第六章汽油機(jī)燃燒過程及混合氣形成

1、高速（混合著火燃燒102ms）高溫（2000 左右）高壓（柴油機(jī)高達(dá)100bar 以上）復(fù)雜過程：流動(dòng)、噴霧、多相流、燃燒化學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒所追求的目標(biāo)：高e(i) 、高Pme（Pmi）、低污染、低噪聲振動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）燃燒的特點(diǎn)：第六章 汽油機(jī)燃燒過程及混合氣的形成 V k1 t FW (TTW )(k1) d? 汽油機(jī)燃燒過程及分析影響燃燒過程的因素 合理的燃燒放熱規(guī)律 常用典型燃燒室結(jié)構(gòu)分析方法： 示功圖，P () = f (燃燒速率、溫度、燃室容積） 放熱速率ROHR (Rate of Heat Release)2kpdpd?dQ Bd?pV dk dV d? 1 本章主要內(nèi)容汽油機(jī)著火

2、和燃燒的高速攝影特點(diǎn)：均質(zhì)透明火焰，前鋒面皺褶特點(diǎn)：均質(zhì)透明火焰，前鋒面皺褶火核形成1-1. 汽油機(jī)的正常燃燒過程 通常根據(jù)高速攝影攝取的燃燒圖或激光吸收光譜儀來分析燃燒過程。但最簡便的方法是測取燃燒過程的展開示功圖。展開示功圖以發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)，氣缸內(nèi)氣體壓力為縱坐標(biāo)。圖5-1為汽油機(jī)展開示功圖。 圖中虛線表示只壓縮不點(diǎn)火的壓縮線，在燃燒壓力線上，1點(diǎn)點(diǎn)為火花塞跳火點(diǎn)。2點(diǎn)點(diǎn)為燃燒壓力線脫離壓縮壓力線點(diǎn)，3點(diǎn)點(diǎn)為最高壓力點(diǎn)。燃燒過程的進(jìn)行是連續(xù)的，為分析方便，按其 壓力變化的特征，可人為地將汽油機(jī)的燃燒過程分為三個(gè)階段。 -著火落后期著火落后期 -明顯燃燒期明顯燃燒期 -補(bǔ)燃期補(bǔ)燃期1

3、-1-1. 著火落后期（AB ） 特性參數(shù)：著火落后期i10 20CA注意區(qū)別點(diǎn)火提前角igi 相對穩(wěn)定（相對柴油機(jī)），因此ig對pmax相位有重要影響現(xiàn)象： 在A點(diǎn)開始火花點(diǎn)火，高溫單階段著火； 在B點(diǎn)產(chǎn)生穩(wěn)定的火核，開始火焰?zhèn)鞑?；B點(diǎn)也可用CA05表示，即累計(jì)放熱5%的相位。但 pmax ，i ，W i ，NOx ，機(jī)械負(fù)荷及熱負(fù)荷； pmax位置，c1015 CA（ ATDC）1-1-2. 明顯燃燒期（BC ）現(xiàn)象： 由明顯火核產(chǎn)生火焰充滿燃燒室； 90燃料在此期間被燃燒。也稱為速燃期放熱速率特征值CA50：累計(jì)放熱50%的相位，010 CAATDC主要控制參數(shù)1： 最高爆發(fā)壓力pmax

4、1-1-3. 后燃期（CD ) 要求： 燃期短后燃期， i ， 排溫，甚至“放炮” 燃燒凈燃燒凈否則，否則，HC ，CO 現(xiàn)象燃燒剩余約10燃料，主要存在于火焰前鋒面掃過后尚未完全燃燒區(qū)域、壁面附近未燃混合氣1-2. 汽油機(jī)的不規(guī)則燃燒 汽油機(jī)的不規(guī)則燃燒是指在穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，各循環(huán)之間的循環(huán)變動(dòng)和各缸之間的燃燒差異。在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量保證不同工況時(shí)，每缸的不同循環(huán)之間的波動(dòng)及不同缸之間差異最小，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀況。但是，影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作的因素很多。對于各缸和各循環(huán)而言，混合氣溫度等都可能互不相同，點(diǎn)火點(diǎn)火提前角提前角和化油器的調(diào)節(jié)不可能都處在最佳值，這就影響各缸和各循環(huán)初始

5、火焰形成時(shí)刻的穩(wěn)定性，導(dǎo)致各缸和各循環(huán)最大燃燒壓力和平均指示壓力的變化。1-2-1. 各循環(huán)之間的燃燒差異 各循環(huán)間的燃燒差異主要是燃燒的不穩(wěn)定性。表現(xiàn)為循環(huán)的壓力波動(dòng)。這種波動(dòng)幅度越大，燃燒越不穩(wěn)定，最高燃燒壓力對曲軸轉(zhuǎn)角的分布離散性越大。 表5-1為某汽油機(jī)測取的18個(gè)相鄰循環(huán)最大燃燒壓力 pmax 及相應(yīng)曲軸轉(zhuǎn)角 的分布情況。 影響循環(huán)變動(dòng)的因素較多。如混合氣濃度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、點(diǎn)火時(shí)刻、燃燒室的形狀、火花塞位置、壓縮比、配氣定時(shí)等。為提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率、減少油耗、降低排放污染與噪聲,應(yīng)使燃燒變動(dòng)降低到最小限度。如適當(dāng)提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷、增大點(diǎn)火提前角、過量空氣系數(shù)at 控制在0

6、.80.9左右、加強(qiáng)氣體紊流、增加點(diǎn)火能量、采用多點(diǎn)點(diǎn)火等。1-2-2. 各缸間的燃燒差異 各缸間燃燒差異主要是燃料分配不均使空氣燃比不一致造成。進(jìn)氣空氣量、進(jìn)氣速度、氣流擾動(dòng)強(qiáng)度、燃燒室形狀、壓縮比、火花塞位置的差異也有影響。各缸混合氣成分不同，不能使各缸都處于經(jīng)濟(jì)混合氣或功率混合氣工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，油耗上升，排放污染嚴(yán)重，甚至個(gè)別氣缸出現(xiàn)活塞、氣門過熱、火花塞燒損等現(xiàn)象。CA6l02發(fā)動(dòng)機(jī)在節(jié)氣門75%開度下各缸間的燃燒差異如表5-2、表5-3所示。 從燃燒示功圖也可看出各缸燃燒的差異，圖5-3為CA6102發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度75%，轉(zhuǎn)速 n =1400(r/min)和3000（r/m

