[理學(xué)]第四章 汽油機(jī)混合氣的形成及燃燒ppt課件

1、車輛工程第四章 汽油機(jī)混合氣的構(gòu)成及熄滅車輛工程 正常熄滅過程三個(gè)階段，滯燃期、急燃期和后燃期正常熄滅過程三個(gè)階段，滯燃期、急燃期和后燃期一、正常熄滅過程： 4-1 汽油機(jī)熄滅過程車輛工程 在此時(shí)期內(nèi)，混合氣的活化中心濃度迅速增長，反響速率很快提高，構(gòu)成高溫單階段著火過程。 1、滯燃期著火階段、滯燃期著火階段:三種定義，有一定的差別三種定義，有一定的差別 a、從點(diǎn)火開場至缸內(nèi)壓力明顯脫離緊縮線所需的時(shí)間。 b、點(diǎn)火作為起點(diǎn)直到構(gòu)成設(shè)定半徑火焰中心，開場傳播一段時(shí)間。 C、從點(diǎn)火開場至缸內(nèi)10%的燃料熄滅終了所需的時(shí)間。車輛工程滯燃期影響要素： a.燃料的分子構(gòu)造和理化性能、混合氣成分. b.點(diǎn)

2、火時(shí)缸內(nèi)氣體的壓力、溫度； c.氣流運(yùn)動以及點(diǎn)火能量的大小。 d.過量空氣系數(shù)、剩余廢氣量。 車輛工程2、急燃期、急燃期2-3火焰中心開場出現(xiàn)火焰火焰中心開場出現(xiàn)火焰?zhèn)鞑?，至火焰普及幾乎整個(gè)熄滅室熄滅完絕傳播，至火焰普及幾乎整個(gè)熄滅室熄滅完絕大部分燃料的一段時(shí)間，稱為急燃期。大部分燃料的一段時(shí)間，稱為急燃期。推進(jìn)速度取決于推進(jìn)速度取決于層流火焰速度和層流火焰速度和混合氣紊流形狀混合氣紊流形狀車輛工程特點(diǎn)：熄滅的混合氣量很大，放熱量急劇添加，缸內(nèi)溫度特點(diǎn)：熄滅的混合氣量很大，放熱量急劇添加，缸內(nèi)溫度和壓力升高很快，壓力升高率到達(dá)和壓力升高很快，壓力升高率到達(dá) 0.20.4MPaCA。繼續(xù)時(shí)間短，

3、因熄滅放熱集中于緊縮上止點(diǎn)附近，故其熱繼續(xù)時(shí)間短，因熄滅放熱集中于緊縮上止點(diǎn)附近，故其熱量利用情況較好。量利用情況較好。 應(yīng)防止點(diǎn)應(yīng)防止點(diǎn)3在緊縮上止點(diǎn)前過早出現(xiàn)，否那么將引起緊縮在緊縮上止點(diǎn)前過早出現(xiàn)，否那么將引起緊縮過程負(fù)功的添加，或產(chǎn)生過高的壓力升高率和最高熄滅壓過程負(fù)功的添加，或產(chǎn)生過高的壓力升高率和最高熄滅壓力。力。 車輛工程3、后燃期、后燃期3-4是從最高熄滅壓力點(diǎn)起至是從最高熄滅壓力點(diǎn)起至燃料根本燒完為止的一段時(shí)間。燃料根本燒完為止的一段時(shí)間。 主要有火焰前鋒后未及熄滅的燃料再熄滅，貼附在缸壁主要有火焰前鋒后未及熄滅的燃料再熄滅，貼附在缸壁上未燃混合氣層的部分熄滅以及高溫分解的熄

4、滅產(chǎn)物上未燃混合氣層的部分熄滅以及高溫分解的熄滅產(chǎn)物H2、CO等重新氧化。壓力最高點(diǎn)等重新氧化。壓力最高點(diǎn)3后至后至95%以上燃料熱量根以上燃料熱量根本釋放出，應(yīng)盡量減少。本釋放出，應(yīng)盡量減少。 車輛工程 二、熄滅速度二、熄滅速度TTTAUdtdm車輛工程 1、火焰?zhèn)鞑ニ俣?、火焰?zhèn)鞑ニ俣?A：紊流運(yùn)動：紊流運(yùn)動 影響火焰速度的主要要素有：影響火焰速度的主要要素有：車輛工程B：混合氣成分：混合氣成分 C：混合氣初始溫度：混合氣初始溫度高，火焰速度添加。高，火焰速度添加。 影響火焰速度的主要要素有：紊流運(yùn)動、混影響火焰速度的主要要素有：紊流運(yùn)動、混合氣成分和混合氣初始溫度。合氣成分和混合氣初始溫度

5、。車輛工程 2、火焰前鋒面積、火焰前鋒面積 它直接影響到主熄滅期相當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角的位置，而這與缸內(nèi)它直接影響到主熄滅期相當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角的位置，而這與缸內(nèi)壓力上升情況親密相關(guān)壓力上升情況親密相關(guān)車輛工程3、可燃混合氣密度、可燃混合氣密度 增大增大 T，可以提高熄滅速度，因此提高緊縮比，可以提高熄滅速度，因此提高緊縮比和進(jìn)氣壓力，均可加大熄滅速度。和進(jìn)氣壓力，均可加大熄滅速度。車輛工程 三、不規(guī)那么熄滅三、不規(guī)那么熄滅不規(guī)那么熄滅：是指在穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，各循環(huán)不規(guī)那么熄滅：是指在穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，各循環(huán)之間的熄滅變動和各缸之間的熄滅差別。之間的熄滅變動和各缸之間的熄滅差別。 這是汽油機(jī)熄滅過程的

