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1、汽油机混合气形成和燃烧你现在浏览的是第一页，共80页汽油机与柴油机相比主要有如下特点汽油机与柴油机相比主要有如下特点:汽油机汽油机 柴油机柴油机1 点燃式。点燃式。压燃式。压燃式。2 i影响小。影响小。i影响大。影响大。3 进入气缸的是混合气，进入气缸的是混合气，进入气缸的是新鲜空气，进入气缸的是新鲜空气，混合时间长。混合时间长。混合时间短。混合时间短。4最高温度高，热负荷大。最高温度高，热负荷大。最高压力高，机械负荷大。最高压力高，机械负荷大。5 压缩比低，压缩比低，=610。压缩比高，压缩比高，=1222。6 有爆燃问题。有爆燃问题。有工作粗暴问题。有工作粗暴问题。7 组织气流运动的目的是
2、为了组织气流运动的目的是为了 组织气流运动的目的是为了组织气流运动的目的是为了 加速火焰传播，防止爆燃。加速火焰传播，防止爆燃。进燃油与空气更好地混合。进燃油与空气更好地混合。你现在浏览的是第二页，共80页第一节第一节 汽油机混合气形成汽油机混合气形成 你现在浏览的是第三页，共80页你现在浏览的是第四页，共80页你现在浏览的是第五页，共80页你现在浏览的是第六页，共80页一、混合气形成过程一、混合气形成过程1 喉口流速喉口流速 P 雾化效果雾化效果 2 节气门开度节气门开度 喉口真空度喉口真空度 ,进气管进气管真空度真空度 从从 到到 3.节气门开度一定节气门开度一定,n ,4.节气门开度节气
3、门开度，n 蒸发性蒸发性 进气温度进气温度 蒸发性蒸发性 你现在浏览的是第七页，共80页二、理想化油器特性与供油系校正二、理想化油器特性与供油系校正（一）（一）理想化油器特性理想化油器特性 各种工况下满足最佳性能要求的理想混合比各种工况下满足最佳性能要求的理想混合比 试验结果。试验结果。1 影响因素影响因素（1）转速转速n 影响较小。影响较小。（2）负荷负荷 影响大。影响大。2 空燃比空燃比 你现在浏览的是第八页，共80页经济混合气经济混合气 A/F=17功率混合气功率混合气 A/F=1214怠速混合气怠速混合气 A/F=1012.4（1）常用工况常用工况 中等负荷中等负荷要求提供经济混合气。
4、要求提供经济混合气。（2）负荷负荷 90%以及怠以及怠速速,低速下低速下 加浓。加浓。你现在浏览的是第九页，共80页（二）（二）简单化油器特性简单化油器特性 单纯依靠喉口真空度单纯依靠喉口真空度 决定供油量的化油决定供油量的化油器。器。节气门开度变化节气门开度变化 A/F 变化变化 A/F 混合气浓混合气浓 与理想化油器有差异与理想化油器有差异,不能满足不能满足 汽油机要求。汽油机要求。你现在浏览的是第十页，共80页你现在浏览的是第十一页，共80页（三）（三）主供油系校正主供油系校正渗入空气法：渗入空气法：原因：原因：改善措施改善措施:,（主要方法）（主要方法）加入泡沫管加入泡沫管 你现在浏览
5、的是第十二页，共80页开始工作时 简单化油器。之后,泡沫孔起作用。第一排孔 第二排孔前 你现在浏览的是第十三页，共80页你现在浏览的是第十四页，共80页（四）（四）满负荷加浓与怠速加浓满负荷加浓与怠速加浓经主供油系统校正后经主供油系统校正后,负荷负荷 A/F。满负荷时满负荷时 要求要求A/F 怠速时怠速时 要求要求A/F 1 满负荷加浓满负荷加浓 加浓装置加浓装置 机械省油装置和真空省油装置。机械省油装置和真空省油装置。节气门开度节气门开度8085%，一定程度开始起作用。一定程度开始起作用。2 怠速加浓怠速加浓 怠速加浓系统怠速加浓系统 可使怠速可使怠速n 你现在浏览的是第十五页，共80页三三
6、 燃料调整特性燃料调整特性 在一定节气门开度和一定转速下在一定节气门开度和一定转速下,有效功率有效功率 、有、有效比油耗效比油耗 随发动机燃料消耗量随发动机燃料消耗量 或过空气系数或过空气系数 的变化关系。的变化关系。1 调节：化油器主量孔针阀位置或浮子室真空度以改变化油调节：化油器主量孔针阀位置或浮子室真空度以改变化油器的供油量。器的供油量。2 记录：记录：和和 、。3 得：得：,曲线曲线你现在浏览的是第十六页，共80页v4 曲线：（1）节气门全开 A 功率混合气 B 经济混合气（2）节气门部节气门部分开启分开启A 做出不同节气做出不同节气门开度下的门开度下的,曲线。曲线。B 做两组曲线的做
