汽車發(fā)動(dòng)機(jī)2-工程師培訓(xùn)3

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)2掌握內(nèi)燃機(jī)工作過程掌握內(nèi)燃機(jī)工作過程其中： rra線是進(jìn)氣過程 abc線是壓縮過程 cz線是燃燒過程 zb線是膨脹過程 br線是排氣過程 循環(huán)得到的凈功為Ai-A1 2.1汽油機(jī)工作循環(huán) 2.實(shí)際循環(huán)與理想循環(huán)的差異 與理論循環(huán)相比，實(shí)際循環(huán)存在各類能量損失。 1) 實(shí)際工質(zhì)的影響Wk 2) 換氣損失W和Wr 3) 燃燒損失Wz 4)傳熱損失Wb 2.2汽油機(jī)進(jìn)氣流動(dòng)與可變進(jìn)氣汽油機(jī)進(jìn)氣流動(dòng)與可變進(jìn)氣 換氣過程定義 任務(wù)：合理組織換氣過程：最大限度吸入新鮮充量，保證各缸進(jìn)氣壓力均勻；減小換氣損失；在缸內(nèi)形成合理的流場，以控制混合氣形成和燃燒。 2.2.1四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣

2、過程 1)自由排氣階段 2)強(qiáng)制排氣階段 3) 進(jìn)氣階段 2.氣門疊開 合適：可掃氣，增加進(jìn)氣量； 過大；廢氣倒流進(jìn)氣管2.2.2四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率效率/系數(shù)系數(shù) 充氣效率/系數(shù)：每循環(huán)實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮充氣量G與在進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮充氣量G0的比值，即 進(jìn)氣狀態(tài)：當(dāng)時(shí)的大氣狀態(tài)（非增壓）0GGV影響充氣影響充氣效率效率的因素的因素 1、壓縮比、壓縮比 v 2、進(jìn)氣終了狀態(tài)、進(jìn)氣終了狀態(tài) Pa v Ta v 3、殘余廢氣系數(shù)、殘余廢氣系數(shù)r rv 4、大氣狀態(tài)、大氣狀態(tài) Po Pa Pa/ Po變化不大變化不大 v變化不大變化不大 To Ta To/Ta 變

3、化不大變化不大 v變化不大變化不大 但是，由于PoTo使G故發(fā)動(dòng)機(jī)沒勁。5、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速n n流速流速流動(dòng)阻力流動(dòng)阻力pav 6、負(fù)荷負(fù)荷 汽油機(jī)（量調(diào)節(jié)）負(fù)荷汽油機(jī)（量調(diào)節(jié)）負(fù)荷 進(jìn)氣阻力進(jìn)氣阻力 v 柴油機(jī)（質(zhì)調(diào)節(jié)）負(fù)荷柴油機(jī)（質(zhì)調(diào)節(jié)）負(fù)荷 進(jìn)氣阻力變化不大進(jìn)氣阻力變化不大 v變化不大。變化不大。 7、配氣相位、配氣相位 n慣性慣性進(jìn)氣滯后角不足，慣性未被利用進(jìn)氣滯后角不足，慣性未被利用 n慣性慣性進(jìn)氣滯后角有余，新氣易倒流進(jìn)氣滯后角有余，新氣易倒流 進(jìn)氣滯后角進(jìn)氣滯后角獲最大獲最大v的轉(zhuǎn)速提高的轉(zhuǎn)速提高 提高充氣效率的措施提高充氣效率的措施 1、減小進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力、減小進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力 Pa

