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2001年第 2期(总第 68期) 山东内燃机 ,LN3)ONGI 2∞1年 6月
【综述】
火花点火式发动机燃烧过程综述
孙天松
(胜利油田技术检测中 t2,设备站)
摘要本文总结火花点火式发动机燃烧过程研究的发展,着重讨论火花点火式发动机
分层、稀薄燃烧技术的特点,分析其相对传统燃烧方式的优点和应用中存在的问题,展望夸
后的发展趋势。
增加,甚至使发动机熄火。在汽油机中,过
1 前言
量空气系数 n=~,着火落后期最
火花点火式发动机是我均传播速率最高,同时由于实际

提高其动力性和经济性作为主要的努力方气温度降低,
向。近年来,随着人们环保意识的增强和排功率。a<1导致燃料燃烧不完全,燃油消
放法规的日益严格,降低发动机排放叉成为耗率较高,HC排放物增加。而且距离火焰
研究的焦点,
机的燃烧过程。、分层充气、稀薄温度‘基础上,进一步受到加热和压缩,加
燃烧、缸内直喷、闭环控制、三元催化等技速其先期反应,放出部分热量,自身温度不
。在正常火焰(30~70m/s)到达之
明显的节能和降低排放的效果。其中,分层前,终燃混合气内部产生一个或数个火焰中
燃烧技术能够显著改善缸内燃烧过程,减轻心,并以很高的速率(100~300m/s轻微爆
爆震倾向,增大压缩比,提高热效率,降低震,800~l(~0m/s剧烈爆震)传遍终燃昆合
HC排放,是提高火花点火式发动机性能的气,引起缸内压力剧烈震荡,即爆震。通过
主要措施,但需要对传统火花点火式发动机高速摄影分析⋯认为,爆震源于未燃混合气
进气、点火、燃烧和控制系统进行改进。的自燃,并在极短时间(1。cA左右)内全部
着火引起压力震荡;爆震越靠近上止点,燃
2 分层燃烧概念
烧扩散时间越短,爆震越剧烈;进气温度越
传统火花点火式发动机缸内燃烧以预高,越容易发生爆震。爆震的存在限制了火
混燃烧为主,在均匀可燃混合气中进行,要花点火式发动机压缩比和指示热效率的提
求可燃混合气空燃比在着火范围以内。高。燃用均匀混合气使燃料在贴近缸壁区
否则,在电火花放电后,不能形成火焰中心, 域不能迅速有效地燃烧,生成未燃 HC。
引起火焰传播,导致燃烧不完全,发动机工近年来,随着对缸内燃料分布规律的研
作循环不稳定,燃油消耗率上升,HC排放物究日益深入,汽油机燃烧的重要研究方向转
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2 2 山东内燃机 2001年 6月
向稀燃、速燃、层燃技术。虽然在进人失火同,准确控制混合气的形成是分层燃烧技术
范围的过稀混合气巾难以形成火焰中心,但的关键环节目前广泛采用的是变涡流比
。
正常燃烧。控制缸内燃料分布,使火花塞附
3 分层进气系统的设计
近局部可燃混合气空燃比达到较好的着火
条件(地~),而在燃烧室大部分区域的燃烧稀混合气降低火焰传播