7、两组曲线的包络线包络线 理想理想负荷特性负荷特性你现在浏览的是第十七页，共80页v5 主量孔、空气量孔的调节和确定主量孔、空气量孔的调节和确定v 作不同主量孔及空气量孔尺寸的负荷特性作不同主量孔及空气量孔尺寸的负荷特性试验试验,选择与理想负荷特性曲线拟合最好的选择与理想负荷特性曲线拟合最好的作为主量孔和空气量孔的定型尺寸（配剂尺作为主量孔和空气量孔的定型尺寸（配剂尺寸）。寸）。v 但转速不同但转速不同,该配剂尺寸很难保证化油器该配剂尺寸很难保证化油器在所有转速下均与理想负荷特性拟合好在所有转速下均与理想负荷特性拟合好,这这是化油器式发动机不能很好地与车用性能匹是化油器式发动机不能很好地与车用性
8、能匹配的关键所在。配的关键所在。你现在浏览的是第十八页，共80页四、化油器变工况运行四、化油器变工况运行1 加速过程加速过程（1）急加速急加速 节气门突然开大节气门突然开大 油量增大滞后油量增大滞后,导致导致,混合气变稀，混合气变稀，Me反而反而下降，不能满足车用。因此加设加速系统下降，不能满足车用。因此加设加速系统 加速泵加速泵,瞬间向缸内额外喷油。瞬间向缸内额外喷油。（2）稳定加速稳定加速 加速泵不起作用。加速泵不起作用。你现在浏览的是第十九页，共80页你现在浏览的是第二十页，共80页2 急减速过程急减速过程 节气门突然关闭节气门突然关闭 ,混合气瞬间变浓。混合气瞬间变浓。设置节气门缓冲器
9、设置节气门缓冲器,以减慢节气门关闭速度。以减慢节气门关闭速度。3 起动过程起动过程 起动需浓混合气起动需浓混合气,但此时但此时 ,可能可能吸不出油吸不出油,加之喉口速度加之喉口速度,雾化差雾化差,油滴沉油滴沉积严重积严重,使使,混合气稀。混合气稀。起动需起动需 =0.40.5，A/F=39的浓混合的浓混合气。气。设置阻风门设置阻风门 关闭关闭 主油系主油系,怠怠速油系速油系,加速油系同时供油加速油系同时供油 混合气变浓。混合气变浓。你现在浏览的是第二十一页，共80页4 多喉口与多腔化油器多喉口与多腔化油器 多重喉口多重喉口,多腔化油器多腔化油器 主副腔主副腔 小喉口小喉口 雾化好雾化好 大喉口
10、大喉口 保证进气保证进气 主腔主腔 小流量小流量 主、副腔主、副腔 大流量大流量你现在浏览的是第二十二页，共80页五、大气条件对化油器使用的影响五、大气条件对化油器使用的影响 海拔高度海拔高度 空气空气 。海拔高度海拔高度 1000 m 5.6%。大气温度大气温度 空气空气 经济性经济性,排排放多。放多。你现在浏览的是第二十三页，共80页你现在浏览的是第二十四页，共80页六、汽油喷射六、汽油喷射（一）（一）化油器式发动机的不足之处化油器式发动机的不足之处:1 部分负荷时节流损失大部分负荷时节流损失大2 不可能在各种工况下均提供最佳混合比不可能在各种工况下均提供最佳混合比3 对大气条件和环境适应
11、性差对大气条件和环境适应性差4 仅提供均质混合气仅提供均质混合气5 油膜流动油膜流动 各缸混合气分配不均匀各缸混合气分配不均匀你现在浏览的是第二十五页，共80页汽油喷射系统的优点汽油喷射系统的优点 v汽油喷射系统油量计量与控制的精度高汽油喷射系统油量计量与控制的精度高v v供油系统雾化质量好，改善了燃烧过程供油系统雾化质量好，改善了燃烧过程 v电控技术的应用有利于改善瞬态响应性能电控技术的应用有利于改善瞬态响应性能v v多点顺序喷射，改善了各缸分配的均匀性多点顺序喷射，改善了各缸分配的均匀性 v v取消了化油器喉管，提高了充气效率取消了化油器喉管，提高了充气效率 你现在浏览的是第二十六页，共8
12、0页（二）（二）分类分类1 缸内喷射缸内喷射 喷咀开启压力喷咀开启压力35 Mpa 进气过程上止之后进气过程上止之后3050 开始喷油。开始喷油。压缩冲程上止点压缩冲程上止点 停止停止喷油。喷油。喷油持续近喷油持续近2冲程冲程 火火花点火花点火,火焰传播。火焰传播。你现在浏览的是第二十七页，共80页v2 进气管内喷射进气管内喷射（1）单点喷射单点喷射 大喷咀位于节气门之前的化油器位置大喷咀位于节气门之前的化油器位置,安装空安装空气计量装置和电子控制喷油装置气计量装置和电子控制喷油装置,可以克服可以克服14的不足的不足,但但5仍存在。仍存在。（2）多点喷射多点喷射 小喷咀安装于各个进气歧管之中小