7、in)時(shí)各缸燃燒示功圖。 影響混合氣體分配不均的因素很多，其中影響最大影響最大的是化油器和進(jìn)氣管的是化油器和進(jìn)氣管。為減少各缸混合氣分配不均現(xiàn)象，化油器安裝位置應(yīng)適當(dāng)，保證化油器至各缸氣道有接近同樣的路徑。進(jìn)氣系統(tǒng)的零件設(shè)計(jì)要合適，保證進(jìn)氣管對各缸有相同的通道（包括管長、直徑、對稱性等），具有較強(qiáng)的紊流，光滑的內(nèi)表面及彎道少等。在安裝過程中，要保證各缸進(jìn)氣管與缸體進(jìn)氣孔連接處對正，避免由此引起進(jìn)氣阻力不同。采用進(jìn)氣管預(yù)熱等萬法可以改善燃料的蒸發(fā)，以利于分配均勻。 如CA6102發(fā)動(dòng)機(jī)將原單歧管進(jìn)氣結(jié)構(gòu)改為雙歧管進(jìn)氣結(jié)構(gòu)后，改善了燃料的均勻分配。采用汽油噴射技術(shù)，可以改善霧化質(zhì)量，使各缸間混合氣

8、的分配均勻，如多點(diǎn)噴射的汽油機(jī)燃料噴射系統(tǒng)在各缸的進(jìn)氣門前裝一個(gè)噴油器，使各缸供油量保持一致，發(fā)動(dòng)機(jī)性能得到改善。1-3. 汽油機(jī)的不正常燃燒汽油機(jī)的不正常燃燒 在汽油機(jī)正常燃燒情況下，提高壓縮比可以提高汽油機(jī)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。而當(dāng)出現(xiàn)不正常燃燒時(shí)，熱效率及功率均要下降。同時(shí)，由于不正常燃燒使零件磨損加劇，使用壽命下降，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)及噪聲增大，排放污染嚴(yán)重，發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。汽油機(jī)的不正常燃燒主要有爆燃爆燃和表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火。1-3-1. 汽油機(jī)的爆燃汽油機(jī)的爆燃 (1) 爆燃產(chǎn)生的原因 汽油機(jī)燃燒過程中，火焰前鋒以正常的傳播速度向前推進(jìn)，使得火焰前方未燃的混合氣（末端混合氣）受到巳燃混合氣強(qiáng)烈的

9、壓縮和熱輻射作用，加速其先期反應(yīng)，并放出部分熱量，使本身的溫度急劇升高。如果火焰前鋒及時(shí)到達(dá)將其引燃，直到燃燒完為止，屬正常燃燒。如果火焰前鋒未到達(dá)前，末端混合溫度達(dá)到了自燃溫度，形成新的火焰中心，產(chǎn)生新的火焰快速傳播，這種現(xiàn)象稱爆燃爆燃。爆燃爆燃的火焰前鋒面推進(jìn)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常燃燒的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，的火焰前鋒面推進(jìn)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常燃燒的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，輕微爆燃時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃s為輕微爆燃時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃s為l00300m/s。強(qiáng)烈。強(qiáng)烈爆燃爆燃時(shí)火焰?zhèn)鲿r(shí)火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤筛哌_(dá)播速度可高達(dá)8002000m/s。它使未燃混合氣體瞬時(shí)燃燒完畢，。它使未燃混合氣體瞬時(shí)燃燒完畢，局部溫度、壓力猛烈增加，形成強(qiáng)

10、烈的壓力沖擊波。沖擊波以超音局部溫度、壓力猛烈增加，形成強(qiáng)烈的壓力沖擊波。沖擊波以超音速傳播撞擊燃燒室壁，發(fā)出頻率達(dá)速傳播撞擊燃燒室壁，發(fā)出頻率達(dá)30005000hz的尖銳的金屬敲的尖銳的金屬敲擊聲，試驗(yàn)表明，發(fā)動(dòng)機(jī)總充量中只要有大于擊聲，試驗(yàn)表明，發(fā)動(dòng)機(jī)總充量中只要有大于5%的部分進(jìn)行自燃的部分進(jìn)行自燃時(shí)，就足以引起劇烈爆燃。從圖時(shí)，就足以引起劇烈爆燃。從圖5-4可以清楚地反映出可以清楚地反映出爆燃爆燃與正常與正常燃燒的差異。燃燒的差異。 爆燃爆燃時(shí)的壓力升高率 p 比正常燃燒時(shí)高，有時(shí)可高達(dá)65Mpa/。出現(xiàn)最高壓力后，壓力波動(dòng)很大，壓力升高率 p 忽大忽小，從而破壞了正常燃燒示功圖。它使

11、發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，零件沖擊載荷增加，使用壽命下降，發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。(2) 爆燃爆燃的危害 由于爆燃爆燃時(shí)的壓力波動(dòng)，不能使燃?xì)鈱钊鞴Ω?。汽車重載上坡時(shí)，允許有輕微的短時(shí)間的爆燃爆燃，因?yàn)檩p微的爆燃爆燃可以使燃燒過程縮短，有利于提高有效有效熱效率熱效率。但不允許嚴(yán)重的爆燃爆燃，嚴(yán)重爆燃爆燃會(huì)有下列危害。.機(jī)件過載強(qiáng)烈爆燃爆燃時(shí)的沖擊波能使缸壁、缸蓋、活塞、連桿、曲軸等機(jī)件的機(jī)械負(fù)荷增加，使機(jī)件變形甚至損壞。.機(jī)件燒損汽油機(jī)燃燒終了的溫度可達(dá)2000oc-2500oc，而活塞頂，燃燒室壁及缸壁的溫度僅為200oc-300oc。除了冷卻水的作用外，能夠維特這樣低溫度的原因，還包括在這些壁面上形成了氣

