单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,柴油机混合气形成与燃烧,(,二,),2013.02,柴油机混合气形成与燃烧,柴油机混合气形成与燃烧,本章主要内容：,柴油机燃烧过程,柴油机混合气的形成,柴油机的喷射与雾化,影响燃烧的因素和措施,柴油机混合气形成与燃烧本章主要内容：,第二节 柴油机混合气的形成,柴油机混合气形成靠三方面的相互作用：,一是,燃烧室的结构,二是,燃料的喷雾，,三是,缸内适当的空气运动。,混合气形成特点,:,1,、缸内形成,2,、时间极短,3,、过量空气系数较大,4,、靠燃烧室、喷雾、空气涡流运动三方面配合,第二节 柴油机混合气的形成柴油机混合气形成靠三方面的相互作用,混合气形成方法,:,空间雾化混合，油膜蒸发混合,。,空间雾化混合：,将燃油喷向燃烧室空间以雾状油滴与空气涡流混合。,油膜蒸发混合：,将燃油喷向燃烧室璧面以油膜蒸发油气与空气涡流混合。,在车用柴油机中，两种方式均有，但多数以空间雾化混合为主。球形燃烧室柴油机以油膜蒸发混合方式为主。,混合气形成方法:,1.,燃油的雾化,燃油在经喷孔喷出时，在气缸中被破碎成微粒的过程。,喷油横截面上燃油分布,喷油横截面上油粒速度,L:,射程,:,锥角,喷注的形状,一、燃油的雾化,1.燃油的雾化喷油横截面上燃油分布喷油横截面上油粒速度L:,2,喷注的特征,喷注射程,L,：,表示喷注贯穿深度；,喷注锥角,：,表示喷注紧密程度；,细微度和均匀度：,表示雾化程度。,细微度,-,油注中的平均直径,均匀度,-,油注中最大直径与最小直径之,差,3,影响喷注质量的主要因素,喷注结构，喷油压力，气缸内空气的压力，柴油的粘度等。,2喷注的特征3影响喷注质量的主要因素,二、空气运动对混合气形成的影响,无空气运动，属于“油找空气”，需要较高喷射压力。,缸内有空气的涡流运动，“空气找油”，能加速雾化的油滴与周围空气的混合，促进燃烧。,但能量和热损失大，充量系数下降，经济性略差。,涡流过强，会使燃烧产物与邻近的喷注重叠。,二、空气运动对混合气形成的影响无空气运动，属于“油找空气”,三、典型燃烧室结构分析,1,燃烧室分类,直喷式和分开式两大类,直喷式燃烧室,：,燃油直接喷入由活塞顶和缸盖形成的,一个统一空间。,（缸径大于,100mm,，转速小于,3000r/min,的柴油机基本用直喷式的）,根据凹坑深度分：,开式燃烧室,浅坑型，如,浅盆形,或,浅,形,燃烧室,半开式燃烧室,深坑型，如,形,和,球形,燃烧室,分开式燃烧室,：,由主燃室和副燃室两部分组成。,如：,涡流室式,燃烧室和,预燃室式,燃烧室,（高速小缸径柴油机多采用分开式燃烧室）,一般，气缸直径越大，燃烧室越浅。,三、典型燃烧室结构分析1燃烧室分类直喷式和分开式两大类,2,对柴油机燃烧室的要求,小；,（但应燃烧完全及时）,适度的,P/,和,P,z,值；,（以保证工作柔和、平稳、可靠。）,排气品质好；,变工况适应好；,（应在负荷、转速变化时，柴油机性能稳定。）,冷起动性好；,制造、维修方便。,2对柴油机燃烧室的要求,3.,直喷式燃烧室的空气涡流运动,产生涡流运动的方法：,1,）进气涡流,靠切向进气道和螺旋进气道形成。,切向进气道：,气道母线与气缸相切，在气门前强烈收缩，使气流越来越快进入气缸后受缸壁的约束而转向，形成涡流。,3.直喷式燃烧室的空气涡流运动产生涡流运动的方法：,螺旋进气道：,气门座上方的气道成螺旋型，相对于气缸中心一定位置。气流形成绕气门中心的旋转运动，进入气缸后近于切向气流，沿气缸壁绕气缸中心旋转运动。应用于高速柴油机上。