汽车汽油机混合气的形成和燃烧理论培训ppt课件.ppt

氧传感器通常和三元催化转化器一同使用，应用氧传感器进行反馈控制的目的就是保证三元催化转化器工作在高效净化区。 在发动机运行中，并不是在所有时刻和任何工况下，氧传感器和反馈控制系统都起作用，ECU是交替通过开环和闭环两种方式对喷油量进行控制的，发动机在起动、大负荷(节气门全开)及暖机运转过程中，需要较浓的混合气，此时ECU是处于开环控制状态，氧传感器不起作用。 另外，因为氧传感器只有在高温状态下(一般需加热至350℃ 以上)才能产生可靠的信号，因而发动机起动后，在氧传感器未达到一定温度之前，ECU也是处于开环控制状态下工作的。只有在发动机达到正常工作温度后，ECU 才进行闭环控制，氧传感器才发挥反馈控制的作用，当氧传感器出现故障，输出信号异常时，ECU会自动切断氧传感器的反馈作用，进入开环控制状态。 第六节结束 燃烧室结构直接影响到发动机充量系数、火焰传播速率及放热率、传热损失及爆震的发生，从而影响发动机的性能，为了使汽油机动力性高、经济性好、工作平稳、噪声小、排气污染小，对燃烧室提出了一系列的要求。 (１)结构紧凑，面容比F/V(燃烧室表面积与容积之比)常用于表示燃烧室的紧凑性，它与燃烧室形式以及汽油机的主要结构参数有关，侧置气门燃烧室的F/V大，顶置气门燃烧室的F/V要小得多，即使都是顶置气门，不同形状燃烧室的F/V值也是有差别的。 一般来说，F/V大，火焰传播距离长，容易爆震，HC排放高(图4-55)，相对散热面积大，热损失大。面容比值较小，燃烧室紧凑，具有的优点一是火焰传播距离短，不易爆震，可提高压缩比，二是相对散热损失小，热效率高，三是熄火面积小，HC排放少。 (２)具有良好的充气性能，应允许有较大的进、排气门流通截面，这样可以提高充量系数，降低泵气损失，燃烧室壁面与气门头部要有足够的间隙，以避免壁面的遮蔽作用。 (３)火花塞位置安排得当，火花塞的位置直接影响火焰传播距离的长短，从而影响抗爆性，也影响火焰面积扩展速率和燃烧速率。在布置火花塞时必须考虑以下因素: ①能利用新鲜混合气充分扫除火花塞间隙处的残余废气，使混合气易于着火， 这一点对暖机和低负荷的运转稳定性更为重要，但气流不能过强，以免吹散火花。 ②火花塞应靠近排气门处，使受灼热表面加热的混合气及早燃烧，以免发展为爆震燃烧。 ③火花塞的布置应使火焰传播距离尽可能短。 (４)不同的火花塞位置对燃料辛烷值要求也不同，图4-56所示是一种顶置气门燃烧室火花塞位置对辛烷值的要求。 不同的燃烧室形状实际上反映混合气气体的分布情况，与火花塞位置相配合，也就决定了不同的燃烧放热率和火焰传播到边缘可燃混合气的距离，从而影响抗爆性、工作粗暴性、经济性和平均有效压力，在特制形状的燃烧室中的试验结果表明，圆锥形底部点火时，开始燃烧速率大，后期缓慢，圆锥形顶部点火时正好相反，开始缓慢，后期快速燃烧，圆柱形介于两者之间(图4-57)，楔形燃烧室与圆锥形底部点火类似，浴盆形燃烧室与圆柱形类似。 混合气体合理的分布应使燃烧初期压力升高率小，工作柔和，中期放热量最多，获得较大的功率，后期补燃较少，有较高的热效率。 (５)要产生适当的气体流动，燃烧室内形成适当强度的气体流动有以下优势:一是增加火焰传播速度。二是扩大了混合气体的着火界限，可以燃烧更稀的混合气，三是降低了循环变动率，四是降低了HC排放。 (６)适当冷却末端混合气，末端混合气要有足够的冷却强度，以降低末端混合气温度，减轻爆震倾向，但又不可使激冷层过大，以免增加HC的排放。 一、传统发动机常见的几种燃烧室 １. 楔形燃烧室 如图4-58所示，楔形燃烧室结构较紧凑，火焰传播距离较短，气门倾斜6° ~30°，使得气道转弯小，这种燃烧室气门直径较大，所以充气性能较好，楔形燃烧室有一定的挤气面积，并且末端混合气冷却作用较强，故压缩比可达9.5~10.5，这种燃烧室有较好的经济性、动力性。 楔形燃烧室的火花塞布置在楔形高处，对着进、排气门之间，有利于新鲜混合气扫除火花塞附近的废气，低速、低负荷性能稳定，但由于混合气过分集中在火花塞处，使得初期燃烧速度大，Δp / Δφ 值较高，工作粗暴，NOx 排放量较高，由于挤气面积内的熄火现象，废气中HC的含量亦较多，故需控制挤气面积。 ２. 浴盆形燃烧室 浴盆形燃烧室形状如图4-59所示，这种燃烧室高度是相同的，宽度允许略超出汽缸范围来加大气门直径，从气流运动考虑，需要在气门头部外缘与燃烧室壁面之间保持5 ~6.5mm的距离，