6、一大特征。這是汽油機(jī)熄滅過程的一大特征。車輛工程1、熄滅的循環(huán)變動、熄滅的循環(huán)變動車輛工程 產(chǎn)生這種景象的主要緣由：火花塞附近混合氣的混合產(chǎn)生這種景象的主要緣由：火花塞附近混合氣的混合比和氣體湍流性質(zhì)、程度在各循環(huán)均有變動，致使火焰中比和氣體湍流性質(zhì)、程度在各循環(huán)均有變動，致使火焰中心構(gòu)成的時(shí)間不同，即由有效著火時(shí)間變動而引起的。心構(gòu)成的時(shí)間不同，即由有效著火時(shí)間變動而引起的。車輛工程改善循環(huán)間的熄滅變動可：改善循環(huán)間的熄滅變動可：1、當(dāng)、當(dāng)a0.80.9時(shí)，循環(huán)熄滅變動最小。時(shí)，循環(huán)熄滅變動最小。2、在中等負(fù)荷以上變動較小，低負(fù)荷和低轉(zhuǎn)速、在中等負(fù)荷以上變動較小，低負(fù)荷和低轉(zhuǎn)速 時(shí)剩余廢氣時(shí)

7、剩余廢氣相對量多，變動明顯。相對量多，變動明顯。3、加強(qiáng)湍流有助于減少變動，所以轉(zhuǎn)速添加時(shí)普通變動減小。、加強(qiáng)湍流有助于減少變動，所以轉(zhuǎn)速添加時(shí)普通變動減小。4、加大點(diǎn)火能量，采用多點(diǎn)點(diǎn)火。、加大點(diǎn)火能量，采用多點(diǎn)點(diǎn)火。5、點(diǎn)火時(shí)辰和點(diǎn)火位置對熄滅變動很敏感。、點(diǎn)火時(shí)辰和點(diǎn)火位置對熄滅變動很敏感。車輛工程針對多缸機(jī)而言的，各缸間熄滅差別稱各缸間任務(wù)差別。針對多缸機(jī)而言的，各缸間熄滅差別稱各缸間任務(wù)差別。 進(jìn)氣管內(nèi)空氣、燃料蒸汽、各種比例的混合氣、大小進(jìn)氣管內(nèi)空氣、燃料蒸汽、各種比例的混合氣、大小不一的霧化油粒以及沉浸在進(jìn)氣管壁上厚薄不同的油膜不一的霧化油粒以及沉浸在進(jìn)氣管壁上厚薄不同的油膜各缸

8、進(jìn)氣歧管的差別，各缸間進(jìn)氣重疊引起的干涉等景象各缸進(jìn)氣歧管的差別，各缸間進(jìn)氣重疊引起的干涉等景象導(dǎo)致各缸進(jìn)氣量、進(jìn)氣速度以及氣流的湍流形狀不一致導(dǎo)致各缸進(jìn)氣量、進(jìn)氣速度以及氣流的湍流形狀不一致影響最大的是進(jìn)氣管的設(shè)計(jì)。影響最大的是進(jìn)氣管的設(shè)計(jì)。2、各缸間熄滅差別、各缸間熄滅差別主要緣由：各缸進(jìn)氣充量不均勻，混合氣成分不均勻。主要緣由：各缸進(jìn)氣充量不均勻，混合氣成分不均勻。車輛工程 四、不正常熄滅四、不正常熄滅爆震和外表點(diǎn)火的定義爆震和外表點(diǎn)火的定義車輛工程 1點(diǎn)火提早角添加， t1減少；pZ，TZ增大，t2減少。但t2起主要作用，故爆燃傾向添加?？梢杂猛七t點(diǎn)火提早角方法降低爆燃傾向。 2轉(zhuǎn)速的

9、影響n添加，Sf添加， t1減少；吸氣損失添加，溫度增大，使t2減少；而沖量系數(shù)下降， pZ下降， t2添加； n添加，爆燃傾向減少。令令t1為火焰?zhèn)鞑r(shí)間，為火焰?zhèn)鞑r(shí)間，t2為爆燃時(shí)間為爆燃時(shí)間車輛工程 3負(fù)荷節(jié)氣門關(guān)小，剩余廢氣增大，傳熱損失添加，pZ下降，t2添加，故爆燃傾向減小。 4混合氣濃度影響a=0.8-0.9時(shí)，Sf最高， t1最??；t2也最小，t2起主要作用， 爆燃傾向添加，過濃過稀混合氣有助于減少爆振。 5沉淀物積碳積碳溫度較高，使爆燃傾向添加。 車輛工程 1氣缸直徑：D增大， t1增大， t2減小，爆燃傾向添加。 2火花塞安裝位置：接近排氣門不易引起爆燃，遠(yuǎn)離進(jìn)氣任務(wù)不穩(wěn)

10、。 3氣缸蓋與活塞的資料：輕鋁合金具有導(dǎo)熱好特性，爆燃減輕。 4熄滅室構(gòu)造：火燃傳播間隔短、傳播速度高，湍流強(qiáng)度高的構(gòu)造有助于降低爆燃。 2構(gòu)造要素：構(gòu)造要素：車輛工程 爆燃成為限制火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)功率提高和經(jīng)濟(jì)性改善的爆燃成為限制火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)功率提高和經(jīng)濟(jì)性改善的一個(gè)重要要素。添加其抗爆性能，不斷改良熄滅系統(tǒng)和進(jìn)氣一個(gè)重要要素。添加其抗爆性能，不斷改良熄滅系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)以減少爆燃傾向，已成為提高汽油機(jī)性能的一個(gè)重要方系統(tǒng)以減少爆燃傾向，已成為提高汽油機(jī)性能的一個(gè)重要方面。面。爆燃的危害：爆燃的危害： 1輸出功率、熱效率均降低：輸出功率、熱效率均降低： 2氣缸過熱：氣缸過熱： 3零件的應(yīng)力添加

