1、第第9 9章章 柴油機(jī)混合氣的形成和燃燒柴油機(jī)混合氣的形成和燃燒9.1 9.1 柴油機(jī)的燃燒過程柴油機(jī)的燃燒過程9.2 9.2 柴油機(jī)混合氣的形成柴油機(jī)混合氣的形成9.3 9.3 燃燒過程的優(yōu)化燃燒過程的優(yōu)化1.1.著火延遲期著火延遲期（A-B）2.2.速燃期速燃期（B-C）3.3.緩然期緩然期（C-D）4.4.補(bǔ)燃期補(bǔ)燃期（D-E）9.1.19.1.1、燃燒過程、燃燒過程9.1 柴油機(jī)的燃燒過程柴油機(jī)的燃燒過程A-A-噴油開始點(diǎn)噴油開始點(diǎn) B-B-開始燃燒點(diǎn)開始燃燒點(diǎn) C-C-壓力最高點(diǎn)壓力最高點(diǎn) D-D-溫度最高點(diǎn)溫度最高點(diǎn)從噴油始點(diǎn)從噴油始點(diǎn)A A點(diǎn)開始到壓力脫離壓縮線開始急劇上升的點(diǎn)開

2、始到壓力脫離壓縮線開始急劇上升的B B點(diǎn)為止。點(diǎn)為止。1.1.著火延遲期著火延遲期 著火延遲期越長，氣缸中積累的燃料量就越多，著火后一起著火延遲期越長，氣缸中積累的燃料量就越多，著火后一起燃燒，使燃燒急劇，發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴。燃燒，使燃燒急劇，發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴。縮短著火延遲期的措施縮短著火延遲期的措施: :1） 提高缸內(nèi)溫度提高缸內(nèi)溫度2） 使用十六烷值高的燃料使用十六烷值高的燃料在上止點(diǎn)前（在上止點(diǎn)前（A A點(diǎn)），噴油器向氣缸內(nèi)噴入燃油，但燃油并不點(diǎn)），噴油器向氣缸內(nèi)噴入燃油，但燃油并不馬上著火，而是稍有落后，因?yàn)椴裼蜋C(jī)馬上著火，而是稍有落后，因?yàn)椴裼蜋C(jī)自燃需要有一定條件。自燃需要有一定條件。它首

3、先由液態(tài)蒸發(fā)成氣態(tài)，并與空氣混合形成可燃混合氣，當(dāng)它首先由液態(tài)蒸發(fā)成氣態(tài)，并與空氣混合形成可燃混合氣，當(dāng)適當(dāng)比例的混合氣經(jīng)過一定化學(xué)反應(yīng)過程，燃油才能自燃著火。適當(dāng)比例的混合氣經(jīng)過一定化學(xué)反應(yīng)過程，燃油才能自燃著火。2.2.速燃期速燃期 從氣缸壓力偏離壓縮線開始急劇上升的從氣缸壓力偏離壓縮線開始急劇上升的B B點(diǎn)起，到最高壓力點(diǎn)起，到最高壓力點(diǎn)點(diǎn)C C點(diǎn)為止。點(diǎn)為止。 由于在著火延遲期中噴入氣缸的燃油已經(jīng)過不同程度的物由于在著火延遲期中噴入氣缸的燃油已經(jīng)過不同程度的物理、化學(xué)準(zhǔn)備，所以一旦著火，這些燃料也一起燃燒，此時(shí)理、化學(xué)準(zhǔn)備，所以一旦著火，這些燃料也一起燃燒，此時(shí)活塞靠近上止點(diǎn)位置，這個(gè)

