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1、汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile第三篇第三篇 燃烧与排放燃烧与排放汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形
2、成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile第第8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 8.1 8.1汽油机燃烧过程汽油机燃烧过程 图图8.1 8.1 汽油机的燃烧过程汽油机的燃烧过程着火落后期着火落后期 明显燃烧期明显燃烧期 补燃期补燃期 11开始点开始点火火 2 2
3、形成火焰中心形成火焰中心 3 3最高压力点最高压力点 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile燃烧过程分解燃烧过程分解（1 1）着火落后期）着火落后期从火花塞
4、点火到火焰核心形成的阶从火花塞点火到火焰核心形成的阶段，即从火花塞点火段，即从火花塞点火( (点点1)1)至气缸压力线明显脱离压缩线至气缸压力线明显脱离压缩线而急剧上升时而急剧上升时( (点点2)2)的时间或曲轴转角的时间或曲轴转角 （2 2）明显燃烧期）明显燃烧期 指气缸压力线脱离压缩线开始急剧指气缸压力线脱离压缩线开始急剧上升到压力达到最高点上升到压力达到最高点( (图图8.18.1中中3 3点点) )止止压力升高率代压力升高率代表发动机工作粗暴度和等容度表发动机工作粗暴度和等容度 （3 3）后燃期）后燃期明显燃烧期终点明显燃烧期终点3 3至燃料基本上完全燃至燃料基本上完全燃烧为止烧为止
5、汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2 2燃烧速率燃烧速率 （1）层流火焰燃烧速率 图图8.2 8.2 层层流流火火焰焰与与火火焰焰前前锋锋面面形形状状的
6、关系的关系汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile（2）湍流火焰燃烧速率 图图8.3 8.3 在不同湍流作用下的火焰前锋厚度在不同湍流作用下的火焰前锋厚度 （
7、a a） 湍流较弱湍流较弱 （b b） 湍流较强湍流较强 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile不规则燃烧不规则燃烧1 1）循环波动）循环波动 图8.5 汽
8、油机典型的气缸压力循环变化情况 （1 1）混合气成分波动）混合气成分波动 （2 2）气体运动状态波动）气体运动状态波动 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobil
9、e改善循环波动改善循环波动一一般般 时时循循环环波波动动最最小小，过过浓浓或或过过稀稀都都会会使使循循环环波波动动加加剧剧。可可见见过过量量空空气气系系数数对对循循环环波波动动的的影响很大。影响很大。适适当当提提高高气气流流运运动动速速度度和和湍湍流流程程度度可可改改善善混混合合气气的均匀性，进而改善循环波动。的均匀性，进而改善循环波动。残余废气系数过大，则循环波动加剧残余废气系数过大，则循环波动加剧发发动动机机在在低低负负荷荷( (会会增增大大) )、低低转转速速( (湍湍流流程程度度会会降降低低) )时，循环波动加剧时，循环波动加剧多点点火有利于减少循环波动多点点火有利于减少循环波动 提高
10、点火能量、优化放电方式、采用大的火花提高点火能量、优化放电方式、采用大的火花塞间隙塞间隙, ,有助于减小循环波动有助于减小循环波动 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Aut
11、omobile2） 各缸工作不均匀 各缸进气充量的不均匀、混合气成分不均各缸进气充量的不均匀、混合气成分不均匀匀 汽油机进气管内存在空气、燃料蒸气、各汽油机进气管内存在空气、燃料蒸气、各种浓度的混合气、大小不一的油粒以及沉种浓度的混合气、大小不一的油粒以及沉积在进气管壁上厚薄不均的油膜积在进气管壁上厚薄不均的油膜 进气系统设计不当、进气管动态效应、以进气系统设计不当、进气管动态效应、以及各缸进气重叠干涉等原因，使得各缸的及各缸进气重叠干涉等原因，使得各缸的实际充气系数不均匀实际充气系数不均匀 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形
12、成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile不正常燃烧不正常燃烧 1.爆燃 现象现象爆燃时，缸内压力曲线出现高频大幅度波动爆燃时，缸内压力曲线出现高频大幅度波动( (锯齿波锯齿波) )，同时发动机会产生一种高频金属敲击声，因此，同时发动机会产生一种高频金属敲击声，