13、喷咀安装于各个进气歧管之中,可克服可克服15的不足的不足,但结构复杂但结构复杂,成本高。成本高。你现在浏览的是第二十八页，共80页第二节第二节 汽油机的燃烧过程汽油机的燃烧过程一、汽油机的正常燃烧一、汽油机的正常燃烧电火花点燃均匀的可燃混合气电火花点燃均匀的可燃混合气,形成火焰中心形成火焰中心,并且火焰从此中心按一定的速率并且火焰从此中心按一定的速率（一般为（一般为2060 m/s）连续地传播到整个燃烧室空间连续地传播到整个燃烧室空间,在此期间火焰传播速率在此期间火焰传播速率,火焰前锋形状均没火焰前锋形状均没有急剧的变化有急剧的变化,称之为正常燃烧。称之为正常燃烧。1.燃烧过程的分段燃烧过程的
14、分段 正常燃烧分三个阶段正常燃烧分三个阶段。你现在浏览的是第二十九页，共80页I 滞燃期滞燃期第第第第I I阶段称为着火阶段，阶段称为着火阶段，阶段称为着火阶段，阶段称为着火阶段，从电火花跳火从电火花跳火从电火花跳火从电火花跳火 形成形成形成形成火焰中心。火焰中心。火焰中心。火焰中心。1 1点以前为压缩过程点以前为压缩过程点以前为压缩过程点以前为压缩过程,缸内压力升高不大。缸内压力升高不大。缸内压力升高不大。缸内压力升高不大。1 1 火花塞跳火。火花塞跳火。火花塞跳火。火花塞跳火。2 2 缸内压力脱离压缸内压力脱离压缸内压力脱离压缸内压力脱离压缩线开始急骤增高。缩线开始急骤增高。缩线开始急骤增
15、高。缩线开始急骤增高。点火提前角点火提前角点火提前角点火提前角 1 1点点点点 上止点的曲轴转角。上止点的曲轴转角。上止点的曲轴转角。上止点的曲轴转角。II 急燃期急燃期III III 补燃期补燃期补燃期补燃期第II阶段23称为急燃期（明显燃烧期）这一阶段为燃烧过程的主要阶段。在此时间内,火焰迅速传遍整个燃烧室,混合气的绝大部分在此时期内完成燃烧（80%以上），燃料的热能绝大部分在此时间内放出。缸内压力、温度迅速升高,dp/d=0.20.4MPa/(CA代表工作粗暴的程度,它与火焰传播速率有关。工作粗暴，噪声。但 不正常燃烧趋势。气流运动 所以,在汽油机中,火焰传播速率是一个重要参数,它直接影
16、响不正常燃烧的抑制,从而影响发动机的功率、效率和使用寿命。III34称补燃期（后燃期）称补燃期（后燃期）3点点 燃料基本燃烧完的燃料基本燃烧完的4点。点。3点过后点过后,燃烧速度下降燃烧速度下降,活塞下行活塞下行,使使p,在在3点过后的燃点过后的燃烧主要为：烧主要为：1 在火焰传播期火焰前锋在火焰传播期火焰前锋面没有燃烧掉的燃料继续燃烧。面没有燃烧掉的燃料继续燃烧。2 粘附在缸壁上的混合气粘附在缸壁上的混合气层继续燃烧。层继续燃烧。3 由于汽油机燃烧温度高由于汽油机燃烧温度高,高高温分解严重。产生的温分解严重。产生的,CO,在补燃期内在补燃期内,由于温度降低由于温度降低,重新燃烧生成重新燃烧生
17、成,，,放出热量。放出热量。你现在浏览的是第三十页，共80页v2.燃烧速度燃烧速度v定义定义:指单位时间内燃烧的混合气数量。指单位时间内燃烧的混合气数量。v式中：式中：m混合气的质量；混合气的质量；v AT火焰前锋面积；火焰前锋面积；v T未燃混合气密度；未燃混合气密度；v UT火焰传播速度。火焰传播速度。你现在浏览的是第三十一页，共80页燃烧速度影响因素燃烧速度影响因素v火焰速度火焰速度UT 气体的紊流运动气体的紊流运动 混合气成分混合气成分 混合气初始温度混合气初始温度 n 火焰前锋面积火焰前锋面积AT n 可燃混合气密度可燃混合气密度T 你现在浏览的是第三十二页，共80页你现在浏览的是第
18、三十三页，共80页v3.不规则燃烧v1）循环间的燃烧变动）循环间的燃烧变动v产生原因：产生原因：气体运动的循环变动气体运动的循环变动混合气成分的变动，主要与点火过程（滞燃期）混合气成分的变动，主要与点火过程（滞燃期）有关。有关。v2）各缸间的燃烧差异）各缸间的燃烧差异你现在浏览的是第三十四页，共80页v二、汽油机的不正常燃烧二、汽油机的不正常燃烧v不正常燃烧v注意：爆燃和表面点火产生机理的差异、影响因素爆爆 燃燃表面点火表面点火 续续 走走部分燃烧、失火及发动机部分燃烧、失火及发动机部分燃烧、失火及发动机部分燃烧、失火及发动机工作稳定性工作稳定性工作稳定性工作稳定性你现在浏览的是第三十五页，共
