1、第四章 柴油機混合氣形成與燃燒第一節(jié) 柴油的使用性能 柴油分輕柴油和重柴油兩類。柴油分輕柴油和重柴油兩類。 輕柴油適用于全負(fù)荷轉(zhuǎn)速不低于輕柴油適用于全負(fù)荷轉(zhuǎn)速不低于1000rmin的高的高速柴油機；速柴油機； 重柴油則是中、低速重柴油則是中、低速(即轉(zhuǎn)速低于即轉(zhuǎn)速低于1000rmin)柴油柴油機的燃料。機的燃料。 工程機械上配置的發(fā)動機多數(shù)為高速柴油機，因工程機械上配置的發(fā)動機多數(shù)為高速柴油機，因而輕柴油而輕柴油(以下簡稱柴油以下簡稱柴油)是公路工程機械使用的主要是公路工程機械使用的主要燃料。燃料。第一節(jié) 柴油的使用性能 1低溫流動性低溫流動性 柴油在低溫條件下所具有一定流動狀態(tài)的性能，叫柴油

2、在低溫條件下所具有一定流動狀態(tài)的性能，叫做柴油的低溫流動性。做柴油的低溫流動性。 現(xiàn)在我們設(shè)想一下，假設(shè)目前的環(huán)境溫度為現(xiàn)在我們設(shè)想一下，假設(shè)目前的環(huán)境溫度為21。現(xiàn)在溫度開始逐漸下降，柴油會發(fā)生什么變化呢？現(xiàn)在溫度開始逐漸下降，柴油會發(fā)生什么變化呢？第四章柴油機混合氣形成與燃燒 1低溫流動性低溫流動性 當(dāng)溫度下降到某一溫度當(dāng)溫度下降到某一溫度t1時，時，柴油會開始變得混濁。這是因柴油會開始變得混濁。這是因為柴油中的石臘開始析出，石為柴油中的石臘開始析出，石臘的顆粒較小，分布在油中，臘的顆粒較小，分布在油中，使油的清沏度下降。但由于顆使油的清沏度下降。但由于顆粒較小，能正常地通過柴油濾粒較小，

3、能正常地通過柴油濾清器的濾網(wǎng)，所以基本不影響清器的濾網(wǎng)，所以基本不影響柴油的流動。我們稱這個溫度柴油的流動。我們稱這個溫度t1為柴油的濁點！為柴油的濁點！ 第一節(jié) 柴油的使用性能第四章柴油機混合氣形成與燃燒 1低溫流動性低溫流動性 當(dāng)溫度繼續(xù)下降到某一溫度當(dāng)溫度繼續(xù)下降到某一溫度t2時，析出的石臘的顆粒變大，通過時，析出的石臘的顆粒變大，通過某種特定的濾網(wǎng)變得困難：某種特定的濾網(wǎng)變得困難：在在2kPa的壓力下進行抽吸，油通過的壓力下進行抽吸，油通過363目目in2的濾網(wǎng)，其流量小于的濾網(wǎng)，其流量小于20mLmin。我們稱這個溫度我們稱這個溫度t2為柴油的為柴油的冷濾點！冷濾點！ 第一節(jié) 柴油的

4、使用性能第四章柴油機混合氣形成與燃燒 1低溫流動性低溫流動性 溫度繼續(xù)下降到某一溫度溫度繼續(xù)下降到某一溫度t3時，時，析出的石臘的顆粒聚集形成網(wǎng)格，析出的石臘的顆粒聚集形成網(wǎng)格，網(wǎng)格延伸到整個油液中使柴油失去網(wǎng)格延伸到整個油液中使柴油失去流動性（結(jié)凍）。流動性（結(jié)凍）。 我們稱這個溫度我們稱這個溫度t3為柴油的凝點！為柴油的凝點！ 我國柴油的牌號是按凝點劃分我國柴油的牌號是按凝點劃分的的。 第一節(jié) 柴油的使用性能第四章柴油機混合氣形成與燃燒 1低溫流動性低溫流動性 GB/T19147-2003車用柴油車用柴油為我國使用的為我國使用的新標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)準(zhǔn)中輕柴油按照凝點分為新標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)準(zhǔn)中輕柴油按照凝

