文档介绍：柴油机混合气的形成和燃烧
柴油机的燃烧过程

一、燃烧过程
从喷油始点A点开始到压力脱离压缩线开始急剧上升的B点为止。

着火延迟期越长,气缸中积累的燃料量就越多,着火后一起燃烧,使燃烧急剧,发动机工作粗暴。
缩短着火延迟期的措施:
1) 提高缸内温度
2) 使用十六烷值高的燃料
在上止点前(A点),喷油器向气缸内喷入燃油,但燃油并不马上着火,而是稍有落后,因为柴油机自燃需要有一定条件。它首先由液态蒸发成气态,并与空气混合形成可燃混合气,当适当比例的混合气经过一定化学反应过程,燃油才能自燃着火。

从气缸压力偏离压缩线开始急剧上升的B点起,到最高压力点C点为止。
由于在着火延迟期中喷入气缸的燃油已经过不同程度的物理、化学准备,所以一旦着火,这些燃料也一起燃烧,此时活塞靠近上止点位置,这个阶段近似混合加热循环中的等容加热,压力升高特别快,用压力升高比来表示压力升高的急剧程度,
压力升高比太大,则柴油机工作粗暴,运动零件受到很大的冲击,发动机寿命缩短,
降低Δp/Δφ的方法:
------减少着火后一起燃烧的混合气量。
缩短着火延迟期的时间
控制着火延迟期中的喷油量
抑制着火延迟期中可燃混合气的形成

从缸内压力最高点C点开始到缸内温度达到最高点D点为止。
这个阶段近似混合加热循环中的等压加热,
速燃期后,喷油往往结束了。但是,由于速燃期时间较短,喷油较多,大部分燃油来不及形成可燃混合气而留在速燃期后继续混合和燃烧,使放热不断增加,温度不断升高,直到最高。
这个时期结束时,放热量一般达循环放热量的70%-80%。

从最高温度点D点起到燃油基本燃烧完的E点为止,E点一般难以确定,一般当放热量达到总放热量的95%-97%时,即可认为补燃期结束。
这一阶段的燃烧是在膨胀行程中进行,必然导致发动机热效率降低,排气冒烟等现象,故应尽量减少补燃期。
燃烧过程中每一个阶段都有自己的特点,但又相互关联。柴油机的经济性和动力性主要取决于速燃期和缓燃期。但是为了使柴油机工作柔和平稳,减少燃烧噪音,就应使着火延迟期(滞燃期)适当缩短,这样才能使速燃期内燃烧稍有缓和,防止压力升高率过高。另外为了提高经济性,减少排气污染,应尽量减少补燃期的燃烧量。要实现这一目的,必须使缓燃期尽快燃烧,让大部分燃油在缓燃期烧掉,补燃期就不会拖延太长。
由此可见,对柴油机燃烧过程四个阶段的要求应该总结为:滞燃期要短,速燃期要缓,缓燃期要急,补燃期要少。
总之,
二、燃烧过程存在的主要问题
1、混合气形成困难及燃烧不完全
2、燃烧噪音
3、排气污染
因为柴油不容易蒸发,故将燃油喷射成雾状,分散成数百万个小油滴,这些细小油滴在气缸内迅速蒸发与空气混合,但因为混合时间极短,缸内情况异常复杂,故使缸内空气和燃油混合极不均匀,有的地方可能是惰性气体,有的地方是过稀混合气,有的地方甚至还有燃料液态核心,等等。所以为了保证燃油燃烧完全。柴油机均在过量空气系数α>1的条件下工作。
在速燃期中,急剧升高的压力冲击燃烧宝壁、活塞、曲轴等机件,从而诱发缸盖、缸套、机体、齿轮宝、油底壳等机件的变形、振动、并辐射出强烈的噪音,称之为燃烧噪声。
燃烧噪音是柴油机噪音的主要来源。
3、排气污染
②排出有害气体
CO、HC、NOX
①排气颗粒
1、定义
燃油燃烧放出的热量随曲轴转角变化的关系,称为燃烧的放热规律。
放热规律影响发动机的热效率及最高爆发压力。所以比较合适的放热规律是希望有合适的燃烧起点,同时燃烧应先缓后急,即开始放热适中,满足运转柔和的要求,随后燃烧加快,使燃料尽量靠近上止点燃烧,以保证好的动力性和经济性。
三、燃烧过程的放热规律