发动机原理教案3.doc

第三章 汽油机混合气的形成和燃烧 §3-1 汽油机的燃烧过程 燃烧过程是将燃料的化学能转变为热能的过程。 对燃烧过程的要求： （1）完全：充分利用燃油的热能；减少废气排放。 （2）及时：在上止点附近燃烧，循环功最多。 （3）正常：正常燃烧，才能保证发动机工作稳定、可靠。 一般汽油机是预混合燃烧，即到压缩行程终了时已大致形成均质混合气，并以电火花点火燃烧。 一、汽油机的正常燃烧 电火花点燃均匀的可燃混合气, 形成火焰中心, 并且火焰从此中心按一定的速率 （0～80 m/s ） , 在此期间火焰传播速率, 火焰前锋形状均没有急剧的变化, 称之为正常燃烧。 正常燃烧分三个阶段：着火落后期、明显燃烧期和补燃期。 （） （ ） 12 从电火花跳火 ( 形成火焰中心。 1点以前为压缩过程, 缸内压力升高不大。 1 — 火花塞跳火。 2 — 缸内压力脱离压缩线开始急骤增高。 点火提前角( — 1点 ( 上止点的曲轴转角。 为什么要提前：因为要使着火在上止点附近完成, 压力最高点出现在上止点后某一角度。 着火延迟期任务：低温氧化反应。这一段占整个燃烧过程的15%左右。 ※着火落后期的长短与以下因素有关： 1.混合气成分 混合气过量空气系数=0.8～0.9时，着火落后期最短。 2.开始点火时的缸内气体温度和压力 开始点火时缸内气体温度和压力越高，着火落后期越短。 3.缸内气体流动 加强紊流运动，会加快混合气的氧化反应速度，着火落后期缩短。 4.火花能量 加大火花能量，着火落后期缩短。 5.残余废气量 残余废气对燃烧反应起阻碍作用，使着火落后期变长，所以应尽量减少残余废气。 6.燃料本身分子结构和物化性质 着火落后期，每一循环都可能有变动，有时最大值可达最小值的数倍。希望着火落后期尽量缩短并保持稳定。 （） （ ） 23 这一阶段为燃烧过程的主要阶段。 在此时间内, 火焰迅速传遍整个燃烧室, 混合气的绝大部分在此时期内完成燃烧 （ 80% ） （ , 柴油机随喷随燃, 在上止点以后还在向缸内喷入燃料 ）, , 代表工作粗暴的程度, 它与火焰传播速率有关。 ( ((。 (( ((( (工作粗暴，噪声(。 但( ( 不正常燃烧趋势(。 气流运动( ( ( 所以, 在汽油机中, 火焰传播速率是一个重要参数, 它直接影响不正常燃烧的抑制, 从而影响发动机的功率、效率和使用寿命。 3点为点, 3’点为, 往往3’点与3点重合。 若取放热效率骤然下降的时刻作为急燃期的终点则更合理 （ 3 ）, , 故我们通常以使的3点作为急燃期的终点。 ※3点的到来时刻非常重要, 太早, 则压缩负功( ( (。太迟, 则热量利用( ( (。 因为汽油机的燃烧与柴油机不同, 可以人为控制, 故可用调整点火提前角的方法来调整3点的到达时刻。 注意：示功图的上下止点不容易测, 目前全世界尚无一准确、标准、权威的测量方法。 （） 3－4 3点 ( 燃料基本燃烧完的4点。 3点过后, 燃烧速度下降, 活塞下行, 使p(, 在3点过后的燃烧主要为 1 在火焰传播期火焰前锋面没有燃烧掉的燃料继续燃烧。 2 粘附在缸壁上的混合气层继续燃烧。 3 由于汽油机燃烧温度高, 高温分解严重。产生的, , CO, 在补燃期内, 由 于温度降低, 重新燃烧生成, , 放出热量。 补燃( ((，(，热负荷(, 经济性(。 希望补燃期(。但汽油机不象柴油机随喷随燃, 燃料在以后还有喷入，补燃情况要小得多。 总结：为了保证汽油机工作柔和, 动力性好, 一般应使2点处于上止点前12(～15( 。3点处于上止点后12(～15(, 。 二、汽油机的不规则燃烧 两种：各循环之间的燃烧差异和各缸之间的燃烧差异。 （1）各循环之间的燃烧差异 各循环之间的燃烧差异主要是燃烧的不稳定性，使得同一气缸各个循环出力不均，表现为各循环的压力波动。 危害： 这种循环间的燃烧变动使汽油机空燃比和点火提前角调整对每一循环都不可能处于最佳状态，因而油耗上升，功率下降，不正常燃烧倾向增加，使汽油机性能下降。 产生这种现象的主要原因是：火花塞附近混合气的混合比和气体紊流性质、程度在各循环均有变动，致使火焰中心形成所用的时间不同，即由有效着火时间变动而引起的。 （2）各缸之间的燃烧差异 各缸之间的燃烧差异主要是由于燃料分配不均使空燃比不一致造成的，使得各个气缸出力不均，表现为各个气缸的压力波动。 危害： 由于各缸混合气成分不同，使各缸不可能都处于经济混合气或功率混合气工作，则发动机功率下降，油耗上升，排放污染严重。 影响因素： 与进气系统所