汽车发动机原理柴油机混合气形成与燃烧.pptx

SDJT UNIVERSITY,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,SDJT UNIVERSITY,第,6,章 柴油机混合气的形成与燃烧,第,6,章 柴油机混合气的形成与燃烧,知识目标,1,了解柴油机混合气的形成方式。,2,掌握柴油机的燃烧过程以及影响因素。,3,掌握各种不正常的燃油喷射现象。,4,了解柴油机各种燃烧室的特点,能力目标,能够分析柴油机混合气形成特点。,能够分析柴油机正常燃烧过程在不同阶段的燃烧特点。,综合运用知识给出控制柴油机燃烧过程的主要措施。,柴油机燃烧过程,混合气的形成和燃烧室,燃油喷射和雾化,燃烧过程的影响因素,2025/4/21 周一,本章主要内容,燃烧过程的特点,高压喷油在气缸内形成可燃混合气,压缩自燃。,燃烧必须具备的条件,可燃混合气必须具有一定的温度,可燃混合气必须在一定的浓度范围内,6.1,柴油机的燃烧过程,二、燃烧过程,各阶段划分：,1,：,着火延迟期,2,：缓燃期,3,：速燃期,4,：补燃期,D,最高温度,C,最高压力,A,开始喷油,B,开始着火,E,燃烧结束,6.1,柴油机的燃烧过程,（一）着火延迟期,（滞燃期,A-B,）,A,喷油嘴针阀打开向缸高压喷油,。,此时，缸内温度虽已远远超过柴油的自燃温度（可达,400,800,），但并不马上着火,。,6.1,柴油机的燃烧过程,6.1,柴油机的燃烧过程,B,缸内压力脱离压缩线开始急骤增高。,一般时间：,0.0007,0.003 s,；,对应的曲轴转角称为着火延迟角,尽管着火延迟期 很短，但却对燃烧过程、尤其是柴油机的燃烧过程影响很大，因此十分重要。,6.1,柴油机的燃烧过程,着火延迟期长短会明显影响阶段喷油量和预制混合气量的多少，从而影响柴油机的燃烧特性、动力性爱那个、经济性、排放特性以及噪声振动，必须精确控制。,在燃料十六烷值一定的情况下，影响着火延迟期长短的主要因素是燃烧室内的温度和压力。,6.1,柴油机的燃烧过程,2025/4/21 周一,温度与压力对着火延迟期的影响。,6.1,柴油机的燃烧过程,6.1,柴油机的燃烧过程,（二）速燃期,B,C,B,点开始着火，压力急骤增高，接近等容燃烧。,持续喷油，即随喷随燃。,C,最高压力点。,为表示,B,C,阶段压力升高的急骤程度，引入概念,压力升高率：,Mpa/degCA,6.1,柴油机的燃烧过程,，,运动部件冲击载荷,，工作粗暴，柴油机寿命,；,过急的压力升高会导致温度明显升高，使,Nox,生成量明显增加。,，,做功不利，柴油机性能,兼顾运转平稳性，不宜超过,0.40.5MPa/,（,），为抑制,Nox,生成，应更低。,6.1,柴油机的燃烧过程,速燃期如何控制压力升高率,缩短着火延迟期时间,减少着火延迟期内喷入的燃油量,你能想出哪些方法？,燃料（十六烷值）；压缩比；进气增压；预热；选用不同的喷油器等,6.1,柴油机的燃烧过程,6.1,柴油机的燃烧过程,（三）缓燃期,C,D,D,最高温度点。,1700,2000 K,。,放热量达,70,80%,。,D,点一般在上止点后,2035,曲轴转角处出现。,喷油在此阶段停止，,V,，,p,，接近等压燃烧。废气量,，氧气、燃油量,燃烧,。,6.1,柴油机的燃烧过程,最高压力出现在上止点后,1015,，柴油机最高压力点出现的位置与哪些因素有关？,喷油提前角；着火延迟期和速燃期的长短。,6.1,柴油机的燃烧过程,6.1,柴油机的燃烧过程,（四）补燃期,D,E,E,放热量达,95,99%,。,补燃期在膨胀过程中。,补燃期,，,，动力性,，冷却水温度,，排气温度,，排放差。,6.1,柴油机的燃烧过程,所以，应尽量减少补燃。柴油机由于随喷随燃，混合时间短，补燃要比汽油机严重。,高速、高负荷下由于过量空气系数小，混合气形成和燃烧时间更短，后燃更为严重。,6.1,柴油机的燃烧过程,6.1,柴油机的燃烧过程,柴油机燃烧放热规律三要素,燃烧放热始点,燃烧放热持续时间,燃烧放热率规律,6.1,柴油机的燃烧过程,理想的燃烧放热规律及其控制,放热始点的位置要保证最大燃烧压力出现在上止点后,1215,；,通过柴油机喷油提前角的变化以及着火落后期长短来加以调控。,6.1,柴油机的燃烧过程,三 影响着火延迟期 的因素,6.1,柴油机的燃烧过程,（三）喷油提前角,影响最大的因素,虽然喷油时的压力较高，但着火时刻推迟,使燃烧,，,所以，有一个使,i,为最小的,。,高速时,:10,15 degCA,低速时,:5,10 degCA,一 般,:,=5,10 degCA,6.1,柴油机的燃烧过程,（四）转速,N,n,漏气、散热损失,，,；,喷油压力,雾化,；气流运动,蒸发,混合气形成好转,。,但,n,着火延迟角,6.1,柴油机的燃烧过程,（六）,增压,增压,，,（五）十六烷值,十六烷值,柴油的自燃性,缸内,p,，,T,大时，影响不大；,缸内,p,，,T,小时,。