05第五章 柴油机混合气的形成和燃烧

发动机原理——第三章 柴油机混合气形成和燃烧

第三章柴油机混合气形成和燃烧 §3-1 柴油机混合气形成 一两种基本形式 （一）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: 1 对燃料喷雾要求高（采用多孔喷嘴）→燃烧易于完全，经济性好。 2 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。 3 但初期空间分布燃料多，燃烧迅速→? ? p ? ↑，p max↑→工作粗 暴。 （二）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）。 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→? ? p ? ↓，p max↓→工作柔和，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。 二 燃料的喷雾 （一） 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。 1 ml 油滴: 1 个， d = 9.7 mm ，S = 245 mm 2 雾化: 299107.?个，d = 40 μm ，S = 15106.? mm 2 面积增大 5090 倍，燃烧反应机会大大增加。 （二） 喷雾的形成 1 油束 燃油喷射 － 高压、高速。 一级雾化－汽缸中空气的动力作用将油束撕 裂成片、带、泡或大颗粒的油滴。 二级雾化－空气动力作用将片、带、泡或大 颗粒的油滴再粉碎成细小的油滴。 油束中央速度高，但浓度也高，油滴集中， 颗粒大。边上油滴松散，颗粒小。但也有说法正 好相反，中央油滴速度高，颗粒小，边上颗粒大。 2 着火条件 浓度、温度为着火的必要条件 中间油粒大, 浓度偏高。 外侧混合气形成快，物理准备快，但初期温度不 高，化学准备没有跟上。等温度适合于着火了，油粒 又过分发散，也不会着火。要控制好浓度与温度的进 程，使之正好配合，方可着火。 （三） 喷雾特性

可燃混合气

课题：可燃混合气第27~28 课时教学目标：掌握可燃混合气的表示方法及形成过程 重点：过量空气系数和空燃比的概念 难点：表示混合气的稀浓 教学过程： 一．课前提问 1．燃料供给系的作用？ 2．燃料供给系的组成？ 3．燃料供给系的供给过程？ 二．可燃混合气的形成过程 在进气行程中，由于活塞由上止点向下止点运动，缸内产生真空度，汽油在压力差的作用下，有喷管被吸出，喷出的汽油在喉管中遇到高速空气流而被冲散、形成细小的雾状颗粒，并逐步被汽化。汽油经过进气歧管时，有一部分没有被汽化的汽油，在进入气缸后，与上一循环的残余废气和高温机件接触而被加热，在涡流的作用下，使汽油彻底汽化，即形成了可燃混合气。（可燃混合气是汽油通过雾化、汽化并与空气以一定比例混合的汽油空气混合物） 三．可燃混合气的表示方法 （1）空燃比：就是可燃混合气中的空气质量（kg）与燃油质量（kg）的比值，用R表示。 R=空气质量（KG）/燃油质量（KG） 理论上讲，在混合气中，1KG汽油完全燃烧，约需15KG空气与其混合。比例15：1。即R=15； 标准混合气R=15 经济混合气：R=15.8~17.3 浓混合气R〈15 功率混合气：R=12.3~14.2 稀混合气R〉15 （2）过量空气系数 α=实际燃烧1KG汽油所需的空气质量/理论上燃烧1KG汽油所需的空气质量α=1时，标准α=1.05～1.15时，经济混合气 α〈1时，浓 α〉1时，稀α=0.85～0.95时，功率混合气四．可燃混合气燃烧必须符合的条件 汽油与空气以一定的重量比例混合，汽油在空气中彻底雾化，蒸发并与空气均匀地混合。

五．小结 六．作业：同步训练及课后练习

第五章习题

五、柴油机混合气的形成与燃烧 一、名词解释 1、喷油泵速度特性 2、供油提前角 3、喷油提前角 4、喷油延迟 5、喷油规律 二、选择题 1、柱塞式喷油泵的速度特性是（）。 A、油泵喷油量随转速升高而增加 B、油泵喷油量随转速升高而减少 C、油泵喷油量随负荷加大而增加 D、油泵喷油量随负荷加大而减少 2、使用柱塞式喷油泵的柴油机发生“飞车”的根本原因是（）。 A、油泵喷油量随转速升高而增加 B、油泵喷油量随转速升高而减少 C、油泵喷油量随负荷加大而增加 D、油泵喷油量随负荷加大而减少 3、使用柱塞式喷油泵的柴油机出现不正常喷射的各种原因中包括（）。 A、高压油管过细 B、油管壁面过厚 C、喷油压力过高 D、喷油数量过多 4、柴油机间接喷射式燃烧室类型中包括下面列出的（）。 A、半开式燃烧室 B、开式燃烧室 C、统一室燃烧室 D、预燃室燃烧室 5、传统柴油机的喷油时刻与供油时刻（）。 A、同步 B、提前 C、滞后 D、没有联系 6、柴油机的供油始点用（）表示。 A、喷油提前角 B、供油提前角 C、雾化提前角 D、着火提前角 7、评价速燃期的重要指标中有（）。 A、温度升高率 B、最大压力出现时刻 C、最高温度 D、压力升高时刻

8、柴油机的理想喷油规律是（）。 A、均匀喷油 B、先慢后快 C、先快后慢 D、先快后慢再快 9、下面列出的（）属于柴油机燃烧特点。 A、缺氧 B、空气过量 C、扩散燃烧 D、混合气预先形成 10、柴油机混合气形成过程中，存在燃料燃烧、燃料（）、燃料与空气之间的扩散同步进行现象。 A、燃烧 B、凝结 C、蒸发 D、混合 三、填空题 1、柴油机燃烧过程是否完善，取决于、和三者的合理配 合。 2、油束的几何特性可以用、和三个参数来描述。 3、柴油机燃烧室基本要求是、、和。 4、柴油机燃烧过程包括、速燃期、和。 5、对液态燃料，其混合气形成过程包括两个基本阶段：和。 6、燃烧放热规律三要素是________________、燃烧放热规律曲线形状和燃烧持续时间。 7、燃油的雾化是指燃油喷入_________________后被粉碎分散为细小液滴的过程。 8、现代电控柴油机喷射系统的基本控制量是循环供油量和_____________________。 9、柴油机内不均匀的混合气是在高温、高压下多点_______________着火燃烧的。 10、喷油泵的速度特性是油量控制机构位置固定，_____________随喷油泵转速变化的关系。喷油 泵速度特性的校正有正校正和________________两种。 四、判断题 1、柴油机缸内的不均匀混合气是在高温、高压下多点自燃着火燃烧的。 [ ] 2、柴油机一般用压力升高率代表发动机工作粗暴的程度。 [ ] 3、在柴油机中，燃料成分在燃烧室空间的分布是均匀的。 [ ] 4、孔式喷油器主要用于分隔式燃烧室。 [ ] 5、为了控制压力升高率，应增加着火延迟期内准备好的可燃混合气的量。 [ ] 五、简答题 1、柴油机燃烧室结构形式的要求是什么？