13、因此也称爆燃为敲缸。轻微敲缸时，发动机功率上升，严重敲也称爆燃为敲缸。轻微敲缸时，发动机功率上升，严重敲缸时，发动机功率下降，转速下降，工作不稳定，机身有缸时，发动机功率下降，转速下降，工作不稳定，机身有较大振动，同时冷却水过热，润滑油温度明显上升较大振动，同时冷却水过热，润滑油温度明显上升 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industr
14、ies Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile机理机理火花塞点火后，火焰前锋面呈球面波形状以正火花塞点火后，火焰前锋面呈球面波形状以正常传播速度（常传播速度（30307070m ms s）向周围传播，气缸内压力和温向周围传播，气缸内压力和温度都急剧升高。混合气燃烧产生的压力波迅速向周围传播，度都急剧升高。混合气燃烧产生的压力波迅速向周围传播，在火焰前锋面之前先期到达燃烧室边缘区域，该区域的可在火焰前锋面之前先期到达燃烧室边缘区域，该区域的可燃混合气燃混合气( (即末
15、端混合气即末端混合气) ) 在压缩终点温度的基础上进一在压缩终点温度的基础上进一步受到压缩和热辐射，加速其先期反应，并放出部分热量，步受到压缩和热辐射，加速其先期反应，并放出部分热量，使本身压力和温度不断升高，燃前化学反应加速。一般来使本身压力和温度不断升高，燃前化学反应加速。一般来说，这些都是正常现象，但如果这一反应过于迅速，以至说，这些都是正常现象，但如果这一反应过于迅速，以至在火焰锋面到达之前末端混合气即以低温多阶段方式开始在火焰锋面到达之前末端混合气即以低温多阶段方式开始自燃，则引发爆燃。爆燃着火方式类似于柴油机，同时在自燃，则引发爆燃。爆燃着火方式类似于柴油机，同时在较大面积上多点着
16、火，所以放热速率极快，局部区域的温较大面积上多点着火，所以放热速率极快，局部区域的温度压力急剧增加。这种类似阶跃的压力变化，形成燃烧室度压力急剧增加。这种类似阶跃的压力变化，形成燃烧室内往复传播的激波，猛烈撞击燃烧室壁面，使壁面产生振内往复传播的激波，猛烈撞击燃烧室壁面，使壁面产生振动，发出高频振音动，发出高频振音( (即敲缸声即敲缸声) )，这就是爆燃。，这就是爆燃。 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车
17、工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile影响因素影响因素（1 1）燃料性质）燃料性质 辛烷值高的燃料，抗爆燃能力强。辛烷值高的燃料，抗爆燃能力强。（2 2）末末端端混混合合气气的的压压力力和和温温度度 末末端端混混合合气气的的压压力力和和温温度度增增高高，则则爆爆燃燃倾倾向向增增大大。例例如如，提提高高压压缩缩比，则气缸内压力、温度升高，爆燃易发生。比，则气缸内压力、温度升高，爆燃
18、易发生。（3 3）火焰前锋传播到末端混合气的时间）火焰前锋传播到末端混合气的时间 提高火焰提高火焰传播速度、缩短火焰传播距离，都会减少火焰前传播速度、缩短火焰传播距离，都会减少火焰前锋传播到末端混合气的时间，有利于避免爆燃。锋传播到末端混合气的时间，有利于避免爆燃。 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute
19、 Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2.2.表面点火表面点火 凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面( (如排如排气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物等等) )点燃混合气的现象，统称表面点火点燃混合气的现象，统称表面点火诱发早诱发早燃燃汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automo
20、tive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile运转因素对燃烧的影响运转因素对燃烧的影响 1.点火提前角 点火提前角点火提前角调整特性调整特性 当汽油机保持节气当汽油机保持节气门开度、转速以及混门开度、转速以及混合气浓度一定时，汽合气浓度一定时，汽油机功率和耗油率随油机功率和耗油率随点火提前角改变而变点火提前角改变而变化的关
21、系称为点火提化的关系称为点火提前角调整特性前角调整特性 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile图8.10 点火提前角不同时的 图 汽车发动机原理汽油机溷合气
22、的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2.混合气浓度 混合气浓度调整特性混合气浓度调整特性在汽油机的转速、节在汽油机的转速、节气门开度保持一定，点火气门开度保持一定，点火提前角为最佳