4、 v （1）減小空濾器的阻力）減小空濾器的阻力 （2）減小化油器的阻力）減小化油器的阻力 （3）減小進(jìn)氣管、道的阻力）減小進(jìn)氣管、道的阻力 矩形斷面小流速快汽化好阻力大 歧管圓形斷面大流速慢汽化差阻力小 設(shè)計(jì)合理選擇斷面，彎少避免突變。 （4）減小進(jìn)氣門的阻力）減小進(jìn)氣門的阻力 增大進(jìn)氣門直徑增大進(jìn)氣門直徑 增加進(jìn)氣門數(shù)目增加進(jìn)氣門數(shù)目 增加進(jìn)氣門升程增加進(jìn)氣門升程 改善氣門頭與桿的過渡形狀改善氣門頭與桿的過渡形狀 2.減小排氣系統(tǒng)的阻力減小排氣系統(tǒng)的阻力 3、合理進(jìn)氣予熱、合理進(jìn)氣予熱 柴油機(jī)進(jìn)、排氣管分兩側(cè)布置 4、合理配氣相位、合理配氣相位進(jìn)氣遲閉角進(jìn)氣遲閉角 5、可變進(jìn)氣系統(tǒng)、可變進(jìn)氣

5、系統(tǒng) 可變配氣相位可變配氣相位 低速，進(jìn)氣滯后角小防止新氣倒流 高速，進(jìn)氣滯后角大充分利用氣體流動(dòng)慣性 可變進(jìn)氣管道：進(jìn)氣諧振可變進(jìn)氣管道：進(jìn)氣諧振 低速與小負(fù)荷進(jìn)氣管道細(xì)而長 高速與大負(fù)荷進(jìn)氣管道粗而短 可變進(jìn)氣門可變進(jìn)氣門 低速與小負(fù)荷僅開一個(gè)主進(jìn)氣門 高速與大負(fù)荷時(shí)開幾個(gè)進(jìn)氣門。 這一過程由凸輪軸控制進(jìn)氣道的轉(zhuǎn)換閥來實(shí)現(xiàn)?？勺儦忾T正時(shí)可變氣門正時(shí) VVTI：保持進(jìn)氣門開啟的持續(xù)角度不變，改變進(jìn)氣門開閉時(shí)刻來增加充氣量。它由VVT-i控制器、凸輪軸正時(shí)機(jī)油控制閥和傳感器三部分組成，其中傳感器有曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器和VVT傳感器。 發(fā)動(dòng)機(jī)采用可變氣門正時(shí)技術(shù)可以提高進(jìn)氣充量，使充

6、量系數(shù)增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率可以得到進(jìn)一步的提高，減小排放。 加大進(jìn)氣門遲閉角，高轉(zhuǎn)速時(shí)充氣效率增加有利于最大功率的提高，但對低速和中速性能則不利。減小進(jìn)氣遲閉角，能防止氣體被推回進(jìn)氣管，有利于提高最大扭矩，但降低了最大功率。因此，理想的氣門正時(shí)應(yīng)當(dāng)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況及時(shí)做出調(diào)整，應(yīng)具有一定程度的靈活性。VTEC （1）低速時(shí)，只有主副搖臂工作（2）高速時(shí)，主副搖臂、中間搖臂同時(shí)工作 優(yōu)點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)能隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫等運(yùn)行參數(shù)的變化，而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整配氣正時(shí)和氣門升程。在VTEC系統(tǒng)中，中、低轉(zhuǎn)速采用小角度凸輪，基本上只有一個(gè)氣門參與進(jìn)氣過程，能產(chǎn)生較強(qiáng)的進(jìn)氣渦流，尤其是冷車條件下有利

7、于提高混合氣均勻度、增大燃燒速率等，使燃燒更加充分，從而提高了經(jīng)濟(jì)性，并大幅降低了HC、CO的排放；而在高轉(zhuǎn)速時(shí)，通過VTEC電磁閥的控制，大大增加了進(jìn)氣流通面積和開啟持續(xù)時(shí)間，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的動(dòng)力性。諧振進(jìn)氣只在某一轉(zhuǎn)速下起諧振作用進(jìn)氣的脈動(dòng)效應(yīng):進(jìn)氣頻率利用進(jìn)氣的脈動(dòng)效應(yīng)，在進(jìn)氣門開啟的時(shí)間段內(nèi)，在進(jìn)氣門外產(chǎn)生較高壓力的壓力波諧振諧振提高充氣效率組成：進(jìn)氣歧管諧振腔可變進(jìn)氣道系統(tǒng) 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況，采用不同長度及容積的進(jìn)氣管向氣缸內(nèi)充氣，以便能形成慣性充氣效應(yīng)及諧振脈沖波效應(yīng)，從而提高充氣效率及發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能。它有三種工作形式：雙脈沖進(jìn)氣系統(tǒng)、四氣門二段進(jìn)氣系統(tǒng)和三段進(jìn)氣系統(tǒng)。