4、階段近似混合加熱循環(huán)中的等容活塞靠近上止點(diǎn)位置，這個(gè)階段近似混合加熱循環(huán)中的等容加熱，壓力升高特別快加熱，壓力升高特別快; ;用用壓力升高率壓力升高率來表示壓力升高的急劇來表示壓力升高的急劇程度程度 : :3232ppp 壓力升高率太大，則柴油機(jī)工作粗暴，運(yùn)動(dòng)零件受到很大壓力升高率太大，則柴油機(jī)工作粗暴，運(yùn)動(dòng)零件受到很大的沖擊，發(fā)動(dòng)機(jī)壽命縮短，的沖擊，發(fā)動(dòng)機(jī)壽命縮短， 降低降低p/ 的方法的方法:-減少著火后一起燃燒的混合氣量。減少著火后一起燃燒的混合氣量。縮短著火延遲期的時(shí)間縮短著火延遲期的時(shí)間控制著火延遲期中的噴油量控制著火延遲期中的噴油量抑制著火延遲期中可燃混合氣的形成抑制著火延遲期中可

5、燃混合氣的形成3.3.緩然期緩然期從缸內(nèi)壓力最高點(diǎn)從缸內(nèi)壓力最高點(diǎn)C C點(diǎn)開始到缸內(nèi)溫度達(dá)到最高點(diǎn)點(diǎn)開始到缸內(nèi)溫度達(dá)到最高點(diǎn)D D點(diǎn)為止。點(diǎn)為止。這個(gè)階段近似混合加熱循環(huán)中的等壓加熱這個(gè)階段近似混合加熱循環(huán)中的等壓加熱; ; 速燃期后，噴油往往結(jié)束了。但是，由于速燃期時(shí)間較短，速燃期后，噴油往往結(jié)束了。但是，由于速燃期時(shí)間較短，噴油較多，大部分燃油來不及形成可燃混合氣而留在速燃噴油較多，大部分燃油來不及形成可燃混合氣而留在速燃期后繼續(xù)混合和燃燒，使放熱不斷增加，溫度不斷升高，期后繼續(xù)混合和燃燒，使放熱不斷增加，溫度不斷升高，直到最高直到最高Tmax。這個(gè)時(shí)期結(jié)束時(shí)，放熱量一般達(dá)循環(huán)放熱量的這個(gè)

6、時(shí)期結(jié)束時(shí)，放熱量一般達(dá)循環(huán)放熱量的70%70%80%80%。 4.4.補(bǔ)燃期補(bǔ)燃期 從最高溫度點(diǎn)從最高溫度點(diǎn)D D點(diǎn)起到燃油基本燃燒完的點(diǎn)起到燃油基本燃燒完的E E點(diǎn)為止，點(diǎn)為止，E E點(diǎn)點(diǎn)一般難以確定，一般當(dāng)放熱量達(dá)到總放熱量的一般難以確定，一般當(dāng)放熱量達(dá)到總放熱量的95%95%97%97%時(shí)，時(shí)，即可認(rèn)為補(bǔ)燃期結(jié)束。即可認(rèn)為補(bǔ)燃期結(jié)束。 這一階段的燃燒是在膨脹行程中進(jìn)行，必然導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)這一階段的燃燒是在膨脹行程中進(jìn)行，必然導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率降低，排氣冒煙等現(xiàn)象，故應(yīng)盡量減少補(bǔ)燃期。熱效率降低，排氣冒煙等現(xiàn)象，故應(yīng)盡量減少補(bǔ)燃期。 燃燒過程中每一個(gè)階段都有自己的特點(diǎn)，但又相互關(guān)聯(lián)。燃燒過程中

7、每一個(gè)階段都有自己的特點(diǎn)，但又相互關(guān)聯(lián)。柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性主要取決于速燃期和緩燃期。柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性主要取決于速燃期和緩燃期。 但是為了使柴油機(jī)工作柔和平穩(wěn)，減少燃燒噪音，就應(yīng)但是為了使柴油機(jī)工作柔和平穩(wěn)，減少燃燒噪音，就應(yīng)使著火延遲期（滯燃期）適當(dāng)縮短，這樣才能使速燃期內(nèi)使著火延遲期（滯燃期）適當(dāng)縮短，這樣才能使速燃期內(nèi)燃燒稍有緩和，防止壓力升高率過高。燃燒稍有緩和，防止壓力升高率過高。 另外為了提高經(jīng)濟(jì)性，減少排氣污染，應(yīng)盡量減少補(bǔ)燃另外為了提高經(jīng)濟(jì)性，減少排氣污染，應(yīng)盡量減少補(bǔ)燃期的燃燒量。要實(shí)現(xiàn)這一目的，必須使緩燃期盡快燃燒，期的燃燒量。要實(shí)現(xiàn)這一目的，必須使緩燃期盡快燃燒，

