第三節(jié)混合氣的形成和燃燒室

第三節(jié)混合氣的形成和燃燒室第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月一、柴油機(jī)混合氣形成特點(diǎn)和方式1特點(diǎn)：

1）混合氣形成時間短

2）混合氣混合不均勻

3）采用較大的過量空氣系數(shù)第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2方式1）空間霧化混合在燃燒室空間中利用燃油與空氣相對運(yùn)動形成較均勻的混合氣。燃油與空氣相對運(yùn)動速度起決定作用。相對速度越高，混合越均勻。2）油膜蒸發(fā)混合噴在燃燒室壁面上的燃油形成油膜后，利用受熱蒸發(fā)和相對空氣運(yùn)動的作用形成較均勻的混合氣。影響因素是燃燒室壁面溫度、空氣相對運(yùn)動速度和油膜厚度?；旌蠚庠谶@一過程中完全是氣相的。第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月二、分隔式燃燒室特點(diǎn):活塞頂部的主燃燒室和位于缸蓋內(nèi)的副燃燒室1.渦流室燃燒室渦流室容積占整個燃燒室容積的50%-60%。通道的截面積約為活塞截面積1%-3.5%活塞頂部的主燃燒室一般也有各種形狀的導(dǎo)流槽或淺凹坑。壓縮渦流（一次渦流）。著火燃燒后（一次燃燒），強(qiáng)烈二次渦流（二次燃燒）第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.預(yù)燃室燃燒室預(yù)燃室容積約占整個燃燒室容積的35%~45%，通道的截面積約為活塞截面積的0.3%~0.6%。在壓縮過程中，在預(yù)燃室形成強(qiáng)烈的無組織的紊流，使一部分燃油霧化混合，著火后，高速噴入主燃燒室，并在主燃燒室內(nèi)形成燃燒渦流。根據(jù)氣門數(shù)的多少，預(yù)燃室可以偏置于氣缸一側(cè)(對于二氣閥)，也可以置于氣缸中心線上或其附近(對于四氣閥)第5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月預(yù)燃室燃燒室?guī)追N布置形式第6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月3.分隔式燃燒室柴油機(jī)的性能特點(diǎn)強(qiáng)烈的空氣運(yùn)動，空氣利用率較高，α可達(dá)1.2高速性能較好（空氣運(yùn)動強(qiáng)度隨轉(zhuǎn)速提高而增大）對噴射系統(tǒng)要求低，可是使用軸針式噴油器工作柔和，燃燒噪聲小對燃油要求低，較強(qiáng)的適應(yīng)性低負(fù)荷，碳煙排放量大，其余則優(yōu)于直噴式燃燒室燃燒室結(jié)構(gòu)復(fù)雜，A/V值大，節(jié)流作用強(qiáng)，熱效率較低，經(jīng)濟(jì)性能差冷起啟動性能差，一般采用較高的壓縮比來改善冷啟動性能，要求高時一般安裝電預(yù)熱塞。預(yù)燃室燃燒室中的預(yù)燃室位置安排靈活，適用于多氣門柴油機(jī)第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月三、直噴式燃燒室分類：凹坑的深淺分為開式燃燒室和半開式燃燒室。1.開式燃燒室結(jié)構(gòu)簡單，活塞頂部的淺ω形和平底的淺盆形，凹坑較淺，凹坑直徑與活塞直徑之比一般大于0.7?；旌蠚庑纬芍饕咳加偷膰娚㈧F化。采用多孔噴油器（7-12孔），壓力17-22MPa以上的噴射壓力；