练习五、柴油机混合气的形成与燃烧

五、柴油机混合气的形成与燃烧 一、解释术语 1、喷油泵速度特性 2、供油提前角 3、喷油提前角 4、滞燃期* 5、喷油延迟 6、缓燃期 喷油规律 二、选择题 6、柱塞式喷油泵的速度特性是（） A、油泵喷油量随转速升高而增加 B、油泵喷油量随转速升高而减少 C、油泵喷油量随负荷加大而增加 D、油泵喷油量随负荷加大而减少 3、使用柱塞式喷油泵的柴油机发生“飞车”的根本原因是（） A、油泵喷油量随转速升高而增加 B、油泵喷油量随转速升高而减少 C、油泵喷油量随负荷加大而增加 D、油泵喷油量随负荷加大而减少 3、使用柱塞式喷油泵的柴油机出现不正常喷射的各种原因中包括（） A、高压油管过细 B、油管壁面过厚 C、喷油压力过高 D、喷油数量过多 18、柴油机间接喷射式燃烧室类型中包括下面列出的（） A、半开式燃烧室 B、开式燃烧室 C、统一室燃烧室 D、预燃室燃烧室 2、传统柴油机的喷油时刻与供油时刻（）。 A、同步 B、提前 C、滞后 D、没有联系 3、柴油机的供油始点用（）表示。 A、喷油提前角 B、供油提前角 C、雾化提前角 D、着火提前角 4、评价速燃期的重要指标中有（）。* A、温度升高率 B、最大压力出现时刻 C、最高温度 D、压力升高时刻 5、柴油机的理想喷油规律是（）。 A、均匀喷油 B、先慢后快 C、先快后慢 D、先快后慢再快 6、下面列出的（）属于柴油机燃烧特点。 A、缺氧 B、空气过量 C、扩散燃烧 D、混合气预先形成 7、柴油机混合气形成过程中，存在燃料燃烧、燃料（）、燃料与空气之间的 扩散同步进行现象。

A、燃烧 B、凝结 C、蒸发 D、混合 8、球形油膜燃烧室属于柴油机（）燃烧室。 A、涡流式 B、预燃室 C、间接喷射式 D、直接喷射式 9、柴油机的燃烧方式包括（）。 A、层流火焰传播 B、紊流火焰传播 C、扩散燃烧 D、不规则燃烧 10、喷油速率在喷射初期（即滞燃期内）应（）。 A、较大 B、较小 C、不变 D、视情况而定 11、下列四个时期对柴油机压力升高率有明显影响的是（）。 A、滞燃期 B、速燃期 C、缓燃期 D、后燃期 12、下列四种燃烧室对喷射系统要求最高的是（）。 A、开式燃烧室 B、半开式燃烧室 C、涡流室燃烧室 D、预燃室燃烧室 13、下列四种燃烧室面容比最大的是（）。 A、开式燃烧室 B、半开式燃烧室 C、涡流室燃烧室 D、预燃室燃烧室 14、为了衡量发动机工作的平稳性，用（）作为速燃期的重要评价指标。* A、温度升高率 B、压力升高率 C、最高温度 D、最大压力 三、填空题 2、油束的几何特性可用三个参数描述，即油束射程、最大宽度和。 2、油束的几何特性可用三个参数描述，即油束射程、喷雾锥角和。 2、油束的几何特性可用三个参数描述，即喷雾锥角、最大宽度和。 1、柴油机燃烧过程是否完善，取决于、和三者的合理配 合。 2、油束特性可以用、和三个参数来描述。 3、柴油机燃烧室基本要求是、、和。

习题第五章答案

《汽车发动机原理》作业题库 第五章 5-1 柴油机燃烧初期的预混合燃烧阶段与汽油机的预混合燃烧有何异同？ 解：同：都是燃烧开始前油气先混合的燃烧过程。 异：柴油机的预混相比于汽油机不够均匀，且柴油机的燃烧过程是多点自燃，而汽油机则是火花点火，火焰传播的过程。 5-2 柴油机燃烧过程滞燃期包括哪些物理和化学过程？与低温多阶段着火过程是什么关系？ 解：物理过程：雾化、蒸发、扩散和与空气混合等。化学过程：低温多阶段着火。 5-3 试述直喷式柴油机喷油规律、混合气形成速率（气流与喷雾）和燃烧放热规律之间的相互关系？并由此说明控制柴油机放热规律的主要手段有哪些? 解：柴油机喷油规律会影响混合气的形成速率。一般初期喷油快且喷油压力高的预混合气的量就多。混合气形成速率影响燃烧放热规律，燃烧开始前形成混合气的速率越快，初期放热率就越高。燃烧过程中混合气的形成速率决定了放热持续期的长短，混合快的放热时间短。 5-4 直喷式柴油机燃烧中为什么会出现“双峰”放热现象？若喷油规律相同，“双峰”形状随柴油机负荷不同会怎样变化？为什么？ 解：dQ B/dφ曲线的双峰，第一个峰对应速燃期的预混合燃烧阶段，而第二个峰则对应缓燃期的扩散燃烧阶段。 负荷变化会引起形状的变化，小负荷时，第二个峰不明显，因为负荷小时，扩散燃烧阶段的放热量减少。 5-5 分析柴油机的几何供油规律和实际喷油规律的主要差别；说明形成这些差别的主要原因是什么。 解：供油规律早于喷油，供油最高速率要大于喷油最高速率。喷油时间大于供油时间，且喷油量小于供油量。 燃油的可压缩性；压力波的传播滞后；压力波动；高压容积变化。 5-6 比较柴油机空间雾化混合方式与壁面油膜混合方式的原理差异；简述促进空间雾化混合的基本原则。 解：空间雾化将燃油喷射到空间进行雾化，通过燃油与空气的相对运动和扩散，在空间形成可燃混合气。因此混合能量主要来源于喷油射束，空气被动参与混合，油找气的方式。混合一般不够均匀。壁面油膜蒸发混合方式在燃烧室壁面上形成很薄的薄膜，在强烈涡流作用下，油膜边蒸发变燃烧。 采用多空高压喷油，合理组织涡流。 5-7 柴油机燃烧室中形成可燃混合气时一般会利用哪几种气流形式？如何产生和控制这些气流运动？ 解：进气涡流，压缩涡流，挤流和逆挤流，湍流。 进气涡流：通过设计进气道的形状产生进气涡流。通过改变流通面积和角度来改变强