23、值时调节供提前角为最佳值时调节供油量，记录功率、燃油消油量，记录功率、燃油消耗率、排气温度随过量空耗率、排气温度随过量空气系数的变化曲线气系数的变化曲线 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute
24、Dep. of Automobile3.3.负荷负荷 在汽油机上，转速保持不变，通过改变节气门开度来调在汽油机上，转速保持不变，通过改变节气门开度来调节进入气缸的混合气量，以达到不同的负荷要求节进入气缸的混合气量，以达到不同的负荷要求图图8.12 8.12 最佳点火提前角随负荷的变化最佳点火提前角随负荷的变化 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotiv
25、e Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile4.4.转速转速 转速增加时，应增大点火提前转速增加时，应增大点火提前角角 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institut
26、e Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile8.2汽油机混合气制备原理汽油机混合气制备原理 汽油机理想混合气特性 1功率混合气与经济混合气 2理想混合气 汽油机在全负荷运行时，希望获汽油机在全负荷运行时，希望获得更大的功率以达到最大的动力性能，此时要求供给功率得更大的功率以达到最大的动力性能，此时要求供给功率混合气，而在其他负荷运行时，则应从经济性要求出发，混合气，而在其他负荷运行时，则应从经济性要求出发，来选用合适的混合气浓度来选用合适的混合气浓度 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃
27、烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile1)1)经济混合气及功率混合气特性线经济混合气及功率混合气特性线 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽
28、油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile理想混合气特性线理想混合气特性线 以图以图8.138.13曲线为基础，可做曲线为基础，可做出经济混合气随节气门开度出经济混合气随节气门开度变化的特性线，如图变化的特性线，如图8.148.14实实线。此外，在
29、图上线。此外，在图上100100节气节气门开度处取功率混合气值，门开度处取功率混合气值，再从再从8585开度起逐步由过渡开度起逐步由过渡到。以虚线表示。实际上到。以虚线表示。实际上, ,这这只是一种近似的结果。真正只是一种近似的结果。真正的理想混合气特性是通过台的理想混合气特性是通过台架试验的全面调整做出来的架试验的全面调整做出来的 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuB
30、ei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2)理想负荷特性线 负荷特性线是指转速不变时， 随负荷而变化的规律(1)(1)转速固定时，作出各个节气门位置的调转速固定时，作出各个节气门位置的调整特性线。图整特性线。图8.15(8.15(a)a)为其中的一例为其中的一例 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Autom
31、otive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile (2)(2)将这些调整特性线转为图将这些调整特性线转为图8.15(8.15(b)b)所示所示的负荷特性线。此线呈鱼钩状，其的负荷特性线。此线呈鱼钩状，其 及及 两个点分别与图两个点分别与图8.15(8.15(a)a)的的 及及 对应对应。 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和
32、燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile(3)(3)将所有节气门位置的鱼钩线统一画在图将所有节气门位置的鱼钩线统一画在图8.15(8.15(c)c)的的 - - 坐标图上，然后取其外包络线，坐
33、标图上，然后取其外包络线，就是该转速的最经济的负荷特性线。因为经过了就是该转速的最经济的负荷特性线。因为经过了全面的调整，各负荷的值不可能再低于此包络线全面的调整，各负荷的值不可能再低于此包络线 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive
