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1、铁道装备专业铁道装备专业内内 燃燃 机机 原原 理理1第七章第七章 电电 气气 设设 备备 第一节第一节 概述概述一、一般内燃机的电气设备的组成：一、一般内燃机的电气设备的组成：电源系统、点火系、起动系及仪表等电源系统、点火系、起动系及仪表等。在电控汽油机。在电控汽油机和电控柴油机中还有电控系统和电控柴油机中还有电控系统 。二、主要特点：二、主要特点：1 1、一般采用蓄电池、一般采用蓄电池，内燃机的电源都是，内燃机的电源都是直流电源直流电源。 2 2、除除电电控控系系统统外外，电电路路多多采采用用单单线线制制，即即电电源源的的正正极极与与各各用用电电设设备备的的相相应应端端用用导导线线相相连连
2、，而而电电源源的的负负极极则与机体等金属构件相连，俗称为则与机体等金属构件相连，俗称为“搭铁搭铁” 2第二节第二节第二节第二节 电源系统电源系统电源系统电源系统 一、组成：蓄电池和发电机及其调节器。一、组成：蓄电池和发电机及其调节器。 二二、功功用用：1 1、向向内内燃燃机机本本身身各各用用电电设设备备供供电电外外，同同时时要要向向汽汽车车及及工工程程机机械械的的全全部部用用电电设设备备的的供供电电。2 2、发发电电机机的的容容量量除除必必须须满满足足内内燃燃机机及及工工程程机机械械正正常常工工作作时时的的全全部部用用电电量量外外，还要给蓄电池充电。还要给蓄电池充电。 三、组成部件的结构分析和
3、工作原理三、组成部件的结构分析和工作原理（一）蓄电池（一）蓄电池1 1、功功用用：主主要要用用于于起起动动内内燃燃机机，有有时时又又称称起起动动蓄蓄电电池池。当当内内燃燃机机未未起起动动或或转转速速很很低低时时，蓄蓄电电池池也也能能帮帮助助发发电电机机向向整整机用电设备供电。机用电设备供电。2 2、要求、要求：应有足够的放电量：应有足够的放电量( (容量，容量，A Ah)h)，电池内阻要很电池内阻要很小，足够大的放电电流。小，足够大的放电电流。 33 3 3 3、结构分析：、结构分析：、结构分析：、结构分析：目前起动蓄电池多用目前起动蓄电池多用酸性蓄电池酸性蓄电池酸性蓄电池酸性蓄电池，亦称，亦
4、称铅蓄电池铅蓄电池铅蓄电池铅蓄电池。由。由正负极正负极正负极正负极板、隔板、容器、电解液板、隔板、容器、电解液板、隔板、容器、电解液板、隔板、容器、电解液等组成，如图等组成，如图7-17-1所示。图中蓄电池所示。图中蓄电池由由3 3 3 3个单格串联个单格串联个单格串联个单格串联组成，组成，每个单格电压约每个单格电压约每个单格电压约每个单格电压约2 2 2 2V V V V，额定电压为额定电压为6 6 6 6V V V V。常常见的还有见的还有6 6 6 6个单格组成个单格组成个单格组成个单格组成的的12121212V V V V的蓄电池。的蓄电池。蓄电池的极板蓄电池的极板蓄电池的极板蓄电池的
5、极板由由铅锑合金浇铸成的栅架及栅架格内填满的活铅锑合金浇铸成的栅架及栅架格内填满的活铅锑合金浇铸成的栅架及栅架格内填满的活铅锑合金浇铸成的栅架及栅架格内填满的活性物质组成性物质组成性物质组成性物质组成。正极板的活性物质为棕色二氧化铅，负极板的活正极板的活性物质为棕色二氧化铅，负极板的活正极板的活性物质为棕色二氧化铅，负极板的活正极板的活性物质为棕色二氧化铅，负极板的活性物质为海绵状纯铅。性物质为海绵状纯铅。性物质为海绵状纯铅。性物质为海绵状纯铅。蓄电池的容器内安装极板及盛放电解液。电解液是稀硫酸蓄电池的容器内安装极板及盛放电解液。电解液是稀硫酸蓄电池的容器内安装极板及盛放电解液。电解液是稀硫酸
6、蓄电池的容器内安装极板及盛放电解液。电解液是稀硫酸。 44 4 4 4、特性分析：、特性分析：、特性分析：、特性分析：蓄电池内电解液的比重与蓄电池的蓄电池内电解液的比重与蓄电池的蓄电池内电解液的比重与蓄电池的蓄电池内电解液的比重与蓄电池的充电状态有关，可用比重计测量电解液的比重来确定充电状态有关，可用比重计测量电解液的比重来确定充电状态有关，可用比重计测量电解液的比重来确定充电状态有关，可用比重计测量电解液的比重来确定蓄电池的充电状态。蓄电池的充电状态。蓄电池的充电状态。蓄电池的充电状态。电解液比重又受温度的影响，电解液比重又受温度的影响，电解液比重又受温度的影响，电解液比重又受温度的影响，
7、蓄蓄电电池池的的容容量量是是指指在在放放电电允允许许的的范范围围内内，蓄蓄电电池池输输出出的的电量电量，单位是单位是A Ah h。若以Q表示容量，则 (7-2) 式中 I-放电电流(A)； T-放电时间(h)。 Q Q并不是并不是个常数，它与放电电流的大小及放电时间的个常数，它与放电电流的大小及放电时间的长短有关，与放电时的温度也有关长短有关，与放电时的温度也有关。为了保持蓄电池的为了保持蓄电池的使用性能，延长寿命，使用中的蓄电池应经常保持在全充使用性能，延长寿命，使用中的蓄电池应经常保持在全充电状态。电状态。5（二）、发电机（二）、发电机（二）、发电机（二）、发电机1 1 1 1、发电机的分
8、类：直流、发电机的分类：直流、发电机的分类：直流、发电机的分类：直流发电机和发电机和硅整流交流硅整流交流硅整流交流硅整流交流发电机。发电机。2 2 2 2、结构和性能特点分析：、结构和性能特点分析：、结构和性能特点分析：、结构和性能特点分析：直流发电机：结构上存在着弱点直流发电机：结构上存在着弱点直流发电机：结构上存在着弱点直流发电机：结构上存在着弱点，它的整流子由许多相互绝缘，它的整流子由许多相互绝缘的铜片组成，通过碳刷与接线柱联结，的铜片组成，通过碳刷与接线柱联结，不适宜高速运转不适宜高速运转不适宜高速运转不适宜高速运转。 硅整流交流发电机：硅整流交流发电机：硅整流交流发电机：硅整流交流发
9、电机： （1 1 1 1）体积小、质量轻、结构简单）体积小、质量轻、结构简单）体积小、质量轻、结构简单）体积小、质量轻、结构简单( ( ( (见图见图见图见图7-2)7-2)7-2)7-2)、维修方便、使用寿、维修方便、使用寿、维修方便、使用寿、维修方便、使用寿命长，一般可达命长，一般可达命长，一般可达命长，一般可达5000500050005000h h h h以上。其磨损部件实际上只有滚动轴承。以上。其磨损部件实际上只有滚动轴承。以上。其磨损部件实际上只有滚动轴承。以上。其磨损部件实际上只有滚动轴承。只通过激磁电流的电刷几乎没有磨损，发电机寿命实际上只取决只通过激磁电流的电刷几乎没有磨损，发
10、电机寿命实际上只取决只通过激磁电流的电刷几乎没有磨损，发电机寿命实际上只取决只通过激磁电流的电刷几乎没有磨损，发电机寿命实际上只取决于滚动轴承的寿命。于滚动轴承的寿命。于滚动轴承的寿命。于滚动轴承的寿命。（2 2 2 2）内燃机低速运转时对蓄电池充电性能好。）内燃机低速运转时对蓄电池充电性能好。）内燃机低速运转时对蓄电池充电性能好。）内燃机低速运转时对蓄电池充电性能好。 （3 3 3 3）硅整流发电机没有干扰电波。）硅整流发电机没有干扰电波。）硅整流发电机没有干扰电波。）硅整流发电机没有干扰电波。 （4 4 4 4）可以简化与发电机相匹配的调节器结构。）可以简化与发电机相匹配的调节器结构。）可
11、以简化与发电机相匹配的调节器结构。）可以简化与发电机相匹配的调节器结构。 硅整流发电机只需一组节压器就可以了。因为整流器的二极管具硅整流发电机只需一组节压器就可以了。因为整流器的二极管具硅整流发电机只需一组节压器就可以了。因为整流器的二极管具硅整流发电机只需一组节压器就可以了。因为整流器的二极管具有单向导电性，反向电流不能流过二极管，所以不需断流器。另有单向导电性，反向电流不能流过二极管，所以不需断流器。另有单向导电性，反向电流不能流过二极管，所以不需断流器。另有单向导电性，反向电流不能流过二极管，所以不需断流器。另外，硅整流发电机自身有一种限制最大输出电流的作用，所以也外，硅整流发电机自身有
12、一种限制最大输出电流的作用，所以也外，硅整流发电机自身有一种限制最大输出电流的作用，所以也外，硅整流发电机自身有一种限制最大输出电流的作用，所以也不需要限流器。不需要限流器。不需要限流器。不需要限流器。 6( ( ( (三三三三) ) ) )硅整流发电机的构造硅整流发电机的构造硅整流发电机的构造硅整流发电机的构造各种型号的硅整流发电机的基本构造大致是相同各种型号的硅整流发电机的基本构造大致是相同各种型号的硅整流发电机的基本构造大致是相同各种型号的硅整流发电机的基本构造大致是相同的。图的。图的。图的。图7-27-27-27-2为为为为JFl3JFl3JFl3JFl3系列硅整流发电机的结构图。系列
13、硅整流发电机的结构图。系列硅整流发电机的结构图。系列硅整流发电机的结构图。7( ( ( (四四四四) ) ) )硅整流发电机的工作原理硅整流发电机的工作原理硅整流发电机的工作原理硅整流发电机的工作原理 硅整流发电机是由硅整流发电机是由三相交流发电机三相交流发电机三相交流发电机三相交流发电机及及整流器整流器整流器整流器两两部分组成的。部分组成的。发电机的定子绕组为三相电枢绕组发电机的定子绕组为三相电枢绕组发电机的定子绕组为三相电枢绕组发电机的定子绕组为三相电枢绕组接成星形；整流器则均采用三相桥式整流器接成星形；整流器则均采用三相桥式整流器接成星形；整流器则均采用三相桥式整流器接成星形；整流器则均
14、采用三相桥式整流器，其，其线路如图线路如图7-57-5所示。所示。 8 硅整流发电机的整流器，由硅整流发电机的整流器，由硅整流发电机的整流器，由硅整流发电机的整流器，由6 6 6 6只硅二极管只硅二极管只硅二极管只硅二极管组成，接成三相桥式整流电路，如图组成，接成三相桥式整流电路，如图组成，接成三相桥式整流电路，如图组成，接成三相桥式整流电路，如图7-77-77-77-7所示。所示。所示。所示。 9( ( ( (五五五五) ) ) )硅整流发电机的电压调节器硅整流发电机的电压调节器硅整流发电机的电压调节器硅整流发电机的电压调节器硅整流发电机的电压调节器有硅整流发电机的电压调节器有触点振动式节压
15、器、触点振动式节压器、触点振动式节压器、触点振动式节压器、无触点晶体管电压调节器及两种结构混合式节压无触点晶体管电压调节器及两种结构混合式节压无触点晶体管电压调节器及两种结构混合式节压无触点晶体管电压调节器及两种结构混合式节压器器器器等多种形式。等多种形式。 1.1.单单级级振振动动式式电电压压调节器调节器 图图7-87-8为单级振为单级振动式结构动式结构原理图。原理图。 102 2 2 2双级振动式电压调节器双级振动式电压调节器双级振动式电压调节器双级振动式电压调节器 113 3 3 3晶体管电压调节器晶体管电压调节器晶体管电压调节器晶体管电压调节器 振动式电压调节器触点易被电弧烧蚀振动式电
16、压调节器触点易被电弧烧蚀振动式电压调节器触点易被电弧烧蚀振动式电压调节器触点易被电弧烧蚀，寿命及可靠性受到寿命及可靠性受到寿命及可靠性受到寿命及可靠性受到限限限限制，制，触点要经常保养，触点火花对无线电有干扰；触点要经常保养，触点火花对无线电有干扰；触点要经常保养，触点火花对无线电有干扰；触点要经常保养，触点火花对无线电有干扰；晶体管电晶体管电压调节器可以克服上述缺点。压调节器可以克服上述缺点。 晶体管电压调节器主要是利用晶体管的开关特性设计的晶体管电压调节器主要是利用晶体管的开关特性设计的晶体管电压调节器主要是利用晶体管的开关特性设计的晶体管电压调节器主要是利用晶体管的开关特性设计的。它的接
17、线方法与双级振动式电压调节器的第二对触点的接法相它的接线方法与双级振动式电压调节器的第二对触点的接法相同。当晶体管导通时把励磁绕组短路；晶体管截止时，又使励同。当晶体管导通时把励磁绕组短路；晶体管截止时，又使励磁绕组与发电机电枢接通，如图磁绕组与发电机电枢接通，如图7-127-12所示。实际应用时，普通所示。实际应用时，普通开关开关K K是用稳压管代替的，如图是用稳压管代替的，如图7-137-13所示线路的代表稳压管。所示线路的代表稳压管。12第三节第三节 蓄电池点火系蓄电池点火系 一、概述：一、概述： 1 1、定定义义：点点火火系系是是对对汽汽油油机机每每个个气气缸缸都都能能交交替替给给出出
18、具具有有一一定强度的电火花所必需的装置。定强度的电火花所必需的装置。2 2、常用的点火系：、常用的点火系：有蓄电池点火系，电子点火系、磁电机点有蓄电池点火系，电子点火系、磁电机点火系及飞轮磁电机点火系等几种。火系及飞轮磁电机点火系等几种。 二、蓄电池点火系的组成及工作原理二、蓄电池点火系的组成及工作原理 1 1、基本组成：、基本组成： 其其组组成成如如图图7-157-15所所示示。它它由由初初级级电电路路( (低低压压电电路路) )和和次次级级电电路路( (高高压压电电路路) )组组成成。初初级级电电路路包包括括蓄蓄电电池池1212、电电流流表表1111、点点火火开开关关1010、附附加加电电
19、阻阻3 3、点点火火线线圈圈的的初初级级线线圈圈6 6、包包括括在在分分电电器器2 2中中的的断断电电器器及及与与其其并并联联的的电电容容器器组组成成。次次级级电电路路产产生生高高压压电电，它它包包括括点点火火线线圈圈中中的的次次级级线线圈圈5 5、配配电电器器及及盖盖7 7、高高压压线线8 8、火火花塞花塞9 9和阻尼电阻和阻尼电阻1818。 13142 2 2 2、蓄电池点火系的工作原理：、蓄电池点火系的工作原理：、蓄电池点火系的工作原理：、蓄电池点火系的工作原理： 如图如图如图如图7-167-167-167-16所示。所示。所示。所示。 15三、蓄电池点火系的三个基本元件结构和工作原理三