12、體的附面層，它起到隔熱的作用。而強(qiáng)烈爆燃爆燃時(shí)的沖擊波會(huì)破壞這一附面層，使機(jī)件直接與高溫燃?xì)饨佑|。而嚴(yán)重爆燃爆燃時(shí)，局部燃?xì)鉁囟瓤筛哌_(dá)4000oc以上，這樣會(huì)使活塞頭部和氣門等機(jī)件燒損。同時(shí)熱量傳給冷卻水引起過熱。 性能指標(biāo)下降 嚴(yán)重爆燃爆燃時(shí)的局部高溫及強(qiáng)烈的壓力沖擊波，破壞了附面層，氣體向缸壁的傳熱量大大增加，使熱效率下降，功率降低，耗油率增加。由于傳熱損失增加，使冷卻水和潤滑油溫度增加，引起潤滑油的潤滑效果變差，零件磨損加劇。試驗(yàn)表明，嚴(yán)重爆燃爆燃時(shí)磨損量比正常燃燒時(shí)大27倍。 爆燃爆燃時(shí)的局部高溫引起熱分解現(xiàn)象嚴(yán)重，使燃燒產(chǎn)物分解為CO 、 H2 、 O2 、NO、及游離碳的現(xiàn)象增多，

13、排氣冒煙嚴(yán)重。CO、H2、O2等在膨脹過程中重新燃燒又使補(bǔ)燃增加，排氣溫度增高。爆燃爆燃產(chǎn)生的炭碳粒形成積炭，破壞活寒環(huán)、火花塞、氣門等零件的正常工作。使發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性下降。由于爆燃爆燃在氣缸內(nèi)形成的強(qiáng)烈的壓力沖擊波，在缸壁，活塞頂及缸蓋底面之間的來回反射 ，強(qiáng)迫缸壁等零件振動(dòng)，使噪聲增大。為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，可以采取提高壓縮比的措施，但是，由于同時(shí)提高了缸內(nèi)混合氣的 壓力、溫度，使末端混合氣易自燃著火，引起爆燃爆燃，因而爆燃爆燃限制了壓縮比的提高，進(jìn)而限制了熱效率的提高。(3) (3) 減輕爆燃的措施減輕爆燃的措施降低水溫和進(jìn)氣溫度降低水溫和進(jìn)氣溫度降低末端混合氣溫度降低末端混合氣溫度降低壓縮

14、比降低壓縮比推遲點(diǎn)火推遲點(diǎn)火增多殘余廢氣增多殘余廢氣1-3-2. 表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火(1) 表面點(diǎn)火現(xiàn)象 在汽油機(jī)中，凡是不靠電火花點(diǎn)火而由燃燒室熾熱表面（如過熱的火花塞絕緣體和電極、排氣門、熾熱的積炭等）點(diǎn)燃混合氣而引起的不正常燃燒現(xiàn)象，稱為表面點(diǎn)火。根據(jù)被熾熱表面點(diǎn)表面點(diǎn)火火的火焰是否始終以正常速度進(jìn)行傳播，表面點(diǎn)火可分為非爆燃非爆燃性表面點(diǎn)火和爆燃性爆燃性表面點(diǎn)火。(2) 非爆燃爆燃性表面點(diǎn)火 如果表面點(diǎn)火發(fā)生在正常點(diǎn)火時(shí)刻之前稱為早火，發(fā)生在正常點(diǎn)火時(shí)刻之后稱為后火后火。 圖5-5 為非爆燃爆燃性表面點(diǎn)火示功圖。. 后火 火花塞跳火點(diǎn)燃混合氣后， 在火焰?zhèn)鞑ミ^程中，由于熾熱表面使火焰前鋒

15、未掃過區(qū)域的混合氣被點(diǎn)燃，但形成的火焰前鋒仍以正常的火焰?zhèn)鞑ニ俣认蛭慈細(xì)怏w推進(jìn)，稱為后火后火。這種現(xiàn)象可在 發(fā)動(dòng)機(jī)斷火后發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)仍象 有電火花點(diǎn)火一樣，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到熾熱點(diǎn)溫度下降到不能點(diǎn)燃混 合氣為止，發(fā)動(dòng)機(jī)才停止轉(zhuǎn)動(dòng)。. 早火早火（早燃早燃） 高溫?zé)霟岜砻嬖诨鸹ㄈ鹎包c(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象稱為早火。 發(fā)生早火時(shí)，熾熱表面溫度較高。由于混合氣使進(jìn)氣和壓縮 行程中長期受到熾熱表面加熱， 點(diǎn)燃的區(qū)域比較大，一經(jīng)著火，勢必使火焰?zhèn)鞑ニ俣容^高，壓力升 高率過大。常使最高壓力點(diǎn)出現(xiàn)在上止點(diǎn)之前，壓縮功過大，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)并發(fā)生沉悶的 敲擊聲。同時(shí)，早燃的發(fā)生使散熱損失增加，傳給冷卻水的熱量增多，容易

16、使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，有效 功率下降。甚至在壓縮過程末期的高溫高壓下會(huì)引起機(jī)件損壞。 非爆燃性非爆燃性表面點(diǎn)火大體是發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行致使火花塞絕緣體、電極或排氣門溫 度過高而引起。(3) 爆燃性表面點(diǎn)火爆燃性表面點(diǎn)火（激爆）激爆是一種表面點(diǎn)火現(xiàn)象，它是由燃燒室沉積物引起的爆燃性表面點(diǎn)火，是一種危害最大 的表面點(diǎn)火現(xiàn)象。 發(fā)動(dòng)機(jī)低速低負(fù)荷（水平路上，汽車行駛速度低于20公里/ 小時(shí)）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃燒室表面極易 形成熱性很差的沉積物。它使高壓縮比汽油機(jī)的表面溫度更高。此外，沉積物顆粒被高溫火焰 包圍，使其急劇氧化而白熾化，將混合氣點(diǎn)燃。在發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)，氣流吹起已著火的碳粒，使混 合氣產(chǎn)生多火點(diǎn)燃的著火現(xiàn)

