文档介绍：第三章燃油喷射与燃烧
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
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
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。
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
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 1. 利用强烈的空气旋流将大部分燃料涂布于壁面上
2. 燃料在空气中是细小油滴 2. 燃料在壁面上形成油膜
3. 细小油滴与热空气混合,形成不均匀的混合气 3. 油膜受壁温影响在较低温度下蒸发,然后燃料蒸
(气、液相混合),然后小油滴在高温下蒸发。汽与空气混合,形成均质混合气(气相混合)
4. 在着火延迟期间形成的可燃混合气数量较多,多 4. 散布在空气中的少量雾化燃油局部着火
处着火 5. 初期放热速率不高,随着燃烧的进行,火焰辐射
,以后逐渐减慢使蒸发加强,加上热力混合作用,中后期的燃烧
速率很高
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第三章燃油喷射与燃烧
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
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。
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第三章燃油喷射与燃烧
(图 3-23)
半开式燃烧室:由活塞顶面到气缸盖底面之间的
余隙容积以及位于活塞顶部或气缸
盖底部的凹坑容积两部分组成,而
且两者以较大的通道相连。
混合气的形成:喷雾和空气涡动并重,但对喷雾的
要求有所降低,但对空气涡流的要
求明显增强。
半开式燃烧室的特点:经济性较好、起动性较好、
过量空气系数α较小,不同程度地克服了开式
燃烧室工作粗暴、机械负荷大的缺点。
应用:中小型柴油机
(图 3-24)