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1、第 5 章 内燃机混合气的形成和燃烧第 4 节 压燃式内燃机的燃烧（1）-燃烧过程划分与各阶段特征（任选 3 题）1. 近年来 HCCI 燃烧方式受到越来越多的重视， 请问 HCCI 燃烧的基本特征是什么？有何优势？答：均质冲量压缩着火燃烧被称为 HCCI。其基本特征是均质混合气的压缩着火和低温燃烧。HCCI 的有利特点有：1) 超低的氮氧化物和 PM 排放。HCCI 发动机在部分负荷下的氮氧化物排放相对于传统柴油机可降低 95%98%。2) 热效率高。HCCI 发动机的热效率可超过直喷式柴油机的热效率。3) 能燃用多种燃料。2. 表征柴油喷射雾化质量的参数之一“索特平均直径”是如何定义计算的
2、？它与喷油压力有何关系？3. 以扩散燃烧为主的柴油机燃烧存在哪些缺点？又如何改进？4. 由单油滴着火燃烧模型分析柴油机的燃烧着火过程。答：单油滴着火燃烧模型是仅考虑一个油滴置于静止热空气中的着火情况。油滴受空气加热，温度升高，表面开始蒸发，并向四周扩散，与空气混合。经历一段时间，油粒变小，在油粒外形成一层燃料与空气的混合气，接近油粒表面的混合气浓度较高，由于蒸发需要吸收汽化热，所以这里的温度了也较低。随离开油粒表面距离的增加，混合气的浓度降低，温度升高。试验表明，发火地点不在浓度较高的油粒表面附近，也不在远离油粒表面的稀混合气的地方，而是在离开油粒表面一定距离、混合气浓度适当而温度足够高的地方
3、，这里的反应速率 W 较高，在这一区域最容易燃烧。5. 简述压燃式内燃机（柴油机）的燃烧过程。答：根据燃烧过程进行的特征，一般把燃烧过程划分为四个阶段：1) 第 1 阶段：滞燃期。从喷油开始到压力开始急剧升高时为止，这一段时间称为滞燃期。在滞燃期内，喷入气缸的燃料经历一系列物理、化学变化过程，包括燃料的雾化、加热、蒸发、扩散与空气混合等物理准备阶段以及着火前的化学准备阶段。滞燃期直接影响到第 2 阶段的燃烧，对整个燃烧过程影响很大。2) 第 2 阶段，即压力急剧上升的阶段，称为急燃期。在这一阶段中，由于在滞燃期内已混合好的可燃混合气几乎一起燃烧，而且是在活塞接近上止点、气缸容积较小的情况下燃烧
4、，因此气缸中压力升高特别快，可能引起柴油机工作粗暴。3) 第 3 阶段，从压力急剧升高的终点到压力开始下降为止，称为缓燃期。这一阶段的燃烧是在气缸容积不断增加的情况下进行的，所以燃烧必须很快才能使气缸压力稍有上升或几乎保持不变。在缓燃期内加强空气运动，加速混合气形成，对保证混合气在上止点附近迅速和完全燃烧有重要作用。4) 第 4 阶段，从缓燃期的终点到燃料基本上燃烧完全时止，称为后燃期。在柴油机中，由于燃烧时间短促，燃料和空气的混合又不均匀，总有一些燃料不能及时烧完，拖到膨胀线上继续燃烧。在后燃期，因活塞下行，燃料在较低的膨胀比下放热，放出的热量不能有效利用，增加了散往冷却水的热损失，使柴油机经济性下降。此外，后燃增加活塞组的热负荷使排气温度增高。6. 柴油机燃烧过程与汽油机燃烧过程的差别。