柴油機(jī)的燃燒主講

1、第六章第六章 柴油機(jī)混合氣形成與燃燒柴油機(jī)混合氣形成與燃燒本章要求：本章要求：了解：了解：柴油機(jī)有害排放物的生成機(jī)理與噪聲，柴油機(jī)燃燒室的柴油機(jī)有害排放物的生成機(jī)理與噪聲，柴油機(jī)燃燒室的分類，特點(diǎn)和對(duì)燃燒的影響。分類，特點(diǎn)和對(duì)燃燒的影響。理解：理解：影響燃燒的因素和措施。影響燃燒的因素和措施。掌握：掌握：柴油機(jī)混合氣的形成，柴油機(jī)燃燒過程，柴油機(jī)的噴射柴油機(jī)混合氣的形成，柴油機(jī)燃燒過程，柴油機(jī)的噴射與霧化。與霧化。Zhujiebin 柴油機(jī)的燃燒過程與汽油機(jī)的有所不同：柴油機(jī)的燃燒過程與汽油機(jī)的有所不同： 1 1、混合氣形成的方法：、混合氣形成的方法： 汽油機(jī)：缸外噴射（大部分），較均勻一致。

2、汽油機(jī)：缸外噴射（大部分），較均勻一致。 柴油機(jī)：缸內(nèi)形成混合氣柴油機(jī)：缸內(nèi)形成混合氣, ,燃燒時(shí)混合氣不均勻。燃燒時(shí)混合氣不均勻。 2 2、著火和燃燒的方式：、著火和燃燒的方式： 汽油機(jī)：點(diǎn)燃式，著火后靠汽油機(jī)：點(diǎn)燃式，著火后靠火焰?zhèn)鞑ト紵鹧鎮(zhèn)鞑ト紵?，著火時(shí)機(jī)、，著火時(shí)機(jī)、地點(diǎn)均能控制。地點(diǎn)均能控制。 柴油機(jī)：壓燃式柴油機(jī)：壓燃式, ,油滴擴(kuò)散燃燒油滴擴(kuò)散燃燒, ,著火時(shí)機(jī)、地點(diǎn)不能控著火時(shí)機(jī)、地點(diǎn)不能控制。制。 3 3、保證及時(shí)、完全燃燒的方法：、保證及時(shí)、完全燃燒的方法： 汽油機(jī)：提高火焰?zhèn)鞑ニ俣取Ｆ蜋C(jī)：提高火焰?zhèn)鞑ニ俣取?柴油機(jī)：保證及時(shí)形成較均勻的混合氣。柴油機(jī)：保證及時(shí)形成較均

3、勻的混合氣。第一節(jié)第一節(jié) 混合氣形成與燃燒過程混合氣形成與燃燒過程 柴油機(jī)是在壓縮過程中活塞接近上止點(diǎn)時(shí)柴油機(jī)是在壓縮過程中活塞接近上止點(diǎn)時(shí), ,借助借助噴油設(shè)備將燃油在高壓下成霧狀噴入燃燒室噴油設(shè)備將燃油在高壓下成霧狀噴入燃燒室, ,以以便與空氣形成可燃混合氣。便與空氣形成可燃混合氣。油滴的著火要滿足兩個(gè)條件：油滴的著火要滿足兩個(gè)條件：（1 1）混合氣的溫度要高于著火臨界溫度。）混合氣的溫度要高于著火臨界溫度。（2 2）混合氣的濃度要適當(dāng)，即混合氣的濃度要在）混合氣的濃度要適當(dāng)，即混合氣的濃度要在著火界限之內(nèi)。著火界限之內(nèi)。 一、燃燒方式一、燃燒方式-油滴擴(kuò)散燃燒油滴擴(kuò)散燃燒圖圖6-1 6-

