涡流室式与直喷的区别
汽车排放及控制技术知识点汇总
第一章绪论一名词解释和填空题1)大气污染：随着人类社会发展，人类活动或自然过程使得某些物质进入大气，当他们呈现足够的浓度，达到足够的时间，就可能危害到人体的舒适和健康，危害到生态环境的平衡2)大气污染的一般分类：局部污染、区域性污染、全球污染3)大气污染源分为天然污染源和人为污染源。
4)汽车排放的主要污染物有CO、NO X、HC、光化学烟雾、微粒二、论述汽车排放污染物的种类、特点和危害1)一氧化碳：无色无臭，有毒气体；使血液输氧能力降低2)碳氢化合物：包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物；饱和烃危害不大，不饱和烃危害很大3)氮氧化物：是NO和NO2的总称，百分之九十五为NO；NO无色无味，毒性不大，NO2是红棕色气体，对呼吸道强烈刺激，产生酸雨、烟雾。
4)光化学烟雾：是排入大气氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用产生的一种具有刺激性的浅蓝的烟雾，包含：臭氧、醛类、硝酸酯类；刺激眼睛和上呼吸到粘膜5)微粒：微粒越小，越不容易沉积，越容易深入肺部；其次物化活性越高，加剧了生理效应的发生和发展。
第二章汽车排放污染物的生成机理和影响因素一名词解释和填空题1)可燃混合气均匀，CO排量几乎取决于可燃混合气的空燃比或过量空气系数2)柴油机φa大，CO排放比汽油机低，由于柴油与空气混合不均匀，燃烧空间总存在局部缺氧和低温的地方，低负荷尽管φa很大，CO排放量反而上升。
3)影响CO生成的因素中：进气温度、进气管真空度升高，CO排放量升高；大气压力、怠速转速升高，CO排放量降低。
4)淬熄层：火焰接近气缸壁，缸壁附近混合气温度低，使气缸壁薄薄的边界层内的温度降低到混合气自燃温度以下，导致火焰熄灭，边界层的混合气未燃烧或未完全燃烧直接进入排气形成未燃HC，此边界层成为淬熄层5)体积淬熄：发动机在在某些工况下，火焰前峰面到达燃烧室壁面之前，由于燃烧室压力和温度下降太快，可能使火焰熄灭6)排气管HC氧化的条件：管内有足够的氧气、排气温度高于600度、停留时间大于50ms7)汽油机HC生成区主要在缸壁四周，排放峰值主要是排气门刚打开和排气过程结束8)绝热温度：混合气燃烧释放的全部热量减去因自身加热和组成变化所消耗的热量而达到的最高燃烧温度9)柴油机微粒包括白烟、蓝烟、黑烟。
第三章第4节 可燃混合气的形成
分隔式
涡流室 复杂
空间雾化 为主
预燃室 复杂
空间雾化
压缩涡流
要求较低 轴针式 10～15 大 难 16～20 低 <5000 <100
燃烧涡流
要求低 轴针式 8～13
最大 最难 18～22
低 <3500 160～200
要求高 多孔6～12
20～40 小
容易 12～15
高 <1500 >200
半开式
一般 空间雾化 为主（进气
涡流） 进气涡流
较强 要求较高 多孔4～6 18～25
较小 较易
16～18
高 <4000 <150
球形 一般
油膜蒸发
进气涡流 最强 一般
单孔或双孔 17～19 较小 难 17～19 较低 <2500 90～130
室壁面上，靠强烈的进气涡流将燃油在燃烧室壁面上摊布成
一层很薄的油膜，油膜受热逐层蒸发并与空气混合。
优点:燃烧柔和、无烟。
但是对空气涡流要求较高，适用于半开式(或球形)燃烧
室的小型高速柴油机。
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二、影响混合气形成的因素
燃油 雾化质量
影响可燃混合 气形成的因素
燃烧室内空气 涡动情况
压缩终点 气缸热状态