34、Industries Institute Dep. of Automobile (4)(4)若图若图8.15(8.15(c)c)最经济负荷特性线从最经济负荷特性线从8585节气门开度到节气门开度到100100节气门开度时逐步过渡节气门开度时逐步过渡调整到功率混合气，则得到最大功率值，调整到功率混合气，则得到最大功率值，这就得到理想负荷特性线。这就得到理想负荷特性线。 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程
35、系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3)3)理想混合气特性理想混合气特性 将上述试验作出的理想负荷特性线，按图将上述试验作出的理想负荷特性线，按图8.158.15的相反顺序的相反顺序作图，可得到对应的作图，可得到对应的 - - 线或线或 - -节气门开度线，这就节气门开度线，这就是该转速的理想混合气特性线。各转速的特性线叠在一起，是该转速的理想混合气特性线。各转速的特性线叠在一起，
36、就是理想混合气的全特性线族就是理想混合气的全特性线族 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile4 4）动态过程对混合气特性的要求）动态过程对混合气特性的要求
37、冷车起动冷车起动 暖车过程暖车过程加速加速 急减速急减速 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile化油器式供油系统混合气的形成原理化油器式供油系统混合气的形成
38、原理 1.理想化油器特性 化油器制备混合气的原理简图化油器制备混合气的原理简图 ll燃油喷管燃油喷管 2 2喉管喉管 3 3节气门节气门 4 4主量孔主量孔 55浮子室浮子室 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries
39、 Institute Dep. of Automobile 在化油器和汽油机的结构参数不变的条件下，在化油器和汽油机的结构参数不变的条件下，混合气的值只取决于喉管的真空度混合气的值只取决于喉管的真空度 或进气流量或进气流量 。 ， 是喉管最小截面处的绝对压力，是喉管最小截面处的绝对压力， 为喉管上方、空滤器之后的压力，为喉管上方、空滤器之后的压力， 一般视为大气一般视为大气压力。压力。 与与 是和汽油机功率或节气门开度成正是和汽油机功率或节气门开度成正比的，所以化油器只能调制出一条比的，所以化油器只能调制出一条 （或（或 、 曲线，而图曲线，而图8.168.16的理想混合气特性的理想混合气特性
40、是是 - - 的一族曲线，这就意味着化油器调制出的的一族曲线，这就意味着化油器调制出的一个点要适应多个工况的要求。比如，同一进气流一个点要适应多个工况的要求。比如，同一进气流量量 ，既可由高速、小节气门开度工况得到，也，既可由高速、小节气门开度工况得到，也可由低速、大节气门开度工况获得。因此可由低速、大节气门开度工况获得。因此 的确定的确定只能是多工况要求的折中，也就是说化油器制备原只能是多工况要求的折中，也就是说化油器制备原理本身就满足不了理想混合气精确调控的要求。理本身就满足不了理想混合气精确调控的要求。 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章
41、 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 图8.18 理想化油器特性线的制取 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automoti
42、ve Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2.2.简单化油器特性简单化油器特性 简单化油器的进气流量计算式为空气流速 通过喷油口(亦即通过主量孔)的供油率为 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotiv
43、e Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile为主量孔前后的压差 所以汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系H
44、uBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 时不供油。此时，真空度不足以提时不供油。此时，真空度不足以提升升 的油柱，致使油面达不到喷管口。的油柱，致使油面达不到喷管口。 加大后开始喷油。加大后开始喷油。 由由趋于一个常数。该趋于一个常数。该值由式值由式(8-7)(8-7)中各参数所决定。可以按要求选用不中各参数所决定。可以按要求选用不同参数来加以调节。同参数来加以调节。 简单化油器特性的校正简单化油器特性的校正 汽