4、1 單個(gè)油滴的著火區(qū)域單個(gè)油滴的著火區(qū)域T Tc c- -熱空氣溫?zé)峥諝鉁囟榷?；T Tw w- -油滴周圍油滴周圍混合氣溫混合氣溫度度；C Cu u- -油滴周圍油滴周圍混合氣濃混合氣濃度度；W-W-化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速度速度。二、燃燒過程二、燃燒過程- -滯燃期滯燃期 - -速燃期速燃期 - -緩燃期緩燃期 - -后燃期后燃期1)1)噴油始點(diǎn)噴油始點(diǎn) 2)2)缸內(nèi)壓力線偏離純壓縮線始點(diǎn)缸內(nèi)壓力線偏離純壓縮線始點(diǎn)3)3)最高壓力點(diǎn)最高壓力點(diǎn) 4)4)最高溫度點(diǎn)最高溫度點(diǎn)、滯燃期（、滯燃期（1-21-2） 在壓縮終點(diǎn)在壓縮終點(diǎn),Tc=450-800,Tc=450-800,大于柴油的自燃溫大于柴油的

5、自燃溫度（度（330-350330-350）, ,但但不會(huì)立即著火不會(huì)立即著火, ,進(jìn)行著火前進(jìn)行著火前的準(zhǔn)備。的準(zhǔn)備。 物理準(zhǔn)備物理準(zhǔn)備：霧化，加熱，蒸發(fā)，擴(kuò)散和混合。：霧化，加熱，蒸發(fā)，擴(kuò)散和混合。 化學(xué)準(zhǔn)備化學(xué)準(zhǔn)備：裂化，著火前的氧化反應(yīng)。：裂化，著火前的氧化反應(yīng)。 一般著火延遲時(shí)間一般著火延遲時(shí)間i i0.0007-0.003s0.0007-0.003s 從噴油開始到缸內(nèi)壓力線與壓縮線偏離的始從噴油開始到缸內(nèi)壓力線與壓縮線偏離的始點(diǎn)階段，稱為滯燃期或著火延遲期。點(diǎn)階段，稱為滯燃期或著火延遲期。( (圖圖6-2)6-2)、速燃期（、速燃期（2-32-3） （圖（圖6-26-2） 著火后，

6、著火后，在滯燃期內(nèi)形成的混合氣此時(shí)同時(shí)在滯燃期內(nèi)形成的混合氣此時(shí)同時(shí)燃燒燃燒，活塞在上止點(diǎn)附近，接近于，活塞在上止點(diǎn)附近，接近于等容燃燒等容燃燒，平，平均壓力升高很快，放熱率大。均壓力升高很快，放熱率大。 柴油機(jī)柴油機(jī)P/P/一般一般0.40.6MPa/0.40.6MPa/A 同時(shí)，噴油持續(xù)進(jìn)行，形成燃燒與噴油的重疊，同時(shí)，噴油持續(xù)進(jìn)行，形成燃燒與噴油的重疊，噴油常在速燃期結(jié)束。噴油常在速燃期結(jié)束。、緩燃期（、緩燃期（3-43-4） （圖（圖6-26-2） 速燃期內(nèi)噴入的燃油在此階段燃燒，放熱量較大，占速燃期內(nèi)噴入的燃油在此階段燃燒，放熱量較大，占總放熱量的總放熱量的707080%80%。一般

7、在上止點(diǎn)后。一般在上止點(diǎn)后20203535CACA，出現(xiàn)，出現(xiàn)循環(huán)最高溫度，達(dá)循環(huán)最高溫度，達(dá)1600160020002000。大部分燃油在此階段燃。大部分燃油在此階段燃燒。燃燒產(chǎn)物增多，氧和燃油濃度下降，燃燒速度緩慢。燒。燃燒產(chǎn)物增多，氧和燃油濃度下降，燃燒速度緩慢。 溫度雖升高，但活塞已下行，壓力近似不變，近于溫度雖升高，但活塞已下行，壓力近似不變，近于等等壓燃燒壓燃燒。由于混合時(shí)間短，高溫缺氧下易形成碳煙，要求由于混合時(shí)間短，高溫缺氧下易形成碳煙，要求11。、后燃期（、后燃期（4-4-） 從溫度最高到燃料燃燒結(jié)束。從溫度最高到燃料燃燒結(jié)束。 遠(yuǎn)離上止點(diǎn)放熱，大量的熱傳給冷卻系，使排氣溫度

