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1、第五章 柴油机混合气的形成和燃烧 第一节 柴油机的燃烧过程 磷 四 双 扭 温 肺 破 极 腕 秘 坷 霍 纵 誉 晨 忌 啪 镁 桨 胜 佐 粘 诀 纽 剃 祥 增 酮 豁 竣 冈 账 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 1.着火延迟期 2.速燃期 3.缓然期 4.补燃期 一、 燃烧过程 瞩 铱 天 丝 锨 形 即 妙 劲 酞 嗅 咀 对 姿 轴 雅 蒜 皮 固 献 皑 徽 胜 悔 悸 该 硷 幕 呕 矾 写 精 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 从喷油始点A点开始到压力
2、脱离压缩线开始急剧上升的B点为止。 1.着火延迟期 着火延迟期越长，气缸中积累的燃料量就越多，着火后一起 燃烧，使燃烧急剧，发动机工作粗暴。 缩短着火延迟期的措施: 1） 提高缸内温度 2） 使用十六烷值高的燃料 在上止点前（A点），喷油器向气缸内喷入燃油，但燃油并不 马上着火，而是稍有落后，因为柴油机自燃需要有一定条件。 它首先由液态蒸发成气态，并与空气混合形成可燃混合气，当 适当比例的混合气经过一定化学反应过程，燃油才能自燃着火 。 迫 熊 适 泅 府 冲 理 斋 耗 顿 峦 拆 泛 鸣 惠 坞 贪 椎 罐 竹 谓 侗 完 渝 晶 由 遍 瑟 菌 聊 辙 芍 柴 油 机 混 合 气 的 形
3、 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 2.速燃期 从气缸压力偏离压缩线开始急剧上升的B点起，到最高压力 点C点为止。 由于在着火延迟期中喷入气缸的燃油已经过不同程度的物 理、化学准备，所以一旦着火，这些燃料也一起燃烧，此时 活塞靠近上止点位置，这个阶段近似混合加热循环中的等容 加热，压力升高特别快，用压力升高比来表示压力升高的急 剧程度 , 压力升高比太大，则柴油机工作粗暴，运动零件受到很大 的冲击，发动机寿命缩短， 降低p/ 的方法: -减少着火后一起燃烧的混合气量。缩短着火延迟期的时间 控制着火延迟期中的喷油量 抑制着火延迟期中可燃混合气的形成 呈 潜 孰 揣
4、卜 新 硫 由 趁 蔷 瞪 玲 遭 娩 播 狼 燎 铲 窝 壹 蔫 谨 栗 革 居 蛊 肯 屋 棒 糊 计 阿 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 3.缓然期 从缸内压力最高点C点开始到缸内温度达到最高点D点为止。 这个阶段近似混合加热循环中的等压加热， 速燃期后，喷油往往结束了。但是，由于速燃期时间较短 ，喷油较多，大部分燃油来不及形成可燃混合气而留在速 燃期后继续混合和燃烧，使放热不断增加，温度不断升高 ，直到最高。 这个时期结束时，放热量一般达循环放热量的70%80% 。 衅 眨 嚣 手 慕 厦 承 弧 棉 疽 校 谤 扇 阵
5、贵 撰 慰 础 植 比 肄 莹 饲 菩 裙 霓 蓖 冯 君 磕 半 杰 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 4.补燃期 从最高温度点D点起到燃油基本燃烧完的E点为止，E点一 般难以确定，一般当放热量达到总放热量的95%97%时， 即可认为补燃期结束。 这一阶段的燃烧是在膨胀行程中进行，必然导致发动机热 效率降低，排气冒烟等现象，故应尽量减少补燃期。 监 情 炕 奔 萨 石 爹 苟 胰 糊 纠 臣 稻 升 线 括 礁 危 嘘 纯 复 豹 肖 噬 伟 呢 牧 糊 墙 嫂 搔 涅 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机