优点：工作柔和，燃烧噪声
小，排烟少，过量空气系数
小，对燃油品质适应性强。
缺点：起动性能差（燃油雾
化差），变负荷性能差，高
低速运转性能差别大，在大
缸径上应用困难。
仅限于某些小型高速柴油机。
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4、涡流室式燃烧室（主、副燃烧室）
燃油全部喷入副燃烧室， 空气沿通道进入副燃烧室， 形成可燃混合气并燃烧。
发动机原理第六章柴油机混合气形成与燃烧
2．对柴油机燃烧室的要求：
① α小，但应燃烧完全及时； ② 适度的ΔP/ΔΦ和Pz值；以保证工作柔和，
平稳，可靠； ③ 排气品质好； ④ 变工况适应好；应在负荷、转速变化时，
柴油机性能稳定； ⑤ 冷起动性好； ⑥ 制造、维修方便。
3、直喷式燃烧室的空气涡流运动
空气涡流运动是加速混合气形成的 有效手段；也是保证完善燃烧的重 要条件。
3．影响喷注质量的主要因素：
喷注结构，喷油压力，气缸内空气的压力，柴油
的粘度等。
二、空气运动对混合气形成的影响
缸内空气的涡流运动能加速雾化的油滴与 周围空气的混合，促进燃烧过程的进行。
但涡流过强，会使燃烧产物与邻近的喷注重叠； 涡流过强也使进气阻力加大，充量系数下降。
三、典型燃烧室结构分析
1．燃烧室分为两大类:直喷式和分开式。 直喷式燃烧室：燃油直接喷入由活塞顶和缸盖形成的
汽油机：提高火焰传播速度。 柴油机：保证及时形成较均匀的混合气。
第一节 混合气形成与燃烧过程
一、燃烧方式--油滴扩散燃烧
柴油机是在压缩过程中活塞接近上止点时,借助喷 油设备将燃油在高压下成雾状喷入燃烧室,以便 与空气形成可燃混合气。
油滴的着火要满足两个条件： （1）混合气的温度要高于着火临界温度。 （2）混合气的浓度要适当，即混合气的浓度要在
不变）
面容比大，经济性较差，启动性差（传热和流动损失大，装电热塞）
涡流室式燃烧室
1）预燃室式燃烧室
混合气形成：空间雾化混合为主。一般采用轴针 式喷油器。
主要特点：
喷雾质量要求不高（预燃室形成强的紊流和二次喷射的燃
烧涡流形成混合气）。
ΔP/ΔΦ较小，工作柔和。 空气利用率高，α值可较小。 变工况适应性好，对转速不敏感。 NOx排放低 启动性差，面容比较大，经济性差 低速噪声（惰转噪声）大(预燃室气体速度低，油束贯穿力大，
第五章 柴油机燃油系统习题
回油过程：柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜 槽（停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室 低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽沟 通，油压骤然下降，出油阀在弹簧力的作用下迅 速关闭，停止供油。此后柱塞还要上行，当凸轮 的凸起部分转过去后，在弹簧的作用下，柱塞又 下行。此时便开始了下一个循环。
12.下图为RQ调速器飞锤工作原理示意图。 1）请写出标号1、2、4、5、6名称； 2）指出（a），（b）所示的发动机状态，为什么？ 3）如果弹簧4刚度增大，会有什么效果？
2.简述柴油机燃料供给系燃油的供给路线。 答：输油泵将柴油从燃油箱内吸出，经滤清器滤去杂 质，进入喷油泵的低压油腔，喷油泵将燃油压力提高， 经高压油管至喷油器喷入燃烧室。喷油器内针阀偶件 间隙中漏泄的极少量燃油和喷油泵低压油腔中过量燃 油，经回油管流回燃油箱。
3.填写柴油机混合气 压缩和作功过程中， 气缸内气体压力与曲 轴转角关系曲线图。 答： O点：喷油泵供 油始点；A点：喷油器 喷油始点；B点：着火 始点；C点：最高压力 点；D点：最高温度点； E点：燃烧终点。 Ⅰ-备燃期；Ⅱ-速燃 期；Ⅲ-缓燃期；Ⅳ后燃期。