,6.1,柴油机的燃烧过程,第,2,节 柴油机的燃油喷射与雾化,6.2.1,供油系统和喷射过程,柴油机供油系统,大、中型车采用泵,-,管,-,嘴供油系统；,轻型车采用分配式喷油泵供油系统,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,典型供油系统的组成,油箱,输油泵,滤油器,低压油管,喷油泵,高压油管,喷油器,(,喷油嘴,),油箱,输油泵,滤油器,低压油管,喷油泵,高压油管,喷油器,(,喷油嘴,),6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,喷油泵：,定时定量经高压油管向各缸的喷油器周期性的供给高压燃油。,喷油器：,将喷油泵供给的高压燃油喷入柴油机燃烧室，使燃油雾化成微细的油粒，并按一定的要求适当的分布在燃烧室内。,2025/4/21 周一,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,喷油器,2025/4/21 周一,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,孔式喷嘴,主要用于直喷式燃烧室中。,孔数,:1,5,个，,=0.25,0.8 mm,。,雾化好，但易阻塞。孔数越少，雾化越好，但也易阻塞。,轴针式喷嘴,主要用于分隔式燃烧室中。,=1,3 mm,，通道间隙,=0.025,0.05 mm,。,雾化差，但有自洁作用，不易阻塞。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,喷油嘴的流通特性,喷孔有效流通截面积与针阀升程的关系,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,喷油泵的节流作用,柱塞式喷油泵工作过程,柱塞上行，使喷油泵内压力升高，当压力升高到一定值时，克服喷油泵上方出油阀弹簧预紧力和高压油管内的残余油压，顶开出油阀，通过高压油管向喷油器供油。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,上行过程中，,2,点过了,4,点之后，打开回油口，使泵内油压下降。当泵内油压小于出油阀弹簧预紧力和高压油管内的残余油压力时，出油阀落座，喷油停止。,下行过程中,2,点过了,4,点之后，回油停止，重新进油。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,喷油泵的,节流作用,理论上（不存在节流）,上行,当,3,点与,5,点重合时，才开始供油。,当,2,点与,4,点重合时，即开始回油，停止供油。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,山东交通学院,实际上（存在节流）,上行过程,当,3,点不到,5,点时，由于通道小，节流，已经开始供油。,关闭进油口时,供油提前。,当,2,点过了,4,点以后，通道小，节流，才开始回油，停止供油。,开启回油口时,供油持续。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,2025/4/21 周一,所以，由于节流作用，实际供油比理论供油时间长，供油量大。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,喷油泵速度特性,喷油泵油量控制机构（齿条或拉杆）位置固定，循环供油量随喷油泵转速变化的关系称为喷油泵的速度特性,。,n,节流作用,循环供油时间,循环供油量,g,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,车用的适应性,车用：,希望,n,g,(,v,),M,e,(,例如,:,低速大负荷工况,),喷油泵速度特性：,n,g,Me,因此，喷油泵速度特性不适合于车用,必须进行校正,。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,喷油泵速度特性校正,出油阀校正,可变减压容积和可变减压作用,措施：,尾部,4,条锥形槽，尺寸向阀顶逐减；出油阀减压环带凸缘与出油阀座内孔有不同间隙；出油阀开节流小孔,结果：,n,节流作用,g,Me,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,2025/4/21 周一,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,调速器校正,n,b,Me,（,在发动机特性中介绍）,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,2025/4/21 周一,喷射过程,从喷油泵开始供油直至喷油器停止喷油的过程。