柴油机混合气的形成及燃烧4
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? 开始放热阶段，控制燃烧放热速率，以 降低压力升高率。
? 燃烧应加速进行，绝大部分燃油在尽可 能靠近上止点处完成燃烧。
? 燃烧持续时间不宜过长。
2019/12/2
南京航空航天大学金城学院
燃烧起点、燃烧放热规律曲线形状 和燃烧持续时间被认为是燃烧放热 规律的三要素。
2019/12/2
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??? ? 着火时刻 推迟，使燃烧 ? ? τi ?
高转速时最 佳喷油角
低转速时最 佳喷油角
2019/12/2
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3、转速：
n? ? 漏气、散热损失 ↓ ? Pc? ，Tc? 喷油压力? ? 雾化?
n↑→ 气流运动? ? 蒸发? ? 混合气形成好转 ? τi ? 。
→ τi ? ；
产生差异的原因：
燃油的可压缩性 ? 系统内产生压力波的传播 ? 高压油管的弹性变形
2019/12/2
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正常与不正常喷射比较
2019/12/2
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6、不正常喷射现象
? 1） 二次喷射
? 高压油管内压力波引起。
? 喷射时间 ? ? 雾化不良，燃烧不完全，补燃严 重，排污? ，炭烟? ，零件过热。
∴n? ? 着火延迟期 τi ?
2019/12/2
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4、 压缩比?
?? ? Tc? ，Pc? ? τi ?
5、增压
?增压 ? Pc ? ，Tc? ? τi ?
6、 十六烷值
十六烷值? ? 柴油的自燃性 ? ? 缸内p，T大时， τi影响不大； 缸内p，T小时 ? τi ? 。
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5、供油规律和喷油规律
2019/12/2
定义：
? 供油规律：单位时间内喷 油泵的供油量随时间的变化 关系。 ? 喷油规律：单位时间内喷 油器喷入燃烧室内的燃油量 随时间的变化关系。
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两者的差异： 喷油始点滞后于供油始点 喷油持续时间较长 最大喷油速率较低 曲线的形状有一定的变化
? 解决办法：是 增加出油阀的减压容积 ，但过大会 造成高压油管穴蚀； 增大出油阀开启压力 ，但过 大会造成低速、小负荷时喷射不正常； 缩短高压 油管长度 等。
? 燃烧放热规律 是指瞬时放热速率 和累积放热百分 比随曲轴转角的变化关系。
2019/12/2
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较理想的柴油机燃烧放热规律
? 有一合适的燃烧起点，同时燃烧应该是 先缓后急。
?对发动机燃烧过程影响： 爆发压力高，燃烧噪声
大，工作粗暴
2019/12/2
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§5-1 柴油机的燃烧过程
一、柴油机燃烧过程概述
着火延迟期 （滞燃期） 速燃期 缓燃期 补燃期 （后燃期）
2019/12/2
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1、着火延迟期 (滞燃期）
着火点 滞燃期 ?i
2019/12/2
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4、补燃期
? 尽量缩短补燃 期，减少补燃期内 燃烧的燃油量。
2019/12/2
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缩短wk.baidu.com燃的措施：加强燃烧室内的气流运动，
改善混合气的形成，减少缓燃期内的喷油量，并提 高缓燃阶段的燃烧速度，使燃烧尽可能在上止点附 近基本完成。
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二、 着火延迟期对柴油机性能的影响
?
当?i过大时，前期喷入的燃料量增加，
使速燃期内的压力迅速增高，因其发动机工
作粗暴，振动噪声增加，燃烧难以控制。 ?i 过小时，对混合气形成不利，性能恶化。总
体来说为控制燃烧过程，降低机械负荷使发
动机平稳运转，应尽量减小滞燃期。
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三、影响 着火延迟期因素
1、温度和压力：
随着压缩温度和压力
提高，滞燃期减小。
温度压力是影响滞燃
期的直接因素，
其他一些因素是通过
压缩温度和压力而间
接影响滞燃期的。
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2、喷油提前角——最大的影响因素。
??? ? （燃料进 入气缸时空气温 度和压力低） Tc ? ， Pc ? ? τi ?