第五章 柴油机供给系统习题
一、填空题 1.柴油机与汽油机相比，具有经济性好 、工作可靠 、 排放物污染小 、可采用增压强化技术 等优点，因此 目前重型汽车均以柴油机作动力。 2.柴油机燃料供给系由燃油供给 、空气供给 、混 合气形成 、废气排出四套装置组成。 3.柴油机燃料供给装置由柴油箱、输油泵、低压油 管、柴油滤清器、喷油泵总成、高压油管、喷油器 和回油管等组成。 4.柴油期和后 燃期四个阶段。
11.汽车排放物污染的来源主有从排气管排出的废气、 从曲轴箱通气管排出的燃烧气体（曲轴箱窜气）、从 油箱、浮子室、油管接头泄漏的燃料蒸汽。
发动机的缸内直喷与涡轮增压
发动机的缸内直喷与涡轮增压发动机的缸内直喷与涡轮增压技术是现代汽车领域的两项重要技术。
它们的使用不仅使汽车性能得到了质的提升，还对节能环保产生了积极的影响。
本文将分析和比较这两种技术的原理、优势和应用。
一、缸内直喷技术缸内直喷技术是指将燃油直接喷入发动机的气缸内部，并在气缸内进行燃烧的技术。
相比传统的多点喷射技术，缸内直喷技术具有以下几个优势。
1. 燃油利用率高：缸内直喷技术能够更加精确地将燃油喷射到气缸内部，确保燃油完全燃烧，提高燃油利用率。
2. 动力性能好：缸内直喷技术使得燃烧过程更加迅速，能够产生更高的喷射压力和更高的动力输出，提升发动机的马力和扭矩。
3. 排放更清洁：缸内直喷技术能够减少燃烧室的冷启动时的燃油残留，降低废气排放，减少对环境的污染。
缸内直喷技术应用广泛，特别是在高性能发动机上的应用更为常见。
例如，现代的涡轮增压发动机、混合动力汽车以及一些高档豪华轿车都采用了缸内直喷技术来实现更高的动力与经济性。
二、涡轮增压技术涡轮增压技术是指通过使用涡轮增压器将压缩空气送入发动机，以提高发动机的进气效果和增加燃油燃烧量的技术。
涡轮增压技术具有以下几个优势。
1. 增加进气量：涡轮增压技术能够通过压缩空气的方式，增加发动机的进气量，提高发动机的效率和动力输出。
2. 降低排放：由于增加了进气量，涡轮增压技术使得燃烧更加充分，从而减少废气排放，降低对环境的污染。
3. 节能：涡轮增压技术可以通过提高发动机的进气效率，降低燃油的消耗，从而实现节能的效果。
涡轮增压技术在汽车领域得到了广泛的应用。
无论是传统燃油发动机还是混合动力车型，涡轮增压都可以提高动力性能和经济性。
三、缸内直喷与涡轮增压的结合缸内直喷技术和涡轮增压技术可以相互结合，实现更好的性能和经济性。
结合的方式可以是将缸内直喷技术和涡轮增压技术同时应用在一个发动机上，也可以是将这两项技术分别应用在不同的发动机上，然后通过机械连接或电子控制实现协同工作。
柴油机燃烧室
⑴涡流室式燃烧室
a、结构特点：通道方向与活 塞顶成一定的角度并与涡 流室相切。涡流室通常由 两部分组成，上部与气缸 盖铸在一起。下部（包括 连接通道）由耐热钢制成 ，称为“保温镶块”。
b、混合气形成特点： ①n↑→涡流增加； ②部分燃油在通道口附近 靠近壁面处着火；
③二次涡流（燃烧涡流） 进一步混合; ④对燃油适应性好。
定。 • 主要缺点： ①流动损失大，散热面积大，散热损失亦较大经济性差，耗油
率高。250～285 g／（kw.h）。 ②冷起动困难。压缩比较高，一般为18～22，需要起动辅助
装置。 ③低转时噪声大。
①直喷式：热效率高，省油。问题是对转速较敏感， 噪声高，排气污染较大；
②球型：发展趋势不大，主要是性能难于稳定，低速 性能不好。
• 混合气形成特点：
①压缩紊流；
②燃油喷入预燃室避免与气流 正面相撞；
③气流将一部分小油粒带向预 燃室的上方形成火源。