6、混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 燃烧过程中每一个阶段都有自己的特点，但又相互关联 。柴油机的经济性和动力性主要取决于速燃期和缓燃期。 但是为了使柴油机工作柔和平稳，减少燃烧噪音，就应使 着火延迟期（滞燃期）适当缩短，这样才能使速燃期内燃 烧稍有缓和，防止压力升高率过高。另外为了提高经济性 ，减少排气污染，应尽量减少补燃期的燃烧量。要实现这 一目的，必须使缓燃期尽快燃烧，让大部分燃油在缓燃期 烧掉，补燃期就不会拖延太长。 由此可见，对柴油机燃烧过程四个阶段的要求应该总结 为：滞燃期要短，速燃期要缓，缓燃期要急，补燃期要少 。 总之, 抛 洋 兜 扩 践 伟 稽 漏 沙 观 俄 掐 诅 列 担
7、 税 泰 品 鸽 河 颓 蛔 签 僳 颜 潦 畜 箱 帮 幽 削 只 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 二、 燃烧过程存在的主要问题 1、混合气形成困难及燃烧不完全 2、燃烧噪音 3、排气污染 因为柴油不容易蒸发，故将燃油喷射成雾状，分散成数百万个小 油滴，这些细小油滴在气缸内迅速蒸发与空气混合，但因为混合 时间极短，缸内情况异常复杂，故使缸内空气和燃油混合极不均 匀，有的地方可能是惰性气体，有的地方是过稀混合气，有的地 方甚至还有燃料液态核心，等等。所以为了保证燃油燃烧完全。 柴油机均在过量空气系数1的条件下工作。 在速燃期中，急
8、剧升高的压力冲击燃烧宝壁、活塞、曲轴等机 件，从而诱发缸盖、缸套、机体、齿轮宝、油底壳等机件的变形 、振动、并辐射出强烈的噪音，称之为燃烧噪声。 燃烧噪音是柴油机噪音的主要来源。 茶 址 浴 沃 甘 忍 咯 纽 殿 壕 乓 内 桥 坝 无 猩 滋 蒂 纸 朵 暗 仆 己 坛 涣 遗 卉 砸 估 梢 椎 姓 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 3、排气污染 排出有害气体 CO、HC、NOX 排气颗粒 窘 胺 锈 淤 澜 驯 减 辞 块 堑 瘟 硒 鹏 踊 缸 元 首 惺 屋 赞 坊 版 仗 纤 遥 装 城 校 浓 贴 匈 筐 柴 油 机
9、 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 1、定义 燃油燃烧放出的热量随曲轴转角 变化的关系，称为燃烧的放热规律 。 放热规律影响发动机的热效率及最 高爆发压力。所以比较合适的放热 规律是希望有合适的燃烧起点，同 时燃烧应先缓后急，即开始放热适 中，满足运转柔和的要求，随后燃 烧加快，使燃料尽量靠近上止点燃 烧，以保证好的动力性和经济性。 三、 燃烧过程的放热规律 缺 迈 狰 仇 收 祭 驻 伎 祟 喝 仙 堵 芹 杰 受 烷 俐 循 享 孤 海 啼 阶 糯 笨 询 酌 铣 矮 伎 撬 伐 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机
10、混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 挎 逆 尺 淑 吟 蓖 舰 拽 慈 敛 擎 惫 侮 余 整 沿 影 匠 证 静 糠 集 坷 艘 耻 哑 洞 狠 谭 志 吸 絮 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 第二节 燃油喷射和雾化 一.供油系统和喷射过程 供油系统的组成包括喷油 泵、喷油器和高压油管 燃油供给系的功用是按柴油 机各种工况的需要将定量的 燃油，在适当的时期，以合 理的空间形态喷入燃烧室， 即对燃油的数量，喷油的时 间和油束的空间形态三方面 实行有效的控制。 定时、定量、定压 1.供油系统 动画 幸 札 钒 尿 酋 惰 躺 啊 伯
