汽油機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)性能的關(guān)系

1、汽油機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)性能的關(guān)系摘要:本文主要介紹了我學(xué)習(xí)汽車拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)這門(mén)課目的、意義、體會(huì)以及自己所選汽油機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)性能的關(guān)系。內(nèi)燃機(jī)的課程我們主要學(xué)習(xí)了:發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)、熱效率,換氣過(guò)程和充氣效率,汽油機(jī)、柴油機(jī)混合氣的形成和燃燒,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)型的評(píng)定,廢氣渦輪增壓,排氣污染和控制。關(guān)鍵詞:內(nèi)燃機(jī);燃燒室;發(fā)動(dòng)機(jī)性能1 學(xué)習(xí)的目的和意義1了解發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),原理2掌握發(fā)動(dòng)機(jī)效率提高和結(jié)構(gòu)的關(guān)系3掌握發(fā)動(dòng)機(jī)評(píng)定的各項(xiàng)指標(biāo),合理選用發(fā)動(dòng)機(jī)2 學(xué)習(xí)體會(huì)老師講解了發(fā)動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu),分類,各零部件的結(jié)構(gòu)和主要性能。從發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性方面出發(fā),依據(jù)公式功率正比于氣體壓力、充

2、氣效率、內(nèi)耗摩擦、燃燒效率、轉(zhuǎn)速,之間的關(guān)系,分析發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室結(jié)構(gòu),氣門(mén)、火花塞的位置,晚關(guān)角、提前角,增壓等對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高。我整體上了解了內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)和相關(guān)性能指標(biāo)關(guān)系。內(nèi)燃機(jī)不再是個(gè)神秘的東西。我想在以后的生活和學(xué)習(xí)中我所學(xué)習(xí)的東西會(huì)對(duì)我有很大幫助。3 對(duì)燃燒室的要求汽油機(jī)燃燒室一般應(yīng)注意以下幾個(gè)原則:1結(jié)構(gòu)緊湊:面容比(A/V燃燒表面積與其容積之比。A/V值小,則燃燒室緊湊,優(yōu)點(diǎn)是:火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x小,不易爆燃,可提高壓縮比。相對(duì)散熱損失小,熱效率高。熄火面積小,HC排量少。2有良好的充氣性能:充氣性能的好壞,主要應(yīng)考慮進(jìn)氣門(mén)、進(jìn)氣道的布置。3火花塞位置應(yīng)布置合理在決定火花塞位置時(shí)必須

3、考慮:要能利用新鮮混合氣充分掃除火花塞周圍的殘余廢氣;火花塞盡量布置在使末端混合氣受熱少的位置。3 火焰面變化分配合理;確保運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn);火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x應(yīng)盡可能的短。4燃燒室形狀合理分布:形狀首先應(yīng)滿足速燃的要求,一般應(yīng)將燃燒完90%燃料的燃燒持續(xù)期控制60度曲軸轉(zhuǎn)角之內(nèi),同時(shí)要控制壓力升高速度不致過(guò)高。5組織適當(dāng)?shù)奈闪鬟\(yùn)動(dòng)氣體紊流運(yùn)動(dòng)可以增大火焰速度。冷卻末端混合氣區(qū)減少循環(huán)間的燃燒變動(dòng)。減小熄火厚度,降低HC排量汽油機(jī)產(chǎn)生紊流。6防止爆燃和早燃:應(yīng)對(duì)末端混合氣進(jìn)行適當(dāng)冷卻,燃燒室應(yīng)避免局部熱點(diǎn)和突出物。 圖3-1 火花塞位置與辛烷值4 典型燃燒室4.1 浴盆形燃燒室形狀像一個(gè)橢圓形浴盆。要求氣門(mén)

4、頭部外徑與燃燒室壁面之間保持6-8 mm的距離,避免壁面對(duì)氣流的遮蔽作用,故氣門(mén)大小受到限制。特點(diǎn):1A/V較大,火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x較長(zhǎng),故壓縮比一般不高。2燃燒時(shí)間拖長(zhǎng),平均壓力上升速度小,動(dòng)力性,經(jīng)濟(jì)性不高。3HC排出量多,而NOX較少。4 但由于它的制造工藝性好,又便于維修。我國(guó)6100Q汽油機(jī)、桑塔納轎車JV型汽油機(jī)、奧迪100型汽油機(jī)等,均采用此種燃燒室。 圖4-1 盆型燃燒室4.2 多球形燃燒室半球形燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊,火花塞布置在燃燒室中央,結(jié)構(gòu)緊湊,A/V值小,火焰行程短,故燃燒速率高,散熱少,熱效率高。這種燃燒室結(jié)構(gòu)上也允許氣門(mén)雙行排列,進(jìn)氣口直徑較大,故充氣效率較高,有較大的氣門(mén)直徑

