汽车拖拉机发动机 第３版 作者 董敬 庄志 常思勤编课件 第五章 柴油机混合气的形成和燃烧.ppt

三、对喷射系统的要求 理想的喷油规律： 更高的喷射压力和喷油速率以及更短的喷油持续时间已是技术发展的一个明显趋势。 为避免柴油机工作过于粗暴，又希望实现“先缓后急”的喷油规律。 在所有的工况下都希望在喷射结束阶段能尽可能迅速地结束喷射。 四、柴油机电控喷射系统 电控喷射系统突出优点是控制的准确性和响应的快速性。 系统的基本控制量： ? 循环喷油量的控制 ? 供油提前角控制 第三节 混合气的形成和燃烧室 一、柴油机混合气形成特点和方式 柴油机可燃混合气的品质较汽油机差。 柴油机不得不采用较大的过量空气系数。 柴油机混合气形成方式 ： ? 空间雾化混合（不完全气相） 燃油与空气的相对运动速度是起主要作用的因素 ? 油膜蒸发混合（完全气相） 起主要作用的因素是燃烧室壁面温度、空气相对运动速度和油膜厚度。 二、分隔式燃烧室 涡流室燃烧室 ? 涡流室容积约占整个燃烧 室压缩容积的50%-60% ? 通道的截面积约为活塞截面积的 1%～3.5％ ? 涡流室燃烧过程 预燃室燃烧室 ? 预燃室容积约占整个燃烧 室压缩容积的35%-45% ? 通道的截面积约为活塞截面积的0.3%-0.6％ ? 预燃室燃烧过程 分隔式燃烧室柴油机的性能持点 靠强烈的空气运动来保证混合气质量，空气利用率较高。 空气运动随转速提高而增大，高速适应性能好。 喷射系统的要求较低，工作可靠性和使用寿命高。 燃烧室结构较为复杂，面容比大。 热效率低，经济性差。冷起动性也较差。 工作较为平稳，燃烧噪声较小。 预燃室燃烧室与涡流室燃烧室柴油机相比，上述特点一般表现得更为突出。 一般对燃油不太敏感，有较强的适应性。 在有害排放方面的突出问题是低负荷下的碳烟排放量较大，其余则优于直喷式燃烧室柴油机。 三、直喷式燃烧室－开式燃烧室 凹坑较浅，凹坑口径与活塞直径之比一般大于0.7。 主要依靠燃油的喷散雾化，因此要求高的喷射压力和较多喷孔数目。 混合气形成方式为空间雾化，一般不组织空气运动，空气利用率相对较低（1.5-2.2) 开式燃烧室一般适用于缸径较大（≥140mm），转速较低（≤2000r/min）的柴油机中。 三、直喷式燃烧室－半开式燃烧室 活塞顶部有较深的凹坑，有ω形和平底的深坑形，凹坑口径与活塞直径之比一般约在0.35～0.7之间。 混合气形成依靠燃油的喷散雾化和空气运动两方面的作用。 运用较高的压力喷射，配合以进气涡流为主，挤压涡流为辅的空气运动。 半开式燃烧室一般适用于缸径80～140mm，转速低于4500r／min的柴油机中。 直喷式燃烧室柴油机的性能持点 由于燃烧迅速，故经济性好，有效燃油消耗率低。 燃烧室结构简单，面容比小，散热损失小，也没有主、副室之间的流动损失，也是经济性好的重要原因。 对喷射系统的要求较高，影响工作可靠性和使用寿命。 冷起动性能较好。 工作较粗暴，压力升高率大，燃烧噪声大。 对转速的变化较为敏感，较难兼顾高速和低速工况的性能，适用转速较分隔式燃烧室柴油机低。 四、不同燃烧室的比较与选用 四、不同燃烧室的比较与选用 四、不同燃烧室的比较与选用 对于同一类型的燃烧室，增压柴油机与非增压柴油机比较，一般过量空气系数较大，压缩比较低，最高爆发压力较大而燃烧噪声较小，有效燃油消耗率也会有不同程度的降低。 四、不同燃烧室的比较与选用 四、不同燃烧室的比较与选用 对于碳烟的排放量，开式燃烧室最低，半开式燃烧室次之，而分隔式燃烧室最高； 半开式燃烧室的HC的排放量最高，特别在较低负荷工况下，其中的液态成分部分使其微粒的排放量也较高； 直喷式燃烧室较分隔式燃烧室NOx的排放量明显要高，特别在较高负荷工况下。 在有害排放和噪声的控制方面，分隔式燃烧室主要应控制碳烟的排放量，特别在较低负荷工况下；而直喷式燃烧室主要应解决好控制碳烟和NOx之间的矛盾，降低燃烧噪声和控制部分负荷工况下HC的排放量。 四、不同燃烧室的比较与选用 重型汽车、大型工程机械用柴油机几乎毫无例外地采用直喷式燃烧室（开式燃烧室和半开式燃烧室），其中的半开式燃烧室也有向开式燃烧室的特点靠拢的趋势。 轿车柴油机中仍是涡流室燃烧室占有绝对优势，但半开式燃烧室和预燃室燃烧室也有应用。其中，尽管半开式燃烧室经济性相对较好，但噪声振动较大且升功率较低，故目前主要用于较低档的轿车。 四、不同燃烧室的比较与选用 中、轻型车的应用领域中，目前主要是涡流室燃烧室与半开式燃烧室两者的竞争。对于开式燃烧室，由于其小缸径和高转速的限制而难以采用；对于预燃室燃烧室，由于其经济性比涡流室燃烧室还要略差，故也极少采用。在缸径相对较大的中型车用柴油机中，半开式燃烧室占有一定优势并可能会继续发展这一优势。 小型拖拉机