17、象，致使混合氣劇烈燃燒，壓力升高率和最高燃燒壓力急劇增加。 試驗(yàn)證明，此時(shí)壓力升高率比正常值高5倍，最高燃燒壓力比正常值高l50%，氣缸內(nèi)的高溫、高壓又促使爆燃爆燃的產(chǎn)生，發(fā)出強(qiáng)烈的震音，危害極大。爆燃爆燃和表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火均屬不正常燃燒現(xiàn)象。但兩者是完全不同的不正常燃燒現(xiàn)象。圖5-6為各種非正常燃燒過程的示功圖。 由上述分析可知，爆燃爆燃是火花塞跳火末端混合氣的自燃現(xiàn)象，表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火是火花塞跳火以前或跳火時(shí)刻以后由熾熱表面或沉積物點(diǎn)燃混合氣所致；爆燃爆燃時(shí)火焰以沖擊的速度傳播，有尖銳的敲缸聲，表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火時(shí)火焰?zhèn)鞑ニ俣日?，敲缸聲比較沉悶。 爆燃爆燃和表面點(diǎn)火表面點(diǎn)火之間又存在某種內(nèi)

18、在聯(lián)系，嚴(yán)重的爆燃爆燃增加向缸壁的傳熱，使燃燒室內(nèi)形成熾熱點(diǎn)，導(dǎo)致表面點(diǎn)火。而早燃早燃促使壓力升高率和最高燃燒壓力增大，使末端混合氣受巳燃混合氣的熱輻射，又促使爆燃爆燃的發(fā)生。(4) 防止表面點(diǎn)火的主要措施 凡是能使缸內(nèi)的T、P降低的因素，都可預(yù)防表面點(diǎn)火，減少積炭等熾熱點(diǎn)形成的因素都有助于防止表面點(diǎn)火，主要措施有：1選用低沸點(diǎn)的汽油（高沸點(diǎn)餾分尤其是重芳香烴含量要少）和成焦性小的潤滑油（高分子量、低揮發(fā)性的成分要少）2.降低壓縮比到8.5以下。3.避免長時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行和汽車頻繁加速行使。4.在燃料中加入抑制表面點(diǎn)火的添加劑，如添加磷化物可改變沉積物的物理化學(xué)性質(zhì)，降低其著火能力。 5.選用合

19、格的火花塞、排氣門。選用合格的火花塞、排氣門。2. 影響燃燒過程的因素影響燃燒過程的因素 2-1. 2-1. 燃燒速度燃燒速度 燃燒速度燃燒速度指單位時(shí)間燃燒的混合氣量，可以表達(dá)為： 式中: ut 火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?at 火焰前鋒面積； t 未燃混合氣密度。 要想使燃燒迅速、及時(shí)完成，需要有較高的燃燒速度且合理變化。燃燒速度的大小主要取決于火焰?zhèn)鞑ニ俣?、火焰前鋒面積及未燃混合氣密度。2-1-1. 火焰?zhèn)鞑ニ俣然鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣萿t火焰?zhèn)鞑ニ俣热Q于燃燒室中氣體紊流運(yùn)動(dòng)氣體紊流運(yùn)動(dòng)，混合氣成分和混合氣初始混合氣成分和混合氣初始溫度溫度。圖5-7所示為氣體紊流強(qiáng)度與火焰速度比之間的關(guān)系。紊流強(qiáng)度u指各點(diǎn)速

20、度的均方根值;火焰速度比是紊流火焰?zhèn)鞑ヅc層流火焰?zhèn)鞑ニ俣戎?。因此，加?qiáng)燃燒室的紊流，是提高火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊闹饕侄?。采用過量空氣系數(shù) at =0.85-0.95時(shí)的混合氣，可以提高混合氣初始溫度，有助于加速火焰?zhèn)鞑ァ?-1-2火焰前鋒面積火焰前鋒面積at 燃燒室形狀與火花塞位置配合情況，對火焰前鋒面分布規(guī)律有很大影響。圖5-8所示為不同燃燒室火焰前鋒面積變化情況。 因此，合理設(shè)計(jì)燃燒室形狀及合理布置火花塞的位置，可以改變不同時(shí)期火焰前鋒掃過的面積，使明顯燃燒期相對曲軸轉(zhuǎn)角的位置及壓力升高率在合適的范圍內(nèi)。2-1-3. 可燃混合氣密度可燃混合氣密度 t 提高進(jìn)氣壓力和壓縮比，可以增大未燃混合氣的

21、密度，從而提高混合氣的燃燒速度。2-2. 使用因素的影響使用因素的影響2-2-1. 混合氣成份混合氣成份 改變化油器主量孔的大小或改變通過斷面可以改變混合氣成分。若使用不當(dāng)也很容易造成混合氣成分改變。例如，空氣濾清器堵塞，化油器空氣量孔堵塞，會(huì)使混合氣過濃?；推鞲∽邮矣兔嬲{(diào)整過低，會(huì)使混合氣體過稀等?；旌蠚鉂舛雀淖儗Πl(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性及爆燃爆燃傾向有很大影響，因此，分析混合氣成分對燃燒過程的影響是非常重要的。 燃料能否及時(shí)燃燒，取決于火焰?zhèn)鞑ニ俣?。影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊闹饕蛩厥腔旌蠚獬煞?火焰?zhèn)鞑ニ俣入S過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)的變化如圖所示。 當(dāng)過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)at 1.051

22、.15時(shí)，稱為過稀混合氣。此時(shí)火焰?zhèn)鞑ニ俣冉档秃芏?，燃燒緩慢，使燃燒過程進(jìn)行到排氣行程終了。補(bǔ)燃增多，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，油耗增多。由于燃燒過程的時(shí)間延長，在排氣行程終了進(jìn)氣門已開啟，含氧過剩的高溫廢氣可以點(diǎn)燃進(jìn)氣管內(nèi)新氣，造成化油器放炮。當(dāng) at =1.31.4時(shí)，由于燃料熱值燃料熱值過低，混合氣不能傳播，造成缺火或停車現(xiàn)象，此時(shí)混合氣濃度為火焰?zhèn)鞑サ南孪?。由此可見，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定可靠工作，有利的混合氣成分一般在 at =0.851.2范圍內(nèi)。 當(dāng)使用功率混合氣時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸羁?，從火焰中心形成到火焰?zhèn)鞑サ侥┒嘶旌蠚獾幕鹧鎮(zhèn)鞑r(shí)間縮短，使爆燃爆燃傾向減小，同時(shí)缸內(nèi)壓力、溫度較高，壓力升高率

