汽油机混合气的形成和燃烧.ppt

点火提前角 胀冲程进行，燃气与气缸热交换面积扩大，燃气的最高压力较低且膨胀不完全，排气温度升高，转变为功的热量减少。结果使发动机过热功率下降，耗油率增加。 点火提前角过大，就会有相当部分的混合气在压缩过程中燃烧，燃烧最高压力和压力升高率过大，活塞所消耗的压缩功增加，还将促使燃烧室内末端混合气燃烧前的温度升高，爆震倾向加大，当发动机发生爆震时，将点火时刻推迟一些，即可消除。 在点火与汽油喷射结合的电控系统中，电控的点火系统能保证发动机在任意运行工况下都能获取最佳的点火提前角，因而使发动机具有最佳的性能。 汽油机的点火调整特性 a) 节气门全开时 b) 转速n=1600r/min 混合气成分 改变过量空气系数α值时，火焰传播速度 发生变化，影响燃烧过程。 （1）功率混合气：当α=0.85～0.95时，火焰传播速度最快，这种浓度的混合气将使发动机发出最大功率，故称为功率混合气。但爆震倾向加大。此时有效耗油率较高。 （2）经济混合气 ：当α=1.05～1.15时，火焰传播速度仍较高，混合气中的氧气足够使燃料完全燃烧，此时发动机的热效率最高，有效耗油率最低，故称经济混合气。汽车行驶的大部分时间是汽油机处于中等负荷下工作，这时使用经济混合气可提高其燃料经济性。 混合气成分 改变过量空气系数α值时，火焰传播速度 发生变化，影响燃烧过程。 （3）过浓、过稀混合气 当汽油机混合气过浓时，由于空气不足，燃料燃烧不完全，将引起排气管冒黑烟，严重时将使未燃的油分子一遇到空气中的氧分子就急骤燃烧起来，造成排气管放炮。此时，一氧化碳CO、碳氢化合物HC排放增加，氮氧化合物NOX排放较少； 若混合气过稀，则由于火焰传播速度缓慢，易使燃烧不稳定，补燃量增加，燃烧过程延续到排气冲程终了，这时HC、CO排放量减少，但NOX排放量增加。 使用因素对燃烧过程的影响 大气状况：大气压力低，混合气变浓，经济性和动力性下降，但爆震倾向减少；大气温度高，经济性、动力性变差，且容易发生爆燃和气阻。 冷却水温度：过高时，燃烧室壁过热，使表面点火和爆震倾向增大，发动机功率下降；过低时，混合气雾化混合不良，功率和热效率均下降，耗油率增加。 汽油机的燃烧室 汽油机燃烧室一般应注意以下几个原则。 （1）结构紧凑 （2）火花塞位置布置适当 （3）具有良好的充气性能。 （4）燃烧室形状合理分布 （5）有利于形成最佳的充气运动 （6）防止爆燃和早燃 组织汽油机燃烧室气体流动的主要方法 ①进气涡流 它是利用进气口和进气道的形状，在进气过程中造成气流绕气缸中心线的旋转运动。 进气涡流在进气过程中逐渐变到最大，而在压缩过程中逐渐减小。缩短着火延迟期，加速初始火焰传播，提高点火可靠性，因而扩大点火界限和减少循环不规则燃烧。 为了保证最大充气量，一般汽油机不组织强进气涡流，使低速、低负荷时进气涡流更弱，对明显燃烧期影响较小，故在采用单进气道的情况下，仅依靠进气涡流的燃烧室较少见，还需借助于压缩挤流。 组织汽油机燃烧室气体流动的主要方法 ②压缩挤流 在接近压缩终点时，利用活塞顶部和缸盖底面之间的狭小间隙s（称挤气间隙），将混合气挤入主要燃烧室内，形成涡流。 挤流正好在上止点前达到最大，上止点后还有反挤流运动，因此，增大挤流强度可以提高明显燃烧期火焰传播速度，缩短燃烧时间；而且挤流不会引起充气效率降低，受负荷、转速影响较小，曾是汽油机形成紊流的主要途径。 汽油机常用典型燃烧室 浴盆形燃烧室 楔形燃烧室 半球形燃烧室 多球形燃烧室 L形燃烧室 a-浴盆形燃烧室 b-楔形燃烧室 c-半球形燃烧室 d-L形燃烧室 多球形燃烧室 常用燃烧室的特征及性能对比 特 征 浴盆形 楔 形 多球形 火焰传播距离 长 较长 短 面容比 大 中 小 进排气门截面积 小 中 大 挤流强度 较强 强 弱 充气系数 低 中 高 压缩比 低（6.5～7.5） 较高（9～10.5） 最高 热效率 低 较好 好 dp/dφ及pmax 低 较高 高 NOX 低 高 高 HC 高 高 低 汽油喷射的组成 空气系统 1-喷油器 2-稳压腔 3-节气门体 4-空气流量传感器 5-空气滤清器 6-空气阀 7-发动机 空气的流量由通道中的节气门来控制（节气门由油门踏板操作）。踩下油门踏板时，节气门打开，进入的空气量多。怠速时，节气门关闭，空气由旁通道通过。 空气系统的三个主要零部件是空气流量传感器、空气阀和节气门。 空气流量的检测方法 根据空气量的计量方式的不同，空气流量检测方法可以分为两类：一类是直接测量方式，它直接通过空气流量传感器测量空气量，又可以分为质量流量检测方式和体积流量检测方式。另一类是间接测量方式。 常用空气流量传感器有叶片式、卡门漩涡式及热