整个喷油过程在全负荷工况下约占,1540,曲轴转角。整个喷射过程分为三个阶段：,喷射延迟阶段,主喷射阶段,喷油结束阶段,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,供油始点,A,喷油始点,B,喷油器端压力急降,C,喷油器针阀完全落座,D,喷射延迟阶段,主喷射阶段,喷射结束阶段,喷油时间由柱塞有效行程,喷油器端压力,喷油泵端压力,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,喷油规律,单位时间（或曲轴转角）的喷油量随时间（或曲轴转角）的变化规律。,喷油规律影响放热规律，放热规律影响动力性、经济性和排放。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,几何供油规律与喷油规律,几何供油规律,：,油泵凸轮每转一度,（或每秒）,喷油泵供入高压油管的燃油量,ml/degPA,或,ml/s,随喷油泵凸轮轴转角,（或时间,t,）,的变化关系,。,喷油规律,：,油泵凸轮每转一度,（或每秒）,喷油器喷入燃烧室内的燃油量,ml/degPA,或,ml/s,随喷油泵凸轮轴转角,（或时间,t,）,的变化关系。,几何供油规律与喷油规律不同,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,两者差别的主要原因,燃油的可压缩性,燃油在低压时可视为不可压缩流体，但是高压（,30200MPa,）时必须考虑其可压缩性，高压系统中压力变化较大。,压力波传播滞后,虽然压力波传播速度高达,12001400m/s,，仍有明显的相位差，,1,米高压油管在发动机转速为,3000r/min,，相位差达到,10,曲轴转角。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,压力波动,高压系统中压力波传播速度高的反复反射和叠加会造成喷油规律和供油规律在形状上产生差异。,高压容积变化,油管的弹性变形以及出油阀和针阀两个弹性系统的影响造成高压容积发生变化。高压系统压力变化越大，管子内径越大，管路越长，容积变化越大。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,异常喷射现象,二次喷射,断续喷射,隔次喷射,气穴与穴蚀,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,二次喷射,定义,：,喷射终了喷油器针阀落座以后,在压力波动的影响下再次升起喷油的现象,.,原因,：,高压油管内压力波引起,。,危害,：,喷射时间,+,喷油压力,雾化不良，燃烧不完全，补燃严重，排污,，炭烟,，零件过热。,发动机高转速、高负荷下容易发生。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,减少二次喷射的方法,减少高压油管容积，增加高压油管刚度，,减少喷孔直径,增加出油阀的减压容积,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,断续喷射,主要发生在低速低负荷工况,喷油时间正常，但某一瞬时喷油泵的供油量小于从喷油嘴喷出的燃油量，针阀在喷射过程中周期性跳动。针阀运动次数越多，喷油嘴易磨损。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,原因,：低速、尤其是怠速时，油压不足，压不开针阀。下一循环时油压聚足，压开针阀喷射。,危害,：怠速运转不稳定；限制了最低稳定车速。,隔次喷射,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,气穴与穴蚀,瞬间某一部位高压油路中的压力接近于零压时，会产生油和空气的气泡。,称为气穴。,气泡在随后的高压下爆裂，气泡的连续产生和爆裂会引起油管压力在主喷射后高频波动，对金属表面形成冲击，这种现象多次出现会导致疲劳损坏，,称为穴蚀。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,燃料的喷雾,喷雾的作用,只有当燃料与空气充分接触，形成可燃混合气时，才有可能燃烧。接触面积越大，可燃混合气越多，燃烧越完善。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,喷雾特性,油束射程,L,并不一定越大越好，这要根据混合气形成的机理与燃烧室形状具体分析。,L,燃料喷到壁面上多,空间混合气太稀。,L,燃料集中,混合气分布不均匀,空气利用,。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,喷雾锥角,反映油束的紧密程度。,孔式喷嘴,油束松散，粒细。,轴针式喷嘴,油束紧密，粒粗。