發(fā)動(dòng)機(jī)原理第五章

發(fā)動(dòng)機(jī)原理第五章第1頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-1柴油機(jī)燃燒過程概述：柴油機(jī)混合氣的形成和燃燒過程特點(diǎn)1、混合氣形成方式：已經(jīng)提出多種混合形成方式和燃燒室，從根本上講基本上是兩種。（1）空間霧化混合燃料噴入燃燒室空間形成霧狀混合物。要求噴霧與燃燒室形狀配合，并利用氣流運(yùn)動(dòng)。（2）油膜蒸發(fā)混合燃料大部分順氣流方向噴到燃燒室上，形成一層油膜，油膜受熱蒸發(fā)，在旋轉(zhuǎn)氣流作用下與空氣相混合形成可燃混合氣。（3）現(xiàn)代小型高速柴油機(jī)上，燃油或多或少會(huì)噴到燃燒上形成油膜，因此以上兩種混合方式兼而有之，只是主次，多少不同。目前多數(shù)車用柴油機(jī)以空間霧化混合為主。第2頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-1柴油機(jī)燃燒過程2、混合氣形成特點(diǎn)：(1)氣缸內(nèi)部形成混合氣：因柴油不易揮發(fā)（餾程250~350℃）必須借助噴射設(shè)備在上止點(diǎn)附近（T,P升高）噴入氣缸，利用噴霧、加熱蒸發(fā)和氣流的沖擊作用形成混合氣。(2)混合氣形成時(shí)間短，只有15~35゜CA,n=1500r/min時(shí)只有1.7ms~4ms(3)混合氣形成不均勻α=f(x.y.z.t)，整個(gè)燃燒室α=0~∞，為了照顧弱者總體過量空氣系數(shù)>1.2。導(dǎo)致容積利用率低，升功率PL低，比質(zhì)量me大。(4)混合氣形成與燃燒緊密相連邊混合邊燃燒。第3頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-1柴油機(jī)燃燒過程

3、燃燒過程特點(diǎn)油膜（滴）蒸發(fā)擴(kuò)散為主的混合加熱循環(huán)，存在缺氧區(qū)域－>裂化、脫氫－>碳煙生成（冒黑煙）、微粒（PT）排放增加。第4頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-1柴油機(jī)燃燒過程一、燃燒過程概述：為便于分析，可將其人為地劃分為四個(gè)階段，即著火延遲期（又稱為滯燃期）速燃期緩燃期補(bǔ)燃期第5頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一

1、著火延遲期（又稱為滯燃期）：定義：著火延遲期又稱為滯燃期（圖5－1中的AB段），從燃油開始噴火燃燒室內(nèi)（A點(diǎn)）至由于開始燃燒而引起壓力升高使壓力脫離壓縮線開始急劇上升（B點(diǎn)）。著火延遲期一般為0.7~3ms。作用：在著火延遲期內(nèi)，燃燒室內(nèi)進(jìn)行著混合氣準(zhǔn)備的物理和化學(xué)過程。物理過程：燃油油滴加熱蒸發(fā)擴(kuò)散氣化和混合形成可燃混合氣；化學(xué)過程：可燃混合氣裂解產(chǎn)生醛類（過氧化物蘭炎）CO蘭炎產(chǎn)物是CO，O，OH，H等活性中心熱炎熱爆炸（鏈引發(fā)）。主要影響因素：燃燒室內(nèi)工質(zhì)的狀態(tài)（如T，P和燃料種類）。