19、80页v（一）（一）爆燃爆燃v1 爆燃现象：爆燃现象：vv 1)1)发出金属振音发出金属振音发出金属振音发出金属振音(敲缸敲缸敲缸敲缸)。vv 2)2)在轻微爆燃时，发动机功率略有增加；强烈爆在轻微爆燃时，发动机功率略有增加；强烈爆在轻微爆燃时，发动机功率略有增加；强烈爆在轻微爆燃时，发动机功率略有增加；强烈爆燃时，发动机功率下降，工作变得不稳定，转速下降，燃时，发动机功率下降，工作变得不稳定，转速下降，燃时，发动机功率下降，工作变得不稳定，转速下降，燃时，发动机功率下降，工作变得不稳定，转速下降，发动机有较大振动。发动机有较大振动。发动机有较大振动。发动机有较大振动。vv 3)冷却系统过热冷
20、却系统过热(冷却水、润滑油温度均上升冷却水、润滑油温度均上升)。vv 4)4)气缸盖温度上升。气缸盖温度上升。气缸盖温度上升。气缸盖温度上升。根据对发动机理想循环的分析根据对发动机理想循环的分析,我们知道我们知道 。但。但,则爆震倾向则爆震倾向,限制了限制了 的提高。的提高。你现在浏览的是第三十六页，共80页v2 产生的原因产生的原因 终端混合气自燃终端混合气自燃v 电火花点火后电火花点火后,火焰以正常的传播速度火焰以正常的传播速度20 60 m 向前推进向前推进,未燃混合气受到强烈的压缩和热幅射。未燃混合气受到强烈的压缩和热幅射。处于最后燃烧位置上的那部分终燃混合气（处于最后燃烧位置上的那部
21、分终燃混合气（End gas）,由于热幅射作用由于热幅射作用,促使先期反应加速进行促使先期反应加速进行,并放出部分热量并放出部分热量,又使本身的温度不断升高又使本身的温度不断升高,以致以致在正常火焰尚未到达时在正常火焰尚未到达时,终端混合气最适于发火的终端混合气最适于发火的部位已经形成了一个或几个火焰中心。以远大于正部位已经形成了一个或几个火焰中心。以远大于正常燃烧火焰前锋面推进的速度向周围传播。常燃烧火焰前锋面推进的速度向周围传播。因此，因此，汽油机的爆燃现象就是终端混合气的自燃现象。汽油机的爆燃现象就是终端混合气的自燃现象。汽油机的爆燃现象就是终端混合气的自燃现象。汽油机的爆燃现象就是终端
22、混合气的自燃现象。v 轻微爆燃轻微爆燃 =100 300 m/s v 强烈爆燃强烈爆燃 =800 2000 m/s v若自燃区占整个燃烧室容积的若自燃区占整个燃烧室容积的5%,则为强烈爆燃。则为强烈爆燃。你现在浏览的是第三十七页，共80页v3.示功图的比较v（1）正常燃烧与爆震燃烧的比较你现在浏览的是第三十八页，共80页v汽油机的爆燃现象就是终端混合气的自燃现汽油机的爆燃现象就是终端混合气的自燃现象象,它与柴油机的工作粗暴性它与柴油机的工作粗暴性,在燃烧本质上在燃烧本质上是一致的是一致的,均是可燃混合气均是可燃混合气自燃自燃的结果。但的结果。但两者发生的部位不一致。两者发生的部位不一致。v 柴
23、油机工作粗暴柴油机工作粗暴 发生在急燃期的始点发生在急燃期的始点,v 汽油机的爆燃是汽油机的爆燃是 发生在急燃期的终点发生在急燃期的终点你现在浏览的是第三十九页，共80页4.造成的危害造成的危害 爆燃出现后爆燃出现后,使正常规则的火焰前锋面发生急骤的扭使正常规则的火焰前锋面发生急骤的扭曲。曲。（1）压力脉冲压力脉冲噪声：压力脉冲在气缸壁面、活塞顶面及缸盖底面之间噪声：压力脉冲在气缸壁面、活塞顶面及缸盖底面之间来回反射来回反射,强迫气缸壁等零件振动而产生高频噪声强迫气缸壁等零件振动而产生高频噪声,其其频率在频率在5000 Hz 以上。以上。零件寿命零件寿命 爆燃使缸内压力增加爆燃使缸内压力增加,
24、活塞活塞,气缸壁气缸壁,气缸盖等各零气缸盖等各零件机械荷件机械荷,若爆燃时间长若爆燃时间长,则零件寿命则零件寿命。压力脉冲破坏了壁面上的层流边界层。压力脉冲破坏了壁面上的层流边界层。但层流边界层被破坏但层流边界层被破坏,使导热量使导热量,则则 热应力热应力 零件寿零件寿命命；热损失；热损失 热效率热效率；冷却水冷却水,机油温度机油温度 润润滑滑 零件磨损零件磨损你现在浏览的是第四十页，共80页（2）高温分解高温分解 按提高循环热效率的热力学观点看按提高循环热效率的热力学观点看,爆燃接近于等容爆燃接近于等容燃烧燃烧,热利用好热利用好,是人们所希望的是人们所希望的,事实上也是如此事实上也是如此,当
