1、第五章第五章 柴油機(jī)混合氣形成與燃燒柴油機(jī)混合氣形成與燃燒第一節(jié)第一節(jié) 柴油的使用性能柴油的使用性能1 1、十六烷值、十六烷值 是評定柴油自燃性好壞的指標(biāo)。是評定柴油自燃性好壞的指標(biāo)。評定：用容易自燃的十六烷（十六值為用容易自燃的十六烷（十六值為100100）和最）和最不容易自燃的不容易自燃的- -甲基萘（十六值為甲基萘（十六值為0 0）按不同比）按不同比例混合組成標(biāo)準(zhǔn)燃料組（混合液），將被測定柴例混合組成標(biāo)準(zhǔn)燃料組（混合液），將被測定柴油在相同條件下與標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行燃燒比較，標(biāo)準(zhǔn)油在相同條件下與標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行燃燒比較，標(biāo)準(zhǔn)燃料組中十六烷的體積百分?jǐn)?shù)就是被測柴油的十燃料組中十六烷的體積百分?jǐn)?shù)就是被

2、測柴油的十六值。六值。 國產(chǎn)柴油的十六烷值一般為國產(chǎn)柴油的十六烷值一般為40-5040-50，不，不必要過分增大。必要過分增大。十六烷值高，發(fā)火性好，工作平穩(wěn)；十六烷值高，發(fā)火性好，工作平穩(wěn)；十六烷值過高，燃燒易劣化，析出碳，排十六烷值過高，燃燒易劣化，析出碳，排氣冒煙。氣冒煙。2 2、餾程、餾程表示柴油的蒸發(fā)性，與燃燒完善程度及表示柴油的蒸發(fā)性，與燃燒完善程度及起動性能有密切關(guān)系。起動性能有密切關(guān)系。 燃料餾出燃料餾出50%50%的溫度低，說明這種燃料輕餾分多、蒸的溫度低，說明這種燃料輕餾分多、蒸發(fā)快，有利于混合氣形成，易于起動。發(fā)快，有利于混合氣形成，易于起動。 90%90%和和95%95

3、%溜出溫度標(biāo)志柴油中所含難于蒸發(fā)的重餾溜出溫度標(biāo)志柴油中所含難于蒸發(fā)的重餾分的數(shù)量。分的數(shù)量。3. 3. 粘度粘度 是燃料流動性的尺度，表示燃料內(nèi)部摩是燃料流動性的尺度，表示燃料內(nèi)部摩擦力的物理特性。擦力的物理特性。o 直接影響燃料的噴霧質(zhì)量直接影響燃料的噴霧質(zhì)量霧化性。霧化性。粘度越粘度越大，霧化后油滴顆粒越大。大，霧化后油滴顆粒越大。o 柴油機(jī)噴油泵柱塞偶件、噴油器針閥偶件都是柴油機(jī)噴油泵柱塞偶件、噴油器針閥偶件都是靠燃油自潤滑，所以柴油應(yīng)具有一定的粘度。靠燃油自潤滑，所以柴油應(yīng)具有一定的粘度。4 4、流動性、流動性o 用凝固點(diǎn)表示。凝固點(diǎn)用凝固點(diǎn)表示。凝固點(diǎn)燃油失去流動性達(dá)到凝固的溫燃油

4、失去流動性達(dá)到凝固的溫度。度。o 國產(chǎn)輕柴油按凝固點(diǎn)不同，分為國產(chǎn)輕柴油按凝固點(diǎn)不同，分為1010、0 0、-10-10、 -20-20、3535五級，其凝固點(diǎn)分別不高于五級，其凝固點(diǎn)分別不高于1010、00、1010、- -2020和和-35-35。o 輕柴油用于高速柴油機(jī)，重柴油用于中、低速柴油機(jī)。輕柴油用于高速柴油機(jī)，重柴油用于中、低速柴油機(jī)。o 選用柴油時，應(yīng)按最低環(huán)境溫度高出凝固點(diǎn)選用柴油時，應(yīng)按最低環(huán)境溫度高出凝固點(diǎn)55以上，如以上，如- -2020柴油適用于最低環(huán)境溫度為柴油適用于最低環(huán)境溫度為1515以下的場合。以下的場合。三、三、汽油、柴油性能差異對發(fā)動機(jī)的影響汽油、柴油性能

5、差異對發(fā)動機(jī)的影響混合氣形成上的差異混合氣形成上的差異 著火上的差異著火上的差異 燃燒上的差異燃燒上的差異汽汽油油機(jī)機(jī) 汽油揮發(fā)性強(qiáng)，可能在較低溫汽油揮發(fā)性強(qiáng)，可能在較低溫度下以較充裕的時間在氣缸外部進(jìn)度下以較充裕的時間在氣缸外部進(jìn)氣管中形成均勻的混合氣，控制混氣管中形成均勻的混合氣，控制混合氣的數(shù)量便能調(diào)節(jié)汽油機(jī)的功率，合氣的數(shù)量便能調(diào)節(jié)汽油機(jī)的功率，是量調(diào)節(jié)是量調(diào)節(jié) 。 汽油自燃溫汽油自燃溫度較高，適宜度較高，適宜外源點(diǎn)火。外源點(diǎn)火。 防止自燃，促使防止自燃，促使其有規(guī)律的燃燒，混其有規(guī)律的燃燒，混合氣均勻，著火后，合氣均勻，著火后，以火焰?zhèn)鞑サ姆绞较蛞曰鹧鎮(zhèn)鞑サ姆绞较蚓鶆虻幕旌蠚庹归_。均

6、勻的混合氣展開。 柴柴油油機(jī)機(jī) 柴油蒸發(fā)性差，但粘性好，適柴油蒸發(fā)性差，但粘性好，適宜用油泵宜用油泵油嘴向氣缸內(nèi)部噴油，油嘴向氣缸內(nèi)部噴油，靠調(diào)節(jié)供油量來調(diào)節(jié)負(fù)荷，吸入的靠調(diào)節(jié)供油量來調(diào)節(jié)負(fù)荷，吸入的空氣量基本不變，是質(zhì)調(diào)節(jié)。空氣量基本不變，是質(zhì)調(diào)節(jié)。 柴油化學(xué)安柴油化學(xué)安定性差，易自定性差，易自燃，采用壓燃燃，采用壓燃的方式。的方式。 柴油噴射及與空氣柴油噴射及與空氣的混合，既短暫又不的混合，既短暫又不均勻，常有隨噴隨燒均勻，常有隨噴隨燒的現(xiàn)象，燃燒時間延的現(xiàn)象，燃燒時間延長。長。 第二節(jié)第二節(jié) 柴油機(jī)燃燒過程柴油機(jī)燃燒過程一、柴油機(jī)的著火一、柴油機(jī)的著火 在壓縮行程后期，當(dāng)活塞達(dá)到上止點(diǎn)前