Tc↑→τi↓

十六烷值↑→τi↓第6頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一

2、速燃期：定義：速燃期為圖5－l中的BC段，即從壓力脫離壓縮線開始急劇上升（B點(diǎn)）至達(dá)到最大壓力（C點(diǎn)）。作用：速燃期內(nèi)，在著火延遲期內(nèi)準(zhǔn)備好的混合氣幾乎同時(shí)開始燃燒P↑↑，接近等容燃燒，評(píng)價(jià)參數(shù)為平均壓力升高率和最大壓力升高率（Δp/Δφ）maxΔp/Δφ=[kpa/?CA]急劇上升的壓力沖擊燃燒室壁，活塞，曲軸等部件誘發(fā)缸蓋、缸套、機(jī)體等部件變形，振動(dòng)并輻射出強(qiáng)烈的噪聲。因此（Δp/Δφ）max應(yīng)控制在0.4~0.5MPa/?CA以下。（Δp/Δφ）max的大小主要與著火延遲期內(nèi)準(zhǔn)備好的可燃混合氣的數(shù)量有關(guān)。第7頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一

2、速燃期：要求：在適宜的壓力升高率下越多越好影響因素：（滯燃期內(nèi)形成的混合氣量）：缸內(nèi)溫度、壓力＋十六烷值－>影響滯燃期噴油規(guī)律、蒸發(fā)速率決定在滯燃期內(nèi)形成的混合氣量第8頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一3、緩燃期：定義：緩燃期為圖5－1中的CD段，即從最大壓力點(diǎn)（C點(diǎn)）至最高溫度點(diǎn)（D點(diǎn)）。作用：速燃期內(nèi)未燃燒的燃油和后噴入的燃油在具有大量廢氣的環(huán)境中較慢定壓燃燒。一邊燃燒，一邊活塞下行，缸內(nèi)壓力幾乎不變或稍有變化（接近等壓過程），放熱量達(dá)70~80%。燃燒室內(nèi)的最高溫度可達(dá)2000K左右，一般在上止點(diǎn)后20～35°CA處出現(xiàn)。特點(diǎn)：缸內(nèi)廢氣↑，氧氣↓，燃燒條件不利，邊混合邊燃燒局部高溫缺氧燃料裂解形成碳煙→冒煙、經(jīng)濟(jì)性差。所以柴油機(jī)均在α>1的條件下工作，使柴油機(jī)容積利用率低，這是其比質(zhì)量，升功率不如汽油機(jī)的原因之一。

第9頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一4、補(bǔ)燃期：定義：補(bǔ)燃期為最高溫度點(diǎn)（D點(diǎn)）至燃油基本燃燒完（E點(diǎn)）。補(bǔ)燃期的終點(diǎn)很難準(zhǔn)確地確定，一般當(dāng)放熱量達(dá)到循環(huán)總放熱量的95％～99％時(shí)，就可以認(rèn)為補(bǔ)燃期結(jié)束，也是整個(gè)燃燒過程的結(jié)束。特點(diǎn)：時(shí)間短促，混合氣不均勻，燃燒放出的熱量得不到有效利用，排氣溫度提高，散熱損失增大，對(duì)柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性不利。此外，后燃還增加了有關(guān)零部件的熱負(fù)荷。影響因素：重餾份比例（T90、T95）因此，應(yīng)盡量縮短補(bǔ)燃期，減少補(bǔ)燃期內(nèi)燃燒的燃油量。

第10頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一二、燃燒放熱規(guī)律：瞬時(shí)放熱速率：指在燃燒過程中的某一時(shí)刻，單位時(shí)間（曲軸轉(zhuǎn)角）內(nèi)（單位質(zhì)量混合氣）所放出的熱量；kJ/（kg·°CA）kJ/(kg·s)累積放熱百分比：是指從燃燒過程開始至某一時(shí)刻為止單位質(zhì)量混合氣所放出的熱量與每循環(huán)單位質(zhì)量混合氣放熱量的比值。燃燒放熱規(guī)律：瞬時(shí)放熱速率和累積放熱百分比隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。燃燒放熱規(guī)律影響到燃燒過程中缸內(nèi)壓力、溫度的變化，決定著柴油機(jī)的性能；對(duì)了解、分析和改進(jìn)燃燒過程有著特別重要的作用（熱力過程計(jì)算）。第11頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一二、燃燒放熱規(guī)律：不同類型柴油機(jī)的放熱規(guī)律曲線形狀不同。下圖為一典型直噴式柴油機(jī)的放熱規(guī)律。（雙峰，放熱率和缸內(nèi)壓力）從曲線中可以看到，放熱過程明顯分為三個(gè)過程；第Ⅰ階段AB為予混合燃燒階段，放熱率一般都很高，歷時(shí)3~7°CA，與速燃期相對(duì)應(yīng)。第Ⅱ階段BC為擴(kuò)散燃燒階段，放熱率逐漸下降，歷時(shí)約為40°CA，ⅠⅡ階段的放熱率約為80%。第Ⅲ階段CD為放熱的尾巴，可能延至整個(gè)膨漲過程放熱量約占20%。dQB/dφQB放熱率