20、、蓄电池点火系的三个基本元件结构和工作原理三、蓄电池点火系的三个基本元件结构和工作原理三、蓄电池点火系的三个基本元件结构和工作原理 1 1 1 1点火线圈点火线圈点火线圈点火线圈结构分析：如图结构分析：如图结构分析：如图结构分析：如图7-177-177-177-17所示所示所示所示 162 2 2 2分电器（断电分电器（断电分电器（断电分电器（断电- - - -配电器）配电器）配电器）配电器） 结构分析：结构分析：如图如图7-187-18所示。所示。分电器由断电器、配电分电器由断电器、配电分电器由断电器、配电分电器由断电器、配电器、离心式点火提前装置、真空式点火提前装置和辛烷器、离心式点火提前
21、装置、真空式点火提前装置和辛烷器、离心式点火提前装置、真空式点火提前装置和辛烷器、离心式点火提前装置、真空式点火提前装置和辛烷值选择器等组成，值选择器等组成，值选择器等组成，值选择器等组成， 最最佳佳点点火火提提前前角角的的定定义义及及其其对对汽汽油油机机工工作作的的影影响响和和对对断断电器的特别要求：电器的特别要求：A A 最最佳佳点点火火提提前前角角的的定定义义：火火花花塞塞点点火火时时活活塞塞在在到到达达上上止止点点之之前前的的位位置置所所对对应应的的曲曲柄柄所所在在位位置置，与与活活塞塞到到达达上上止止点点时时曲柄所在位置之间的夹角称为曲柄所在位置之间的夹角称为“最佳点火提前角最佳点火
22、提前角”。B B最佳点火时刻对汽油机工作的影响分析：最佳点火时刻对汽油机工作的影响分析：点火提前角太大或太小对内燃机的动力性及经济性都不利，点火提前角太大或太小对内燃机的动力性及经济性都不利，甚至会使汽油机不能正常工作。甚至会使汽油机不能正常工作。“最佳点火提前角最佳点火提前角”，即使是在同一台汽油机，和汽油机的转速及负荷有关，应即使是在同一台汽油机，和汽油机的转速及负荷有关，应能随汽油机的转速及负荷变化而变化。能随汽油机的转速及负荷变化而变化。17转速增高，最佳点火提前角应变大；转速降低时应变小。高转转速增高，最佳点火提前角应变大；转速降低时应变小。高转转速增高，最佳点火提前角应变大；转速降
23、低时应变小。高转转速增高，最佳点火提前角应变大；转速降低时应变小。高转速时，对应于同样曲轴转角的以秒计的时间变短了，反之，转速速时，对应于同样曲轴转角的以秒计的时间变短了，反之，转速速时，对应于同样曲轴转角的以秒计的时间变短了，反之，转速速时，对应于同样曲轴转角的以秒计的时间变短了，反之，转速降低，对应同样曲轴转角的时间增加，点火提前角就应适当减小。降低，对应同样曲轴转角的时间增加，点火提前角就应适当减小。降低，对应同样曲轴转角的时间增加，点火提前角就应适当减小。降低，对应同样曲轴转角的时间增加，点火提前角就应适当减小。当汽油机负荷变化时，也要求不同的点火提前角。负荷增大，当汽油机负荷变化时，
24、也要求不同的点火提前角。负荷增大，当汽油机负荷变化时，也要求不同的点火提前角。负荷增大，当汽油机负荷变化时，也要求不同的点火提前角。负荷增大，最佳点火提前角应减小，负荷减小最佳点火提前角应变大。最佳点火提前角应减小，负荷减小最佳点火提前角应变大。最佳点火提前角应减小，负荷减小最佳点火提前角应变大。最佳点火提前角应减小，负荷减小最佳点火提前角应变大。 C C C C要求：要求：要求：要求：为使内燃机能在动力性及经济性最有利的条件下工作，要求触点为使内燃机能在动力性及经济性最有利的条件下工作，要求触点为使内燃机能在动力性及经济性最有利的条件下工作，要求触点为使内燃机能在动力性及经济性最有利的条件下
25、工作，要求触点断开的时刻在内燃机各种工况下都能符合断开的时刻在内燃机各种工况下都能符合断开的时刻在内燃机各种工况下都能符合断开的时刻在内燃机各种工况下都能符合“ “最佳点火提前角最佳点火提前角最佳点火提前角最佳点火提前角” ”对对对对应的时刻。这不仅要求断电器凸轮的运动必须和曲轴的运动通过应的时刻。这不仅要求断电器凸轮的运动必须和曲轴的运动通过应的时刻。这不仅要求断电器凸轮的运动必须和曲轴的运动通过应的时刻。这不仅要求断电器凸轮的运动必须和曲轴的运动通过传动比不变的齿轮、链轮等联系起来，还要根据汽油机的不同工传动比不变的齿轮、链轮等联系起来，还要根据汽油机的不同工传动比不变的齿轮、链轮等联系起
26、来，还要根据汽油机的不同工传动比不变的齿轮、链轮等联系起来，还要根据汽油机的不同工况能自动调节点火提前角。况能自动调节点火提前角。况能自动调节点火提前角。况能自动调节点火提前角。 D D D D为了满足汽油机在不同转速及负荷下对点火提前角的坚求，在为了满足汽油机在不同转速及负荷下对点火提前角的坚求，在为了满足汽油机在不同转速及负荷下对点火提前角的坚求，在为了满足汽油机在不同转速及负荷下对点火提前角的坚求，在分电器上加上了离心式点火提前调节装置及真空式点火提前调节分电器上加上了离心式点火提前调节装置及真空式点火提前调节分电器上加上了离心式点火提前调节装置及真空式点火提前调节分电器上加上了离心式点
27、火提前调节装置及真空式点火提前调节装置。装置。装置。装置。18图图7-217-21所示为常见的所示为常见的离心式点火提前调节装置离心式点火提前调节装置离心式点火提前调节装置离心式点火提前调节装置。 19为使汽油机能在负荷变化时也都能在最佳点火提前角为使汽油机能在负荷变化时也都能在最佳点火提前角下工作，分电器上还装有下工作，分电器上还装有真空式点火提前调节装置真空式点火提前调节装置真空式点火提前调节装置真空式点火提前调节装置，如，如图图7 72525所示。它包括外壳所示。它包括外壳4 4、膜片、膜片5 5、拉杆、拉杆3 3及弹簧及弹簧6 6。 2021E E E E 分电器还装有辛烷值选择器。分
28、电器还装有辛烷值选择器。分电器还装有辛烷值选择器。分电器还装有辛烷值选择器。同一台汽油机换同一台汽油机换同一台汽油机换同一台汽油机换用不同标号的汽油时，由于汽油的抗爆指标用不同标号的汽油时，由于汽油的抗爆指标用不同标号的汽油时，由于汽油的抗爆指标用不同标号的汽油时，由于汽油的抗爆指标辛烷值的不同，点火提前角也要作适当的调整，辛烷值的不同，点火提前角也要作适当的调整，辛烷值的不同，点火提前角也要作适当的调整，辛烷值的不同，点火提前角也要作适当的调整，才能使汽油机在最佳点火提前角下工作。使用辛才能使汽油机在最佳点火提前角下工作。使用辛才能使汽油机在最佳点火提前角下工作。使用辛才能使汽油机在最佳点火
29、提前角下工作。使用辛烷值标号较低的汽油时，必须减小点火提前角，烷值标号较低的汽油时，必须减小点火提前角，烷值标号较低的汽油时，必须减小点火提前角，烷值标号较低的汽油时，必须减小点火提前角，以免发生以免发生以免发生以免发生“ “爆燃爆燃爆燃爆燃” ”。辛烷值选择器是采用用手转。辛烷值选择器是采用用手转。辛烷值选择器是采用用手转。辛烷值选择器是采用用手转动分电器壳体的办法，实现改变点火提前角的。动分电器壳体的办法，实现改变点火提前角的。动分电器壳体的办法，实现改变点火提前角的。动分电器壳体的办法，实现改变点火提前角的。F F F F 分电器的最上部分分电器的最上部分分电器的最上部分分电器的最上部分
30、( ( ( (图图图图7 7 7 718)18)18)18)，包括配电器盖，包括配电器盖，包括配电器盖，包括配电器盖20202020、分火头等组成配电器。分火头等组成配电器。分火头等组成配电器。分火头等组成配电器。所以，有时也叫分电器为所以，有时也叫分电器为所以，有时也叫分电器为所以，有时也叫分电器为断电断电断电断电- - - -配电器（见图配电器（见图配电器（见图配电器（见图7-257-257-257-25）。由于断电器触点的开、）。由于断电器触点的开、）。由于断电器触点的开、）。由于断电器触点的开、闭，使点火线圈次级线圈感应出的高压电，还需闭，使点火线圈次级线圈感应出的高压电，还需闭，使点
31、火线圈次级线圈感应出的高压电，还需闭，使点火线圈次级线圈感应出的高压电，还需经过配电器才能准时地分配到各缸火花塞上去。经过配电器才能准时地分配到各缸火花塞上去。经过配电器才能准时地分配到各缸火花塞上去。经过配电器才能准时地分配到各缸火花塞上去。 223 3火花塞火花塞 结构分析：火花塞的构造如图结构分析：火花塞的构造如图7-277-27所示。所示。 对火花塞的要求和实际应对措施：火花塞工作时要对火花塞的要求和实际应对措施：火花塞工作时要保持适中的温保持适中的温度。度。火花塞正常工作，其绝缘体下端（裙部）的温度应保持在火花塞正常工作，其绝缘体下端（裙部）的温度应保持在5005006006000
32、0C C到到800-850800-8500 0C C之间。低于之间。低于5005006006000 0C C这个这个“ “自净温度自净温度” ”，火花塞上的油渍不能完全燃烧，易形成积碳，高压电通过积碳，火花塞上的油渍不能完全燃烧，易形成积碳，高压电通过积碳流过，流过，导致断火导致断火。火花塞温度高于。火花塞温度高于8008008508500 0C C时，汽油机易发生时，汽油机易发生表面点火，即当混合气进入气缸后，还未等到火花塞跳火便被炽表面点火，即当混合气进入气缸后，还未等到火花塞跳火便被炽热的火花塞本身点燃，这种燃烧现象称为热的火花塞本身点燃，这种燃烧现象称为“ “早燃早燃” ”，这是异常的
33、，这是异常的燃烧现象，对汽油机有害，且使汽油机性能变坏。燃烧现象，对汽油机有害，且使汽油机性能变坏。为使火花塞绝为使火花塞绝为使火花塞绝为使火花塞绝缘体下端裙部在汽油机工作时具有正常温度，必须缘体下端裙部在汽油机工作时具有正常温度，必须缘体下端裙部在汽油机工作时具有正常温度，必须缘体下端裙部在汽油机工作时具有正常温度，必须使火花塞散出使火花塞散出使火花塞散出使火花塞散出的热量与火花塞裙部从汽油机燃烧室中吸收的热量平衡的热量与火花塞裙部从汽油机燃烧室中吸收的热量平衡的热量与火花塞裙部从汽油机燃烧室中吸收的热量平衡的热量与火花塞裙部从汽油机燃烧室中吸收的热量平衡，并在汽，并在汽，并在汽，并在汽油机
34、正常工况下保持稳定。油机正常工况下保持稳定。油机正常工况下保持稳定。油机正常工况下保持稳定。对热负荷较高的强化汽油机，为避免火花塞过热，要求火花塞裙对热负荷较高的强化汽油机，为避免火花塞过热，要求火花塞裙对热负荷较高的强化汽油机，为避免火花塞过热，要求火花塞裙对热负荷较高的强化汽油机，为避免火花塞过热，要求火花塞裙部的导热能力强些，下部绝缘体与燃气的接触面小些。这种火花部的导热能力强些，下部绝缘体与燃气的接触面小些。这种火花部的导热能力强些，下部绝缘体与燃气的接触面小些。这种火花部的导热能力强些，下部绝缘体与燃气的接触面小些。这种火花塞称塞称塞称塞称“ “冷型冷型冷型冷型” ”火花塞。相反，对
35、强化程度较低的汽油机，为避免火花塞。相反，对强化程度较低的汽油机，为避免火花塞。相反，对强化程度较低的汽油机，为避免火花塞。相反，对强化程度较低的汽油机，为避免积炭而采用与燃气接触面积较大的积炭而采用与燃气接触面积较大的积炭而采用与燃气接触面积较大的积炭而采用与燃气接触面积较大的“ “热型热型热型热型” ”火花塞。火花塞。火花塞。火花塞。 23第四节 电子点火系电电子子点点火火系系统统的的分分类类：根根据据储储能能方方式式不不同同可可分分为为电电感感式式和和电电容容式式，根根据据有有无无触触点点又又可可分分为为有有触触点点和和无无触触点点两两类类，而而无无触触点点式式中又可分为中又可分为磁电式
36、、霍尔效应式、光电式、数字磁电式、霍尔效应式、光电式、数字式式等多种形式。等多种形式。一、无触点电子点火装置一、无触点电子点火装置 1 1、结结构构分分析析：使使用用一一个个脉脉冲冲触触发发器器代代替替断断电电器器去去接接通通或或断断开初级电路；外加一个电子控制的放大器电路。开初级电路；外加一个电子控制的放大器电路。 2 2、工作分析：、工作分析：没有断电器触点，不存在触点抖动、触点没有断电器触点，不存在触点抖动、触点间隙放电等弊病，可得到间隙放电等弊病，可得到更高的发火率更高的发火率；没有断电器凸轮、没有断电器凸轮、顶块等磨损零件，提高了工作的顶块等磨损零件，提高了工作的可靠性和使用寿命可靠
37、性和使用寿命，且在整个，且在整个转速范围内有转速范围内有精确的时间控制精确的时间控制；次级火花能量高，可采用较次级火花能量高，可采用较大的火花塞间隙，大的火花塞间隙，能够点燃稀薄混合气，改善汽油机的经济性、能够点燃稀薄混合气，改善汽油机的经济性、提高废气净化效果。提高废气净化效果。无触点电感储能式结构简单，价格便宜，无触点电感储能式结构简单，价格便宜，安装调试方便，因而使用更为广泛。安装调试方便，因而使用更为广泛。 243 3 3 3、触发脉冲的产生方式：、触发脉冲的产生方式：、触发脉冲的产生方式：、触发脉冲的产生方式：常见的有磁脉冲式、光电式、霍常见的有磁脉冲式、光电式、霍常见的有磁脉冲式、
38、光电式、霍常见的有磁脉冲式、光电式、霍尔效应式等。尔效应式等。尔效应式等。尔效应式等。（2 2）光电式）光电式 光电式无触点电子点火光电式无触点电子点火装置是应用光电效应原理，装置是应用光电效应原理，以发光元件、遮光盘和光敏以发光元件、遮光盘和光敏器件组成电脉冲信号发生器器件组成电脉冲信号发生器 （1 1）磁脉冲式）磁脉冲式( (发电机式发电机式) ) 信号发生器装在分电器内的底板上，定时转子1装在分电器轴2上随分电器轴旋转，定时转子凸起齿数与汽油机气缸数相同。 25（3 3 3 3）霍尔式）霍尔式）霍尔式）霍尔式霍尔效应原理：霍尔效应原理：霍尔效应原理：霍尔效应原理：如图如图7-347-34
39、所示，当半导体所示，当半导体基片基片( (霍尔元件霍尔元件) )的两侧通以电流的两侧通以电流I I，同时在垂同时在垂直于基片平面方向设置磁场直于基片平面方向设置磁场B B，则在垂直于电则在垂直于电流流I I和磁场和磁场B B的半导体基片另两侧产生一个电的半导体基片另两侧产生一个电压压U UH H，这种现象称为这种现象称为霍尔效应霍尔效应霍尔效应霍尔效应，霍尔效应产，霍尔效应产生的电压生的电压U UH H，称为霍尔电压。霍尔电压称为霍尔电压。霍尔电压U UH H与与电流电流I I和磁场和磁场B B的乘积成正比的乘积成正比 结构分析：图结构分析：图7 73535所示为霍尔信号发所示为霍尔信号发生器