11、：零件的應(yīng)力添加： 4爆燃促使積碳構(gòu)成，容易破壞活塞環(huán)、氣門和火花塞爆燃促使積碳構(gòu)成，容易破壞活塞環(huán)、氣門和火花塞的正常任務(wù)；壓力波沖擊缸壁外表，使之不易構(gòu)成油膜，的正常任務(wù)；壓力波沖擊缸壁外表，使之不易構(gòu)成油膜，會導(dǎo)致機(jī)件加速磨損。會導(dǎo)致機(jī)件加速磨損。 車輛工程1推遲點(diǎn)火；推遲點(diǎn)火；防止爆燃的方法：防止爆燃的方法：2縮短火焰?zhèn)鞑ラg隔；縮短火焰?zhèn)鞑ラg隔；3冷卻中冷混合氣；冷卻中冷混合氣；4添加流動加速火焰?zhèn)鞑?，降低溫度；添加流動加速火焰?zhèn)鞑?，降低溫度?加強(qiáng)熄滅室掃氣。加強(qiáng)熄滅室掃氣。車輛工程車輛工程2、外表點(diǎn)火、外表點(diǎn)火 車輛工程 影響外表點(diǎn)火的要素影響外表點(diǎn)火的要素 1燃料構(gòu)成堆積物的才干

12、。燃料構(gòu)成堆積物的才干。 2混合氣本身抵抗點(diǎn)燃的才干。混合氣本身抵抗點(diǎn)燃的才干。 發(fā)動機(jī)構(gòu)造參數(shù)和運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)變化時(shí)，凡促進(jìn)堆積物溫度升發(fā)動機(jī)構(gòu)造參數(shù)和運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)變化時(shí)，凡促進(jìn)堆積物溫度升高、氧氣供應(yīng)好以及降低混合氣點(diǎn)火能量的要素，均將促進(jìn)高、氧氣供應(yīng)好以及降低混合氣點(diǎn)火能量的要素，均將促進(jìn)外表點(diǎn)火的發(fā)生外表點(diǎn)火的發(fā)生防止外表點(diǎn)火的主要措施有：防止外表點(diǎn)火的主要措施有： 1選用沸點(diǎn)低的汽油和成焦性小的光滑油。選用沸點(diǎn)低的汽油和成焦性小的光滑油。 2降低緊縮比。降低緊縮比。 3避兔長時(shí)間的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和汽車頻繁加減速行駛。避兔長時(shí)間的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和汽車頻繁加減速行駛。 4運(yùn)用磷化物為燃油添加劑，使堆積物中

13、的鉛化合物構(gòu)運(yùn)用磷化物為燃油添加劑，使堆積物中的鉛化合物構(gòu)成磷酸鉛，從而使碳的著火溫度提高到成磷酸鉛，從而使碳的著火溫度提高到560，且氧化緩慢，且氧化緩慢，放出熱量少，減少激爆的發(fā)生。放出熱量少，減少激爆的發(fā)生。 車輛工程1、混合氣濃度： 五、五、 運(yùn)用要素的不同對內(nèi)燃機(jī)的影響運(yùn)用要素的不同對內(nèi)燃機(jī)的影響 車輛工程混合氣濃度：混合氣濃度：=0.80.9時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸羁?，因此，時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸羁欤虼?，pz、tz、p/ 、Pe均達(dá)最高值，且爆燃傾向增大。均達(dá)最高值，且爆燃傾向增大。在在=1.031.1時(shí)，由于熄滅完全，油耗率時(shí)，由于熄滅完全，油耗率be最低，但最低，但NOx排放量最大。隨

14、著混合氣濃度添加，排放量最大。隨著混合氣濃度添加，CO排放量明顯排放量明顯添加?；旌蠚鉂舛冗^濃添加?；旌蠚鉂舛冗^濃 1.2 ，HC排放量均明顯添加。排放量均明顯添加。車輛工程 2、點(diǎn)火提早角、點(diǎn)火提早角:汽油機(jī)點(diǎn)火提早特性：汽油機(jī)點(diǎn)火提早特性： 堅(jiān)持節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速以及混合氣濃度一定，功率、燃堅(jiān)持節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速以及混合氣濃度一定，功率、燃油耗費(fèi)率、排氣溫度隨點(diǎn)火提早角的變化。油耗費(fèi)率、排氣溫度隨點(diǎn)火提早角的變化。車輛工程 最正確點(diǎn)火提早角最正確點(diǎn)火提早角普通為普通為20-30 CA。車輛工程請解釋汽油機(jī)最正確點(diǎn)火提早角隨發(fā)動機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的變請解釋汽油機(jī)最正確點(diǎn)火提早角隨發(fā)動機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的變化

15、關(guān)系及其緣由化關(guān)系及其緣由 轉(zhuǎn)速添加，氣缸內(nèi)紊流加強(qiáng)，火焰?zhèn)鞑ニ俾侍砑樱ㄞD(zhuǎn)速添加，氣缸內(nèi)紊流加強(qiáng)，火焰?zhèn)鞑ニ俾侍砑樱缋^續(xù)時(shí)間縮短，但所占曲軸轉(zhuǎn)角間隔卻延伸，因此，為滅繼續(xù)時(shí)間縮短，但所占曲軸轉(zhuǎn)角間隔卻延伸，因此，為減少后燃損失，最正確點(diǎn)火提早角應(yīng)提早。減少后燃損失，最正確點(diǎn)火提早角應(yīng)提早。 負(fù)荷減小時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓力、溫度降低，氣缸內(nèi)負(fù)荷減小時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓力、溫度降低，氣缸內(nèi)實(shí)踐混合氣成分由于廢氣稀釋程度添加而較稀，爆燃的傾實(shí)踐混合氣成分由于廢氣稀釋程度添加而較稀，爆燃的傾向減小，最正確點(diǎn)火提早角可以增大，有利于改善燃油經(jīng)向減小，最正確點(diǎn)火提早角可以增大，有利于改善燃油經(jīng)濟(jì)性。但是