總放熱量

ⅠbⅡⅢacd大量研究表明，開始燃燒時(shí)刻，放熱規(guī)律曲線形狀和燃燒持續(xù)時(shí)間是放熱規(guī)律三要素。燃燒始點(diǎn)最佳上使Pmax出現(xiàn)在上止點(diǎn)后7~8°CA，燃燒持續(xù)時(shí)間最佳為40°CA。第12頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一三、柴油機(jī)燃燒過程中存在的主要問題1、空氣利用率低：混合氣形成時(shí)間短、只有15~35°CA1.7~4ms邊燃燒邊油，油滴易被高溫廢氣包圍找不到氧，氧找不到油分子；α不均勻所以為保證柴油機(jī)燃燒比較完全，必須在α>1條件工作α=1.3左右，即30%的空氣量未能完全利用。使柴油機(jī)容積利用率低，比質(zhì)量升功率較小體積較大。第13頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一三、柴油機(jī)燃燒過程中存在的主要問題2、燃燒噪聲（工作粗暴）：主要是因?yàn)樗偃计趬毫ι呗蔬^大（Δp/Δφ>0.4~0.5Mpa/?CA）產(chǎn)生燃燒噪聲，使零件負(fù)荷↑壽命↓稱柴油機(jī)工作粗暴。降低柴油機(jī)工作粗暴的根本措施是↓Δp/Δφ，主要途徑有三：選十六烷值高的燃料；①縮短著火落后期φi

提高噴油時(shí)缸內(nèi)溫度如增壓等；②減小著火延遲期內(nèi)的噴油量，選擇合適的噴油規(guī)律（先緩后急速斷）；③減少著火延遲期內(nèi)形成的可燃混合氣量（油膜蒸發(fā)緩和）；第14頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一三、柴油機(jī)燃燒過程中存在的主要問題3、排氣冒黑煙原因：緩燃期燃油被高溫廢氣包圍，局部過濃高溫缺氧→裂解→脫氫→聚合形成碳煙一般在高負(fù)荷時(shí)發(fā)生，如汽車加速，爬坡或超載。減少冒黑煙的措施：改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)ην↑①增大過量空氣系數(shù)α減少噴油量降低功率使用。②組織空氣運(yùn)動(dòng)促使油束分散增大混合范圍空氣運(yùn)動(dòng)的作用 熱混合作用第15頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一

四、控制噪聲與振動(dòng)的措施噪聲來源主要有三個(gè)方面：燃燒噪聲（主要部分）、機(jī)械噪聲、空氣動(dòng)力學(xué)噪聲關(guān)于控制噪聲與振動(dòng)的措施，簡述如下：燃燒噪聲：減少工作粗暴的措施機(jī)械噪聲：運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量、減少間隙、防止共振、采用吸振材料氣流噪聲：優(yōu)化進(jìn)排氣道結(jié)構(gòu)，防止截面突變；風(fēng)扇優(yōu)化；優(yōu)化消音器；合理匹配配氣相位。第16頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化燃油供給系統(tǒng)構(gòu)成及核心部件的作用、分類（自己復(fù)習(xí)構(gòu)造書）噴油泵的作用：定時(shí)、定量地經(jīng)高壓油管向各缸的噴油器周期性地供給高壓燃油。噴油器的作用：將噴油泵供給的高壓燃油噴入柴油機(jī)燃燒室內(nèi)，使燃油霧化成微小的油粒，并按一定的要求適當(dāng)?shù)胤植荚谌紵覂?nèi)。第17頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化第18頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化一、燃油噴射的幾個(gè)概念