5、和平直圓滑的進(jìn)氣通道,一般采用進(jìn)氣渦流。雖然使配氣機(jī)構(gòu)變得較復(fù)雜,但有利于排氣凈化,在轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上被廣泛地應(yīng)用。 圖4-2 球形燃燒室特點(diǎn):1值高,動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性好,2 HC排出量少; 3它一般不組織擠流,紊流較弱,容易在低速、大負(fù)荷時(shí)引起爆燃。4由于火花塞附近有較大的容積,使p/大,工作粗暴,噪聲較大。5采用多氣門(mén)機(jī)構(gòu)。4.3 缸內(nèi)直噴燃燒室采用缸內(nèi)直噴技術(shù)的目的:汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)是實(shí)現(xiàn)汽油在氣缸內(nèi)分層燃燒的一種特有技術(shù),而汽油分層燃燒又是實(shí)現(xiàn)汽油稀薄燃燒的手段。所謂稀薄燃燒就是讓發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的空燃比高于理論空燃比,采用較少的燃油量,使燃油充分燃燒,并將廢氣中的可燃?xì)怏w也進(jìn)行燃燒,將其轉(zhuǎn)化為

6、熱能,降低尾氣中有毒氣體的排放,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率,達(dá)到節(jié)省燃油的目的。為使發(fā)動(dòng)機(jī)做到稀薄燃燒,實(shí)現(xiàn)分層燃燒的技術(shù)要求,達(dá)到節(jié)省燃油降低有害氣排放的目的,因此采用了燃油缸內(nèi)直噴技術(shù)。為了做到燃油的稀薄燃燒,供油系統(tǒng)會(huì)向氣缸內(nèi)噴入濃度較稀的燃油,在氣缸內(nèi)實(shí)際空然比要比理論空然比高,由于單純利用火花塞放電的能量無(wú)法使混合氣發(fā)火燃燒,而采用分層燃燒技術(shù)后,在燃料相對(duì)較濃的地方進(jìn)行點(diǎn)火,利用較濃區(qū)域的燃料發(fā)火燃燒的能量引燃較稀區(qū)域的燃料,降低了點(diǎn)火能量,又實(shí)現(xiàn)了稀薄燃燒。 圖4-3 缸內(nèi)噴射1燃油順氣流噴入燃燒室。油束外表面的小油粒在噴油后很快蒸發(fā)形成可燃混合氣?；鸹ㄈ挥谳^濃混合氣的附近容易著火的

7、位置。2空燃比可達(dá)100。3技術(shù)要求高,穩(wěn)定分層給氣不易,適應(yīng)變工況能力差,目前實(shí)用還有一定困難。4.4 軸向分層燃燒室首先,由進(jìn)氣管造成強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流;進(jìn)氣過(guò)程后期在進(jìn)氣道上的噴油器將燃料噴入缸內(nèi);燃料在渦流作用下,沿氣缸軸向產(chǎn)生上濃下稀的分層。這種分層一直維持到壓縮行程后期,以保證在火花塞附近是較濃的混合氣。 圖4-4 滾流(縱渦分層稀燃在進(jìn)氣過(guò)程中形成的繞垂直于氣缸軸線方向旋轉(zhuǎn)的有組織的空氣旋流,稱為滾流,也稱為縱渦或橫向渦流。滾流在壓縮過(guò)程中逐漸被壓扁,在上止點(diǎn)附近破碎成許多小尺寸的渦流和湍流,可大大改善混合氣燃燒過(guò)程。4.5 均質(zhì)稀混合氣的燃燒室 圖4-5 三菱縱渦流旋轉(zhuǎn)燃燒特點(diǎn):增

8、大過(guò)量空氣系數(shù),使用稀薄混合氣工作,可以提高壓縮比,增大絕熱指數(shù),保證燃料完全燃燒,所以是提高汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性,降低排氣污染的有效方法。目前采取的主要措施是增強(qiáng)紊流,縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x,依次多點(diǎn)噴射等,以加速燃燒。4.6 碗形燃燒室特點(diǎn):采用很緊湊的活塞頂凹坑,火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短,擠氣面積大,紊流強(qiáng),火花塞位于凹坑內(nèi)。壓縮比 13,油耗低。 圖4-6 碗型燃燒室總結(jié)本文主要介紹了6種燃燒室的結(jié)構(gòu)和它們與發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。它們的最終目的就是為了在防止汽油機(jī)爆燃的前提下,增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,使工作輕聲平穩(wěn),排氣污染小,同時(shí)還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便。通過(guò)文章的學(xué)習(xí)讓我更深刻的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)了汽油機(jī)燃燒室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和它們?cè)O(shè)