12内燃机学第五章(5节)燃烧(2学时).pptVIP

7、涡流室镶块和壁温 涡流室镶块温度： 镶块温度较高（因高温高压气体流经通道） ，一般超过600℃。镶块温度高的结果： 一方面可以造成局部热区，对着火有促进作用； 另一方面由于热负荷高，容易损坏镶块。 所以，镶块多用耐热钢制成，如95系列柴油机的涡流室镶块材料是4Cr9Si2。 涡流室壁温： 壁温对涡流室柴油机混合气形成和燃烧会有影响，因有一部分燃油是壁面蒸发。 壁温升高，滞燃期缩短，压力升高比会有所降低。 五、预燃室式燃烧室 预燃室式燃烧室的构造如下图所示，其特点为： 燃烧室由预燃室（气缸盖内）和主燃烧室（活塞上方）所组成，两者之间由一个或数个孔道相连，喷油嘴安装在预燃室中心线附近。 连接通道不与预燃室相切，压缩行程期间不产生有组织强涡流，但空气流过通道产生强烈湍流，空气湍流使一部分燃料雾化混合。 着火燃烧后，预燃室中压力、 温度迅速升高，利用这部分燃料 燃烧的能量将预燃室中混合气高 速喷入主燃烧室； 主燃烧室内形成空气运动（ 所谓燃烧涡流），促使大部分燃 料在主燃烧室内混合燃烧。 与涡流室相比，预燃室燃烧系统有如下特点： 1、预燃室内，不组织强烈有规律的压缩涡流，只是在压缩行程期间，空气流经小孔产生无组织的紊流，或组织微弱的压缩涡流。预燃室的作用是产生燃烧涡流，促成燃料在主燃烧室中的喷射和燃烧。 2、预燃室容积较小， 一般VK/VC为 25-40%；通道截面也较小，一般A/FP 为 0.25-0.7%，使预燃室与主燃室之间的压 差较大。所以，流动损失大，但可获得 较高的流速，形成强烈的燃烧涡流。 3、预燃室通道（喷孔）多，因为大 部分燃料在主燃室内燃烧，为了使喷出 的混合气均匀分布在主燃室，充分利用 主燃室内的空气，各个喷孔的位置应与 主燃室的形状相配合。 预燃室与涡流室都是分隔式燃烧室，优缺点类似，主要有： 1、预燃室柴油机混合气形成主要依靠燃烧能量，可以在较小的过量空气系数下工作，一般? = 1.2-1.6 ，容易获得较高的平均有效压力；对供油系统要求不高，可以应用单孔轴针式喷油嘴，喷油压力较低，一般为 8-13 MPa，所以，燃油系统工作可靠性较高。 混合气形成对转速敏感性不高，可以在较大的转速范围内工作，性能不会有显著恶化。 2、预燃室喷孔截面很小，气体流动产生强烈节流，使主燃室压力升高大为缓和，所以，主燃室压力较低，非增压柴油机的最大燃烧压力在6 MPa左右，运转很平稳。 3、预燃室柴油机中，大部分燃料是在高温（1500-1800°C）气流下雾化混合，有时在预燃室内还设有高温镶快，以保证工作在炽热状态，不易着火的燃料也能很好地着火燃烧。所以，对燃料种类不敏感，适应多种燃料燃烧。同时，有害排放较低。 4、流动损失和散热损失大，经济性差，燃料消耗率比直喷式柴油机高15%以上。此外，起动困难，需要辅助起动装置。 从节能考虑，预燃室应用日益减少，仅应用在少数机型上。 六、空气运动、燃油喷射及燃烧室结构的匹配 压燃式发动机的性能和排放指标取决于燃烧完善程度，其中空气运动、燃油喷射和燃烧室结构是最重要影响因素。这些因素相互影响，相互制约，任何一个因素不与其他因素合适匹配，都会造成燃烧过程恶化。 目前柴油机燃烧室已向直喷化方向发展，因直喷式柴油机的经济性好具有明显优势。而在直喷式燃烧系统中，上述三者之间合理匹配，是该燃烧系统的三大要素。 大型柴油机，一般不组织空气涡流运动，而是依靠高压喷射、多孔喷嘴等燃油系统参数就能达到较好的性能。 中、小型高速柴油机，一般都要组织进气涡流，以促进混合气的形成和燃烧过程的进行。 对于一定缸径和转速发动机：进气涡流强度是根据燃油系统参数、燃烧室结构参数来确定。过强或过弱的进气涡流都会造成燃烧恶化以及有害废气排放量增加，因此存在一个最佳涡流比。 最佳涡流比主要是通过试验来确定的，理论上不易确定。 发动机变工况时对最佳涡流比的要求： 低速时（尤其是大转矩时）要求高涡流比，以使油耗和烟度同时降低；在高速时要求低涡流比，使油NOx同时降低。 对于普通进气道，进气涡流强度随发动机转速的增加而成比例增加，但涡流比基本保持不变，所以，无法满足发动机变工