汽车发动机原理8章1(王建昕).ppt

8.2.1 爆燃的机理与对策 8.2.1 爆燃的机理与对策 8.2.1 爆燃的机理与对策 8.2.1 爆燃的机理与对策 汽油机爆燃示例 8.2.1 爆燃的机理与对策 8.2.1 爆燃的机理与对策 8.2.3 循环波动 8.2.3 循环波动 8.2.3 循环波动 4、产生循环波动的原因 5、影响因素及改进措施 汽油机循环波动—案例（1） 循环波动率示例 8.2.3 表面点火及其防止措施 何谓表面点火（Surface ignition） 由炽热表面点燃混合气引起的着火 炽热表面： 燃烧室壁面凸起部，如排气门、壁面尖角处、火花塞群部、积碳（Deposit）及其催化剂作用 表面点火的分类： 早火（早燃, Pre-ignition）——正常火花点火前发生的表面点火 后火（后燃）——正常火花点火后发生的表面点火 后火： 若不引发爆燃，一般危害不大，或对ηi略有利；但长时间后火，会使燃烧室热负荷提高，演变为早火；出现“续走”（Running-on）现象。 早火 由于实际着火提前，使pmax和dp/dφ↑ 负功 ↑； ηi ↓ ；pi ↓； 机械负功↑； ηm ↓， 产生低频敲缸（600～1200Hz） （注意早火与爆燃的异同） 爆燃性表面点火（激爆） 早火与点火时间提前一样，会引起爆燃； 爆燃导致燃烧室温度水平提高，更容易产生早火；两者相互促进，形成严重粗暴燃烧，即激爆（Δp/Δφ↑5倍，pmax ↑1.5倍 ） ？问题：如何区分爆燃、表面点火与激爆？ 防止表面点火的对策 降低燃烧室温度水平（与防爆燃一样，ε↓、点火角↓等） 燃烧室设计优化（合理冷却、避免尖角和突出部） 选用低沸点汽油以减少重馏分（如芳烃）形成的积碳 控制润滑油消耗（润滑油不完全燃烧易形成积碳） 采用汽油或润滑油添加剂以防止或消除积碳 提高汽油中抗表火性好的成分，如异辛烷等。 8章作业（1） 用示功图和放热率判断着火时刻的方法，汽油机与柴油机有何异同？为什么？ 汽油机累计放热曲线上的CA05、CA50、CA90分别对应示功图上的那个点？为什么？ 分别指出造成PFI汽油机与DI柴油机各缸工作不均匀的原因，对比分析有何异同。 表面点火与爆震有何不同？试从外观表现、产生机理和消除技术等方面论述 * 大致对应：CA50对应放热速率最大值，CA90对应气缸压力最大值 * 燃烧等容度评价方法：Pmax位置、CA50、放热率面心距 主要内容： 汽油机的燃烧过程及其特点 汽油机的不正常燃烧 汽油机的混合气形成 汽油机燃烧室及其特性 汽油机电子控制系统与控制技术（不讲） 稀薄燃烧与缸内直喷式汽油机 第8章 汽油机的混合气形成及燃烧过程 汽油机燃烧过程及分析 汽油机着火和燃烧的高速摄影 火焰特点： 均质透明 火焰前锋面皱褶 火核形成 火花点火 燃烧过程的高速摄影实例： 4o 8o 12o 16o 20o 24o 28o 32o 40o 0o(TDC) 火焰特点： 多点大面积着火—粗暴 “有焰”燃烧—产生碳烟 柴油机燃烧过程及其特性分析 8.1 汽油机燃烧过程及其特点 汽油机燃烧三阶段： （1）着火落后期（ φA~φB ） （2）明显燃烧期（ φB~φC ） （3）后燃期（ φC~φD ） 1、 着火落后期（φA～φB ） 燃烧特性参数：着火落后期φi 10°CA左右 注意区别点火提前角θig φi 相对稳定（相对柴油机），因此θig对pmax相位有重要影响 现象： 在φA点开始火花点火， 高温单阶段着火； 在φB点产生稳定的火核，开始火焰传播； φB点也可用CA05表示， 即累计放热5%的相位。 2、 明显燃烧期（φB～φC ） 现象： 火焰充满燃烧室，燃烧压力达到最高，即pmax ； 其间80～90％燃料被燃烧。 燃烧特性参数1： 最高爆发压力pmax pmax ↑，ηi ↑，W i ↑， 但NOx ↑，机械负荷及热负荷↑； pmax位置，φc＝10～15 CA（ ATDC） 也称为速燃期 放热速率特征值CA50：累计放热50%的相位，5~10 CA （ATDC） Pmax的控制优化 Pmax出现的位置可用点火提前角θig来控制； MBT：Minimum advance for Best Torque，对于最大转矩的最佳点火提前 燃烧特性参数2：压力升高率 压升率 = dp/dφ 最高压升率（dp/dφ）max (MPa/CA) 平均压升率 dp/dφ的影响 dp/dφ↑,ηi↑，但NOx↑，机械损失及热负荷↑,噪声 振动↑ 一般汽油机 dp/dφ＝0.2～0.4（MPa/CA） 2、明显燃烧期（φB～φC ） （dp/dφ）max 3、后燃期（φC～φD ) 要求： 燃期要短—后