1、噴射過程定義：供油開始至噴油停止的過程，約占15°～40°曲軸轉(zhuǎn)角。圖5－12表示了在噴射過程中噴油泵端燃油壓力、噴油器端燃油壓力以及針閥升程h的變化情況。

分段：噴射延遲階段、主噴射階段、噴射結(jié)束階段第19頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化噴油延遲階段：定義：噴油（泵噴油開始）提前角與供油（噴油開始）提前角的差值。影響因素：①轉(zhuǎn)速升高，噴油延遲角加大；②高壓油管較長，壓力波傳播時(shí)間較長，噴油延遲角也會(huì)較大。主噴射階段：定義：從噴油開始到嘴端壓力急劇下降所對(duì)應(yīng)的時(shí)間或曲軸轉(zhuǎn)角。影響因素：負(fù)荷增加主噴射階段變長。噴射結(jié)束階段：定義：從嘴端壓力急劇下降到停止噴油（針閥落座）特點(diǎn)：壓力降低、所噴燃油霧化不好，造成燃燒惡化第20頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化2、供油規(guī)律及噴油規(guī)律定義：（1）幾何供油規(guī)律：單位時(shí)間（曲軸轉(zhuǎn)角）內(nèi)油泵的供油量隨時(shí)間（或曲軸轉(zhuǎn)角）的變化關(guān)系。它純粹是由噴油泵柱塞的幾何尺寸和運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定的。（2）噴油規(guī)律：即噴油速率。單位時(shí)間（曲軸轉(zhuǎn)角）內(nèi)噴油器噴入燃燒室內(nèi)的燃油量隨時(shí)間（曲軸轉(zhuǎn)角）的變化關(guān)系；第21頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化2、供油規(guī)律及噴油規(guī)律二者的區(qū)別：①噴油始點(diǎn)遲于供油始點(diǎn)；②噴油持續(xù)時(shí)間較供油持續(xù)時(shí)間長；③噴油規(guī)律的峰值低于供油規(guī)律造成二者區(qū)別的原因：①燃油的可壓縮性，使系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生壓力波的傳播；高壓油管的彈性變形引起容積的變化；②壓力波的往復(fù)反射和疊加的作用。

第22頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化

3、不正常噴射現(xiàn)象和穴蝕

（l）二次噴射現(xiàn)象第23頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化

3、不正常噴射現(xiàn)象和穴蝕

（l）二次噴射現(xiàn)象：既在噴射終了噴油器針閥落座以后，在壓力波動(dòng)的影響下再次升起噴油的現(xiàn)象。危害：①壓力低霧化不良，燃燒不完全，碳煙增多，易引起噴孔堵塞；②時(shí)間長燃燒不及時(shí)，經(jīng)濟(jì)性下降，零部件過熱。解決措施：①盡可能地縮短高壓油管長度，減小高壓容積，以降低壓力波動(dòng)；②合理選擇參數(shù)，如噴油泵柱塞直徑、凸輪廓線、出油閥形式及尺寸、出油閥減壓容積、高壓油管內(nèi)徑、噴油器噴孔尺寸、針閥開啟壓力等。易發(fā)工況：高速大負(fù)荷（加速、爬坡、超載）

