文档介绍：第五章内燃机混合气的形成和燃烧
缸内气流运动对混合气形成和燃烧过程的影响,从而影响动力性、经济性、燃烧噪声、排放等。
一、涡流
在进气过程中形成的绕气缸轴线有组织的气流运动,称为进气涡流。主要由进气道形状和发动机转速决定。
产生方法:1、带导气屏的进气门;2、切向气道;3、螺旋气道。
评价方法:气道稳流试验台;Ricardo方法;
流量系数:定义为流过气门座的实际空气流量与理论空气流量比
涡流强度:叶片风速仪或涡流动量计。
流体计算软件(CFD);激光测量方法。
二、滚流
在进气过程中形成的绕气缸轴线垂直线旋转的有组织的空气旋流,称为滚流或横轴涡流。
作用:增强压缩末期的湍流强度和湍流动能。
是汽油机实现稀薄燃烧的重要手段,四气门蓬顶形燃烧室汽油机。
斜轴涡流:既有绕气缸轴线旋转的横向分量,也有绕气缸轴线垂直线旋转的纵向分量。
三、挤流
在压缩过程后期,活塞表面的某一部分和气缸盖彼此靠近时所产生的径向或横向气流运动称为挤流。增强燃烧室内的湍流强度。
四湍流
在气缸中形成的无规则的气流运动称为湍流,是一种不定常气流运动。分为:气流流过固体表面时产生的壁面湍流和同一流体不同流速层之间产生的自由湍流。
五、热力混合
在旋转气流中火焰向燃烧室中心运动,又将中心部分的新鲜空气挤向外壁,促进空气与未燃燃料混合的作用称为热力混合作用。
点燃式内燃机的燃烧
一、预混燃烧与扩散燃烧的概念
在燃烧过程中,如果混合过程比燃烧反应要快得多或者在火焰到达之前燃料与空气已充分混合,这种可燃混合气的燃烧为预混燃烧。主要包括汽油机和气体燃料发动机。
柴油机的大部分燃料是在着火后喷入气缸的,它处于一边与空气混合、一边燃烧的情况下,由于混合过程比反应速率慢,燃烧速率由混合过程控制,这就是扩散燃烧。
二、点火过程:
(1)击穿阶段:火花塞电极在很高的电压(10~15kV)作用下击穿电极间隙内的混合气,离子化气体通道,峰值电流高达200A。
(2)电弧阶段电压较低,电流仍很高。电弧阶段火焰传播开始发生。
(3)辉光放电阶段:电流低于200mA。放出绝大部分点火能量。
常规点火系统供给的能量一般为30~50mJ。
三、点燃式发动机的燃烧
:分为三个阶段
(1)着火阶段,是指从电火花跳火到形成火焰中心的阶段;滞燃期。
(2)急燃期,是指火焰由火焰中心烧遍整个燃烧室的阶段,也可称为火焰传播阶段。急燃期终点一般为最高压力点。压力升高很快。代表发动机工作粗暴程度、振动和噪声水平。
(3)后燃期,从急燃期终点至燃料基本上完全燃烧为止。主要是湍流火焰前锋后面没有完全燃烧掉的燃料,以及附在气缸壁面上的混合气层继续燃烧。
(1)火焰发展期;(2)快速燃烧期;(3)总燃烧期。
3. 火焰传播速率和燃烧速率:(1)层流火焰传播速率;(2)湍流火焰速率;(3)火焰传播速率。
当均质充量发动机可燃混合气过浓或过稀时,在电火花放电以后,并不能形成火焰中心,产生火焰传播。两个界限间的混合气浓度称为着火极限。
分层充量(非均匀)稀燃发动机:表观平均空燃比。
(1)缸内最高燃烧压力及其对应的曲轴转角,最高燃烧温度及其对应的曲轴