7、，燃料在壓縮行程后期，當(dāng)活塞達(dá)到上止點(diǎn)前，燃料在高壓下以高速（在高壓下以高速（200-300m/s200-300m/s）噴入高溫（）噴入高溫（450-450-5505500 0c c）、高壓（）、高壓（3-4mpa3-4mpa）的空氣中，與空氣快速）的空氣中，與空氣快速混合形成可燃混合氣，但燃料并不能立即著火。混合形成可燃混合氣，但燃料并不能立即著火。o可燃混合氣著火燃燒的條件：可燃混合氣著火燃燒的條件： 1 1）可燃混合氣必須加熱到某一著火溫度（臨界溫）可燃混合氣必須加熱到某一著火溫度（臨界溫度）以上，否則，不能著火；度）以上，否則，不能著火； 2 2）燃料與空氣的比例要在著火界限范圍內(nèi)。若

8、過）燃料與空氣的比例要在著火界限范圍內(nèi)。若過濃與過稀且超過著火界限范圍，就不能著火。濃與過稀且超過著火界限范圍，就不能著火。柴油機(jī)氣缸內(nèi)燃料的著火情況非常復(fù)雜柴油機(jī)氣缸內(nèi)燃料的著火情況非常復(fù)雜o 位于油束外圍直徑很小的油滴，在很短的時間內(nèi)位于油束外圍直徑很小的油滴，在很短的時間內(nèi)蒸發(fā)完畢，雖可以形成適當(dāng)濃度的混合氣區(qū)域，蒸發(fā)完畢，雖可以形成適當(dāng)濃度的混合氣區(qū)域，但因溫度不夠或化學(xué)準(zhǔn)備來不及而不能著火。但因溫度不夠或化學(xué)準(zhǔn)備來不及而不能著火。o 著火首先發(fā)生在油束核心與外圍之間混合氣溫度著火首先發(fā)生在油束核心與外圍之間混合氣溫度和濃度適當(dāng)?shù)牡胤健：蜐舛冗m當(dāng)?shù)牡胤健 著火火源一般不止一個，而是多

9、處同時著火。著火火源一般不止一個，而是多處同時著火。二、柴油機(jī)燃燒過程二、柴油機(jī)燃燒過程o 一般根據(jù)展開的示功圖進(jìn)一般根據(jù)展開的示功圖進(jìn)行分析，如右圖。行分析，如右圖。圖中：橫坐標(biāo)表示曲軸轉(zhuǎn)角；圖中：橫坐標(biāo)表示曲軸轉(zhuǎn)角； 縱坐標(biāo)表示氣缸壓力。縱坐標(biāo)表示氣缸壓力。o 根據(jù)氣缸中工質(zhì)壓力和根據(jù)氣缸中工質(zhì)壓力和溫度的變化規(guī)律，人為地溫度的變化規(guī)律，人為地劃分為劃分為4 4個階段。個階段。1 1）著火延遲期）著火延遲期（滯燃期）（滯燃期）（a-b點(diǎn)）點(diǎn)）o 從噴油開始點(diǎn)從噴油開始點(diǎn)a a到壓力開始急劇升高（燃燒開始的到壓力開始急劇升高（燃燒開始的標(biāo)志）點(diǎn)標(biāo)志）點(diǎn)b b。o 此時，缸內(nèi)溫度雖已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過柴

10、油的自燃溫度（可此時，缸內(nèi)溫度雖已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過柴油的自燃溫度（可達(dá)達(dá)400400800800），但噴入氣缸內(nèi)的柴油并不馬上著），但噴入氣缸內(nèi)的柴油并不馬上著火。需要進(jìn)行燃燒準(zhǔn)備：火。需要進(jìn)行燃燒準(zhǔn)備：o 物理準(zhǔn)備：霧化、吸熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散、混合。物理準(zhǔn)備：霧化、吸熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散、混合。o 化學(xué)準(zhǔn)備：分解、氧化（焰前反應(yīng)）。化學(xué)準(zhǔn)備：分解、氧化（焰前反應(yīng)）。作用：形成發(fā)火源（一處或多處著火），保證作用：形成發(fā)火源（一處或多處著火），保證iiii期燃期燃燒能在燃燒室內(nèi)擴(kuò)展。燒能在燃燒室內(nèi)擴(kuò)展。 i著火延遲期著火延遲期o 以秒計的著火延遲期用以秒計的著火延遲期用i i 表示；表示；o 以曲軸轉(zhuǎn)角計的著火延

11、遲期用以曲軸轉(zhuǎn)角計的著火延遲期用i i 表示；表示； 一般一般i i =0.7-3ms；i i = 8 -12。o 盡管著火延遲期盡管著火延遲期i i 很短但卻對燃燒過程、尤其是柴很短但卻對燃燒過程、尤其是柴油機(jī)的燃燒過程影響很大，因此十分重要。油機(jī)的燃燒過程影響很大，因此十分重要。著火延遲期內(nèi)存在問題：著火延遲期內(nèi)存在問題：o 混合時間短，混合時間短， 缸內(nèi)空氣、燃油混合不均勻。缸內(nèi)空氣、燃油混合不均勻。o 目前，采用目前，采用1，改善燃燒，使燃油盡可能完全燃，改善燃燒，使燃油盡可能完全燃燒。燒。2 2）速燃期）速燃期（b-c點(diǎn)）點(diǎn)）o 從從壓力開始急劇升高點(diǎn)壓力開始急劇升高點(diǎn)b到最大燃燒壓

12、力點(diǎn)到最大燃燒壓力點(diǎn)c。o 該時期短意味著更接近混合加熱過程中的等容過程。該時期短意味著更接近混合加熱過程中的等容過程。o 特點(diǎn)：混合氣燃燒速度很快，接近等容燃燒，缸內(nèi)特點(diǎn)：混合氣燃燒速度很快，接近等容燃燒，缸內(nèi)溫度、壓力急劇上升。溫度、壓力急劇上升。o 壓力升高率壓力升高率 ： 表示柴油機(jī)工作的平穩(wěn)性表示柴油機(jī)工作的平穩(wěn)性 o ， 沖擊載荷沖擊載荷 ，工作粗暴，柴油機(jī)壽命，工作粗暴，柴油機(jī)壽命 ；o ， 做功不利，柴油機(jī)性能做功不利，柴油機(jī)性能 。ppp3232ppmaxppmax存在問題：工作粗暴（燃燒噪音）存在問題：工作粗暴（燃燒噪音）o 的大小主要決定于著火延遲期的長短及的大小主要決定

13、于著火延遲期的長短及該期內(nèi)形成的可燃混合氣數(shù)量，控制著火延該期內(nèi)形成的可燃混合氣數(shù)量，控制著火延遲期的長短是改善柴油機(jī)燃燒過程的主要手遲期的長短是改善柴油機(jī)燃燒過程的主要手段。段。o 速燃期進(jìn)行好壞的標(biāo)志是：柴油機(jī)工作是否速燃期進(jìn)行好壞的標(biāo)志是：柴油機(jī)工作是否平穩(wěn)柔和，而工作是否平穩(wěn)柔和則取決于上平穩(wěn)柔和，而工作是否平穩(wěn)柔和則取決于上一時期積存油量的多少，因而，一時期積存油量的多少，因而，著火延遲期著火延遲期的長短與速燃期工作好壞有重要關(guān)系。的長短與速燃期工作好壞有重要關(guān)系。p3 3）緩燃期）緩燃期（c-點(diǎn)）o 從從最大燃燒壓力點(diǎn)最大燃燒壓力點(diǎn)c到最高燃燒溫度點(diǎn)到最高燃燒溫度點(diǎn)d。o 該時期短