16、，怠速時(shí)，由于可燃混合氣數(shù)量最少，后燃損濟(jì)性。但是，怠速時(shí)，由于可燃混合氣數(shù)量最少，后燃損失不大，不進(jìn)展點(diǎn)火提早。失不大，不進(jìn)展點(diǎn)火提早。車輛工程 當(dāng)轉(zhuǎn)速添加時(shí)，氣缸中湍流添加，火焰?zhèn)鞑ニ俾蚀篌w與轉(zhuǎn)速成正比例添加，因此最高迸發(fā)壓力、壓力升高比隨轉(zhuǎn)速的變化不大。 3、 轉(zhuǎn)速不同時(shí)的熄滅過程轉(zhuǎn)速不同時(shí)的熄滅過程 車輛工程 1.在轉(zhuǎn)速升高時(shí)，由于散熱損失減少，進(jìn)氣被加熱，使氣缸內(nèi)混合得更均勻，有利于縮短滯燃期。 2.由于剩余廢氣系數(shù)添加，氣流吹走電火花的傾向增大，又促使滯燃期添加。按曲軸轉(zhuǎn)角計(jì)的滯燃期卻隨轉(zhuǎn)速的添加而增大。 在轉(zhuǎn)速添加時(shí)，應(yīng)增大點(diǎn)火提早角。 轉(zhuǎn)速特性：在節(jié)氣門開度一定時(shí)，負(fù)荷油耗隨轉(zhuǎn)

17、速變化的規(guī)律。 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)思索了轉(zhuǎn)速和負(fù)荷，不能對點(diǎn)火系統(tǒng)準(zhǔn)確控制。車輛工程 4、負(fù)荷的影響：、負(fù)荷的影響： 轉(zhuǎn)速堅(jiān)持不變，經(jīng)過改動節(jié)氣門開度來調(diào)理進(jìn)入氣缸的混合氣量，以到達(dá)不同的負(fù)荷要求。量的調(diào)理。 節(jié)氣門關(guān)小時(shí)，充量系數(shù)急劇下降，使剩余廢氣系數(shù)添加，滯燃期添加，火焰?zhèn)鞑ニ俾氏陆?，最高迸發(fā)壓力和熄滅溫度、壓力升高比均下降，散熱損失相對添加，因此燃油耗費(fèi)率添加； 隨著負(fù)荷的減小，最正確點(diǎn)火提早角要添加。 采用點(diǎn)火提早真空調(diào)理器來自動調(diào)整。車輛工程 大氣壓力低如高原、高空，氣缸充氣量質(zhì)量減少，大氣壓力低如高原、高空，氣缸充氣量質(zhì)量減少，那么混合氣變濃。另外，緊縮壓力低，著火延遲期長和火焰那么

18、混合氣變濃。另外，緊縮壓力低，著火延遲期長和火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷加徒?jīng)濟(jì)性和動力性下降，但爆燃傾向減小傳播速度慢，燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性下降，但爆燃傾向減小混合氣體密度低，緊縮終了壓力、溫度低，不易自燃。混合氣體密度低，緊縮終了壓力、溫度低，不易自燃。 大氣溫度高，氣缸充氣量質(zhì)量減少，發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動大氣溫度高，氣缸充氣量質(zhì)量減少，發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動力性變差夏天和冬天發(fā)動機(jī)性能目的的不同，而且容易力性變差夏天和冬天發(fā)動機(jī)性能目的的不同，而且容易爆燃點(diǎn)火提早角隨進(jìn)氣溫度升高應(yīng)推遲和氣阻。爆燃點(diǎn)火提早角隨進(jìn)氣溫度升高應(yīng)推遲和氣阻。 大氣溫度低，應(yīng)采取措施，保證燃油的霧化、點(diǎn)火可靠及起大氣溫度低，應(yīng)采取措施，

19、保證燃油的霧化、點(diǎn)火可靠及起動順利，如進(jìn)氣管加熱、加強(qiáng)火花能量等。動順利，如進(jìn)氣管加熱、加強(qiáng)火花能量等。5、大氣情況、大氣情況車輛工程4-2 汽油機(jī)混合氣的構(gòu)成汽油機(jī)混合氣的構(gòu)成方式有：汽油機(jī)混合氣的構(gòu)成方式有：化油器內(nèi)構(gòu)成化油器內(nèi)構(gòu)成汽油放射方式汽油放射方式車輛工程一、化油器式混合氣構(gòu)成一、化油器式混合氣構(gòu)成車輛工程簡單化油器特性簡單化油器特性車輛工程車輛工程車輛工程 3、發(fā)動機(jī)全負(fù)荷時(shí)，化油器應(yīng)供應(yīng)氣缸較濃的功、發(fā)動機(jī)全負(fù)荷時(shí)，化油器應(yīng)供應(yīng)氣缸較濃的功率混合氣成分率混合氣成分=0.80.9，A/F=1214； 2、發(fā)動機(jī)中等負(fù)荷時(shí)，化油器應(yīng)供應(yīng)氣缸較稀的經(jīng)濟(jì)、發(fā)動機(jī)中等負(fù)荷時(shí)，化油器應(yīng)供應(yīng)

20、氣缸較稀的經(jīng)濟(jì)混合氣成分混合氣成分 =1.051.15，50%負(fù)荷后，負(fù)荷后，A/F=17左右；左右； 1、怠速時(shí)，由于廢氣稀釋，化油器應(yīng)供應(yīng)氣缸、怠速時(shí)，由于廢氣稀釋，化油器應(yīng)供應(yīng)氣缸濃混合氣成分濃混合氣成分 =0.60.8，A/F=1012.4。 理想化油器特性是針對發(fā)動機(jī)穩(wěn)定工況的要求，經(jīng)過理想化油器特性是針對發(fā)動機(jī)穩(wěn)定工況的要求，經(jīng)過簡單化油器根底上添加一系列自動供油安裝怠速系簡單化油器根底上添加一系列自動供油安裝怠速系統(tǒng)、主供油系統(tǒng)、加濃系統(tǒng)及其各種油、氣量孔的統(tǒng)、主供油系統(tǒng)、加濃系統(tǒng)及其各種油、氣量孔的尺寸選擇，使實(shí)踐供油特性與理想化油器特性根本相尺寸選擇，使實(shí)踐供油特性與理想化油