,雾化质量（雾化特性）,细度,油滴平均直径，油滴平均直径越小，雾化细：雾化好,均匀度,油滴最大直径和油滴平均直径，均匀：雾化好,粒细,均匀度好，粒粗,均匀度差。,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,6.2,柴油机的燃油喷射与雾化,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,1.,空间雾化,将燃料喷在燃烧室空间使之成为雾状，再利用空气运动达到充分混合。,特点,:,对燃料喷雾要求高（采用多孔喷嘴）,燃烧易于完全，经济性好。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,但初期空间分布燃料多，燃烧迅速,工作粗暴。,对空气运动要求不高,后期燃料易被早期燃烧产物包围，高温裂解,排气冒烟。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,2.,油膜蒸发（,M,过程）,空间雾化型混合气蒸发方式要求将燃料尽量喷在燃烧室空间，而油膜蒸发型混合气蒸发方式则有意将燃料喷在燃烧室壁面上，使之成为薄薄的一层油膜附着在燃烧室壁面上，只有一小部分燃料分布在燃烧室空间。经燃烧室壁面和燃烧加热，边蒸发，边混合，边燃烧。初期蒸发、燃烧慢，后期蒸发、燃烧迅速（先缓后急）。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,特点,:,1,对燃料喷雾要求不高（采用单、双孔喷嘴），对空气运动要求高。,2,放热先缓后急,，,噪声小，经济性较好,。,3,但低速性能不好，冷起动困难。对进气道、燃料供给系统和燃烧室结构参数之间的配合要求很高，制造工艺要求严格。,工作柔和，,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,2025/4/21 周一,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,柴油机燃烧室,柴油机混合气的形成和燃烧都是在,燃烧室进行，时间非常短，要使发动机具有良好的性能，不但要有良好的燃料喷射系统，较高的燃料喷雾质量，还必须有与燃料喷射配合恰当的燃烧室形状和气流运动。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,柴油机燃烧室按结构形式可分为,直接喷射式,分割喷射式,2025/4/21 周一,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,（一）直喷式燃烧室,结构特点：,位于活塞顶部，具有统一空间的燃烧室,开式,中、大型，中、低速船舶、发电用柴油机，不组织进气涡流，空间雾化型混合气蒸发方式。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,2.,半开式,中、小型，中、高速车用柴油机,（,1,）,型,（,2,）球型,（,3,）复合式（,U,型）,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,直喷半开式燃烧室主要用于,中、小型，中、高速车用,直喷半开式燃烧室,型燃烧室,混合气形成方式：,空间雾化。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,，,油束射程,燃油喷在燃烧室局部空间，空气利用率,。,，,油束射程,，,气流运动,燃油喷在燃烧室壁面上，雾化差。,型燃烧室主要结构参数,其中,d,k,燃烧室喉口直径；,D 汽缸直径,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,空气利用率,，散热面积,燃烧好。,所以，希望 尽可能大。,其中,V,k,燃烧室容积；,V,c,活塞位于上止点时压缩容积,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,（,1,）长型多孔,(3,5,个,),喷嘴，孔径,d=0.25,0.4,mm,。,针阀开启压力,19.6 Mpa,，喷雾夹角,140160,（,2,）,i,工作粗暴。,（,3,）,1.3，,大,空气利用率,空气停留时间,NOx,（,4,）结构简单，散热面积,，冷起动性好，经济性好。,型燃烧室主要特点,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,半开式球形燃烧室,混合气形成方式：,油膜蒸发。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,半开式球形燃烧室主要特点,螺旋进气道，进气涡流强；,采用单孔喷嘴,=0.50.7mm,，或双孔喷嘴,=0.30.4mm,。