爆震,提前點火,稀薄燃燒理論

1、燃燒燃燒爆震爆震 提前點火提前點火 稀薄燃燒理論稀薄燃燒理論階段目標(biāo)階段目標(biāo) 理解早期探測爆震和提前點火的重要性理解早期探測爆震和提前點火的重要性 列出爆震和提前點火的原因列出爆震和提前點火的原因 掌握如何削除爆震和提前點火掌握如何削除爆震和提前點火活塞頂邊緣的早期損壞是常見的活塞頂邊緣的早期損壞是常見的.嚴(yán)重?fù)p壞嚴(yán)重?fù)p壞缸壁上的鋁沉淀缸壁上的鋁沉淀活塞環(huán)槽區(qū)的損壞活塞環(huán)槽區(qū)的損壞整個活塞咬死整個活塞咬死活塞上的鋁沉淀活塞上的鋁沉淀爆震爆震 末端氣體自動點燃末端氣體自動點燃末端氣體末端氣體是燃料室內(nèi)空氣燃料的混合物是燃料室內(nèi)空氣燃料的混合物 ,它處在火焰前鋒的前面它處在火焰前鋒的前面.缸壁缸壁

2、火焰移動的方向火焰移動的方向火焰前緣的傳播火焰前緣的傳播TDCTDC壓力波迫使汽缸壁振動壓力波迫使汽缸壁振動造成爆震管道聲響造成爆震管道聲響辛烷值辛烷值 燃料穩(wěn)定性等級燃料穩(wěn)定性等級測定燃料抵抗爆震的能力測定燃料抵抗爆震的能力瓦克夏已不再使用瓦克夏已不再使用瓦克夏瓦克夏 爆震指數(shù)爆震指數(shù)數(shù)值數(shù)值 純甲烷純甲烷100 污水處理氣污水處理氣 125 垃圾氣垃圾氣 140 處理過的天然氣處理過的天然氣 90 丙烷丙烷 34WKI NumberBtu當(dāng)燃料的當(dāng)燃料的Btu上升時，瓦克夏上升時，瓦克夏的爆震指數(shù)值下降的爆震指數(shù)值下降爆震影響發(fā)動機(jī)爆震影響發(fā)動機(jī)潛在的潛在的功率輸出功率輸出為什么為什么?運

3、轉(zhuǎn)條件對爆震的影響運轉(zhuǎn)條件對爆震的影響 點火定時點火定時 壓縮比壓縮比 進(jìn)口處燃料進(jìn)口處燃料/ 空氣溫度空氣溫度 冷卻液溫度冷卻液溫度 瓦克夏瓦克夏Knock指數(shù)指數(shù) 值值 發(fā)動機(jī)速度發(fā)動機(jī)速度 排氣背壓排氣背壓 空氣濕度空氣濕度 燃燒室沉淀燃燒室沉淀 燃料空氣比燃料空氣比 發(fā)動機(jī)載荷或不發(fā)火發(fā)動機(jī)載荷或不發(fā)火在在TDC前的溫度前的溫度點火定時點火定時101520253035壓縮比壓縮比隨著壓縮比的上升爆震隨著壓縮比的上升爆震的傾向增加的傾向增加11:110.5:110:19.4:18.2:18:17:1最終的壓縮氣溫度升高最終的壓縮氣溫度升高.060” (1.52 mm) 的沉淀可使的沉淀可

4、使壓縮比提高壓縮比提高1/4沉淀和爆燃沉淀和爆燃壓力提高燃燒室的壓力提高燃燒室的壓力會增加爆燃傾向會增加爆燃傾向壓力壓力增加燃燒室的溫度增加燃燒室的溫度會增加爆燃傾向會增加爆燃傾向熱量熱量 夾套水夾套水 空氣空氣 進(jìn)入的進(jìn)入的溫度溫度發(fā)動機(jī)速度發(fā)動機(jī)速度WKI 要求要求120118116114112110108低低高高背壓對爆燃的影響背壓對爆燃的影響燃燒溫度燃燒溫度壓縮溫度壓縮溫度降低爆炸的降低爆炸的傾向傾向提高進(jìn)氣的濕度提高進(jìn)氣的濕度空氣空氣/燃料比燃料比富燃富燃稀薄燃燒稀薄燃燒16.09:1排放溫度排放溫度WKI 值要求發(fā)動機(jī)負(fù)載低低高高高高設(shè)計發(fā)動機(jī)的因素設(shè)計發(fā)動機(jī)的因素可影響爆震的傾向

5、可影響爆震的傾向 火花塞位置火花塞位置 燃燒室形狀燃燒室形狀 活塞頭形狀活塞頭形狀 氣缸蓋大小氣缸蓋大小爆炸小結(jié)爆炸小結(jié)促進(jìn)爆炸的因素促進(jìn)爆炸的因素 降低爆炸的因素降低爆炸的因素氣缸溫度高氣缸溫度高氣缸溫度低氣缸溫度低燃料燃料WKI 指數(shù)低指數(shù)低 燃料燃料WKI指數(shù)高指數(shù)高點火時間過于提前點火時間過于提前點火時間過于滯后點火時間過于滯后高壓縮比高壓縮比低壓縮比低壓縮比高進(jìn)口壓力高進(jìn)口壓力低進(jìn)口壓力低進(jìn)口壓力冷卻劑溫度高冷卻劑溫度高冷卻劑溫度低冷卻劑溫度低發(fā)動機(jī)速度低發(fā)動機(jī)速度低發(fā)動機(jī)速度高發(fā)動機(jī)速度高濕度低濕度低 濕度高濕度高發(fā)動機(jī)高負(fù)荷發(fā)動機(jī)高負(fù)荷發(fā)動機(jī)低負(fù)荷發(fā)動機(jī)低負(fù)荷理論空燃比理論空燃比