21、器特性根本相符。符。車輛工程車輛工程2暖機(jī)：發(fā)動機(jī)冷起動后開場自動繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直至穩(wěn)定的怠速運(yùn)暖機(jī)：發(fā)動機(jī)冷起動后開場自動繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直至穩(wěn)定的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。這段過渡期間，由于發(fā)動機(jī)溫度、轉(zhuǎn)速上升，汽油霧化條件轉(zhuǎn)。這段過渡期間，由于發(fā)動機(jī)溫度、轉(zhuǎn)速上升，汽油霧化條件改善，要求化油器供應(yīng)的混合氣成分由極濃逐漸變換到怠速工況改善，要求化油器供應(yīng)的混合氣成分由極濃逐漸變換到怠速工況的較濃混合氣成分。的較濃混合氣成分。1冷起動：發(fā)動機(jī)在外力推進(jìn)下起動時(shí)，轉(zhuǎn)速極低，汽油霧冷起動：發(fā)動機(jī)在外力推進(jìn)下起動時(shí)，轉(zhuǎn)速極低，汽油霧化質(zhì)量很差，要求化油器供應(yīng)極濃混合氣成分化質(zhì)量很差，要求化油器供應(yīng)極濃混合氣成分0.20.6

22、注：注：非氣缸內(nèi)混合氣成分。非氣缸內(nèi)混合氣成分。4、過渡工況、過渡工況3加速：加速時(shí)，節(jié)氣門開度驟然加大，由于燃料慣性大于空加速：加速時(shí)，節(jié)氣門開度驟然加大，由于燃料慣性大于空氣，氣缸內(nèi)混合氣成分出現(xiàn)瞬間過稀，發(fā)動機(jī)功率下降，轉(zhuǎn)速降氣，氣缸內(nèi)混合氣成分出現(xiàn)瞬間過稀，發(fā)動機(jī)功率下降，轉(zhuǎn)速降低，甚至?xí)霈F(xiàn)熄火景象，因此，要求化油器供應(yīng)加濃混合氣成低，甚至?xí)霈F(xiàn)熄火景象，因此，要求化油器供應(yīng)加濃混合氣成分額外供應(yīng)一部分燃料。分額外供應(yīng)一部分燃料。車輛工程 二、汽油放射式混合氣的構(gòu)成二、汽油放射式混合氣的構(gòu)成 電控汽油放射系統(tǒng)電控汽油放射系統(tǒng)Electronic Fuel Injection由空氣系統(tǒng)

23、、燃料系統(tǒng)及控制系統(tǒng)三部分組成。由空氣系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)及控制系統(tǒng)三部分組成。車輛工程怠速控制閥怠速控制閥 空氣系統(tǒng)作用是計(jì)量并控制熄滅所必要的空氣量。主空氣系統(tǒng)作用是計(jì)量并控制熄滅所必要的空氣量。主要由空濾器、空氣流量計(jì)、節(jié)氣門體組成。要由空濾器、空氣流量計(jì)、節(jié)氣門體組成?？諝忾y空氣閥空氣流量計(jì)空氣流量計(jì)節(jié)氣門節(jié)氣門車輛工程燃料系統(tǒng)作用是經(jīng)過由電動汽油泵向各缸進(jìn)氣歧管上燃料系統(tǒng)作用是經(jīng)過由電動汽油泵向各缸進(jìn)氣歧管上的噴油嘴及進(jìn)氣總管上的冷起動噴油嘴放射具有一的噴油嘴及進(jìn)氣總管上的冷起動噴油嘴放射具有一定相對壓力燃油軌油壓與進(jìn)氣管氣壓之差一定定相對壓力燃油軌油壓與進(jìn)氣管氣壓之差一定的燃油，將燃油噴

24、散霧化并控制噴油量。的燃油，將燃油噴散霧化并控制噴油量。車輛工程壓力調(diào)理器的作用車輛工程 控制系統(tǒng)作用是根據(jù)各傳感器信號，由計(jì)算機(jī)控制控制系統(tǒng)作用是根據(jù)各傳感器信號，由計(jì)算機(jī)控制單元判別發(fā)動機(jī)形狀，決議適宜的放射時(shí)間，并使單元判別發(fā)動機(jī)形狀，決議適宜的放射時(shí)間，并使噴油嘴動作。各類傳感器將丈量吸入空氣量、轉(zhuǎn)速、噴油嘴動作。各類傳感器將丈量吸入空氣量、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、排氣中的氧含量、吸氣溫度、冷卻水溫度、負(fù)荷、排氣中的氧含量、吸氣溫度、冷卻水溫度、蓄電池電壓、曲軸相位、加減速形狀等，并轉(zhuǎn)化為蓄電池電壓、曲軸相位、加減速形狀等，并轉(zhuǎn)化為電信號輸入計(jì)算機(jī)控制單元電信號輸入計(jì)算機(jī)控制單元ECU。車輛工程系

25、統(tǒng)簡圖系統(tǒng)簡圖電控汽油放射系統(tǒng)簡圖及根本構(gòu)成電控汽油放射系統(tǒng)簡圖及根本構(gòu)成車輛工程電電控控汽汽油油放放射射系系統(tǒng)統(tǒng)簡簡圖圖及及根根本本構(gòu)構(gòu)成成車輛工程車輛工程電控燃油放射方式發(fā)動機(jī)每循環(huán)噴油量電控燃油放射方式發(fā)動機(jī)每循環(huán)噴油量如何控制？如何控制？ 經(jīng)過由電動汽油泵向各缸進(jìn)氣歧管上的噴油經(jīng)過由電動汽油泵向各缸進(jìn)氣歧管上的噴油嘴及進(jìn)氣總管上的冷起動噴油嘴放射具有一嘴及進(jìn)氣總管上的冷起動噴油嘴放射具有一定相對壓力燃油軌油壓與進(jìn)氣管氣壓之差定相對壓力燃油軌油壓與進(jìn)氣管氣壓之差一定的燃油，將燃油噴散霧化并控制噴油一定的燃油，將燃油噴散霧化并控制噴油量。噴油嘴噴孔直徑、各工況下的針閥升程、量。噴油嘴噴孔直