40、，触发叶轮生器，触发叶轮1 1由分电器轴由分电器轴2 2驱动，叶驱动，叶轮边缘的叶片数与汽油机气缸数相等，轮边缘的叶片数与汽油机气缸数相等，它在永磁铁它在永磁铁3 3和霍尔集成块和霍尔集成块4 4之间转动。之间转动。霍尔发生器的霍尔发生器的输出脉冲电压仅与触发叶输出脉冲电压仅与触发叶轮叶片数有关轮叶片数有关，而与触发叶轮的转速无，而与触发叶轮的转速无关，即与汽油机转速无关，具有较高的关，即与汽油机转速无关，具有较高的点火正时精度，且有利于低温或其他恶点火正时精度，且有利于低温或其他恶劣条件下的起动。劣条件下的起动。 26 二、数字式电控点火系二、数字式电控点火系二、数字式电控点火系二、数字式电
41、控点火系 最佳点火提前角除了与汽油机的转速和进气歧管绝对压力最佳点火提前角除了与汽油机的转速和进气歧管绝对压力( (负荷负荷) )有关外，还与汽油机燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃有关外，还与汽油机燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却水温度等因素有关比、大气压力、冷却水温度等因素有关。 数字式电子控制点火系统的高数字式电子控制点火系统的高压配电方式分压配电方式分有分电器式和无有分电器式和无分电器式两种型式。分电器式两种型式。1 1有分电器式有分电器式: :有分电器式点有分电器式点火系统电路如图火系统电路如图7-377-37所示。所示。ECUECU根据各输入信号，确定点根据各输入信号，
42、确定点火时间，并将点火正时信号火时间，并将点火正时信号IGTIGT送至点火器，当送至点火器，当IGTIGT信号为信号为低电平时，点火线圈初级电流低电平时，点火线圈初级电流被切断，次级线圈中感应出高被切断，次级线圈中感应出高压电，再由分电器送至相应气压电，再由分电器送至相应气缸火花塞产生电火花。缸火花塞产生电火花。 272 2 2 2无分电器式无分电器式无分电器式无分电器式(1)(1)(1)(1) 二极管分配式二极管分配式二极管分配式二极管分配式 二极管分配式采用同时点火方式二极管分配式采用同时点火方式二极管分配式采用同时点火方式二极管分配式采用同时点火方式，工作原理如图，工作原理如图7-387
43、-38所示。所示。 28(2) (2) (2) (2) 点火线圈分配式点火线圈分配式点火线圈分配式点火线圈分配式 点火线圈分配式无分电器点火系统是将来自点火线圈的高压电直接分配给火花塞，有同时点火和单独点火两种形式有同时点火和单独点火两种形式。 同时点火即用一个点火线圈对达到压缩和排气行程上止点同时点火即用一个点火线圈对达到压缩和排气行程上止点的两个气缸同时实施点火，处于压缩行程的气缸混合气被点燃的两个气缸同时实施点火，处于压缩行程的气缸混合气被点燃而作功，正在排气的一缸火花塞点空火，而作功，正在排气的一缸火花塞点空火，如图7-39所示。 29单独点火即为每一单独点火即为每一个气缸的火花塞都个
44、气缸的火花塞都配一个点火线圈，配一个点火线圈，单独直接地对每个单独直接地对每个气缸点火，这种点气缸点火，这种点火系统的点火线圈火系统的点火线圈做得很小，与火花做得很小，与火花塞装在一起，取消塞装在一起，取消了高压导线，能量了高压导线，能量损失小，效率高，损失小，效率高，电磁干扰小，可在电磁干扰小，可在9 0009 000r rminmin的宽的宽广转速范围内提供广转速范围内提供足够的点火能量和足够的点火能量和高电压。其原理如高电压。其原理如图图7 74040所示。所示。30第八章第八章 内燃机的燃烧过程内燃机的燃烧过程 第一节第一节 汽油机的燃烧过程与燃烧室汽油机的燃烧过程与燃烧室 燃烧过程的
45、两个基本要求：燃烧过程的两个基本要求：完全与及时。完全与及时。 一、正常燃烧一、正常燃烧 1 1燃烧过程的燃烧过程的3 3个时期及其定义个时期及其定义 诱导期：诱导期：从点火开始到火焰中心形成的时期。如图从点火开始到火焰中心形成的时期。如图8 -8 -l l中的中的I I。 显燃期：显燃期：从火焰形成到火焰传到最后燃烧部分的混合气从火焰形成到火焰传到最后燃烧部分的混合气( (或称或称末端混合气末端混合气) )所经历的时期所经历的时期。如图8-1中的。在示功图上，它在示功图上，它常常以气体压力开始偏离压缩线的时刻以气体压力开始偏离压缩线的时刻( (点点2)2)为起点，而以最高压为起点，而以最高压
46、力力( (点点3)3)为终点。为终点。后燃期：后燃期：显然期后，部分未来得及燃烧的燃料和燃烧不完全显然期后，部分未来得及燃烧的燃料和燃烧不完全产物在膨胀过程的初期继续放热的时期产物在膨胀过程的初期继续放热的时期，如图8-1中的。后燃期的长短视后燃量的多少而定。有时后燃甚至延续到整个排气过程，以致废气在下一循环的进气过程开始时窜入进气管及化油器，引燃新鲜混合气，这就是化油器的化油器的回火现象回火现象。 31 2 2 2 2火焰传播速度与燃烧速率火焰传播速度与燃烧速率火焰传播速度与燃烧速率火焰传播速度与燃烧速率 燃燃料料的的热热量量主主要要是是在在显显燃燃期期内内放放出出的的，因因此此，显显然然期
47、期的的长长短短及及其其所所对对应应的的活活塞塞位位置置，对对于于内内燃燃机机的的热热效效率率是是有有很很大大影影响响的的。从从提提高高循循环环热热效效率率的的角角度度来来看看，希希望望燃燃烧烧时时间间愈愈短短愈愈好好。因因为为显显燃燃期期愈愈短短，在在此此期期间间内内的的放放热热愈愈集集中中，内内燃燃机机的的动动力力性性和和经经济济性性就就愈愈好好。要要缩缩短短显显燃燃期期，就就耍耍提提高高混混合合气气的的燃燃烧烧速速率率，使使气气体体最最高高压压力力和和最最高高温温度度出出现现在在活活塞塞位位于于上上止止点点附附近近的的位位置置，使使燃燃料料放放出出的的热热量量获获得得较较充充分分的的利利用
48、用，减减少少后后燃燃，从从而而提提高高内内燃机的热效率和功率燃机的热效率和功率。 燃烧过程的两种概念：火焰传播速度和燃烧速率燃烧过程的两种概念：火焰传播速度和燃烧速率。火焰传火焰传播速度是指混合气燃烧时，火焰前锋面在其法向的传播速度播速度是指混合气燃烧时，火焰前锋面在其法向的传播速度；燃烧速率是指单位火焰前锋面积在单位时间内燃烧的混合气质燃烧速率是指单位火焰前锋面积在单位时间内燃烧的混合气质量量。火焰传播速度愈快，燃烧速率就愈快、单位时间内放出的火焰传播速度愈快，燃烧速率就愈快、单位时间内放出的热量就愈多，气缸内压力增长就愈快，内燃机发出的功率也就热量就愈多，气缸内压力增长就愈快，内燃机发出的
49、功率也就愈大。愈大。 从提高内燃机的功率与防上噪声和工作粗暴这两方面，对从提高内燃机的功率与防上噪声和工作粗暴这两方面，对压力升高率的要求是有矛盾的压力升高率的要求是有矛盾的，解决这个矛盾的原则是：在工解决这个矛盾的原则是：在工作柔和的条件下，尽可能地提高燃烧速率。作柔和的条件下，尽可能地提高燃烧速率。 323 3 3 3、压力升高率：、压力升高率：、压力升高率：、压力升高率：单位曲轴转角的压力变化率单位曲轴转角的压力变化率单位曲轴转角的压力变化率单位曲轴转角的压力变化率( ( ( (dp/ddp/ddp/ddp/d，P P P Pa a a a/ / / /0 0 0 0CACACACA）。
50、显然期内的压力升高率既是衡量内燃机动力性能的显然期内的压力升高率既是衡量内燃机动力性能的显然期内的压力升高率既是衡量内燃机动力性能的显然期内的压力升高率既是衡量内燃机动力性能的指标，也是衡量内燃机工作粗暴程度的指标指标，也是衡量内燃机工作粗暴程度的指标指标，也是衡量内燃机工作粗暴程度的指标指标，也是衡量内燃机工作粗暴程度的指标。在图。在图8-18-1的示功的示功图上，可用点图上，可用点3 3与点与点2 2的平均压力升高率来表示。的平均压力升高率来表示。一般最高压力出现在上止点后一般最高压力出现在上止点后一般最高压力出现在上止点后一般最高压力出现在上止点后121212120 0 0 0-15-1
51、5-15-150 0 0 0CACACACA时，内燃机的热效率时，内燃机的热效率时，内燃机的热效率时，内燃机的热效率较高，工作柔和。较高，工作柔和。较高，工作柔和。较高，工作柔和。二、不正常燃烧二、不正常燃烧( (一一) )爆震燃烧爆震燃烧1 1、定定义义：在在正正常常火火焰焰的的传传播播过过程程中中，在在燃燃烧烧室室内内局局部部的的未未燃燃混混合合气气，由由于于受受到到正正常常火火焰焰面面的的压压缩缩和和辐辐射射，温温度度和和压压力力不不断断升升高高，以以致致可可在在正正常常火火焰焰面面到到达达之之前前而而自自燃燃，（它它的的火火焰焰传传播播速速度度最最高高可可达达1 1 5005002 2
52、 000000m ms s。）且且燃燃烧烧伴伴随随着着冲冲击击波波，形形同同爆爆炸炸，称称为为爆爆震震燃燃烧烧( (简简称称爆爆燃燃) )。爆燃的外部特征是：气缸中发出清脆的金属敲击声；排气中出现黑烟、屑片和火星；内燃机过热；功率和经济性下降。汽汽油油机机在在低低速速大负荷、气缸温度较高的情况下，爆燃较易发生。大负荷、气缸温度较高的情况下，爆燃较易发生。333 3 3 3、消除爆燃基本措施：、消除爆燃基本措施：、消除爆燃基本措施：、消除爆燃基本措施：采用采用辛烷值辛烷值较高的汽油；较高的汽油；改善改善燃烧燃烧室结构室结构；在内燃机工作时如出现爆燃，可用在内燃机工作时如出现爆燃，可用减小混合气浓
53、度、减小混合气浓度、减小节气门开度、提高转速和减小点火提前角减小节气门开度、提高转速和减小点火提前角等方法来消除。等方法来消除。 ( (二二) )表面点火表面点火 1 1、定义：汽油机工作过程中，凡定义：汽油机工作过程中，凡不依靠电火花点火不依靠电火花点火，而由炽热表，而由炽热表面或炽热点面或炽热点( (如燃烧室内的积炭、排气门头部以及过热的火花塞如燃烧室内的积炭、排气门头部以及过热的火花塞电极等电极等) )点燃混合气所引起的不正常燃烧现象称为表面点火。点燃混合气所引起的不正常燃烧现象称为表面点火。 2 2、表面点火可分为早燃和激爆两种现象。、表面点火可分为早燃和激爆两种现象。 1 1）早燃）
54、早燃 定义：在定义：在压缩过程压缩过程中，工作混合气在中，工作混合气在火花塞点火之前的燃烧火花塞点火之前的燃烧称为早燃。称为早燃。 早燃的特征：功率下降，内燃机工作不稳定且有敲缸声早燃的特征：功率下降，内燃机工作不稳定且有敲缸声( (较为较为沉闷沉闷) )，并有过热现象。，并有过热现象。 早燃产生在火花塞跳火之前，且无冲击波产生；爆燃是在燃烧早燃产生在火花塞跳火之前，且无冲击波产生；爆燃是在燃烧后期才产生的，且有冲击波产生：早燃时混合气的燃烧速度仍后期才产生的，且有冲击波产生：早燃时混合气的燃烧速度仍然是正常的，而爆燃时的燃烧速度却超过正常值许多倍。然是正常的，而爆燃时的燃烧速度却超过正常值许
55、多倍。 342 2激爆激爆 定义：在内燃机加速时，由于气流吹起着火的碳粒而产定义：在内燃机加速时，由于气流吹起着火的碳粒而产生多点点燃混合气的早燃所引起的混合气急剧燃烧，使压力生多点点燃混合气的早燃所引起的混合气急剧燃烧，使压力升高率、最高燃烧压力和最高燃烧温度急增，井引起强烈的升高率、最高燃烧压力和最高燃烧温度急增，井引起强烈的爆燃，发出强烈的震音的一种不正常燃烧现象。爆燃，发出强烈的震音的一种不正常燃烧现象。三、影响燃烧过程的因素三、影响燃烧过程的因素 ( (一一) )运转因素对燃烧过程的影响运转因素对燃烧过程的影响 运转因素包括燃料的性质、混合气质量、点火提前角、转速与负荷以及冷却强度等
56、。1 1、燃料性质的影响、燃料性质的影响 燃料性质对燃烧过程的影响主要表现在对爆燃的影响上燃料性质对燃烧过程的影响主要表现在对爆燃的影响上。表示燃料爆燃倾向的指标称为辛烷值，辛烷值愈大，燃料的爆燃倾向愈小。352 2 2 2混合气质量的影响混合气质量的影响混合气质量的影响混合气质量的影响 (1)(1)(1)(1)混合气浓度混合气浓度混合气浓度混合气浓度混合气浓度对燃烧过程的影响，主要表现在火焰传播的速度上。混合气浓度对燃烧过程的影响，主要表现在火焰传播的速度上。混合气浓度对燃烧过程的影响，主要表现在火焰传播的速度上。混合气浓度对燃烧过程的影响，主要表现在火焰传播的速度上。混合气浓度既然影响火焰
57、传播速度，所以当改变时，相应的最混合气浓度既然影响火焰传播速度，所以当改变时，相应的最混合气浓度既然影响火焰传播速度，所以当改变时，相应的最混合气浓度既然影响火焰传播速度，所以当改变时，相应的最佳点火提前角也改变佳点火提前角也改变佳点火提前角也改变佳点火提前角也改变。 (2) (2) (2) (2)混合气分配混合气分配混合气分配混合气分配 在多缸内燃机中，混合气的质量还与混合气在多缸内燃机中，混合气的质量还与混合气在多缸内燃机中，混合气的质量还与混合气在多缸内燃机中，混合气的质量还与混合气分配的均匀性分配的均匀性分配的均匀性分配的均匀性直接有关。因为分配不均匀主要是由燃料中的直接有关。因为分配
58、不均匀主要是由燃料中的直接有关。因为分配不均匀主要是由燃料中的直接有关。因为分配不均匀主要是由燃料中的重馏分重馏分重馏分重馏分引起的，引起的，引起的，引起的，而重馏分又较易发生爆燃，所以混合气分配不均匀，会使某些而重馏分又较易发生爆燃，所以混合气分配不均匀，会使某些而重馏分又较易发生爆燃，所以混合气分配不均匀，会使某些而重馏分又较易发生爆燃，所以混合气分配不均匀，会使某些气缸的气缸的气缸的气缸的爆燃倾向增加爆燃倾向增加爆燃倾向增加爆燃倾向增加。混合气分配的均匀性与进气管的布置型。混合气分配的均匀性与进气管的布置型。混合气分配的均匀性与进气管的布置型。混合气分配的均匀性与进气管的布置型式、形状和