14、意味著更接近混合加熱過程中的等壓過程。該時期短意味著更接近混合加熱過程中的等壓過程。o 特點(diǎn)：燃燒產(chǎn)物增多，燃燒速度特點(diǎn)：燃燒產(chǎn)物增多，燃燒速度 ，缸內(nèi)壓力變化，缸內(nèi)壓力變化不大，放熱量達(dá)不大，放熱量達(dá)70-80%。某些缺氧區(qū)域出現(xiàn)不完。某些缺氧區(qū)域出現(xiàn)不完全燃燒，造成污染物全燃燒，造成污染物 。o 存在問題：不斷噴入氣缸的燃油與空氣混合不充分，存在問題：不斷噴入氣缸的燃油與空氣混合不充分，導(dǎo)致導(dǎo)致燃燒不完全燃燒不完全 。o 強(qiáng)化燃燒后期噴入氣缸的燃油與空氣的混合成為關(guān)鍵。強(qiáng)化燃燒后期噴入氣缸的燃油與空氣的混合成為關(guān)鍵。4 4）補(bǔ)燃期）補(bǔ)燃期（點(diǎn)（點(diǎn)- -燃燒過程基本結(jié)束）燃燒過程基本結(jié)束）o

15、 期內(nèi)未燃盡的混合氣繼續(xù)燃燒。期內(nèi)未燃盡的混合氣繼續(xù)燃燒。o 特點(diǎn)：特點(diǎn)：因活塞已遠(yuǎn)離上止點(diǎn)，缸內(nèi)壓力低，因活塞已遠(yuǎn)離上止點(diǎn)，缸內(nèi)壓力低，該期燃燒熱量利用率低，散熱損失該期燃燒熱量利用率低，散熱損失 。o 特別在高速、高負(fù)荷時由于過量空氣少，混特別在高速、高負(fù)荷時由于過量空氣少，混合氣形成困難，燃燒時間短，補(bǔ)燃合氣形成困難，燃燒時間短，補(bǔ)燃 。o 補(bǔ)燃期補(bǔ)燃期 ， ， ，動力性，動力性 ，冷卻水，冷卻水溫度溫度 ，排氣溫度，排氣溫度 ，排放污染物，排放污染物 。teb 柴油機(jī)的補(bǔ)燃比汽油機(jī)要嚴(yán)重的多，希柴油機(jī)的補(bǔ)燃比汽油機(jī)要嚴(yán)重的多，希望補(bǔ)燃越少越好。望補(bǔ)燃越少越好。o 存在問題：存在問題：

16、補(bǔ)燃太嚴(yán)重，如何縮短直至消滅補(bǔ)燃？補(bǔ)燃太嚴(yán)重，如何縮短直至消滅補(bǔ)燃？o 措施：措施： 加強(qiáng)燃燒室內(nèi)氣流活動，改善混合氣形成；加強(qiáng)燃燒室內(nèi)氣流活動，改善混合氣形成； 減少緩燃期內(nèi)的噴油量。減少緩燃期內(nèi)的噴油量。柴油機(jī)與汽油機(jī)相比主要有如下特點(diǎn)柴油機(jī)與汽油機(jī)相比主要有如下特點(diǎn) 汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)點(diǎn)燃式點(diǎn)燃式壓燃式壓燃式i影響小影響小i影響大影響大進(jìn)入氣缸的是混合氣，混合時進(jìn)入氣缸的是混合氣，混合時間長間長進(jìn)入氣缸的是新鮮空氣，混合進(jìn)入氣缸的是新鮮空氣，混合時間短時間短熱負(fù)荷大熱負(fù)荷大機(jī)械負(fù)荷大機(jī)械負(fù)荷大壓縮比低，壓縮比低， =612壓縮比高，壓縮比高， =1222存在爆燃問題存在爆燃問題存在

17、工作粗暴問題存在工作粗暴問題組織氣流運(yùn)動的目的：加速火組織氣流運(yùn)動的目的：加速火焰?zhèn)鞑ィ乐贡佳鎮(zhèn)鞑ィ乐贡冀M織氣流運(yùn)動的目的：促進(jìn)燃組織氣流運(yùn)動的目的：促進(jìn)燃油與空氣更好地混合油與空氣更好地混合柴油機(jī)、汽油機(jī)燃燒過程的對比柴油機(jī)、汽油機(jī)燃燒過程的對比o 柴油機(jī)與汽油機(jī)燃燒過程主要特點(diǎn)對比柴油機(jī)與汽油機(jī)燃燒過程主要特點(diǎn)對比對比項(xiàng)目對比項(xiàng)目汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)著火著火點(diǎn)燃，單點(diǎn)著火點(diǎn)燃，單點(diǎn)著火壓燃，多點(diǎn)同時著火壓燃，多點(diǎn)同時著火燃燒燃燒火焰在均質(zhì)預(yù)混合氣中有火焰在均質(zhì)預(yù)混合氣中有序傳播，燃燒柔和序傳播，燃燒柔和兩階段燃燒，即無序的非均質(zhì)兩階段燃燒，即無序的非均質(zhì)預(yù)混合燃燒和油氣擴(kuò)散燃燒

18、，預(yù)混合燃燒和油氣擴(kuò)散燃燒，燃燒較粗暴燃燒較粗暴后燃后燃因混合均勻后燃較輕因混合均勻后燃較輕因混合不均勻，噴油持續(xù)時間因混合不均勻，噴油持續(xù)時間長使后燃嚴(yán)重長使后燃嚴(yán)重放熱規(guī)律放熱規(guī)律燃燒放熱先緩后急，燃燒燃燒放熱先緩后急，燃燒持續(xù)期較短持續(xù)期較短直噴機(jī)大多燃燒放熱先急后緩，直噴機(jī)大多燃燒放熱先急后緩，燃燒持續(xù)期較長燃燒持續(xù)期較長汽油機(jī)、柴油機(jī)燃燒過程的主要區(qū)別汽油機(jī)、柴油機(jī)燃燒過程的主要區(qū)別混合氣形成上的差異混合氣形成上的差異 著火上的著火上的差異差異 燃燒上的差異燃燒上的差異汽汽油油機(jī)機(jī)外部形成外部形成 混合時間長、均勻混合時間長、均勻混合氣混合氣 較小較小 負(fù)荷調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)外

19、源點(diǎn)外源點(diǎn)火火 單火源單火源發(fā)火發(fā)火以火焰?zhèn)鞑シ绞綖橹饕曰鹧鎮(zhèn)鞑シ绞綖橹?接近等容燃燒接近等容燃燒工作較柔和工作較柔和后燃較輕后燃較輕柴柴油油機(jī)機(jī)內(nèi)部形成內(nèi)部形成 混合時間短、非均混合時間短、非均勻混合氣勻混合氣 較大較大 負(fù)荷調(diào)節(jié)負(fù)荷調(diào)節(jié)質(zhì)調(diào)節(jié)質(zhì)調(diào)節(jié)自行著自行著火火 多火源多火源著火著火以擴(kuò)散燃燒方式為主以擴(kuò)散燃燒方式為主 近似先等容后等壓燃燒近似先等容后等壓燃燒工作較粗暴工作較粗暴后燃較重后燃較重三、影響著火延遲期的因素三、影響著火延遲期的因素1 1、壓縮溫度和壓力、壓縮溫度和壓力直接影響因素直接影響因素 pc ，tc i i 。o 凡是能促使壓縮末期溫度、壓力上升的因素，凡是能促使壓縮末