23、較大，使從火焰中心 形成到末端混合氣自燃發(fā)火的準(zhǔn)備時(shí)間也縮短，又使爆燃爆燃傾向增大，實(shí)踐證明，后者是影響的主要方面。因此，在各種混合氣成分中，以供給最大功率混合氣時(shí)最易燃燒。如汽車滿載爬坡時(shí)容易爆燃爆燃。 2-2-2. 點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角大小對汽油機(jī)性能有很大影響。圖5-10為氣門全開、額定轉(zhuǎn)速下混合氣成分不變時(shí)，改變點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角，燃燒示功圖的變化。 由（a）圖可見,曲線1的示功圖點(diǎn)火提前角為點(diǎn)火提前角為ig1。相比之下，ig1過大過大(點(diǎn)火過早點(diǎn)火過早),使經(jīng)過著火落后期后，最高燃燒壓力出現(xiàn)在壓縮行程的上止點(diǎn)以前。最高壓力及壓力升高率過大，活塞上行消耗的壓縮功增

24、加、發(fā)動(dòng)機(jī)容易過熱，有效功率下降，工作粗暴程度增加。同時(shí)由于混合氣體的壓力、溫度過高，爆爆燃燃傾向增加。在這種情況下，只要適當(dāng)減小點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角，就可以消除爆燃爆燃。曲線2的示功圖對應(yīng)的點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角ig2過小過?。c(diǎn)火過遲）（點(diǎn)火過遲）。經(jīng)過著火落后期后，燃燒開始時(shí)，活塞已向下止點(diǎn)移動(dòng)相當(dāng)距離，使混合氣燃燒在較大容積下進(jìn)行，熾熱的燃?xì)馀c缸壁接觸面積大，散熱損失增多。最高壓力降低，且膨脹不充分，使排氣溫度過高，發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，功率下降，耗油量增多。 曲線3的示功圖對應(yīng)的點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角ig3比較適當(dāng)。因而，壓力升高率不是過高，最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后合適的角度內(nèi)。從（b）圖的比較可以

25、看出，示功圖1比示功圖3多做了一部分壓縮功又減少了一部分膨脹功。示功圖2的膨脹線雖然比示功圖3的高些，但最高壓力點(diǎn)低，只有示功圖3的面積最大，完成的循環(huán)最多，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性最好。 綜上所述，過大過小的點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角都不好。只有選擇合適的點(diǎn)火提前角才能得到合適的最高壓力及壓力升高率，使最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后1215曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、功率大、油耗低。這種點(diǎn)火提前角稱為最佳點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角。使用中，隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化最佳點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角相應(yīng)改變。因此，必須隨使用情況及時(shí)調(diào)整點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火調(diào)整特性：點(diǎn)火調(diào)整特性： 在一定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、一定的節(jié)氣門開度下，

26、在一定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、一定的節(jié)氣門開度下，PePe與與b be e隨點(diǎn)火提前角的改變而變化的規(guī)律。隨點(diǎn)火提前角的改變而變化的規(guī)律。 a）節(jié)氣門全開 b）轉(zhuǎn)速n=1600r/min2-2-3. 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在汽油機(jī)一定的油門開度下，隨負(fù)荷的變化，轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化。轉(zhuǎn)速增加時(shí)，氣缸中紊流增強(qiáng)，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?。如圖5-11所示。為便于分析，假定：為便于分析，假定： t t1 1 - -從火焰中心形成起到火焰前鋒傳到末端從火焰中心形成起到火焰前鋒傳到末端混合氣為止的時(shí)間?；旌蠚鉃橹沟臅r(shí)間。 t t2 2 - -從火焰中心形成起到末端混合氣自行著從火焰中心形成起到末端混合氣自行著火的時(shí)間。火的時(shí)間。

27、 所以：所以： 當(dāng)當(dāng)t t1 1 ttt2 2 ，爆燃。，爆燃。n缸內(nèi)混合氣的渦流運(yùn)動(dòng)（紊流）缸內(nèi)混合氣的渦流運(yùn)動(dòng)（紊流）, 燃料與空氣的燃料與空氣的混合得到改善；混合得到改善； 壓縮過程的放熱量壓縮過程的放熱量缸內(nèi)壓力、溫度缸內(nèi)壓力、溫度火焰?zhèn)骰鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣炔ニ俣?。nt1v缸內(nèi)缸內(nèi)r末端混合氣的焰末端混合氣的焰前反應(yīng)前反應(yīng)t2爆燃傾向爆燃傾向。 所以發(fā)動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)最易發(fā)生爆燃。所以發(fā)動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)最易發(fā)生爆燃。 n 最佳點(diǎn)火提前角最佳點(diǎn)火提前角(見點(diǎn)火調(diào)整特性見點(diǎn)火調(diào)整特性) 所以發(fā)動(dòng)機(jī)上裝有離心式點(diǎn)火自動(dòng)提前裝置。所以發(fā)動(dòng)機(jī)上裝有離心式點(diǎn)火自動(dòng)提前裝置。 原因：原因：隨轉(zhuǎn)速增加，壓縮過

28、程所用時(shí)間縮短，散熱及漏氣損失減少，壓縮終了工質(zhì)的溫度和壓力較高，使以曲軸轉(zhuǎn)角計(jì)的著火落后期增長。為此，汽油機(jī)裝有離心提前調(diào)節(jié)裝置，使得在轉(zhuǎn)速增加時(shí)，自動(dòng)增大點(diǎn)火提點(diǎn)火提前角前角，以保證燃燒過程在上止點(diǎn)附近完成。隨轉(zhuǎn)速增加，爆燃爆燃傾向減小。主要是轉(zhuǎn)速的增加加快了火焰?zhèn)鞑ィ谷紵^程占用的時(shí)間縮短，未燃混合氣受巳燃 部分壓縮和熱輻射作用減弱，不容易形成自燃點(diǎn)；轉(zhuǎn)速增加，循環(huán)充量系數(shù)下降，殘余廢氣相對增多，終燃混合氣溫度較低，對未燃部分的自燃起阻礙作用，因此，使用中若低速時(shí)發(fā)生爆燃爆燃，待轉(zhuǎn)速提高后爆爆燃燃傾向可自行消失。2-2-4. 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷負(fù)荷負(fù)荷缸內(nèi)溫度、壓缸內(nèi)溫度、壓力力滯燃