5、點分為10號、號、5號、號、0號、號、-10號、號、-20號、號、-35號和號和-50號號7個牌號，個牌號，其冷濾點分別為其冷濾點分別為12、8、4、-5、-14、-29、-44。 輕柴油牌號的選擇一般應(yīng)使最低使用溫度等輕柴油牌號的選擇一般應(yīng)使最低使用溫度等于或略高于輕柴油的冷濾點。于或略高于輕柴油的冷濾點。第一節(jié) 柴油的使用性能第四章柴油機混合氣形成與燃燒 2燃燒性燃燒性 燃燒性又稱發(fā)火性，指柴油的自燃能力。燃燒性又稱發(fā)火性，指柴油的自燃能力。 十六烷值是表示壓燃式發(fā)動機燃料燃燒性的十六烷值是表示壓燃式發(fā)動機燃料燃燒性的一個約定值。在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機試驗一個約定值。在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)

6、動機試驗中，通過和標(biāo)準(zhǔn)燃料進行比較來測定。中，通過和標(biāo)準(zhǔn)燃料進行比較來測定。 高速柴油機所用柴油十六烷值在高速柴油機所用柴油十六烷值在40-50之間；之間；低速柴油機所用柴油十六烷值在低速柴油機所用柴油十六烷值在30-40之間。之間。第一節(jié) 柴油的使用性能第四章柴油機混合氣形成與燃燒 3 霧化和蒸發(fā)性霧化和蒸發(fā)性 柴油霧化和蒸發(fā)性的評定指標(biāo)是餾程柴油霧化和蒸發(fā)性的評定指標(biāo)是餾程、運、運動粘度、密度和閃點。動粘度、密度和閃點。第一節(jié) 柴油的使用性能第四章柴油機混合氣形成與燃燒第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒 一、燃油噴射一、

7、燃油噴射 1. 1.對噴油系統(tǒng)的要求對噴油系統(tǒng)的要求（1 1）噴油量能調(diào)節(jié)；噴油量能調(diào)節(jié)；（2 2）油束霧化良好，與燃燒室配合良好；油束霧化良好，與燃燒室配合良好；（3 3）噴油速率與燃燒速率相適應(yīng)；噴油速率與燃燒速率相適應(yīng)；（4 4）噴油特性與發(fā)動機特性相適應(yīng)；噴油特性與發(fā)動機特性相適應(yīng)；（5 5）可靠性高。可靠性高。2. 2.噴射過程噴射過程第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒FEAD段稱噴油延遲階段段稱噴油延遲階段DE段稱主噴射階段段稱主噴射階段EF段稱為滴漏階段段稱為滴漏階段ABCD針閥開啟針閥開啟噴油泵進噴油泵進油口關(guān)閉油口關(guān)閉出油閥打出油閥打開出油開出油針閥處針閥處

8、壓力上壓力上升升開始噴油開始噴油出油閥回出油閥回落泵端壓落泵端壓力急降力急降針閥處壓針閥處壓力急力急降降針閥即將針閥即將關(guān)閉關(guān)閉大部分油大部分油噴完噴完針閥振動余針閥振動余油滴漏完油滴漏完第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒 一、燃油噴射一、燃油噴射 3. 3.供油規(guī)律與噴油規(guī)律供油規(guī)律與噴油規(guī)律（1）8-12（2）4（3）最大噴油最大噴油速率比最大供油速率比最大供油速率低速率低第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒 一、燃油噴射一、燃油噴射 3. 3.供油規(guī)律與噴油規(guī)律供油規(guī)律與噴油規(guī)律 噴油規(guī)律對柴油機性能具有重要影響，除噴油規(guī)律對柴油機性能具有重要影響，除了

