《发动机原理 第4版》课件 第五章汽油机混合气的形成和燃烧.ppt

（1）汽油机正常燃烧过程的划分和特点；火焰传播速度、质量燃烧速度、平均压力升高率等概念和影响因素。（2）爆震、表面点火现象产生的原因、危害、影响因素和消除的原则和措施。（3）汽油机循环变动、危害、产生原因及减少循环变动的措施；多缸机不均匀性、产生原因及对汽油机性能的影响和实现均匀分配的主要措施。（4）点火提前角、混合气成分、转速和负荷对汽油机燃烧过程的影响；点火调整特性、燃料调整特性的定义、制取方法和曲线历程分析；最佳点火提前角及其随n和负荷的变化关系。（5）汽油机燃烧室设计的基本要求、设计要点及对典型燃烧室的分析。（6）相对进气道喷射方式，缸内直喷（GDI）方式有何特点？第五章的要求：作业三1）为了便于分析汽油机的燃烧过程分为几段？每段的主要影响因素是什么？2）汽油机的主要有害尾气排放物有哪些？它们的产生条件是什么？3）什么是爆震？影响爆震的主要因素有哪些？4）试述混合气的浓度对发动机性能的影响*********则湍流强度定义为：脉动速度分量的均方根值，即湍动能定义为：用单位体积流体的时均动能表示k是由流速梯度构成，经小涡流?微细涡?分子运动而消失。湍动能的耗散率定义：其中，l?是包含在大涡流的小涡流的代表半径。令：为转换为分子运动之前的微细涡的代表尺寸。可认为，因粘性的影响不存在比其更小的涡。?可以认为湍流中包含lK~lE标度的涡流。lE:湍流的宏观标度；大涡流的代表半径∴湍流的基本特性：流速梯度大——大涡流；涡流运动又产生小涡流；?最终由流体粘性转换为分子运动?热能而消失。三、传统（典型）燃烧室楔形：结构较紧凑、火焰传播距离短，挤气面较大半球形：结构紧凑，A/V值小火焰传播距离最短初期燃烧速率快浴盆形：椭圆形挤气效果差，A/V值大，火焰传播距离长碗形：结构紧凑，火焰传播距离短，挤气效果好燃烧室的A/V较大，散热损失活塞顶上的回转体四、汽油机分层给气和稀薄燃烧系统1）分层燃烧均匀混合燃烧特点：A/F变化范围窄(=12.6~17)，且在较高温度下易爆燃?限制?,??t?;分层给气燃烧的特点：缸内形成A/F梯度分布;火花塞附近较浓?可靠点燃；A/F梯度分布：靠燃烧室内组织的气流与喷射方式配合实现。分层燃烧方式分类：根据燃料喷射方式分为?进气道喷射式和缸内直喷式两种。（1）进气道喷射式分层给气燃烧方式根据缸内气流特性分为：轴向分层燃烧方式横向分层燃烧方式1．轴向分层稀薄燃烧关键技术：喷射时期与缸内气流的匹配?A/F可达22；晚喷：配合缸内强列涡流，实现A/F的轴向梯度分布进气初期只有空气进入气缸?强烈涡流气门达hmax时喷油，靠涡流?上浓下稀分层当径向分量轴分量时?轴向分层2．横向分层稀薄燃烧利用4气门机构，采用滚流式进气道，配合活塞顶结构形状，形成滚流。喷油器安装在进气支管，向两个进气门之间喷油，火花塞布置在气缸中央滚流的引导下浓混合气经过火花塞；而火花塞两侧为纯空气，?形成以火花塞为中心的横向混合气浓度梯度分布A/F=23，经济性?6~8%，NOx?80%(体积分数)(2)缸内直接喷射（GDI）式稀薄燃烧GDI燃烧系统与PFI的比较MPI：保留节气门；气道喷射形成油膜；稀燃范围有限。GDI：喷油器安装在气缸盖上直接向燃烧室内喷油。?更容易控制缸内混合气形成。通过喷射时期的控制，可实现均质混合气燃烧、分层稀薄燃烧以及HCCIMPIGDI1．GDI混合气形成机理关键技术：进气系统和燃烧室形状的匹配?缸内滚流；高压喷射?控制喷雾与缸内气流配合；火花塞和喷油器的安装位置分层混合气的形成方式3~15MPa喷油器中央布置+涡流火花塞中央布置+涡流滚流为主挤流为主2．GDI稀薄燃烧方式的特点?气缸压力（?）?推迟点火提前角，放热速率?，放热持续时间??可实现质调节，取消节气门?泵气损失?。油雾缸内蒸发?燃烧室壁面T?，传热损失?。??v，??，??t。分层混合燃烧，外围稀混合气对火焰起隔热作用，?传热损失。混合气易分层?稳定分层稀燃?接近空气循环。A/F控制