29、期滯燃期tt1 1 末末端混合氣的焰前反應(yīng)端混合氣的焰前反應(yīng)tt2 2爆燃傾向爆燃傾向。 負(fù)荷負(fù)荷燃燒所占的曲燃燒所占的曲軸轉(zhuǎn)角軸轉(zhuǎn)角最佳點(diǎn)火提前角最佳點(diǎn)火提前角(見點(diǎn)火調(diào)整特性圖見點(diǎn)火調(diào)整特性圖) 所以發(fā)動(dòng)機(jī)上裝有真空式點(diǎn)火提所以發(fā)動(dòng)機(jī)上裝有真空式點(diǎn)火提前裝置。前裝置。 低負(fù)荷時(shí)，爆燃爆燃傾向減小，主要是負(fù)荷低時(shí)，進(jìn)氣量少，殘余廢氣相對較多，燃燒最高溫度和壓力下降，阻止自燃產(chǎn)生。綜上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速、低負(fù)荷時(shí)，應(yīng)增大點(diǎn)火提前點(diǎn)火提前角角，據(jù)統(tǒng)計(jì)，如果點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角偏離最佳值5，熱效率將下降l%，偏離最佳值10，熱效率將下降5%，偏離最佳值20，熱效率下降16%。傳統(tǒng)的真空和離心提前

30、調(diào)節(jié)裝置只能隨負(fù)荷和轉(zhuǎn)速兩個(gè)影響因素的變化對點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角作近似控制，不能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火點(diǎn)火提前角提前角隨多參數(shù)的變化（如壓力、溫度、濕度、空燃比、燃料辛烷值，殘余廢氣量等）的精確控制。近年來發(fā)展了微處理機(jī)控制的點(diǎn)火系統(tǒng)，如無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，點(diǎn)火提前點(diǎn)火提前角角的設(shè)置和隨工況變化的自動(dòng)調(diào)整，初級線圈的通斷，都是由微處理機(jī)控制的。它可根據(jù)點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角隨工況變化的規(guī)律（已事先存人機(jī)內(nèi)）確定每一工況下的最佳點(diǎn)火時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)精確控制。2-2-5. 其他因素其他因素 進(jìn)氣溫度進(jìn)氣溫度 、冷卻水溫度、冷卻水溫度、燃燒室壁積碳、進(jìn)、燃燒室壁積碳、進(jìn)氣壓力氣壓力爆燃傾向爆燃傾向。 總之，發(fā)動(dòng)機(jī)

31、在低速、大負(fù)荷時(shí)，最易發(fā)生爆燃?？傊?，發(fā)動(dòng)機(jī)在低速、大負(fù)荷時(shí)，最易發(fā)生爆燃。 在使用中，調(diào)整點(diǎn)火提前角應(yīng)在低速、大負(fù)荷工在使用中，調(diào)整點(diǎn)火提前角應(yīng)在低速、大負(fù)荷工況下進(jìn)行。況下進(jìn)行。2-2-5-1. 冷卻水溫度冷卻水溫度發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度應(yīng)控制在8090范圍內(nèi)。水溫過高、過低均影響混合氣的爆燃爆燃和發(fā)動(dòng)機(jī)的正常使用，冷卻水溫不同時(shí)的示功圖如圖5-13所示。 冷卻水溫度過高時(shí)冷卻水溫度過高時(shí)，會(huì)使燃燒室壁過熱，爆燃及表面點(diǎn)火傾向增加。同時(shí)，進(jìn)入氣缸的混合氣因溫度升高，密度下降，充量減少，使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)動(dòng)性、經(jīng)濟(jì)性下降。所以，在使用維護(hù)中，應(yīng)注意及時(shí)清除水道內(nèi)的水垢，使水流通暢；注意利用百葉窗調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)

32、冷卻水溫度；經(jīng)常檢查水溫表、節(jié)溫器等裝置，使其工作正常。 冷卻水溫度過低時(shí)冷卻水溫度過低時(shí),傳給冷卻水熱量增多，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率降低，功率下降，耗油率增加；潤滑油粘度增大，流動(dòng)性差，潤滑效果變差，摩擦損失及機(jī)件磨損加劇；容易使燃燒中的酸根和水蒸氣結(jié)合成酸類物質(zhì)，使氣缸腐蝕磨損增加；燃燒不良易形成積炭；不完全燃燒現(xiàn)象嚴(yán)重，使排放污染增大。因此，使用中應(yīng)注意控制好冷卻水溫，水溫不能太低。2-2-5-2. 燃燒室積炭燃燒室積炭 發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，由于燃燒不完全的燃油和竄入燃燒室的機(jī)油在氧氣和高溫作用下，凝聚在燃燒室壁面及活塞頂部，形成積炭，其厚度可達(dá)幾毫米。積炭不宜傳熱，溫度較高，在進(jìn)氣、壓縮過程中不斷

33、加熱混合氣，使溫度升高很快；積炭本身有體積，減小了燃燒室的容積，因而提高了壓縮比。這些都促使爆燃傾向增加。積炭表面溫度很高，形成熾熱表面或熾熱點(diǎn)，易引起表面點(diǎn)火，因此，使用保修中應(yīng)注意及時(shí)清除積炭。2-3. 結(jié)構(gòu)因素的影響結(jié)構(gòu)因素的影響2-3-1. 壓縮比壓縮比 1 1、時(shí)：時(shí)： 缸內(nèi)燃燒的最高溫度、最高壓力缸內(nèi)燃燒的最高溫度、最高壓力，i i b be e 。但爆燃傾向但爆燃傾向，表面點(diǎn)火傾向表面點(diǎn)火傾向 。 2 2、PPe e、b be e，但受到爆燃的限制，要防，但受到爆燃的限制，要防止爆燃：止爆燃： a.a.改進(jìn)燃燒室的設(shè)計(jì)；改進(jìn)燃燒室的設(shè)計(jì)； b.b.提高汽油的辛烷值。提高汽油的辛烷