§5-2 燃油喷射和雾化
一 、供油系统和 喷射过程
? 1、 供油系统的 组成
? 油箱 ? 输油 泵 ? 滤油器 ? 低压油管 ? 喷油 泵 ? 高压油管 ? 喷油器 （喷 油嘴）
2019/12/2
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? 2、 喷油过程 ? 柱塞式喷油泵。
2019/12/2
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? 3、 喷油延迟时间
? 从喷油泵内燃油顶开出油阀进入高压油 管至油压压开喷油嘴针阀的时间。
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4、喷射过程
定义：从喷油泵开 始供油直至喷油器 停止喷油的过程
? 喷射延迟阶段 ? 主喷射阶段 ? 喷射结束阶段
2019/12/2
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? 影响滞燃期的因素有：
? 压缩温度和压力 、 喷油提前角 ?、转速n、 十六烷值、增压、压缩比
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四、燃烧放热规律
? 瞬时放热速率 : 在燃烧过程中的某一时刻，单位 时间内（或 1°CA）燃烧的燃油所放出的热量。
? 累积放热百分比 : 从燃烧过程开始至某一时刻为 止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。
第五章 柴油机混合气的形 成及燃烧
2019/12/2
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燃料特点：较难挥发、较难点燃、较易自燃
?混合气形成特点：
?雾化方式： 燃料喷射
?位置： 气缸内部
?时间： 压缩终了阶段极短的曲轴转角间隔内，与 燃烧重叠进行
?环境： 高温、高压
?着火方式： 自燃、多点、不受控制
?质量： 空间上周向与径向混合不均匀
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2、速燃期
? 着火延迟期内准备好的 混合气几乎同时开始燃烧。 ? 应控制压力升高率，防 止工作粗暴。 ? 柴油机Δ p/Δ φ 不大于 0.4-0.5MPa/( °CA)的范围 内。
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3、 缓燃期
? 燃烧的进行渐趋缓慢。 ? 尽可能地加速混合气的 形成，保证迅速而完全的 燃烧。
? 燃烧应加速进行，绝大部分燃油在尽可 能靠近上止点处完成燃烧。
? 燃烧持续时间不宜过长。
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燃烧起点、燃烧放热规律曲线形状 和燃烧持续时间被认为是燃烧放热 规律的三要素。
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??? ? 着火时刻 推迟，使燃烧 ? ? τi ?
高转速时最 佳喷油角
低转速时最 佳喷油角
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3、转速：
n? ? 漏气、散热损失 ↓ ? Pc? ，Tc? 喷油压力? ? 雾化?
n↑→ 气流运动? ? 蒸发? ? 混合气形成好转 ? τi ? 。
→ τi ? ；
产生差异的原因：
燃油的可压缩性 ? 系统内产生压力波的传播 ? 高压油管的弹性变形
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正常与不正常喷射比较
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6、不正常喷射现象
? 1） 二次喷射
? 高压油管内压力波引起。
? 喷射时间 ? ? 雾化不良，燃烧不完全，补燃严 重，排污? ，炭烟? ，零件过热。
∴n? ? 着火延迟期 τi ?
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4、 压缩比?
?? ? Tc? ，Pc? ? τi ?
5、增压
?增压 ? Pc ? ，Tc? ? τi ?