20、期溫度、壓力上升的因素，均可使均可使i i ，如增大壓縮比，增大進(jìn)氣溫度等。如增大壓縮比，增大進(jìn)氣溫度等。2 2、壓縮比、壓縮比 o pcpc ， tctc i i 。3 3、噴油提前角、噴油提前角 影響最大的因素影響最大的因素 噴油提前角對噴油提前角對i i的的影響實(shí)際上是影響實(shí)際上是溫度、壓溫度、壓力和反應(yīng)物反應(yīng)時間對著火延遲期的綜合影響。力和反應(yīng)物反應(yīng)時間對著火延遲期的綜合影響。o 雖然噴油時的壓力較高，但著火時刻推遲，雖然噴油時的壓力較高，但著火時刻推遲，使燃燒使燃燒 ，pc ，tc i i ；o 所以，應(yīng)有一個使所以，應(yīng)有一個使i i為最小的為最小的 。一般：。一般： =5-=5-1

21、0degca10degca。4 4、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速n no n n漏氣、散熱損失漏氣、散熱損失 pc ，tc ； 噴油壓力噴油壓力霧化霧化 ；氣流運(yùn)動；氣流運(yùn)動蒸發(fā)蒸發(fā) ； 混合氣形成好轉(zhuǎn)混合氣形成好轉(zhuǎn) i i 。o 但但n n 著火延遲角著火延遲角 。5 5、燃油品質(zhì)、燃油品質(zhì)o 十六烷值十六烷值柴油的自然性柴油的自然性缸內(nèi)缸內(nèi)p p、t t大時，大時，影響不大；缸內(nèi)影響不大；缸內(nèi)p p、t t小時小時i i 。 i四、燃燒放熱規(guī)律四、燃燒放熱規(guī)律o 瞬時放熱速率和累積放熱百分比隨曲軸轉(zhuǎn)角的瞬時放熱速率和累積放熱百分比隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系變化關(guān)系。它決定了氣缸中壓力變化過程。它決定了氣缸中壓力變

22、化過程。o 由噴油規(guī)律和實(shí)測示功圖，經(jīng)計算機(jī)計算而得。由噴油規(guī)律和實(shí)測示功圖，經(jīng)計算機(jī)計算而得。瞬時放熱速率瞬時放熱速率: : 在燃燒過程中的某一時刻，單位時間內(nèi)（或在燃燒過程中的某一時刻，單位時間內(nèi)（或1 1曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)）燃燒的燃油所放出的熱量。曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)）燃燒的燃油所放出的熱量。累積放熱百分比累積放熱百分比: : 從燃燒過程開始至某一時刻為止已經(jīng)燃燒從燃燒過程開始至某一時刻為止已經(jīng)燃燒的燃油與循環(huán)供油量的比值。的燃油與循環(huán)供油量的比值。燃燒放熱規(guī)律三要素：燃燒放熱規(guī)律三要素：1 1）放熱始點(diǎn)）放熱始點(diǎn) 對循環(huán)熱效率、壓力升高率和燃燒最大壓對循環(huán)熱效率、壓力升高率和燃燒最大壓力都有重大影響。力

23、都有重大影響。2 2）放熱規(guī)律曲線形狀）放熱規(guī)律曲線形狀 決定了前后放熱量的比例，對噪聲、振動決定了前后放熱量的比例，對噪聲、振動和有害排放量都有很大影響。和有害排放量都有很大影響。3 3）燃燒持續(xù)期）燃燒持續(xù)期 對有害排放量有較大影響。對有害排放量有較大影響。不同發(fā)動機(jī)的燃燒放熱規(guī)律不同發(fā)動機(jī)的燃燒放熱規(guī)律o 燃燒放熱規(guī)律影響燃燒放熱規(guī)律影響柴油機(jī)的性能，對柴油機(jī)的性能，對了解、分析和改進(jìn)了解、分析和改進(jìn)燃燒過程有著特別燃燒過程有著特別重要的作用。重要的作用。 理想的燃燒放熱規(guī)律及控制理想的燃燒放熱規(guī)律及控制1 1）放熱始點(diǎn)要求使最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后）放熱始點(diǎn)要求使最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后1

24、010-15-15曲軸轉(zhuǎn)角。可通過噴油提前角變曲軸轉(zhuǎn)角。可通過噴油提前角變化及著火延遲期長短進(jìn)行控制。化及著火延遲期長短進(jìn)行控制。2 2）理想放熱曲線形狀是）理想放熱曲線形狀是“前緩后急前緩后急”。通過噴。通過噴油、氣流、燃燒室協(xié)調(diào)來控制。油、氣流、燃燒室協(xié)調(diào)來控制。3 3）燃燒持續(xù)期不宜太長。取決于噴油延遲角的）燃燒持續(xù)期不宜太長。取決于噴油延遲角的大小、擴(kuò)散燃燒期內(nèi)混合氣形成的快慢和完大小、擴(kuò)散燃燒期內(nèi)混合氣形成的快慢和完善程度。善程度。五、柴油機(jī)的有害排放物五、柴油機(jī)的有害排放物o 微粒微粒 o 氮氧化合物（氮氧化合物（nonox x）o 一氧化碳（一氧化碳（coco） o 碳?xì)浠衔铮?/p>

25、碳?xì)浠衔铮╤chc） o 白煙與藍(lán)煙白煙與藍(lán)煙 六、柴油機(jī)的噪聲振動六、柴油機(jī)的噪聲振動o 氣體動力噪聲氣體動力噪聲 o 機(jī)械噪聲機(jī)械噪聲 o 燃燒噪聲燃燒噪聲 第三節(jié)第三節(jié) 柴油的噴射與霧化柴油的噴射與霧化一、柴油機(jī)供油系統(tǒng)一、柴油機(jī)供油系統(tǒng)o 組成：油箱組成：油箱輸油泵輸油泵濾油器濾油器低壓油管低壓油管噴油噴油泵泵高壓油管高壓油管噴油器（噴油嘴）。噴油器（噴油嘴）。 o 主要裝置主要裝置燃油供給裝置：燃油供給裝置：柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器等。油泵、噴油器等。 空氣供給裝置：空氣供給裝置：空氣濾清器、進(jìn)氣管道。空氣濾清器、進(jìn)氣管道。 混合氣形

26、成裝置：混合氣形成裝置：燃燒室。燃燒室。 廢氣排出裝置：廢氣排出裝置：排氣管道、消音器。排氣管道、消音器。燃油濾清器燃油濾清器低壓油管低壓油管高壓油管高壓油管噴油泵噴油泵噴油器噴油器回油管回油管燃油箱燃油箱輸油泵輸油泵油水分離器油水分離器調(diào)速器調(diào)速器限壓閥限壓閥噴油提前器噴油提前器二、燃油噴射過程燃油噴射過程1.噴油泵噴油泵供油系的主要元件之一供油系的主要元件之一o 作用：作用：定時、定量地經(jīng)定時、定量地經(jīng)高壓油管向各缸的噴油器高壓油管向各缸的噴油器周期性地供給高壓燃油。周期性地供給高壓燃油。o 形式：形式：普遍采用柱塞普遍采用柱塞式噴油泵。式噴油泵。柱塞泵工作過程：柱塞泵工作過程： 進(jìn)油進(jìn)油

