文档介绍：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® , ® 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® ¯,¯ ® 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 = mm,S = 245 mm
雾化: 个,d = 40 mm,S = mm
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
1 油束射程L
并不一定越大越好,这要根据混合气形成的机理与燃烧室形状具体分析。
L  ® 燃料喷到壁面上多® 空间混合气太稀。
L ¯¯ ® 燃料集中® 混合气分布不均匀,空气利用¯。
2 喷雾锥角b
反映油束的紧密程度。
孔式喷嘴— b ® 油束松散,粒细。
轴针式喷嘴— b¯ ® 油束紧密,粒粗。
3 雾化质量(雾化特性)
细微度—油滴平均直径细:雾化好
均匀度—油滴最大直径- 油滴平均直径匀:雾化好
粒细®均匀度好,粒粗®均匀度差。
(四) 喷油规律
单位时间(或曲轴转角)的喷油量随时间(或曲轴转角)的变化规律。
喷油规律影响放热规律,放热规律影响动力性、经济性和排放。
1 喷油延迟角
喷油提前角q —开始喷油® 上止点的曲轴转角。
q’—上止点® 停止喷油的曲轴转角。
喷油延迟角½q½+½q’½ —开始喷油® 停止喷油的曲轴转角。
2 喷油延迟角对性能的影响
½q½+½q’½ ® 喷油持续时间长, 工作柔和,但油耗增大, 排放变差。
½q½+½q’½¯¯ ® 喷油持续时间短, 油耗下降, 排放好,但工作粗暴。
3 喷油延迟角的比较
a. ½q½+½q’½¯¯ ® 油耗¯, 排放好,但工作粗暴。
b. 先急后缓
q¯ ® 工作粗暴。
q’ ® 油耗 , 排放差。
c. 先缓后急
q ® 工作柔和。
q’¯ ® 油耗¯ , 排放好, 尽量采用,但很难做到。
(五) 喷油嘴
1 孔式喷嘴
主要用于直喷式燃烧室中。
孔数: 1~5个,f = ~ mm。
雾化好,但易阻塞。孔数越少,雾化越好,但也易阻塞。
2 轴针式喷嘴
主要用于分隔式燃烧室中。
f = 1~3 mm,通道间隙 d = ~ mm。
雾化差,但有自洁作用,不易阻塞。
三气流运动对混合气形成的影响
(一) 气流运动的作用
(二) 气流运动
组织气流运动,加速混合气形成。
1 进气涡流
使进气气流相对于汽缸中心产生一个力,形成涡流。
(1) 切向气道
特点: 气道母线与汽缸相切。
优点: 结构简单,气流阻力小® 
缺点: 涡流强度对进气口位置敏感。
(2) 螺旋气道
特点: 进气道呈螺旋型。
优点: 能产生强烈的进气涡流。
缺点: 工艺要