45、车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3 3现代化油器特性的获取现代化油器特性的获取 （1 1）低低怠怠速速的的I I区区 值值过过大大，即即混混合合气气过过
46、稀稀，甚甚至至不不出出油油，为为此此，要要附附加加怠怠速速油油系系进进行行怠怠速速供供油油，同同时时，由由怠怠速速圆圆滑滑过过渡渡到到主主喷喷油油段段，满满足足低低速速供供油和平稳过渡的要求。油和平稳过渡的要求。（2 2）主主供供油油区区的的 值值过过小小，混混合合气气偏偏浓浓，一一般般采采用渗气补偿装置用渗气补偿装置( (带泡沫管的补偿油井带泡沫管的补偿油井) )来校正。来校正。（3 3）大负荷、满负荷）大负荷、满负荷区区 过大而混合气偏稀，因过大而混合气偏稀，因此要加装机械及真空加浓装置此要加装机械及真空加浓装置( (省油器省油器) )，使油门，使油门开度从开度从8585左右开始逐步加浓到
47、满负荷的值。左右开始逐步加浓到满负荷的值。 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile电控燃油喷射式供油系统混合气的形成电控燃油喷射式供油系统混合气的形成( (
48、a) a) 单点汽油喷射系统结构示意图单点汽油喷射系统结构示意图 ( (b)b)多点汽多点汽油喷射系统结构示意图油喷射系统结构示意图 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Au
49、tomobile2.2.化油器与汽油喷射系统的比较化油器与汽油喷射系统的比较 （1 1）空空燃燃比比精精确确控控制制，使使任任何何工工况况下下都都处处于于最最佳佳工工作状态，特别是对过渡工况的动态控制作状态，特别是对过渡工况的动态控制（2 2）没没有有喉喉管管，减减小小进进气气阻阻力力，不不需需要要对对进进气气管管加加热来促进燃油的蒸发，充气效率高热来促进燃油的蒸发，充气效率高（3 3）进进气气温温度度低低，爆爆燃燃得得到到了了有有效效控控制制，有有可可能能采采取较高的压缩比取较高的压缩比（4 4）混合均匀性问题比较容易解决）混合均匀性问题比较容易解决（5 5）冷起动性能和加速性能良好，过渡圆
50、滑）冷起动性能和加速性能良好，过渡圆滑 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8
51、8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile控制方法 ECUECU是电控汽油喷射系统是电控汽油喷射系统的核心，内装有微型计算的核心，内装有微型计算机。发动机工作状态通过机。发动机工作状态通过传感器反映给传感器反映给ECUECU。在在ECUE
52、CU内存储内存储喷射持续时间、点喷射持续时间、点火时刻、怠速和故障诊断火时刻、怠速和故障诊断等数据，这些存储的数据等数据，这些存储的数据与发动机工况以及计算机与发动机工况以及计算机程序相匹配。程序相匹配。ECUECU利用这些利用这些数据和来自发动机上各种数据和来自发动机上各种传感器的信号，经过逻辑传感器的信号，经过逻辑运算，又输出控制信号给运算，又输出控制信号给执行器，通过执行器控制执行器，通过执行器控制发动机工作状态发动机工作状态 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automot
53、ive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile8.3 8.3 汽油机的燃烧室汽油机的燃烧室 汽油机对燃烧室的要求汽油机对燃烧室的要求 1.结构紧凑结构紧凑 面容比面容比F FV(V(燃烧室表面积燃烧室表面积与容积之比与容积之比) )常用于表示燃烧室的紧凑性常用于表示燃烧室的紧凑性 2.具有良好的充气性能具有良好的充气性能 3
54、.火花塞位置安排得当火花塞位置安排得当 4.燃烧室形状合理分布燃烧室形状合理分布 5.要产生适当的气体流动要产生适当的气体流动 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Autom
55、obile图8.25 几种燃烧室的FV与HC排放 图8.26 顶置气门燃烧室火花塞位置与辛烷值要求 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile图8.27 燃烧室
56、形状对燃烧放热率的影响 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile传统汽油机燃烧室传统汽油机燃烧室 楔形燃烧室 盆形燃烧室 半球形燃烧室 汽车发动机原理汽油机溷
57、合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 图8.31 不同燃烧方式的性能对比 汽油机稀薄燃烧系统汽油机稀薄燃烧系统 1717 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原