27、壓油壓油回油回油壓油過程：壓油過程：柱塞柱塞1 1上行，使噴油泵內(nèi)壓力升高，上行，使噴油泵內(nèi)壓力升高，當(dāng)壓力升高到一定值時，克服噴油泵上方出油閥當(dāng)壓力升高到一定值時，克服噴油泵上方出油閥 彈簧預(yù)緊力和高壓油管內(nèi)的殘余油壓，頂開出油彈簧預(yù)緊力和高壓油管內(nèi)的殘余油壓，頂開出油閥，通過高壓油管向噴油器供油。閥，通過高壓油管向噴油器供油。回油過程：回油過程：當(dāng)壓油室通過柱塞斜槽與回油口相同，當(dāng)壓油室通過柱塞斜槽與回油口相同，使泵內(nèi)油壓下降。當(dāng)泵內(nèi)油壓小于出油閥彈簧使泵內(nèi)油壓下降。當(dāng)泵內(nèi)油壓小于出油閥彈簧預(yù)緊力和高壓油管內(nèi)的殘余油壓力時，出油閥預(yù)緊力和高壓油管內(nèi)的殘余油壓力時，出油閥落座，噴油停止。落座

28、，噴油停止。進(jìn)油過程：進(jìn)油過程：柱塞柱塞1 1下行與進(jìn)油口接通時，回油停止，下行與進(jìn)油口接通時，回油停止，重新進(jìn)油。重新進(jìn)油。柱塞有效行程柱塞有效行程 等于柱塞完全關(guān)閉進(jìn)、回油口到回等于柱塞完全關(guān)閉進(jìn)、回油口到回油口與柱塞斜槽接通的一段行程。油口與柱塞斜槽接通的一段行程。o 每循環(huán)的供油量決定于柱塞有效行程。每循環(huán)的供油量決定于柱塞有效行程。o 轉(zhuǎn)動柱塞，可以改變柱塞有效行程，從而轉(zhuǎn)動柱塞，可以改變柱塞有效行程，從而改變循環(huán)的供油量改變循環(huán)的供油量2.2.噴油泵速度特性及其校正噴油泵速度特性及其校正 o 噴油泵速度特性：噴油泵速度特性：噴油泵油量控制機(jī)構(gòu)（齒條噴油泵油量控制機(jī)構(gòu)（齒條或拉桿）位

29、置固定，或拉桿）位置固定，每循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速每循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速n n的的變化關(guān)系。變化關(guān)系。曲線如此變化的原因：曲線如此變化的原因：on n節(jié)流作用節(jié)流作用循環(huán)供油時間循環(huán)供油時間循環(huán)供油循環(huán)供油量量 b b 。bn對車用發(fā)動機(jī)的適應(yīng)性對車用發(fā)動機(jī)的適應(yīng)性o 車用：希望車用：希望n nb bttqttq （例如：低速大負(fù)（例如：低速大負(fù)荷工況）。荷工況）。o 而噴油泵速度特性：而噴油泵速度特性：n nb bttqttq 。 因此，噴油泵速度因此，噴油泵速度 特性并不適合于車用，特性并不適合于車用， 必須進(jìn)行校正。必須進(jìn)行校正。油量校正的目的：油量校正的目的：o當(dāng)柴油機(jī)在全負(fù)荷工況下工作，轉(zhuǎn)速因

30、當(dāng)柴油機(jī)在全負(fù)荷工況下工作，轉(zhuǎn)速因短時期負(fù)荷增加而下降時，噴油泵能自短時期負(fù)荷增加而下降時，噴油泵能自動每循環(huán)供油量動每循環(huán)供油量b b，以增大低速時的，以增大低速時的輸出扭矩。輸出扭矩。泵泵管管嘴噴射系統(tǒng)模型嘴噴射系統(tǒng)模型 主要包括主要包括凸輪、柱塞、凸輪、柱塞、等壓出油閥、等壓出油閥、高壓油管、針高壓油管、針閥、壓力室和閥、壓力室和噴嘴。噴嘴。 3 3、噴射過程、噴射過程 從噴油泵開始供油直至噴油器停止噴油的從噴油泵開始供油直至噴油器停止噴油的過程。過程。o 整個噴射過程可以整個噴射過程可以分為三個階段：即分為三個階段：即1 1噴射延遲階段；噴射延遲階段；2 2主噴射階段；主噴射階段；3

31、3噴射結(jié)束階段。噴射結(jié)束階段。 4. 4. 供油規(guī)律和噴油規(guī)律供油規(guī)律和噴油規(guī)律 供油規(guī)律是單位時間內(nèi)噴油泵的供油量供油規(guī)律是單位時間內(nèi)噴油泵的供油量隨時間的變化關(guān)系。隨時間的變化關(guān)系。 噴油規(guī)律則是單位時間內(nèi)噴油器噴入燃燒噴油規(guī)律則是單位時間內(nèi)噴油器噴入燃燒室內(nèi)的燃油量隨時間的變化關(guān)系。室內(nèi)的燃油量隨時間的變化關(guān)系。供油規(guī)律和噴油規(guī)律不一致的原因供油規(guī)律和噴油規(guī)律不一致的原因o 燃油的可壓縮性；燃油的可壓縮性；o 高壓油管的彈性變形；高壓油管的彈性變形；o 壓力波的往復(fù)反射和疊加。壓力波的往復(fù)反射和疊加。三種因素導(dǎo)致柴油機(jī)供油規(guī)律和噴油規(guī)律不一致。三種因素導(dǎo)致柴油機(jī)供油規(guī)律和噴油規(guī)律不一致。

32、5 5、異常噴射現(xiàn)象、異常噴射現(xiàn)象1 1）二次噴射）二次噴射o 高壓油管內(nèi)壓力波引起。高壓油管內(nèi)壓力波引起。o 噴射時間噴射時間霧化不良，燃燒不完全，補(bǔ)燃嚴(yán)霧化不良，燃燒不完全，補(bǔ)燃嚴(yán)重，排污重，排污 ，炭煙，炭煙 ，零件過熱。，零件過熱。2 2）滴油現(xiàn)象）滴油現(xiàn)象 在噴油器針閥密封正常情況下，噴射終在噴油器針閥密封正常情況下，噴射終了時由于系統(tǒng)內(nèi)的壓力下降使針閥不能迅速落座，了時由于系統(tǒng)內(nèi)的壓力下降使針閥不能迅速落座，出現(xiàn)仍有燃油滴出的現(xiàn)象。出現(xiàn)仍有燃油滴出的現(xiàn)象。o 難以霧化；易生成積炭并使噴孔堵塞。難以霧化；易生成積炭并使噴孔堵塞。3 3）斷續(xù)噴射）斷續(xù)噴射o 進(jìn)入噴油嘴燃油量不穩(wěn)定，壓

