第五章_柴油机混合气形成与燃烧1019.ppt

小结：柴油机合理的燃烧过程 滞燃期要缩短， 速燃期不过急， 缓燃期要加快， 后燃期不过长。 空间混合与油膜蒸发混合的对比（作业） 二 缸内气流运动 二 缸内气流运动 1.进气涡流 a：切向气道：特点：气道母线与气缸相切，气道形状较平直，在气门前强烈收缩。气流通过切气道时速度愈来愈快，并且沿切线方向进入，在气缸壁上转向，产生绕气缸中心线的气流旋转运动。 优点：结构简单，流动阻力向较小。 缺点：对气口位置敏感。 b：螺旋气道：把气门座上方的气道内腔做成螺旋形，使空气流经气门座时，一部分在气道内部形成绕气门中心的旋转运动，其强度仅与气道本身结构有关。另一部分近于切向气流、顺着气缸壁绕气缸中心线旋转。 优点：螺旋气道能产生 较强的进气涡流。 缺点：制造工艺要求高， 调试工作量较大。 （3）进气涡流产生方式： （4）进气涡流在缸内的发展 3、湍流（紊流） 4 滚流 柴油机的燃烧室 1. DI燃烧室 空气运动对混合气形成的影响 2. IDI燃烧室 （2） 涡流室式燃烧室 3. 柴油机燃烧室对比 第四节燃烧过程的优化 二、燃油喷射过程的优化 燃油喷射过程优化，即喷油规律优化，它对动力性能、经济性能及燃烧噪声和排放有很大影响。 喷油规律的基本要求：喷射开始时段的喷油率不能太高。 供油规律基本由柱塞直径和凸轮几何尺寸决定。 * 二、燃油喷射过程的优化 合理喷油规律图 凹弧凸轮和切线凸轮的供油规律对比 先缓后急，断油迅速 * 三、燃烧室的对比与选型 直喷式燃烧室 非直喷式燃烧室 开式燃烧室 半开式燃烧室 涡流室燃烧室 预燃室燃烧室 燃烧室形状 简单 一般 复杂 复杂 S/V(燃烧室) 最小 小 大 最大 空气运动 无或弱进气涡流 进气涡流(主) 挤流(次) 压缩涡流(主) 二次涡流(次) 燃烧涡流 对喷射系统的要求 最高 较高 较低 最低 喷油器 孔式(7-12) 孔式(4-6) 轴针式 轴针式 喷射压力(MPa) 20-40 18-28 10-15 9-13 压缩比 12-15 16-18 16-23 18-23 过量空气系数 1.6-2.2 1.3-1.5 1.2-1.4 1.2-1.4 有效燃油消耗率[g/(kW﹒h)] 190-220 200-230 240-275 245-280 冷起动性 好 较好 较差 差 最高爆发压力 高 较高 较低 低 燃烧噪声 高 较高 较低 较低 热负荷及排气温度 低 较低 较高 高 对燃料的适应性 差 较差 较好 好 适用缸径(mm) ≥140 80-140 70-100 ≥65 适用转速(r/min) ≤2000 ≤4500 ≤5000 ≤5000 喷注着火后，旋转的气流将燃烧产物吹走，并及时向未燃烧完的油滴提供新鲜空气，提高空气利用率，加速混合气的形成和燃烧。 说明：气缸内的涡流运动并非越强越好。涡流过强，过强会使燃烧产物与相邻的喷注重叠，从而影响燃烧，同时使进气阻力加大，充量系数下降。 第五章 柴油机混合气形成与燃烧 直喷式燃烧室 2、半开式燃烧室 半开式燃烧室的形状很多，应用最多的是ω形燃烧室。燃烧室底部中心有一个凸起，目的是帮助形成挤流，并使燃烧室形状与油束配合，将空气集中在油束附近。 第五章 柴油机混合气形成与燃烧 直喷式燃烧室 2、半开式燃烧室 进气涡流强度对发动机性能有很大影响。 涡流过弱，混合气形成和燃烧不好，性能下降；涡流过强，增加热损失，还使相邻油束之间的燃烧发生干扰，性能也下降。 因此对于每一工况有一最佳涡流强度。 稳流试验所得的平均涡流强度对性能的影响如图。 第五章 柴油机混合气形成与燃烧 直喷式燃烧室 2、半开式燃烧室 图中1%、2%的损失是因涡流不足或涡流过强而使燃油消耗率增高的百分数。 最佳涡流强度随发动机转速升高而降低。 （2） 深坑形燃烧室(主要形状如图） 特点：（油气相互运动） dk/D≈0.6; （参数见下图） dk/h=1.5~3.5; （与浅盆形对比） 有中心凸起以引导涡流形成，消除空气运动弱区； 较强的涡流运动Ω=1.5~3; 4～6孔喷嘴，喷压较高； 代表形式有：ω形、挤流口形、四角形 （2） 深坑形燃烧室(主要形状如图） 性能： 空气利用率较高，最小φa ＝1.3～1.5； 适用于高速； 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） 非回转体燃烧室 a) 四角形 b) 微涡流MTCC c) Quardram d) 花瓣形