文档介绍：第五节燃油的燃烧
一、可燃混合气的着火
燃烧过程必须经历形成可燃混合气、可燃混合气自行着火(自燃)和稳定燃烧(火焰的传播)三个阶段
1自燃
1)复杂的物理与化学变化过程
2)着火条件:混合气浓度一定,温度足够
3)燃烧室内最先着火的部位是油束外缘(=1处),可能是多点同时着火
2火焰传播
火焰传播路径与速度取决于可燃混合气形成的状态以及空气的扰动
二、燃烧过程
最简单最实用的研究方法是通过p-和T-曲线,据此人为地将燃烧过程分成四个阶段:滞燃阶段(滞燃期AB)、速燃阶段(速燃期BC)、缓燃阶段(缓燃期CD)、后燃阶段(后燃期DE)
1滞燃阶段(喷油始点至着火点)
1)特点:气缸内压力基本与压缩线重合,可控,对燃烧质量影响最大
2)评价参数
(1)滞燃角φi, φi = 6n τi
(2)滞燃时间τi
转速越高、十六烷值越高、雾化质量越好,越短
太长,工作粗暴,造成敲缸和机件损坏;太短,燃烧不完全,冒黑烟
太长是燃烧过程恶化的通病,应尽可能缩短(避免敲缸和减轻机件负荷),但并非越短越好
(3)滞燃量△I
低速机△I =15%--30%△gi;高速机△I =80%--100%△gi;中低速机缩短喷射持续期对缩短燃烧持续期有利,而对高速机无效
3)滞燃期内形成的可燃混合气数量决定了后续速燃期燃烧的急剧程度
2速燃阶段(着火点至最高压力点)
1)特点:压力迅速上升至pz(上止点后10-15。CA),近似于等容燃烧,不可控燃烧期,预混合燃烧阶段
2)评价参数-平均压力增长率( △p/△φ)
(1)决定柴油机燃烧过程的柔和性
(2)影响:其值大说明工作粗暴,伴有敲击声,造成燃烧敲缸(热敲缸);其值小说明工作柔和,燃烧平稳,无敲击声
注:热敲缸发生于燃烧初期(速燃期),多由超负荷运转、喷油定时过早引起。敲缸时柴油机经济性较好,/℃A
3)应通过滞燃期来影响速燃期,力求缩短滞燃期,减少滞燃量,控制可燃混合气的形成量。控制滞燃量是影响燃烧过程的重要手段
3缓燃期(压力最高点至温度最高点)
1)特点:温度迅速升至最高(上止点后20-35 ℃A),压力缓慢下降,近似等压燃烧,可控燃烧期,扩散燃烧阶段
2)评价参数-烟度
(1)该阶段的主要矛盾是燃烧不完全而产生黑烟,改善措施-加强燃烧室内空气扰动加速混合气形成
(2)烟度增加着重表示不完全燃烧加重
3)该阶段燃烧燃油量最多(40-60gi),与速燃期合称主燃期,主燃期长短主要取决于负荷大小
4后燃期(温度最高点至燃烧终点)
1)特点:燃烧过程在膨胀行程中的继续,不能完全消除,应设法使之减轻
2)后燃的危害:热效率降低、排温升高、热负荷增加、可靠性降低
3)评价参数-排气温度(排气温度增加着重表示后燃增加)
4)本阶段越短越好,缩短措施:加强空气扰动,改善混合气的形成
5)本阶段长短主要取决于负荷大小,低负荷短,低速机短于高速机