柴油混合气形成与燃烧(上课用)详解.ppt

第六章 柴油机混合气形成与燃烧 6. 3 典型柴油机燃烧室 6.3.2 直喷式燃烧室 1、开式燃烧室 第六章 柴油机混合气形成与燃烧 6. 3 典型柴油机燃烧室 6.3.2 直喷式燃烧室 1、开式燃烧室 整个燃烧室是由气缸盖底平面、活塞顶面及气缸壁所形成的统一容积。燃油直接喷人气缸，混合气形成是空间雾化混合。燃浇室中一般不组织空气涡流运动，依靠油束的扩展与空气混合。 浅盆形燃烧室的最大优点是经济性好，容易起动。对转速和燃料较敏感，因为喷雾质量随转速和燃油粘度而变。 大型柴油机采用浅盆形燃烧室。 第六章 柴油机混合气形成与燃烧 6. 3 典型柴油机燃烧室 6.3.2 直喷式燃烧室 2、半开式燃烧室 对车用小型高速柴油机，由于转速高（可达5000 r／min)，混合气形成和燃烧的时间极短，采用空间雾化混合时，不能只依赖油束的雾化，还要组织进气涡流。 半开式燃烧室将活塞顶上的凹坑加深，凹坑口径缩小，燃烧室基本上集中在活塞顶部。 混合气形成既利用一定的喷雾质量，同时组织进气涡流及形成挤流促进混合气形成和燃烧。 半开式燃烧室对燃油系统的要求不很高。由于利用进气涡流，提高了空气利用率，过量空气系数为1.3 ~ 1.5，并保持燃油消耗率低和起动容易的优点。 第六章 柴油机混合气形成与燃烧 6. 3 典型柴油机燃烧室 6.3.2 直喷式燃烧室 2、半开式燃烧室 半开式燃烧室的形状很多，应用最多的是ω形燃烧室。燃烧室底部中心有一个凸起，目的是帮助形成挤流，并使燃烧室形状与油束配合，将空气集中在油束附近。 第六章 柴油机混合气形成与燃烧 6. 3 典型柴油机燃烧室 5.3.2 直喷式燃烧室 2、半开式燃烧室 进气涡流强度对发动机性能有很大影响。 涡流过弱，混合气形成和燃烧不好，性能下降；涡流过强，增加热损失，还使相邻油束之间的燃烧发生干扰，性能也下降。 因此对于每一工况有一最佳涡流强度。 稳流试验所得的平均涡流强度对性能的影响如图。 图中1%、2%的损失是因涡流不足或涡流过强而使燃油消耗率增高的百分数。 最佳涡流强度随发动机转速升高而降低。 二、缸内气流运动 内燃机缸内 气体运动方式 涡流 挤流 滚流 湍流 ⑴ 进气涡流 在进气过程中形成的 绕气缸轴线旋转的有组织的 气流运动，称为进气涡流。 产生进气涡流运动的方法有: 　导气屏、切向进气道、螺旋进气道、组合进气系统 1. 涡流 涡流 涡流——进气涡流和压缩涡流 缸内的涡流运动是柴油机混合气形成的主要手段。 近年来，汽油机为实现稀薄燃烧也开始应用涡流。 根据形成方法不同，涡流又可分为进气涡流和压缩涡流。 涡流转速与发动机转速之比称为涡流比，作为衡量涡流强度的指标 进气涡流——在进气过程中形成的绕气缸轴线旋转的有组织的气流运动，称为进气涡流 导气屏 设置在进气门上，导引进气流以不同角度流入气缸在气缸避免的约束配合下产生涡流。 螺旋气道 切向进气道 螺旋进气道 图5-21切向气道、螺旋气道的原理 a) 切向气道 b) 纯螺旋气道 组合进气系统 在2个进气门的发动机上，采用不同类型或不同角度的两个进气道以组合所需要的涡流和流速分布。 切向气道 涡流比随曲轴转角的变化 ⑵ 压缩涡流 在压缩过程中由主燃烧室经连通道进入涡流室时，形成强烈的压缩涡流。 压缩涡流 在涡流室燃烧室中，气体在进气过程中并不产生旋流，而在压缩过程中由主燃烧室经连通道进入涡流室时，形成强烈的压缩涡流 2. 挤流 当活塞接近上止点时，气缸内的空气被挤入活塞顶部的燃烧室凹坑内，由此产生挤压涡流(挤流)。 当活塞下行时，凹坑内的燃烧气体又向外流到活塞顶部外围的环型空间，与空气进一步混合燃烧，这种流动也称为逆挤流。 图5-23挤流的形成 a)无进气涡流或涡流不强时的挤流 b)进气涡流强时的挤流 c)逆挤流 挤流 挤流也是一种有效的缸内气体运动，在压缩过程中，当活塞接近上止点时，气缸内的空气被挤入活塞顶部的燃烧室凹坑内，由此产生挤压涡流(挤流) 第六章 柴油机混合气形成与燃烧 6. 3 典型柴油机燃烧室 5.3.2 直喷式燃烧室 3、球形油膜燃烧室 球形油膜燃烧室布置在活塞顶部，混合气主要是油膜蒸发混合形成，燃烧室中组织强烈进气涡流。 燃油顺气流方向沿燃烧室壁面喷射，在强烈的进气涡流作用下，在燃烧室壁上形成油膜。燃烧室壁温控制在200 ~ 350℃，使壁面上燃料在比较低的温度下蒸发，以控制燃料的裂解反应。