8、升遠(yuǎn)離上止點(diǎn)放熱，大量的熱傳給冷卻系，使排氣溫度升高，零件熱負(fù)荷增加，導(dǎo)致柴油機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性下降，高，零件熱負(fù)荷增加，導(dǎo)致柴油機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性下降，故故應(yīng)盡量減少后燃應(yīng)盡量減少后燃。三、燃燒過程中存在的問題三、燃燒過程中存在的問題 1.1.混合氣形成困難，燃燒不完全?；旌蠚庑纬衫щy，燃燒不完全?；旌蠘O不均勻混合極不均勻混合氣形成時(shí)間短，邊噴油、邊混合、混合氣形成時(shí)間短，邊噴油、邊混合、 邊燃燒。邊燃燒。 改進(jìn)措施：改進(jìn)措施： 促進(jìn)混合氣的形成。促進(jìn)混合氣的形成。 結(jié)構(gòu)上，促進(jìn)缸內(nèi)的渦流運(yùn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)上，促進(jìn)缸內(nèi)的渦流運(yùn)動(dòng)。 供給較多的空氣。供給較多的空氣。 大于大于1 1，一般取，一般取1.31

9、.3。但是至少。但是至少30%30%的空氣未被利的空氣未被利用，使氣缸工作容積的利用程度降低，使升功率、平均用，使氣缸工作容積的利用程度降低，使升功率、平均有效壓力降低，這與提高其動(dòng)力性相矛盾。有效壓力降低，這與提高其動(dòng)力性相矛盾。 2.2.工作粗暴，燃燒噪音較大。工作粗暴，燃燒噪音較大。 速燃期內(nèi)速燃期內(nèi), ,急劇升高的壓力直接使燃燒室壁面及活急劇升高的壓力直接使燃燒室壁面及活塞、曲軸等機(jī)件產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)塞、曲軸等機(jī)件產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng), ,并通過氣缸壁傳到外并通過氣缸壁傳到外部部, ,形成形成燃燒噪音燃燒噪音。 燃燒噪音與速燃期內(nèi)的燃燒噪音與速燃期內(nèi)的P/P/有很大關(guān)系有很大關(guān)系。為使工作。為

10、使工作柔和，要求柔和，要求P/400kpa/P/400kpa/CACA。 壓力升高率的大小主要與滯燃期中形成的可燃混合壓力升高率的大小主要與滯燃期中形成的可燃混合氣的數(shù)量有關(guān)，氣的數(shù)量有關(guān)，縮短著火延遲時(shí)間縮短著火延遲時(shí)間i i，減少滯燃期內(nèi)減少滯燃期內(nèi)的噴油量的噴油量，抑制此階段混合氣的形成，抑制此階段混合氣的形成, ,可減小可減小燃燒噪音燃燒噪音, ,但與提高動(dòng)力性相矛盾。但與提高動(dòng)力性相矛盾。3.3.排氣冒黑煙排氣冒黑煙 主要發(fā)生在大負(fù)荷工況時(shí)主要發(fā)生在大負(fù)荷工況時(shí)，如加速，爬坡時(shí)。，如加速，爬坡時(shí)。 燃油在燃油在高溫缺氧高溫缺氧下燃燒時(shí)易形成下燃燒時(shí)易形成碳煙碳煙。減少黑煙的主要措施減

11、少黑煙的主要措施: : (1) (1)增加過量空氣系數(shù)增加過量空氣系數(shù)。與提高柴油機(jī)的動(dòng)力與提高柴油機(jī)的動(dòng)力性相矛盾。性相矛盾。（2 2）改善混合氣的形成。）改善混合氣的形成。與改善柴油機(jī)工作的柔與改善柴油機(jī)工作的柔和性相矛盾。和性相矛盾。4.4.排氣冒藍(lán)煙、白煙排氣冒藍(lán)煙、白煙 在冷起動(dòng)及怠速、低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在冷起動(dòng)及怠速、低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)溫，氣缸內(nèi)溫度低，燃燒不良，不同直徑的柴油微粒隨廢氣排度低，燃燒不良，不同直徑的柴油微粒隨廢氣排出，受光線的反射呈現(xiàn)不同的顏色，白煙是由出，受光線的反射呈現(xiàn)不同的顏色，白煙是由0.60.61 1微米的顆粒構(gòu)成，而藍(lán)煙是由微米的顆粒構(gòu)成，而藍(lán)煙是由0.60

