柴油机的燃烧主讲详解.pptVIP

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柴油机的燃烧主讲详解.ppt

第五节 柴油机的排气污染 柴油机排气中CO,HC含量远比汽油机低,但碳烟排量远高于汽油机,为什么? 1. 柴油机的压缩比 2. 柴油机混合气的过量空气系数大 控制措施:EGR 催化转化 各种燃烧室的比较 第四节 影响燃烧过程的因素 一、燃油的影响 1.燃油的着火性 是指柴油喷入汽缸后能否迅速着火燃烧的能力。 用十六烷值表示。 十六烷值高,着火性好,滞燃期短,ΔP/ΔΦ较小,工作柔和。十六烷值高,起动性好。 十六烷值过高,使燃油来不及混合就燃烧,冒烟。 车用柴油机的十六烷值,一般为40~50。 2.十六烷值对燃烧过程的影响。 3. 蒸发性 蒸发性过好,工作粗暴。 蒸发性差,燃烧不完全。 蒸发性适中。 二、压缩性ε的影响 ε↑?提高发动机工作的热效率,改善柴油机冷起动性。 但ε过大?造成燃烧最高压力过大,曲柄连杆机构承受过高的机械负荷,机械磨损↑,使用寿命↓。 当ε21时,ηi的提高不明显。 压缩比的选择:保证冷起动容易和在各种工况下活的可靠而有效的燃烧为前提,尽量选用较低的压缩比。 Q:汽油机的压缩比有什么要求? 三、使用方面因素的影响 (一)喷油规律 1.柴油机结构一定时,放热规律取决于喷油规律。 2. 喷油速率的变化要先缓后急。 喷油规律可以通过改变喷油泵凸轮轴的凸轮型面加以调整。 (二)供油提前角θ 1.定义: 高压油泵柱塞关闭进油孔瞬时到上止点之间的曲轴转角。 2.θ过大、过小的危害: θ过大→滞燃期↑→柴油机工作粗暴,怠速不稳,冷起动困难。 →压缩负功↑,发动机功率↓,ge↑。 θ过小→后燃量↑,排气温度↑,?i↓, → 发动机功率↓,ge↑。 (三)转速n 转速升高时,压缩终点的温度和压力增高,同时,喷油压力增高,从而改善燃油的雾化;并且气缸内的空气涡流增强,有利于燃烧的蒸发,雾化及空气的混合。 因此在使用中应尽量使柴油机维持较高的转速运转。 但转速过高的话,充气效率会下降,导致热效率下降,排气污染加剧。 (四)负荷 柴油机在低速小负荷运转时,由于缸内温度和压力较低,着火延迟期长,压力升高率大,产生较强的燃烧噪声,称为:惰转噪声 或 怠速噪声。 冷启动时更明显。随着发动机变热,惰转噪声消失。 当负荷过大时,α过小,燃烧恶化,排气冒黑烟,柴油机经济性进一步下降。 由此可见,应尽量使柴油机维持在什么负荷工况?以便使柴油机发挥良好的综合行能? 图6-19 柴油十六烷值对燃烧过程的影响 空间雾化混合及油膜蒸发混合 空间雾化混合: 将燃油喷向燃烧室空间,形成雾状,雾状油滴从高温空气中吸热蒸发并扩散,与空气形成混合气。 油膜蒸发混合: 将大部分燃油喷向燃烧室璧面,形成一层油膜,油膜受热汽化蒸发,与空气形成混合气。 第六章 柴油机混合气形成与燃烧 本章要求: 了解:柴油机有害排放物的生成机理与噪声,柴油机燃烧室的分类,特点和对燃烧的影响。 理解:影响燃烧的因素和措施。 掌握:柴油机混合气的形成,柴油机燃烧过程,柴油机的喷射与雾化。 Zhujiebin 柴油机的燃烧过程与汽油机的有所不同: 1、混合气形成的方法: 汽油机:缸外喷射(大部分),较均匀一致。 柴油机:缸内形成混合气,燃烧时混合气不均匀。 2、着火和燃烧的方式: 汽油机:点燃式,着火后靠火焰传播燃烧,着火时机、地点均能控制。 柴油机:压燃式,油滴扩散燃烧,着火时机、地点不能控制。 3、保证及时、完全燃烧的方法: 汽油机:提高火焰传播速度。 柴油机:保证及时形成较均匀的混合气。 第一节 混合气形成与燃烧过程 柴油机是在压缩过程中活塞接近上止点时,借助喷油设备将燃油在高压下成雾状喷入燃烧室,以便与空气形成可燃混合气。 油滴的着火要满足两个条件: (1)混合气的温度要高于着火临界温度。 (2)混合气的浓度要适当,即混合气的浓度要在着火界限之内。 一、燃烧方式--油滴扩散燃烧 图6-1 单个油滴的着火区域 Tc-热空气温度; Tw-油滴周围混合气温度; Cu-油滴周围混合气浓度; W-化学反应速度。 二、燃烧过程 Ⅰ-滞燃期 Ⅱ-速燃期 Ⅲ-缓燃期 Ⅳ-后燃期 1)喷油始点 2)缸内压力线偏离纯压缩线始点 3)最高压力点 4)最高温度点 Ⅰ、滞燃期(1-2) 在压缩终点,Tc=450-800℃,大于柴油的自燃温度(330-350℃),但不会立即着火,进行着火前的准备。 物理准备:雾化,加热,蒸发,扩散和混合。 化学准备:裂化,着火前的氧化反应。 一般着火延迟时间τi≈0.0007-0.00

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