓縮上止點(diǎn)附近，故其熱量利用情況較好。利用情況較好。 應(yīng)避免點(diǎn)應(yīng)避免點(diǎn)3 3在壓縮上止點(diǎn)前過(guò)早出現(xiàn)，否則將引起壓縮在壓縮上止點(diǎn)前過(guò)早出現(xiàn)，否則將引起壓縮過(guò)程負(fù)功的增加，或產(chǎn)生過(guò)高的壓力升高率和最高燃燒壓力。過(guò)程負(fù)功的增加，或產(chǎn)生過(guò)高的壓力升高率和最高燃燒壓力。 一般用一般用壓力升高率壓力升高率代表發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴程度、振動(dòng)和噪代表發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴程度、振動(dòng)和噪聲水平?；鹧?zhèn)鞑ニ俾矢邉t可促使壓力升高率增加，此外火聲水平?；鹧?zhèn)鞑ニ俾矢邉t可促使壓力升高率增加，此外火花塞位置、燃燒室形狀等對(duì)壓力升高率也有影響。花塞位置、燃燒室形狀等對(duì)壓力升高率也有影響。 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)

30、燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒28 （3 3）后燃期（點(diǎn)）后燃期（點(diǎn)3-43-4）是從最高是從最高燃燒壓力點(diǎn)起至燃料基本燒完為止燃燒壓力點(diǎn)起至燃料基本燒完為止的一段時(shí)間。的一段時(shí)間。 原因原因: :燃料與空氣的混合并非完燃料與空氣的混合并非完全均勻，加上燃燒產(chǎn)物在高溫下可全均勻，加上燃燒產(chǎn)物在高溫下可能發(fā)生熱分解，在火焰鋒面?zhèn)鞯侥┠馨l(fā)生熱分解，在火焰鋒面?zhèn)鞯侥┒嘶旌蠚夂螅變?nèi)仍有未完全燃燒端混合氣后，缸內(nèi)仍有未完全燃燒的燃料存在，致使燃燒在膨脹過(guò)程的燃料存在，致使燃燒在膨脹過(guò)程中繼續(xù)進(jìn)行；燃燒放熱量很少。中繼續(xù)進(jìn)行；燃燒放熱量很少。 為提高熱效率，減少燃燒污染為提高熱效率，減少燃燒

31、污染物的排放量，應(yīng)盡可能縮短后燃期。物的排放量，應(yīng)盡可能縮短后燃期。 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒 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)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)2在上止點(diǎn)前在上止點(diǎn)前12-15，點(diǎn)，點(diǎn)3在上止點(diǎn)后在上止點(diǎn)后12-15，壓力升高率為，壓力升高率為0.175-0.25 MPa/（）（）（CA）。29 4.4.燃燒過(guò)程按已燃質(zhì)量分?jǐn)?shù)劃分燃燒過(guò)程按已燃質(zhì)量分?jǐn)?shù)劃分 火焰發(fā)展期：火花塞點(diǎn)火到火焰發(fā)展期：火花塞點(diǎn)火到10%10%化學(xué)能放出所需的曲軸轉(zhuǎn)角。化學(xué)能放出所需的曲軸轉(zhuǎn)角。 快速燃燒期：從已燃質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到快速燃燒期：從已燃質(zhì)量

32、分?jǐn)?shù)達(dá)到10%10%的點(diǎn)到火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程終點(diǎn)的點(diǎn)到火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程終點(diǎn)（通常指已燃質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到（通常指已燃質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到90%90%）之間的階段。）之間的階段。總?cè)紵冢赫麄€(gè)燃燒過(guò)程持續(xù)期總?cè)紵冢赫麄€(gè)燃燒過(guò)程持續(xù)期5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒30 5.5.火焰?zhèn)鞑ニ俾驶鹧鎮(zhèn)鞑ニ俾?可燃混合氣著火以后，即形成火焰中心，火焰由此中心以可燃混合氣著火以后，即形成火焰中心，火焰由此中心以一定的速率傳播到整個(gè)燃燒室。一定的速率傳播到整個(gè)燃燒室。 層流火焰?zhèn)鞑ニ俾蕦恿骰鹧鎮(zhèn)鞑ニ俾蔛 SL L：火焰前鋒相對(duì)未燃混合氣沿著垂直：火焰前鋒相對(duì)未燃混合氣沿著垂直于其表面的方向移動(dòng)的速率。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)使

