汽油机混合气形成和燃烧.pptVIP

三 采用均质混合气的燃烧室 （一） 射流型 天津大学刘友均教授研制。 挤气面积大, 方可实现强射流, 促使主室内紊流增强。着火后, 混合气和火焰从射流孔高速喷向活塞顶部。 形成双重火焰区, 减小爆燃, 压缩比可达9.8～11.2。 但缸盖热应力大, 易开裂。 （二） 碗型 燃烧室位于活塞顶部。 挤气紊流? ? ? ? ?? 可达11。 火焰传播距离? ? 爆燃趋势?, 可采用稀混气体。 （三）里卡多公司的HRCC燃烧室 （四） 福特 CVH 型 堤岸型活塞顶，产生压缩涡流，挤气面积为16%。 切向进气道，产生进气涡流。 充气效率较高。激冷区小，使HC 排放下降。使 用90号汽油时，压缩比可达8.5。功率、扭矩较大。 四、汽油机的分层燃烧及其燃烧室 前述汽油机采用的工质是均匀的，是空燃比变化在非常狭窄的范围内(A/F＝12.6~17)的混合气，这样的燃烧系统本身具有以下缺点： 1) 汽油机功率变化时，混合气仍必须维持在点火范围内的浓度，使得空燃比不可能变化很大，这就决定了汽油机功率不可能用变质调节，而只能用进气管节流的变量调节。由于节流引起较大的泵气损失，所以造成低负荷的经济性较差。 2) 容易爆燃。凡是火焰传播速度快的混合气，也是容易引起爆燃的因素，因此较浓的混合气(点火所需的混合气)要比较稀的混合气容易引起爆燃。 3) 汽油机始终以点火范围内的混合比工作，使热效率低，如果能以稀混合气工作，可提高循环的热效率。与化学计量比14.8比较，如采用空燃比20和27工作，则发动机的热效率将相应提高8％和12％。 4) 排气污染严重。汽油机排气中有害成分(CO、HC、NOx)的数量与混合气的浓度有密切关系。一般汽油机所使用的混合比范围正是排放高的范围。如果汽油机能以稀的混合气工作，特别是空燃比超过23时能正常工作，就可以得到很低的排故指标。 燃用过稀的、已进入一般汽油机失火范围的混合气的主要困难是难以形成火核。若采用大能量点火，可以点燃较稀的混合气，但当混合气过稀时，大能量的电火花虽可点火，出现火核，但在微小体积内的燃料量太小，产生热量过少，不足以聚集形成火焰而传播。从而导致失火。但是只要一旦形成火焰，在火焰传播过程中，即使是相当稀的混合气，还是能够正常燃烧的。 分层燃烧的概念为合理组织燃烧室内的混合气分布，即在火花间隙周围局部形成具有良好着火条件的较浓混合气，空燃比在12~13.4左右；而在燃烧空的大部分区域是较稀的混合气。在两者之间，为了有利于火焰传播，混合气浓度从火花塞开始由浓到稀逐步过渡，即形成所谓的分层燃烧系统。 1.德士古公司TCCS可控燃烧系统 2．波尔协SKS燃烧系统 3．本田CVCC燃烧系统 2.燃烧速度 定义:指单位时间内燃烧的混合气数量。 式中： m——混合气的质量； AT——火焰前锋面积； ρT——未燃混合气密度； UT——火焰传播速度。 燃烧速度－影响因素 火焰速度UT ? 气体的紊流运动 ? 混合气成分 ? 混合气初始温度 火焰前锋面积AT 可燃混合气密度ρT 3.不规则燃烧 1）循环间的燃烧变动 产生原因： 气体运动的循环变动 混合气成分的变动，主要与点火过程（滞燃期）有关。 2）各缸间的燃烧差异 二、汽油机的不正常燃烧 不正常燃烧 注意：爆燃和表面点火产生机理的差异、影响因素 爆 燃 表面点火 续 走 部分燃烧、失火及发动机 工作稳定性 （一） 爆燃 1 爆燃现象： 1) 发出金属振音(敲缸)。 2) 在轻微爆燃时，发动机功率略有增加；强烈爆燃时，发动机功率下降，工作变得不稳定，转速下降，发动机有较大振动。 3) 冷却系统过热(冷却水、润滑油温度均上升)。 4) 气缸盖温度上升。 根据对发动机理想循环的分析, 我们知道?? ? ?。但??, 则爆震倾向?, 限制了?的提高。 ※ 2 产生的原因 — 终端混合气自燃 电火花点火后, 火焰以正常的传播速度20 ~ 60 m 向前推进, 未燃混合气受到强烈的压缩和热幅射。处于最后燃烧位置上的那部分终燃混合气（ End gas ）, 由于热幅射作用, 促使先期反应加速进行, 并放出部分热量, 又使本身的温度不断升高, 以致在正常火焰尚未到达时, 终端混合气最适于发火的部位已经形成了一个或几个火焰中心。以远大于正常燃烧火焰前锋面推进的速度向周围传播。因此，汽油机的爆燃现象就是终端混合气的自燃现象。 轻微爆燃 — = 100 ~ 300 [ m/s ] 强