预燃室燃烧室
• 主要优点： ①α较小，全负荷＝1.2～1.3，最低可到1.1，空气利用率较
高； ②对喷雾质量要求不高，可用单孔式喷嘴，开后压力较低12
～14MPa；对燃油系的要求低，减少喷嘴堵塞现象。 ③对转速变化不敏感，高速性好，最高转速可达 5000rpm。 ④λp较低，运转平稳；排气污染小，易于调试；使用性能稳
以ω型为代表的半开式燃烧室
• 特点： ①采用多喷孔喷嘴、3-5孔，依靠燃油在空间雾化来实现； ②组织进气涡流，加速混合气形成。 • 优缺点：结构简单，相对散热面积小（即燃烧室表面积和
其容积之比小），可以获得较高的经济性。 ①散热面积小，压缩终点温度容易建立，ε也较低，约为
15-17。它的低温起动性好。 ②开启压力大20MPa左右．喷油泵易磨损； ③滞燃期中形成的可燃混合气量较多，λp较高，工作粗暴
单缸直喷柴油机涡流室燃烧系统外部增压的实验研究
关键 词 ： 直喷 柴油 机 ； 流 室燃烧 系统 ； 部增 压 ； 涡 外 实验 研究 Ａｎ Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｓ ａ ｃ ｎ Ｅｘ ｅ ｎ ｌＳ ｐ ｒ ｈ ｒ ｉ ｇ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｔ ｒ ａ ｕ ｅ ｃ ａ ｇ ｎ
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汽
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２ １ （ ３ ） ８期 ０ １年 第 ３卷 第
Ａｕｔｍｏ ｉｅ Ｅｎ ｉ ｅｉ ｇ ｏ ｔｖ ｇｎｅ ｒｎ
２ １３ ０１ １ ４
单 缸 直 喷柴 油机 涡 流 室燃 烧 系 统 外 部 增 压 的实 验 研 究 术
魏 胜利 ， 王 忠， 倪培 永 ， 功 平 毛
（ 江苏大学汽车与交通 工程 学院， 江 ２ ２ １ ） 镇 １０ ３
ｐｅｆ ｒ ａ ｅ ｏ ｉｓ ｌｅ ｉ ｅ ｗｉｈ ｔ ｅ ｎ ｗ ｏ ｕ ｔｏ ｙ ｔｍ ｎ ｅ ｘ ｅ ｎ ｌｓ ｐｅ ｃ ａ ｇｎｇｓ ｓｅ ｉ ｏ ｄ ｃｅ ｒｏ ｍ ｎｃ ｆｄ ｅ ｅ ｎｇｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｍｂ ｓｉｎ ｓ ｓｅ ｕ ｄ ｒｅ ｔｒ ａ ｕ ｒ ｈ ｒ ｉ ｙ ｔｍ ｓｃ ｎ ｕ ｔｄ．Ｔｈ ｅ ｒ ｓ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｆ ｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｎ ａ ｍｉｓｏ ｆｔ ｅ ｄ ｅ ｅ ｎ ｉ ｅ ｃ ｎ ｂ ｅ ｕ ｅ ｄ ｒ ｅ ｔｒ ａ ｕ ｒ ｈａ－ ｅ ｕｌ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｕ ｌｃ ｎ ｕ ｔｏ ｎｄ ｅ ｓ ｉｎｓｏ ｈ ｉｓ ｌｅ ｇ ｎ ａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｄ ｕｎ ｅ ｘ ｅ ｎ ｌｓ ｐｅ ｃ ｒ ｓ ｇｎ ｉ ｇ：ｔ ｅ ｓｎ ｍｕ ｈ ｐ ｃｆ ｕｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｎ ｒ ａ ｈｅ ｔ ｍｉ ｉ ｍ ａ ｕｐ ｒ ｈ ｒ ｉ ｇ ｐ ｅ ｓ ｒ ｆ０． ｉ ｓ ｔａ ｓ ｅ ｃ ａ ｇ ｎ ｒ ｓ ｕ ｅ ｏ １ ＭＰａ，ａ ｄ ｔ ５ ｎ ｈｅ ＮＯ ｅ ｓ ｉｎ ａ ｕ ｒ ｈ ｒ ｉ ｇ ｐｒ ｓｕ ｅ ｏ ．