34、值。2-3-2. 燃燒室燃燒室 2-3-2-1. 2-3-2-1. 燃燒室設(shè)計(jì)原則燃燒室設(shè)計(jì)原則 汽油機(jī)燃燒室的設(shè)計(jì)對發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、工作穩(wěn)定性及排 放特性有很大影響，為此，燃燒室的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求。（1）應(yīng)具有良好的抗爆性應(yīng)具有良好的抗爆性 A. 結(jié)構(gòu)盡量緊湊結(jié)構(gòu)盡量緊湊 用燃燒室的面容比面容比燃燒室表面積與其容積之比來表征燃燒室 的緊湊性。 面容比小，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，燃燒可在短時(shí)間內(nèi)完成、使爆燃傾向減小，還可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比。同時(shí)，由于單位體積的表面積較小，相對散熱面積小，熱損失減小，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率高，面容比小，使缸壁激冷區(qū)減小，HC排放量減少。燃燒室面容比大小取決

35、于氣缸直徑與然燒室的形狀，在采用小燃燒室情況下，為減少單位體積的表面積，多用半球形燃燒室。 B. 燃燒室內(nèi)的混合氣要有適當(dāng)?shù)臏u流強(qiáng)度燃燒室內(nèi)的混合氣要有適當(dāng)?shù)臏u流強(qiáng)度( (進(jìn)氣渦流、進(jìn)氣渦流、擠氣渦流擠氣渦流) )燃燒室內(nèi)形成適當(dāng)強(qiáng)度的氣體流動(dòng)可以加快火焰?zhèn)鞑?增加末端混合氣的冷卻；減少循環(huán) 間燃燒變動(dòng)，擴(kuò)大混合氣體著火界限，利于燃燒更稀混合氣;減少HC排放量，但紊流過強(qiáng)，向 缸壁傳熱損失增加，還可能吹熄火核而失火，反而使HC排放增多。圖5-27所示為紊流適宜和紊流過強(qiáng)時(shí)燃燒壓力變化的比較。 可見，紊流過強(qiáng)時(shí)，即使點(diǎn)火提前角減小，壓力升高率仍較高，使工作粗暴，熱效率降低。實(shí)踐證明，紊流強(qiáng)度使壓

36、力升高率為196-245(千帕/度）時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率最高。 汽油機(jī)產(chǎn)生紊流的方法有進(jìn)氣渦流和擠流兩種。a. 進(jìn)氣渦流進(jìn)氣渦流是利用進(jìn)氣口和進(jìn)氣進(jìn)氣渦流是利用進(jìn)氣口和進(jìn)氣道的形狀在進(jìn)氣過程中造成氣流繞道的形狀在進(jìn)氣過程中造成氣流繞氣缸中心線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，氣缸中心線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于進(jìn)氣渦流加快了火焰?zhèn)鞑ニ俣龋岣吡巳紵俾?，使熱效率提高。圖5-28所示為天津7100轎車用發(fā)動(dòng)機(jī)組織進(jìn)氣渦流的實(shí)例。 組織進(jìn)氣渦流的同時(shí)會(huì)使進(jìn)氣阻力增加，充氣效率下降，在低速低負(fù)荷時(shí)難以獲得良好的進(jìn) 氣渦流。故只依靠進(jìn)氣渦流的燃燒室非常少，通常配合組織進(jìn)氣擠流。b. 擠流擠流是當(dāng)活塞接近壓縮行程終擠流是當(dāng)活塞接近壓縮行程

37、終點(diǎn)時(shí)，利用其頂部和缸蓋底面之間點(diǎn)時(shí)，利用其頂部和缸蓋底面之間的狹小間隙的狹小間隙(稱擠氣間稱擠氣間 隙）將混合隙）將混合氣擠入主燃燒室內(nèi)而產(chǎn)生氣擠入主燃燒室內(nèi)而產(chǎn)生，可利用燃燒室形狀來控制渦流的大小和發(fā)生位置以及 在燃燒室內(nèi)擾動(dòng)的形成及其強(qiáng)度。圖5-29為擠流式燃燒室。 壓縮擠流的最大速度出現(xiàn)在壓縮行程上止點(diǎn)前，因而加快了明顯期內(nèi)的火焰?zhèn)鞑?，使燃燒迅速，同時(shí)離火花塞最遠(yuǎn)的邊緣氣體因受兩個(gè)冷表面的影響，容易散熱，對抗爆性有利，但擠氣間隙過小時(shí)會(huì)增加HC排放量。一般擠氣渦流不會(huì)引起充量系數(shù)下降，且可在節(jié)氣門開度小時(shí)獲得良好的紊流效果。燃燒室的容積分布情況反映了混合氣體的分布情況。與火花塞位置相配

38、合，決定了燃燒的放熱規(guī)律、壓力上升速度及工作穩(wěn)定性等，用不同形狀的燃燒室試驗(yàn)結(jié)果如圖所示。 放熱規(guī)律放熱規(guī)律:燃油燃燒時(shí)的放熱率燃油燃燒時(shí)的放熱率隨曲軸轉(zhuǎn)角而變化的規(guī)律。隨曲軸轉(zhuǎn)角而變化的規(guī)律。 適宜的放熱規(guī)律能夠使燃油釋放適宜的放熱規(guī)律能夠使燃油釋放的熱量充分利用的熱量充分利用,發(fā)動(dòng)機(jī)工作柔和，發(fā)動(dòng)機(jī)工作柔和，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 燃燒初期壓力升高率小，工作柔燃燒初期壓力升高率小，工作柔和；和； 燃燒中期急劇放熱，循環(huán)功大；燃燒中期急劇放熱，循環(huán)功大； 燃燒后期補(bǔ)燃少，燃燒后期補(bǔ)燃少，i(2) 容積分布要合理容積分布要合理 -要有適宜的放熱規(guī)律要有適宜的放熱規(guī)律(3) 火花塞位置適當(dāng)火花塞位

39、置適當(dāng)火花塞位置不同，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x和燃燒速度的變化率也不同，從而影響汽油機(jī)的工作性能，為此，確定火花塞位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：a）應(yīng)使火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，如火花塞布置在燃燒室中央。b）使末端氣體受熱減少，如火花塞布置在排氣門附近。c）減少各循環(huán)之間的燃燒變動(dòng)，保證暖機(jī)和低速穩(wěn)定性好，如火花塞布置在進(jìn)、排氣門之間，便于利用新鮮混合氣掃除火花塞周圍的殘余廢氣，使混合氣易于點(diǎn)燃，同時(shí)應(yīng)控制氣流的強(qiáng)度，避免吹散火花。d）確保發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，火花塞的位置應(yīng)能使從火花塞傳播開的火焰面逐漸擴(kuò)大。(4) 具有高的具有高的充氣效率充氣效率進(jìn)氣口、進(jìn)氣道的布置盡量減小進(jìn)氣阻力，提高進(jìn)氣充量。燃燒室的形狀應(yīng)考慮允許