9、最大噴油速率與噴油持續(xù)期以外，噴油規(guī)律了最大噴油速率與噴油持續(xù)期以外，噴油規(guī)律的合理形狀一直是人們努力追求的目標(biāo)。的合理形狀一直是人們努力追求的目標(biāo)。我們需要什么樣的噴油規(guī)律？我們需要什么樣的噴油規(guī)律？第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒 一、燃油噴射一、燃油噴射 3. 3.供油規(guī)律與噴油規(guī)律供油規(guī)律與噴油規(guī)律我們我們需要什么樣的需要什么樣的噴油規(guī)律？噴油規(guī)律？初期噴油率要低，主噴射段噴油率應(yīng)逐步增大，后期噴射初期噴油率要低，主噴射段噴油率應(yīng)逐步增大，后期噴射率應(yīng)快速下降率應(yīng)快速下降( (斷油干脆斷油干脆) )。隨負(fù)荷增加，噴油規(guī)律形狀豐滿度應(yīng)逐步提高隨負(fù)荷增加，噴油規(guī)律形狀豐

10、滿度應(yīng)逐步提高( (適應(yīng)負(fù)荷適應(yīng)負(fù)荷變化的要求變化的要求) )。沿外特性工作時，噴油規(guī)律形狀應(yīng)由靴形沿外特性工作時，噴油規(guī)律形狀應(yīng)由靴形( (或三角形或三角形) )向矩向矩形組合逐步過渡。形組合逐步過渡。第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒 一、燃油噴射一、燃油噴射 3. 3.供油規(guī)律與噴油規(guī)律供油規(guī)律與噴油規(guī)律哪個更符合要求？第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒1.1.油油束的形成及特性束的形成及特性 噴霧錐角噴霧錐角 貫穿距離貫穿距離 霧化質(zhì)量霧化質(zhì)量 二二、霧化、霧化 第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒2.2.影響油束特性的因素影響油束特

11、性的因素: :噴油嘴結(jié)構(gòu)噴油嘴結(jié)構(gòu)形狀形狀 二二、霧化、霧化 第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒2.2.影響影響油束特性的因素油束特性的因素: :噴油嘴結(jié)構(gòu)噴油嘴結(jié)構(gòu)直徑直徑 二二、霧化、霧化 第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒2.2.影響影響油束特性的因素油束特性的因素: :噴油壓力噴油壓力 二二、霧化、霧化 第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒2.2.影響影響油束特性的因素油束特性的因素: :缸內(nèi)反壓力缸內(nèi)反壓力 二二、霧化、霧化 第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒2.2.影響影響油束特性的因素油束特性的因素柴油的黏度柴

12、油的黏度噴油泵凸輪外形及轉(zhuǎn)速噴油泵凸輪外形及轉(zhuǎn)速 凸輪外形較陡、轉(zhuǎn)速較高時，柱塞運動速度加凸輪外形較陡、轉(zhuǎn)速較高時，柱塞運動速度加快，油管中燃油壓力增加，噴出速率增大，霧化快，油管中燃油壓力增加，噴出速率增大，霧化變好，油束射程和噴霧錐角增色有所增加。變好，油束射程和噴霧錐角增色有所增加。 二二、霧化、霧化 第二節(jié) 燃油的噴射與霧化第四章柴油機混合氣形成與燃燒 第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 一、柴油機混合氣形成的特點及方式一、柴油機混合氣形成的特點及方式1.1.混合氣形成特點混合氣形成特點 柴油機混合氣的形成依靠兩方面作用：燃油柴油機混合氣的形成依靠兩方面作用

13、：燃油霧化、組織氣流運動。特點是：缸內(nèi)混合、形成霧化、組織氣流運動。特點是：缸內(nèi)混合、形成時間短時間短. . 由于上述特點，顯然不利于燃燒。為使噴入由于上述特點，顯然不利于燃燒。為使噴入缸中的柴油盡可能燃燒完全，以提高柴油機的缸中的柴油盡可能燃燒完全，以提高柴油機的經(jīng)經(jīng)濟性。所以濟性。所以柴油機總是柴油機總是1 1 。 第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 一、柴油機混合氣形成的特點及方式一、柴油機混合氣形成的特點及方式2.2.柴油機混合氣形成的基本方式柴油機混合氣形成的基本方式 1 1）空間霧化混合）空間霧化混合 將將燃油噴向燃燒室空間，形成燃油噴向燃燒室空間，形成