8、可變進(jìn)氣歧管長進(jìn)氣道長進(jìn)氣道發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)，空氣經(jīng)過長的進(jìn)氣道，使氣缸充氣最佳，且扭矩增大?？勺冞M(jìn)氣歧管短進(jìn)氣道短進(jìn)氣道發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)，空氣流經(jīng)短進(jìn)氣道，可提高充氣效率。奔馳SLK發(fā)動(dòng)機(jī)可變進(jìn)氣歧管奔馳SLK發(fā)動(dòng)機(jī)可變進(jìn)氣歧管寶馬新7系的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管 例題 1. （2008-2013，2015多選）合理組織換氣過程的目的是 1）最大限度地吸入新鮮充量 2）保證各缸進(jìn)氣壓力均勻 3）減少換氣損失 4）在缸內(nèi)形成合理的流場，以控制混合氣形成和燃燒 2.（2013）判斷：增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度可以提高充氣效率？（錯(cuò)） 3.（，2015）充氣系數(shù)和氣缸容積成正比？（錯(cuò)） 4.（，2014）發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣

9、結(jié)束時(shí)，氣缸內(nèi)壓力小于外界大氣壓？（錯(cuò)） 5. （多選）可變氣門驅(qū)動(dòng)的好處有（2010） A.改變進(jìn)氣晚關(guān)角，提高中低速外特性轉(zhuǎn)矩b.變氣門重疊角，改善低速和怠速穩(wěn)定性c.改善部分負(fù)荷燃油經(jīng)濟(jì)性d.改善配氣系統(tǒng)的可靠性6.（多選）改善汽油機(jī)低速扭矩的措施至少有（ ）等（2010） A.多氣門供氣；b.較小的進(jìn)氣流通截面；c.高壓縮比；d.長進(jìn)氣管 7.（2013）簡述可變氣門的作用，目前主要采用哪兩大類方式以發(fā)揮可變氣門機(jī)構(gòu)的主要作用？ 8.發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，合理組織換氣過程的目的是什么（2011問答題） 1.最大限度地吸入新鮮充量 2.保證各缸進(jìn)氣壓力均勻 3.減少換氣損失 4.在缸內(nèi)形成合理的

10、流場，以控制混合氣形成和燃燒2.3汽油機(jī)混合氣濃度對動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性和排放的影響2.3.1汽油機(jī)燃燒過程 1）著火延遲期 2）速燃期 3）后燃期 燃燒是燃油中的碳原子和氫原子與空氣的氧原子劇烈氧化反應(yīng)的過程,并伴有發(fā)熱、發(fā)光的現(xiàn)象。 把過量空氣系數(shù)a=1,空燃比A/F=14.7的可燃混合氣叫做理論混合氣; a1,A/F14.7的可燃混合氣叫做濃混合氣的可燃混合氣叫做濃混合氣; a1,A/F14.7的可燃混合氣叫做稀混合氣。的可燃混合氣叫做稀混合氣。 (一)燃燒簡介 1.燃料與空氣借助于化油器或噴射裝置,在缸外進(jìn)行混合,混合時(shí)間長,混合均勻; 2.壓縮終了前通過外源(火花塞)點(diǎn)火,著火時(shí)間、地點(diǎn)一定