8、讓大部分燃油在緩燃期燒掉，補(bǔ)燃期就不會(huì)拖延太長。讓大部分燃油在緩燃期燒掉，補(bǔ)燃期就不會(huì)拖延太長。 由此可見，對柴油機(jī)燃燒過程四個(gè)階段的要求應(yīng)該總結(jié)由此可見，對柴油機(jī)燃燒過程四個(gè)階段的要求應(yīng)該總結(jié)為：為：著火延遲期要短，速燃期要緩，緩燃期要急，補(bǔ)燃期著火延遲期要短，速燃期要緩，緩燃期要急，補(bǔ)燃期要少。要少。總之：總之：9.1.29.1.2、 燃燒過程存在的主要問題燃燒過程存在的主要問題1 1、混合氣形成困難及燃燒不完全、混合氣形成困難及燃燒不完全2 2、燃燒噪音、燃燒噪音因?yàn)椴裼筒蝗菀渍舭l(fā)，故將燃油噴射成霧狀，分散成數(shù)百萬個(gè)因?yàn)椴裼筒蝗菀渍舭l(fā)，故將燃油噴射成霧狀，分散成數(shù)百萬個(gè)小油滴，這些細(xì)小油

9、滴在氣缸內(nèi)迅速蒸發(fā)與空氣混合，但因?yàn)樾∮偷危@些細(xì)小油滴在氣缸內(nèi)迅速蒸發(fā)與空氣混合，但因?yàn)榛旌蠒r(shí)間極短，缸內(nèi)情況異常復(fù)雜，故使缸內(nèi)空氣和燃油混合混合時(shí)間極短，缸內(nèi)情況異常復(fù)雜，故使缸內(nèi)空氣和燃油混合極不均勻，有的地方可能是惰性氣體，有的地方是過稀混合氣，極不均勻，有的地方可能是惰性氣體，有的地方是過稀混合氣，有的地方甚至還有燃料液態(tài)核心，等等。所以為了保證燃油燃有的地方甚至還有燃料液態(tài)核心，等等。所以為了保證燃油燃燒完全。柴油機(jī)均在過量空氣系數(shù)燒完全。柴油機(jī)均在過量空氣系數(shù)1 1的條件下工作。的條件下工作。在速燃期中，急劇升高的壓力沖擊燃燒寶壁、活塞、曲軸等機(jī)在速燃期中，急劇升高的壓力沖擊燃燒

10、寶壁、活塞、曲軸等機(jī)件，從而誘發(fā)缸蓋、缸套、機(jī)體、齒輪寶、油底殼等機(jī)件的變形、件，從而誘發(fā)缸蓋、缸套、機(jī)體、齒輪寶、油底殼等機(jī)件的變形、振動(dòng)、并輻射出強(qiáng)烈的噪音，稱之為燃燒噪聲。振動(dòng)、并輻射出強(qiáng)烈的噪音，稱之為燃燒噪聲。燃燒噪音是柴油機(jī)噪音的主要來源。燃燒噪音是柴油機(jī)噪音的主要來源。3 3、排氣污染、排氣污染排出有害氣體排出有害氣體 COCO、HCHC、NONOX X 排氣顆粒排氣顆粒 9.1.39.1.3、燃燒放熱規(guī)律、燃燒放熱規(guī)律 v瞬時(shí)放熱速率瞬時(shí)放熱速率: : 在燃燒過程中的某一時(shí)刻，單位時(shí)間在燃燒過程中的某一時(shí)刻，單位時(shí)間內(nèi)（或內(nèi)（或1 1曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)）燃燒的燃油所放出的熱量。曲軸轉(zhuǎn)角