33、力波動引起。進(jìn)入噴油嘴燃油量不穩(wěn)定，壓力波動引起。o 噴油時間正常，但針閥運(yùn)動次數(shù)噴油時間正常，但針閥運(yùn)動次數(shù) ，噴油嘴，噴油嘴易磨損。易磨損。4 4）隔次噴射）隔次噴射o 低速、尤其是怠速時，油壓不足，壓不開針閥。低速、尤其是怠速時，油壓不足，壓不開針閥。下一循環(huán)時油壓聚足，壓開針閥噴射。下一循環(huán)時油壓聚足，壓開針閥噴射。o 怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。噴射系統(tǒng)中的穴蝕破壞噴射系統(tǒng)中的穴蝕破壞 o 穴蝕：穴蝕：主要是指在工程機(jī)械上因?yàn)殚L久的工程使用，主要是指在工程機(jī)械上因?yàn)殚L久的工程使用，造成機(jī)械上的外層脫落而形成的，形成的麻點(diǎn)狀和針造成機(jī)械上的外層脫落而形成的，形成的麻點(diǎn)狀和針狀小孔的

34、小洞。狀小孔的小洞。 o 柴油機(jī)噴射系統(tǒng)的穴蝕破壞出現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)與燃油接觸柴油機(jī)噴射系統(tǒng)的穴蝕破壞出現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)與燃油接觸的金屬表面上。的金屬表面上。o 產(chǎn)生的機(jī)理：在高壓容積內(nèi)產(chǎn)生壓力波動時，在極低產(chǎn)生的機(jī)理：在高壓容積內(nèi)產(chǎn)生壓力波動時，在極低的壓力區(qū)形成汽泡，隨后壓力迅速升高使汽泡爆裂而的壓力區(qū)形成汽泡，隨后壓力迅速升高使汽泡爆裂而產(chǎn)生沖擊波，這種沖擊波多次作用于金屬表面則引起產(chǎn)生沖擊波，這種沖擊波多次作用于金屬表面則引起穴蝕。穴蝕。o 穴蝕破壞會影響到噴射系統(tǒng)的工作可靠性和使用壽命。穴蝕破壞會影響到噴射系統(tǒng)的工作可靠性和使用壽命。 三、燃油的霧化和油束特性三、燃油的霧化和油束特性 o 燃油的

35、霧化：燃油噴入燃燃油的霧化：燃油噴入燃燒室內(nèi)后被粉碎分散為細(xì)燒室內(nèi)后被粉碎分散為細(xì)小液滴的過程。小液滴的過程。o 霧化可以大大增加蒸發(fā)表霧化可以大大增加蒸發(fā)表面積，加速吸熱和汽化過面積，加速吸熱和汽化過程。程。o 可以從可以從幾何形狀幾何形狀和和霧化質(zhì)霧化質(zhì)量量兩個方面來描述油束特兩個方面來描述油束特性。性。o 不同的燃燒室對油束的幾不同的燃燒室對油束的幾何形狀和霧化質(zhì)量的要求何形狀和霧化質(zhì)量的要求有所不同。有所不同。油束幾何形狀油束幾何形狀 o 主要包括主要包括油束射程油束射程（又稱為貫穿距離）（又稱為貫穿距離）l l和和噴霧錐角噴霧錐角或油束或油束的最大寬度的最大寬度b b。 o 影響油束

36、幾何形狀的影響油束幾何形狀的主要因素有：主要因素有： 噴射壓力噴射壓力 噴油器噴孔的長徑比噴油器噴孔的長徑比 空氣與燃油密度比空氣與燃油密度比 油束霧化質(zhì)量油束霧化質(zhì)量 o 油束的霧化質(zhì)量一般油束的霧化質(zhì)量一般是指油束中液滴的細(xì)是指油束中液滴的細(xì)度和均勻度。度和均勻度。o 細(xì)度可以用液滴平均細(xì)度可以用液滴平均直徑來表示。直徑來表示。o 均勻度是指油束中液均勻度是指油束中液滴大小相同的程度以滴大小相同的程度以及液滴在油束內(nèi)分布及液滴在油束內(nèi)分布的均勻程度。的均勻程度。 對燃油噴射系統(tǒng)的基本要求對燃油噴射系統(tǒng)的基本要求1 1）在各種工況下能避免出現(xiàn)不利的）在各種工況下能避免出現(xiàn)不利的異常噴射現(xiàn)象異

37、常噴射現(xiàn)象；2 2）能產(chǎn)生足夠高的噴油壓力，以保證燃油良好的）能產(chǎn)生足夠高的噴油壓力，以保證燃油良好的霧化混合燃燒霧化混合燃燒，包括霧化質(zhì)量（噴霧細(xì)度及均勻性）和空間分布；包括霧化質(zhì)量（噴霧細(xì)度及均勻性）和空間分布；3 3）實(shí)現(xiàn)所要求的噴油功率，以保證合理的）實(shí)現(xiàn)所要求的噴油功率，以保證合理的燃燒放熱規(guī)律燃燒放熱規(guī)律和良好的和良好的綜合性能；綜合性能；4 4）可以根據(jù)不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的要求，在）可以根據(jù)不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的要求，在最佳噴油時刻最佳噴油時刻，精確提供，精確提供所需所需燃油量燃油量；5）在強(qiáng)化噴射系統(tǒng)時，保證零部件的工作在強(qiáng)化噴射系統(tǒng)時，保證零部件的工作可靠性可靠性和使用壽命，降和使用壽

38、命，降低低振動和噪聲振動和噪聲。第四節(jié)第四節(jié) 混合氣形成與燃燒室混合氣形成與燃燒室一、一、柴油機(jī)混合氣形成柴油機(jī)混合氣形成 是指燃料噴入氣缸至著火及燃燒的整個階段中是指燃料噴入氣缸至著火及燃燒的整個階段中所發(fā)生的破碎、霧化、汽化并與空氣之間相互滲透和所發(fā)生的破碎、霧化、汽化并與空氣之間相互滲透和擴(kuò)散的過程。擴(kuò)散的過程。o 由于柴油的蒸發(fā)性差，不得不采用高壓噴射的方法，由于柴油的蒸發(fā)性差，不得不采用高壓噴射的方法，即在壓縮行程接近終了時，借助噴油器將柴油噴入燃即在壓縮行程接近終了時，借助噴油器將柴油噴入燃燒室，與氣缸中高溫、高壓的空氣混合形成可燃混合燒室，與氣缸中高溫、高壓的空氣混合形成可燃混合

39、氣。氣。o 混合氣的形成與燃燒重疊進(jìn)行，即混合氣的形成與燃燒重疊進(jìn)行，即邊噴油，邊混合，邊噴油，邊混合，邊燃燒邊燃燒。柴油機(jī)混合氣形成的兩個特點(diǎn)柴油機(jī)混合氣形成的兩個特點(diǎn) 與汽油機(jī)相比與汽油機(jī)相比1 1）在氣缸內(nèi)部混合；）在氣缸內(nèi)部混合；2 2）混合時間短。）混合時間短。o 柴油機(jī)可燃混合氣的品質(zhì)較汽油機(jī)差。柴油機(jī)可燃混合氣的品質(zhì)較汽油機(jī)差。 為使噴入氣缸內(nèi)的柴油盡可能完全燃燒，為使噴入氣缸內(nèi)的柴油盡可能完全燃燒，柴油機(jī)不得不采用較大的過量空氣系數(shù)柴油機(jī)不得不采用較大的過量空氣系數(shù)。柴油機(jī)混合氣形成主要依靠柴油機(jī)混合氣形成主要依靠3 3方面作用方面作用o 燃料噴霧；燃料噴霧；o 空氣運(yùn)動，缸內(nèi)