26、徑、各工況下的針閥升程、放射壓力差均一定，那么控制系統(tǒng)僅需控制放射壓力差均一定，那么控制系統(tǒng)僅需控制針閥開啟時(shí)間即通電脈沖時(shí)間長短即可針閥開啟時(shí)間即通電脈沖時(shí)間長短即可控制噴油量的計(jì)量?？刂茋娪土康挠?jì)量。車輛工程對汽油機(jī)熄滅過程影響最主要的缸內(nèi)空氣運(yùn)動有哪些？對汽油機(jī)熄滅過程影響最主要的缸內(nèi)空氣運(yùn)動有哪些？汽油機(jī)產(chǎn)生紊流的方法有兩種：進(jìn)氣渦流和擠流。汽油機(jī)產(chǎn)生紊流的方法有兩種：進(jìn)氣渦流和擠流。進(jìn)氣渦流進(jìn)氣渦流在進(jìn)氣過程中呵斥繞氣缸中心線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在進(jìn)氣過程中呵斥繞氣缸中心線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。進(jìn)氣渦流對平頂式活塞的汽油機(jī)來說，在進(jìn)氣過程中逐漸進(jìn)氣渦流對平頂式活塞的汽油機(jī)來說，在進(jìn)氣過程中逐漸加強(qiáng)，在

27、緊縮過程中逐漸減弱。由于紊流源自渦流運(yùn)動，加強(qiáng)，在緊縮過程中逐漸減弱。由于紊流源自渦流運(yùn)動，因此進(jìn)氣過程中產(chǎn)生的紊流在進(jìn)氣終了時(shí)到達(dá)最大，但不因此進(jìn)氣過程中產(chǎn)生的紊流在進(jìn)氣終了時(shí)到達(dá)最大，但不能維持到緊縮終了階段。由于進(jìn)氣渦流經(jīng)過進(jìn)氣紊流促進(jìn)能維持到緊縮終了階段。由于進(jìn)氣渦流經(jīng)過進(jìn)氣紊流促進(jìn)了油氣微觀混合，加速了火焰?zhèn)鞑ニ俾?，了油氣微觀混合，加速了火焰?zhèn)鞑ニ俾剩瑪D流擠流在接近緊縮終了階段，利用活塞頂部和氣缸蓋底面在接近緊縮終了階段，利用活塞頂部和氣缸蓋底面之間的狹小間隙擠氣間隙，將混合氣擠入熄滅室內(nèi)，之間的狹小間隙擠氣間隙，將混合氣擠入熄滅室內(nèi)，構(gòu)成渦流。擠流正好在緊縮上止點(diǎn)前到達(dá)最大，上止點(diǎn)

28、后構(gòu)成渦流。擠流正好在緊縮上止點(diǎn)前到達(dá)最大，上止點(diǎn)后因活塞下行構(gòu)成反擠流，也在上止點(diǎn)后不久到達(dá)峰值。增因活塞下行構(gòu)成反擠流，也在上止點(diǎn)后不久到達(dá)峰值。增大擠流強(qiáng)度可以明顯提高火焰?zhèn)鞑ニ俾?，縮短熄滅時(shí)間，大擠流強(qiáng)度可以明顯提高火焰?zhèn)鞑ニ俾?，縮短熄滅時(shí)間，而且不會導(dǎo)致充氣效率降低，受負(fù)荷、轉(zhuǎn)速影響較小容而且不會導(dǎo)致充氣效率降低，受負(fù)荷、轉(zhuǎn)速影響較小容積變化引起的，因此，加強(qiáng)擠流運(yùn)動不斷是汽油機(jī)構(gòu)成積變化引起的，因此，加強(qiáng)擠流運(yùn)動不斷是汽油機(jī)構(gòu)成紊流、改善混合氣構(gòu)成與熄滅的主要途徑。紊流、改善混合氣構(gòu)成與熄滅的主要途徑。車輛工程汽油機(jī)能否采用螺旋式進(jìn)氣道以組織進(jìn)氣渦流汽油機(jī)能否采用螺旋式進(jìn)氣道以組織

29、進(jìn)氣渦流運(yùn)動？為什么？運(yùn)動？為什么？為保證最大充氣量，普通汽油機(jī)不組織強(qiáng)進(jìn)氣為保證最大充氣量，普通汽油機(jī)不組織強(qiáng)進(jìn)氣渦流，使低速、低負(fù)荷的進(jìn)氣渦流更弱，渦流，使低速、低負(fù)荷的進(jìn)氣渦流更弱，對明顯熄滅期影響較小，故汽油機(jī)不采用對明顯熄滅期影響較小，故汽油機(jī)不采用螺旋式進(jìn)氣道組織進(jìn)氣渦流。螺旋式進(jìn)氣道組織進(jìn)氣渦流。車輛工程4-3 點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)的熄滅室一、熄滅室一、熄滅室 1.設(shè)計(jì)要求：在降低排放污染的同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)性。 經(jīng)濟(jì)性高， it、bi ；其中緊縮比影響最大。 熄滅放熱曲線接近等容曲線的程度。由曲線xb=f()、dxb/d 調(diào)查 污染小。 動力性高 不出現(xiàn)爆燃與外表點(diǎn)火 熄滅循環(huán)變動小 任務(wù)柔