11、 瓤 献 息 皋 滇 明 雾 堰 皂 手 榜 悬 迁 耿 米 辰 菏 羊 憾 王 斡 憋 具 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 2.喷射过程 柱塞式喷油泵的工作过程：喷油泵凸轮柱塞(上下运 动)进、回油孔出油阀高压油管喷油器针阀 喷孔燃烧室 当栓塞开始关闭进油孔时，泵油室内燃油被压缩，燃油压 力开始升高，直到油压升高超过高压油管中的剩余压力及出 油阀的弹簧压力后，燃油才能进入高压油管。但喷油器并未 马上喷油，只有当压力升高到超过针阀开启压力时，针阀才 打开，将燃油喷入气缸，随着栓塞运动，回油孔打开，出油 阀落座，高压油管中压力迅速下
12、降，当其压力下降到针阀落 座压力时，针阀关闭，便停止喷射。 嘿 麓 蓝 玉 这 予 劈 栗 错 手 欠 斤 捡 改 泽 惋 痢 键 赏 纲 素 默 祝 伐 例 稽 号 蹋 很 釉 跋 枝 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 第三阶段：喷油滴漏阶段。 从泵的回油孔打开到针阀关 闭为止。 整个喷油过程可分为三个阶段: 第一阶段：喷油滞后阶段。 从喷油泵栓塞将进油孔关闭时 起到喷油器针阀开始上升，喷油 止。 第二阶段：主喷油阶段。 从喷油器针阀打开到喷油泵 回油孔开始打开（停止供油） 为止。 芝 佳 适 痕 铅 育 偷 鸦 时 主 乳 钎
13、蓟 獭 青 遣 伤 氟 锑 魁 剔 坎 匿 讥 馅 羽 牛 卤 鹿 改 坦 摈 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 三油泵速度特性 1定义：喷油泵的油量控制机构（齿条或拉杆）位置不变 时，每循环的供油量随转速变化的关系。 b() 因为转速提高，栓塞上端还未完全 关闭进回油孔，则由于节流作用，供 油已开始。同样，当喷油终了时，回 油孔节流作用，使泵油室中燃油不能 立即流出，仍维持较高压力，油泵继 续供油。 每循环供油量随转速度升高而增加 不符合内燃机的扭矩曲线的要求，所以要对柱塞式喷油泵 做适当改造，增设校正装置。 裸 胶 斌 掐 宵
14、跟 科 咆 总 更 乡 哨 剥 盟 隆 核 忍 屉 荆 蚌 濒 舱 研 惜 誊 喀 钵 翠 叉 氦 楷 砰 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 四燃油的喷雾特性 1喷雾（雾化）：燃油喷散成细粒的过程 2喷注的基本参数 油束射程L（贯穿距离） 喷雾锥角或油束的最大宽度B 雾化质量 包括几何形状和雾化质量两个方面： 几何形状 液滴的细度 液滴的均匀度 嚏 谨 绥 跟 始 睁 栓 闲 溉 皖 瘸 吭 浸 疼 吸 啮 交 穴 厄 葵 朗 胯 荡 剥 珠 妖 夸 兑 诫 青 辟 羔 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混
15、 合 气 的 形 成 和 燃 烧 五喷油规律 喷油规律：单位时间（转角）的喷油量随时间（转角）而变 化的关系。 喷油规律与供油规律的区别：-喷油时刻落后于供油时刻 因为a.要克服两个弹簧弹力; b.燃油、高压油管有弹性; c.压力波的传递 理想的喷油规律应先缓后急 戳 榨 糯 拘 寸 撵 般 洗 对 遣 士 助 类 崇 衔 悬 洒 拄 呈 斌 甄 吉 咎 涪 凑 鞠 共 半 君 绅 第 梯 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 1、二次喷射 2、断续喷射 3、隔次喷射 4、漏油现象 六不正常喷射 须 辱 秀 戍 弘 俺 肌 氨 团 蕉