,螺旋进气道：气门座上方的气道成螺旋型，相对于气缸中心一定位置,2,）挤气涡流,在压缩行程后期，活塞接近上止点时，活塞顶上方环形空间中的空气被挤入活塞顶部的燃烧室内，造成的空气的涡流运动。,涡流强度较进气涡流小，只起辅助作用。,逆挤流,2）挤气涡流逆挤流,4.,直喷式燃烧室,1,）开式燃烧室,浅坑型,混合气形成方式以空间雾化为主。,无或很弱进气涡流，形成质量依靠喷雾质量,（细微度及均匀度,),，对喷射系统要求高,（,100MPa,，,7-12,喷孔）,；,结构简单，,F/V,小，,Q,放，,经济性好,；,起动性好,，热负荷低；,但,大,（,1.52.2,）,，,工作粗暴,，对燃料要求高。,一般适用于大缸径,（,140mm,）,，低速,（,2000r/min,）,柴油机,。,如浅,型燃烧室。大缸径柴油机多采用开式燃烧室。,4.直喷式燃烧室1）开式燃烧室浅坑型,浅,型燃烧室,浅型燃烧室,2,）半开式燃烧室,深坑型,混合气形成方式有空间混合和油膜蒸发混合。形成质量依靠多油注高压喷射。一般有较强的进气涡流。,型燃烧室（典型）,混合气形成：空间雾化混合为主。,一般采用多孔喷嘴,（,4-6,孔）,，较高喷射压力，并组织一定的进气涡流和挤气涡流。,面容比小，,Q,放，,经济性好,。,低温起动性好,。,P/,和,Pz,大，,工作粗暴,。,大,（,1.3-1.5,）,。,形成碳烟多，氮氧化物多、排放差。,适用于,4500r/min,以下，,80-140mm,的柴油机。,2）半开式燃烧室深坑型,型燃烧室,型燃烧室,球形燃烧室,混合气形成：油膜蒸发。,一般采用单孔喷嘴，均配有螺旋进气道以产生强进气涡流。,面容比小，,经济性好,。,P/,和,Pz,较小，,工作柔和,。,对燃油的品质及雾化质量要求低，可以燃用多种燃料。,冷起动困难,。,低速、加速时冒黑烟。,不适于增压，变工况适应性差，目前已很少使用。,球形燃烧室,球型燃烧室,球型燃烧室,5,、分开式燃烧室,1,）,涡流室式燃烧室,混合气形成：空间雾化混合为主,一般采用轴针式喷油器，涡流室占燃烧容积的,50%-60%,喷雾质量要求不高,(,利用强压缩涡流形成混合气，喷油压力可降低,),P/,较小，,工作柔和,，噪音低,（副燃室燃烧滞燃期短，主燃室燃烧活塞已下行）,空气利用率高，,值可较小,（,1.2.13,）,高速性能好。,（涡流随转速升高而加强）,排污低,（最高燃烧温度低）,变工况适应性好，对转速不敏感,（转速变化，涡流的流动特性基本不变）,面容比大，,经济性较差,，,启动性差,（传热和流动损失大，装电热塞）,5、分开式燃烧室1）涡流室式燃烧室,涡流室式燃烧室,涡流室式燃烧室,1,）预燃室,式燃烧室,混合气形成：空间雾化混合为主。,采用轴针式喷油器，预燃室占燃烧容积的,50%-60%,。,喷雾质量要求不高,（预燃室形成强的紊流和二次喷射的,燃烧涡流,形成混合气）。,P/,较小，,工作柔和,。,空气利用率高，,值可较小。,变工况适应性好，对转速不敏感。,NOx,排放低。,启动性差,，面容比较大，,经济性差。,低速噪声（惰转噪声）大。,(,预燃室气体速度低，油束贯穿力大，喷射的燃油进入主燃室，使主燃室燃油滞燃期增长,),1）预燃室式燃烧室,预燃室式燃烧室,预燃室式燃烧室,各种燃烧室的比较,各种燃烧室的比较,柴油机混合气形成与燃烧（二）课件,柴油机混合气形成与燃烧（二）课件,柴油机混合气形成与燃烧（二）课件,柴油机混合气形成与燃烧（二）课件,柴油机混合气形成与燃烧（二）课件,柴油机混合气形成与燃烧（二）课件,柴油机混合气形成与燃烧（二）课件,柴油机混合气形成与燃烧（二）课件,