汽车发动机原理7章1(王建昕).ppt

内燃机燃烧的特点： 7.2.1 喷油系统与喷油特性 喷油规律的计算 实际发动机中的供油规律与喷油规律对比 7.2.2 缸内气流运动 （3）进气涡流产生方式： （4）进气涡流在缸内的发展 （5）压缩涡流 2、挤流 3、湍流（紊流） 4 滚流 高速（混合＋着火＋燃烧＝2～10ms） 高温（2000℃ 左右） 高压（柴油机高达100bar 以上） 复杂过程：流动、喷雾、传热、多相流、燃烧化学 发动机（内燃机）燃烧所追求的目标： 高ηe(ηi) 、高Pme（Pmi）、低污染、低噪声振动 第7章 柴油机的混合气形成及燃烧 燃烧过程的高速摄影实例： 4o 8o 12o 16o 20o 24o 28o 32o 40o 0o(TDC) 火焰特点： 多点大面积着火—粗暴 “有焰”燃烧—产生碳烟 7.1 柴油机燃烧过程及其特性分析 7.1.1 柴油机燃烧过程 分为四期： 着火落后期（ φA~φB ） 速燃期（ φB~φC ） 缓燃期（ φC~φD ） 后燃期（ φD~φE ） 现象: 喷雾及混合+低温多阶段着火，是复杂的物理化学过程 ； 1、 着火落后期（ φA～φB ） 着火点的判断方式： 示功图—脱离压缩线的时点 高速摄影—出现火焰 ROHR —放热率由负变正的拐点 柴油机的着火落后期对后续燃烧过程有重要影响。 影响着火落后期的主要因素： 温度、压力、喷油量、雾化特性 着火落后期与6章的滞燃期有何不同？ 2、速燃期（ φB~φC ） 现象 大面积多点着火，燃烧极快，压力陡升； 放热速率取决于滞燃期内形成的预混合气多少，因此速燃期也称为预混合燃烧期 注意与汽油机的“预混合燃烧”有区别 2、速燃期（ φB~φC ） 影响 dp/dφ的主要因素： 滞燃期中的混合气生成量，与喷油速率、混合速率、滞燃期长短有关 燃烧特性参数： dp/dφ 对动力性、ηi 、ηm、NOx、振动噪声有显著影响， 一般柴油机： dp/dφ ＝0.2～0.6 (MPa/CA) 柴油 汽油 3、缓燃期（ φC~φD ） 现象 剩余燃料边蒸发混合,边燃烧， 燃烧速率受控于燃料扩散混合速率，也称为扩散燃烧期 出现柴油机燃烧特有的“双峰” pmax的大小及位置： 上止点后10～15CA，取决于喷油时间、着火落后期、预混燃烧 缓燃期燃烧 “过缓”会造成: 等容度↓，散热↑，ηi ↓；碳烟和微粒排放↑ 4、后燃期（ φD~φE ） 现象 剩余10～20%的燃料继续燃烧，远离TDC，气流扰动变弱，燃烧速度下降。 后燃期过长，会造成： 等容度↓，散热↑，碳烟和微粒排放↑，排温↑ 、 ηt ↓ ； 减少后燃的基本思路 加速混合，以加快燃烧；燃油充分雾化。 放热规律三要素： 放热始点—存在最佳值，一般使Pmax出现在10～15CA ATDC 持续期—尽可能缩短，一般柴油机＜40～60CA 形状—因性能要求而异 7.1.2 合理的燃烧放热规律 7.1.2 合理的燃烧放热规律 放热率形状： （相同放热始点、持续期时） a：热效率最好（见185页），等容度最高 d：热效率最低，但排放低 b\c：介于上述两者之间，有多种优化结果，取决于实际需要 发动机性能 ?受控于燃烧特性 ? 受控于混合气形成 本节从油、气两个方面介绍柴油机混合气形成过程 扩散燃烧速度 着火落后期 dp/dφ 混合气 形成速度 气流运动 燃烧室形状 喷油规律 7.2 燃油喷射及混合气形成 过程极短 (＜0.5ms) 1、对燃料喷射过程的要求 合理的喷油特性（喷油规律） 良好的雾化特性 定时 定量 不出现异常 喷油特性主要指供油规律与喷油规律 喷油特性和喷雾特性是喷油系统最主要的两类指标 （1）喷射延迟阶段 供油提前角θfs－供油始点至TDC的角度（油泵出油） 喷油提前角θfj－喷油始点至TDC的角度（针阀始动） 喷油延迟角＝θfs－θfj，转速越高、油管越长，延迟角越大 （2）主喷射阶段 喷油始点～喷油器端压力开始下降点 喷入绝大部分燃油，具有良好的雾化 qn ＝ f(Δp, 针阀升程，喷油持续期) （3）喷油结束阶段 喷油器端压力急剧下降点～针阀落座 燃油雾化质量差，尽可能减少喷油量 2、燃油喷射过程（机械式） 3、供油规律与喷油规律 供油规律 单位凸轮轴转角（或单位时间）由喷油泵供入高压油路中的燃油量称为供油速率。 供油速率随凸轮轴转角的变化关系称为供油规律 喷油规律： 喷油速率和喷油规律定义与上类似 喷油泵 喷油器 供油速率计算 对于确定的喷油泵，柱塞直径dp和柱塞运动规