58、理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile图8.32 TGP燃烧室 TGP燃烧室与传统型 燃烧室放热率比较 1.1.均质稀混合气的燃烧室均质稀混合气的燃烧室 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理
59、汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 图8.34 TGP燃烧室NOx的比较 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧
60、 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2) 2) 双火花塞燃烧室双火花塞燃烧室 半球形燃烧室中心两边等距离处各布置一半球形燃烧室中心两边等距离处各布置一个火花塞，火焰传播距离仅为缸径的一半，个火花塞，火焰传播距离仅为缸径的一半，点火提前角可减小点火提前角可减小 汽车发动机原理汽油机溷合气的
61、形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile2.2.分层燃烧燃烧室分层燃烧燃烧室 1 1）美国德士古分层燃烧系统）美国德士古分层燃烧系统( (TCCS)TCCS) 汽车发动机原理汽油机溷合气
62、的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile本田公司本田公司CVCCCVCC燃烧系统燃烧系统 分区燃烧方式 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8
63、章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile轴向分层稀燃系统轴向分层稀燃系统 图图8.38 8.38 轴向分层工作原理轴向分层工作原理a a）进气过程早期进气过程早期 b b）进气过程后期进气过程后期 c c）压缩压缩过程过程汽车发动机原理汽
64、油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile4 4）滚流）滚流( (纵涡纵涡) )分层稀燃系统分层稀燃系统 三菱公司三菱公司MVV(Mitsubishi vertical vor
65、tex)MVV(Mitsubishi vertical vortex)燃烧系统燃烧系统 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile5 5）四气门）四气门分层稀燃
66、系统分层稀燃系统 AVL公司四气门高压缩快速燃烧(HCFB，high compression fast burn)系统 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobil
67、e3 3缸内直喷式稀薄燃烧方式缸内直喷式稀薄燃烧方式 缸内直接喷射缸内直接喷射( (GDIGDI，gasoline direct gasoline direct injection)injection)是指直接往气缸内喷射汽油是指直接往气缸内喷射汽油 图图8.42 8.42 三菱三菱GDIGDI燃烧系统燃烧系统 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automoti
68、ve Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileGDIGDI 特点特点不能采用已十分成熟的传统三效催化剂，稀燃催不能采用已十分成熟的传统三效催化剂，稀燃催化剂开发难度大，生产成本高化剂开发难度大，生产成本高 越接近压缩上止点喷油，混合气形成时间越短，越接近压缩上止点喷油，混合气形成时间越短，要想形成高质量的燃油混合气，要想形成高质量的燃油混合气，GDIGDI燃烧系统需要燃烧系统需要像柴油机那样对像柴油机那样对“油油- -气气- -燃烧室燃烧室”三者
69、的匹配进三者的匹配进行大量工作行大量工作 GDIGDI燃烧系统虽然燃烧系统虽然NONOx x明显降低，但明显降低，但HCHC排放增加，排放增加，有时燃烧组织不好甚至冒黑烟有时燃烧组织不好甚至冒黑烟 汽油比柴油的润滑性差，汽油比柴油的润滑性差，GDIGDI燃烧系统对喷油系统燃烧系统对喷油系统要求很高，要求很高， GDIGDI用喷油器的设计制造十分复杂用喷油器的设计制造十分复杂 汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件汽车发动机原理汽车发动机原理第第8 8章章 汽油机混合气的形成和燃烧汽油机混合气的形成和燃烧 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile汽车发动机原理汽油机溷合气的形成和燃烧课件