12、.6微米以微米以下的顆粒構(gòu)成。下的顆粒構(gòu)成。 暖機(jī)時(shí)，一般先冒白煙，后冒藍(lán)煙，然后暖機(jī)時(shí)，一般先冒白煙，后冒藍(lán)煙，然后變?yōu)闊o色。變?yōu)闊o色。圖圖6-3 柴油機(jī)與汽油機(jī)的放熱規(guī)律柴油機(jī)與汽油機(jī)的放熱規(guī)律定義：定義：放熱率放熱率dQ/d(dQ/d(每度曲軸轉(zhuǎn)每度曲軸轉(zhuǎn)角的放熱量角的放熱量) )隨曲軸隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。它決定壓力升高率它決定壓力升高率(噪音噪音)的變化和熱效率。的變化和熱效率。燃燒持續(xù)時(shí)間燃燒持續(xù)時(shí)間最佳約最佳約為為40 A（視頻）（視頻） 四、燃燒過程的放熱規(guī)律四、燃燒過程的放熱規(guī)律第二節(jié)第二節(jié) 柴油機(jī)混合氣的形成柴油機(jī)混合氣的形成柴油機(jī)混合氣形成靠三方面的相互作

13、用柴油機(jī)混合氣形成靠三方面的相互作用: :一一. .燃燒室的結(jié)構(gòu)燃燒室的結(jié)構(gòu); ;二二. .燃料的噴霧燃料的噴霧; ;三三. .缸內(nèi)適當(dāng)?shù)目諝膺\(yùn)動(dòng)。缸內(nèi)適當(dāng)?shù)目諝膺\(yùn)動(dòng)?；旌蠚庑纬商攸c(diǎn)混合氣形成特點(diǎn): 1、缸內(nèi)形成、缸內(nèi)形成 2、時(shí)間極短、時(shí)間極短 3、過量空氣系數(shù)較大、過量空氣系數(shù)較大 4、靠燃燒室、噴霧、空氣渦流運(yùn)動(dòng)三方面配合、靠燃燒室、噴霧、空氣渦流運(yùn)動(dòng)三方面配合保證燃燒完全、及時(shí)靠加快混合氣的形成速度保證燃燒完全、及時(shí)靠加快混合氣的形成速度（汽油機(jī)是提高火焰?zhèn)鞑ニ俣龋ㄆ蜋C(jī)是提高火焰?zhèn)鞑ニ俣龋┗旌蠚庑纬煞椒ɑ旌蠚庑纬煞椒? 由不同噴霧及氣流運(yùn)動(dòng)組成了各種混合氣形成方由不同噴霧及氣流運(yùn)動(dòng)

14、組成了各種混合氣形成方式，其基本型式可分為：式，其基本型式可分為： 空間霧化混合，油膜蒸發(fā)混合?？臻g霧化混合，油膜蒸發(fā)混合。 空間霧化混合：將燃油噴向燃燒室空間以霧狀油空間霧化混合：將燃油噴向燃燒室空間以霧狀油滴與空氣渦流混合。滴與空氣渦流混合。 油膜蒸發(fā)混合：將燃油噴向燃燒室璧面以油膜蒸油膜蒸發(fā)混合：將燃油噴向燃燒室璧面以油膜蒸發(fā)油氣與空氣渦流混合。發(fā)油氣與空氣渦流混合。 在車用柴油機(jī)中，兩種方式均有，但多數(shù)在車用柴油機(jī)中，兩種方式均有，但多數(shù)以空間霧化混合為主。以空間霧化混合為主。球形燃燒室柴油機(jī)以油膜蒸球形燃燒室柴油機(jī)以油膜蒸發(fā)混合方式為主。發(fā)混合方式為主。 1.1.燃油的霧化燃油的霧化

