《柴油机混合气形成与燃烧(二)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《柴油机混合气形成与燃烧(二)（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、柴油机混合气形成与燃烧 (二) 2013.02,柴油机混合气形成与燃烧,本章主要内容： 柴油机燃烧过程 柴油机混合气的形成 柴油机的喷射与雾化 影响燃烧的因素和措施,第二节 柴油机混合气的形成,柴油机混合气形成靠三方面的相互作用： 一是燃烧室的结构,二是燃料的喷雾，三是缸内适当的空气运动。 混合气形成特点: 1、缸内形成 2、时间极短 3、过量空气系数较大 4、靠燃烧室、喷雾、空气涡流运动三方面配合,混合气形成方法: 空间雾化混合，油膜蒸发混合。 空间雾化混合：将燃油喷向燃烧室空间以雾状油滴与空气涡流混合。 油膜蒸发混合：将燃油喷向燃烧室璧面以油膜蒸发油气与空气涡流混合。 在车用柴油机中，两种
2、方式均有，但多数以空间雾化混合为主。球形燃烧室柴油机以油膜蒸发混合方式为主。,1.燃油的雾化 燃油在经喷孔喷出时，在气缸中被破碎成微粒的过程。,喷油横截面上燃油分布,喷油横截面上油粒速度,L:射程 :锥角,喷注的形状,一、燃油的雾化,2喷注的特征 喷注射程L：表示喷注贯穿深度； 喷注锥角：表示喷注紧密程度； 细微度和均匀度：表示雾化程度。 细微度-油注中的平均直径 均匀度-油注中最大直径与最小直径之差,3影响喷注质量的主要因素 喷注结构，喷油压力，气缸内空气的压力，柴油的粘度等。,二、空气运动对混合气形成的影响,无空气运动，属于“油找空气”，需要较高喷射压力。 缸内有空气的涡流运动，“空气找油
3、”，能加速雾化的油滴与周围空气的混合，促进燃烧。但能量和热损失大，充量系数下降，经济性略差。 涡流过强，会使燃烧产物与邻近的喷注重叠。,三、典型燃烧室结构分析,1燃烧室分类直喷式和分开式两大类 直喷式燃烧室：燃油直接喷入由活塞顶和缸盖形成的 一个统一空间。 （缸径大于100mm，转速小于3000r/min的柴油机基本用直喷式的） 根据凹坑深度分： 开式燃烧室浅坑型，如浅盆形或浅形燃烧室 半开式燃烧室深坑型，如形和球形燃烧室 分开式燃烧室：由主燃室和副燃室两部分组成。 如：涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室 （高速小缸径柴油机多采用分开式燃烧室） 一般，气缸直径越大，燃烧室越浅。,2对柴油机燃烧室的
4、要求 小； （但应燃烧完全及时） 适度的P/和Pz值； （以保证工作柔和、平稳、可靠。） 排气品质好； 变工况适应好； （应在负荷、转速变化时，柴油机性能稳定。） 冷起动性好； 制造、维修方便。,3.直喷式燃烧室的空气涡流运动,产生涡流运动的方法： 1）进气涡流靠切向进气道和螺旋进气道形成。 切向进气道：气道母线与气缸相切，在气门前强烈收缩，使气流越来越快进入气缸后受缸壁的约束而转向，形成涡流。,螺旋进气道：气门座上方的气道成螺旋型，相对于气缸中心一定位置。气流形成绕气门中心的旋转运动，进入气缸后近于切向气流，沿气缸壁绕气缸中心旋转运动。应用于高速柴油机上。,2）挤气涡流 在压缩行程后期，活塞
5、接近上止点时，活塞顶上方环形空间中的空气被挤入活塞顶部的燃烧室内，造成的空气的涡流运动。 涡流强度较进气涡流小，只起辅助作用。,逆挤流,4.直喷式燃烧室,1）开式燃烧室浅坑型 混合气形成方式以空间雾化为主。 无或很弱进气涡流，形成质量依靠喷雾质量（细微度及均匀度)，对喷射系统要求高（100MPa，7-12喷孔）； 结构简单，F/V小，Q放 ，经济性好； 起动性好，热负荷低； 但大（1.52.2），工作粗暴，对燃料要求高。 一般适用于大缸径（140mm），低速（2000r/min）柴油机。 如浅型燃烧室。大缸径柴油机多采用开式燃烧室。,浅型燃烧室,2）半开式燃烧室深坑型 混合气形成方式有空间混合
6、和油膜蒸发混合。形成质量依靠多油注高压喷射。一般有较强的进气涡流。 型燃烧室（典型） 混合气形成：空间雾化混合为主。 一般采用多孔喷嘴（4-6孔），较高喷射压力，并组织一定的进气涡流和挤气涡流。 面容比小，Q放，经济性好。 低温起动性好。 P/和Pz大，工作粗暴。 大（1.3-1.5）。 形成碳烟多，氮氧化物多、排放差。 适用于4500r/min以下，80-140mm的柴油机。,型燃烧室, 球形燃烧室 混合气形成：油膜蒸发。 一般采用单孔喷嘴，均配有螺旋进气道以产生强进气涡流。 面容比小，经济性好。 P/和Pz较小，工作柔和。 对燃油的品质及雾化质量要求低，可以燃用多种燃料。 冷起动困难。 低
7、速、加速时冒黑烟。 不适于增压，变工况适应性差，目前已很少使用。,球型燃烧室,5、分开式燃烧室,1）涡流室式燃烧室 混合气形成：空间雾化混合为主 一般采用轴针式喷油器，涡流室占燃烧容积的50%-60% 喷雾质量要求不高(利用强压缩涡流形成混合气，喷油压力可降低) P/较小，工作柔和，噪音低（副燃室燃烧滞燃期短，主燃室燃烧活塞已下行） 空气利用率高，值可较小（1.2.13） 高速性能好。（涡流随转速升高而加强） 排污低（最高燃烧温度低） 变工况适应性好，对转速不敏感（转速变化，涡流的流动特性基本不变） 面容比大，经济性较差，启动性差（传热和流动损失大，装电热塞）,涡流室式燃烧室,1）预燃室式燃烧室 混合气形成：空间雾化混合为主。 采用轴针式喷油器，预燃室占燃烧容积的50%-60%。 喷雾质量要求不高（预燃室形成强的紊流和二次喷射的燃烧涡流形成混合气）。 P/较小，工作柔和。 空气利用率高，值可较小。 变工况适应性好，对转速不敏感。 NOx排放低。 启动性差，面容比较大，经济性差。 低速噪声（惰转噪声）大。(预燃室气体速度低，油束贯穿力大，喷射的燃油进入主燃室，使主燃室燃油滞燃期增长),预燃室式燃烧室,各种燃烧室的比较,