柴油机与汽油机在可燃混合气形成方式和点火方式上有何不同

柴油机与汽油机在可燃混合气形成方式和点火方式 上有何不同 Prepared on 24 November 2020

柴油机与汽油机在可燃混合气形成方式和点火方式上有何不同 A: 一般汽油机进气会形成滚流，而柴油机进气一般都形成涡流。在燃烧方式上，汽油机是点燃式的，燃料在汽缸内靠电火花塞点燃；而柴油机是压燃式的，燃料依靠汽缸内空气压缩产生的热量引燃，也就是空气压缩会升高温度，当压缩空气的温度高于柴油的燃点时柴油就会燃烧。 汽油机的汽缸压缩比较低，通常在10以下，现在随着技术的发展，像增压汽油机会到达10以上，而柴油机的汽缸压缩比较高，一般都在14以上 柴油机是靠活塞压缩产热将雾化的柴油点燃汽油机则靠火花塞点燃雾化汽油和空气的混合气体柴油机靠压缩所以压缩比高 柴油机：柴油是靠压燃的。因为柴油的暴燃点比较低，可以靠压力使其燃烧。汽油机：汽油是靠火花塞点燃的。因为汽油的爆燃点比较高，不容易压燃。 压缩比大了以后能提高汽缸内的压力， 四冲程汽油机和柴油机在总体构造上有何异同 柴油机和汽油机的共同点和区别： 首先都是内燃机，都有两大机构，以及冷却系、启动系、润滑系、燃料供给系。不同点：燃料不同，汽油机烧汽油柴油机烧柴油，柴油机无点火系，汽油机是靠火花塞电子点火，柴油机是靠气缸活塞做功压燃。柴油机的燃料供给系向气缸提供的是纯空气，汽油机向气缸提供的是可燃混合气。 汽油机是以电子点火点燃汽油来使其在燃烧室中爆炸工作的 柴油机是以喷射柴油进入高温高压的燃烧室自然爆炸工作的 构造上1、汽油机的压缩比普遍较底(一般不超过11:1) 2、启动比较容易但是行驶中必须依靠电瓶(一般电瓶为12V) 3、转速比较高（一般都能达到6000转以上）4、扭力比较低 5、加速比较好（转速的幅度大所以能在多个点进行档位的切换） 1、柴油机的压缩比普遍较高(一般不低于12:1) 2、启动比较困难但是行驶中不必依靠电瓶(一般电瓶为24V) 3、转速比较低（一般都保持在4000转以下） 4、扭力比较高 5、比较节能（百公里的油耗小）

柴油机与汽油机在可燃混合气形成方式和点火方式上有何不同

?柴油机与汽油机在可燃混合气形成方式和点火方式上有何不同 A: 一般汽油机进气会形成滚流，而柴油机进气一般都形成涡流。在燃烧方式上，汽油机是点燃式的，燃料在汽缸内靠电火花塞点燃；而柴油机是压燃式的，燃料依靠汽缸内空气压缩产生的热量引燃，也就是空气压缩会升高温度，当压缩空气的温度高于柴油的燃点时柴油就会燃烧。 汽油机的汽缸压缩比较低，通常在10以下，现在随着技术的发展，像增压汽油机会到达10以上，而柴油机的汽缸压缩比较高，一般都在14以上 柴油机是靠活塞压缩产热将雾化的柴油点燃汽油机则靠火花塞点燃雾化汽油和空气的混合气体柴油机靠压缩所以压缩比高 柴油机：柴油是靠压燃的。因为柴油的暴燃点比较低，可以靠压力使其燃烧。汽油机：汽油是靠火花塞点燃的。因为汽油的爆燃点比较高，不容易压燃。 压缩比大了以后能提高汽缸内的压力， 四冲程汽油机和柴油机在总体构造上有何异同 柴油机和汽油机的共同点和区别： 首先都是内燃机，都有两大机构，以及冷却系、启动系、润滑系、燃料供给系。不同点：燃料不同，汽油机烧汽油柴油机烧柴油，柴油机无点火系，汽油机是靠火花塞电子点火，柴油机是靠气缸活塞做功压燃。柴油机的燃料供给系向气缸提供的是纯空气，汽油机向气缸提供的是可燃混合气。 汽油机是以电子点火点燃汽油来使其在燃烧室中爆炸工作的 柴油机是以喷射柴油进入高温高压的燃烧室自然爆炸工作的 构造上1、汽油机的压缩比普遍较底(一般不超过11:1) 2、启动比较容易但是行驶中必须依靠电瓶(一般电瓶为12V) 3、转速比较高（一般都能达到6000转以

上）4、扭力比较低5、加速比较好（转速的幅度大所以能在多个点进行档位的切换） 1、柴油机的压缩比普遍较高(一般不低于12:1) 2、启动比较困难但是行驶中不必依靠电瓶(一般电瓶为24V) 3、转速比较低（一般都保持在4000转以下） 4、扭力比较高 5、比较节能（百公里的油耗小）

发动机原理——第四章-汽油机混合气形成和燃烧..