25、轻微爆燃当轻微爆燃,发动机的热效率可以有所提高发动机的热效率可以有所提高,平均有平均有效压力亦有所增长。效压力亦有所增长。但在强烈爆燃时但在强烈爆燃时,会使局部温度会使局部温度,出现高温分解出现高温分解,生成生成CO,H2,O2,NO等等,严重时析出游离炭粒，这就是严重时析出游离炭粒，这就是爆震时可能排气冒烟的原因。使油耗爆震时可能排气冒烟的原因。使油耗,且热效率反且热效率反而会下降。产生出的炭粒又会形成累积而会下降。产生出的炭粒又会形成累积,破坏活塞破坏活塞,活塞活塞环环,火花塞和气阀的正常工作。爆燃还会促使表面点火的火花塞和气阀的正常工作。爆燃还会促使表面点火的发生。发生。你现在浏览的是第
26、四十一页，共80页5影响爆燃的因素影响爆燃的因素1)燃料品质：燃料品质：2)末端混合气的温度和压力。末端混合气的温度和压力。3)火焰传播到末端混和气的时间。火焰传播到末端混和气的时间。爆燃最容易在燃烧室中离开正常燃烧最远爆燃最容易在燃烧室中离开正常燃烧最远的地方以及具有高温的地方的地方以及具有高温的地方(如排气门和积碳如排气门和积碳处处)发生。爆燃发生前，正常燃烧的混合气数发生。爆燃发生前，正常燃烧的混合气数量越少，爆燃就在更大的容积内进行，爆燃量越少，爆燃就在更大的容积内进行，爆燃也就越强烈。也就越强烈。你现在浏览的是第四十二页，共80页 由于上述原因，由于上述原因，爆燃爆燃成为限制火花点火
27、发动成为限制火花点火发动机机功率提高和经济性改善功率提高和经济性改善的一个重要因素。的一个重要因素。如果没有爆燃，汽油机就可以方便地应用如果没有爆燃，汽油机就可以方便地应用高压高压缩比或涡轮增压缩比或涡轮增压的方法来提高功率和改善经济性。的方法来提高功率和改善经济性。因此，长期以来，改进汽油炼制方法，在汽油中因此，长期以来，改进汽油炼制方法，在汽油中加入辛烷值高加入辛烷值高的含氧化合物以的含氧化合物以增加其抗爆性能增加其抗爆性能，不断改进不断改进燃烧系统和进气系统燃烧系统和进气系统以减少爆燃倾向，以减少爆燃倾向，采用电控汽油喷射、汽油机缸内直接喷射采用电控汽油喷射、汽油机缸内直接喷射等，已等，
28、已成为提高汽油机性能的一个重要方面。成为提高汽油机性能的一个重要方面。你现在浏览的是第四十三页，共80页（二）（二）表面点火表面点火 在火花点火式发动机中在火花点火式发动机中,凡是不依靠电火凡是不依靠电火花点火花点火,而是由于炽热表面而是由于炽热表面（如过热的绝缘如过热的绝缘体电极、排气阀体电极、排气阀,尤其是燃烧室表面炽热的尤其是燃烧室表面炽热的沉积物沉积物）点燃混合气的不正常燃烧现象点燃混合气的不正常燃烧现象,均均称为表面点火或炽热点火。称为表面点火或炽热点火。你现在浏览的是第四十四页，共80页表面点火大致可分表面点火大致可分正常（非爆燃性）表面点火正常（非爆燃性）表面点火和和爆燃性表面点
29、火爆燃性表面点火两种两种。你现在浏览的是第四十五页，共80页1 非爆燃性表面点火非爆燃性表面点火（1）后火后火 在火花塞点燃混合气以后在火花塞点燃混合气以后,炽热表面才点燃混合气的现炽热表面才点燃混合气的现象。形成火焰中心象。形成火焰中心,但火焰传播速度正常但火焰传播速度正常,虽有时可使虽有时可使补补燃燃,但影响不大。但影响不大。（2）早火早火 发生在火花塞点火以前发生在火花塞点火以前,火焰传播速度很高火焰传播速度很高,，（颇似柴油机工作粗暴颇似柴油机工作粗暴）。早火）。早火太早太早,则使压缩末期负功增大则使压缩末期负功增大,热效率热效率,功率损失功率损失,功率功率。单缸早火单缸早火,往往会导
30、致停车。多缸早火往往会导致停车。多缸早火,会使会使Ne,工工作粗暴作粗暴,寿命寿命。你现在浏览的是第四十六页，共80页2 爆燃性表面点火爆燃性表面点火（激爆激爆）激爆是由燃烧室沉积物引起的爆燃性炽热激爆是由燃烧室沉积物引起的爆燃性炽热点火，这是一种危害性最大的表面点火现象。点火，这是一种危害性最大的表面点火现象。试验指出，此时压力升高比为正常燃烧的试验指出，此时压力升高比为正常燃烧的5倍，最高燃烧压力为正常燃烧的倍，最高燃烧压力为正常燃烧的15倍，气倍，气缸内的高温、高压又促使强烈爆燃的产生，缸内的高温、高压又促使强烈爆燃的产生，发生强烈的震音。发生强烈的震音。你现在浏览的是第四十七页，共80