40、有較大的進(jìn)氣門直徑，如果楔形燃燒室可安排直徑較大的進(jìn)氣門，混合氣流經(jīng)處應(yīng)盡量光滑、轉(zhuǎn)彎少， 圖5-26為半球形和斜浴盆形燃燒室充量系數(shù)的比較。 半球形燃燒室的進(jìn)氣通道彎道少，且燃燒室弓高稍高（斜面積大）利于布置較大面積的進(jìn)排氣門，因此性能好，充量效率高。(5) 末端混合氣要適當(dāng)?shù)睦鋮s末端混合氣要適當(dāng)?shù)睦鋮s 對末端混合氣適當(dāng)冷卻，可以避免燃燒室局部熱點(diǎn)，降低終燃混合溫度，減少爆燃傾向，同時(shí)要注意冷卻強(qiáng)度不可過大，否則會(huì)使HC排放量增多。2-3-3. 氣缸直徑氣缸直徑d dd面容比面容比,傳熱損失傳熱損失經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性。 但火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x但火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x t t1 1 爆燃傾向爆燃傾向。 對車用汽油機(jī)，

41、對車用汽油機(jī)，d d一般小于一般小于100mm100mm。2-3-4. 氣缸蓋和活塞的材料氣缸蓋和活塞的材料 常用鑄鐵、鋁。常用鑄鐵、鋁。 鋁的導(dǎo)熱性好，鋁制汽缸蓋的表面溫度低，熱負(fù)鋁的導(dǎo)熱性好，鋁制汽缸蓋的表面溫度低，熱負(fù)荷小，爆燃傾向荷小，爆燃傾向，許用的壓縮比，許用的壓縮比。2-3-5. 冷卻方式冷卻方式 水冷比風(fēng)冷的爆燃傾向小，許用的壓縮比高。水冷比風(fēng)冷的爆燃傾向小，許用的壓縮比高。汽油機(jī)燃燒室：由活塞頂部氣缸壁及缸蓋上相應(yīng)的凹部空間組成 v汽油機(jī)燃燒室形狀有以下幾種：v 1)浴盆形燃燒室浴盆形燃燒室：結(jié)構(gòu)簡單，氣門與氣缸軸線平行，進(jìn)氣道彎度較大。壓縮行程終了能產(chǎn)生擠氣渦流。v 2)楔

42、形燃燒室楔形燃燒室：結(jié)構(gòu)比較緊湊，氣門相對氣缸軸線傾斜，進(jìn)氣道比較平直，進(jìn)氣阻力小。壓縮行程終了時(shí)能產(chǎn)生擠氣渦流。v 3)半球形燃燒室半球形燃燒室：結(jié)構(gòu)最緊湊，燃燒室表面積與其容積之比(面容比)最小。進(jìn)排氣門呈兩列傾斜布置，氣門直徑較大，氣道較平直?；鹧?zhèn)鞑ゾ嚯x較短，不能產(chǎn)生擠氣渦流。v 4)多球形燃燒室多球形燃燒室是由兩個(gè)以上半球形凹坑組成的，其結(jié)構(gòu)緊湊，面容比小，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，氣門直徑較大，氣道比較平直，且能產(chǎn)生擠氣渦流。v 5)篷形燃燒室篷形燃燒室是近年來在高性能多氣門轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上廣泛應(yīng)用的燃燒室。v2-3-2-2. 常用典型燃燒室結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1. 浴盆形燃燒室 如圖為25y-6100q型

43、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的浴盆形燃燒室。浴盆形燃燒室具有以下特點(diǎn)：浴盆形燃燒室具有以下特點(diǎn)：l、燃燒室形狀像橢圓形浴盆，高度相同，寬度略大于氣缸范圍，以便于加大氣門直徑，為防止壁面對氣流的遮蔽作用，氣門頭部外形與燃燒室壁面之間應(yīng)保持一定的距離（68mm)，因而，氣門尺寸受限制。2.擠氣面積比楔形的小，擠流效果比較差。適當(dāng)增加擠氣面積可改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能。3.燃燒室的面容比較大，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x相對較長，不便于采用高的壓縮比，由于燃燒時(shí)間拖長，使壓力升高率較低，其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性不高，對HC排放不利，但NOx 排放較少。4.制造工藝好，便于維修。2. 楔形燃燒室 圖5-31所示為CA-72型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)楔形燃燒室。楔形燃

44、燒室具有以下特點(diǎn)楔形燃燒室具有以下特點(diǎn):1.燃燒室較緊湊，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x較短。2.擠氣面積較大，對末端混合氣冷卻作用較強(qiáng)，爆燃傾向減小，可采用較高的壓縮比。一般可達(dá)9.5 10.5左右。但同時(shí)由于擠氣面積內(nèi)的熄火區(qū)增大，hc排放量較多。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制擠氣面積的大小。3.氣門斜置（6-30），有利于增大氣門直徑，氣道轉(zhuǎn)彎較少，使進(jìn)氣阻力減小，提高了充氣性能。4.火花塞布置在楔形高處，便于利用新氣清除火花塞附近的廢氣，保證低速低負(fù)荷性能良好。但因混合氣過分集中于火花塞處，使燃燒初期壓力升高率較大，工作粗暴，no，排出量較高。總之，楔形燃燒室具有較高的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性，是目前汽油機(jī)廣為采用的燃燒室。3. 半球形燃燒室半球形燃燒室圖5-33為半球燃燒室結(jié)構(gòu)圖。半球形燃燒室具有以下特點(diǎn)半球形燃燒室具有以下特點(diǎn):1.形狀大致呈半球形或篷形，結(jié)構(gòu)緊湊，與前兩種相比，面容比最小，加之火花塞布置于燃燒室中央、火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x最短。2.進(jìn)、排氣門均斜置，允許較大氣門直徑，進(jìn)氣道轉(zhuǎn)彎最小，充氣效率最高。半球形燃燒室動(dòng)力性、