第四章 汽油机混合气形成和燃烧 汽油机与柴油机相比主要有如下特点: 汽油机 柴油机 1 点燃式。 压燃式。 2 τi 影响小。 τi 影响大。 3 进入汽缸的是混合气，混合时间长。 进入汽缸的是新鲜空气，混合时间短。 4 T max 高，热负荷大。 p max 高，机械负荷大。 5 压缩比低，ε = 6～10。 压缩比高，ε = 12～22。 6 有爆燃问题。 有工作粗暴问题。 7 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。 促进燃油与空气更好地混合。 §4-1 汽油机混合气形成 一、混合气形成过程 1 喉口流速↑ → P ↓ → 雾化效果↑ 2 节气门开度↑ → 喉口真空度?p n ↑, 进气管真空度?p i ↓ → 从 ??p p n i <到??p p n i > 3. 节气门开度一定, n ↑ →

?p n ↑, ?p i ↑ 4. 节气门开度↓，n ↑ → ?p n ↑ → 蒸发性↑ 进气温度↑ → 蒸发性↑ 二、理想化油器特性与供油系校正 （一） 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 — 试验结果。 1 影响因素 （1） 转速n — 影响较小。 （2） 负荷 — 影响大。 2 空燃比A F /=空气质量 燃料质量 经济混合气 A / F = 17 功率混合气 A / F = 12～14 怠速混合气 A / F = 10～12.4 （1） 常用工况 — 中等负荷要求提供经济混合气。 （2） 负荷 > 90% 以及怠速, 低速下 — 加浓。 （二） 简单化油器特性 单纯依靠喉口真空度? p n 决定供油量的化油器。 节气门开度变化 → A/F 变化 ?p n ↑ → A/F ↓ — 混合气浓 与理想化油器有差异, 不能满足 汽油机要求。 （三） 主供油系校正

4-4第四节 混合气的形成和燃烧

第四节混合气的形成和燃烧 在柴油机中燃油经过喷油器，以很高的压力喷入气缸，与气缸中的压缩空气混合，自行发火并燃烧。由于时间有限，要保证后续的燃烧完善，必须有一套完好的喷油设备，及与之配合的燃烧室。有些柴油机的燃烧必须有适当的空气运动，这就要求燃油雾化、空气运动及燃烧室这三要素之间有良好的配合。 一、燃油的雾化 燃油自喷油器喷孔中在高压下以高速（可达200m/s）喷出，被雾化成很微小的细粒，其直径从5μm到250μm不等。较大油粒在运动中根据空气压力和燃油表面张力及粘度之间的平衡，还可进一步分裂为微细的颗粒，这些油粒具有一定的贯穿力，使它们能够均匀地分布在燃烧室中。即燃油雾化靠的是（1）紊流，（2）空气分子的撞击、摩擦。燃油雾化成无数的细微油滴，增加了表面面积，加速了从空气中的吸热过程和油滴的气化过程，加快了燃烧和能量转化，对提高柴油机性能有极大的帮助。 1．油雾的形成 油束参数及周围空气情况如图4-4-1所示。 喷油初期，喷注前锋首先依靠自己的惯性力，然后依靠后续喷注对它的推进而向前飞驰。根据喷射过程的压力变化，初始喷注的速度并不是最高速度，而在最大喷射压力时，喷口处的喷注速度才是最高喷速。喷注在最高喷速下以最大的惯性力推动先头喷注前进。 喷油后期，缸内压力升高，而喷油压力却迅速下降。这时喷孔两端的压力差迅速减小。喷注尾部的速度低于其前面的喷注速度。 喷注前锋部分，实际上是不断补充和更新的。因为最早进入缸内的喷注，受迎面空气阻力最早也最大，同时受热时间也最长，因而气化也最早。 供油停止后，喷注失去了后续部分，Array由于喷孔两端压力差和喷速均较小，因而 向径向扩展较慢，密度较大，不易雾化和 汽化。此阶段的液相油注是最后参加燃烧 的燃油，其热效率较差，容易在高温中裂 解成碳烟。 喷注的前锋高速飞驰时，其后会形成 低压区。因而出现引射效应和四周空气补 充入内的卷吸效应。燃油的引射效应和空 气的卷吸效应对喷注的撕裂、破碎和雾化 起着加速和促进作用。 每束油注在燃烧室中的空间分布，形 成一个由许多油粒组成、外形与圆锥体相 图4-4-1 油束参数及周围空气情况 似的油束，如图4-4-1所示。在油束中间部 分油粒密集、直径大，称油雾核区；而外

柴油机燃料供给系统练习题

柴油机燃料供给系统试题 一、填空题 1.柴油机混合气的形成和燃烧过程可按曲轴转角划分为（备燃期）、 （速燃期）、（缓燃期）和（后燃期）四个阶段。 2．柴油机燃料供给系统有四部分组成：（燃油供给）、（空气供给）、（混合气形成装置）和（废气排出装置） 3．柴油机的混合气的着火方式是（压燃式）。 4．国产A型泵由（泵油机构）、（供油量调节机构）、（驱动机构）和（泵体）等四个部分构成。 5．喷油泵的传动机构由（凸轮轴）和（挺住组件）组成。 6．喷油泵的凸轮轴是由（曲轴）通过（定时齿轮）驱动的。 7．喷油泵的供油量主要决定于（柱塞）的位置，另外还受齿条的影响。 8．柴油机的最佳喷油提前角随供油量和曲轴转速的变化而变化，供油量越大，转速越高，则最佳供油提前角（越大）。 9．供油提前调节器的作用是按发动机（工况）的变化自动调节供油提前角，以改变发动机的性能。 10.针阀偶件包括（针阀）和（真阀体），柱塞偶件包括（柱塞）和（柱塞套），出油阀偶件包括（出油阀）和（出油阀座），它们都是相互配对，（不能）互换。 二、选择题 1．喷油器开始喷油时的喷油压力取决于（B ）。 A．高压油腔中的燃油压力 B．调压弹簧的预紧力 C．喷油器的喷孔数 D．喷油器的喷孔大小 2．四冲程柴油机的喷油泵凸轮轴的转速与曲轴转速的关系为（C ）。 A．1:l B．2:l C.1:2 D.4:1 3．孔式喷油器的喷油压力比轴针式喷油器的喷油压力（ A ）。 A．大 B．小 C．不一定 D．相同 4．在柴油机中，改变喷油泵柱塞与柱塞套的相对位置，则可改变喷油泵的（C ）。 A．供油时刻 B．供油压力 C．供油量 D．喷油锥角 5．喷油泵柱塞行程的大小取决于（B ）。 A．柱塞的长短 B．喷油泵凸轮的升程 C．喷油时间的长短 D．柱塞运行的时间 6．喷油泵柱塞的有效行程（ D）柱塞行程。 A．大于 B．小于 C．大于等于 D．小于等于 7．喷油泵是在（B ）内喷油的。 A．柱塞行程 B．柱塞有效行程 C．A、B均可 D．A、B不确定 8．柴油机喷油泵中的分泵数（B ）发动机的气缸数。 A．大于 B．等于 C．小于 D．不一定