１ ＭＰａ ｉ ５％ ｍｉｓｏ ｔａ ｓ ｐｅ ｃ ａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｒ ｆ ０ ８ ｓ７ ｌｗｅ ｈ ｎ ｔ ａ ｔｎｏ ａ ｒ ｓ ｕ ｅ ｏ ｒ ｔ ａ ｈ ｔａ ｒ ｌ ｐ ｅ ｓ ｒ ｗｈ ｎ ｕｓｎ × ｍ ｅ ｉｇ ａ ４
柴油机混合气形成与燃烧(二)
2013.02
柴油机混合气形成与燃烧
本章主要内容：
柴油机燃烧过程 柴油机混合气的形成
柴油机的喷射与雾化 影响燃烧的因素和措施
第二节 柴油机混合气的形成
柴油机混合气形成靠三方面的相互作用： 一是燃烧室的结构,二是燃料的喷雾，三是缸内 适当的空气运动。
混合气形成特点: 1、缸内形成 2、时间极短 3、过量空气系数较大 4、靠燃烧室、喷雾、空气涡流运动三方面配合
三、典型燃烧室结构分析
1．燃烧室分类——直喷式和分开式两大类
直喷式燃烧室：燃油直接喷入由活塞顶和缸盖形成的 一个统一空间。
（缸径大于100mm，转速小于3000r/min的柴油机基本用直喷式的） 根据凹坑深度分：
开式燃烧室—浅坑型，如浅盆形或浅ω形燃烧室 半开式燃烧室—深坑型，如ω形和球形燃烧室
分开式燃烧室：由主燃室和副燃室两部分组成。
变）
＊面容比大，经济性较差，启动性差（传热和流动损失大，装电热塞）
涡流室式燃烧室
1）预燃室式燃烧室
＊混合气形成：空间雾化混合为主。 ＊采用轴针式喷油器，预燃室占燃烧容积的50%-60%。 ＊喷雾质量要求不高（预燃室形成强的紊流和二次喷射的燃烧
涡流形成混合气）。
＊ ΔP/ΔΦ较小，工作柔和。 ＊空气利用率高，α值可较小。 ＊变工况适应性好，对转速不敏感。 ＊ NOx排放低。 ＊启动性差，面容比较大，经济性差。 ＊低速噪声（惰转噪声）大。(预燃室气体速度低，油束贯穿力大，
燃油在经喷孔 喷出时，在气 缸中被破碎成 微粒的过程。
L:射程 :锥角
喷油横截 面上燃油 分布
喷油横截面 上油粒速度
喷注的形状
2．喷注的特征
＊喷注射程L：表示喷注贯穿深度； ＊喷注锥角β：表示喷注紧密程度； ＊细微度和均匀度：表示雾化程度。
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涡流室式发动机
涡流式燃烧室由涡流室和主燃烧室组成。
涡流室位于气缸盖上，呈球形或倒钟形，占总压缩容积的50～80％，有切向通道与主燃烧室相通。
在压缩行程时，压入涡流室的空气产生强烈的涡流运动，促使喷入其中的燃料与空气混合。
着火后混合物流入主燃烧室，形成二次流动，进一步与主燃烧室内的空气混合燃烧。
其特点是涡流室燃烧室和预燃室燃烧室都用轴针式喷油器，喷油压力较低，工作可靠；由于涡流室内涡流随转速增高而加强，柴油机高转速时柴油和空气仍能很好地混合。
涡流室式柴油机工作过程柔和，排气中有害成分较少。
但散热损失和气体流动损失大，而且后燃较严重，故燃料消耗率较高；冷车起动困难，往往需要加装预热塞。
直喷式发动机
直喷式是将柴油直接喷射入气缸内与高温高压的空气混合燃烧。
特点：燃烧迅速，故经济性好有效燃油消耗率低，热量损失少。
1、行程：涡流式（60mm）比直喷式（55mm）长，所以排量相对大一些涡流室为231cc，直喷为211cc。
2、功率：由于涡流式先经过预燃室，再到主燃烧室，使空气与燃料充分混合，燃烧更充分，功率较直喷式大。
同时油耗也要比直喷式多。
（具体高出多少没有具体的数据，涡流室的只有全润在生产，他们没有测试，所以不知道数据）。