31、页总总 结结 表面点火和爆燃是两种完全不同的不正常燃烧现象，表面点火和爆燃是两种完全不同的不正常燃烧现象，爆燃是在电火花点火以后，终燃混合气的自燃现象，而爆燃是在电火花点火以后，终燃混合气的自燃现象，而表面点火则是炽热物点燃混合气所致。但两者存在着某表面点火则是炽热物点燃混合气所致。但两者存在着某种相互促进的关系。强烈的爆燃必然增加向气缸壁的传种相互促进的关系。强烈的爆燃必然增加向气缸壁的传热，从而促成炽热点的形成，导致表面点火；早火又使热，从而促成炽热点的形成，导致表面点火；早火又使气缸压力升高比和最高燃烧压力增加，使未燃混合气受气缸压力升高比和最高燃烧压力增加，使未燃混合气受到较大的压缩和
32、传热，从而促使爆燃发生。到较大的压缩和传热，从而促使爆燃发生。你现在浏览的是第四十八页，共80页1.混合气浓度1)对 的影响（1）不同燃料 不同曲线曲线1 加铅芳香族，抗爆性好，长。曲线2 加铅烷族，抗爆性较好，较长。曲线3 正庚烷，抗爆性差，短。（2）同一种燃料 一条曲线 ，三三 使用因素对燃烧过程的影响使用因素对燃烧过程的影响你现在浏览的是第四十九页，共80页这是不同 下的最佳示功图。1 =0.84；2 =0.65；3 =1.01；4 =1.18。可以看出，=0.84的示功图曲线下的面最大。，燃烧剧烈程度 爆燃趋势。2)对示功图的影响3)对火焰传播速度的影响a=0.850.95 ；，你现在
33、浏览的是第五十页，共80页v4）值的范围v =0.40.5 冷起动混合气；v =0.850.95 功率混合气；v =1.051.15 经济混合气。你现在浏览的是第五十一页，共80页v2点火提前角1 1,较大。这时,点火提前较多。Pmax出现在上止点附近。压缩负功 损失 t 压缩负功 损失 单缸汽油机易熄火。初期放热 dp/dt Pmax 零件机械负荷。由于此时缸内p,T较高,使其终端混合气较为具备着火条件,到一定程度时,爆燃出现,所以,爆燃趋势。2 2,较小。点火提前少。Pmax值出现较晚。dp/dt Pmax Ne 膨胀功损失 t 补燃 t，热负荷，排放差。所以,有一最佳 值。3 3，合适。
34、实践证明,当 =1215，时,出现在上止点后 =1215 时，p图曲线下的面积最大，有用功最多。你现在浏览的是第五十二页，共80页v点火提前角调速特性：保持节气门开度、转速以及混合气浓度一定时，汽油机功率和燃油消耗率随点火提前角改变而变化的关系。你现在浏览的是第五十三页，共80页v3转速1.n 紊流 混合气混合好 i 散热 Tc、Pc i n 易吹散已形成的火焰中心 i 2.n 离心式点火提前角调节装置使。3.n 紊流强度 s 爆燃趋势。你现在浏览的是第五十四页，共80页v（四）负荷v1负荷 节气门开度 进入气缸的混合气 v 废气的比例相对 每循环时间 传热损失v （必须）v2负荷 缸内p，T
35、 爆燃趋势。v（五）大气状况v1 P0 G 经济性，动力性。v 但爆燃趋势。v2 T0 G 经济性，动力性。v 易发生气阻。v 爆燃趋势。你现在浏览的是第五十五页，共80页第三节 汽油机的燃烧室 燃烧室设计原则v结构尽量紧凑v火花塞位置适当v燃烧室形状合理分布v具有高的充气效率v形成适当的紊流运动v末端混合气要适当的冷却你现在浏览的是第五十六页，共80页v一 按气门布置分类v（一）顶置 楔型、半球型、浴盆型v 结构紧凑，面容比小，火焰传播距离短,不易爆燃,但结构较复杂。v（二）侧置 L型v 结构简单,易维修保养,但火焰传播距离长,易爆燃,故压缩比小。你现在浏览的是第五十七页，共80页v二 常用
36、典型燃烧室v（一）L型v 里卡多（Ricardo）公司研制，在老解放车上及某些风冷汽油机上应用。你现在浏览的是第五十八页，共80页v（二）楔型v 应用较多，性能稳定。v 燃烧室侧剖面为楔型。安排激冷区，防止爆燃。燃烧速度高，但噪声、振动大，工作易粗暴。你现在浏览的是第五十九页，共80页v（三）倒盆型（浴盆型）v 性能稳定，应用较多。v 挤气面积不能小于30%。你现在浏览的是第六十页，共80页v（四）半球型或蓬型v1 半球型v 应用于高速汽油机中。v 流动阻力小，面容比小，散热损失少。激冷区小，HC排放低。你现在浏览的是第六十一页，共80页v2 蓬型v 比半球型高度低。v 气流运动强，高速性能更