第四章 汽油机混合气的形成与燃烧

第四章 汽油机混合气的形成与燃烧 §4-1 汽油机燃烧过程 1、汽油机 ①混合气均匀，在气缸外部形成混合气预混合时间长。 燃烧过程的特点： ②火花塞放电点火，可控制点火时间、地点、能量。 ③传播式燃烧，燃烧速度和放热速率取决于火焰传播速度。 2、火焰传播速度U T ——单位时间内火焰前锋面相对未燃混合气向前推动的 距离。用U T 表示[m/s]。 3、燃烧速度U m ： 单位时间燃烧的混合气质量。 燃烧速度用U m 表示[kg/s]. U m =dt dm =T T A U T ρ [kg/s]. 式中 T ρ——未燃混合气密度； U T ——火焰传播速度； T A ——火焰前锋面积。 一、汽油机正常燃烧： 定义：唯一地由火花塞点火且火焰前锋以特定的速度传遍整个燃烧室的过程。 （一）汽油机正常燃烧过程： 燃烧过程分为三个阶段： （Ⅰ）着火延迟期； （Ⅱ）明显燃烧期； （Ⅲ）后燃期。0 （Ⅰ）着火延迟期i τ（1-2点）： 从火花塞跳火?压力偏离压缩线（出现火焰，5％放热量）的时间或曲轴转角。。 作用：火花塞放电点燃混合气形成火焰核心（链引发）； ①两极电压达10～15Kv ； ②击穿电极间隙的混合气，造成电极间电流通过； 火花塞 ③电火花能量多在40～80m J ； 放电特性 ： ④局部温度可达3000K ，使电极附近的混合气立即点燃； ⑤形成火焰中心，火焰向四周传播； ⑥气缸压力脱离压缩线开始急剧上升。 特点：燃烧量小，压力升高不明显。

①燃料，辛烷值↑→i τ↑； 影响i τ ②缸内温度↓↑→i τ、压力↑↑→i τ； 长短的因素： ③混合气浓度（i τα,9.0~8.0=最短）； ④残余废气系数γ↑→i τ↑ ⑤点火能量↓↑→i τ。 希望：尽量缩短i τ并保持稳定。 （Ⅱ）明显燃烧期（2-3点）：从火焰核心形成（开始燃烧）?max P （火焰传播到整个燃烧室）。 作用：迅速地把大部分燃料的化学能迅速转变为热能； 特点：是汽油机燃烧的主要时期，热量利用率高。明显燃烧期愈短，愈靠近上止点，汽油机经济性、动力性愈好。 要求：在压力升高率（平均压力升高率）不过高（0.175MPa －0.25MPa ）的前提下尽量缩短明显燃烧期（20-40°CA ）并靠近上止点（Pmax 在12-15°CA ）。 气缸内压力上升的程度，用平均压力升高率表示： 2 323???--=??p p p ， 式中23,p p —第二阶段终点3和起点2的压力； 23,??—第3和2相对上止点的曲轴转角。 一般明显燃烧期约占20CA ?～40CA ?曲轴 转角，燃烧最高压力m a x P 出现在上止点后 12CA ?～15CA ?曲轴转角，~175.0=??? p CA MPa ?/25.0为宜。 ? ??p 值过高，工作粗暴，机械负荷、热负荷增加对NOx 排放增加。 （Ⅲ）后燃期（3点以后）， 定义：从压力最高点到燃料燃烧90%以上的时间或曲轴转角。 促使①火焰前锋后未及燃烧的燃料再燃烧； 作用： ②贴附在缸壁上未燃混合气层的部分燃烧； ③高温分解的燃烧产物（H 2、CO 等）重新氧化。

可燃混合气的形成与燃烧室形式

第7章柴油机的燃油系统 7.1第七章说明 燃油系统在柴油机中有很重要的地位，所以课件第7章很重要，该章各系统比较复杂，用媒体表现比较复杂，需要多种软件综合运用。3dmax、A uthorware、CorelDRAW、AutoCAD、Photoshop、Flash等。这样给课件带来了更多的新意。通过前六章的制作到第七章，各种零件表达得更完美，更具体。 7.2燃油系统的功用及组成 7.2.1功用 根据柴油机运转工况的需要，将适量的清洁燃油，在一定的时间内，以适当的雾化状态喷入燃烧室，造成混合气体形成与燃烧的有利条件。 7.2.2组成 输油泵、滤清器、喷油泵、出油阀、喷油器、燃烧室。 7.3可燃混合气的形成与燃烧室形式 7.3.1可燃混合气的形成 1．形成方式 柴油机中由于燃烧室型式不同，混合气形成的方法也不同，大致可分为：空间混合气形成，油膜混合气形成，复合式混合气形成。 2．要求 可燃混合气的质量对燃烧过程起决定性作用。 1)喷入汽缸的应雾化良好，并具有一定的射程。即油粒微小并充满整个燃烧室空间。 2)燃料的喷射形状应与燃烧室形状相适应，以形成良好的混合气。