14、霧狀，霧狀油滴從高溫空氣中吸熱霧狀，霧狀油滴從高溫空氣中吸熱蒸發(fā)并擴散，與空氣形成混合氣蒸發(fā)并擴散，與空氣形成混合氣。 為了為了使混合均勻，噴出的燃油使混合均勻，噴出的燃油要與燃燒室形狀配合，并利用燃燒要與燃燒室形狀配合，并利用燃燒室中空氣的運動與其混合，如圖（室中空氣的運動與其混合，如圖（a a）所示）所示。 第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 一、柴油機混合氣形成的特點及方式一、柴油機混合氣形成的特點及方式2.2.柴油機混合氣形成的基本方式柴油機混合氣形成的基本方式 2 2）油膜蒸發(fā)混合）油膜蒸發(fā)混合 將大部分燃油噴到燃燒室壁面將大部分燃油噴到燃燒室壁面上，形成

15、一層油膜，油膜受熱汽化上，形成一層油膜，油膜受熱汽化蒸發(fā)，在燃燒室中強烈的渦流作用蒸發(fā)，在燃燒室中強烈的渦流作用下，燃油蒸氣與空氣形成均勻的可下，燃油蒸氣與空氣形成均勻的可燃混合氣，如圖所示。燃混合氣，如圖所示。這一混合方式中這一混合方式中, ,什么會影響什么會影響混合氣形成？混合氣形成？ 第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 二二、缸內(nèi)氣流運動、缸內(nèi)氣流運動1.1.渦流渦流 這里一般指進氣渦流。是在進氣過程中形成的這里一般指進氣渦流。是在進氣過程中形成的繞繞氣缸軸線氣缸軸線有組織的氣流運動有組織的氣流運動2.2.擠流擠流 壓縮過程后期，利用活塞和燃燒室形狀形成的壓縮

16、過程后期，利用活塞和燃燒室形狀形成的擠壓渦流。擠壓渦流。 第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 二二、缸內(nèi)氣流運動、缸內(nèi)氣流運動3.3.滾流和斜軸渦流滾流和斜軸渦流 在進氣過程中形成的繞在進氣過程中形成的繞氣缸軸線垂直線氣缸軸線垂直線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)的有組織的氣流運動，稱為滾流或橫向渦流。有組織的氣流運動，稱為滾流或橫向渦流。滾流和渦流的結(jié)合可形成滾流和渦流的結(jié)合可形成斜軸渦流。斜軸渦流。4.4.湍流湍流 氣缸中形成的無規(guī)則的氣流運動稱為湍流。氣缸中形成的無規(guī)則的氣流運動稱為湍流。 第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 二二、缸內(nèi)氣流運動、缸內(nèi)氣流

17、運動5.5.熱力混合熱力混合問題問題: :在一個圓形空間中在一個圓形空間中, ,有一個漂浮小球有一個漂浮小球, ,氣流作氣流作旋轉(zhuǎn)運動時旋轉(zhuǎn)運動時, ,小球會向什么地方運動小球會向什么地方運動? ? 第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 二二、缸內(nèi)氣流運動、缸內(nèi)氣流運動5.5.熱力混合熱力混合燃燒燃燒質(zhì)點質(zhì)點受兩個力作用：受兩個力作用： 氣流旋轉(zhuǎn)運動的氣流旋轉(zhuǎn)運動的離心離心力力推動質(zhì)點向外運動；推動質(zhì)點向外運動； 外邊緣氣體運動速度外邊緣氣體運動速度低、低、氣體壓力氣體壓力高，而將質(zhì)高，而將質(zhì)點推向中間。點推向中間。 第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的

18、形成與燃燒室 二二、缸內(nèi)氣流運動、缸內(nèi)氣流運動5.5.熱力混合熱力混合質(zhì)點在兩個力作用下究質(zhì)點在兩個力作用下究竟向外還是向內(nèi)運動？竟向外還是向內(nèi)運動？當(dāng)當(dāng)=時，則作圓周運動；時，則作圓周運動；當(dāng)當(dāng)時，則作向外運動；時，則作向外運動；當(dāng)當(dāng) 時，則作向內(nèi)運動；時，則作向內(nèi)運動； 第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 二二、缸內(nèi)氣流運動、缸內(nèi)氣流運動5.5.熱力混合熱力混合質(zhì)點在兩個力作用下究質(zhì)點在兩個力作用下究竟向外還是向內(nèi)運動？竟向外還是向內(nèi)運動？燃燒的氣體向內(nèi)運動，將燃燒的氣體向內(nèi)運動，將中心的新鮮氣體擠向外壁中心的新鮮氣體擠向外壁與未燃燃料混合，這樣就與未燃燃料混合