15、 燃油在經(jīng)噴孔燃油在經(jīng)噴孔噴出時(shí)，在氣噴出時(shí)，在氣缸中被破碎成缸中被破碎成微粒的過程。微粒的過程。 油束由中心到外部：油束由中心到外部：油粒直徑逐漸？油粒直徑逐漸？運(yùn)動(dòng)速度逐漸？運(yùn)動(dòng)速度逐漸？油粒溫度逐漸？油粒溫度逐漸？噴油橫截噴油橫截面上燃油面上燃油分布分布噴油橫截面噴油橫截面上油粒速度上油粒速度L:射程射程 :錐角錐角圖圖6-5 噴注的形狀噴注的形狀一、燃油的噴霧一、燃油的噴霧三、典型燃燒室結(jié)構(gòu)分析三、典型燃燒室結(jié)構(gòu)分析 1 1燃燒室分為兩大類燃燒室分為兩大類: :直噴式和分隔式直噴式和分隔式。 直噴式燃燒室直噴式燃燒室：燃油直接噴入由活塞頂和缸蓋形成的：燃油直接噴入由活塞頂和缸蓋形成的

16、一個(gè)統(tǒng)一空間。一個(gè)統(tǒng)一空間。（缸徑大于（缸徑大于100mm100mm，轉(zhuǎn)速大于，轉(zhuǎn)速大于3000r/min3000r/min的柴油機(jī)基本用直噴式的）的柴油機(jī)基本用直噴式的）直噴式燃燒室根據(jù)凹坑深度分：直噴式燃燒室根據(jù)凹坑深度分： 開式燃燒室開式燃燒室淺坑型，如淺坑型，如淺盆形淺盆形或或淺淺形形燃燒室燃燒室 半開式燃燒室半開式燃燒室深坑型，如深坑型，如形形和和球形球形燃燒室燃燒室分隔式燃燒室分隔式燃燒室：由主燃室和副燃室兩部分組成。：由主燃室和副燃室兩部分組成。 如：如：渦流室式渦流室式燃燒室和燃燒室和預(yù)燃室式預(yù)燃室式燃燒室燃燒室（高速小缸徑柴油機(jī)多采用分開式燃燒室）（高速小缸徑柴油機(jī)多采用分開

17、式燃燒室）3 3、直噴式燃燒室的空氣渦流運(yùn)動(dòng)、直噴式燃燒室的空氣渦流運(yùn)動(dòng) 空氣渦流運(yùn)動(dòng)是加速混合氣形成的空氣渦流運(yùn)動(dòng)是加速混合氣形成的有效手段；也是保證完善燃燒的重有效手段；也是保證完善燃燒的重要條件。要條件。 直噴式燃燒室產(chǎn)生渦流運(yùn)動(dòng)的方法直噴式燃燒室產(chǎn)生渦流運(yùn)動(dòng)的方法有有2 2種：種： 1 1）進(jìn)氣渦流）進(jìn)氣渦流靠切向進(jìn)氣道和螺旋靠切向進(jìn)氣道和螺旋進(jìn)氣道形成。進(jìn)氣道形成。切向進(jìn)氣道：切向進(jìn)氣道：氣道母線與氣缸相切，氣道母線與氣缸相切，在氣門前強(qiáng)烈收縮，使氣流越來越在氣門前強(qiáng)烈收縮，使氣流越來越快進(jìn)入氣缸后受缸壁的約束而轉(zhuǎn)向，快進(jìn)入氣缸后受缸壁的約束而轉(zhuǎn)向，形成渦流。形成渦流。螺旋進(jìn)氣道：螺

