吉林大学发动机原理讲义分解.ppt

§5-1柴油机燃烧过程 燃烧噪声（工作粗暴） 主要是因为速燃期压力升高率过大（Δp/Δφ0.4 ~0.5Mpa/?CA）产生燃烧噪声使零件负荷↑寿命↓称柴油机工作粗暴。 降低柴油机工作粗暴的根本措施是↓Δp/Δφ，主要途径有三： ①缩短着火落后期φi：选十六烷值高的燃料；提高喷油时缸内温度如增压等，推迟喷油（靠近上止点、减小喷油提前角）； ②减小着火延迟期内喷入的油量（选择合适的喷油规律，先少后多）； ③控制蒸发速度（油膜蒸发缓和）； §5-1柴油机燃烧过程 排气冒黑烟 缓燃期燃油被高温废气包围：高温缺氧→裂解→脱氢→聚合形成碳烟。 一般在高负荷时发生如汽车加速，爬坡或超载。 减少冒黑烟的措施： ①增大过量空气系数α：改进进气系统ην↑，减少喷油量降低功率使用。 ②组织相对运动：促使油束分散增大混合范围；热混合作用；增强缸内紊流。 ③提高喷射压力，促进油束雾化。 §5-1柴油机燃烧过程 控制噪声与振动的措施 噪声来源主要有三个方面：燃烧噪声（主要部分）、机械噪声、空气动力学噪声 关于控制噪声与振动的措施，简述如下： 燃烧噪声：减少工作粗暴的措施 机械噪声：运动件的质量、减少间隙、防止共振、采用吸振材料 气流噪声：优化进排气道结构，防止截面突变；风扇优化；优化消音器；合理匹配配气相位。 隔震：吸音板、隔震垫等。 §5-1柴油机燃烧过程 具体措施如下 1、控制燃烧过程来降低燃烧噪声。例如，减小喷油提前角以适当推迟燃烧，减少在着火延迟期内形成的可燃混合气，调整喷油规律，在着火延迟期内喷入较少燃油等。 2、改进机体等有关零部件的结构，通过试验和计算分析的方法，在尽可能不增加重量的前提下，提高有关部位的刚度，降低结构振动的振幅和提高共振频率。 3、为减小撞击力，尽可能减小缸套与活塞之间、轴承、传动齿轮等处的间隙。为减小惯性力，应减小运动件的质量，并在可能的情况下，适当降低活塞平均速度。 4、应用吸振减振材料制造薄板零件，如油底壳、缸盖罩等。在缸体与油底壳之间、缸盖与缸盖罩之间采用较“软”的垫片，对振动起到阻尼使用。 5、改进消声器的结构、材料；改进空气滤清器、冷却风扇等的设计以及适当调节配气相位，以降低气体动力噪声。 6、遮蔽噪声源，采用对作为主要噪声源的发动机的局部或整体加隔声罩的方法等。 §5-2 燃油喷射和雾化 燃油供给系统构成及核心部件的作用、分类（自己复习构造书） 喷油泵的作用：定时、定量由喷油器周期性地供给高压燃油；均匀性、一致性。 喷油器的作用：将喷油泵供给的高压燃油喷入柴油机燃烧室内，使燃油雾化成微小的油粒，并按一定的要求适当地分布在燃烧室内。 §5-2 燃油喷射和雾化 燃油供给系统分类及发展 机械泵（泵、管、嘴；PLN） 压力驱动、有压力波，很多问题，供油特性 单体泵（泵喷嘴） 只是取消了高压油管 电控单体泵 靠机械泵产生压力，电磁阀控制开闭 共轨燃油系统 恒压控制，电磁阀控制开闭（灵活的喷射策略） §5-2 燃油喷射和雾化 一、燃油喷射的关键概念 喷射规律 喷入缸内燃油量随曲轴转角（时间）的变化过程。 §5-2 燃油喷射和雾化 燃油的雾化和油束特性 雾化： 燃油在喷油泵中被压缩后，经高压油管在高压（20～180MPa）、高速（100～400m/s）的作用下，从喷油器喷入燃烧室。燃油与燃烧室高压空气的相对运动中及紊流的作用下，被逐步粉碎分散为直径约2～50um的液滴，由大小不同的液滴组成了油束。 §5-2 燃油喷射和雾化 评价指标（油束特性）： 油束几何形状： ①油束射程L（又称为贯穿距离）； ②油束的最大宽度B； ③喷雾锥角β：标志油束的紧密程度。 ④贯穿率： 一部分燃油喷到了燃烧室的壁面。 雾化质量： 细度：用液滴平均直径来表示。直径越小，油束雾化越细。 (SMD表示) 均匀度：油束中液滴大小相同的程度及液滴在油束内分布的均匀程度。(标准方差表示） §5-2 燃油喷射和雾化 影响油束几何形状的主要因素 喷射压力 喷孔直径和数量 喷油器喷孔的长度直径比 空气与燃油密度比 空气流动状态等。 §5-3 混合气形成和燃烧室 混合气形成 机理：利用油（喷油系统）、气（燃烧室、进气道设计带来的涡流和紊流）、室（紊流、缸内的高温、高压气体）三方面的能量雾化、蒸发形成局部可燃混合气。 分类：空间雾化（贯穿度小于1，无着壁）；油膜蒸发（贯穿度远大于1，大部分燃油着壁，缓慢蒸发）；二者结合（贯穿度略大于1，少部分着壁，以空间雾化为主。 燃烧室 统一式（直接喷射）燃烧室：由气缸盖底平面、活塞项面及气缸壁所形成的统一空间内，活塞顶上均开有深浅不同、形状各异的凹坑。 开式燃烧室：dk/D＞0.65～0.8，dk---喉口直径 半开式燃烧室：dk/D=