一般不組織或只有很弱的空氣渦流運(yùn)動；

油束與燃燒室形狀的配合，使燃油盡可能均勻細(xì)微地分布到整個燃燒室的空間中。它空氣利用率相對較低，一般均采用增壓來保證較大的過量空氣系數(shù)（1.5-2.2）適用于缸徑≥140mm，轉(zhuǎn)速≤2000r/min第8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.半開式燃燒室中的空氣運(yùn)動進(jìn)氣渦流對半開式燃燒室混合氣的形成起重要作用。（1）進(jìn)氣渦流螺旋進(jìn)氣道和切向氣道第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）擠壓渦流在壓縮過程期間，當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時，活塞頂部外圍的環(huán)形空間中的空氣被擠入活塞頂部的凹坑內(nèi)，產(chǎn)生渦流就是擠壓渦流，簡稱擠流。當(dāng)活塞下行時，活塞頂部凹坑內(nèi)的氣體又向外流到活塞頂部外圍的環(huán)形空間，這種流動又稱為逆擠壓渦流，簡稱逆擠流第10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月3.半開式燃燒室1-油束2-凹空3-空氣渦流中心凸起的ω形和平底的深坑形，凹坑口徑與活塞直徑之比一般約在0.35-0.7之間；混合氣形成依靠燃油的噴散霧化和空氣運(yùn)動兩方面的作用，采用4-6孔式噴油器；利用以進(jìn)氣渦流為主，擠壓渦流為輔的空氣運(yùn)動；與開式相比空氣利用率有所提高；第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月因渦流強(qiáng)度過強(qiáng)或過弱會造成油束貫穿不足或過度，均會影響混合氣形成和燃燒，故半開式燃燒室對轉(zhuǎn)速的變化較為敏感；適用：缸徑80-140mm，轉(zhuǎn)速＜4000r/min。開式燃燒室與半開式燃燒室相比：經(jīng)濟(jì)性好；排放量較低。因此半開式燃燒室有向開式燃燒室發(fā)展的趨勢，即提高噴射壓力，縮小噴孔直徑，增多噴孔數(shù)目。第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月4.直噴式燃燒室柴油機(jī)的性能特點(diǎn)燃燒迅速，故經(jīng)濟(jì)性好，直噴式比分隔式燃油消耗率約低10%-20%。但壓力升高率大，其工作較粗暴，燃燒噪聲大。燃燒室結(jié)構(gòu)簡單，面容比小，散熱損失小，冷起動性能較好，也是經(jīng)濟(jì)性好的重要原因。對噴射系統(tǒng)的要求較高，特別是開式燃燒室。半開式燃燒室對氣道也有較高的要求。NOx的排放量較分隔式燃燒室柴油機(jī)高，特別在較高負(fù)荷的區(qū)域內(nèi)。開式燃燒室的微粒排放量相對較低。對轉(zhuǎn)速的變化較為敏感，特別是半開式燃燒室，較難同時兼顧高速和低速工況的性能。第13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月四、其它燃燒室（自學(xué)）1.球型油膜燃燒室球型油膜燃燒室柴油機(jī)在活塞頂部有一較深的球形或近似球形的凹坑，凹坑侯口直徑與活塞值比值0.35-0.45。一般用螺旋進(jìn)氣道產(chǎn)生強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流，采用單孔或雙孔噴油器，噴射壓力較高。球型油膜燃燒室僅從燃燒室結(jié)構(gòu)上來看，可以看成是半開式燃燒室的一種，但在混合氣形成和燃燒等方面卻有著本質(zhì)的區(qū)別。主要應(yīng)用油膜蒸發(fā)方式形成混合氣。燃油在高壓下順氣流和接近燃燒室的切線方向噴入燃燒室內(nèi)，其絕大部分分布在凹坑內(nèi)的燃燒室壁面上，形成較均勻的油膜，只有極少量的燃油分布在空間。特點(diǎn)：工作平穩(wěn)，燃燒噪聲較小，且經(jīng)濟(jì)性也較好，但冷起動較困難，變工況性能較差，特別在低速、低負(fù)荷工況下，因壁面溫度低，空氣渦流弱，使油膜蒸發(fā)產(chǎn)生困難。第15頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.非回轉(zhuǎn)體燃燒室特點(diǎn)：在半開式的基礎(chǔ)上，利用燃燒室形狀的設(shè)計(jì)來產(chǎn)生微渦流，改善混合氣形成和燃燒。一些特殊設(shè)計(jì)的邊角，對空氣渦流有衰減作用，渦流越強(qiáng)衰減越厲害，提高了柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速適應(yīng)性。但會影響充氣效率，進(jìn)而影響柴油機(jī)的動力性。燃燒室形狀的設(shè)計(jì)可以控制部分燃油的反射，從而改善燃燒室的燃油分布，有利于形成較均勻的混合氣。第16頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月五、不同燃燒室的比較與選用

第17頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月柴油機(jī)燃燒分為那四個階段，各階段是怎樣劃分的？第18頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月