第24頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化

3、不正常噴射現(xiàn)象和穴蝕（2）滴油現(xiàn)象：在噴油器針閥密封正常的情況下，噴射終了時(shí)由于系統(tǒng)內(nèi)的壓力下降過慢使針閥不能迅速落座，出現(xiàn)仍有燃油流出的現(xiàn)象。 危害：噴射壓力極低，霧化奇差，積碳、堵塞噴孔 解決措施：合理匹配減壓容積，使得壓力下降迅速、殘余壓力P0降低第25頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化

3、不正常噴射現(xiàn)象和穴蝕（3）斷續(xù)噴射：由于在某一瞬間噴油泵的供油量小于從噴油器噴出的油量和填充針閥升空出空間的油量之和，造成針閥在噴射過程中周期性跳動(dòng)的現(xiàn)象。

危害：噴射壓力低（霧化不良，燃燒不完全，碳煙增多，易引起噴孔堵塞）、多次起落磨損偶件

解決措施：合理匹配供油規(guī)律、噴油規(guī)律及管路結(jié)構(gòu)第26頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化

3、不正常噴射現(xiàn)象和穴蝕（4）不規(guī)則噴射和隔次噴射：供油量過小時(shí)，循環(huán)噴油量不斷變動(dòng)甚至出現(xiàn)有的循環(huán)不噴油的現(xiàn)象。危害：循環(huán)波動(dòng)增加、怠速不穩(wěn)、限制最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速易發(fā)工況：怠速、極小負(fù)荷改進(jìn)措施：減少高壓油管的容積并提高其剛度。第27頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化

3、不正常噴射現(xiàn)象和穴蝕（5）穴蝕在油路中存在壓力波動(dòng)－>出現(xiàn)極低的壓力＋噴嘴處的高溫－>形成蒸汽泡－>高壓回來－>氣泡破裂－>形成激波（壓力很高，足以破壞金屬表面）－>多次沖擊形成小孔－>破壞配合面及密封。

第28頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化二、燃油的霧化和油束特性霧化：燃油在噴油泵中被壓縮后，經(jīng)高壓油管在高壓（20～180MPa）、高速（100～400m/s）的作用下，從噴油器噴入燃燒室。燃油與燃燒室高壓空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中及紊流的作用下，被逐步粉碎分散為直徑約2～50μm的液滴，由大小不同的液滴組成了油束。

第29頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一評(píng)價(jià)指標(biāo)（油束特性）：評(píng)價(jià)油束的幾何形狀的幾個(gè)參數(shù)：①油束射程L（又稱為貫穿距離）；②油束的最大寬度B；③噴霧錐角β：標(biāo)志油束的緊密程度。④貫穿率：L/L壁L/L壁〉1，有一部分燃油噴射到了燃燒室的壁面上?！?-2燃油噴射和霧化第30頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-2燃油噴射和霧化評(píng)價(jià)指標(biāo)（油束特性）：油束的幾何形狀的幾個(gè)參數(shù)：⑤霧化質(zhì)量：

細(xì)微度：用液滴平均直徑來表示（索特平均直徑SMD）。直徑越小，油束霧化得越細(xì)。均勻度：油束中液滴大小相同的程度及液滴在油束內(nèi)分布的均勻程度。影響油束幾何形狀的主要因素：噴射壓力、噴孔直徑和數(shù)量、噴油器噴孔的長度直徑比和空氣與燃油密度比、空氣流動(dòng)狀態(tài)等。第31頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室兩類燃燒室：開式：Dk/D＞0.65～0.8，

Dk---喉口直徑直接噴射式燃燒室半開式：（Dk/D=0．35～0．65）分隔式燃燒室渦流室式燃燒室予燃室式燃燒室第32頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室一、直接噴射式燃燒室①結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：整個(gè)燃燒室由氣缸蓋底平面、活塞項(xiàng)面及氣缸壁所形成的統(tǒng)一空間內(nèi)，活塞頂上均開有深淺不同、形狀各異的凹坑。第33頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室②開式燃燒室混合氣形成主要靠油束與燃燒室形狀配合。不組織空氣運(yùn)動(dòng)或輔以微弱的空氣運(yùn)動(dòng)。這種燃燒室空氣利用率低，但經(jīng)濟(jì)性好，主要用在大中型柴油機(jī)上。目前汽車、拖拉機(jī)柴油機(jī)上多采用半開式燃燒室。