6、 十六烷值
十六烷值? ? 柴油的自燃性 ? ? 缸内p，T大时， τi影响不大； 缸内p，T小时 ? τi ? 。
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5、供油规律和喷油规律
2019/12/2
定义：
? 供油规律：单位时间内喷 油泵的供油量随时间的变化 关系。 ? 喷油规律：单位时间内喷 油器喷入燃烧室内的燃油量 随时间的变化关系。
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两者的差异： 喷油始点滞后于供油始点 喷油持续时间较长 最大喷油速率较低 曲线的形状有一定的变化
? 解决办法：是 增加出油阀的减压容积 ，但过大会 造成高压油管穴蚀； 增大出油阀开启压力 ，但过 大会造成低速、小负荷时喷射不正常； 缩短高压 油管长度 等。
? 燃烧放热规律 是指瞬时放热速率 和累积放热百分 比随曲轴转角的变化关系。
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较理想的柴油机燃烧放热规律
? 有一合适的燃烧起点，同时燃烧应该是 先缓后急。
?对发动机燃烧过程影响： 爆发压力高，燃烧噪声
大，工作粗暴
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§5-1 柴油机的燃烧过程
一、柴油机燃烧过程概述
着火延迟期 （滞燃期） 速燃期 缓燃期 补燃期 （后燃期）
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1、着火延迟期 (滞燃期）
着火点 滞燃期 ?i
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4、补燃期
? 尽量缩短补燃 期，减少补燃期内 燃烧的燃油量。
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缩短wk.baidu.com燃的措施：加强燃烧室内的气流运动，
改善混合气的形成，减少缓燃期内的喷油量，并提 高缓燃阶段的燃烧速度，使燃烧尽可能在上止点附 近基本完成。
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二、 着火延迟期对柴油机性能的影响
?
当?i过大时，前期喷入的燃料量增加，
使速燃期内的压力迅速增高，因其发动机工
作粗暴，振动噪声增加，燃烧难以控制。 ?i 过小时，对混合气形成不利，性能恶化。总
体来说为控制燃烧过程，降低机械负荷使发
动机平稳运转，应尽量减小滞燃期。
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三、影响 着火延迟期因素
1、温度和压力：
随着压缩温度和压力
提高，滞燃期减小。
温度压力是影响滞燃
期的直接因素，
其他一些因素是通过
压缩温度和压力而间
接影响滞燃期的。
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2、喷油提前角——最大的影响因素。
??? ? （燃料进 入气缸时空气温 度和压力低） Tc ? ， Pc ? ? τi ?
§5-2 燃油喷射和雾化
一 、供油系统和 喷射过程
? 1、 供油系统的 组成
? 油箱 ? 输油 泵 ? 滤油器 ? 低压油管 ? 喷油 泵 ? 高压油管 ? 喷油器 （喷 油嘴）
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? 2、 喷油过程 ? 柱塞式喷油泵。
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? 从喷油泵内燃油顶开出油阀进入高压油 管至油压压开喷油嘴针阀的时间。
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4、喷射过程
定义：从喷油泵开 始供油直至喷油器 停止喷油的过程
? 喷射延迟阶段 ? 主喷射阶段 ? 喷射结束阶段
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? 影响滞燃期的因素有：
? 压缩温度和压力 、 喷油提前角 ?、转速n、 十六烷值、增压、压缩比
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四、燃烧放热规律
? 瞬时放热速率 : 在燃烧过程中的某一时刻，单位 时间内（或 1°CA）燃烧的燃油所放出的热量。
? 累积放热百分比 : 从燃烧过程开始至某一时刻为 止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。
第五章 柴油机混合气的形 成及燃烧
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燃料特点：较难挥发、较难点燃、较易自燃
?混合气形成特点：
?雾化方式： 燃料喷射
?位置： 气缸内部
?时间： 压缩终了阶段极短的曲轴转角间隔内，与 燃烧重叠进行
?环境： 高温、高压
?着火方式： 自燃、多点、不受控制
?质量： 空间上周向与径向混合不均匀
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2、速燃期
? 着火延迟期内准备好的 混合气几乎同时开始燃烧。 ? 应控制压力升高率，防 止工作粗暴。 ? 柴油机Δ p/Δ φ 不大于 0.4-0.5MPa/( °CA)的范围 内。
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3、 缓燃期
? 燃烧的进行渐趋缓慢。 ? 尽可能地加速混合气的 形成，保证迅速而完全的 燃烧。