40、組織必要的氣流運(yùn)動；空氣運(yùn)動，缸內(nèi)組織必要的氣流運(yùn)動；o 與燃燒室形狀良好的配合。與燃燒室形狀良好的配合。o 即即油、氣、室油、氣、室三者間的合理配合。三者間的合理配合。1.1.形成混合氣的形成混合氣的 兩種基本方式兩種基本方式1 1）空間霧化混合方式）空間霧化混合方式 將燃料噴在燃燒室空間將燃料噴在燃燒室空間使之成為霧狀，再利用空氣運(yùn)動達(dá)使之成為霧狀，再利用空氣運(yùn)動達(dá)到充分混合。到充分混合。o 特點(diǎn)：特點(diǎn)：對燃料噴霧要求高（采用多孔噴嘴）對燃料噴霧要求高（采用多孔噴嘴）燃燒易于完全，經(jīng)濟(jì)性好。燃燒易于完全，經(jīng)濟(jì)性好。對氣流要求不高對氣流要求不高后期燃料易被早期燃燒產(chǎn)物包圍，高溫裂解后期燃料易

41、被早期燃燒產(chǎn)物包圍，高溫裂解排氣冒煙。排氣冒煙。但初期空間分布燃料多，燃燒迅速但初期空間分布燃料多，燃燒迅速 ， ，工作粗工作粗暴。暴。ppmax2 2）油膜蒸發(fā)）油膜蒸發(fā)混合方式混合方式o 該方式是將絕大部分燃料噴在燃燒室壁面上，使之該方式是將絕大部分燃料噴在燃燒室壁面上，使之成為薄薄的一層油膜附著在燃燒室壁面上；只有一成為薄薄的一層油膜附著在燃燒室壁面上；只有一小部分燃料（約小部分燃料（約5%5%）分布在燃燒室空間，與空氣混）分布在燃燒室空間，與空氣混合而首先著火。合而首先著火。o 著火后燃燒室溫度迅速升高，使燃燒室壁面上的油著火后燃燒室溫度迅速升高，使燃燒室壁面上的油膜在強(qiáng)烈氣流作用下，

42、以越來越快的速度蒸發(fā)并與膜在強(qiáng)烈氣流作用下，以越來越快的速度蒸發(fā)并與空氣混合形成均勻混合氣。空氣混合形成均勻混合氣。o 燃燒景象：燃燒景象：邊蒸發(fā)，邊混合，邊燃燒。初期蒸發(fā)、邊蒸發(fā)，邊混合，邊燃燒。初期蒸發(fā)、燃燒慢，后期蒸發(fā)、燃燒迅速（先緩后急）。燃燒慢，后期蒸發(fā)、燃燒迅速（先緩后急）。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 對燃料噴霧要求不高（采用單、雙孔噴嘴），對燃料噴霧要求不高（采用單、雙孔噴嘴），對空氣運(yùn)動要求高。對空氣運(yùn)動要求高。 放熱先緩后急放熱先緩后急 ， 工作柔和，噪聲工作柔和，噪聲小，經(jīng)濟(jì)性較好。小，經(jīng)濟(jì)性較好。 低速性能不好，冷起動困難。對進(jìn)氣道、燃料低速性能不好，冷起動困難。對進(jìn)氣道、燃料供給系統(tǒng)

43、和燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的配合要求很供給系統(tǒng)和燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的配合要求很高，制造工藝要求嚴(yán)格。高，制造工藝要求嚴(yán)格。ppmax2 2、氣流運(yùn)動、氣流運(yùn)動o 作用：加速油氣混合。作用：加速油氣混合。 氣流運(yùn)動形式氣流運(yùn)動形式 1）進(jìn)氣渦流）進(jìn)氣渦流o 使進(jìn)氣氣流相對于氣缸中心產(chǎn)生使進(jìn)氣氣流相對于氣缸中心產(chǎn)生 一個力，形成渦流。一個力，形成渦流。（1 1）切向氣道）切向氣道o 特點(diǎn)特點(diǎn): : 氣道母線與氣缸相切。氣道母線與氣缸相切。o 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 結(jié)構(gòu)簡單，氣流阻力小結(jié)構(gòu)簡單，氣流阻力小 。o 缺點(diǎn)缺點(diǎn): : 渦流強(qiáng)度對進(jìn)氣口位置敏感。渦流強(qiáng)度對進(jìn)氣口位置敏感。v（2 2）螺旋氣道）螺旋氣道o

44、 特點(diǎn)：進(jìn)氣道呈螺特點(diǎn)：進(jìn)氣道呈螺 旋型。旋型。o 優(yōu)點(diǎn)：能產(chǎn)生強(qiáng)烈優(yōu)點(diǎn)：能產(chǎn)生強(qiáng)烈 的進(jìn)氣渦流。的進(jìn)氣渦流。o 缺點(diǎn)：工藝要求高，缺點(diǎn)：工藝要求高， 制造、調(diào)試難度較高。制造、調(diào)試難度較高。2 2、擠氣渦流、擠氣渦流 活塞上行：將活塞頂隙的氣體擠出流向燃活塞上行：將活塞頂隙的氣體擠出流向燃燒室中，形成燒室中，形成擠氣渦流擠氣渦流。 活塞下行：燃燒室中的氣體流向活塞頂隙活塞下行：燃燒室中的氣體流向活塞頂隙處，形成處，形成反渦流反渦流。o 擠氣間隙擠氣間隙 擠氣渦流強(qiáng)度擠氣渦流強(qiáng)度 ；擠氣面積擠氣面積 擠氣渦流強(qiáng)度擠氣渦流強(qiáng)度 。o 擠氣渦流雖不如進(jìn)氣渦流強(qiáng)，但它的形成正好處擠氣渦流雖不如進(jìn)氣渦

45、流強(qiáng)，但它的形成正好處于壓縮沖程終了，此時進(jìn)氣渦流已經(jīng)衰減得很弱，于壓縮沖程終了，此時進(jìn)氣渦流已經(jīng)衰減得很弱，所以擠氣渦流就顯得相當(dāng)重要了。所以擠氣渦流就顯得相當(dāng)重要了。 o 燃燒在燃燒室中產(chǎn)生壓力差，形成燃燒渦流。燃燒在燃燒室中產(chǎn)生壓力差，形成燃燒渦流。o 尤其是分隔式的渦流室型燃燒室，氣缸蓋內(nèi)的副尤其是分隔式的渦流室型燃燒室，氣缸蓋內(nèi)的副燃燒室中的燃料燃燒后，高壓混合氣流和火焰高燃燒室中的燃料燃燒后，高壓混合氣流和火焰高速噴向活塞頂部的主燃燒室中，由于主燃燒室的速噴向活塞頂部的主燃燒室中，由于主燃燒室的導(dǎo)向作用，形成燃燒渦流，或稱二次渦流。導(dǎo)向作用，形成燃燒渦流，或稱二次渦流。渦流運(yùn)動對混