18、旋進(jìn)氣道：氣門座上方的氣道成螺旋型，相對(duì)于氣缸中氣門座上方的氣道成螺旋型，相對(duì)于氣缸中心一定位置。氣流形成繞氣門中心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入氣缸心一定位置。氣流形成繞氣門中心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入氣缸后近于切向氣流，沿氣缸壁繞氣缸中心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用于后近于切向氣流，沿氣缸壁繞氣缸中心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用于高速柴油機(jī)上。高速柴油機(jī)上。2 2）擠氣渦流）擠氣渦流-在壓縮行程后在壓縮行程后期，活塞接近上止期，活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上方點(diǎn)時(shí)，活塞頂上方環(huán)形空間中的空氣環(huán)形空間中的空氣被擠入活塞頂部的被擠入活塞頂部的燃燒室內(nèi)，造成的燃燒室內(nèi)，造成的空氣的渦流運(yùn)動(dòng)。空氣的渦流運(yùn)動(dòng)。渦流強(qiáng)度較進(jìn)氣渦渦流強(qiáng)度較進(jìn)氣渦流小，只起

19、輔助作流小，只起輔助作用。用。逆擠流逆擠流4 4、直噴式燃燒室、直噴式燃燒室1 1）開式燃燒室淺坑型）開式燃燒室淺坑型 混合氣形成混合氣形成方式以空間混合為主。形成質(zhì)量依方式以空間混合為主。形成質(zhì)量依靠燃油噴霧的細(xì)微度及油束在燃燒室內(nèi)的均勻靠燃油噴霧的細(xì)微度及油束在燃燒室內(nèi)的均勻分布實(shí)現(xiàn)。進(jìn)氣無渦流，或渦流較弱。分布實(shí)現(xiàn)。進(jìn)氣無渦流，或渦流較弱。 特點(diǎn)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，：結(jié)構(gòu)簡單，起動(dòng)性好，經(jīng)濟(jì)性好，熱負(fù)起動(dòng)性好，經(jīng)濟(jì)性好，熱負(fù)荷低；但荷低；但工作粗暴工作粗暴，對(duì)燃料要求高。，對(duì)燃料要求高。 如：淺如：淺型燃燒室。型燃燒室。大缸徑柴油機(jī)多采用開式燃燒室。大缸徑柴油機(jī)多采用開式燃燒室。淺淺型燃燒室

20、型燃燒室2 2）半開式燃燒室深坑型）半開式燃燒室深坑型 混合氣形成方式有空間混合和油膜蒸發(fā)混合。形成質(zhì)量依靠混合氣形成方式有空間混合和油膜蒸發(fā)混合。形成質(zhì)量依靠多油注高壓噴射。一般有較強(qiáng)的進(jìn)氣渦流。多油注高壓噴射。一般有較強(qiáng)的進(jìn)氣渦流。 型燃燒室（典型）型燃燒室（典型） 混合氣形成：混合氣形成：空間霧化混合為主。空間霧化混合為主。 一般采用多孔噴嘴，并組織一定的進(jìn)氣渦流和擠氣渦流，以加一般采用多孔噴嘴，并組織一定的進(jìn)氣渦流和擠氣渦流，以加速混合氣的形成。速混合氣的形成。主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：z面容比小，面容比小，Q放放，經(jīng)濟(jì)性好。，經(jīng)濟(jì)性好。z低溫起動(dòng)性好低溫起動(dòng)性好z采用多孔噴嘴，高壓噴射。采

21、用多孔噴嘴，高壓噴射。zP/，工作粗暴。，工作粗暴。z大，動(dòng)力性差。大，動(dòng)力性差。z形成碳煙多，氮氧化物多、排放差。形成碳煙多，氮氧化物多、排放差。z多用于多用于3000r/min以下的柴油機(jī)（車用柴油機(jī)）。以下的柴油機(jī)（車用柴油機(jī)）。型燃燒室型燃燒室 球形燃燒室球形燃燒室 混合氣形成：油膜蒸發(fā)?；旌蠚庑纬桑河湍ふ舭l(fā)。 一般采用單孔噴嘴，一般采用單孔噴嘴，均配有螺旋進(jìn)氣道以產(chǎn)生強(qiáng)進(jìn)氣渦流。均配有螺旋進(jìn)氣道以產(chǎn)生強(qiáng)進(jìn)氣渦流。 主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：z 面容比小，經(jīng)濟(jì)性好。面容比小，經(jīng)濟(jì)性好。z 對(duì)燃油的品質(zhì)及霧化質(zhì)量要求低，可以燃用多對(duì)燃油的品質(zhì)及霧化質(zhì)量要求低，可以燃用多種燃料。種燃料。z 冷起