30、和，熄滅噪聲小 滿足速燃的要求： z60 稀燃才干好 起動性、瞬態(tài)特性、EGR接受才干好 車輛工程2、熄滅室設(shè)計(jì)要點(diǎn)、熄滅室設(shè)計(jì)要點(diǎn)動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性好，動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性好，任務(wù)輕聲平穩(wěn)、排氣污染小等。任務(wù)輕聲平穩(wěn)、排氣污染小等。1緊縮比緊縮比影響汽油機(jī)性能目的的最重要的構(gòu)造影響汽油機(jī)性能目的的最重要的構(gòu)造參數(shù)參數(shù)既提高緊縮比又不促使爆燃的發(fā)生，熄滅室設(shè)計(jì)應(yīng)既提高緊縮比又不促使爆燃的發(fā)生，熄滅室設(shè)計(jì)應(yīng)從以下幾個(gè)方面思索：從以下幾個(gè)方面思索：a縮短火焰?zhèn)鞑ラg隔縮短火焰?zhèn)鞑ラg隔b利用適當(dāng)強(qiáng)度的湍流，加快火焰?zhèn)鞑ニ俣壤眠m當(dāng)強(qiáng)度的湍流，加快火焰?zhèn)鞑ニ俣萩在離火花塞較遠(yuǎn)的區(qū)域設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)睦鋮s面積。在離

31、火花塞較遠(yuǎn)的區(qū)域設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)睦鋮s面積。d熄滅室內(nèi)沒有易受高溫影響而產(chǎn)生的熱點(diǎn)和外熄滅室內(nèi)沒有易受高溫影響而產(chǎn)生的熱點(diǎn)和外表堆積物表堆積物車輛工程2構(gòu)造緊湊構(gòu)造緊湊減小熄滅室外表積與其容積之比減小熄滅室外表積與其容積之比A/F 火焰?zhèn)鞑ラg隔短，不易爆燃，火焰?zhèn)鞑ラg隔短，不易爆燃，可提高緊縮比?？商岣呔o縮比。相對散熱損失小，熱效率高。相對散熱損失小，熱效率高。熄火面積小，熄火面積小，HC排放量少。排放量少。車輛工程3具有良好的充氣性能：進(jìn)排氣門，進(jìn)排具有良好的充氣性能：進(jìn)排氣門，進(jìn)排氣道氣道車輛工程車輛工程4火花塞位置安排適當(dāng)火花塞位置安排適當(dāng)車輛工程a能利用新穎混合氣充分掃除火花塞周圍的剩余廢氣，

32、能利用新穎混合氣充分掃除火花塞周圍的剩余廢氣，使混合氣易于點(diǎn)燃，保證低速任務(wù)穩(wěn)定。使混合氣易于點(diǎn)燃，保證低速任務(wù)穩(wěn)定。b火花塞盡能夠布置在熄滅室內(nèi)最熱處，如排氣門處，火花塞盡能夠布置在熄滅室內(nèi)最熱處，如排氣門處，一那么容易點(diǎn)燃，二那么使遠(yuǎn)端混合氣遠(yuǎn)離最熱處，防止一那么容易點(diǎn)燃，二那么使遠(yuǎn)端混合氣遠(yuǎn)離最熱處，防止加熱自燃。加熱自燃。c應(yīng)使火花塞傳播開的火焰面變化合理，確保運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。應(yīng)使火花塞傳播開的火焰面變化合理，確保運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。d火焰?zhèn)鞑ラg隔盡能夠短，如火花塞居中布置，火焰?zhèn)鞑セ鹧鎮(zhèn)鞑ラg隔盡能夠短，如火花塞居中布置，火焰?zhèn)鞑ラg隔均等。間隔均等。車輛工程5熄滅室外形合理分布熄滅室外形合理分布滿足速

33、燃要求，普通將熄滅滿足速燃要求，普通將熄滅90%燃料的熄滅繼續(xù)期控制燃料的熄滅繼續(xù)期控制在在60CA之內(nèi)。之內(nèi)。思索熄滅速率的變化率，使壓力升高速率不至過高始思索熄滅速率的變化率，使壓力升高速率不至過高始燃放熱量多。燃放熱量多。車輛工程但：過強(qiáng)的紊流運(yùn)動會使熱損失添加，點(diǎn)火困難如但：過強(qiáng)的紊流運(yùn)動會使熱損失添加，點(diǎn)火困難如火花塞間隙內(nèi)擾動過強(qiáng)，能夠?qū)⒒鸷舜迪ǎ瑝毫鸹ㄈg隙內(nèi)擾動過強(qiáng)，能夠?qū)⒒鸷舜迪ǎ瑝毫ι仙俣冗^高。上升速度過高。 6組織適當(dāng)?shù)奈闪鬟\(yùn)動組織適當(dāng)?shù)奈闪鬟\(yùn)動增大火焰?zhèn)鞑ニ俣?。增大火焰?zhèn)鞑ニ俣取＠鋮s末端未燃混合氣區(qū)。冷卻末端未燃混合氣區(qū)。減少循環(huán)之間的熄滅變動。減少循環(huán)之間的熄滅變

34、動。減小熄火厚度，降低減小熄火厚度，降低HC排放量。排放量。7防止早燃和爆燃防止早燃和爆燃車輛工程熄滅室應(yīng)有最大的火焰前鋒面積、最小的面容比、最大的氣門尺寸，最正確的幾何外形?？梢愿纳苹旌蠚夥植己途鶆蛐浴６?、熄滅室的優(yōu)化：二、熄滅室的優(yōu)化： 熄滅室的幾何外形熄滅室的幾何外形缸蓋和活塞頂外形火花塞的位置熄滅室應(yīng)適當(dāng)?shù)慕M織氣體運(yùn)動車輛工程三、典型熄滅室：按氣門布置分側(cè)置式已三、典型熄滅室：按氣門布置分側(cè)置式已淘汰和頂置式熄滅室。淘汰和頂置式熄滅室。 1楔形熄滅室：楔形熄滅室： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造較緊湊，火焰間隔較短，散熱損失小，充氣效率較高?？贡┬詮?qiáng)。經(jīng)濟(jì)性較好。缺陷：缺陷：混合氣過分集中于火花塞處