6、稀薄或富氣空燃比稀薄或富氣空燃比提前點火提前點火在定時點火前點火在定時點火前點火促進(jìn)提前點火的因素促進(jìn)提前點火的因素 白熾的缸內(nèi)沉淀白熾的缸內(nèi)沉淀 火花塞熱值范圍不正確火花塞熱值范圍不正確 燃燒氣門燃燒氣門 活塞頂過熱活塞頂過熱爆燃爆燃 提前點火提前點火提前點火提前點火 爆燃爆燃稀薄爆燃理論稀薄爆燃理論O氧氧- 在空氣中占20.9%- 天然情況下是兩個氧原子- 化學(xué)名稱: O2 氮氮- 空氣中占78%- 惰性氣體- 天然情況下為兩個氮原子- 化學(xué)名稱: N2 空氣中的主要成分空氣中的主要成分(98.9%)ONN水水- 濃度取決于濕度和溫度- 化學(xué)名稱: H20二氧化碳二氧化碳- 在空氣中占 0

7、.034%- 燃燒的副產(chǎn)品- 溫室效應(yīng)的主要原因- 化學(xué)名稱: CO2大氣中的微量化合物大氣中的微量化合物OHHOOC臭氧臭氧- 藍(lán)色的刺激性氣體- 由紫外線形成- 形成于上部大氣層- 光化學(xué)的副產(chǎn)物 - 化學(xué)名稱: O3空氣中的限制化合物空氣中的限制化合物OOOCHHOC碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔?- 甲烷無毒- 發(fā)動機(jī)排出的污染物- 光化煙霧中的燃料- 化學(xué)名稱: NMHC一氧化碳一氧化碳:- 無色無味- 劇毒- 促進(jìn)光化煙霧- 化學(xué)名稱: CO空氣中發(fā)現(xiàn)的限制性氣體空氣中發(fā)現(xiàn)的限制性氣體HH(甲烷)CHHOC碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔?- 甲烷無毒- 發(fā)動機(jī)排出的污染物- 光化煙霧中的燃料- 化學(xué)名

8、稱: NMHC一氧化碳一氧化碳:- 無色無味- 劇毒- 促進(jìn)光化煙霧- 化學(xué)名稱: CO空氣中發(fā)現(xiàn)的限制性氣體空氣中發(fā)現(xiàn)的限制性氣體HH(甲烷)O一氧化氮一氧化氮- 由發(fā)動機(jī)排出- 很快就被氧化- 化學(xué)名稱: NO二氧化氮二氧化氮- 光化煙霧的催化劑- 呈黃褐色 (霧狀時)- 化學(xué)名稱: NO2空氣中發(fā)現(xiàn)的限制性氣體空氣中發(fā)現(xiàn)的限制性氣體NONO空氣中的限制性氣體空氣中的限制性氣體甲醛甲醛- 在型發(fā)動機(jī)中產(chǎn)出很高 (0.2-0.3 GL, 0.05 GSI g/BHP-hr)- 有毒并被政府部門限制使用- 化學(xué)名稱: CH2OOHCH有毒的限制性氣體有毒的限制性氣體OSO二氧化硫二氧化硫- 當(dāng)

9、燃料距含有H2S時，在燃燒時會產(chǎn)生- Heavy, 刺激性無色氣體- 可形成硫酸- 化學(xué)名稱: SO2有毒的限制性氣體有毒的限制性氣體OSO二氧化硫二氧化硫- 當(dāng)燃料距含有H2S時，在燃燒時會產(chǎn)生- Heavy, 刺激性無色氣體- 可形成硫酸- 化學(xué)名稱: SO2兩種煙霧:微粒煙 (濕冷天氣)光化煙霧 (熱干天氣)兩種煙霧:微粒煙 (濕冷天氣)光化煙霧 (熱干天氣)NOO(一氧化氮)(氧原子)NO2(二氧化氮)紫外線NO2ONOOOO臭氧的形成臭氧的形成(氧原子)(氧氣)O OO(臭氧)NO2NOOO2O3臭氧主要的有毒光化煙霧HCHCOHCNO2理論配比 燃燒化學(xué)的理想燃燒CH4 + 202

10、 + 2N2CO2 + 2H20 + 2N2燃料OOOONNNNCHHHHCHHHHOOOO 理論配比理論配比 燃燒燃燒OONNNNCHCO 理論配比理論配比 排氣排氣OOHHOHHOHHOHOOOONNNNCHHHHOO富氣燃燒富氣燃燒CHHHHCHHHHNNNNHO富氣排放富氣排放HHOHHOHHOHCHHHHOCOC冷焰OOOONNNNCHHHHOOOOOO稀薄燃燒稀薄燃燒OONNNC稀薄排放稀薄排放HOHHOHONOOOOO冷焰冷焰OONNNC稀薄排放稀薄排放HOHHOHONOOOOO冷焰冷焰NOx 產(chǎn)物產(chǎn)物溫度和氧oF排氣 O2oC807670642615587559 532141516171819201000105011001150120012501300012345空氣空氣 / 燃料比燃料比 02 %排氣 溫度最大最大 NOx排出物NOx, CO, & HCNOXHCCO%HC%CO & NOX空氣空氣 / 燃料比燃料比GL排放和點火時間NOXCONMHCG/BHP/HR點火時間點火時間 (BTDC)GL 運行窗運行窗富氣富氣AFR稀薄稀薄AFR時間提前時間提前時間延遲時間延遲 高燃燒溫度高燃燒溫度 爆震爆震 功率損耗功率損耗 不點火不點火 高排放高排放 爆燃爆燃 Elevated