3)在燃烧室造成强烈的空气涡流促使在燃烧室间形成良好混合。 7.3.2燃烧室的形式 1．概述 1)根据混合气形成的方法不同，大致可分为：空气混合气形成、油膜混合气形成和复合式混合气形成。 2)燃烧室分类 (1)直接喷射式燃烧室:直接喷射式燃烧室设在活塞顶上，是一个统一的空间。主要靠喷射油束与燃烧室形状相互配合，使燃油与空气均匀地混合。 a.统一式：形状简单、结构紧凑、容易启动；对燃油喷射系统要求高；最高燃烧压力和压力升高率较高，曲柄连杆受力较大；对转速和燃料质量特别敏感。 b.复合式：兼有球型油膜与半分开式燃烧室的特点。把空间雾化与油膜蒸发结合到一起，改善了冷机启动性能，可适应多种燃料，对燃油系统要求低。 c.半分开式：活塞上的凹坑与活塞顶部的余隙构成靠喷雾质量与挤压涡流形成可燃混合气，对燃油系统要求较低。油耗低，启动方便，工作比较柔和。 d.球型油膜式：工作柔和燃烧噪音小，排烟好，性能指标好，可使用多种燃料，冷车启动困难，适用于小型高速机。 (2)分开式燃烧室：分开式燃烧室被明显隔成两部分，其一部分由活塞顶面及气缸盖底面组成；另一部分在气缸盖或气缸体中，两者以一条或数条通道相联接。 a.涡流室式：对燃油系统要求不高，工作稳定，燃油消耗率高，冷车启动困难，对转速敏感，散热损失大。 b.预燃室式：预燃室容积占总燃烧室容积的20-40%，运转平稳，对燃油系统要求不高，对转速，燃油品质敏感性较小，燃油消耗率高，启动困难。喷嘴受高温作用，易损坏。 2.直喷式燃烧室 1)统一式燃烧室如图7-1

柴油机与汽油机在可燃混合气形成方式和点火方式上有何不同

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柴油机与汽油机在可燃混合气形成方式和点火方式上有何不同 A: 一般汽油机进气会形成滚流，而柴油机进气一般都形成涡流。在燃烧方式上，汽油机是点燃式的，燃料在汽缸内靠电火花塞点燃；而柴油机是压燃式的，燃料依靠汽缸内空气压缩产生的热量引燃，也就是空气压缩会升高温度，当压缩空气的温度高于柴油的燃点时柴油就会燃烧。 汽油机的汽缸压缩比较低，通常在10以下，现在随着技术的发展，像增压汽油机会到达10以上，而柴油机的汽缸压缩比较高，一般都在14以上 柴油机是靠活塞压缩产热将雾化的柴油点燃汽油机则靠火花塞点燃雾化汽油和空气的混合气体柴油机靠压缩所以压缩比高 柴油机：柴油是靠压燃的。因为柴油的暴燃点比较低，可以靠压力使其燃烧。 汽油机：汽油是靠火花塞点燃的。因为汽油的爆燃点比较高，不容易压燃。 压缩比大了以后能提高汽缸内的压力， 四冲程汽油机和柴油机在总体构造上有何异同 柴油机和汽油机的共同点和区别： 首先都是内燃机，都有两大机构，以及冷却系、启动系、润滑系、燃料供给系。不同点：燃料不同，汽油机烧汽油柴油机烧柴油，柴油机无点火系，汽油机是靠火花塞电子点火，柴油机是靠气缸活塞做功压燃。柴油机的燃料供给系向气缸提供的是纯空气，汽油机向气缸提供的是可燃混合气。

汽油机是以电子点火点燃汽油来使其在燃烧室中爆炸工作的 柴油机是以喷射柴油进入高温高压的燃烧室自然爆炸工作的 构造上1、汽油机的压缩比普遍较底(一般不超过11:1) 2、启动比较容易但是行驶中必须依靠电瓶(一般电瓶为12V) 3、转速比较高（一般都能达到6000转以上）4、扭力比较低 5、加速比较好（转速的幅度大所以能在多个点进行档位的切换） 1、柴油机的压缩比普遍较高(一般不低于12:1) 2、启动比较困难但是行驶中不必依靠电瓶(一般电瓶为24V) 3、转速比较低（一般都保持在4000转以下） 4、扭力比较高 5、比较节能（百公里的油耗小）

柴油机对混合气形成的技术要求1

柴油机对混合气形成的技术要求 对混合气形成过程有下列共闹的技术要求： 1)高速柴油机用于混合气形成的时间极短，例如3soor／m沁的车用柒袖机， 如果从喷油开始至完成混合山用60。cA6、话，折算时间只有2。778m s。所以，在发动机转速所要求酌极短时间内，燃油要能快速地破碎、雾化(或涂布成壁膜)、吸热、汽化、扩散至空气中，并与空气温合成有一定浓度的可燃混合气。 2)燃油在参加燃烧前要与空气混合成均相(气相)的、在可燃浓皮范围内的混合气。 3)要适当减少预混合燃烧燃泅量，以避免过高的放热峰值、最大压升举、最高燃烧压力以及燃烧压力振荡G同时．要加速中、后期混合速度和骸烧速度。 4)要有足够的混合气形成能量。它是喷油能量与燃烧室内气流运动能星的总和，并要有机匹配。所以，如果减少父小一方的能量，则必须相应地增加另一方的能量。而且奖发挥燃烧室结构的作用，以便充分、有效地利用这些能量，以加速和[完善混合。 5)要充分利用燃烧室内的一切空气，使之参与混合和燃炔。要使活塞顶隙、气门坑年活塞火力岸周隙等处的生间尽星／J、。总之，要使“死区”和“半死区”内的空气也能得到和用，以提高实际的过显空气系数。 6)要尽量造成微涡流(紊流)，并使大标度涡流和小标度涡流结合起来。要使宏 观混合和微观混合互相渗透、互为补充。近10多年来，微涡流和微混合获得长 足酌发展，是捏合气形成的重大进步。 7)在充分利用进气涡流朗N时，妥尽员组成挤压涡流、逆价压涡流，以便组织燃烷室空 间内的复合涡流。要使整个混合气形成过程和燃烧过程在各种涡流的促进下进行。 8)在混合气形成过程中，要尽量发挥喷油过程、气流运动过程和燃烧室结构、形状的作用、并使三者配合，以便加速和完善泊气混合。 内燃机在诞生后的一百多年来，广泛应用于国民经济的各个领域，内燃机技术也得到了不断的发展。但是随着燃油资源紧缺和环境污染两大危机越来越严重，传统内燃机的性能已经不能满足人们对内燃机的经济性和环保性的要求，均质充量压缩燃烧(Homogeneous Charge Compression Ignition，HCCI)技术成为发动机新的研究热点。HCCI技术由于其较高的燃油经济性和极低的NO_x和颗粒的排放受到各国研究者的重视。本文主要是基于复合式进气管燃油喷射混合 技术，运用专业的CFD软件—FLUENT，对柴油HCCI发动机的混合气的形成