19、，這樣就使已燃?xì)怏w與未燃物分開，使已燃?xì)怏w與未燃物分開，促進了混合氣的形成。促進了混合氣的形成。 第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（一）燃燒室的類型一）燃燒室的類型 柴油機燃燒室柴油機燃燒室 直噴式直噴式（統(tǒng)一式）（統(tǒng)一式）開式開式半開式半開式形形球形球形復(fù)合形復(fù)合形分隔式分隔式渦流室式渦流室式預(yù)燃室式預(yù)燃室式第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1 1、直噴式、直噴式燃燒室燃燒室（1 1）開式燃燒室（淺坑型）開式燃燒室（淺坑型）第

20、四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1 1、直噴式、直噴式燃燒室燃燒室（1 1）開式燃燒室（淺坑型）開式燃燒室（淺坑型）混合氣形成主要靠燃油的噴散霧化，對噴霧質(zhì)量要求高。混合氣形成主要靠燃油的噴散霧化，對噴霧質(zhì)量要求高。油束與燃燒室形狀相配合，燃料要盡可能地分布到整個燃油束與燃燒室形狀相配合，燃料要盡可能地分布到整個燃燒室空間。燒室空間。燃燒室中一般不組織氣流運動，依靠油束的擴展促使燃料燃燒室中一般不組織氣流運動，依靠油束的擴展促使燃料與空氣混合。與空氣混合。 第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié)

21、 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1 1、直噴式、直噴式燃燒室燃燒室（1 1）開式燃燒室（淺坑型）開式燃燒室（淺坑型）形狀簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，相對散熱面積小，傳熱損失小。形狀簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，相對散熱面積小，傳熱損失小。由于是空間混合，在滯燃期內(nèi)形成可燃混合氣較多，因此由于是空間混合，在滯燃期內(nèi)形成可燃混合氣較多，因此最高燃燒壓力和壓力升高率較高，工作粗暴。最高燃燒壓力和壓力升高率較高，工作粗暴。對轉(zhuǎn)速和燃料較敏感。對轉(zhuǎn)速和燃料較敏感。過量空氣系數(shù)較大，一般為過量空氣系數(shù)較大，一般為1.6-2.21.6-2.2。第四章柴油機混合氣

22、形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1 1、直噴式、直噴式燃燒室燃燒室（1 1）開式燃燒室（淺坑型）開式燃燒室（淺坑型）優(yōu)點優(yōu)點：經(jīng)濟性好，易于起動。：經(jīng)濟性好，易于起動。缺點缺點：小型高速柴油機應(yīng)用困難。因為：轉(zhuǎn)速高，混合氣形：小型高速柴油機應(yīng)用困難。因為：轉(zhuǎn)速高，混合氣形成和燃燒時間短，每循環(huán)供油量又很小，單靠霧化混合，噴成和燃燒時間短，每循環(huán)供油量又很小，單靠霧化混合，噴孔直徑必須做得很小，噴油壓力必須很高，使燃油系統(tǒng)制造孔直徑必須做得很小，噴油壓力必須很高，使燃油系統(tǒng)制造困難。困難。第四章柴油機混合氣形

23、成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1 1、直噴式、直噴式燃燒室燃燒室（1 1）開式燃燒室（淺坑型）開式燃燒室（淺坑型）應(yīng)對措施：應(yīng)對措施： 由于轉(zhuǎn)速高，為了獲得較好的性能指標(biāo)，就要求在較小的由于轉(zhuǎn)速高，為了獲得較好的性能指標(biāo)，就要求在較小的過量空氣系數(shù)時有較好的燃燒過程，顯然淺盆形燃燒室達不到過量空氣系數(shù)時有較好的燃燒過程，顯然淺盆形燃燒室達不到這一要求。于是出現(xiàn)了有渦流的深坑型燃燒室。這一要求。于是出現(xiàn)了有渦流的深坑型燃燒室。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、