第34頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室③半開式燃燒室的空氣渦流運(yùn)動(dòng)1、進(jìn)氣渦流

a：切向氣道：如圖5－21所示。特點(diǎn)：氣道母線與氣缸相切，氣道形狀較平直，在氣門前強(qiáng)烈收縮。氣流通過切向氣道時(shí)速度愈來愈快，并且沿切線方向進(jìn)入，在氣缸壁上轉(zhuǎn)向，產(chǎn)生繞氣缸中心線的氣流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，流動(dòng)阻力較小缺點(diǎn)：對(duì)氣口位置敏感。第35頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室b：螺旋氣道：如圖5－22所示。把氣門座上方的氣道內(nèi)腔做成螺旋形，使空氣流經(jīng)氣門座時(shí)，一部分在氣道內(nèi)部形成繞氣門中心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其強(qiáng)度僅與氣道本身結(jié)構(gòu)有關(guān)。另一部分近于切向氣流、順著氣缸壁繞氣缸中心線旋轉(zhuǎn)。優(yōu)點(diǎn)：螺旋氣道能產(chǎn)生較強(qiáng)的進(jìn)氣渦流。缺點(diǎn)：制造工藝要求高，調(diào)試工作量較大，進(jìn)氣阻力大。第36頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室2、擠流燃燒室喉口直徑及擠氣間隙愈小，則擠流愈強(qiáng)。擠渦流與進(jìn)氣渦流相比，它不影響充氣效率，但渦流強(qiáng)度較小，且維持時(shí)間短，隨著活塞向下運(yùn)動(dòng)，很快減弱消失。第37頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室（二）以ω型為代表的半開式燃燒室特點(diǎn)：①采用多噴孔噴嘴、3-5孔，依靠燃油在空間霧化來實(shí)現(xiàn)混合；②組織進(jìn)氣渦流，加速混合氣形成。主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：①dk/D=0.4-0.65；口徑比的大小要與噴注射程，渦流強(qiáng)度互相配合。②Vk/Vc=0.75-0.85；Vk—凹坑內(nèi)燃燒室容積；Vc—壓縮容積。第38頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室Vk/Vc↑