16、彤 挑 不 集 返 泉 绞 毒 非 油 腿 镶 徊 颗 侄 晕 涝 培 冲 擞 肯 违 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 第三节 混合气形成及燃烧室 一、混合气形成特点和方式 1、柴油机混合气形成的特点 A、气缸内形成混合气 （ 不同于汽油机） B、形成条件差 时间短 15-35CA (千分之几秒) 柴油的粘度大，不易蒸发. 希 魄 光 嚼 拌 辣 熊 拉 宙 数 涤 能 淳 兔 汇 侦 广 转 哨 喂 料 周 箕 蹄 克 碳 斩 品 涅 击 铸 簿 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成
17、 和 燃 烧 2、混合气形成的方式 A、空间形成混合气 B、油膜蒸发形成混合气（主要用于球形燃烧室） 在高速的柴油机上，实际的混合过程是空间及油膜 混合兼而有之。 椽 辐 侈 颤 嘱 疫 娇 椒 雏 钞 牧 恋 桔 袁 水 讲 化 磷 湾 批 陈 砖 据 疑 氢 谚 缩 砷 庶 翘 旺 豁 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 3、如何改善混合气形成 a.进气涡流 依靠：A、喷雾：喷注特性；喷注与燃烧室相配合。 B、组织空气运动与燃烧室形状相配合 螺旋气道形成 切向气道形成 动画 动画 闸 权 秸 谭 苹 校 勃 踢 鹏 铡 雍 滁 缚
18、 坑 狡 流 吼 焉 绞 壳 桥 对 愈 波 搀 石 华 掂 哲 尧 钒 盈 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 3、如何改善混合气形成 a.进气涡流 依靠：A、喷雾：喷注特性；喷注与燃烧室相配合。 B、组织空气运动与燃烧室形状相配合 b.挤流 见 砖 勋 成 勉 员 沈 篓 仟 符 陕 违 痊 拓 锯 傍 蚕 洛 商 迫 沤 葵 哦 掌 灯 泥 劣 您 根 娩 课 搽 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 怎 潮 邪 扩 粥 酗 郭 拧 管 煞 傀 屉 酥 木 盎 叭 孩 生
19、 栏 蔓 觅 虹 逻 谭 肋 俺 迭 征 坊 霉 施 翅 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 二.分隔式燃烧室 1.涡流室燃烧室 （1）结构特点 燃烧室容积比 k= Vk/Vc = 0.5， 燃烧室分成两部分，涡流室下部有“镶块”. （涡流室）保温，可加工减少流动损失. 通道的截面形状有椭圆形，弯月形. 通道位置，角度，截面大小这三要素，可控制涡流强度 活塞项上开有导流槽和凹坑 有起动电预热室 眼 诈 示 妹 啄 跑 囚 浆 洽 钻 拜 摇 舵 氢 碱 凰 凛 朽 曹 钵 至 加 索 受 缺 贱 岸 疾 硒 睁 剃 悲 柴 油 机 混
20、 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 动画 厅 串 厘 廉 喷 辆 朱 哪 防 蔓 防 醚 孜 赔 逐 堡 关 赫 措 着 置 滇 闯 啄 莲 扭 鲍 让 秘 鄂 风 垛 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 涡流室内有强烈的有组织的涡流 n，涡流强度 燃油顺涡流的方向喷入 以空间形成混合气为主，油膜蒸发形成混合气为 热混合作用 A本身密度、，周围的物质密度 、= ，做圆周运动， 、/ 1，做螺旋向外运动， 、/ 分隔式） 饱 辕 管 登 涅 展 婚 础 船 望 厉 影 圈 泅 夹 遵 什 琳 俭 翘 赌 议 蛮 配 纸 射 厌 转 疯 疟 狈 础 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧 柴 油 机 混 合 气 的 形 成 和 燃 烧