33、用的碳?xì)淙剂峡扇蓟煊谄浔砻娴姆较蛞苿?dòng)的速率。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)使用的碳?xì)淙剂峡扇蓟旌蠚?，合氣，S SL L =0.4-0.5m/s=0.4-0.5m/s，氫燃料為，氫燃料為3m/s3m/s。5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒 湍流火焰速率湍流火焰速率S ST T：缸內(nèi)大尺度湍流使火焰前鋒面發(fā)生扭曲，：缸內(nèi)大尺度湍流使火焰前鋒面發(fā)生扭曲，使面積增大，增加混合氣的參混導(dǎo)致火燃傳播速度大大增加。使面積增大，增加混合氣的參混導(dǎo)致火燃傳播速度大大增加。 31 層流火焰與湍流火焰層流火焰與湍流火焰層流層流（ ReRe2300 2300 ） 前鋒面薄且圓滑，前鋒面薄且圓滑，V VL L1m/s(1m/

34、s(或或1.8)1.8)湍流湍流（ Re=2300 6000Re=2300 6000） 前鋒面變厚前鋒面變厚, ,出現(xiàn)皺折出現(xiàn)皺折V VT T,V,VT TReRe0.50.5強(qiáng)湍流強(qiáng)湍流（ ReRe6000 6000 ） 嚴(yán)重皺折嚴(yán)重皺折, ,其后有其后有未燃區(qū)，未燃區(qū)， V VT T，V VT TReRe5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒32 6.6.著火界限著火界限 由于混合氣濃度過(guò)濃或過(guò)稀導(dǎo)致放熱量過(guò)少致使火焰不能傳播的兩個(gè)由于混合氣濃度過(guò)濃或過(guò)稀導(dǎo)致放熱量過(guò)少致使火焰不能傳播的兩個(gè)混合氣濃度界限。一般點(diǎn)火稀限混合氣濃度界限。一般點(diǎn)火稀限amaxamax=1.3-1.4

35、=1.3-1.4，最小值（濃限）無(wú)意義。，最小值（濃限）無(wú)意義。 對(duì)于濃度接近化學(xué)計(jì)量比的混合氣，其成功點(diǎn)燃所需的能量最小對(duì)于濃度接近化學(xué)計(jì)量比的混合氣，其成功點(diǎn)燃所需的能量最小E Eminmin 。 混合氣過(guò)稀或過(guò)濃，都會(huì)使點(diǎn)火所需的混合氣過(guò)稀或過(guò)濃，都會(huì)使點(diǎn)火所需的E Eminmin值增加。值增加。 影響因素：影響因素：a a點(diǎn)火能越小，則能夠引起點(diǎn)燃的混合氣的濃度范圍越窄；點(diǎn)火能越小，則能夠引起點(diǎn)燃的混合氣的濃度范圍越窄；增加點(diǎn)火能量，也可以拓寬點(diǎn)火界限。增加點(diǎn)火能量，也可以拓寬點(diǎn)火界限。 b b提高混合氣的初溫，其點(diǎn)火的可燃界限會(huì)變提高混合氣的初溫，其點(diǎn)火的可燃界限會(huì)變寬；寬； c c

36、降低混合氣的壓力，當(dāng)?shù)陀诖髿鈮簳r(shí)其點(diǎn)火降低混合氣的壓力，當(dāng)?shù)陀诖髿鈮簳r(shí)其點(diǎn)火界限的范圍會(huì)很快變窄。界限的范圍會(huì)很快變窄。 d d具有強(qiáng)湍流的混合氣與靜止混合氣相比，在具有強(qiáng)湍流的混合氣與靜止混合氣相比，在同樣的條件下，流速較小時(shí)，有利于將火焰核心吹同樣的條件下，流速較小時(shí)，有利于將火焰核心吹離電極，使點(diǎn)火界限范圍變寬。當(dāng)流速超過(guò)某一定離電極，使點(diǎn)火界限范圍變寬。當(dāng)流速超過(guò)某一定值時(shí)，過(guò)強(qiáng)對(duì)流所造成的高傳熱速率將使火焰核心值時(shí)，過(guò)強(qiáng)對(duì)流所造成的高傳熱速率將使火焰核心無(wú)法建立，從而導(dǎo)致點(diǎn)火界限范圍變窄。無(wú)法建立，從而導(dǎo)致點(diǎn)火界限范圍變窄。 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒33 5