喷嘴与汽缸盖平面成,70,夹角，沿顺气流方向喷射；,由于油膜的隔热作用，缸壁温度合适，,200350,。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,半开式球形燃烧室主要特点,值较小，,=1.1,左右，空气利用率,；,工作平稳、柔和，噪声小。经济性、动力性较好；,冷起动性和低速性差，排污严重；,缸径,D,不可太大，一般在,140mm,内。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,复合型（,U,）燃烧室,混合气形成方式：油膜蒸发,+,空间雾化。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,半开式燃烧室的空气运动,进气涡流,挤压涡流,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,进气涡流,使进气气流相对于气缸中心产生一个力，形成涡流,切向进气道,螺旋进气道,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,（二）分隔式燃烧室,主要用于高速柴油机。,结构特点,:,整个燃烧室分隔成两个空间，主燃烧室设于活塞顶部，副燃烧室位于汽缸盖内，中间用通道连接。燃油喷入副燃烧室内。,根据气流运动方式分为：,涡流室和预燃室,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,涡流室型,结构特点,副燃烧室呈球形，与主燃烧室通过相切的孔道相通。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,涡流室型,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,工作原理,压缩过程,：,活塞压迫空气经过通道流入涡流室，在涡流室中形成强烈的、有组织的压缩涡流，涡流流速随转速的提高而增高。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,燃烧过程：涡流室中喷油后，由于离心力作用，燃油被带到燃烧室外围，部分燃油附着在壁面上，在通道口附近首先着火。在强烈的涡流作用下，燃烧产物（密度小于空气）被卷向涡流室中央，将新鲜空气挤向涡流室外围，形成良好的热混合。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,涡流室中混合气着火后，涡流室中的压力、温度迅速升高，燃油、空气、混合气和火焰一起经过通道高速喷向主燃烧室，壁面附近的浓混合气首先从涡流室中喷出。,在活塞顶部开有浅的导流槽，形成强烈的燃烧涡流，即二次涡流，加速混合气的形成与燃烧。,2025/4/21 周一,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,主要特点,采用轴针式喷嘴,=1 mm,，针阀开启压力,9.8,12 Mpa,。,涡流强,空气利用率,（,=1.1,1.3,）。,n,涡流强度,高速性,压缩涡流、燃烧涡流使后期放热大,工作柔和、平稳，噪声小。,相对散热面积,，节流损失,经济性,，冷起动性,。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,预燃式燃烧室,结构特点,主燃烧室与副燃烧室相通的孔道,个数多，截面积小，产生压缩紊流。喷油器安装在预流室中，,燃油逆,进入预流室的气流,方向喷射,。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,预燃式燃烧室,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,预燃式燃烧室,工作原理,压缩过程：,活塞压迫空气经过通道流入预燃室，在预燃室中形成强烈的压缩紊流，转速越高，紊流越强。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,燃烧过程：压缩紊流将一部分小颗粒的燃油吹向预燃室上部，并在那里首先着火。混合气着火后，预燃室中的压力、温度迅速升高。下部已预热的燃油、空气、混合气和火焰一起经过通道高速喷向主燃烧室。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,2025/4/21 周一,在主燃烧室中形成强烈,的燃烧紊流，加速燃油的雾化和混合气的形成与燃烧。低速时经通道进入预燃室的气流不足以将燃油吹起，一部分燃油穿透气流喷向主燃烧室，使主燃烧室中初期燃烧的油量增多，压力升高率增大，工作粗暴，噪声增大。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,主要特点,（,1,）采用轴针式喷嘴，针阀开启压力,7.8,12.8 MPa,。