46、合氣形成的作用：渦流運(yùn)動對混合氣形成的作用：o 促進(jìn)油束分散，加速油氣混合。促進(jìn)油束分散，加速油氣混合。3 3、燃燒渦流、燃燒渦流二、柴油機(jī)燃燒室柴油機(jī)燃燒室1、直噴式燃燒室直噴式燃燒室o 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：位于活塞頂部，具有統(tǒng)一空間的燃燒室。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：位于活塞頂部，具有統(tǒng)一空間的燃燒室。有開式、半開式之分。有開式、半開式之分。o 開式：開式：中、大型，中、低速船舶、發(fā)電用柴油機(jī)上采中、大型，中、低速船舶、發(fā)電用柴油機(jī)上采用。用。 不組織進(jìn)氣渦流，空間霧化型混合氣蒸發(fā)方式。不組織進(jìn)氣渦流，空間霧化型混合氣蒸發(fā)方式。o 半開式：半開式：中、小型，中、高速車用柴油機(jī)上廣泛采用。中、小型，中、高速車用柴油機(jī)

47、上廣泛采用。 有有型、球型、復(fù)合式（型、球型、復(fù)合式（u u型）。根據(jù)需要組型）。根據(jù)需要組織一定強(qiáng)度的進(jìn)氣渦流。織一定強(qiáng)度的進(jìn)氣渦流。型燃燒室型燃燒室（6135q6135q柴油機(jī)等采用）柴油機(jī)等采用） 活塞頂上挖一呈活塞頂上挖一呈型的凹坑。型的凹坑。工作情況：工作情況：o 空氣：進(jìn)氣過程：依靠螺旋氣道形成進(jìn)氣渦流；空氣：進(jìn)氣過程：依靠螺旋氣道形成進(jìn)氣渦流； 壓縮過程：接近壓縮上止點(diǎn)部分壓縮空氣形成擠流。壓縮過程：接近壓縮上止點(diǎn)部分壓縮空氣形成擠流。o 燃油：多孔噴油器：將大部分燃料均勻地以霧狀分燃油：多孔噴油器：將大部分燃料均勻地以霧狀分布在燃燒室空間；很少量噴射至壁面。布在燃燒室空間；很少

48、量噴射至壁面。o 著火：油氣主要在空間混合并著火。著火：油氣主要在空間混合并著火。主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)o 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，散熱面積小，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性好；結(jié)構(gòu)緊湊，散熱面積小，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性好；較低，易啟動；較低，易啟動；缸蓋結(jié)構(gòu)簡單，熱變形小。缸蓋結(jié)構(gòu)簡單，熱變形小。o 缺點(diǎn)缺點(diǎn)對燃料噴霧要求較高；對燃料噴霧要求較高；pzpz較高，工作粗暴；較高，工作粗暴；較大，對較大，對n n變化較敏感；變化較敏感；排氣污染大，主要是排氣污染大，主要是noxnox含量高。含量高。球型燃燒室球型燃燒室 活塞頂上挖一較深且呈活塞頂上挖一較深且呈半球型的凹坑。半球型的凹坑。工作情況：工作情況：o 空氣：空氣

49、：進(jìn)氣過程：依靠螺旋氣道形成強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流；進(jìn)氣過程：依靠螺旋氣道形成強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流； 壓縮過程：接近壓縮終了助以擠流。壓縮過程：接近壓縮終了助以擠流。o 燃油：二孔噴油器：將大部分燃料順氣流方向噴向燃燒室燃油：二孔噴油器：將大部分燃料順氣流方向噴向燃燒室壁面均；少量噴向燃燒室空間。壁面均；少量噴向燃燒室空間。o 著火：分散在空氣中的油粒先著火，使壁面油膜受熱蒸發(fā)著火：分散在空氣中的油粒先著火，使壁面油膜受熱蒸發(fā)并被強(qiáng)烈氣流卷走，從而實(shí)現(xiàn)快速完全燃燒。并被強(qiáng)烈氣流卷走，從而實(shí)現(xiàn)快速完全燃燒。主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)o 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：輕聲無煙，工作柔和，噪聲小；輕聲無煙，工作柔和，噪聲小； 值較小，空氣利

50、用率高，經(jīng)濟(jì)性好值較小，空氣利用率高，經(jīng)濟(jì)性好； 能使用多種燃料。能使用多種燃料。o 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：冷啟動困難，低速性能差；冷啟動困難，低速性能差；低負(fù)荷排煙大；低負(fù)荷排煙大；對螺旋氣道要求嚴(yán)格，帶來制造、工藝上的對螺旋氣道要求嚴(yán)格，帶來制造、工藝上的困難。困難。2、分隔式燃燒室分隔式燃燒室 o 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：整個燃燒室分隔成兩個空間，主燃結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：整個燃燒室分隔成兩個空間，主燃燒室設(shè)于活塞頂部，副燃燒室位于氣缸蓋內(nèi)，燒室設(shè)于活塞頂部，副燃燒室位于氣缸蓋內(nèi)，中間用通道連接。中間用通道連接。o 有渦流室型與預(yù)燃室型兩種。有渦流室型與預(yù)燃室型兩種。1 1）渦流室式燃燒室）渦流室式燃燒室 小型高速車用柴油

51、機(jī)采用。小型高速車用柴油機(jī)采用。o 工作情況：工作情況：o 空氣：空氣：壓縮過程中副室內(nèi)壓縮過程中副室內(nèi)形成強(qiáng)烈的有組織的渦流運(yùn)形成強(qiáng)烈的有組織的渦流運(yùn)動動，渦流強(qiáng)度與，渦流強(qiáng)度與n n有關(guān)有關(guān)；o 燃油：順渦流方向噴入燃油：順渦流方向噴入副室副室；o 著火：著火：副室副室先著火，先著火，p p、t t 后以高速沖入主室，再后以高速沖入主室，再次在主室凹槽內(nèi)形成二次渦流。次在主室凹槽內(nèi)形成二次渦流。主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)o 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：有強(qiáng)烈的渦流運(yùn)動，混合氣質(zhì)量較高，有強(qiáng)烈的渦流運(yùn)動，混合氣質(zhì)量較高， 值較小值較小對噴油系統(tǒng)要求不高，故障較少；對噴油系統(tǒng)要求不高，故障較少；高速性能比較好，對高速性能比較好，對n n變化不敏感（廣泛用于小型高速變化不敏感（廣泛用于小型高速柴油機(jī)上）。柴油機(jī)上）。o 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：散熱損失大，經(jīng)濟(jì)性差；散熱損失大，經(jīng)濟(jì)性差；要求要求較高（較高（=20=20左右），冷啟動困難；左右），冷啟動困難；缸蓋、缸體結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。缸蓋、缸體結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。2 2）預(yù)燃室型：）預(yù)燃室型： 小、中、大型，中、高速車用柴油機(jī)采用。小、中、大型，中、高速車用柴油機(jī)采用。o 工作情況：工作情況：o 空氣：空氣：壓縮過程中副室內(nèi)形成壓縮過程中副室內(nèi)形成強(qiáng)烈的無組織的渦流強(qiáng)烈的無組織的渦流運(yùn)動運(yùn)動（紊流）