22、動(dòng)困難。冷起動(dòng)困難。z 低速、加速時(shí)冒黑煙。低速、加速時(shí)冒黑煙。z 不適于增壓，變工況適應(yīng)性差。不適于增壓，變工況適應(yīng)性差。球型燃燒室球型燃燒室5 5、分開式燃燒室、分開式燃燒室1 1）渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室 混合氣形成：混合氣形成：空間霧化混合為主。一般采用軸針式噴油空間霧化混合為主。一般采用軸針式噴油器。器。主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：z噴霧質(zhì)量要求不高噴霧質(zhì)量要求不高(利用強(qiáng)壓縮渦流形成混合氣，噴油壓力可降低利用強(qiáng)壓縮渦流形成混合氣，噴油壓力可降低)zP/較小，工作柔和，噪音低較小，工作柔和，噪音低（副燃室燃燒滯燃期短，主燃室燃燒（副燃室燃燒滯燃期短，主燃室燃燒活塞已下行）活塞已下行）z空

23、氣利用率高，空氣利用率高，值可較小值可較小（1.2.13）z高速性能好。高速性能好。（渦流隨轉(zhuǎn)速升高而加強(qiáng)）（渦流隨轉(zhuǎn)速升高而加強(qiáng)）z排污低排污低（最高燃燒溫度低）（最高燃燒溫度低）z變工況適應(yīng)性好，對(duì)轉(zhuǎn)速不敏感變工況適應(yīng)性好，對(duì)轉(zhuǎn)速不敏感（轉(zhuǎn)速變化，渦流的流動(dòng)特性基本（轉(zhuǎn)速變化，渦流的流動(dòng)特性基本不變）不變）z面容比大，經(jīng)濟(jì)性較差，啟動(dòng)性差面容比大，經(jīng)濟(jì)性較差，啟動(dòng)性差（傳熱和流動(dòng)損失大，裝電熱塞）（傳熱和流動(dòng)損失大，裝電熱塞）渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室1 1）預(yù)燃室）預(yù)燃室式燃燒室式燃燒室 混合氣形成：混合氣形成：空間霧化混合為主。一般采用軸針空間霧化混合為主。一般采用軸針式噴油器。式噴

24、油器。主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：z噴霧質(zhì)量要求不高噴霧質(zhì)量要求不高（預(yù)燃室形成強(qiáng)的紊流和二次噴射的（預(yù)燃室形成強(qiáng)的紊流和二次噴射的燃燃燒渦流燒渦流形成混合氣）。形成混合氣）。zP/較小，工作柔和。較小，工作柔和。z空氣利用率高，空氣利用率高，值可較小。值可較小。z變工況適應(yīng)性好，對(duì)轉(zhuǎn)速不敏感。變工況適應(yīng)性好，對(duì)轉(zhuǎn)速不敏感。zNOx排放低排放低z啟動(dòng)性差，面容比較大，經(jīng)濟(jì)性差啟動(dòng)性差，面容比較大，經(jīng)濟(jì)性差z低速噪聲（惰轉(zhuǎn)噪聲）大低速噪聲（惰轉(zhuǎn)噪聲）大(預(yù)燃室氣體速度低，油束貫穿力大，預(yù)燃室氣體速度低，油束貫穿力大，噴射的燃油進(jìn)入主燃室，使主燃室燃油滯燃期增長噴射的燃油進(jìn)入主燃室，使主燃室燃油滯燃期增長

25、)預(yù)燃室式燃燒室預(yù)燃室式燃燒室各種燃燒室的比較各種燃燒室的比較第四節(jié)第四節(jié) 影響燃燒過程的因素影響燃燒過程的因素一、燃油的影響一、燃油的影響1 1燃油的著火性燃油的著火性 是指柴油噴入汽缸后能否迅速著火燃燒的能力。是指柴油噴入汽缸后能否迅速著火燃燒的能力。 用用十六烷值十六烷值表示。表示。十六烷值高十六烷值高，著火性好，滯燃期短，著火性好，滯燃期短，P/較小，工作柔和。十較小，工作柔和。十六烷值高，起動(dòng)性好。六烷值高，起動(dòng)性好。十六烷值過高十六烷值過高，使燃油來不及混合就燃燒，冒煙。，使燃油來不及混合就燃燒，冒煙。 車用柴油機(jī)的十六烷值，一般為車用柴油機(jī)的十六烷值，一般為40405050。2

