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《发动机动力学》教案
《发动机动力学》教案(章节备课)
章节
第五章 柴油机混合气的形成和燃烧
理论授课时间5学时
教学目的和要求
掌握柴油机的燃烧过程与放热规律;
了解柴油机与汽油机燃烧过程的异同;
掌握柴油的喷射和雾化;
掌握柴油机燃油喷射系统的电子控制;
了解柴油机的有害排放物及震动和噪声的控制;
掌握混合气的形成方法和特点及各种燃烧室的特点;
掌握影响燃烧过程的因素;
掌握HCCI技术的原理、主要特点、燃烧特性及放热时间的控制;
了解HCCI技术的应用和尚待解决的问题。
教学重点
柴油机燃烧过程的4个阶段及各阶段的特点分析;
柴油机着火延迟期的影响因素;
柴油机燃烧放热规律的三要素及其控制;
柴油机燃油喷射系统的电子控制;
柴油的喷射过程,供油规律及其喷油规律;
柴油机混合气形成的特点;
柴油机燃烧过程的影响因素;
HCCI燃烧技术的原理及特点。
教学难点
柴油机燃烧过程的各阶段特点;
燃烧放热规律的三要素;
燃油的喷射和雾化;
柴油机燃烧室对混合气的形成影响;
影响燃烧过程的因素;
教学进程(含教学内容、教学方法、辅助手段)
第一节 柴油机燃烧过程
一、燃烧过程概述
燃烧的四个时期:即火延迟期(又称为滞燃期)、速燃期、缓燃期和补燃期。
二、燃烧放热规律
合理的燃烧过程应做到着火延迟期要缩短,速燃期不过急,缓燃期要加快,后燃期不要过长。
柴油机与汽油机燃烧过程的对比
四、柴油机的有害排放物和噪声振动
1. 柴油机的有害排放物;
2. 柴油机的噪声和振动来源;
3. 控制噪声与振动的措施。
第二节 柴油喷射及雾化
一、供油系统和喷射过程
1. 柴油机供油系统;
2. 喷油泵速度特性及其校正;
3. 喷射过程
1). 喷射延迟阶段;
2). 主喷阶段;
3). 喷射结束阶段。
4. 供油规律和喷油规律;
5. 不正常喷射现象和喷射系统中的穴蚀破坏;
1). 二次喷射;
2). 滴油现象;
3). 断续喷射;
4). 不规则喷射和隔次喷射。
二、燃油的雾化和油束特性
1. 喷油雾化;
2. 油束特性。
三、对喷射系统的要求
1. 避免出现不正常喷射现象和穴蚀破坏;
2. 根据不同的转速和负荷,控制最佳的喷油时刻和燃油量;
3. 应尽可能实现理想的喷油规律;
4. 良好的油束特性能满足具体燃烧室的要求;
5. 喷射系统的强化。
四、柴油机电控喷射系统
1. 电控柴油喷射系统的分类及工作原理;
1). 位置控制式喷油系统;
2). 时间控制式喷油系统.
2. 电控柴油喷射系统的组成;
3. 电控柴油喷射系统的控制功能;
1). 喷油量的控制;
2). 喷油定时的控制;
3). 怠速转速的控制;
4). 起动喷油量的控制;
5). 各缸喷油均匀性的控制;
6). 过渡性能与烟度控制;
7). 喷油规律与喷油压力的控制;
8). 废气再循环的控制;
9) 扩展的功能。
第三节 混合气的形成和燃烧室
一、柴油机混合气形成特点和方式
1. 柴油机混合气形成的三个条件;
2. 柴油机混合气形成方式。
分隔式燃烧室
1. 涡流室燃烧室
2. 预燃室燃烧室
3. 分隔式燃烧室柴油机的性能持点。
直喷式燃烧室
1. 开式燃烧室;
2. 半开式燃烧室中的空气运动;
3. 半开式燃烧室;
4. 直喷式燃烧室柴油机的性能特点。
其他燃烧室
1. 球型油膜燃烧室;
2. 非回转体燃烧室。
不同燃烧室的比较与选用
1. 重型汽车、大型工程机械用柴油机燃烧室选用;
2. 轿车柴油机燃烧室选用;
3. 中、轻型车柴油机燃烧室选用;
4. 小型拖拉机、农用运输车柴油机燃烧室选用。
第四节 燃烧过程的影响因素
一、燃油喷射、气流运动与燃烧室形状间的配合
在燃油喷射、气流运动与燃烧室形状间的配合中,一般应兼顾各方面的要求,并根据具体使用情况有所侧重,寻求一个较理想的折衷方案。
二、影响燃烧过程的运转因素
1. 负荷;
2. 转速;
3. 供油提前角;
4. 燃油的十六烷值;
5. 废气再循环(EGR);
6. 压缩比和增压度。
第五节 均质充量压缩着火燃烧(HCCI)发动机
一、传统燃烧方式的局限性
1. 火花点火式;
2. 压燃式。
二、均质充量压缩着火燃烧的原理及应用现状
1. HCCI技术的基本原理;
2. HCCI应用现状。
三、HCCI发动机的主要特点
四、HCCI的燃烧特性
五、HCCI技术尚待解决的问题
六、均质压燃燃烧放热时间的控制
1. 控制混合气在压缩行程结束时的温度;
2. 控制混合气的自燃温度;
3. 工况变化及冷起动时的燃烧时间控制。
七、HCCI发动机工作范围受到的限制及扩展方法
1. HCCI发动机工作范围在低负荷受到的限制及扩展方法;
2. HCCI发动机工作范围在高负荷受到的限制及扩展方法。
(1)5学时,为理论授课。
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