24、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1 1、直噴式、直噴式燃燒室燃燒室（2 2）半開式燃燒室（深坑型）半開式燃燒室（深坑型） 深坑型燃燒室將活塞頂上的凹坑加深，口徑縮小。這樣燃深坑型燃燒室將活塞頂上的凹坑加深，口徑縮小。這樣燃燒室上基本形成了兩個空間：活塞中的燃燒室（坑）和活塞頂燒室上基本形成了兩個空間：活塞中的燃燒室（坑）和活塞頂上的余隙容積。采用多孔噴油器，噴孔的直徑較大（上的余隙容積。采用多孔噴油器，噴孔的直徑較大（0.2-0.2-0.350.35）。）。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特

25、性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1 1、直噴式、直噴式燃燒室燃燒室（2 2）半開式燃燒室（深坑型）半開式燃燒室（深坑型） 一方面利用一定的噴霧質(zhì)量一方面利用一定的噴霧質(zhì)量, ,一方面組織一方面組織進氣渦流進氣渦流和和及形成及形成擠壓渦流擠壓渦流促進混合氣的形成和燃燒。促進混合氣的形成和燃燒。 與淺盆型相比，深坑形燃燒室對燃油系統(tǒng)要求降低，與淺盆型相比，深坑形燃燒室對燃油系統(tǒng)要求降低，由于利用進氣渦流加強混合氣形成，使空氣利用率大提高由于利用進氣渦流加強混合氣形成，使空氣利用率大提高，一般為，一般為1.3-1.51.3-1.5。并保持燃油消耗率低和起動容易的優(yōu)。并保持燃油消耗率低和起動容易的優(yōu)點。所以在小

26、型高速柴油上獲得廣泛應(yīng)用。點。所以在小型高速柴油上獲得廣泛應(yīng)用。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1 1、直噴式、直噴式燃燒室燃燒室（2 2）半開式燃燒室）半開式燃燒室型燃燒室型燃燒室結(jié)構(gòu)與形狀結(jié)構(gòu)與形狀：燃燒室燃燒室分成兩個部分分成兩個部分、VVK第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1 1、直噴式、直噴式燃燒室燃燒室（2 2）半開式燃燒室）半開式燃燒室型燃燒室型燃燒室噴油器：噴油器：采用多

27、孔噴油采用多孔噴油器，噴孔器，噴孔3-53-5個，噴孔夾個，噴孔夾角角140-160140-160 ；直徑；直徑0.35mm0.35mm左右；噴射壓力左右；噴射壓力20MPa20MPa左右左右第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1 1、直噴式、直噴式燃燒室燃燒室（2 2）半開式燃燒室）半開式燃燒室型燃燒室型燃燒室混合氣形成：混合氣形成：空間噴射霧化空間噴射霧化+ +一定強度的一定強度的氣流運動氣流運動，絕大部分柴油，絕大部分柴油分布在空間，余下少部分分布在空間，余下少部分會分布到燃燒室壁上，混

28、會分布到燃燒室壁上，混合氣濃度為合氣濃度為1.3-1.51.3-1.5第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1 1、直噴式、直噴式燃燒室燃燒室（2 2）半開式燃燒室）半開式燃燒室型型燃燒室燃燒室優(yōu)點：優(yōu)點：形狀簡單、易加工、結(jié)構(gòu)形狀簡單、易加工、結(jié)構(gòu)緊湊、熱效率高、起動性能好緊湊、熱效率高、起動性能好缺點：缺點：噴油壓力高（噴油壓力高（171722Mpa22Mpa）、偶合件加工精度高、）、偶合件加工精度高、噴油器易堵塞、工作粗暴、排放噴油器易堵塞、工作粗暴、排放高高1.1.直噴式直噴式球型燃燒室