37、-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒 四、點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒四、點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒 1.1.爆燃：在某種條件下，燃燒變得不正常，壓力出現(xiàn)高頻大幅度波動(dòng)，爆燃：在某種條件下，燃燒變得不正常，壓力出現(xiàn)高頻大幅度波動(dòng)，火焰?zhèn)鞑ニ俣群突鹧媲颁h發(fā)生急劇改變。火焰?zhèn)鞑ニ俣群突鹧媲颁h發(fā)生急劇改變。 外部特征：外部特征：a a）發(fā)出金屬振音（敲缸）。）發(fā)出金屬振音（敲缸）。b b）在輕微爆燃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功）在輕微爆燃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率略有增加；強(qiáng)烈爆燃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，工作變得不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速下降，率略有增加；強(qiáng)烈爆燃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，工作變得不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速下降，發(fā)動(dòng)機(jī)有較大振動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)有較

38、大振動(dòng)。c c）冷卻系統(tǒng)過(guò)熱。）冷卻系統(tǒng)過(guò)熱。d d）氣缸蓋溫度上升。）氣缸蓋溫度上升。34 產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生的原因： 爆燃現(xiàn)象就是終燃混合氣的自燃現(xiàn)象。爆燃現(xiàn)象就是終燃混合氣的自燃現(xiàn)象。 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒火焰以正常的傳播速度火焰以正常的傳播速度 202060m/s60m/s輕微爆燃輕微爆燃 100100300m/s300m/s 8008002000m/s2000m/s強(qiáng)烈爆燃強(qiáng)烈爆燃 35 爆燃的危害：爆燃的危害： 1 1）輸出功率、熱效率均降低）輸出功率、熱效率均降低 2 2）發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱）發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱 3 3）零件的應(yīng)力增加）零件的應(yīng)力增加 4 4）爆燃促

39、使積碳形成，容易破壞活塞環(huán)、氣門(mén)）爆燃促使積碳形成，容易破壞活塞環(huán)、氣門(mén)和火花塞的正常工作；壓力波沖擊缸壁表面，使之和火花塞的正常工作；壓力波沖擊缸壁表面，使之不易形成油膜，會(huì)導(dǎo)致機(jī)件加速磨損。不易形成油膜，會(huì)導(dǎo)致機(jī)件加速磨損。 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒 2.2.燃料抗爆性能的評(píng)定燃料抗爆性能的評(píng)定 燃料的抗爆性燃料的抗爆性燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆燃的抵抗能力。燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆燃的抵抗能力。 通常用辛烷值來(lái)表示。辛烷值越高，抗爆性越好通常用辛烷值來(lái)表示。辛烷值越高，抗爆性越好 研究法辛烷值（研究法辛烷值（RONRON）和馬達(dá)法辛烷值（）和馬達(dá)法辛烷值（MONMON） 5

40、-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒36 調(diào)整壓縮比調(diào)整壓縮比 測(cè)量燃料辛烷值和測(cè)量燃料辛烷值和十六烷值的發(fā)動(dòng)機(jī)十六烷值的發(fā)動(dòng)機(jī)(CFR)(CFR)37 道路辛烷值：評(píng)定燃料在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際使用時(shí)道路辛烷值：評(píng)定燃料在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際使用時(shí)的抗爆能力。的抗爆能力。 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒 抗爆添加劑：四乙鉛；甲醇、乙醇；甲基叔丁基抗爆添加劑：四乙鉛；甲醇、乙醇；甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚醚、乙基叔丁基醚38 3.3.影響爆震的因素：影響爆震的因素：令火焰?zhèn)鞑r(shí)間令火焰?zhèn)?/p>

41、播時(shí)間t1t1，終燃混合氣自燃時(shí)間，終燃混合氣自燃時(shí)間t2 t2 運(yùn)行因素：運(yùn)行因素： 1 1）點(diǎn)火提前角）點(diǎn)火提前角增加，增加， t1t1減少；減少；p pZ Z，T TZ Z增大，增大，t2t2減少。但減少。但t2t2起主要起主要作用，故爆燃傾向增加。作用，故爆燃傾向增加。可以用推遲點(diǎn)火提前角辦法降低爆燃傾向?？梢杂猛七t點(diǎn)火提前角辦法降低爆燃傾向。 2 2）轉(zhuǎn)速的影響）轉(zhuǎn)速的影響n(yōu) n增加，增加，SfSf增加，增加， t1t1減少；吸氣損失增加，溫度增大，減少；吸氣損失增加，溫度增大，使使t2t2減少；而沖量系數(shù)下降，減少；而沖量系數(shù)下降， p pZ Z下降，下降， t2t2增加；增加；

