发动机内燃机考研专业课.ppt

,第四章 汽油机混合气的形成和燃烧,发动机的燃烧过程是将燃料的化学能转变为热能的过程。燃烧过程是影响发动机经济性、动力性和排气污染的主要过程，与噪声、振动、起动性能和使用寿命也有重大关系。,主要内容：汽油机混合气形成汽油机燃烧过程,汽油机混合气形成的方式,化油器式 汽油喷射式 它们都属于在气缸外部形成混合气，都是依靠控制节流阀开闭来调节混合气数量,第二节 汽油机混合气的形成,一、电控汽油喷射式混合气的形成,电控汽油喷射系统（Electronic Fuel Injection）是汽油机综合控制中最主要、最基本的部分。系统的基本构成：空气系统 燃料系统 控制系统,1、电控汽油喷射系统简图,2、系统的基本构成图,3、空气系统主要零件,4、燃料系统主要零件,5、控制系统主要零件,二、汽油喷射系统的优点,汽油喷射系统油量计量与控制的精度高供油系统雾化质量好，改善了燃烧过程 电控技术的应用有利于改善瞬态响应性能多点顺序喷射，改善了各缸分配的均匀性 取消了化油器喉管，提高了充气效率,在气缸外部的进气管内，利用喷嘴或化油器使空气和燃油混合，形成混合气。混合气进入气缸后，到压缩行程终了时已大致构成均质混合气，再经电火花点火进行燃烧。近年来汽油机发展，涌现出一些新型燃烧系统：稀薄燃烧系统、非均质混合气燃烧系统 及缸内喷射技术等。,第二节 汽油机燃烧过程,一、正常燃烧过程进行情况,着火延迟期,明显燃烧期,后燃期,点燃混合气，形成 火焰中心。着火延迟期长短有变动。希望尽量缩短着火延迟期并保持稳定。,火焰传遍整个燃烧室。绝大部分燃料在这一阶段燃烧，是汽油机的主燃烧期。汽油机p/在0.2-0.4MPa/()的范围内。,火焰前锋后未及燃烧的燃料再燃烧。这种燃烧已远离上止点，应尽量减少。,二、燃烧速度,燃烧速度是指单位时间燃烧的混合气量。控制燃烧速度就能控制明显燃烧期的长短及其相对曲轴转角的位置。,燃烧速度的影响因素,火焰速度UT,气体的紊流运动,混合气成分,混合气初始温度,火焰前锋面积AT,可燃混合气密度T,三、不规则燃烧,在稳定正常运转的情况下，各循环之间的燃烧变动和各气缸之间的燃烧差异。各循环间的燃烧变动 各缸间燃烧差异,1、爆燃,外部特征：特别尖锐的金属敲击声，亦称之敲缸。产生原因：在火焰前锋尚未到达之前，末端混合气已经自燃。影响因素：燃料的抗爆燃能力辛烷值 末端混合气的压力和温度 火焰前锋传播到末端混合气的时间,四、不正常燃烧,2、表面点火,产生原因：不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面点燃混合气的现象。早燃的危害：发动机工作粗暴，压缩功增大，功率下降，火花塞、活塞等零件过热。早燃与爆燃的关系：早燃会诱发爆燃，爆燃又会让更多的炽热表面温度升高，促使更剧烈的表面点火，两者互相促进，危害可能更大。,（一）混合气浓度（二）点火提前角（三）转速（四）负荷（五）大气状况,1、混合气浓度,在时:pz、Tz、p/、pe均达最高值 爆燃倾向增大 不完全燃烧，所以CO排放量明显上升,在时:燃料燃烧完全，be最低 缸内温度最高且有富裕空气，NOx排放量大,在1.2时:火焰速度缓慢，经济性差 燃料不完全燃烧，HC排放量增多 工作不稳定,五、使用因素对燃烧的影响,2、点火提前角,定义：从发出电火花到上止点间的曲轴转角 特点：对应于每一工况都存在一个“最佳”点火提前角，这时汽油机功率最大，耗油率最低。点火提前角调整特性,点火角过大，压缩功增加，且最高压力升高，爆燃倾向加大。点火过迟，燃烧最高压力和温度下降，传热损失增多，排温升高，功率、热效率降低，但爆燃倾向减小，NOx排放量降低。,3、转速,转速增加时，气缸中紊流增强，火焰速度大体与转速成正比增加 转速增加时，爆燃倾向减小 转速增加时，应该相应加大点火提前角,4、负荷,汽油机负荷调节是量调节，当负荷减小时，残余废气所占比例相对增加 当负荷减小时，需要增大点火提前角,5、大气状况,大气压力低（高原），气缸充气量减少，经济性和动力性下降 大气温度高，同样气缸充气量下降，容易发生爆燃和气阻,