59、尺寸以及进气管的预热等有关。进气管的布置，应式、形状和尺寸以及进气管的预热等有关。进气管的布置，应式、形状和尺寸以及进气管的预热等有关。进气管的布置，应式、形状和尺寸以及进气管的预热等有关。进气管的布置，应尽可能使化油器到各气缸进气口的距离缩短且相等：尽可能使化油器到各气缸进气口的距离缩短且相等：尽可能使化油器到各气缸进气口的距离缩短且相等：尽可能使化油器到各气缸进气口的距离缩短且相等：进气管的进气管的进气管的进气管的断面尺寸，要使混合气有适当的流速，以利于燃料迅速蒸发、断面尺寸，要使混合气有适当的流速，以利于燃料迅速蒸发、断面尺寸，要使混合气有适当的流速，以利于燃料迅速蒸发、断面尺寸，要使混
60、合气有适当的流速，以利于燃料迅速蒸发、扩散。扩散。扩散。扩散。断面的内壁应光滑，底部要平整，以使燃料流动畅通而断面的内壁应光滑，底部要平整，以使燃料流动畅通而断面的内壁应光滑，底部要平整，以使燃料流动畅通而断面的内壁应光滑，底部要平整，以使燃料流动畅通而不积存。同时，利用废气或冷却水的热量对混合气进行预热，不积存。同时，利用废气或冷却水的热量对混合气进行预热，不积存。同时，利用废气或冷却水的热量对混合气进行预热，不积存。同时，利用废气或冷却水的热量对混合气进行预热，使燃料中重馏分易于蒸发。使燃料中重馏分易于蒸发。使燃料中重馏分易于蒸发。使燃料中重馏分易于蒸发。 363 3 3 3点火提前角的影
61、响点火提前角的影响点火提前角的影响点火提前角的影响 点火提前角过大或过小都会使功率和经济性下降，点火提前角过大或过小都会使功率和经济性下降，只有选择在某一最佳值时，才能使内燃机获得最大功率只有选择在某一最佳值时，才能使内燃机获得最大功率和最低的燃油消耗率。点火提前角过大时，大部分混合和最低的燃油消耗率。点火提前角过大时，大部分混合气在压缩过程中燃烧，气体压力升高过早，增加了压缩气在压缩过程中燃烧，气体压力升高过早，增加了压缩功的消耗，功率降低。点火提前角过小时，会使燃烧在功的消耗，功率降低。点火提前角过小时，会使燃烧在膨胀过程中进行，最高燃烧压力和最高温度将降低，而膨胀过程中进行，最高燃烧压力
62、和最高温度将降低，而热损失却增多，内燃机的功率也下降。热损失却增多，内燃机的功率也下降。4 4 4 4转速与负荷的影响转速与负荷的影响转速与负荷的影响转速与负荷的影响 (1)(1)(1)(1)转速的影响转速的影响转速的影响转速的影响 转速对燃烧过程的影响随燃烧时期而不同。转速的转速对燃烧过程的影响随燃烧时期而不同。转速的转速对燃烧过程的影响随燃烧时期而不同。转速的转速对燃烧过程的影响随燃烧时期而不同。转速的变化，几乎不影响诱导期所需的时间。变化，几乎不影响诱导期所需的时间。变化，几乎不影响诱导期所需的时间。变化，几乎不影响诱导期所需的时间。 转速对显燃期的影响是很大的，火焰传播速度随转转速对显
63、燃期的影响是很大的，火焰传播速度随转转速对显燃期的影响是很大的，火焰传播速度随转转速对显燃期的影响是很大的，火焰传播速度随转速的增加而增加速的增加而增加速的增加而增加速的增加而增加，这是因为转速高时，混合气的涡流运这是因为转速高时，混合气的涡流运这是因为转速高时，混合气的涡流运这是因为转速高时，混合气的涡流运动也增强。这就是汽油机之所以能向高速发展的重要前动也增强。这就是汽油机之所以能向高速发展的重要前动也增强。这就是汽油机之所以能向高速发展的重要前动也增强。这就是汽油机之所以能向高速发展的重要前提之一。提之一。提之一。提之一。 37内燃机的爆燃倾向是随转速的增加而减弱的内燃机的爆燃倾向是随转
64、速的增加而减弱的内燃机的爆燃倾向是随转速的增加而减弱的内燃机的爆燃倾向是随转速的增加而减弱的。因为转速增因为转速增加时，火焰传播速度增加，可较早地传到末端混合气。同加时，火焰传播速度增加，可较早地传到末端混合气。同时转速高，气缸内残余废气量增加，末端混合气的焰前反时转速高，气缸内残余废气量增加，末端混合气的焰前反应减弱，这都使爆燃的倾向减弱。反之，转速低时，爆燃应减弱，这都使爆燃的倾向减弱。反之，转速低时，爆燃的倾向就增加。的倾向就增加。 (2)(2)(2)(2)负荷的影响负荷的影响负荷的影响负荷的影响化油器式汽油机的负荷是用节气门的开度来调节的。节气化油器式汽油机的负荷是用节气门的开度来调节
65、的。节气门开度小时，进入气缸的混合气量减少，而残余废气量几门开度小时，进入气缸的混合气量减少，而残余废气量几乎是不变的，所以便燃烧速度降低，也不利于正常燃烧的乎是不变的，所以便燃烧速度降低，也不利于正常燃烧的进行，这都使负荷减小时的经济性变坏。进行，这都使负荷减小时的经济性变坏。 5 5 5 5冷却强度的影响冷却强度的影响冷却强度的影响冷却强度的影响 内燃机在过度冷却时，将使混合气的形成恶化而降低内燃机在过度冷却时，将使混合气的形成恶化而降低内燃机在过度冷却时，将使混合气的形成恶化而降低内燃机在过度冷却时，将使混合气的形成恶化而降低燃烧速度燃烧速度燃烧速度燃烧速度，从而使内燃机的功率和经济性都
66、降低；，从而使内燃机的功率和经济性都降低；当冷却当冷却当冷却当冷却不足不足不足不足( ( ( (过热过热过热过热) ) ) )时，内燃机的功率也会降低。同时还造成爆燃时，内燃机的功率也会降低。同时还造成爆燃时，内燃机的功率也会降低。同时还造成爆燃时，内燃机的功率也会降低。同时还造成爆燃的有利条件、的有利条件、的有利条件、的有利条件、因此，内燃机应保持一定的工作温度。因此，内燃机应保持一定的工作温度。 38( ( ( (二二二二) ) ) )构造固素对燃烧过程的影响构造固素对燃烧过程的影响构造固素对燃烧过程的影响构造固素对燃烧过程的影响 影响燃烧过程的构造因素包括压缩比、燃烧室形状、影响燃烧过程
67、的构造因素包括压缩比、燃烧室形状、混合气涡流的强度、火花塞及气门的位置、气缸直径、混合气涡流的强度、火花塞及气门的位置、气缸直径、活塞和气缸盖的材料以及冷却方式等。活塞和气缸盖的材料以及冷却方式等。1 1 1 1压缩比的影响压缩比的影响压缩比的影响压缩比的影响 增大压缩比可提高内燃机的功率和经济性；但压缩增大压缩比可提高内燃机的功率和经济性；但压缩增大压缩比可提高内燃机的功率和经济性；但压缩增大压缩比可提高内燃机的功率和经济性；但压缩比不适当地提高，就会使压缩终了的混合气的温度和压比不适当地提高，就会使压缩终了的混合气的温度和压比不适当地提高，就会使压缩终了的混合气的温度和压比不适当地提高，就
68、会使压缩终了的混合气的温度和压力过高而造成爆燃的有利条件。力过高而造成爆燃的有利条件。力过高而造成爆燃的有利条件。力过高而造成爆燃的有利条件。 2 2 2 2燃烧室形状及火花塞位置的影响燃烧室形状及火花塞位置的影响燃烧室形状及火花塞位置的影响燃烧室形状及火花塞位置的影响 燃烧室形状及火花塞位置，影响到火焰前锋表面的燃烧室形状及火花塞位置，影响到火焰前锋表面的燃烧室形状及火花塞位置，影响到火焰前锋表面的燃烧室形状及火花塞位置，影响到火焰前锋表面的形状、大小及火焰传播的速度，因而也影响到内燃机工形状、大小及火焰传播的速度，因而也影响到内燃机工形状、大小及火焰传播的速度，因而也影响到内燃机工形状、大
69、小及火焰传播的速度，因而也影响到内燃机工作的粗暴性、排气净化及爆燃倾向。燃烧室具备条件：作的粗暴性、排气净化及爆燃倾向。燃烧室具备条件：作的粗暴性、排气净化及爆燃倾向。燃烧室具备条件：作的粗暴性、排气净化及爆燃倾向。燃烧室具备条件：结构要紧凑，其表面积与容积之比结构要紧凑，其表面积与容积之比结构要紧凑，其表面积与容积之比结构要紧凑，其表面积与容积之比( ( ( (称面容比称面容比称面容比称面容比) ) ) )要小要小要小要小。火火火火花塞的位置要近于燃烧室中心，且靠近燃烧室的最热部花塞的位置要近于燃烧室中心，且靠近燃烧室的最热部花塞的位置要近于燃烧室中心，且靠近燃烧室的最热部花塞的位置要近于燃
70、烧室中心，且靠近燃烧室的最热部分分分分( (如排气门如排气门) )，缩短火焰行程，减弱爆燃的倾向缩短火焰行程，减弱爆燃的倾向缩短火焰行程，减弱爆燃的倾向缩短火焰行程，减弱爆燃的倾向。同时。同时这些地方应得到良好的冷却。这些地方应得到良好的冷却。这些地方应得到良好的冷却。这些地方应得到良好的冷却。39 3 3 3 3混合气涡流的影响混合气涡流的影响混合气涡流的影响混合气涡流的影响 混合气涡流的强度对加速火焰传播、提高燃烧速率、缩短混合气涡流的强度对加速火焰传播、提高燃烧速率、缩短混合气涡流的强度对加速火焰传播、提高燃烧速率、缩短混合气涡流的强度对加速火焰传播、提高燃烧速率、缩短燃烧时间具有很大的
71、作用，因此它是提高内燃机动力性和经济燃烧时间具有很大的作用，因此它是提高内燃机动力性和经济燃烧时间具有很大的作用，因此它是提高内燃机动力性和经济燃烧时间具有很大的作用，因此它是提高内燃机动力性和经济性以及减小爆燃倾向的重要因素。但涡流强度应适当，涡流过性以及减小爆燃倾向的重要因素。但涡流强度应适当，涡流过性以及减小爆燃倾向的重要因素。但涡流强度应适当，涡流过性以及减小爆燃倾向的重要因素。但涡流强度应适当，涡流过强反而会引起传热损失增加，甚至还可能吹灭火花塞处最初形强反而会引起传热损失增加，甚至还可能吹灭火花塞处最初形强反而会引起传热损失增加，甚至还可能吹灭火花塞处最初形强反而会引起传热损失增加
72、，甚至还可能吹灭火花塞处最初形成的火焰中心。成的火焰中心。成的火焰中心。成的火焰中心。 在燃烧室内形成涡流的方法有两种。一种是利用进气道在在燃烧室内形成涡流的方法有两种。一种是利用进气道在在燃烧室内形成涡流的方法有两种。一种是利用进气道在在燃烧室内形成涡流的方法有两种。一种是利用进气道在进气过程中产生的进气过程中产生的进气过程中产生的进气过程中产生的进气涡流进气涡流进气涡流进气涡流；另一种是利用活塞上行的挤气作；另一种是利用活塞上行的挤气作；另一种是利用活塞上行的挤气作；另一种是利用活塞上行的挤气作用，在压缩终了时形成用，在压缩终了时形成用，在压缩终了时形成用，在压缩终了时形成挤压涡流挤压涡流
73、挤压涡流挤压涡流。挤气面的大小与挤气间隙。挤气面的大小与挤气间隙。挤气面的大小与挤气间隙。挤气面的大小与挤气间隙S S S S对涡流强度有很大的影响。对涡流强度有很大的影响。对涡流强度有很大的影响。对涡流强度有很大的影响。挤气面越大、间隙挤气面越大、间隙S S越小，则越小，则挤压涡流越强。挤气面往往也是激冷面，较冷的金属面会加强挤压涡流越强。挤气面往往也是激冷面，较冷的金属面会加强最后燃烧部分混合气的冷却最后燃烧部分混合气的冷却( (称为激冷效应称为激冷效应) )，因而减小了爆燃，因而减小了爆燃的倾向。的倾向。但挤气面不宜过大，否则将使传热损失增加，而且由但挤气面不宜过大，否则将使传热损失增加
74、，而且由但挤气面不宜过大，否则将使传热损失增加，而且由但挤气面不宜过大，否则将使传热损失增加，而且由于挤气面的激冷效应，使得挤气面内的混合气燃烧不完全，这于挤气面的激冷效应，使得挤气面内的混合气燃烧不完全，这于挤气面的激冷效应，使得挤气面内的混合气燃烧不完全，这于挤气面的激冷效应，使得挤气面内的混合气燃烧不完全，这就引起排气中未燃烃就引起排气中未燃烃就引起排气中未燃烃就引起排气中未燃烃( ( ( (HC)HC)HC)HC)增加，从而增加对大气的污染。增加，从而增加对大气的污染。增加，从而增加对大气的污染。增加，从而增加对大气的污染。404 4 4 4气缸直径的影响气缸直径的影响气缸直径的影响气
75、缸直径的影响 随着气缸直径的增大，燃烧室的尺寸也加大了，并随着气缸直径的增大，燃烧室的尺寸也加大了，并使散热面积相对减小，于是热损失减小。因此，从这方使散热面积相对减小，于是热损失减小。因此，从这方面说，面说，气缸直径大的内燃机的经济性较好。气缸直径大的内燃机的经济性较好。气缸直径大的内燃机的经济性较好。气缸直径大的内燃机的经济性较好。 但增大气缸直径，将增加爆燃倾向，因为未燃部分但增大气缸直径，将增加爆燃倾向，因为未燃部分但增大气缸直径，将增加爆燃倾向，因为未燃部分但增大气缸直径，将增加爆燃倾向，因为未燃部分混合气的温度随着缸径的增加而提高，同时火焰行程也混合气的温度随着缸径的增加而提高，同
76、时火焰行程也混合气的温度随着缸径的增加而提高，同时火焰行程也混合气的温度随着缸径的增加而提高，同时火焰行程也加长了加长了加长了加长了。这就说明了为什么有缸径大的柴油机，而没有这就说明了为什么有缸径大的柴油机，而没有这就说明了为什么有缸径大的柴油机，而没有这就说明了为什么有缸径大的柴油机，而没有缸径大的汽油机。缸径大的汽油机。缸径大的汽油机。缸径大的汽油机。5 5 5 5气缸盖和活塞材料的影响气缸盖和活塞材料的影响气缸盖和活塞材料的影响气缸盖和活塞材料的影响6 6 6 6冷却方式的影响冷却方式的影响冷却方式的影响冷却方式的影响 不同的冷却方式对内燃机的爆燃倾向有不同的影响。不同的冷却方式对内燃机
77、的爆燃倾向有不同的影响。不同的冷却方式对内燃机的爆燃倾向有不同的影响。不同的冷却方式对内燃机的爆燃倾向有不同的影响。用空气冷却用空气冷却用空气冷却用空气冷却( ( ( (风冷风冷风冷风冷) ) ) )的内燃机的气缸盖和气缸的温度总是的内燃机的气缸盖和气缸的温度总是的内燃机的气缸盖和气缸的温度总是的内燃机的气缸盖和气缸的温度总是高于水冷式的内燃机，所以用空气冷却的内燃机的爆燃高于水冷式的内燃机，所以用空气冷却的内燃机的爆燃高于水冷式的内燃机，所以用空气冷却的内燃机的爆燃高于水冷式的内燃机，所以用空气冷却的内燃机的爆燃倾向也较强。倾向也较强。倾向也较强。倾向也较强。 41四、汽油机的燃烧室四、汽油