11、; 3.著火后火焰擴(kuò)散,適當(dāng)?shù)臏u流運(yùn)動(dòng)可以加速火焰?zhèn)鞑? 4.通過改變混合氣的數(shù)量來調(diào)節(jié)負(fù)荷。汽油機(jī)燃燒過程的特點(diǎn): 預(yù)混合燃燒： 在滯燃期內(nèi)，若噴入氣缸的燃料在著火前已蒸發(fā)，并與空氣混合，那么這部分燃料的燃燒稱作為預(yù)混合燃燒 擴(kuò)散燃燒： 柴油機(jī)的大部分燃料是在著火后噴入氣缸的，它處于一邊與空氣混合一邊燃燒的情況。由于混合過程比反應(yīng)速率慢，因此，燃燒速率取決于混合速率，著火后噴入氣缸的燃料的燃燒叫擴(kuò)散燃燒。 汽油和空氣形成的可燃混合氣必須經(jīng)過著火階段才能進(jìn)行燃燒。而著火,是指混合氣的氧化反應(yīng)加速、溫度升高、以致引起空間某一位置最終有某個(gè)火焰出現(xiàn)的過程。 點(diǎn)火能否成功,與火花點(diǎn)火放出的熱量大小和

12、混合氣的濃度有關(guān)?；鸹c(diǎn)火放出的熱量 太小.混合氣的濃度過濃或過稀.火焰均不能傳播.(二)汽油機(jī)的著火 液體燃料混合氣的形成過程,就是液體燃料在空氣中霧化、蒸發(fā)、擴(kuò)散并與空氣混合的過 程。 （三）汽油機(jī)混合氣的形成2.3.2混合氣濃度過量空氣系數(shù) 我國使用空 燃 比國外常用混合氣成分對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響功率最大功率混合氣（濃）油耗最低經(jīng)濟(jì)混合氣（?。?.3.3汽油的性質(zhì)物理特性：物理特性： 粘度小、流動(dòng)性好、自潤性差粘度小、流動(dòng)性好、自潤性差 使用性能指標(biāo)：使用性能指標(biāo)： 蒸發(fā)性：能被蒸發(fā)的性能。飽和蒸汽壓蒸發(fā)性：能被蒸發(fā)的性能。飽和蒸汽壓 熱值：熱值：1kg燃料完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量。燃料完全

13、燃燒后所產(chǎn)生的熱量。 標(biāo)號：標(biāo)號越高，抗爆性越強(qiáng)。一般用研究法辛烷值標(biāo)號：標(biāo)號越高，抗爆性越強(qiáng)。一般用研究法辛烷值表示。表示?？贡裕涸谌紵?，避免產(chǎn)生爆燃的能力。（辛烷值抗爆性：在燃燒中，避免產(chǎn)生爆燃的能力。（辛烷值越高，抗爆性越強(qiáng)）越高，抗爆性越強(qiáng)）（2010判斷）冬天供給的汽油的飽和蒸汽壓應(yīng)高于夏判斷）冬天供給的汽油的飽和蒸汽壓應(yīng)高于夏天供給的汽油的飽和蒸汽壓？天供給的汽油的飽和蒸汽壓？汽油的抗爆性 抗爆性是指汽油在燃燒室內(nèi)燃燒時(shí)抵抗爆燃的能力,其評定指標(biāo)是辛烷值。 在汽油機(jī)燃 燒過程中,隨著壓縮比及氣缸內(nèi)氣體溫度提高,可能出現(xiàn)一種不正常的自燃現(xiàn)象,稱為爆震燃 燒,簡稱爆燃。汽油辛燒值越

14、高,抗爆性越強(qiáng),就能承受發(fā)動(dòng)機(jī)采用較高壓縮比而不發(fā)生爆燃, 有利于提高汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。 辛烷值 標(biāo)準(zhǔn)燃料由標(biāo)準(zhǔn)燃料由異辛烷和正庚烷異辛烷和正庚烷的混合物組成。異辛烷的混合物組成。異辛烷抗爆性優(yōu)良，辛烷值定為抗爆性優(yōu)良，辛烷值定為100；正庚烷抗爆性低劣，；正庚烷抗爆性低劣，辛烷值為辛烷值為0。將這兩種烴按不同體積比例混合，可。將這兩種烴按不同體積比例混合，可配制成辛烷值由配制成辛烷值由0到到100的標(biāo)準(zhǔn)燃料。的標(biāo)準(zhǔn)燃料。 在辛烷值試驗(yàn)機(jī)中測定試樣的辛烷值時(shí)，提高壓縮在辛烷值試驗(yàn)機(jī)中測定試樣的辛烷值時(shí)，提高壓縮比到出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)爆燃強(qiáng)度為止，然后，保持壓縮比不比到出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)爆燃強(qiáng)度為止，然后，保持壓縮比