第四节 可燃混合气的形成

第四节可燃混合气的形成 可燃混合气：指由气态燃油与空气组成的一种混 合气，其组成和状态应保证它易于在气缸内发 火燃烧。 可燃混合气的形成的影响因素 缸内气体流动、燃油的雾化质量、燃烧室形状 一、缸内气体的流动 1．进气涡流 在进气过程中形成的绕气缸中心线有组织的 定向气流运动 2．挤压涡流 在压缩行程的后期，活塞顶表面和气缸盖靠 近时所产生的径向或横向气流运动，简称挤流。 3．湍流 在气缸中形成的无规则的气流运动称为湍流。 二、可燃混合气形成方法 1．空间雾化混合 空间雾化混合：可燃混合气是在燃烧室空间形成的。 要求：燃油必须喷射到燃烧室空间并与燃烧室形状 相适应 船用大、中型柴油机：主要依赖于燃油的喷雾（又 称为油雾法），而较少依赖空气运动。 中小型高速柴油机：主要依赖于空气涡动（又称涡 动法），而较少依赖燃油喷雾 表3—1 两种混合方式的特点比较 空间雾化混合油膜蒸发混合 1．大部分燃料喷散雾化，并分布到空气中 2．燃料在空气中是细小油滴 3．细小油滴与热空气混合，形成不均匀的混合气（气、液相混合），然后小油滴在高温下蒸发。4．在着火延迟期间形成的可燃混合气数量较多，多处着火 5．燃烧开始时的放热速率很高，以后逐渐减慢1．利用强烈的空气旋流将大部分燃料涂布于壁面上2．燃料在壁面上形成油膜 3．油膜受壁温影响在较低温度下蒸发，然后燃料蒸汽与空气混合，形成均质混合气（气相混合）4．散布在空气中的少量雾化燃油局部着火 5．初期放热速率不高，随着燃烧的进行，火焰辐射使蒸发加强，加上热力混合作用，中后期的燃烧速率很高

2．油膜蒸发混合　 油膜蒸发混合：把大部分燃油（约占95%循环喷油量）喷到燃烧室表面形成薄油膜。在燃烧室中强烈的空气涡流下，油膜逐层蒸发并与空气混合成可燃混合气。 三、燃烧室 1．开式燃烧室 开式燃烧室是由气缸盖底面、活塞顶面及气缸壁面形成的统一空间（图3—22） 开式燃烧室混合气形成的特点： （1）形状简单、结构紧凑、相对散热面小、热损失小。具有良好的起动性和经济性。 （2）混合气的形成主要靠燃油的喷射雾化，对喷雾质量要求较高。 （3）最高燃烧压力及压力升高率较高，工作粗暴。 热负荷和机械负荷较大。 （4）需要较大的过量空气系数α （5）排气中的有害成分ＮＯｘ、炭烟等较多应用：大、中型柴油机及船用低速柴油机。

柴油机混合气形成

任务一柴油机混合气形成 与汽油机工作原理相比，只有一个行程即作功行程中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且自然温度又较汽油低，所以采用的是压缩自燃式点火。 任务二柴油机的燃烧过程 柴油机燃烧过程非常复杂，为了便于分析和揭示燃烧过程的规律，通常将这一连续的燃烧过程分为四个阶段，即着火延迟期（又称为滞燃期）、速燃期、缓燃期和补燃期，如图所示。

（一）着火延迟期 从柴油开始喷入气缸起到着火开始为止的这一段时期称为着火延迟期。 着火延迟期内，燃烧室内的混合气进行着物理和化学准备过程。 物理准备过程：燃油的粉碎分散、蒸发汽化和混合。 化学准备过程：混合气的先期化学反应直至开始自燃。 特点：压力没有偏离压缩线。 影响着火延迟期长短的主要因素是： 喷油时缸内的温度和压力越高，则着火延迟期越短。 柴油的自燃性较好（十六值较高），着火延迟期较短。 燃烧室的形状和壁温等。 喷油提前角：开始喷油到活塞到达上止点所对应的曲轴转角为喷油提前角。

（二）速燃期 速燃期:从开始着火（即压力偏离压缩线）到出现最高压力. 特点：压力急剧上升，压力达到最高（有可能达到13MPa以上） 一般用压力升高率λp〔kPa／(o)曲轴〕表示压力急剧上升的程度。 式中：△p——速燃期始点和终点的气体压力差（kPa）; △θ——速燃期始点和终点相对于上止点的曲轴转角差（CAo）。 特点： （1）压力升高率很高，接近等容燃烧，工作粗暴。 （2）达到最高压力（6~9MPa）。 （3）继续喷油。 压力升高率过大，则柴油机工作粗暴，燃烧噪音大；同时运动零件承受较大的冲击负荷，影响其工作可靠性和使用寿命； 压力升高率大，燃烧迅速，柴油机的经济性和动力性会较好。 压力升高率应限制在一定的范围之内，柴油机的压力升高率一般应不大于0.4~0.5 MPa／(o)曲轴。与汽油机相比，柴油机的压力升高率较大。 控制压力升高率的措施： 减小在着火延迟期内准备好的可燃混合气的量 ①缩短着火延迟期的时间