37、好。可安排四气门机构，充气效率更高。压缩比、空燃比大，=713，A/F=1622.5，可实现稀薄燃烧。你现在浏览的是第六十二页，共80页你现在浏览的是第六十三页，共80页v三 采用均质混合气的燃烧室v（一）射流型v天津大学刘友均教授研制。v挤气面积大,方可实现强射流,促使主室内紊流增强。着火后,混合气和火焰从射流孔高速喷向活塞顶部。v 形成双重火焰区,减小爆燃,压缩比可达9.811.2。v 但缸盖热应力大,易开裂。你现在浏览的是第六十四页，共80页你现在浏览的是第六十五页，共80页v（二）碗型v 燃烧室位于活塞顶部。v 挤气紊流 可达11。v 火焰传播距离 爆燃趋势,可采用稀混气体。你现在浏览
38、的是第六十六页，共80页v（三）里卡多公司的HRCC燃烧室你现在浏览的是第六十七页，共80页v（四）福特 CVH 型v 堤岸型活塞顶，产生压缩涡流，挤气面积为16%。v 切向进气道，产生进气涡流。v 充气效率较高。激冷区小，使HC 排放下降。使v用90号汽油时，压缩比可达8.5。功率、扭矩较大。你现在浏览的是第六十八页，共80页你现在浏览的是第六十九页，共80页四、汽油机的分层燃烧及其燃烧室四、汽油机的分层燃烧及其燃烧室v前述汽油机采用的工质是均匀的，是空燃比变化在非常前述汽油机采用的工质是均匀的，是空燃比变化在非常狭窄的范围内狭窄的范围内(A/F(A/F12.617)12.617)的混合气，
39、这样的燃烧系的混合气，这样的燃烧系统本身具有以下统本身具有以下缺点缺点：1)1)1)1)汽油机功率变化时，混合气仍必须维持在点火范围内的汽油机功率变化时，混合气仍必须维持在点火范围内的汽油机功率变化时，混合气仍必须维持在点火范围内的汽油机功率变化时，混合气仍必须维持在点火范围内的浓度，使得空燃比不可能变化很大，这就决定了汽油机功浓度，使得空燃比不可能变化很大，这就决定了汽油机功浓度，使得空燃比不可能变化很大，这就决定了汽油机功浓度，使得空燃比不可能变化很大，这就决定了汽油机功率不可能用变质调节，而只能用进气管节流的变量调节。率不可能用变质调节，而只能用进气管节流的变量调节。率不可能用变质调节，
40、而只能用进气管节流的变量调节。率不可能用变质调节，而只能用进气管节流的变量调节。由于节流引起较大的泵气损失，所以造成低负荷的经济性由于节流引起较大的泵气损失，所以造成低负荷的经济性由于节流引起较大的泵气损失，所以造成低负荷的经济性由于节流引起较大的泵气损失，所以造成低负荷的经济性较差。较差。较差。较差。你现在浏览的是第七十页，共80页vv2)2)容易爆燃。凡是火焰传播速度快的混合气，也是容易引容易爆燃。凡是火焰传播速度快的混合气，也是容易引容易爆燃。凡是火焰传播速度快的混合气，也是容易引容易爆燃。凡是火焰传播速度快的混合气，也是容易引起爆燃的因素，因此较浓的混合气起爆燃的因素，因此较浓的混合气
41、起爆燃的因素，因此较浓的混合气起爆燃的因素，因此较浓的混合气(点火所需的混合气点火所需的混合气点火所需的混合气点火所需的混合气)要要要要比较稀的混合气容易引起爆燃。比较稀的混合气容易引起爆燃。比较稀的混合气容易引起爆燃。比较稀的混合气容易引起爆燃。vv3)3)汽油机始终以点火范围内的混合比工作，使热效率汽油机始终以点火范围内的混合比工作，使热效率汽油机始终以点火范围内的混合比工作，使热效率汽油机始终以点火范围内的混合比工作，使热效率低，如果能以稀混合气工作，可提高循环的热效率。低，如果能以稀混合气工作，可提高循环的热效率。低，如果能以稀混合气工作，可提高循环的热效率。低，如果能以稀混合气工作，
42、可提高循环的热效率。与化学计量比与化学计量比与化学计量比与化学计量比14.814.8比较，如采用空燃比比较，如采用空燃比比较，如采用空燃比比较，如采用空燃比2020和和和和2727工作，工作，工作，工作，则发动机的热效率将相应提高则发动机的热效率将相应提高则发动机的热效率将相应提高则发动机的热效率将相应提高8 8和和和和1212。你现在浏览的是第七十一页，共80页4)4)排气污染严重。汽油机排气中有害成分排气污染严重。汽油机排气中有害成分排气污染严重。汽油机排气中有害成分排气污染严重。汽油机排气中有害成分(CO(CO、HCHC、NOx)NOx)的数量与混合气的浓度有密切关系。一般汽油机所的数量