15、不變，選擇某一成分的標(biāo)準(zhǔn)燃料在同一試驗(yàn)條件下進(jìn)變，選擇某一成分的標(biāo)準(zhǔn)燃料在同一試驗(yàn)條件下進(jìn)行測定，使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生同樣強(qiáng)度的爆燃。當(dāng)確定所行測定，使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生同樣強(qiáng)度的爆燃。當(dāng)確定所取標(biāo)準(zhǔn)燃料如恰好是由取標(biāo)準(zhǔn)燃料如恰好是由70%異辛烷和異辛烷和30%正庚烷組正庚烷組成的，則可評定出此試油的辛烷值等于成的，則可評定出此試油的辛烷值等于70。 雖然爆燃時(shí)的最高壓力很高,但它是以沖擊波的形式出現(xiàn),不是以均勻壓力推動(dòng)活塞,而 像用錘頭不斷敲擊活塞似的,不能使燃?xì)鈱钊鞴Ω唷Ｆ囋诘退偕掀聲r(shí),允許有很輕微的短時(shí)間的爆燃。因?yàn)檩p微的爆燃可以使燃燒過程縮短,有利于提高有效功率,但是不允許 嚴(yán)重的爆燃,嚴(yán)重的

16、爆燃會有下列危害: 1) 機(jī)件過載 2)機(jī)件燒損 3)性能指標(biāo)下降 不靠火花塞點(diǎn)火而由燃燒室內(nèi)熾熱物點(diǎn)燃混合氣的燃燒現(xiàn)象,稱為表面點(diǎn)火。 燃燒室內(nèi)熾熱物如:過熱的火花塞電極、熱的排氣門、熱的燃燒表面沉積物等,由表面點(diǎn)火產(chǎn)生的新的火焰前鋒也以正常的速度傳播。 早火：在正?；鸹ㄈc(diǎn)火前的表面點(diǎn)火 后火：正常火花塞點(diǎn)火后的表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火的最 大問題是點(diǎn)火的無規(guī)律性,這將導(dǎo)致燃燒過程的不穩(wěn)定與工作過程的粗暴,使動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性 都受到影響。避免表面點(diǎn)火的有效措施是采用低餾程的燃料與不易結(jié)焦的潤滑油。是采用低餾程的燃料與不易結(jié)焦的潤滑油。火花塞的位置和熱值火花塞的位置和熱值冷卻水道布置冷卻水道布

17、置 表面點(diǎn)火與爆燃的關(guān)系 表面點(diǎn)火不同于爆燃,表面點(diǎn)火是由于熱表面點(diǎn)燃混合氣,而爆燃則是由于燃燒室內(nèi)末端 混合氣的自燃產(chǎn)生的。爆燃與表面點(diǎn)火之間又存在相互影響,表面點(diǎn)火會促使爆燃的產(chǎn)生。 :使用抗爆性強(qiáng)的汽油; 在汽油中加入少量抗爆添加劑, 可以通過改變結(jié)構(gòu)因素 如減小壓縮比、采用雙火花塞等以及改變運(yùn)行因素如點(diǎn)火提前角、負(fù)荷、轉(zhuǎn)速等措施。預(yù)防措施 5.負(fù)荷 負(fù)荷減少時(shí)，殘余廢氣增加，火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆担紵淖罡邷囟葔毫ο陆?，爆燃趨勢減弱； 6.燃燒沉積物 沉積物相當(dāng)與一個(gè)熱源，爆燃和表面點(diǎn)火傾向增加 1.提前角2.壓縮比、汽油辛烷值3.火花塞位置4. 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速增加時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌欤桩a(chǎn)生

