第五章 柴油机混合气形成及燃烧.ppt

内燃机内的气体流动; 四种基本形式;⑴ 进气涡流 在进气过程中形成的绕 气缸轴线旋转的有组织的 气流运动，称为进气涡流。 产生进气涡流运动的方法有: 　导气屏、切向进气道、螺旋进气道、组合进气系统; 导气屏 设置在进气门上，导引进气流以不同角度流入气缸在气缸壁面的约束配合下产生涡流。; 切向进气道 螺旋进气道;进气速度分布;可调进气涡流 (VARIABLE INLET SWIRL);导气屏方法简单，进气道可不作特殊设计，通过改变导气屏的包角β和导气屏重点的安装位置（角度α），可调节涡流强度0~4，但阻力最大。一般用于少数汽油机。 切向气道形状简单，涡流比小1~2，适用于对涡流强度要求不高的发动机。 螺旋气道的形状最复杂，涡流比2~4，同样涡流比时的进气阻力小于切向气道，适用于对进气涡流强度要求较高的发动机。 组合式进气涡流系统 上述方法进行组合，以达到需要的涡流和流速分布。 进气涡流在压缩过程中，一边旋转一边被挤入燃烧室凹坑。为加速混合气的形成，不仅应注意进气涡流比，更应该注意压缩终了时燃烧室内的涡流比，因为它以及上止点附近的涡流强度对燃烧过程影响更大。;⑵ 压缩涡流 在柴油机涡流室燃烧室中，进气过程不产生涡流，在压缩过程中由主燃烧室经连通道进入涡流室（副燃烧室）时，形成强烈的压缩涡流。 该方式不导致进气阻力增大和进气充量下降，但存在能量消耗，使循环热效率降低。;2. 挤流;挤流（Squish）; 挤流强度取决于燃烧室凹坑喉口直径dk与活塞直径之比，以及活塞顶间隙s0，dk和s0越小，即流强度越大。挤流不影响充量系数，有助于混合气的形成，但由于持续时间较短（仅在上止点附近），强度相对较弱，一般仅是起配合作用。在汽油机和柴油机都有应用，汽油机紧凑型燃烧室都利用较强的挤流运动增强燃烧室的湍流强度，促进混合气快速燃烧。;3. 滚流;滚流的形成与破碎;4. 湍流; 内燃机气缸中的气体流动是无规则的非定常运动，气体内部及其与固体表面相互作用，使涡不断产生、发展、分裂和消失，成为湍流运动。;内燃机气缸内的湍流是高度不定常湍流。湍流与燃烧、排放物生成关系极大，例如对火花点火发动机，主要表现在对火焰传播速率、燃烧速率、循环变动以及稀燃极限等方面；对压燃点火发动机扩散燃烧阶段的燃烧速率取决于空气和燃料混合速率，在湍流中物质传输和混合速率均大大高于分子间的扩散速率，在一定范围内增加湍流强度，将有利于燃烧过程的进行和降低烟度。 缸内湍流产生的原因主要可分为两大类：（1）壁面湍流（Wall turbulence）气流流过固体物体表面时产生的；（2）自由湍流（free turbulengce）。内燃机气缸内的湍流是以上两种湍流的合成。 ;汽油机的燃烧; 总体而言，各种气流运动在带来混合气形成和燃烧有利的同时，也或多或少的导致了进气充量下降和泵气损失增加，且发动机高、低转速时，气流运动强度变化较大，其作用的稳定性较差。 所以，柴油机的发展方向仍是高压直喷（降低了对气流运动的要求），气流运动的组织仅是辅助作用。;内燃机燃料供给系统分类;柴油;一、汽油机的燃料供给系统SI engine fuel delivery system;二、柴油机的燃料供给系统 Diesel Injection System;及时、适量的向内燃机气缸内提供燃料; 高质量形成可燃混合气，保证燃烧高效进行。 ;发动机的燃烧过程是将燃料的化学能转变为热能的过程。进入气缸的燃料燃烧完全的程度，直接影响到热量产生的多少和排除废气的成分，而燃烧时间或燃烧相当于曲轴转角的位置，又关系到热量的利用和汽缸压力的变化，所以燃烧过程是影响发动机经济性、动力性和排气污染的主要过程，对噪声、振动、起动性能和使用寿命也有很大影响。;化学能转化为热能的效率相对较高，热能转化为机械能的效率（热机效率）相对较低。内燃机真实热力循环的转换热效率必须考虑真实工质和循环特点。 内燃机特有的燃烧规律---正常、异常;第五章 柴油机混合气的形成和燃烧;主要内容;柴油的粘度较大，挥发性较差，需借助机械喷射的方法使燃油雾化成细小油滴，然后在气缸内部与空气混合，并利用压缩工质的高温使可燃混合气着火燃烧。根据可燃混合气形成的特点，燃烧过程是在边蒸发、混合、边燃烧的情况下进行的，基本上属于扩散混合燃烧。其燃烧的完善程度在很大程度上受到可燃混合气形成速度及质量的影响。因此，改善可燃混合气的质量，并使其形成速度与燃烧速度相适应，是改善柴油机燃烧性能的一个核心问题。;一、喷油系统 1、作用及要求 作用：定时定量并按一定规律向柴油机各缸供给高压燃油。;要求： 1) 产生足够高的喷油压力—保证良好的雾化