,（,2,）紊流强,混合气形成改善,。,（,3,）节流作用大,高速时，工作更加柔和、平稳，噪声更小。,（,4,）低速性时易工作粗暴，噪声大。,（,5,）相对散热面积,，节流损失,经济性,。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,不同燃烧室性能对比,直喷式燃烧室,分隔式燃烧室,开式,半开式,涡流室,预燃室,混合气形成方式,空间雾化,空间雾化,两段混合,两段混合,空气运动,进气涡流无或弱,进气涡流挤压涡流较强,压缩涡流,二次涡流,压缩涡流,燃烧涡流,喷油器,孔式（,612,）,孔式（,46,）,轴针式,轴针式,燃料雾化,要求高,要求较高,要求较低,要求较低,启动,容易,较容易,难,最难,对燃料适应性,差,较差,较好,好,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,2025/4/21 周一,不同燃烧室性能对比,直喷式燃烧室,分隔式燃烧室,开式,半开式,涡流室,预燃室,Pme,高,较高,较低,低,be,190,210240,235275,245290,NOx,高,较高,低,低,PM,较低,高,低,低,HC,较低,高,低,低,燃烧噪声,最高,较高,低,最低,适应转速,=1500,=4000,=5000,=3500,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,2025/4/21 周一,不同燃烧室性能对比,在缸径大于,200mm,，转速小于,1000r/min,的重型汽车、大型增压柴油机上采用开式燃烧室；,中、轻型车目前主要是涡流室和半开式燃烧室；,预燃室常用于要求噪声特别低的矿井、游艇等特殊场合。,第,3,节,混合气的形成及燃烧室,第,4,节,燃烧过程的影响因素,燃油喷射,气流运动,燃烧室形状,配合,柴油机燃烧过程的要求之间是矛盾的,为提高经济性，希望有较大的过量空气系数，升功率降低，导致动力性下降；,为保证在上止点附近迅速燃烧，以提高动力性，但会影响工作平稳性，产生工作粗暴；,降低有害物,NOx,排放，增加了微粒的排放和经济性下降,第,4,节,燃烧过程的影响因素,1,、负荷,柴油机进入气缸的空气量基本不随负荷变化，只调节循环供油量，所以负荷调节为“,质调节,”。,二、影响燃烧过程的运转因素,第,4,节,燃烧过程的影响因素,1),转速一定，负荷,循环供油量 过量空气系数 单位容积放出热量,缸内温度,着火延迟期 工作粗暴；,2),当负荷增加，循环供油量增加以及燃烧时间变长，需要加大供油提前角；,第,4,节,燃烧过程的影响因素,2,、转速,n,散热损失，漏气损失,Tc,Pc,n,喷油压力,，燃油雾化,以秒计算的着火延迟期,转速增加，应加大供油提前角,第,4,节,燃烧过程的影响因素,3,、供油提前角,1,）供油提前角过大，柴油在汽缸压力和温度较低时进入气缸，使着火延迟期延长，；燃烧后，活塞仍在上行，增加了压缩负功，工作粗暴，经济性、动力性变差，,NOx,排放多。,2,）供油提前角过小，燃油不能在上止点附近及时燃烧，补燃量增加，微粒的排放增加。,第,4,节,燃烧过程的影响因素,3,、供油提前角,对每一种工况柴油机均有一个最佳的供油提前角。此时在负荷不变的情况下，有效燃油消耗率最低,。,最佳的供油提前角与发动机转速、压缩比、燃料性质、燃烧室及喷油规律等多因素相关。,为降低,NOx,和燃烧噪声，一般调节供油提前角略小于最佳的供油提前角。,第,4,节,燃烧过程的影响因素,4,燃料性质,燃料的十六烷值是衡量,自燃性,的指标，十六烷值高，着火延迟期短。使用十六烷值较高的燃油可降低工作振动和噪声，降低,NOx,的排放量。,直喷式燃烧室比分隔式燃烧室对燃油的性质更为敏感。,第,4,节,燃烧过程的影响因素,右图看出，为使柴油机工作柔和，燃料的十六烷值应在,4050,之间，另外燃料的馏程、黏度对燃烧过程也有影响。,第,4,节,燃烧过程的影响因素,5,废气再循环,原理和作用,一部分排气经,EGR,阀流回进气系统，稀释了新鲜混合气中的氧浓度，导致燃烧速度降低，同时还使新鲜混合气的比热容提高。两者造成燃烧温度降低，抑制,NOx,的生成。,第,4,节,燃烧过程的影响因素,废气再循环实,际上降低了过量空气系数，会对完善、及时的燃烧产生不利的影响，从而使碳烟的排放增多、柴油机经济性变差，特别是在高速、高负荷的工况更明显，因此仅在低速、低负荷的一定范围内才掺入一定量的废气,.,第,4,节,燃烧过程的影响因素,6,压缩比和增压度,压缩比提高，压缩终了工质的温度和压力增大，促使喷入的燃料加速雾化与蒸发，着火延迟期缩短，柴油机工作柔和，改善冷起动性能；,柴油机增压后，进入气缸的空气密度增大，进气压力和进气温度升高，着火延迟期缩短，柴油机工作柔和,。,第,4,节,燃烧过程的影响因素,