18、爆燃的部位在自燃準(zhǔn)備尚未完成時(shí)，火焰前鋒已到達(dá)，爆燃趨勢減弱； 習(xí)題1.內(nèi)燃機(jī)速燃期的氣缸壓力達(dá)到最高，溫度也達(dá)到最高？（錯(cuò)） 2.（，2014）混合氣濃度越濃，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率越大？（錯(cuò)） 3.汽油機(jī)不正常燃燒有什么現(xiàn)象？原因是什么？ 4.適當(dāng)減小提前角可減少爆震發(fā)生？(對） 5.（2010判斷）汽油機(jī)轉(zhuǎn)速升高，爆燃傾向減少？（對） 6. （2011）推遲提前角可減少爆震，也可以消除表面點(diǎn)火引起的不正常燃燒？（錯(cuò)） 7.（2006，2013單選）對于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，其理論空燃比約為（ ）：1 1.0；13.8；14.7；15.6 8.（2007判斷）汽油機(jī)出現(xiàn)排氣管放炮現(xiàn)象可能是某缸失火造成的？

19、（對） 9.（2007單選）對于汽油機(jī)，下面四項(xiàng)中屬于功率空燃比的為（ ） 1）1.2:1；2）12.7:1；3）14.7:1；4）18:1 10.（2014多選）汽油機(jī)非正常燃燒主要有：爆燃；表面點(diǎn)火；冒黑煙；冒藍(lán)煙 11.（2010簡答）為什么汽油機(jī)的點(diǎn)火提前角簡答）為什么汽油機(jī)的點(diǎn)火提前角在一定轉(zhuǎn)速下隨負(fù)荷減小而增大，在一定節(jié)氣在一定轉(zhuǎn)速下隨負(fù)荷減小而增大，在一定節(jié)氣門開度下隨轉(zhuǎn)速升高而增大？門開度下隨轉(zhuǎn)速升高而增大？ （1）轉(zhuǎn)速增加時(shí)，轉(zhuǎn)速增加時(shí)，按曲軸轉(zhuǎn)角計(jì)的著火延按曲軸轉(zhuǎn)角計(jì)的著火延遲期增大；遲期增大；火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?，易產(chǎn)生爆燃的火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌欤桩a(chǎn)生爆燃的部位在自燃準(zhǔn)備尚未完

20、成時(shí)，火焰前鋒已到達(dá)，部位在自燃準(zhǔn)備尚未完成時(shí)，火焰前鋒已到達(dá)，爆燃趨勢減弱。爆燃趨勢減弱。（2）負(fù)荷減少時(shí)，進(jìn)氣壓力負(fù)荷減少時(shí)，進(jìn)氣壓力降低，殘余廢氣增加，降低，殘余廢氣增加，著火延遲期增大；同時(shí)著火延遲期增大；同時(shí)火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆?，燃燒的最高溫度壓力下降，火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆?，燃燒的最高溫度壓力下降，爆燃趨勢減弱；爆燃趨勢減弱； 2.3.4汽油機(jī)的燃燒室2.4 柴油機(jī)的燃燒過程 柴油機(jī)工作過程的特點(diǎn): 1.吸入氣缸的是新鮮空氣,被壓縮的是新鮮空氣; 2. 柴油通過高壓噴入氣缸,缸內(nèi)形成可燃混合氣; 3. 且混合時(shí)間極短; 4.缸內(nèi)混合氣成分不均勻,且不斷變化; 5.沒有外源點(diǎn)火,只是靠壓縮自燃