可燃混合气的形成与燃烧知识

可燃混合气的形成与燃烧知识 一．可燃混合气的形成与燃烧 柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的。当活塞接近压缩上止点时，柴油喷入气缸，与高压高温的空气接触，混合，经过一系列的物理，化学变化才开始燃烧。之后便是边喷射，边燃烧。其混合气的形成和燃烧是一个非常复杂的物理化学变化过程，其主要特点是： （1）燃料的混合和燃烧是在气缸内进行的。 （2）混合与燃烧的时间很短0.0017～0.004秒（气缸内） （3）柴油粘度大，不易挥发，必须以雾状喷入。 （4）可燃混合气的形成和燃烧过程是同时，连续重叠进行的，即边喷射，边混合，边燃烧。 二．可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期 （1）备燃期:从喷油开始→开始着火燃烧为止 喷入气缸中的雾状柴油并不能马上着火燃烧，气缸中的气体温度，虽然已高于柴油的自燃点，但柴油的温度不能马上升高到自燃点，要经过一段物理和化学的准备过程。也就是说，柴油在高温空气的影响下，吸收热量，温度升高，逐层蒸发而形成油气，向四周扩散并与空气均匀混合（物理变化）。 随着柴油温度升高，少量的柴油分子首先分解，并与空气中的氧分子进行化学反映，具备着火条件而着火，形成了火源中心，为燃烧作好了准备。这一时期很短，一般仅为0.0007～0.003 秒。 （2）速燃期:从燃烧开始→气缸内出现时为止 火源中心已经形成，已准备好了的混合气迅速燃烧，在这一阶段由于喷入的柴油几乎同时着火燃烧，而且是在活塞接近上止点，气缸工作容积很小的情况下进行燃烧的，因此，气缸内的压力P迅速增加,温度升高很快。

（3）缓燃期:从出现→出现为止 这一阶段喷油器继续喷油，由于燃烧室内的温度和压力都高，柴油的物理和化学准备时间很短，几乎是边喷射边燃烧。但因为气缸中氧气减少，废气增多，燃烧速度逐渐减慢，气缸容积增大。所以气缸内压力略有下降，温度达到最高值，通常喷油器已结束喷油。 （4）后燃期:缓燃期以后的燃烧 这一时期，虽然不喷油，但仍有一少部分柴油没有燃烧完，随着活塞下行继续燃烧。后燃期没有明显的界限，有时甚至延长到排气冲程还在燃烧。后燃期放出的热量不能充分利用来作功，很大一部分热量将通过缸壁散至冷却水中，或随废气排出，使发动机过热，排气温度升高，造成发动机动力性下降，经济性下降。因此，要尽可能地缩短后燃期。 综上所述，要使燃烧过程进行得好，混合气形成的好环是关键，所以对混合气形成的要求如下： ①必须要有足够的空气量和适当的柴油量 因为柴油燃烧放出热量是由于柴油和空气中的氧气在一定温度和压力条件下产生化学作用的结果，所以空气与柴油是放热的两个重要因素。空气量与柴油量比例不同，所形成的可燃混合气的成分也就不同，一般要求：α=1.3～1.5 ；α过大，混合气过稀，燃烧速度慢，散发热量多，Ne↓；α过小，混合气过浓，燃烧不完全，油耗增加，冒黑烟，经济性变坏。可见α是影响发动机功率和油耗的重要因素。 ②喷油时刻要准确，混合气形成的规律应合适 气缸中燃烧过程的主要放热阶段应该是上止点稍后，容积小可得到较高的压力，热效率高，热损失小，所以要求喷油时刻要准确。喷油过早，过晚对发动机工作都是不利的。 过早：混合气提前形成，并在活塞到达上止点前像爆炸似的同时着火燃烧，结果给正在上行的活塞造成一个短时间阻力，并严重"敲缸"工作粗暴。 过迟：混合气在活塞下行时才开始形成和燃烧，结果燃烧空间增大，从气缸壁面传走的热量增加，造成发动机过热，燃烧压力降低（P↓）气体压力推动活塞的效果减小，甚至有可能使部分混合气来不及燃烧而随废气排出去，使Ne↓。 最好的喷油时刻与燃烧室的型式和发动机转速有关，对于一定结构的发动机在规定转速下，可通过试验找到一个功率大，油耗低的最好喷油时刻，通常用曲轴距活塞到达上止点的转角表示，称为喷油提前角。 ③喷油质量应与燃烧室形状相适应，形成均匀的混合气 雾化良好：喷油泵和喷油器的喷射质量应与燃烧室相适应。

练习四、汽油机混合气的形成与燃烧

四、汽油机混合气的形成与燃烧 一、解释术语 1、燃烧速度 2、火焰速度 3、滞燃期* 二、选择题 1．汽油机爆震燃烧的根本原因是远端混合气（） A、被过热表面点燃 B、因温度过高自燃 C、受火焰传播燃烧 D、由已燃气体点燃 2．汽油机出现表面点火的原因中包括（） A、压力过高 B、水垢过多 C、浓度过高 D、积炭过多 3．提高汽油机的压缩比，要相应提高所使用汽油的（） A、热值 B、点火能量 C、辛烷值 D、馏程 4．汽油机的燃烧过程是（） A、温度传播过程 B、压力传播过程 C、热量传播过程 D、火焰传播过程 5．汽油机的燃烧过程人为地分为（） A、5个阶段 B、4个阶段 C、3个阶段 D、2个阶段 6、汽油机混合气形成过程中，燃料（）、燃料蒸汽与空气之间的扩散同步进行。 A、喷射 B、雾化 C、蒸发 D、混合 7、下面列出的（）属于汽油机的燃烧特点。 A、空气过量 B、有时缺氧 C、扩散燃烧 D、混合气不均匀 8、汽油机爆震燃烧的根本原因是远端混合气（）。 A、自燃 B、被火花塞点燃 C、火焰传播不到 D、被压缩 9、汽油机的火焰速度是（）。 A、燃烧速度 B、火焰锋面移动速度 C、扩散速度 D、气流运动速度 10、提高压缩比使汽油机的爆震倾向加大，为此，可采取（）的措施。 A、减小喷油提前角 B、减小点火提前角 C、加大喷油提前角 D、加大点火提前角 11、评价速燃期的重要指标中有（）。* A、温度升高率 B、最大压力出现时刻 C、最高温度 D、压力升高时刻 12、下列措施中，不能够消除汽油机爆震的是（）。 A、增大点火提前角 B、推迟点火提前角 C、加强冷却 D、选用高标号的汽油