5.1.2 柴油机可燃混合气的形成、燃烧过程及燃烧室的分类 (1)讲解.ppt

黄冈职业技术学院黄伟2011.3汽车发动机黄冈职业技术学院黄伟2011.3汽车发动机黄冈职业技术学院黄伟2011.3汽车发动机黄冈职业技术学院黄伟2011.3汽车发动机黄冈职业技术学院黄伟2011.3汽车发动机复习旧课：1.柴油机燃料供给系统的功用？2.柴油机燃料供给系统的组成？导入新课：柴油机可燃混合气的形成与燃烧四、可燃混合气的形成与燃烧柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的。高温压缩空气雾状柴油燃烧喷射物理化学变化持续喷射雾状柴油喷射可燃混合气形成方法有：空间雾化混合和油膜蒸发混合。柴油机工作过程柴油箱贮有经过沉淀和滤清的柴油。柴油从柴油箱被吸入输油泵并泵出，经柴油滤清器滤去杂质后，进入喷油泵。自喷油泵输出的高压柴油经高压油管和喷油器喷入燃烧室。由于输油泵供油量比喷油泵供油量大得多，过量的柴油便经回油管回到输油泵。(一)空间雾化混合方式将柴油喷向燃烧室的空间，形成雾状混合物，再在空间蒸发形成混合气。1.油雾形成?燃料以高压、高速从喷油器以圆锥形的油束喷出。2.空气运动促进混合?使油粒分布得更均匀，最有效的措施是使空气运动，多采用两种方法。1）使进气产生涡流：利用弱涡流切向进气道或强涡流螺旋进气道，可以在进气行程中使空气绕气缸轴线旋转运动。2）产生挤压涡流：利用活塞顶部的特殊形状，在压缩过程中和膨胀行程开始时，使空气在燃烧室中产生强烈的旋转运动，它存在于上止点附近，持续时间较短转速愈高，涡流也愈强，气流对油束的吹散作用也愈大。此外，空气涡流运动还可以加速火焰的传播，促使燃烧及早地结束。挤压涡流(二)油膜蒸发混合方式将柴油喷向燃烧室的壁面上，燃油的大部分（95％）形成油膜。由于油束贯穿空气和室壁的反射，有少量油粒（5％）悬浮在空间，形成着火源。油膜在空间火源的热能作用下，逐层蒸发、逐层卷走、逐层燃烧，产生了燃气涡流，其燃烧速度是前期慢、后期快，使燃烧过程加速进行到终点。空间雾化混合油膜蒸发混合复合式混合过程靠柴油喷到燃烧室空间内，与空气直接混合，其混合不均匀，燃烧粗暴。柴油喷到室壁上，5％先形成混合气燃烧，其燃烧温度再促使油膜挥发，从而促进形成混合气。两种方式混合使用，以空间雾化为主，效果较好。提高方法喷油束与燃烧室形状相适应。室内空气运动涡流好，以促进混合。燃烧室形状应有利于油膜的形成，面积大，以促进其挥发，同时燃烧室形状应有利于形成旋转气流，以使气体混合均匀。柴油燃烧的主要特点是：（1）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的。（2）混合与燃烧的时间很短0.0017～0.004秒（气缸内）。（4）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时、连续重叠进行的，即边喷射、边混合、边燃烧。（3）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入。可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期（1）备燃期Ⅰ(AB)从喷油开始→开始着火燃烧为止。（2）速燃期Ⅱ（BC）从燃烧开始→气缸内出现最大压力时为止。（3）缓燃期Ⅲ（CD)从最大压力出现→最高温度出现为止。（4）后燃期Ⅳ(DE)缓燃期以后的燃烧。（1）备燃期（滞燃期）(AB)从喷油开始→开始着火燃烧为止。喷入气缸中的雾状柴油并不能马上着火燃烧，气缸中的气体温度，虽然已高于柴油的自燃点，但柴油的温度不能马上升高到自燃点，要经过一段物理和化学的准备过程。柴油在高温空气的影响下，吸收热量，温度升高，逐层蒸发而形成油气，向四周扩散并与空气均匀混合（物理变化）。随着柴油温度升高，少量的柴油分子首先分解，并与空气中的氧分子进行化学反应，具备着火条件而着火，形成了火源中心，为燃烧作好了准备。这一时期很短，一般仅为0.0007～0.003秒。（2）速燃期（BC）从燃烧开始→气缸内出现最大压力时为止。火源中心已经形成，已准备好了的混合气迅速燃烧，在这一阶段由于喷入的柴油几乎同时着火燃烧，而且是在活塞接近上止点，气缸工作容积很小的情况下进行燃烧的，因此，气缸内的压力P迅速增加,温度升高很快。（3）缓燃期（CD)从出现????→出现????为止。这一阶段喷油器继续喷油，由于燃烧室内的温度和压力都高，柴油的物理和化学准备时间很短，几乎是边喷射边燃烧。但因为气缸中氧气减少，废气增多，燃烧速度逐渐减慢，气缸容积增大。所以气缸内压力略有下降,温度达到最高值，通常喷油器已结束喷油。缓燃期以后的燃烧。