21、; 6.混合與燃燒重疊進(jìn)行; 7.質(zhì)調(diào)節(jié),即負(fù)荷和轉(zhuǎn)速不是通過進(jìn)氣節(jié)流,而是通過燃料量來調(diào)節(jié); 2.4.1柴油的主要性能指標(biāo) 1）著火性：十六烷值。 著火性好的柴油,噴入氣缸后能及時(shí)著火燃燒,柴油機(jī)工作柔和,冷起動(dòng)性能也隨之改善; 若著火佳能差,燃燒前所需的物理、化學(xué)準(zhǔn)備時(shí)間長,著火后壓力升高率過高,導(dǎo)致柴油機(jī)工作粗暴 2）霧化性：粘度 但粘度低,則容易形成混合氣。若粘度過低,會加劇噴油泵及噴油器之間的精密偶件表面之間的磨損 柴油的凝點(diǎn)用來表示柴油的低溫流動(dòng)性。它是指柴油冷卻到開始失去流動(dòng)性的溫度。 選用柴油 時(shí),一般要求其凝點(diǎn)比最低工作環(huán)境溫度低3-5以上。 3）凝點(diǎn)柴油易自燃壓縮自燃在壓縮

22、行程末期將柴油噴入氣缸,形成可燃混合氣, 著火需要具備兩個(gè)條件: 1.合適的混合氣濃度。 2.合理的混合氣溫度。 (一)柴油機(jī)的著火2.4.2柴油機(jī)的燃燒過程 柴油機(jī)的燃燒過程可分為四個(gè)階段: 著火延遲期 速燃期 緩燃期 補(bǔ)燃期（二）柴油機(jī)的燃燒過程著火延遲期 速燃期 緩燃期 補(bǔ)燃期（三）影響柴油機(jī)燃燒過程的主要因素 1.燃油性質(zhì) 十六烷值在4060之間2. 霧化質(zhì)量 噴油率“先急后緩”,則初期放熱率高,壓力升高率增大,工作粗暴,但熱效率升高。 噴油率“先緩后急”,則初期放熱量少,壓力升高率、缸內(nèi)最高燃燒壓力都下降,熱效率也下降。 3. 噴油規(guī)律 適當(dāng)組織工質(zhì)的運(yùn)動(dòng),可以提高燃油的蒸發(fā)速度,

23、促進(jìn)可燃混合氣的形成,空氣運(yùn)動(dòng)可以促使油束分散,增大混合的范圍,加快燃燒速率,改善經(jīng) 濟(jì)性。但是,組織進(jìn)氣渦流要消耗能量,還會使充氣效率降低。擠氣渦流在工作過程中衰減較快,它的影響效果相對小些。另一方面,渦流過強(qiáng),散熱損失也會增加, 當(dāng)燃燒室工作溫度較低時(shí),會導(dǎo)致著火延遲期的增長。 改善換氣過程,提高充氣效率,對于促進(jìn)可燃混合氣的形成、改善燃燒和排放都是有利的。 4. 燃燒室內(nèi)的工質(zhì)運(yùn)動(dòng)和換氣質(zhì)量5. 燃燒室的熱力狀態(tài) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí),雖然由于工作溫度的升高而改善了燃燒,但因高壓油管內(nèi)燃油壓力波 的傳播速度不變,所以,噴油角及噴油持續(xù)期將隨之增大,最終導(dǎo)致放熱率滯后,熱效率降 低,排氣溫度升

24、高,煙度增大。因此,隨著轉(zhuǎn)速的升高,應(yīng)將供油提前角增大。 6. 轉(zhuǎn)速 7.負(fù)荷加大提前角 柴油機(jī)的混合氣形成與汽油機(jī)相比有兩個(gè)最顯著的特點(diǎn): 混合氣形成在氣缸內(nèi)部; 混合氣形成時(shí)間較短。 2.5柴油機(jī)缸內(nèi)氣體流動(dòng) 柴油機(jī)混合氣形成依靠兩方面作用: 燃料噴霧; 組織空氣運(yùn)動(dòng)。 柴油機(jī)混合氣形成的理想過程應(yīng)該是：燃料噴入燃燒室后在盡可能短的時(shí)間內(nèi)與周圍空氣均勻霧化、混合,形成可燃混合氣;著火后繼續(xù)噴入的燃料應(yīng)及時(shí)得到足夠的空氣和混合能量, 以便迅速混合,力求避免燃料直接進(jìn)入高溫缺氧區(qū)域,引起裂化。 擴(kuò)散燃燒 （一）空間霧化混合方式: 混合氣形成速度快,燃燒過程比較穩(wěn)定,對轉(zhuǎn)速范圍的適應(yīng)性 強(qiáng)。 其