26、2十六烷值對(duì)燃燒過程的影響。十六烷值對(duì)燃燒過程的影響。3 3 蒸發(fā)性蒸發(fā)性 蒸發(fā)性過好，蒸發(fā)性過好，工作粗暴工作粗暴。 蒸發(fā)性差，蒸發(fā)性差，燃燒不完全。燃燒不完全。 蒸發(fā)性適中。蒸發(fā)性適中。 二、壓縮性二、壓縮性的影響的影響 提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作的熱效率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作的熱效率，改改善柴油機(jī)冷起動(dòng)性。善柴油機(jī)冷起動(dòng)性。 但但過大過大造成燃燒最高壓力過大造成燃燒最高壓力過大，曲柄連桿機(jī)構(gòu)承受過高的機(jī)械負(fù)荷，機(jī)械曲柄連桿機(jī)構(gòu)承受過高的機(jī)械負(fù)荷，機(jī)械磨損磨損，使用壽命，使用壽命。 當(dāng)當(dāng)2121時(shí)，時(shí)，i i的提高不明顯。的提高不明顯。 壓縮比的選擇：保證冷起動(dòng)容易和在各種工況下活的可靠而壓縮比的選擇：保證

27、冷起動(dòng)容易和在各種工況下活的可靠而有效的燃燒為前提，盡量選用較低的壓縮比。有效的燃燒為前提，盡量選用較低的壓縮比。Q:Q:汽油機(jī)的壓縮比有什么要求？汽油機(jī)的壓縮比有什么要求？三、使用方面因素的影響三、使用方面因素的影響（一）噴油規(guī)律（一）噴油規(guī)律 1 1柴油機(jī)結(jié)構(gòu)一定時(shí)，放熱規(guī)律取決于噴油規(guī)柴油機(jī)結(jié)構(gòu)一定時(shí)，放熱規(guī)律取決于噴油規(guī)律。律。 2. 2. 噴油速率的變化要先緩后急。噴油速率的變化要先緩后急。 噴油規(guī)律可以通過改變噴油泵凸輪軸的凸輪型噴油規(guī)律可以通過改變噴油泵凸輪軸的凸輪型面加以調(diào)整。面加以調(diào)整。（二）供油提前角（二）供油提前角1 1定義：定義： 高壓油泵柱塞關(guān)閉進(jìn)油孔瞬時(shí)到上止點(diǎn)之間高壓油泵柱塞關(guān)閉進(jìn)油孔瞬時(shí)到上止點(diǎn)之間的曲軸轉(zhuǎn)角。的曲軸轉(zhuǎn)角。 2 2過大、過小的危害：過大、過小的危害： 過大過大滯燃期滯燃期柴油機(jī)工作粗暴，怠速不穩(wěn)，柴油機(jī)工作粗暴，怠速不穩(wěn)，冷起動(dòng)困難。冷起動(dòng)困難。 壓縮負(fù)功壓縮負(fù)功，發(fā)動(dòng)機(jī)功率，發(fā)動(dòng)機(jī)功率，gege。 過小過小后燃量后燃量，排氣溫度，排氣溫度， i i， 發(fā)動(dòng)機(jī)功率發(fā)動(dòng)機(jī)功率，gege。（三）轉(zhuǎn)速（三）轉(zhuǎn)速n n 轉(zhuǎn)速升高時(shí)，壓縮終點(diǎn)的溫度和壓力增高，同時(shí)，噴轉(zhuǎn)速升高時(shí)，壓縮終點(diǎn)的溫度和壓力增高，同時(shí)，噴油壓力增高，從而改善燃油的霧化；并且氣缸內(nèi)的空油壓力增高，從