相對(duì)散熱面小，擠流加強(qiáng)，有利于混合；優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，相對(duì)散熱面積小（即燃燒室表面積和其容積之比?。梢垣@得較高的經(jīng)濟(jì)性。散熱面積小，壓縮終點(diǎn)溫度容易建立，壓縮比也較低，約為15-17。它的低溫起動(dòng)性好。開啟壓力大，20MPa左右．噴油泵易磨損；滯燃期中形成的可燃混合氣量較多，dP/dΦ較高，工作粗暴；α較大，全負(fù)荷在1.3以上，對(duì)轉(zhuǎn)速變化較敏感；溫度較高，空氣在高溫停留的時(shí)間又長，故NOX排放高，比分隔式燃燒室大。第39頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室二、分隔式燃燒室分隔式燃燒室是整個(gè)燃燒室分隔在兩個(gè)空間。主燃燒室設(shè)于活塞頂上。副燃燒室則在氣缸蓋內(nèi)，其間用通道相連。第40頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室（一）渦流室燃燒室1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：如圖5－32所示。副燃燒室容積稱為渦流室。一般Vk/Vc=50~80%，通道截面約為活塞面積的0.9~3.5％。通道方向與活塞頂成一定的角度并與渦流室相切。渦流室通常由兩部分組成，上部與氣缸蓋鑄在一起。下部（包括連接通道）由耐熱鋼制成，稱為“保溫鑲塊”。第41頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室（一）渦流室燃燒室2、混合氣形成特點(diǎn)：①n↑→渦流增加；②部分燃油在通道口附近靠近壁面處著火；③二次渦流（燃燒渦流）進(jìn)一步混合。④對(duì)燃油適應(yīng)性好。第42頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室（一）渦流室燃燒室主要優(yōu)點(diǎn)：①α較小，全負(fù)荷α＝1.2～1.3，最低可到1.1，空氣利用率較高；②對(duì)噴霧質(zhì)量要求不高，可用單孔式噴嘴，開啟壓力較低12～14MPa；對(duì)燃油系的要求低，減少噴嘴堵塞現(xiàn)象。③對(duì)轉(zhuǎn)速變化不敏感，高速性好，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5000r／min。④dP/dΦ較低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；排氣污染小，易于調(diào)試；使用性能穩(wěn)定。第43頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室（一）渦流室燃燒室主要缺點(diǎn)：①相對(duì)散熱表面積較大；②氣體二次經(jīng)過通道節(jié)流，流動(dòng)損失也較大；③冷起動(dòng)性差，壓縮比為18～23，需要起動(dòng)輔助裝置。④通道口熱負(fù)荷很高，容易引起熱裂等毛病。⑤經(jīng)濟(jì)性不如直噴式。第44頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室（二）預(yù)燃室燃燒室構(gòu)造特點(diǎn)：燃燒室由兩個(gè)部分組成Vk/Vc=30～40％預(yù)燃室和主燃室用一個(gè)或幾個(gè)小孔（或稱噴孔）相連通，小孔總截面積與活塞截面積之比只有0.25～0.7％。噴油器安裝在預(yù)燃室中心線附近?；旌蠚庑纬商攸c(diǎn)：①壓縮紊流；②燃油噴入預(yù)燃室避免與氣流正面相撞；③氣流將一部分小油粒帶向預(yù)燃室的上方形成火源。第45頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室（二）預(yù)燃室燃燒室主要優(yōu)點(diǎn)：①較小，全負(fù)荷α＝1.2～1.3，最低可到1.1，空氣利用率較高；②對(duì)噴霧質(zhì)量要求不高，可用單孔式噴嘴，開后壓力較低12～14MPa；對(duì)燃油系的要求低，減少噴嘴堵塞現(xiàn)象。③對(duì)轉(zhuǎn)速變化不敏感，高速性好，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5000r／min。④dP/dΦ較低，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；排氣污染小，易于調(diào)試；使用性能穩(wěn)定。第46頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室（二）預(yù)燃室燃燒室主要缺點(diǎn)：①流動(dòng)損失大，散熱面積大，散熱損失亦較大經(jīng)濟(jì)性差，耗油率高。be=250～285g／（kW.h）。②冷起動(dòng)困難。壓縮比較高，一般為18～22，需要起動(dòng)輔助裝置。③低轉(zhuǎn)時(shí)噪聲大。第47頁，共53頁，2023年，2月20日，星期一§5-3混合氣的形成和燃燒室（三、燃燒室比較①直噴式：熱效率高，經(jīng)濟(jì)性好。問題是對(duì)轉(zhuǎn)速較敏感，噪聲高，排氣污染較大；②球型：發(fā)展趨勢(shì)不大，主要是性能難于穩(wěn)定，低速性能不好。③渦流室：高速性能好，升功率較大，噪聲較小以及排氣污染較低，適合小缸徑。缺點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性差，耗油率較高。起動(dòng)困難。④預(yù)燃室：對(duì)燃料供給系要求最低，生產(chǎn)、保養(yǎng)較易，柔和排污小。用于n＞2500～3000r／min的小型高速柴油機(jī)上。但其能量損失大，耗油率高，起動(dòng)性差，怠速噪聲大。選擇燃燒室時(shí)主要的依據(jù)是缸徑、轉(zhuǎn)速及使