25、缺點(diǎn): 燃料在著火以前形成的混合氣較多,使燃燒過程較為粗暴,并生成較多的NOx。 若油滴蒸發(fā)、霧化速度不及燃燒速度快,將產(chǎn)生不完全燃燒。 燃燒室壁溫、油膜厚度和空氣與油膜的相對速度是混合氣形成的決定性因素。 （二）油膜蒸發(fā)混合方式 將柴油順著氣流的運(yùn)動(dòng)方式,涂到燃燒室壁面,形成油膜,油膜受熱蒸發(fā),并與空氣混合形 成均勻混合氣的方式,稱為油膜蒸發(fā)混合方式。 油膜蒸發(fā)混合方式的優(yōu)點(diǎn): 完全是氣相混合,通過油膜的蒸發(fā)和吹拂氣流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)還可以實(shí)現(xiàn)分層燃燒,做到既無碳煙,又可控制燃燒速度,限制燃燒壓力的急劇升高,從而控制噪聲 和傳動(dòng)裝置的機(jī)械負(fù)荷,通過軸針式噴油嘴的截面的控制可改善噪聲和減少NOx同時(shí)

26、對噴 油系統(tǒng)要求降低。 其缺點(diǎn): 油膜蒸發(fā)的速度受壁溫、油膜厚度和氣流運(yùn)動(dòng)的影響很大。因此, 對供油、進(jìn)氣和燃燒室匹配要求較高,燃燒不及空間霧化穩(wěn)定,冷起動(dòng)性能差、怠速及低負(fù)荷時(shí) HC排放較高。 （2012單選）下面不屬于柴油機(jī)特征的是： 擴(kuò)散燃燒；壓燃；分層燃燒；預(yù)混燃燒 影響混合氣形成的主要因素包括:燃料噴霧、氣流運(yùn)動(dòng)、燃燒室結(jié)構(gòu)等。 1.燃料的噴霧對混合氣形成的影響 利用噴油器將柴油噴散成細(xì)粒的過程,稱為柴油的噴霧或霧化。 （三）影響混合氣形成的主要因素 1)油束的射程L 2)霧化質(zhì)量 3)油束的錐角(2)衡量油束霧化質(zhì)量的三個(gè)參數(shù): 1）噴油器的結(jié)構(gòu) 減小噴孔直徑,霧化質(zhì)量得到改善,但

27、容易引起噴孔堵塞。 （3） 影響油束的特性因素 噴油器的噴油壓力越高,油束的速度越高,所受擾動(dòng)越大,霧化質(zhì)量越好。 3)缸內(nèi)介質(zhì)反壓力 氣缸內(nèi)介質(zhì)反壓力增大時(shí),射程減小,而油束錐角增大,總的來說,對霧化性能影響不大。 4)噴油泵凸輪形狀 噴油泵凸輪形狀曲線越陡,在高壓油管內(nèi)越容易建立高壓,噴油越迅速,霧化性能得到改善。 2)噴油壓力噴油速度加快,霧化質(zhì)量提高。 6)燃油粘度 另外,對霧化質(zhì)量的要求要視各種燃燒室的結(jié)構(gòu)而有所不同。一般都是根據(jù)燃燒方式而尋求燃燒室形狀、空氣運(yùn)動(dòng)和噴油系統(tǒng)的最佳匹配。 5)轉(zhuǎn)速 為了更有效地形成可燃混合氣,改善燃燒過程,通常要組織空氣的運(yùn)動(dòng)。組織空氣運(yùn)動(dòng)的形式有: (1) 進(jìn)氣渦流、滾流 (2) 擠