78、机的燃烧室四、汽油机的燃烧室四、汽油机的燃烧室 汽油机的燃烧室是由活塞顶部与气缸盖上相应的凹穴空间汽油机的燃烧室是由活塞顶部与气缸盖上相应的凹穴空间汽油机的燃烧室是由活塞顶部与气缸盖上相应的凹穴空间汽油机的燃烧室是由活塞顶部与气缸盖上相应的凹穴空间组成的组成的组成的组成的。燃烧室的形状对内燃机的工作影响很大。燃烧室的形状对内燃机的工作影响很大。对燃烧室有对燃烧室有对燃烧室有对燃烧室有两点基本的要求：一是两点基本的要求：一是两点基本的要求：一是两点基本的要求：一是结构要尽可能紧凑，散热面积要小以减结构要尽可能紧凑，散热面积要小以减少散热损失及缩短火焰传播距离；少散热损失及缩短火焰传播距离；二是二
79、是二是二是使使混合气在压缩终了时混合气在压缩终了时混合气在压缩终了时混合气在压缩终了时具有一定的涡流运动，以提高混合气燃烧速度，保证混合气得具有一定的涡流运动，以提高混合气燃烧速度，保证混合气得具有一定的涡流运动，以提高混合气燃烧速度，保证混合气得具有一定的涡流运动，以提高混合气燃烧速度，保证混合气得到及时和完全燃烧。到及时和完全燃烧。到及时和完全燃烧。到及时和完全燃烧。1 1 1 1、楔形燃烧室、楔形燃烧室、楔形燃烧室、楔形燃烧室( (图图8 -98 -9a)a)2 2 2 2、盆形燃烧室盆形燃烧室盆形燃烧室盆形燃烧室( (图图8-98-9b)b)燃烧室横剖面呈盆形，进、排气门平行于气缸中心
80、线。燃烧室横剖面呈盆形，进、排气门平行于气缸中心线。 3 3 3 3半球形燃烧室半球形燃烧室半球形燃烧室半球形燃烧室( (图图8-98-9c)c) 燃烧室横剖面呈半球形，允许气门直径较大，气道圆滑，燃烧室横剖面呈半球形，允许气门直径较大，气道圆滑，充气良好。充气良好。 以上以上以上以上3 3 3 3种形式的燃烧室都用于顶置气门汽油机种形式的燃烧室都用于顶置气门汽油机种形式的燃烧室都用于顶置气门汽油机种形式的燃烧室都用于顶置气门汽油机。4 4 4 4L L L L形燃烧室形燃烧室形燃烧室形燃烧室( (图图8-98-9d)d)燃烧室横剖面呈燃烧室横剖面呈L L形，燃烧室有部分在气门上面，另一部分在
81、活形，燃烧室有部分在气门上面，另一部分在活塞上面。塞上面。L L形燃烧室仅用于侧置气门汽油机。形燃烧室仅用于侧置气门汽油机。 4243第二节第二节 柴油机可燃混合气的形成柴油机可燃混合气的形成一、柴油机混合气形成的特点一、柴油机混合气形成的特点1 1、在汽缸内部形成混合气、在汽缸内部形成混合气；2 2、形成时间很短、形成时间很短；(只有150-350CA)。3 3、形成的混合气在燃烧室中均匀分布质量较差；形成的混合气在燃烧室中均匀分布质量较差；4 4、混合气浓度不均匀且是不断变化的，总的过量空气系数、混合气浓度不均匀且是不断变化的，总的过量空气系数11。柴油机混合气形成与燃烧是决定柴油机动力性
82、和经济性的关键柴油机混合气形成与燃烧是决定柴油机动力性和经济性的关键。二、柴油机混合气形成的基本形式二、柴油机混合气形成的基本形式 1 1空间雾化混合空间雾化混合 空空间间雾雾化化混混合合是是直直接接将将燃燃油油喷喷向向燃燃烧烧室室空空间间并并与与空空气气混混合合，形形成成雾雾状状混混合合物物。为为了了使使混混合合均均匀匀，要要求求喷喷出出的的油油束束与与燃烧室形状相配合，并利用燃烧室内的空气运动来促进混合。燃烧室形状相配合，并利用燃烧室内的空气运动来促进混合。 在空间雾化混合中，燃油的雾化质量对混合气形成起着燃油的雾化质量对混合气形成起着决定性的作用。决定性的作用。 442 2油膜蒸发混合油
83、膜蒸发混合 油膜蒸发混合是将大部分燃油喷射到油膜蒸发混合是将大部分燃油喷射到燃烧室壁面上，形成一层油膜。油膜受热燃烧室壁面上，形成一层油膜。油膜受热汽化蒸发，在燃烧室中强烈旋转的气流作汽化蒸发，在燃烧室中强烈旋转的气流作用下，燃油蒸汽与空气形成均匀的混合气。用下，燃油蒸汽与空气形成均匀的混合气。少量燃油喷入燃烧室空间作为发火源。燃少量燃油喷入燃烧室空间作为发火源。燃烧室壁面温度和空气涡流烧室壁面温度和空气涡流在此起主要作用。45 第三节第三节第三节第三节 柴油机燃油的喷射雾化柴油机燃油的喷射雾化柴油机燃油的喷射雾化柴油机燃油的喷射雾化 燃油以很高的压力(1020MPa以上)和很高的速度(100
84、300ms)，从喷油嘴的喷孔流出，在气缸中空气阻力及高速流动时所产生的内部扰动作用下被粉碎成细小的油粒，其形如圆锥圆锥(见图8-10)，我们把这种大大小不同的油粒所组成的圆锥体称为喷注小不同的油粒所组成的圆锥体称为喷注( (或油束或油束) )，在喷注中间部分的燃油雾化较差油粒密集，油粒直径较大，前进的速度也较大；而外部油粒分布较散，直径较小，速度也较小。外部细小油粒最先蒸发并与空外部细小油粒最先蒸发并与空气混合，形成可燃混合气。气混合，形成可燃混合气。 将燃油分散成细粒的过将燃油分散成细粒的过 程称燃油的喷雾程称燃油的喷雾( (或雾化或雾化) )。 一、喷注的形成及特征一、喷注的形成及特征46
85、1 1 1 1喷雾锥角喷雾锥角喷雾锥角喷雾锥角 喷雾锥角标志喷注的紧密程度，喷雾锥角标志喷注的紧密程度，喷雾锥角标志喷注的紧密程度，喷雾锥角标志喷注的紧密程度，值大说明喷注松散，油粒值大说明喷注松散，油粒值大说明喷注松散，油粒值大说明喷注松散，油粒细，雾化质量好。与喷油器结构有很大的关系。细，雾化质量好。与喷油器结构有很大的关系。细，雾化质量好。与喷油器结构有很大的关系。细，雾化质量好。与喷油器结构有很大的关系。2 2 2 2喷注射程喷注射程喷注射程喷注射程L (L (L (L (亦称贯穿距离亦称贯穿距离亦称贯穿距离亦称贯穿距离) ) ) ) 喷注射程表示喷注前端在压缩空气中贯穿的深度。喷注射
86、程表示喷注前端在压缩空气中贯穿的深度。喷注射程表示喷注前端在压缩空气中贯穿的深度。喷注射程表示喷注前端在压缩空气中贯穿的深度。射程的射程的射程的射程的大小对燃油在燃烧室中的分布有很大影响。燃烧室尺寸小，而大小对燃油在燃烧室中的分布有很大影响。燃烧室尺寸小，而大小对燃油在燃烧室中的分布有很大影响。燃烧室尺寸小，而大小对燃油在燃烧室中的分布有很大影响。燃烧室尺寸小，而射程大就有较多的燃油喷到燃烧室壁上；反之，射程过小，射程大就有较多的燃油喷到燃烧室壁上；反之，射程过小，射程大就有较多的燃油喷到燃烧室壁上；反之，射程过小，射程大就有较多的燃油喷到燃烧室壁上；反之，射程过小，则燃油不能很好地分布到燃烧
87、室空间，燃烧室中空气得不到充则燃油不能很好地分布到燃烧室空间，燃烧室中空气得不到充则燃油不能很好地分布到燃烧室空间，燃烧室中空气得不到充则燃油不能很好地分布到燃烧室空间，燃烧室中空气得不到充分利用。分利用。分利用。分利用。喷注射程必须根据混合气形成方式的不同要求与燃烧喷注射程必须根据混合气形成方式的不同要求与燃烧喷注射程必须根据混合气形成方式的不同要求与燃烧喷注射程必须根据混合气形成方式的不同要求与燃烧室相互配合。室相互配合。室相互配合。室相互配合。3 3 3 3雾化质量雾化质量雾化质量雾化质量( ( ( (雾化特性雾化特性雾化特性雾化特性) ) ) ) 雾化质量表示燃油喷散雾化的程度，是指喷
88、散的细度和喷雾化质量表示燃油喷散雾化的程度，是指喷散的细度和喷雾化质量表示燃油喷散雾化的程度，是指喷散的细度和喷雾化质量表示燃油喷散雾化的程度，是指喷散的细度和喷散的均匀度，散的均匀度，散的均匀度，散的均匀度，燃油喷散得越细、越均匀，说明雾化质量越好燃油喷散得越细、越均匀，说明雾化质量越好燃油喷散得越细、越均匀，说明雾化质量越好燃油喷散得越细、越均匀，说明雾化质量越好。喷散细度可用喷注中油粒的平均直径来表示，平均直径越小，喷散细度可用喷注中油粒的平均直径来表示，平均直径越小，喷散细度可用喷注中油粒的平均直径来表示，平均直径越小，喷散细度可用喷注中油粒的平均直径来表示，平均直径越小，则喷雾越细。
89、则喷雾越细。则喷雾越细。则喷雾越细。喷散的均匀度可用油粒的最大直径与平均直径之喷散的均匀度可用油粒的最大直径与平均直径之喷散的均匀度可用油粒的最大直径与平均直径之喷散的均匀度可用油粒的最大直径与平均直径之差来表示，直径的差值越小，则喷雾越均匀。差来表示，直径的差值越小，则喷雾越均匀。差来表示，直径的差值越小，则喷雾越均匀。差来表示，直径的差值越小，则喷雾越均匀。 47二、影响喷注特性的因素二、影响喷注特性的因素二、影响喷注特性的因素二、影响喷注特性的因素 影响喷注特性的因素很多。主要有影响喷注特性的因素很多。主要有影响喷注特性的因素很多。主要有影响喷注特性的因素很多。主要有喷油器的结构和尺寸、
90、喷油器的结构和尺寸、喷油器的结构和尺寸、喷油器的结构和尺寸、喷油压力、气缸内压缩空气的反压力、喷油泵凸轮外形和转喷油压力、气缸内压缩空气的反压力、喷油泵凸轮外形和转喷油压力、气缸内压缩空气的反压力、喷油泵凸轮外形和转喷油压力、气缸内压缩空气的反压力、喷油泵凸轮外形和转速以及燃油的黏度等。速以及燃油的黏度等。速以及燃油的黏度等。速以及燃油的黏度等。1 1喷油器结构和尺寸喷油器结构和尺寸 喷注要与燃烧系统密切配合喷注要与燃烧系统密切配合，不同的燃烧方式要求不同不同的燃烧方式要求不同形式的喷注，因而就使用不同结构的喷油器。形式的喷注，因而就使用不同结构的喷油器。2 2喷油压力喷油压力 燃油的燃油的喷
91、射压力越大，则燃油流出的初速度就越大喷射压力越大，则燃油流出的初速度就越大，在，在喷孔中燃油扰动程度及流出喷孔后所喷孔中燃油扰动程度及流出喷孔后所受到的压缩空气阻力也受到的压缩空气阻力也越大，从而使雾化的细度和均匀度提高，即雾化质量好越大，从而使雾化的细度和均匀度提高，即雾化质量好。喷。喷油压力增加时，还使喷注射程增加油压力增加时，还使喷注射程增加。3 3气缸内压缩空气反压力气缸内压缩空气反压力 当气缸内压缩空气反压力增加时，使压缩空气的密度增气缸内压缩空气反压力增加时，使压缩空气的密度增大，引起作用在喷注上的空气阻力增加，因此燃油雾化有所大，引起作用在喷注上的空气阻力增加，因此燃油雾化有所改
92、善，喷雾锥角增加，并使射程减小改善，喷雾锥角增加，并使射程减小。 484 4 4 4喷油泵凸轮外形及转速喷油泵凸轮外形及转速喷油泵凸轮外形及转速喷油泵凸轮外形及转速 当凸轮外形较陡或凸轮轴转速较高时，均使喷油泵当凸轮外形较陡或凸轮轴转速较高时，均使喷油泵当凸轮外形较陡或凸轮轴转速较高时，均使喷油泵当凸轮外形较陡或凸轮轴转速较高时，均使喷油泵的柱塞供油速度加快。由于喷油器喷孔的节流，燃油不的柱塞供油速度加快。由于喷油器喷孔的节流，燃油不的柱塞供油速度加快。由于喷油器喷孔的节流，燃油不的柱塞供油速度加快。由于喷油器喷孔的节流，燃油不能迅速流出，结果使油管中燃油压力增加，燃油从喷孔能迅速流出，结果使
93、油管中燃油压力增加，燃油从喷孔能迅速流出，结果使油管中燃油压力增加，燃油从喷孔能迅速流出，结果使油管中燃油压力增加，燃油从喷孔流出的速度也随之增大，因此雾化变好，喷注射程和喷流出的速度也随之增大，因此雾化变好，喷注射程和喷流出的速度也随之增大，因此雾化变好，喷注射程和喷流出的速度也随之增大，因此雾化变好，喷注射程和喷雾锥角均有所增加。雾锥角均有所增加。雾锥角均有所增加。雾锥角均有所增加。5 5 5 5燃油黏度燃油黏度燃油黏度燃油黏度燃油黏度增大时，油粒不易分散成细滴，使雾化不良。燃油黏度增大时，油粒不易分散成细滴，使雾化不良。燃油黏度增大时，油粒不易分散成细滴，使雾化不良。燃油黏度增大时，油粒
94、不易分散成细滴，使雾化不良。因此高速柴油机一般都选用黏度较低的轻柴油作为燃油。因此高速柴油机一般都选用黏度较低的轻柴油作为燃油。因此高速柴油机一般都选用黏度较低的轻柴油作为燃油。因此高速柴油机一般都选用黏度较低的轻柴油作为燃油。49 第四节第四节第四节第四节 柴油机的燃烧过程柴油机的燃烧过程柴油机的燃烧过程柴油机的燃烧过程 一、燃烧过程的一、燃烧过程的一、燃烧过程的一、燃烧过程的4 4 4 4个时期个时期个时期个时期 根据气缸中气体压力和温度变化的特点，可将柴油机的燃烧根据气缸中气体压力和温度变化的特点，可将柴油机的燃烧根据气缸中气体压力和温度变化的特点，可将柴油机的燃烧根据气缸中气体压力和温
95、度变化的特点，可将柴油机的燃烧过程分为过程分为过程分为过程分为4 4 4 4个时期个时期个时期个时期( ( ( (图图图图8 8 8 8一一一一12)12)12)12)。 1 1 1 1滞燃期滞燃期滞燃期滞燃期 从开始喷油从开始喷油从开始喷油从开始喷油( ( ( (点点点点1)1)1)1)到着火开始到着火开始到着火开始到着火开始( ( ( (点点点点2)2)2)2)的这一段时期称为滞燃期的这一段时期称为滞燃期的这一段时期称为滞燃期的这一段时期称为滞燃期( ( ( (图图图图8 8 8 812121212中的中的中的中的)。这是喷入的燃油进行雾化、加热、蒸发、扩。这是喷入的燃油进行雾化、加热、蒸
96、发、扩。这是喷入的燃油进行雾化、加热、蒸发、扩。这是喷入的燃油进行雾化、加热、蒸发、扩散、与空气混合等物理准备及焰前化学准备阶段。散、与空气混合等物理准备及焰前化学准备阶段。散、与空气混合等物理准备及焰前化学准备阶段。散、与空气混合等物理准备及焰前化学准备阶段。影响滞燃期的主要因素是燃油的性质、压缩终了的温度和压力以影响滞燃期的主要因素是燃油的性质、压缩终了的温度和压力以影响滞燃期的主要因素是燃油的性质、压缩终了的温度和压力以影响滞燃期的主要因素是燃油的性质、压缩终了的温度和压力以及燃烧室中的空气涡流等。及燃烧室中的空气涡流等。及燃烧室中的空气涡流等。及燃烧室中的空气涡流等。 2 2 2 2速