35、，使初期熄滅率大，壓升率高，任務(wù)有些粗暴，而且熄滅溫度較高，NOx生成也較多。車輛工程2浴盆形熄滅室：浴盆形熄滅室： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺陷：缺陷：車輛工程3半球形熄滅室：半球形熄滅室： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 熄滅室內(nèi)混合氣的渦流較弱，容易在低速大負(fù)荷工況時(shí)引起爆燃。汽油機(jī)壓升率高，任務(wù)較粗暴，NOx排放也較高。缺陷：缺陷： 半球形熄滅室構(gòu)造緊湊，其面容比在各種熄滅室中是最小的?；鸹ㄈ懿贾迷谙缡抑醒?、火焰?zhèn)鞑ネ緩蕉?，熄滅速率高，熱損失小，汽油機(jī)高速動力性最好。車輛工程4碗形熄滅室：碗形熄滅室： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 對點(diǎn)火時(shí)辰要求較高。缺陷：缺陷： 緊湊，擠流效果好，緊縮比可高達(dá)11。面容比較大，散熱好。車輛工

36、程常規(guī)汽油機(jī)的主要缺陷：常規(guī)汽油機(jī)的主要缺陷：A、緊縮比低，熱效率低、緊縮比低，熱效率低B、濃混合氣的比熱容比較低，熱效率低、濃混合氣的比熱容比較低，熱效率低C、排放高特別是、排放高特別是NOx排放比較高。排放比較高。D、混合氣的濃度影響火焰的傳播速度。、混合氣的濃度影響火焰的傳播速度。四、稀薄熄滅及缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)四、稀薄熄滅及缸內(nèi)直噴式汽油機(jī) 車輛工程車輛工程1、均質(zhì)稀混合氣的熄滅室、均質(zhì)稀混合氣的熄滅室車輛工程在熄滅室中設(shè)置副室，在熄滅室中設(shè)置副室，并在噴孔部位配置火花并在噴孔部位配置火花塞塞(圖圖529)，混合氣被，混合氣被點(diǎn)燃后流入副室，在緊點(diǎn)燃后流入副室，在緊縮過程中，一邊對火花縮

37、過程中，一邊對火花塞間隙進(jìn)展掃氣，一邊塞間隙進(jìn)展掃氣，一邊使混合氣產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牧魇够旌蠚猱a(chǎn)生適當(dāng)?shù)牧魉?。副室?nèi)的壓力隨著速。副室內(nèi)的壓力隨著火焰?zhèn)鞑ザ?，然后火焰?zhèn)鞑ザ撸缓髧娙胫飨缡遥a(chǎn)生湍噴入主熄滅室，產(chǎn)生湍流，促進(jìn)主熄滅室的熄流，促進(jìn)主熄滅室的熄滅。滅。車輛工程車輛工程 一種新型熄滅室,處理小型高速汽油機(jī)熄滅時(shí)間短、熄滅過程不充分的難題.它利用在活塞頂與缸蓋外形相吻合的特殊突起,可在發(fā)動機(jī)緊縮和膨脹過程中產(chǎn)生劇烈的擠氣旋流.將它運(yùn)用在高速汽油機(jī)中,可提高混合氣的熄滅速率和火焰?zhèn)鞑ニ俾?從而全面改善內(nèi)燃機(jī)的性能.實(shí)驗(yàn)研討闡明,在空燃比和緊縮比優(yōu)化條件下運(yùn)用該熄滅室,與原機(jī)相比發(fā)動機(jī)的

38、輸出功率和轉(zhuǎn)矩分別提高了3.8%和 1%,燃油耗費(fèi)率節(jié)省19.3%,HC排放降低50%以上。車輛工程(B) 雙火花塞熄滅室雙火花塞熄滅室車輛工程車輛工程 稀薄熄滅的根本思緒：稀薄熄滅的根本思緒： 采取的措施：采取的措施： 局限：局限：車輛工程 分層熄滅的根本思緒：分層熄滅的根本思緒：2、 分層熄滅車輛工程車輛工程分層熄滅室分層熄滅室A、美國德士古分層熄滅系統(tǒng)、美國德士古分層熄滅系統(tǒng)TCCS)車輛工程車輛工程車輛工程B、CVCC熄滅系統(tǒng)熄滅系統(tǒng)Compound Vortex Contrlled Combustion)它實(shí)踐上是分區(qū)熄滅，有它實(shí)踐上是分區(qū)熄滅，有主、副熄滅室。向主熄滅主、副熄滅室。向主熄滅室供較稀混合氣，副熄滅室供較稀混合氣，副熄滅室供較濃混合氣，先點(diǎn)燃室供較濃混合氣，先點(diǎn)燃副熄滅室的混合氣，再由副熄滅室的混合氣，再由副熄滅室噴出的火焰點(diǎn)燃副熄滅室噴出的火焰點(diǎn)燃主熄滅室的稀混合氣。主熄滅室的稀混合氣。特點(diǎn)：主熄滅室不組織進(jìn)特點(diǎn)：主熄滅室不組織進(jìn)氣渦流，主副熄滅室之間氣渦流，主副熄滅室之間的火焰孔面積大，熄滅速的火焰孔面積大，熄滅速度低，過后熄滅嚴(yán)重。度低，過后熄滅嚴(yán)重。車輛工程C、軸向分層稀燃系統(tǒng)、軸向分層稀燃系統(tǒng)進(jìn)氣過程早期只需空氣進(jìn)入氣缸，進(jìn)氣組織較強(qiáng)的渦流，進(jìn)氣過程早期只需空氣進(jìn)入氣缸，進(jìn)氣組織較強(qiáng)的渦流，當(dāng)進(jìn)氣門開啟接近最大升程時(shí)，