第五章_内燃机溷合气的形成和 与燃烧2 内燃机学 课件.pptVIP

二、充量分层和缸内直喷燃烧系统 (一) 分层燃烧 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；而在燃烧室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。 第三节 点燃式内燃机的燃烧室 点燃式内燃机的燃烧室 分层充量及缸内直喷燃烧系统 燃烧室设计的一般要求 燃烧室设计要点 典型燃烧室 分层燃烧 典型缸内直喷燃烧系统简介 第三节 点燃式内燃机的燃烧室 (1)经济性好。（ηit， bi或ηr） (2)燃烧放热率曲线等容度高。 (3)污染小。 (4)动力性高。 (5)不出现爆燃与表面点火等不正常燃烧。 (6)燃烧循环变动小。 一、点燃式内燃机的燃烧室 (一) 燃烧室设计的一般要求 相对热效率： 指示效率ηi与等容循环理论热效率ηt 之比。 ηr=ηi/ηt 曲线下的面积形心的位置 越靠近上止点越好 平均指示压力 的循环变动 第三节 点燃式内燃机的燃烧室 一、点燃式内燃机的燃烧室 (一) 燃烧室设计的一般要求 (7)工作柔和，燃烧噪声小。 (8)满足速燃要求。 (9)稀燃能力强。 (10)起动性好。 (11)瞬态特性好。 (12)EGR的承受能力强。 把燃烧持续期控制在60 (CA)之内，过分缩短燃烧持续期没有必要。 上述要求中有些是相互促进的，有些是相互矛盾的。 近年来，由于排气净化研究的进展，再加上节约能源问题的提出，因此更着眼于提高经济性并同时减少大气污染。 第三节 点燃式内燃机的燃烧室 一、点燃式内燃机的燃烧室 (二) 燃烧室设计要点 燃烧室的设计要点 压缩比 燃烧室 面容比 火花塞位置 与性能 燃烧室的 优化途径 燃烧室内 气流运动 一、点燃式内燃机的燃烧室 (二) 燃烧室设计要点 1、压缩比 压缩比↑ 汽油机的功率与经济性↑ 爆燃的限制 既提高压缩比又不促使爆燃的发生，燃烧室设计应从以下几方面考虑： 缩短火焰传播距离——设计紧凑的燃烧室——也与火花塞位置有关。 利用适当强度的湍流，加快火焰传播速度。 在离火花塞较远的区域设计适当的冷却面积，降低边缘区域可燃混合气温度。 4) 燃烧室内没有易受高温影响而产生的热点和表面沉积物。 2、燃烧室面容比F／V 一般来说，F／V大，火焰传播距离长，容易爆燃，HC排放高(图5—21)，相对散热面积大，热损失大。 (二) 燃烧室设计要点 3、火花塞位置及其性能 火花塞的位置直接影响火焰传播距离的长短，从而影响抗爆性，也影响火焰面积扩展速率和燃烧速率。 特制形状的燃烧弹中的试验： 圆锥形底部点火 开始燃烧速率大，后期缓慢； 圆锥形顶部点火 开始缓慢，后期快速燃烧； 圆柱形 （楔形燃烧室） （浴盆形燃烧室） 介于两者之间 燃烧室中不同火花塞位置对燃料辛烷值要求也不同，图5—23示出了顶置气门燃烧室火花塞位置对辛烷值的要求。 (二) 燃烧室设计要点 3、火花塞位置及其性能 (二) 燃烧室设计要点 3、火花塞位置及其性能 确定火花塞位置时，应考虑以下几个方面： 1）应使火焰传播距离短，如火花塞布置在燃烧室中央。 2）使末端气体受热减少，如火花塞布置在排气门附近。 3）减少各循环之间的燃烧变动，保证暖机和低速稳定性好，如火花塞布置在进、排气门之间，便于利用新鲜混合气扫除火花塞周围的残余废气，使混合气易于点燃，同时应控制气流的强度，避免吹散火花。 4）确保发动机运转平稳，火花塞的位置应能使从火花塞传播开的火焰面逐渐扩大。 (二) 燃烧室设计要点 4、燃烧室内的气流运动 燃烧室内形成适当强度的气流运动的有利之处： 增加火焰传播速度。 2) 扩大混合气的着火界限。 3) 降低循环变动率。 4) 降低HC排放。 进气涡流 挤流 燃烧室的设计首先是选择燃烧室最佳几何形状。最佳几何形状将使发动机受益最大，损失最小。半球形或单坡屋顶式(用于缸内直喷式)缸头的燃烧室，使火焰前锋表面积迅速接近于最大值(燃烧迅速)，与燃气接触的表面积又最小(传热损失小)。 火花塞靠近燃烧室中心，对获得快速燃烧也是非常有利的。 为改善燃油、空气和EGR混合的均匀性，燃烧室中应组织适当的空气运动，减少燃烧过程中的循环变动率，保证较高的燃烧速率。 (二) 燃烧室设计要点 5、燃烧室的优化途径 第三节 点燃式内燃机的燃烧室 一、点燃式内燃机的燃烧室 (三)典型燃烧室 1、楔形燃烧室 2、浴盆形燃烧室 3、碗形燃烧室 4、半球形燃烧室 5、其他类型燃烧室 (三) 典型燃烧室 1、楔形燃烧室 结构较紧凑，火焰传播距离较短；气门倾斜6－ 30，使得气道转弯小，