发动机原理课件-第五章-汽油机混合气形成与燃烧.ppt

2）低负荷或怠速时→较浓的混合气 ＊残余废气多，会引起断火；燃烧速度慢，发动机易过热；高温未燃成分在排气管口与空气相遇而激烈氧化，排气管放炮。 ＊ Фa =0.4~0.5为火焰传播上限。 3） Фa =1.05-1.15 时，为经济混合气 ＊燃烧最完全，热效率最高，油耗最低。 ＊但混合气过稀，燃烧缓慢，含氧高的高温废气能点燃进气管新鲜混合气→化油器回火。 ＊ Фa =1.3~1.4为火焰传播下限。 ＊ Фa 1.15为过稀混合气 4）混合气成份调整特性: ＊在汽油机转速，节气门开度一定，点火提前角最佳时,性能指标(功率Pe与燃油消耗率be等)随混合气成份而变化的规律。 3.发动机转速n 图5-9 涡流状况对火焰传播速度的影响 a)无涡流 b) 有涡流 ※ n↑→ 最佳点火提前角↑ （图5-6），所以发动机上装有离心式点火自动提前装置。 ＊ n↑→Φc↓→缸内Φr↑→末端混合气的焰前反应↓→t2↑→爆燃倾向↓。 ＊所以发动机在低速运转时最易发生爆燃。 ＊ n↑→缸内混合气的涡流运动（紊流）↑,燃料与空气的混合得到改善；压缩过程的放热量↓→缸内压力、温度↑→火焰传播速度↑→ t1↓ 。 4.发动机负荷 ＊负荷↑→缸内温度、压力↑ ，残余废气相对减少→滞燃期↓→t1 ↓→末端混合气焰前反应↑→t2↓→爆燃倾向↑。 ＊负荷↑→燃烧所占的曲轴转角↑→最佳点火提前角↓。 （图5-6） ※ 发动机在低负荷时，爆燃倾向减小，应增大点火提前角，所以发动机上装有真空式点火提前装置。 5.其他因素 ＊进气温度↑ 、冷却水温度↑、燃烧室壁积碳、进气压力↑→爆燃倾向↑。 总之，发动机在低速、大负荷时，最易发 生爆燃。 ※ 在使用中，调整点火提前角应在低速、大负荷工况下进行。 三、结构因素的影响（自学） （一）压缩比? 1、ε↑时： 缸内燃烧的最高温度、最高压力↑，ηit↑ be ↓ 但末端混合气易自燃，爆燃倾向↑，表面点火倾向↑ 。 2、ε↑→Pe↑、be↓，但受到爆燃的限制。 要防止爆燃： a.改进燃烧室的设计； b.提高汽油的辛烷值。 （二）燃烧室 1.对燃烧室的要求： 1)容积分布要合理 要有适宜的放热规律 适宜的放热规律能够使燃油释放的热量充分利用，发动机工作柔和，运转平稳，即 ： ＊ 燃烧初期压力升高率小，工作柔和； ＊ 燃烧中期急剧放热，循环功大； ＊ 燃烧后期补燃少，ηit↑ ※ 放热规律: 燃油燃烧时的放热率随曲轴转角而变化的规律。 图5-10 燃烧室容积分布对燃过程的影响 2)应具有良好的抗爆性。 A.结构尽量紧凑 面容比小（烧室表面积与容积之比） 火焰传播距离短，爆燃↓ 散热面积小，ηit↑ 激冷区小，HC ↓ B.燃烧室内的混合气要有适当的涡流强度(进气涡流、挤气涡流)。 进气涡流：利用进气口和进气道的形状（切线和螺旋线）形成的 涡流。 挤气涡流：利用活塞顶部和缸盖底部狭小间隙在压缩时挤进的涡 流。 C. 降低末端混合气的温度（在汽缸盖挤气间隙处布置冷却水套）。 3）火花塞的位置要安排适当—应装在燃烧室中央偏离排气门处。 适中—火焰传播距离短t1↓爆燃↓ 靠排气门—t2↑爆燃↓ 靠进气门—着火稳定 4）尽量增加进气量 进气口直径大、弯少光滑 （三）气缸直径d d↑→面容比↓,→传热损失↓→经济性↑。 但火焰传播距离↑ →t1↑ →爆燃倾向↑。 对车用汽油机，d一般小于100mm。 （四）气缸盖和活塞的材料 常用铸铁、铝。 铝的导热性好，铝制汽缸盖的表面温度低，热负荷小，爆燃倾向↓，许用的压缩比↑。 （五）冷却方式 水冷比风冷的爆燃倾向小，许用的压缩比高。 爆 燃 表面点火 复习思考题 1、汽油机的燃烧过程分为几个阶段？它们如何划分的 2、后燃期长好还是短好，为什么？ 3、什么是压力平均升高率？什么是火焰传播速度？ 4、燃油中的辛烷值、点火提前角、转速、负荷、混合气 浓度对爆燃有何影响？ 5、爆燃产生的原因和危害？ 6、什么是表面点火？如何分类？与爆燃的区别？ 7、什么是最佳点火提前角？分析点火提前角对燃烧影响 8、当点火提前角、转速、负荷变化时，对燃烧过程有什 么影响？ 9、发动机在什么工况下易发生爆燃？为什么？（主要分 析t1、t2） 10、汽油机的压缩比、燃烧室对爆燃有什么影响？ 11、汽油机燃烧过程与柴油机燃烧过