97、燃期速燃期速燃期速燃期 从燃油着火开始到迅速燃烧出现最高压力从燃油着火开始到迅速燃烧出现最高压力从燃油着火开始到迅速燃烧出现最高压力从燃油着火开始到迅速燃烧出现最高压力( ( ( (点点点点3)3)3)3)时为止的这时为止的这时为止的这时为止的这段时期称为速燃期。段时期称为速燃期。段时期称为速燃期。段时期称为速燃期。这一时期的特点是这一时期的特点是这一时期的特点是这一时期的特点是放热速率放热速率放热速率放热速率( ( ( (dQdQdQdQd)d)d)d)高高高高、气缸内压力和温度升高快、其压力升高率气缸内压力和温度升高快、其压力升高率气缸内压力和温度升高快、其压力升高率气缸内压力和温度升高快
98、、其压力升高率P/P/P/P/取决于在滞燃取决于在滞燃取决于在滞燃取决于在滞燃期内形成的可燃混合气数量的多少，为使柴油机运转平稳，最大期内形成的可燃混合气数量的多少，为使柴油机运转平稳，最大期内形成的可燃混合气数量的多少，为使柴油机运转平稳，最大期内形成的可燃混合气数量的多少，为使柴油机运转平稳，最大压力升高率压力升高率压力升高率压力升高率( ( ( (dpdpdpdpd)maxd)maxd)maxd)max不应超过不应超过不应超过不应超过0 0 0 040-040-040-040-060 60 60 60 MPaMPaMPaMPa0 0 0 0CACACACA。 50 3 3 3 3缓燃期缓
99、燃期缓燃期缓燃期 缓燃期是缓燃期是缓燃期是缓燃期是从最高压力开始到出现最从最高压力开始到出现最从最高压力开始到出现最从最高压力开始到出现最高温度高温度高温度高温度( ( ( (点点点点4)4)4)4)的阶段的阶段的阶段的阶段( (图图8 8-12-12中的中的)。这。这一时期的特点是燃烧在气缸容积不断增一时期的特点是燃烧在气缸容积不断增大的情况下进行，主要受混合气形成速大的情况下进行，主要受混合气形成速度的控制，燃烧速度较速燃期慢，燃气度的控制，燃烧速度较速燃期慢，燃气愠度升至最高达愠度升至最高达l973l9730 0227322730 0K K，压力却压力却略有下降。缓燃期末，放热量一般达到
100、略有下降。缓燃期末，放热量一般达到循环总放热量的循环总放热量的70708080。 4 4 4 4后燃期后燃期后燃期后燃期 后燃期是从最高温度点开始到燃烧后燃期是从最高温度点开始到燃烧后燃期是从最高温度点开始到燃烧后燃期是从最高温度点开始到燃烧基本结束基本结束基本结束基本结束( ( ( (点点点点5)5)5)5)为止的一段时期为止的一段时期为止的一段时期为止的一段时期( (图图8-128-12中的中的)。这。这时期的特点是燃烧在膨胀时期的特点是燃烧在膨胀线上进行，此时氧气大量减少，放热速线上进行，此时氧气大量减少，放热速率降低，燃油放出的热量不能有效地利率降低，燃油放出的热量不能有效地利用，因而
101、使排汽温度升高，经济性下降用，因而使排汽温度升高，经济性下降51二、影响燃烧过程的因素二、影响燃烧过程的因素( (一一) )运转因素对燃烧过程的影响运转因素对燃烧过程的影响 影影响响燃燃烧烧过过程程的的运运转转因因素素有有：燃燃油油的的性性质质、喷喷油油提提前角、转速和负荷、冷却强度等。前角、转速和负荷、冷却强度等。 1 1、燃油性质的影响、燃油性质的影响 柴柴油油的的十十六六烷烷值值愈愈高高，自自燃燃的的能能力力就就愈愈强强，因因而而滞滞燃燃期期愈愈短短，内内燃燃机机的的工工作作就就比比较较柔柔和和，目目前前高高速速柴柴油油机机所所用用柴油的十六烷值为柴油的十六烷值为40504050左右。左
102、右。 2 2、喷油提前角的影响、喷油提前角的影响定定义义：在在压压缩缩过过程程中中开开始始喷喷油油时时（以以喷喷油油器器针针阀阀升升起起为为标标志）到活塞行至上止点时所对应的曲轴转角。志）到活塞行至上止点时所对应的曲轴转角。影影响响：增增大大喷喷油油提提前前角角，燃燃油油将将喷喷入入压压力力和和温温度度都都不不高高的的空空气气中中，滞滞燃燃期期延延长长，导导致致速速燃燃期期的的压压力力升升高高率率增增大大，内内燃燃机机工工作作粗粗暴暴。减减小小喷喷油油提提前前角角，燃燃油油更更接接近近于于压压缩缩终终点点喷喷入入燃燃烧烧室室，燃燃烧烧室室内内空空气气的的压压力力和和温温度度较较高高，滞滞燃燃期
103、期缩缩短，内燃机工作比较柔和，且可降低排气中的短，内燃机工作比较柔和，且可降低排气中的NONOx x浓度。浓度。52喷油过迟，燃烧就会在膨喷油过迟，燃烧就会在膨喷油过迟，燃烧就会在膨喷油过迟，燃烧就会在膨胀过程中进行，导致压力胀过程中进行，导致压力胀过程中进行，导致压力胀过程中进行，导致压力升高率降低，最高燃烧压升高率降低，最高燃烧压升高率降低，最高燃烧压升高率降低，最高燃烧压力下降，排气温度和散热力下降，排气温度和散热力下降，排气温度和散热力下降，排气温度和散热损失增加，热效率显著下损失增加，热效率显著下损失增加，热效率显著下损失增加，热效率显著下降。因此对于每一种柴油降。因此对于每一种柴油
104、降。因此对于每一种柴油降。因此对于每一种柴油机，均有一个最佳的喷油机，均有一个最佳的喷油机，均有一个最佳的喷油机，均有一个最佳的喷油提前角；对任何提前角；对任何提前角；对任何提前角；对任何台柴油台柴油台柴油台柴油机，机，机，机，最佳喷油提前角都不最佳喷油提前角都不最佳喷油提前角都不最佳喷油提前角都不是常数而是随供油量和是常数而是随供油量和是常数而是随供油量和是常数而是随供油量和内燃机的使用转速而变化内燃机的使用转速而变化内燃机的使用转速而变化内燃机的使用转速而变化的。供油量愈大，转速愈的。供油量愈大，转速愈的。供油量愈大，转速愈的。供油量愈大，转速愈高，则最佳喷油提前角也高，则最佳喷油提前角也
105、高，则最佳喷油提前角也高，则最佳喷油提前角也愈大。愈大。愈大。愈大。此外，它还与内燃此外，它还与内燃此外，它还与内燃此外，它还与内燃机的结构有关。机的结构有关。机的结构有关。机的结构有关。 53 3 3 3 3、转速和负荷的影响、转速和负荷的影响、转速和负荷的影响、转速和负荷的影响(1)(1)(1)(1)转速的影响转速的影响转速的影响转速的影响 转速增加转速增加转速增加转速增加，燃烧室内的气流运动加，燃烧室内的气流运动加，燃烧室内的气流运动加，燃烧室内的气流运动加强，同时提高了喷油压力，使燃油与空强，同时提高了喷油压力，使燃油与空强，同时提高了喷油压力，使燃油与空强，同时提高了喷油压力，使燃油
106、与空气的混合得到改善，气的混合得到改善，气的混合得到改善，气的混合得到改善，以时间计的滞燃期以时间计的滞燃期以时间计的滞燃期以时间计的滞燃期随着转速增加而缩短随着转速增加而缩短随着转速增加而缩短随着转速增加而缩短，但每循环所占的，但每循环所占的，但每循环所占的，但每循环所占的时间缩短更多，使时间缩短更多，使时间缩短更多，使时间缩短更多，使以曲轴转角计的滞燃以曲轴转角计的滞燃以曲轴转角计的滞燃以曲轴转角计的滞燃期却可能有所增加期却可能有所增加期却可能有所增加期却可能有所增加。滞燃期随转速的变。滞燃期随转速的变。滞燃期随转速的变。滞燃期随转速的变化关系如图化关系如图化关系如图化关系如图8 -148
107、 -148 -148 -14所示。因此，所示。因此，所示。因此，所示。因此，转速增加，转速增加，转速增加，转速增加，喷油提前角也应适当的增大，使燃烧在喷油提前角也应适当的增大，使燃烧在喷油提前角也应适当的增大，使燃烧在喷油提前角也应适当的增大，使燃烧在上止点后附近完成上止点后附近完成上止点后附近完成上止点后附近完成。在转速变化范围较。在转速变化范围较。在转速变化范围较。在转速变化范围较大的柴油机上，经常装有离心式喷油提大的柴油机上，经常装有离心式喷油提大的柴油机上，经常装有离心式喷油提大的柴油机上，经常装有离心式喷油提前角自动调节器。前角自动调节器。前角自动调节器。前角自动调节器。在涡流室柴油
108、机中在涡流室柴油机中在涡流室柴油机中在涡流室柴油机中，随转速的升高，进气涡流大大加强，以随转速的升高，进气涡流大大加强，以随转速的升高，进气涡流大大加强，以随转速的升高，进气涡流大大加强，以曲轴转角计的滞燃期变化不大，燃烧过曲轴转角计的滞燃期变化不大，燃烧过曲轴转角计的滞燃期变化不大，燃烧过曲轴转角计的滞燃期变化不大，燃烧过程不致太延后。程不致太延后。程不致太延后。程不致太延后。涡流室柴油机相对直接涡流室柴油机相对直接涡流室柴油机相对直接涡流室柴油机相对直接喷射式柴油机对喷油提前角较不敏感。喷射式柴油机对喷油提前角较不敏感。喷射式柴油机对喷油提前角较不敏感。喷射式柴油机对喷油提前角较不敏感。5
109、4(2)(2)(2)(2)负荷的影响负荷的影响负荷的影响负荷的影响 在柴油机中，如转速在柴油机中，如转速保持不变，当保持不变，当负荷增大时，负荷增大时，每循环的供油量也随着增每循环的供油量也随着增大。大。由于充气量基本不变，由于充气量基本不变，因而过量空气系数减小，因而过量空气系数减小，使单位气缸工作容积内混使单位气缸工作容积内混合气燃烧放出的热量增加，合气燃烧放出的热量增加，引起气缸内温度上升，引起气缸内温度上升，缩缩短了滞燃期短了滞燃期，使柴油机工使柴油机工作柔和。作柔和。图图8 8一一1515所示为所示为负荷对滞燃期的影响。负荷对滞燃期的影响。 55 4 4 4 4冷却强度的影响冷却强度
110、的影响冷却强度的影响冷却强度的影响 在内燃机中，和气体相接触的机件的温度是在内燃机中，和气体相接触的机件的温度是在内燃机中，和气体相接触的机件的温度是在内燃机中，和气体相接触的机件的温度是变化的，这些机件的温度不仅随内燃机的工作情变化的，这些机件的温度不仅随内燃机的工作情变化的，这些机件的温度不仅随内燃机的工作情变化的，这些机件的温度不仅随内燃机的工作情况而定，而且随冷却水或空气的温度而定。当这况而定，而且随冷却水或空气的温度而定。当这况而定，而且随冷却水或空气的温度而定。当这况而定，而且随冷却水或空气的温度而定。当这些机件的温度增高时，燃油的滞燃期缩短，内燃些机件的温度增高时，燃油的滞燃期缩
111、短，内燃些机件的温度增高时，燃油的滞燃期缩短，内燃些机件的温度增高时，燃油的滞燃期缩短，内燃机的工作比较柔和。但温度过高时，对内燃机的机的工作比较柔和。但温度过高时，对内燃机的机的工作比较柔和。但温度过高时，对内燃机的机的工作比较柔和。但温度过高时，对内燃机的工作也是不利的工作也是不利的工作也是不利的工作也是不利的。( ( ( (二二二二) ) ) )构造因素对燃烧过程的影响构造因素对燃烧过程的影响构造因素对燃烧过程的影响构造因素对燃烧过程的影响 在构造方面，影响燃烧过程的主要因素是在构造方面，影响燃烧过程的主要因素是压压压压缩比、燃烧室型式、空气涡流运动、喷油压力、缩比、燃烧室型式、空气涡流
112、运动、喷油压力、缩比、燃烧室型式、空气涡流运动、喷油压力、缩比、燃烧室型式、空气涡流运动、喷油压力、喷油规律以及活塞材料等。喷油规律以及活塞材料等。喷油规律以及活塞材料等。喷油规律以及活塞材料等。561 1 1 1压缩比的影响压缩比的影响压缩比的影响压缩比的影响 压缩比较大时，压缩终点压缩比较大时，压缩终点压缩比较大时，压缩终点压缩比较大时，压缩终点的温度和压力都比较高，使燃的温度和压力都比较高，使燃的温度和压力都比较高，使燃的温度和压力都比较高，使燃油的滞燃期缩短而内燃机工作油的滞燃期缩短而内燃机工作油的滞燃期缩短而内燃机工作油的滞燃期缩短而内燃机工作比较柔和。比较柔和。比较柔和。比较柔和。
113、不同压缩比对滞燃不同压缩比对滞燃期的影响如图期的影响如图8-168-16所示。同所示。同时，时，压缩比的增大压缩比的增大压缩比的增大压缩比的增大，还能，还能，还能，还能提高提高提高提高内燃机工作的经济性和改善起内燃机工作的经济性和改善起内燃机工作的经济性和改善起内燃机工作的经济性和改善起动性能动性能动性能动性能。但是，如果但是，如果压缩比过压缩比过压缩比过压缩比过高高高高，最高燃烧压力会过分增大，最高燃烧压力会过分增大，使曲柄连杆机构承受过高的负使曲柄连杆机构承受过高的负荷故荷故影响内燃机的使用寿命影响内燃机的使用寿命影响内燃机的使用寿命影响内燃机的使用寿命，而且而且对排气净化不利对排气净化不
114、利对排气净化不利对排气净化不利。57 2 2喷油压力的影响喷油压力的影响 喷油压力喷油压力在低的范围在低的范围(14(14MPa)MPa)内逐渐内逐渐增大增大时，可使燃油的时，可使燃油的雾化质量改善雾化质量改善，因而增加了燃，因而增加了燃油与空气的接触面积，改善了燃油燃烧与准备油与空气的接触面积，改善了燃油燃烧与准备燃烧的条件，使燃烧的条件，使滞燃期缩短滞燃期缩短。但在喷油压力已。但在喷油压力已相当高的情况下，即已有足够数量的细小油滴相当高的情况下，即已有足够数量的细小油滴供开始着火之时，此后再继续增大喷油压力，供开始着火之时，此后再继续增大喷油压力，对滞燃期将不发生显著的影响。但对滞燃期将不
115、发生显著的影响。但高压喷射对高压喷射对排气净化是有利的。排气净化是有利的。3 3活塞材料的影响活塞材料的影响 铸铁活塞与铝合金活塞相比其温度较高，铸铁活塞与铝合金活塞相比其温度较高，这样可以缩短滞燃期，因此在其他条件相同时，这样可以缩短滞燃期，因此在其他条件相同时，采用铸铁活塞的柴油机工作比较柔和采用铸铁活塞的柴油机工作比较柔和c c584 4 4 4喷油规律的影响喷油规律的影响喷油规律的影响喷油规律的影响定义：定义：定义：定义：喷入燃烧室内的燃喷入燃烧室内的燃喷入燃烧室内的燃喷入燃烧室内的燃油量油量油量油量( ( ( (或单位曲轴转角内的喷或单位曲轴转角内的喷或单位曲轴转角内的喷或单位曲轴转
116、角内的喷油量油量油量油量) ) ) )随曲轴转角随曲轴转角随曲轴转角随曲轴转角( ( ( (或喷油泵或喷油泵或喷油泵或喷油泵凸轮轴转角凸轮轴转角凸轮轴转角凸轮轴转角) ) ) )而变化的关系称而变化的关系称而变化的关系称而变化的关系称为喷油规律。为喷油规律。为喷油规律。为喷油规律。喷油规律与喷喷油规律与喷油泵的油泵的凸轮外形、柱塞直径、凸轮外形、柱塞直径、凸轮外形、柱塞直径、凸轮外形、柱塞直径、喷油器的构造和调整、以及喷油器的构造和调整、以及喷油器的构造和调整、以及喷油器的构造和调整、以及高压油管的尺寸等有关。高压油管的尺寸等有关。高压油管的尺寸等有关。高压油管的尺寸等有关。 影响：影响：影响
