第五节 燃油的燃烧.ppt

第五节　燃油的燃烧 一、 可燃混合气的着火 　　燃烧过程必须经历形成可燃混合气、可燃混合气自行着火（自燃）和稳定燃烧（火焰的传播）三个阶段 1自燃 1）复杂的物理与化学变化过程 2）着火条件：混合气浓度一定，温度足够 3）燃烧室内最先着火的部位是油束外缘（?＝１处），可能是多点同时着火 2火焰传播 　　火焰传播路径与速度取决于可燃混合气形成的状态以及空气的扰动 二、燃烧过程 　　最简单最实用的研究方法是通过ｐ－?和Ｔ－?曲线，据此人为地将燃烧过程分成四个阶段：滞燃阶段（滞燃期AB）、速燃阶段（速燃期BC）、缓燃阶段（缓燃期CD）、后燃阶段（后燃期DE） 1滞燃阶段（喷油始点至着火点） 1）特点：气缸内压力基本与压缩线重合，可控，对燃烧质量影响最大 2）评价参数 （1）滞燃角φi， φi ＝ 6n τi （2）滞燃时间τi ?转速越高、十六烷值越高、雾化质量越好，越短 ?太长，工作粗暴，造成敲缸和机件损坏；太短，燃烧不完全，冒黑烟 ?太长是燃烧过程恶化的通病，应尽可能缩短（避免敲缸和减轻机件负荷），但并非越短越好 （3）滞燃量△I 　　低速机△I =15%--30%△gi;高速机△I =80%--100%△gi；中低速机缩短喷射持续期对缩短燃烧持续期有利，而对高速机无效 3）滞燃期内形成的可燃混合气数量决定了后续速燃期燃烧的急剧程度 2速燃阶段（着火点至最高压力点） 1）特点：压力迅速上升至ｐz(上止点后10－15。CA),近似于等容燃烧，不可控燃烧期，预混合燃烧阶段 2）评价参数－平均压力增长率（ △p/△φ） （1）决定柴油机燃烧过程的柔和性 （2）影响：其值大说明工作粗暴,伴有敲击声，造成燃烧敲缸（热敲缸）;其值小说明工作柔和,燃烧平稳,无敲击声 注：热敲缸发生于燃烧初期（速燃期），多由超负荷运转、喷油定时过早引起。敲缸时柴油机经济性较好，但应限制使之不超过0.4MPa/℃A 3）应通过滞燃期来影响速燃期，力求缩短滞燃期，减少滞燃量，控制可燃混合气的形成量。控制滞燃量是影响燃烧过程的重要手段 3缓燃期（压力最高点至温度最高点） 1）特点：温度迅速升至最高（上止点后20-35 ℃A），压力缓慢下降，近似等压燃烧，可控燃烧期，扩散燃烧阶段 2）评价参数－烟度 （1）该阶段的主要矛盾是燃烧不完全而产生黑烟，改善措施－加强燃烧室内空气扰动加速混合气形成 （2）烟度增加着重表示不完全燃烧加重 3）该阶段燃烧燃油量最多（40－60?ｇｉ），与速燃期合称主燃期，主燃期长短主要取决于负荷大小 4后燃期（温度最高点至燃烧终点） 1）特点：燃烧过程在膨胀行程中的继续，不能完全消除，应设法使之减轻 2）后燃的危害:热效率降低、排温升高、热负荷增加、可靠性降低 3）评价参数－排气温度（排气温度增加着重表示后燃增加） 4）本阶段越短越好，缩短措施：加强空气扰动，改善混合气的形成 5）本阶段长短主要取决于负荷大小，低负荷短，低速机短于高速机 三.燃烧过程的影响因素 1.燃油品质 1）十六烷值对燃烧过程影响最大，十六烷值越高,滞燃期短,燃烧平稳 2）换用重油后喷油定时应提前 3）燃油挥发性好滞燃期短 2.缸内工质状态 　　温度对燃烧过程的影响最大。压缩终点温度越高滞燃期越短，工作越平稳 3喷油定时 1）喷油提前角过大,最高爆发压力过高,燃烧粗暴，排温低，起动困难；喷油提前角过小,最高爆发压力降低,后燃增加,排温上升 2）喷油提前角过大或过小都使滞燃期增加，喷油提前角应合适，最佳喷油提前角取决于机型、转速、机械负荷、最佳经济性 4雾化质量（好，滞燃期缩短） 5换气质量（好,滞燃期缩短，燃烧完全，排温降低，但不一定雾化质量好） 6运转工况（转速、负荷） 1）转速升高, 滞燃期缩短,利于燃烧；但滞燃角增加,喷油过程延长,后燃期增加 2）负荷升高, 滞燃期缩短, 燃烧持续期增加,最高爆发压力升高,后燃加剧 四.改善燃烧质量的措施 1理想（完善）燃烧过程的特点 1）燃烧柔和（控制滞燃期喷油量） 2）燃烧在上止点附近进行，燃烧压力迅速升高至最高爆发压力（上止点后10－15。CA）并按等压过程燃烧 3）燃烧持续期不宜过长（一般为40。CA） 4）主燃期燃烧完全，后燃最少 2柴油机的平稳运转与运转经济性相矛盾 3理想燃烧过程的放热规律应先缓后急，即开始放热要适中以满足柔和运转的要求；随着燃烧加快，加速扩散燃烧阶段的放热率，使燃烧在上止点后附近结束，以满足经济运转的要求 4.改善燃烧质量的措施 1）设计方面 （1）特殊形状的燃油凸轮 （2）油膜蒸发燃烧方式 （3）分级喷射（控制滞燃量，保证燃烧平稳） （4）变压缩比活塞 （5）VIT 2）运转管理方面 （1）保证换气质量良好 （2）燃油品质满足要求（预处理〕 （3）气缸压缩温度满足要求 （4）喷射系统工作正常 （5）日