29、球型燃燒室結(jié)構(gòu)與形狀結(jié)構(gòu)與形狀: :大半個球形大半個球形噴油器噴油器: :多采用單孔噴油器多采用單孔噴油器, ,也有兩孔的。噴射壓力為也有兩孔的。噴射壓力為18MPa18MPa左右。左右。混合氣形成混合氣形成：油束順著氣流：油束順著氣流旋轉(zhuǎn)方向噴入氣缸，絕大部旋轉(zhuǎn)方向噴入氣缸，絕大部分油分布在壁上，少部分分分油分布在壁上，少部分分布在空間，成為著火中心。布在空間，成為著火中心。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1.1.直噴式直噴式復(fù)合式燃燒室復(fù)合式燃燒室結(jié)構(gòu)與形狀：結(jié)構(gòu)與形狀：U U形形噴油

30、器：噴油器：一個軸針式單孔一個軸針式單孔噴油器，噴射壓力與球形噴油器，噴射壓力與球形相似。相似。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1.1.直噴式直噴式復(fù)合式燃燒室復(fù)合式燃燒室混合氣形成混合氣形成: : 噴油方向基本與氣流噴油方向基本與氣流運動方向垂直，只有一個運動方向垂直，只有一個小小的順向角度：水冷系小小的順向角度：水冷系列為列為7 7 ，風(fēng)冷系列為，風(fēng)冷系列為1010 。 一部分燃油分布在壁一部分燃油分布在壁上，一部分分布在空間，上，一部分分布在空間，各占比例的多少取決于發(fā)各占比例的多少

31、取決于發(fā)動機轉(zhuǎn)速動機轉(zhuǎn)速第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性1.1.直噴式直噴式復(fù)合式燃燒室復(fù)合式燃燒室轉(zhuǎn)速高時轉(zhuǎn)速高時，氣流運動強，氣流運動強，壁面分布燃油增多，具有壁面分布燃油增多，具有油膜燃燒的特點；油膜燃燒的特點；低轉(zhuǎn)速時低轉(zhuǎn)速時，氣流速度低，氣流速度低，空間分布的燃油增多，就空間分布的燃油增多，就較多地具有空間燃燒的特較多地具有空間燃燒的特點。點。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性

32、1.1.直噴式直噴式復(fù)合式燃燒室復(fù)合式燃燒室優(yōu)點：優(yōu)點：冷起動性能優(yōu)于球冷起動性能優(yōu)于球形燃燒室；能適應(yīng)多種燃形燃燒室；能適應(yīng)多種燃油；對燃油系統(tǒng)要求低，油；對燃油系統(tǒng)要求低，由于采用軸針式噴油器，由于采用軸針式噴油器，噴孔不易堵塞。噴孔不易堵塞。缺點：缺點：高速性能差，對增高速性能差，對增壓適應(yīng)性差，喉口熱負(fù)荷壓適應(yīng)性差，喉口熱負(fù)荷高，對氣道，活塞頂隙敏高，對氣道，活塞頂隙敏感。感。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室（二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性二）燃燒室結(jié)構(gòu)與特性2 .2 .分隔式分隔式 分隔室式燃燒室由主、副兩部分燃燒室組成在氣缸蓋分

33、隔室式燃燒室由主、副兩部分燃燒室組成在氣缸蓋中的部分為副燃燒室。常見的有渦流式燃燒室和預(yù)燃室式中的部分為副燃燒室。常見的有渦流式燃燒室和預(yù)燃室式燃燒室兩種。燃燒室兩種。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室2 .2 .分隔式分隔式 渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室結(jié)構(gòu)與形狀：結(jié)構(gòu)與形狀：整個壓縮容積分整個壓縮容積分V VC C分為分為兩個部分：兩個部分：一部分一部分在氣在氣缸與活塞頂之間，稱為缸與活塞頂之間，稱為主燃燒室；主燃燒室；另一部分另一部分容容積在氣缸蓋上，形狀呈積在氣缸蓋上，形狀呈球形或圓柱形等，稱為球形或圓柱形等，稱為渦流室。渦

34、流室。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室2 .2 .分隔式分隔式 渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室結(jié)構(gòu)與形狀：結(jié)構(gòu)與形狀：兩者之間用一個或數(shù)個兩者之間用一個或數(shù)個通道相連，通道方向與通道相連，通道方向與活塞頂成一定角度，并活塞頂成一定角度，并與渦流室相切。與渦流室相切。 渦室占整個壓縮容積渦室占整個壓縮容積50%-80%50%-80%，連接通道面積，連接通道面積一般為活塞面積的一般為活塞面積的1.2%-1.2%-3.5%3.5%。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室2 .2 .