117、：影响：滞燃期的长短，实滞燃期的长短，实际上不受喷油规律的影响。际上不受喷油规律的影响。但但喷油规律要影响随曲轴转喷油规律要影响随曲轴转喷油规律要影响随曲轴转喷油规律要影响随曲轴转角进行燃烧反应的燃油分量，角进行燃烧反应的燃油分量，角进行燃烧反应的燃油分量，角进行燃烧反应的燃油分量，亦即影响到燃烧过程的进行。亦即影响到燃烧过程的进行。亦即影响到燃烧过程的进行。亦即影响到燃烧过程的进行。如图如图8-178-17所示。所示。59循环供油量不变，具有喷油规律循环供油量不变，具有喷油规律1(1(例如凸例如凸轮外形上升较缓轮外形上升较缓) )的在滞燃期喷入的燃油量，的在滞燃期喷入的燃油量，将比具有喷油规
118、律将比具有喷油规律2(2(凸轮外形上升较陡凸轮外形上升较陡) )的的在同一时期内喷入的燃油量少得多。在喷在同一时期内喷入的燃油量少得多。在喷油提前角和滞燃期相同时，具有喷油规律油提前角和滞燃期相同时，具有喷油规律1 1的燃烧压力曲线的燃烧压力曲线1 1上升缓和，并且最高燃烧上升缓和，并且最高燃烧压力值较低，所以内燃机工作柔和，但燃压力值较低，所以内燃机工作柔和，但燃烧时间延长，热效率降低。而具有喷油规烧时间延长，热效率降低。而具有喷油规律律2 2的的压力升高率大压力升高率大，燃烧时间缩短，使柴，燃烧时间缩短，使柴油机的油机的功率和热效率提高功率和热效率提高，但工作较为粗，但工作较为粗暴。暴。6
119、05 5 5 5燃烧室形式的影响燃烧室形式的影响燃烧室形式的影响燃烧室形式的影响 燃烧室形式对燃烧过程的影响主要与混合气形燃烧室形式对燃烧过程的影响主要与混合气形燃烧室形式对燃烧过程的影响主要与混合气形燃烧室形式对燃烧过程的影响主要与混合气形成的过程、空气涡流的形成以及气体与燃烧室壁面成的过程、空气涡流的形成以及气体与燃烧室壁面成的过程、空气涡流的形成以及气体与燃烧室壁面成的过程、空气涡流的形成以及气体与燃烧室壁面的传热有关的传热有关的传热有关的传热有关。它直接影响内燃机的动力性、经济性、。它直接影响内燃机的动力性、经济性、工作平稳性以及排气品质、噪声等。工作平稳性以及排气品质、噪声等。6 6
120、 6 6空气涡流的影响空气涡流的影响空气涡流的影响空气涡流的影响 燃烧室内空气涡流的强弱对混合气形成和燃烧燃烧室内空气涡流的强弱对混合气形成和燃烧燃烧室内空气涡流的强弱对混合气形成和燃烧燃烧室内空气涡流的强弱对混合气形成和燃烧也有很大的影响也有很大的影响也有很大的影响也有很大的影响。涡流强度的增加促进了空气对燃。涡流强度的增加促进了空气对燃油的传热并增加燃油分子和氧气接触的机会，因而油的传热并增加燃油分子和氧气接触的机会，因而加速了燃油的挥发，促进了燃油和空气在燃烧室内加速了燃油的挥发，促进了燃油和空气在燃烧室内的均匀分布，使碳烟的生成量减小。的均匀分布，使碳烟的生成量减小。涡流运动对空涡流运
121、动对空涡流运动对空涡流运动对空气的利用程度有很大关系，当燃烧同样多的燃油时，气的利用程度有很大关系，当燃烧同样多的燃油时，气的利用程度有很大关系，当燃烧同样多的燃油时，气的利用程度有很大关系，当燃烧同样多的燃油时，随着涡流的加强，获得正常及完善燃烧所必需的空随着涡流的加强，获得正常及完善燃烧所必需的空随着涡流的加强，获得正常及完善燃烧所必需的空随着涡流的加强，获得正常及完善燃烧所必需的空气量就可减少气量就可减少气量就可减少气量就可减少，这样内燃机可作得紧凑些。，这样内燃机可作得紧凑些。，这样内燃机可作得紧凑些。，这样内燃机可作得紧凑些。 61 目前形成气缸中空气涡流运动的主要形式有：目前形成气
122、缸中空气涡流运动的主要形式有：目前形成气缸中空气涡流运动的主要形式有：目前形成气缸中空气涡流运动的主要形式有：在进气过程中，利用在进气过程中，利用在进气过程中，利用在进气过程中，利用螺旋进气道或切向进气道螺旋进气道或切向进气道螺旋进气道或切向进气道螺旋进气道或切向进气道，使充入气缸的空气产生绕气缸中心线高速旋转的使充入气缸的空气产生绕气缸中心线高速旋转的使充入气缸的空气产生绕气缸中心线高速旋转的使充入气缸的空气产生绕气缸中心线高速旋转的进气涡流进气涡流进气涡流进气涡流( ( ( (图图图图8 8 8 818)18)18)18)；在压缩行程中；在压缩行程中；在压缩行程中；在压缩行程中使空气在燃使
123、空气在燃使空气在燃使空气在燃烧室中产生强烈旋转的挤压涡流烧室中产生强烈旋转的挤压涡流烧室中产生强烈旋转的挤压涡流烧室中产生强烈旋转的挤压涡流 ( ( ( (图图图图8 8 8 819)19)19)19)。62 第五节第五节 柴油机的燃烧室柴油机的燃烧室 根据混合气形成方式及燃烧室的结构特点，柴根据混合气形成方式及燃烧室的结构特点，柴根据混合气形成方式及燃烧室的结构特点，柴根据混合气形成方式及燃烧室的结构特点，柴油机的燃烧室可分为两大类：油机的燃烧室可分为两大类：油机的燃烧室可分为两大类：油机的燃烧室可分为两大类：直接喷射式燃烧室和直接喷射式燃烧室和直接喷射式燃烧室和直接喷射式燃烧室和间接喷射式
124、间接喷射式间接喷射式间接喷射式( ( ( (或称分开式或称分开式或称分开式或称分开式) ) ) )燃烧室。燃烧室。燃烧室。燃烧室。其中其中其中其中直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式燃烧室又可分为燃烧室又可分为燃烧室又可分为燃烧室又可分为开式燃烧室开式燃烧室开式燃烧室开式燃烧室和和和和半开式燃烧室半开式燃烧室半开式燃烧室半开式燃烧室；分开；分开；分开；分开式燃烧室可分为式燃烧室可分为式燃烧室可分为式燃烧室可分为涡流室燃烧室涡流室燃烧室涡流室燃烧室涡流室燃烧室和和和和预燃室燃烧室预燃室燃烧室预燃室燃烧室预燃室燃烧室。 一、直接喷射式燃烧室一、直接喷射式燃烧室一、直接喷射式燃烧室一、直接喷射式
125、燃烧室 直接喷射式直接喷射式直接喷射式直接喷射式( ( ( (简称直喷式简称直喷式简称直喷式简称直喷式) ) ) )燃烧室是因为燃油直燃烧室是因为燃油直燃烧室是因为燃油直燃烧室是因为燃油直接喷射在燃烧室内而得名的。这种燃烧室的结构主接喷射在燃烧室内而得名的。这种燃烧室的结构主接喷射在燃烧室内而得名的。这种燃烧室的结构主接喷射在燃烧室内而得名的。这种燃烧室的结构主要取决于活塞顶上的凹坑形状。通常根据燃烧室凹要取决于活塞顶上的凹坑形状。通常根据燃烧室凹要取决于活塞顶上的凹坑形状。通常根据燃烧室凹要取决于活塞顶上的凹坑形状。通常根据燃烧室凹坑深浅又划分为坑深浅又划分为坑深浅又划分为坑深浅又划分为开式
126、燃烧室开式燃烧室开式燃烧室开式燃烧室( ( ( (燃烧室口径与气缸直燃烧室口径与气缸直燃烧室口径与气缸直燃烧室口径与气缸直径之比径之比径之比径之比d d d dk k k k/D=0/D=0/D=0/D=08 8 8 8以上以上以上以上) ) ) )和和和和半开式燃烧室半开式燃烧室半开式燃烧室半开式燃烧室( ( ( (燃烧室口径燃烧室口径燃烧室口径燃烧室口径与气缸直径之比与气缸直径之比与气缸直径之比与气缸直径之比d d d dk k k k/D=0/D=0/D=0/D=035353535o o o o65)65)65)65)两类。两类。两类。两类。63( ( ( (一一一一) ) ) )开式燃
127、烧室开式燃烧室开式燃烧室开式燃烧室1 1 1 1、 开式燃烧室是一种由活开式燃烧室是一种由活开式燃烧室是一种由活开式燃烧室是一种由活塞顶面及气缸盖底面之间形塞顶面及气缸盖底面之间形塞顶面及气缸盖底面之间形塞顶面及气缸盖底面之间形成的、中间没有明显分隔的成的、中间没有明显分隔的成的、中间没有明显分隔的成的、中间没有明显分隔的燃烧室。燃烧室。燃烧室。燃烧室。如图如图如图如图8-208-208-208-20所示，所示，所示，所示，2 2 2 2、结构特点：活塞顶上的凹、结构特点：活塞顶上的凹、结构特点：活塞顶上的凹、结构特点：活塞顶上的凹坑直径较大，深度较浅、没坑直径较大，深度较浅、没坑直径较大，深
128、度较浅、没坑直径较大，深度较浅、没有缩口、呈浅盆形或浅形，有缩口、呈浅盆形或浅形，有缩口、呈浅盆形或浅形，有缩口、呈浅盆形或浅形，以适应喷注的形状。结构简以适应喷注的形状。结构简以适应喷注的形状。结构简以适应喷注的形状。结构简单、紧凑、散热面积小、无单、紧凑、散热面积小、无单、紧凑、散热面积小、无单、紧凑、散热面积小、无节流损失，燃油消耗率低，节流损失，燃油消耗率低，节流损失，燃油消耗率低，节流损失，燃油消耗率低，起动容易。起动容易。起动容易。起动容易。64( ( ( (二二二二) ) ) )半开式燃烧室半开式燃烧室半开式燃烧室半开式燃烧室 1 1 1 1、燃烧室在某种程度上被分为两部分，其中
129、一部分由设置、燃烧室在某种程度上被分为两部分，其中一部分由设置、燃烧室在某种程度上被分为两部分，其中一部分由设置、燃烧室在某种程度上被分为两部分，其中一部分由设置在活塞顶部或气缸盖底面上的凹坑组成，另一部分由活塞顶在活塞顶部或气缸盖底面上的凹坑组成，另一部分由活塞顶在活塞顶部或气缸盖底面上的凹坑组成，另一部分由活塞顶在活塞顶部或气缸盖底面上的凹坑组成，另一部分由活塞顶面到气缸盖底面之间的空间组成，两者间有较大的喉口相联面到气缸盖底面之间的空间组成，两者间有较大的喉口相联面到气缸盖底面之间的空间组成，两者间有较大的喉口相联面到气缸盖底面之间的空间组成，两者间有较大的喉口相联通。通。通。通。2 2
130、 2 2、与开式燃烧室相比，半开式燃烧室在活塞顶上的凹坑直、与开式燃烧室相比，半开式燃烧室在活塞顶上的凹坑直、与开式燃烧室相比，半开式燃烧室在活塞顶上的凹坑直、与开式燃烧室相比，半开式燃烧室在活塞顶上的凹坑直径略小、较深，有的有缩口，其形状繁多。目前应用的径略小、较深，有的有缩口，其形状繁多。目前应用的径略小、较深，有的有缩口，其形状繁多。目前应用的径略小、较深，有的有缩口，其形状繁多。目前应用的形、形、形、形、形、球形、盆形燃烧室以及四角形燃烧室等均属于半开式形、球形、盆形燃烧室以及四角形燃烧室等均属于半开式形、球形、盆形燃烧室以及四角形燃烧室等均属于半开式形、球形、盆形燃烧室以及四角形燃烧
131、室等均属于半开式燃烧室的范畴。燃烧室的范畴。燃烧室的范畴。燃烧室的范畴。3 3 3 3、燃烧室配用单孔或多孔喷油器，并斜置一定角度安装在、燃烧室配用单孔或多孔喷油器，并斜置一定角度安装在、燃烧室配用单孔或多孔喷油器，并斜置一定角度安装在、燃烧室配用单孔或多孔喷油器，并斜置一定角度安装在气缸盖上。喷油压力约为气缸盖上。喷油压力约为气缸盖上。喷油压力约为气缸盖上。喷油压力约为1717171725 25 25 25 MPaMPaMPaMPa。4 4 4 4、燃烧室的混合气形成不单纯依靠燃油的喷雾质量，而且燃烧室的混合气形成不单纯依靠燃油的喷雾质量，而且燃烧室的混合气形成不单纯依靠燃油的喷雾质量，而且
132、燃烧室的混合气形成不单纯依靠燃油的喷雾质量，而且还借助还借助还借助还借助进气涡流和挤压涡流来促进混合气的形成进气涡流和挤压涡流来促进混合气的形成进气涡流和挤压涡流来促进混合气的形成进气涡流和挤压涡流来促进混合气的形成。5 5 5 5、与开式燃烧室相比较，它对供油系统的要求较低，但仍、与开式燃烧室相比较，它对供油系统的要求较低，但仍、与开式燃烧室相比较，它对供油系统的要求较低，但仍、与开式燃烧室相比较，它对供油系统的要求较低，但仍保持燃油消耗率低、起动方便等优点，保持燃油消耗率低、起动方便等优点，保持燃油消耗率低、起动方便等优点，保持燃油消耗率低、起动方便等优点，6 6 6 6、应用较为广泛，其
133、中应用最多的是、应用较为广泛，其中应用最多的是、应用较为广泛，其中应用最多的是、应用较为广泛，其中应用最多的是形燃烧室。形燃烧室。形燃烧室。形燃烧室。65（1 1 1 1）形燃烧室形燃烧室形燃烧室形燃烧室 这种燃烧室的活塞顶部剖面轮廓为近似的这种燃烧室的活塞顶部剖面轮廓为近似的这种燃烧室的活塞顶部剖面轮廓为近似的这种燃烧室的活塞顶部剖面轮廓为近似的形，如图形，如图形，如图形，如图8-8-8-8-21212121所示。它利用螺旋进气道在进气时形成的绕气缸轴线旋转所示。它利用螺旋进气道在进气时形成的绕气缸轴线旋转所示。它利用螺旋进气道在进气时形成的绕气缸轴线旋转所示。它利用螺旋进气道在进气时形成的
134、绕气缸轴线旋转的进气涡流和压缩过程中形成的挤压涡流来促进混合气的形的进气涡流和压缩过程中形成的挤压涡流来促进混合气的形的进气涡流和压缩过程中形成的挤压涡流来促进混合气的形的进气涡流和压缩过程中形成的挤压涡流来促进混合气的形成。成。成。成。燃烧室采用多孔喷油器燃烧室采用多孔喷油器燃烧室采用多孔喷油器燃烧室采用多孔喷油器(3-5(3-5(3-5(3-5孔孔孔孔) ) ) )。当燃油以较高的喷油。当燃油以较高的喷油。当燃油以较高的喷油。当燃油以较高的喷油压力喷人气缸时，部分喷散在燃烧室空间，另压力喷人气缸时，部分喷散在燃烧室空间，另压力喷人气缸时，部分喷散在燃烧室空间，另压力喷人气缸时，部分喷散在燃
135、烧室空间，另部分由于空部分由于空部分由于空部分由于空气涡流的作用，喷射到燃烧室壁面上，形成油膜，后者受热气涡流的作用，喷射到燃烧室壁面上，形成油膜，后者受热气涡流的作用，喷射到燃烧室壁面上，形成油膜，后者受热气涡流的作用，喷射到燃烧室壁面上，形成油膜，后者受热蒸发，油蒸汽被空气涡流带走迅速与空气形成可燃混合气。蒸发，油蒸汽被空气涡流带走迅速与空气形成可燃混合气。蒸发，油蒸汽被空气涡流带走迅速与空气形成可燃混合气。蒸发，油蒸汽被空气涡流带走迅速与空气形成可燃混合气。混合气的形成以空间混合为主。混合气的形成以空间混合为主。混合气的形成以空间混合为主。混合气的形成以空间混合为主。66（2 2 2 2