42、n n增加，爆燃傾向減少。增加，爆燃傾向減少。 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒39 3 3）負(fù)荷）負(fù)荷節(jié)氣門(mén)關(guān)小，殘余廢氣增大，傳熱節(jié)氣門(mén)關(guān)小，殘余廢氣增大，傳熱損失增加，損失增加，p pZ Z下降，下降，t2t2增加，故爆燃傾向減小。增加，故爆燃傾向減小。 4 4）混合氣濃度影響）混合氣濃度影響a a=0.8-0.9=0.8-0.9時(shí)，時(shí)，SfSf最高，最高， t1t1最小；最?。籺2t2也最小，也最小，t2t2起主要作用，起主要作用， 爆燃傾向爆燃傾向增加，增加，過(guò)濃過(guò)稀混合氣有助于減少爆振。過(guò)濃過(guò)稀混合氣有助于減少爆振。 5

43、 5）沉淀物（積碳）沉淀物（積碳）積碳溫度較高，使爆燃積碳溫度較高，使爆燃傾向增加。傾向增加。 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒40 結(jié)構(gòu)因素：結(jié)構(gòu)因素： 1 1）氣缸直徑：）氣缸直徑：D D增大，增大， t1t1增大，增大， t2t2減小，爆減小，爆燃傾向增加。燃傾向增加。 2 2）火花塞安裝位置：靠近排氣門(mén)不易引起爆燃，）火花塞安裝位置：靠近排氣門(mén)不易引起爆燃，遠(yuǎn)離進(jìn)氣工作不穩(wěn)。遠(yuǎn)離進(jìn)氣工作不穩(wěn)。 3 3）氣缸蓋與活塞的材料：輕鋁合金具有導(dǎo)熱好）氣缸蓋與活塞的材料：輕鋁合金具有導(dǎo)熱好特性，爆燃減輕。特性，爆燃減輕。 4 4）燃燒

44、室結(jié)構(gòu)：火燃傳播距離短、傳播速度高，）燃燒室結(jié)構(gòu)：火燃傳播距離短、傳播速度高，湍流強(qiáng)度高的結(jié)構(gòu)有助于降低爆燃。湍流強(qiáng)度高的結(jié)構(gòu)有助于降低爆燃。 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒41 4. 4.防止爆燃的方法：防止爆燃的方法： 1 1）推遲點(diǎn)火；）推遲點(diǎn)火； 2 2）縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x；）縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x； 3 3）冷卻終燃混合氣；）冷卻終燃混合氣； 4 4）增加流動(dòng)加速火焰?zhèn)鞑?，降低溫度；）增加流?dòng)加速火焰?zhèn)鞑?，降低溫度?5 5）增強(qiáng)燃燒室掃氣。）增強(qiáng)燃燒室掃氣。 5-2 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的燃燒-點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的非正常燃燒42 5.5.表面點(diǎn)火：凡是不依靠電火花點(diǎn)火，由于炙熱表面點(diǎn)燃混合氣而表面點(diǎn)火：凡是不依靠電火花點(diǎn)火，由于炙熱表面點(diǎn)燃混合氣而引起的不正常燃燒現(xiàn)象。引起的不正常燃燒現(xiàn)象。 不正常表面點(diǎn)火：是發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間高速、高負(fù)荷運(yùn)行后，火花塞絕緣不正常表面點(diǎn)火：是發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間高速、高負(fù)荷運(yùn)行后，火花塞絕緣體、電極或排氣門(mén)高溫引起的。體、電極或排氣門(mén)高溫引起的。 后火后火在熾熱點(diǎn)溫度較低時(shí)，電火花點(diǎn)燃混合氣后，在火焰?zhèn)鞑サ倪^(guò)在熾熱點(diǎn)溫度較低時(shí)，電火花點(diǎn)燃混合氣后，在火焰