35、分隔式分隔式 渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室燃油噴射燃油噴射：采用單孔軸針式噴油器，采用單孔軸針式噴油器，噴油壓力一般為噴油壓力一般為12-12-14MPa14MPa，噴孔直徑為，噴孔直徑為1mm1mm左右，噴油器安裝在渦左右，噴油器安裝在渦流室內(nèi)，燃油順著渦流流室內(nèi)，燃油順著渦流方向噴射。方向噴射。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室2 .2 .分隔式分隔式 渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室氣流運動：氣流運動：在壓縮過程中，氣缸中在壓縮過程中，氣缸中的空氣被活塞推擠，經(jīng)的空氣被活塞推擠，經(jīng)通道流入渦流室，形成通道流入渦流室，形成強烈的有組

36、織的旋轉(zhuǎn)運強烈的有組織的旋轉(zhuǎn)運動，促使噴入渦流室中動，促使噴入渦流室中的燃油與空氣混合。的燃油與空氣混合。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室2 .2 .分隔式分隔式 渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室燃燒：燃燒：當(dāng)渦流室中著火當(dāng)渦流室中著火燃燒后，渦流室中的氣燃燒后，渦流室中的氣體壓力、溫度迅速升高，體壓力、溫度迅速升高，在膨脹行程期間渦流室在膨脹行程期間渦流室中未燃的燃油、空氣及中未燃的燃油、空氣及燃?xì)庖黄鸾?jīng)過通道流入燃?xì)庖黄鸾?jīng)過通道流入主燃燒室中，經(jīng)過主燃主燃燒室中，經(jīng)過主燃燒室特制的凹坑形成二燒室特制的凹坑形成二次渦流，與主燃燒室的

37、次渦流，與主燃燒室的空氣進一步混合燃燒。空氣進一步混合燃燒。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室2 .2 .分隔式分隔式 渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室優(yōu)點：優(yōu)點：排放低、高速性排放低、高速性能好、噪音小。能好、噪音小。缺點：缺點：熱效率低；起動熱效率低；起動困難；通道口熱負(fù)荷高，困難；通道口熱負(fù)荷高，容易損壞。容易損壞。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室2 .2 .分隔式分隔式 預(yù)燃室式燃燒室預(yù)燃室式燃燒室結(jié)構(gòu)與形狀：結(jié)構(gòu)與形狀：預(yù)燃室占總壓縮容積預(yù)燃室占總壓縮容積25-2

38、5-40%40%，連接通道占活塞頂，連接通道占活塞頂面積面積0.25-0.7%0.25-0.7%。 渦室占整個壓縮容積渦室占整個壓縮容積50%-80%50%-80%，連接通道面積一般，連接通道面積一般為活塞面積的為活塞面積的1.2%-3.5%1.2%-3.5%。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室2 .2 .分隔式分隔式 預(yù)燃室式燃燒室預(yù)燃室式燃燒室燃油噴射：燃油噴射：采用單孔軸針式噴油器，采用單孔軸針式噴油器，噴射壓力為噴射壓力為8-13MPa8-13MPa。噴。噴油器安裝于預(yù)燃室的中油器安裝于預(yù)燃室的中心線附近，噴入的油束心線附近，噴入的油束不與氣流正面相撞，只不與氣流正面相撞，只是油束表面與氣流接觸是油束表面與氣流接觸加速著火過程。加速著火過程。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與燃燒室 三三、柴油機燃燒室、柴油機燃燒室2 .2 .分隔式分隔式 預(yù)燃室式燃燒室預(yù)燃室式燃燒室混合氣形成與燃燒：混合氣形成與燃燒：由于活塞的推擠，在預(yù)由于活塞的推擠，在預(yù)燃室中形成了壓縮紊流，燃室中形成了壓縮紊流，燃油稍偏過紊流的正面燃油稍偏過紊流的正面噴入預(yù)燃室，與空氣混噴入預(yù)燃室，與空氣混合并著火。合并著火。第四章柴油機混合氣形成與燃燒第三節(jié) 柴油機混合氣的形成與