136、）球形燃烧室）球形燃烧室）球形燃烧室）球形燃烧室活塞顶部的燃烧室呈球形，如图活塞顶部的燃烧室呈球形，如图活塞顶部的燃烧室呈球形，如图活塞顶部的燃烧室呈球形，如图8-8-8-8-22-22-22-22所示。所示。所示。所示。具有一个或两个喷孔的具有一个或两个喷孔的具有一个或两个喷孔的具有一个或两个喷孔的喷油器，装在燃烧室边缘切口处并喷油器，装在燃烧室边缘切口处并喷油器，装在燃烧室边缘切口处并喷油器，装在燃烧室边缘切口处并沿燃烧室壁喷油，沿燃烧室壁喷油，沿燃烧室壁喷油，沿燃烧室壁喷油，使绝大部分燃油使绝大部分燃油使绝大部分燃油使绝大部分燃油喷到燃烧室壁面上，在气流作用下喷到燃烧室壁面上，在气流作用
137、下喷到燃烧室壁面上，在气流作用下喷到燃烧室壁面上，在气流作用下形成形成形成形成层薄油膜。油膜从燃烧室壁层薄油膜。油膜从燃烧室壁层薄油膜。油膜从燃烧室壁层薄油膜。油膜从燃烧室壁面吸取热量，迅速蒸发并与燃烧室面吸取热量，迅速蒸发并与燃烧室面吸取热量，迅速蒸发并与燃烧室面吸取热量，迅速蒸发并与燃烧室中高速旋转的空气混合，形成均质中高速旋转的空气混合，形成均质中高速旋转的空气混合，形成均质中高速旋转的空气混合，形成均质可燃混合气可燃混合气可燃混合气可燃混合气。从喷注中分散出少量。从喷注中分散出少量。从喷注中分散出少量。从喷注中分散出少量雾化燃油，在燃烧室炽热的空气中雾化燃油，在燃烧室炽热的空气中雾化燃
138、油，在燃烧室炽热的空气中雾化燃油，在燃烧室炽热的空气中形成火源，点燃从壁面油膜蒸发形形成火源，点燃从壁面油膜蒸发形形成火源，点燃从壁面油膜蒸发形形成火源，点燃从壁面油膜蒸发形成的可燃混合气。成的可燃混合气。成的可燃混合气。成的可燃混合气。67球形燃烧室的特点是：球形燃烧室的特点是：球形燃烧室的特点是：球形燃烧室的特点是：具有较强的进气涡流；有具有较强的进气涡流；有具有较强的进气涡流；有具有较强的进气涡流；有利于油膜蒸发的壁面温度利于油膜蒸发的壁面温度利于油膜蒸发的壁面温度利于油膜蒸发的壁面温度( ( ( (约约约约3003503003503003503003500 0 0 0C)C)C)C)；
139、合理合理合理合理的结构尺寸；气流与喷注很好的配合的结构尺寸；气流与喷注很好的配合的结构尺寸；气流与喷注很好的配合的结构尺寸；气流与喷注很好的配合。这种这种以油以油以油以油膜蒸发混合为主膜蒸发混合为主膜蒸发混合为主膜蒸发混合为主的燃烧系统的燃烧系统( (又称又称M M M M燃烧系统燃烧系统燃烧系统燃烧系统) )，使柴油机具有使柴油机具有工作柔和、燃烧噪声低，高负荷时工作柔和、燃烧噪声低，高负荷时工作柔和、燃烧噪声低，高负荷时工作柔和、燃烧噪声低，高负荷时烟度较小、空气利用率较高、燃油消耗率较低烟度较小、空气利用率较高、燃油消耗率较低烟度较小、空气利用率较高、燃油消耗率较低烟度较小、空气利用率较
140、高、燃油消耗率较低能使用多种燃料等优点能使用多种燃料等优点能使用多种燃料等优点能使用多种燃料等优点。其。其缺点是冷起动困难，缺点是冷起动困难，缺点是冷起动困难，缺点是冷起动困难，低负荷时燃烧室壁温低、排烟较大，活塞热负荷低负荷时燃烧室壁温低、排烟较大，活塞热负荷低负荷时燃烧室壁温低、排烟较大，活塞热负荷低负荷时燃烧室壁温低、排烟较大，活塞热负荷较高，对增压适应性差，在大缸径应用有困难较高，对增压适应性差，在大缸径应用有困难较高，对增压适应性差，在大缸径应用有困难较高，对增压适应性差，在大缸径应用有困难低速性能不好，对气道、喷油嘴质量等因素很敏低速性能不好，对气道、喷油嘴质量等因素很敏低速性能不
141、好，对气道、喷油嘴质量等因素很敏低速性能不好，对气道、喷油嘴质量等因素很敏感，设计和制造要求高感，设计和制造要求高感，设计和制造要求高感，设计和制造要求高。683 3 3 3、四角形燃烧室、四角形燃烧室、四角形燃烧室、四角形燃烧室 这种燃烧室以活塞顶上呈四角形这种燃烧室以活塞顶上呈四角形这种燃烧室以活塞顶上呈四角形这种燃烧室以活塞顶上呈四角形的凹坑而得名的凹坑而得名的凹坑而得名的凹坑而得名，如图，如图8-238-23所示。斜所示。斜置的置的4 4孔喷油器对着燃烧室的孔喷油器对着燃烧室的4 4个角个角落喷油。由于喉口呈四角方形，空落喷油。由于喉口呈四角方形，空气涡流和边部之间的摩擦随转速的气涡流
142、和边部之间的摩擦随转速的升高而剧增。因此，抑制了高速时升高而剧增。因此，抑制了高速时涡流的增强，燃油的分布受转速的涡流的增强，燃油的分布受转速的影响也就减弱，从而使燃油与空气影响也就减弱，从而使燃油与空气在各种转速下均能较好地混合。由在各种转速下均能较好地混合。由于在于在4 4 4 4个圆角处产生微涡流，进一个圆角处产生微涡流，进一个圆角处产生微涡流，进一个圆角处产生微涡流，进一步促进了混合气的形成和燃烧，从步促进了混合气的形成和燃烧，从步促进了混合气的形成和燃烧，从步促进了混合气的形成和燃烧，从而使内燃机的烟度值、经济性和排而使内燃机的烟度值、经济性和排而使内燃机的烟度值、经济性和排而使内燃
143、机的烟度值、经济性和排放指标均获得了改善。放指标均获得了改善。放指标均获得了改善。放指标均获得了改善。69二、分开式燃烧室二、分开式燃烧室二、分开式燃烧室二、分开式燃烧室这种燃烧室被明显地分隔成两部分这种燃烧室被明显地分隔成两部分这种燃烧室被明显地分隔成两部分这种燃烧室被明显地分隔成两部分，部分由活塞部分由活塞部分由活塞部分由活塞顶面和气缸盖底面组成，称为主燃烧室；另顶面和气缸盖底面组成，称为主燃烧室；另顶面和气缸盖底面组成，称为主燃烧室；另顶面和气缸盖底面组成，称为主燃烧室；另部部部部分在气缸盖或气缸体内，称为辅助燃烧室分在气缸盖或气缸体内，称为辅助燃烧室分在气缸盖或气缸体内，称为辅助燃烧室
144、分在气缸盖或气缸体内，称为辅助燃烧室。两者。两者以一条或数条通道相联接。分开式燃烧室常以辅以一条或数条通道相联接。分开式燃烧室常以辅助燃烧室的特征不同分为两类，即助燃烧室的特征不同分为两类，即涡流室燃烧室涡流室燃烧室涡流室燃烧室涡流室燃烧室和和预燃室燃烧室预燃室燃烧室预燃室燃烧室预燃室燃烧室。1 1 1 1涡流室燃烧室涡流室燃烧室涡流室燃烧室涡流室燃烧室如图如图8-248-24所示。所示。主燃烧室包括活塞顶上各种主燃烧室包括活塞顶上各种主燃烧室包括活塞顶上各种主燃烧室包括活塞顶上各种形状的导流槽和凹坑形状的导流槽和凹坑形状的导流槽和凹坑形状的导流槽和凹坑，如图，如图8 82525所示。所示。般
145、多般多采用双涡流凹坑。采用双涡流凹坑。辅助燃烧室为涡流室，一般设在气缸盖内，形辅助燃烧室为涡流室，一般设在气缸盖内，形辅助燃烧室为涡流室，一般设在气缸盖内，形辅助燃烧室为涡流室，一般设在气缸盖内，形状有球形、球锥形状有球形、球锥形状有球形、球锥形状有球形、球锥形( ( ( (慧星慧星慧星慧星v v v v形形形形) ) ) )和球柱形等和球柱形等和球柱形等和球柱形等，其，其，其，其容积约为全部燃烧室容积的容积约为全部燃烧室容积的容积约为全部燃烧室容积的容积约为全部燃烧室容积的50505050一一一一80808080。70涡流室采用切向连接通道与主燃烧室相涡流室采用切向连接通道与主燃烧室相通通。
146、通道形状多采用圆形、椭圆形或豆形。通道截面积约为活塞面积的1一3。通道对准活塞顶上的导流槽。喷油器采用单孔轴针式，斜装在涡流室喷油器采用单孔轴针式，斜装在涡流室里里，其喷油压力为1015Mpa。这种燃烧室中的混合气形成，这种燃烧室中的混合气形成，主要是利主要是利用压缩涡流、燃烧涡流、燃油喷注和涡流用压缩涡流、燃烧涡流、燃油喷注和涡流的互相配合而获得的。的互相配合而获得的。最高燃烧压力和平均压力升高率较低最高燃烧压力和平均压力升高率较低，柴油机运转平稳，噪声较低；柴油机运转平稳，噪声较低；71l空气利用率较高空气利用率较高，使柴油机能在=1.151.25时无烟工作，排气污染小排气污染小；l对燃油
147、系统的要求较低对燃油系统的要求较低，改善了供油装置的工作条件；l混合气形成质量混合气形成质量对转速变化不敏感对转速变化不敏感，高速性，高速性能好能好；l散热损失和节流损失较大散热损失和节流损失较大，导致燃油消耗率，导致燃油消耗率较高，冷起动也较困难较高，冷起动也较困难。为了改善起动性能，为了改善起动性能，有时需在涡流室上加装辅助起动装置有时需在涡流室上加装辅助起动装置( (如电热如电热塞等塞等) )。有的柴油机则在镶块上增加一个对准。有的柴油机则在镶块上增加一个对准喷油孔的小锥孔喷油孔的小锥孔( (起动孔起动孔) )，可让小部分燃油直，可让小部分燃油直接喷入压缩温度高的主燃烧室，以利于冷启动。
148、接喷入压缩温度高的主燃烧室，以利于冷启动。72 2 2 2 2预燃室燃烧室预燃室燃烧室预燃室燃烧室预燃室燃烧室 预燃室燃烧室分为两部分，即预燃室预燃室燃烧室分为两部分，即预燃室预燃室燃烧室分为两部分，即预燃室预燃室燃烧室分为两部分，即预燃室( ( ( (通常是装在气缸通常是装在气缸通常是装在气缸通常是装在气缸盖中的一个用耐热钢制成的单独零件盖中的一个用耐热钢制成的单独零件盖中的一个用耐热钢制成的单独零件盖中的一个用耐热钢制成的单独零件) ) ) )和主燃烧室和主燃烧室和主燃烧室和主燃烧室( ( ( (活塞活塞活塞活塞顶部空间顶部空间顶部空间顶部空间) ) ) )，如图如图如图如图8-268-2
149、68-268-26所示。所示。所示。所示。与涡流室相比，与涡流室相比，与涡流室相比，与涡流室相比，预燃室容积较小预燃室容积较小预燃室容积较小预燃室容积较小，约为燃烧室总容积，约为燃烧室总容积，约为燃烧室总容积，约为燃烧室总容积的的的的25252525-40-40-40-40。预燃室与主燃烧室的连接通道通常由一至数个称为喷预燃室与主燃烧室的连接通道通常由一至数个称为喷预燃室与主燃烧室的连接通道通常由一至数个称为喷预燃室与主燃烧室的连接通道通常由一至数个称为喷孔的圆形通道组成。孔的圆形通道组成。孔的圆形通道组成。孔的圆形通道组成。喷油器一般安装在气缸盖的预燃室中心附近喷油器一般安装在气缸盖的预燃室
150、中心附近喷油器一般安装在气缸盖的预燃室中心附近喷油器一般安装在气缸盖的预燃室中心附近，喷油压，喷油压，喷油压，喷油压力约为力约为力约为力约为813 813 813 813 MPaMPaMPaMPa。混合气形成特点：在压缩行程中，主燃烧室的部分空混合气形成特点：在压缩行程中，主燃烧室的部分空混合气形成特点：在压缩行程中，主燃烧室的部分空混合气形成特点：在压缩行程中，主燃烧室的部分空气经喷孔被压入预燃室，形成强烈紊流；当压缩行程接气经喷孔被压入预燃室，形成强烈紊流；当压缩行程接气经喷孔被压入预燃室，形成强烈紊流；当压缩行程接气经喷孔被压入预燃室，形成强烈紊流；当压缩行程接近终了时，喷油器将燃油喷入
151、预燃室并直抵喷孔附近。近终了时，喷油器将燃油喷入预燃室并直抵喷孔附近。近终了时，喷油器将燃油喷入预燃室并直抵喷孔附近。近终了时，喷油器将燃油喷入预燃室并直抵喷孔附近。由于由于由于由于预燃室中氧气不足，喷入的燃油只有一部分在其中预燃室中氧气不足，喷入的燃油只有一部分在其中预燃室中氧气不足，喷入的燃油只有一部分在其中预燃室中氧气不足，喷入的燃油只有一部分在其中燃烧，未燃部分和燃烧产物一起高速喷入主燃烧室，并燃烧，未燃部分和燃烧产物一起高速喷入主燃烧室，并燃烧，未燃部分和燃烧产物一起高速喷入主燃烧室，并燃烧，未燃部分和燃烧产物一起高速喷入主燃烧室，并在主燃烧室中形成强烈的紊流运动在主燃烧室中形成强烈
152、的紊流运动在主燃烧室中形成强烈的紊流运动在主燃烧室中形成强烈的紊流运动( ( ( (燃烧涡流燃烧涡流燃烧涡流燃烧涡流) ) ) )，导致与，导致与，导致与，导致与主燃烧室的空气进一步混合，继续燃烧。主燃烧室的空气进一步混合，继续燃烧。主燃烧室的空气进一步混合，继续燃烧。主燃烧室的空气进一步混合，继续燃烧。73由于由于由于由于预燃室喷孔截面很小，具有强烈的节流作预燃室喷孔截面很小，具有强烈的节流作预燃室喷孔截面很小，具有强烈的节流作预燃室喷孔截面很小，具有强烈的节流作用，致使主燃烧室的平均压力升高率和最高燃烧用，致使主燃烧室的平均压力升高率和最高燃烧用，致使主燃烧室的平均压力升高率和最高燃烧用，
153、致使主燃烧室的平均压力升高率和最高燃烧压力都较低压力都较低压力都较低压力都较低，柴油机工作比较柔和、噪声小、排，柴油机工作比较柔和、噪声小、排，柴油机工作比较柔和、噪声小、排，柴油机工作比较柔和、噪声小、排气污染低。气污染低。气污染低。气污染低。预燃室不要求燃油高度雾化，因此有预燃室不要求燃油高度雾化，因此有预燃室不要求燃油高度雾化，因此有预燃室不要求燃油高度雾化，因此有可能采用可能采用可能采用可能采用大通过截面的单孔喷油器，并可降低喷油压力大通过截面的单孔喷油器，并可降低喷油压力大通过截面的单孔喷油器，并可降低喷油压力大通过截面的单孔喷油器，并可降低喷油压力，使供油装置的工作条件得到改善。使
154、供油装置的工作条件得到改善。使供油装置的工作条件得到改善。使供油装置的工作条件得到改善。混合气形成质量对混合气形成质量对混合气形成质量对混合气形成质量对柴油机转速不敏感柴油机转速不敏感柴油机转速不敏感柴油机转速不敏感，可保证，可保证，可保证，可保证较大转速范围内的工作指标较大转速范围内的工作指标较大转速范围内的工作指标较大转速范围内的工作指标。预燃室喷孔强烈节流，预燃室喷孔强烈节流，预燃室喷孔强烈节流，预燃室喷孔强烈节流，流动损失和散热损失大，流动损失和散热损失大，流动损失和散热损失大，流动损失和散热损失大，所以所以所以所以经济性差经济性差经济性差经济性差，起动也困难。，起动也困难。，起动也困难。，起动也困难。为了保证冷起动，一般在预燃室上都为了保证冷起动，一般在预燃室上都为了保证冷起动，一般在预燃室上都为了保证冷起动，一般在预燃室上都装有电热装有电热装有电热装有电热塞塞塞塞。74