43、与混合气的浓度有密切关系。一般汽油机所的数量与混合气的浓度有密切关系。一般汽油机所的数量与混合气的浓度有密切关系。一般汽油机所使用的混合比范围正是排放高的范围。如果汽油机能以稀使用的混合比范围正是排放高的范围。如果汽油机能以稀使用的混合比范围正是排放高的范围。如果汽油机能以稀使用的混合比范围正是排放高的范围。如果汽油机能以稀的混合气工作，特别是空燃比超过的混合气工作，特别是空燃比超过的混合气工作，特别是空燃比超过的混合气工作，特别是空燃比超过2323时能正常工作，就可时能正常工作，就可时能正常工作，就可时能正常工作，就可以得到很低的排故指标。以得到很低的排故指标。以得到很低的排故指标。以得到很
44、低的排故指标。你现在浏览的是第七十二页，共80页 燃用过稀的、已进入一般汽油机失火范围的混合气燃用过稀的、已进入一般汽油机失火范围的混合气燃用过稀的、已进入一般汽油机失火范围的混合气燃用过稀的、已进入一般汽油机失火范围的混合气的主要困难是难以形成火核。若采用大能量点火，可以的主要困难是难以形成火核。若采用大能量点火，可以的主要困难是难以形成火核。若采用大能量点火，可以的主要困难是难以形成火核。若采用大能量点火，可以点燃较稀的混合气，但当混合气过稀时，大能量的电火点燃较稀的混合气，但当混合气过稀时，大能量的电火点燃较稀的混合气，但当混合气过稀时，大能量的电火点燃较稀的混合气，但当混合气过稀时，大
45、能量的电火花虽可点火，出现火核，但在微小体积内的燃料量太小，花虽可点火，出现火核，但在微小体积内的燃料量太小，花虽可点火，出现火核，但在微小体积内的燃料量太小，花虽可点火，出现火核，但在微小体积内的燃料量太小，产生热量过少，不足以聚集形成火焰而传播。从而导致产生热量过少，不足以聚集形成火焰而传播。从而导致产生热量过少，不足以聚集形成火焰而传播。从而导致产生热量过少，不足以聚集形成火焰而传播。从而导致失火。但是只要一旦形成火焰，在火焰传播过程中，即失火。但是只要一旦形成火焰，在火焰传播过程中，即失火。但是只要一旦形成火焰，在火焰传播过程中，即失火。但是只要一旦形成火焰，在火焰传播过程中，即使是相
46、当稀的混合气，还是能够正常燃烧的。使是相当稀的混合气，还是能够正常燃烧的。使是相当稀的混合气，还是能够正常燃烧的。使是相当稀的混合气，还是能够正常燃烧的。你现在浏览的是第七十三页，共80页 分层燃烧的概念为合理组织燃烧室内的混合气分布，分层燃烧的概念为合理组织燃烧室内的混合气分布，分层燃烧的概念为合理组织燃烧室内的混合气分布，分层燃烧的概念为合理组织燃烧室内的混合气分布，即在火花间隙周围局部形成具有良好着火条件的较浓混即在火花间隙周围局部形成具有良好着火条件的较浓混即在火花间隙周围局部形成具有良好着火条件的较浓混即在火花间隙周围局部形成具有良好着火条件的较浓混合气，空燃比在合气，空燃比在合气，
47、空燃比在合气，空燃比在1213.41213.4左右；而在燃烧空的大部分区域左右；而在燃烧空的大部分区域左右；而在燃烧空的大部分区域左右；而在燃烧空的大部分区域是较稀的混合气。在两者之间，为了有利于火焰传播，是较稀的混合气。在两者之间，为了有利于火焰传播，是较稀的混合气。在两者之间，为了有利于火焰传播，是较稀的混合气。在两者之间，为了有利于火焰传播，混合气浓度从火花塞开始由浓到稀逐步过渡，即形成所混合气浓度从火花塞开始由浓到稀逐步过渡，即形成所混合气浓度从火花塞开始由浓到稀逐步过渡，即形成所混合气浓度从火花塞开始由浓到稀逐步过渡，即形成所谓的分层燃烧系统。谓的分层燃烧系统。谓的分层燃烧系统。谓的分层燃烧系统。你现在浏览的是第七十四页，共80页1.德士古公司德士古公司TCCS可控燃烧系统可控燃烧系统你现在浏览的是第七十五页，共80页2波尔协波尔协SKS燃烧系统燃烧系统你现在浏览的是第七十六页，共80页3本田本田CVCC燃烧系统燃烧系统你现在浏览的是第七十七页，共80页你现在浏览的是第七十八页，共80页END你现在浏览的是第七十九页，共80页你现在浏览的是第八十页，共80页