汽车发动机原理7章2(王建昕).pptVIP

内燃机燃烧的特点： 7.3 柴油机的燃烧室及其特性 7.3.1 直喷式（DI）燃烧室 7.3.2 非直喷式燃烧室 2、 涡流室式燃烧室 小结： 柴油机混合气形成方式 小结： 柴油机混合气形成方式 小结： 柴油机混合气形成方式 小结：柴油机混合气形成方式 第7章作业 * 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 发动机性能 ?受控于燃烧特性 ? 受控于混合气形成 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 柴油机的燃烧室及其特性 柴油机燃烧室分类： 直喷式 （DI,Direct Injection） 燃油直接喷入主燃烧室内进行混合燃烧 非直喷式 （IDI, Indirect Injection） 燃油不直接喷入主燃烧室内进行混合燃烧 浅盘型 深坑型 球型 特点： 燃烧室凹坑开口大、深度浅 （dk/D＝0.72~0.88; dk/h=5~7） 多孔油嘴（6～12孔）、高压喷射 无涡流或弱进气涡流 性能： 滞燃期内形成较多混合气， dp/dφ高，NOx、噪声高； 空气利用率差， φa ≥1.6； dp/dφ高，流动及散热损失小，be低，易起动。 应用范围： 适用于缸径大（ ≥ 120mm）转速低（ ≤ 2000r/min）的柴油机。近年，随高压喷射采用，向小缸径拓展。 “油找气”方式 1、浅盘型燃烧室 特点： dk/D≈0.6; dk/h=1.5～3.5; 较强涡流Ω=1.5～3；有中心凸起，引导涡流，消除流动弱区； 喷孔少（4～6），喷压较高； 形状：ω形、挤流口形、四角形。 性能： 空气利用率较高，最小φa ＝1.3； 随n提高而涡流强度提高，适于高速； dp/dφ较浅盆形低，燃烧较柔和。 应用范围： 小缸径（ ≤ φ120mm） 高转速柴油机（中、轻、轿车） 油气相互运动 2、 深坑形燃烧室 S0影响— 顶隙S0减小，可使： 空气集中在燃烧室凹坑内，利用率高； 燃油不要分散在S0内，此处混合不好； S0内的燃烧受壁面淬冷，燃烧慢，不完全。 因此，所有柴油机燃烧室都应尽量减小S0 燃室设计参数对性能的影响 通过改变dk/D 、 dk/h 、 Vk/Vc 、 S0 、 e1 、 e2 、燃室形状、喷雾贯穿距离、涡流比等，可改变燃烧特性 2、 深坑形燃烧室 2、 深坑形燃烧室 形状影响： 实际中在A形与B形中间，可有多种方案， A燃烧室，有缩口形状，烟度及be明显改善； 随喷油推迟，A燃烧室的烟度及be优势更加明显 气流运动，结合讲义图7－16分析原因 2、 深坑形燃烧室 大众捷达柴油机 船用柴油机活塞 形状影响（续）： 作为极端例子：泼金斯的挤流口式燃烧室，初期放热速率明显低于一般直喷式燃烧室。 2、 深坑形燃烧室 四角形燃烧室 （非回转体燃烧室） 大尺度涡流＋局部微涡流和湍流； 解决低速涡流太弱而高速过强的问题 局部微涡流，可加速混合燃烧，PM低； 问题： 难以加工，工艺性差； 缩口部热负荷过高易开裂。 2、 深坑形燃烧室 特点： 球形燃烧室，高涡流比（Ω3 ） 单孔（或1主1副）喷油嘴， 沿壁面顺气流喷油，形成油膜， 蒸发混合速度受控于壁温和涡流强度 性能： dp/dφ低，放热率呈前低后高， NOx低、轻声低烟、空气利用率高， φa ≈ 1 但难以兼顾所用工况，工艺要求高， 冷起动困难。 应用： 60～70年代曾有不少应用，目前已绝迹； 其理论意义重大，相对空间雾化的传统理论是一个创新 3、 球形燃烧室（M燃烧过程） 油膜蒸发混合 对比ROHR（M比ω） 预混燃烧峰值下降 扩散燃烧峰值上升 燃烧持续期基本相同（燃烧不拖后） 对比示功图（M比ω） dp/dφ下降（NOx和燃烧噪声低） 球形燃烧室与ω燃烧室的燃烧特性对比 球形燃烧室是由MAN公司的Meurer先生（1956年）发明的，也称M燃烧过程。 主要特征： 两个燃烧室（空间） 两个燃烧阶段 不利用进气涡流 IDI 预燃室 （Pre-combustion Chamber） 涡流室 （Swirl Chamber） 也称为： 分隔式燃烧室 主副燃烧室 烧室设计： 主副室之间有一个或数个孔道相连，压缩气流在预燃室中形成湍流， 单孔轴针式喷油器（