11、內(nèi)）燃燒的燃油所放出的熱量。v累積放熱百分比累積放熱百分比: : 從燃燒過程開始至某一時(shí)刻為止已從燃燒過程開始至某一時(shí)刻為止已經(jīng)燃燒的燃油與循環(huán)供油量的比值。經(jīng)燃燒的燃油與循環(huán)供油量的比值。v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)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，稱為系，稱為燃燒放熱規(guī)律燃燒放熱規(guī)律。1. 燃燒放熱規(guī)律定義燃燒放熱規(guī)律定義2022-4-252022-4-252.柴油機(jī)合理的燃燒放熱規(guī)律柴油機(jī)合理的燃燒放熱規(guī)律(1)三要素三要素燃燒燃燒放熱始點(diǎn)放熱始點(diǎn)、放熱規(guī)律曲線形狀放熱規(guī)律曲線形狀和和放熱持續(xù)時(shí)間放熱持續(xù)時(shí)間被被認(rèn)為是燃燒放熱規(guī)律的三要素。認(rèn)為是燃燒放

12、熱規(guī)律的三要素。燃燒始點(diǎn)燃燒始點(diǎn)（B點(diǎn)），決定放熱曲線距上止點(diǎn)位置，影點(diǎn)），決定放熱曲線距上止點(diǎn)位置，影響最高壓力、壓力上稿率與循環(huán)熱效率。響最高壓力、壓力上稿率與循環(huán)熱效率。燃燒持續(xù)時(shí)間（燃燒持續(xù)時(shí)間（A-E）影響循環(huán)熱效率、和有害氣體排放。影響循環(huán)熱效率、和有害氣體排放。燃燒放熱規(guī)律曲線形狀燃燒放熱規(guī)律曲線形狀決定前后放熱量的比例，對發(fā)動(dòng)機(jī)噪音、振動(dòng)、排放決定前后放熱量的比例，對發(fā)動(dòng)機(jī)噪音、振動(dòng)、排放影響大。影響大。 較理想的柴油機(jī)燃燒放熱規(guī)律較理想的柴油機(jī)燃燒放熱規(guī)律 v有一合適的有一合適的燃燒起點(diǎn)燃燒起點(diǎn)，同時(shí)燃燒應(yīng)該是，同時(shí)燃燒應(yīng)該是先緩后先緩后急急。 v開始放熱階段，控制開始放熱階

13、段，控制燃燒放熱速率燃燒放熱速率，以降低壓，以降低壓力升高率。力升高率。v燃燒應(yīng)加速進(jìn)行，絕大部分燃油在盡可能靠近燃燒應(yīng)加速進(jìn)行，絕大部分燃油在盡可能靠近上止點(diǎn)處完成燃燒。上止點(diǎn)處完成燃燒。v燃燒持續(xù)時(shí)間燃燒持續(xù)時(shí)間不宜過長。不宜過長。（1）放熱始點(diǎn)的位置）放熱始點(diǎn)的位置要能保證最大燃燒壓要能保證最大燃燒壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后12-15范圍。范圍。可通過噴油提前角的可通過噴油提前角的變化以及著火落后期變化以及著火落后期長短加以控制。長短加以控制。2.2.理想燃燒放熱規(guī)律及其控制理想燃燒放熱規(guī)律及其控制（2）放熱持續(xù)時(shí)間首先取決則擴(kuò)散燃燒期越長，）放熱持續(xù)時(shí)間首先取決則擴(kuò)散燃燒期越長

14、，其次，取決于擴(kuò)散燃燒期內(nèi)混合氣形成的快慢和完善程度。其次，取決于擴(kuò)散燃燒期內(nèi)混合氣形成的快慢和完善程度。不同類型柴油機(jī)的燃不同類型柴油機(jī)的燃燒放熱規(guī)律：燒放熱規(guī)律：實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的放熱率實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的放熱率形狀取決于不同的機(jī)形狀取決于不同的機(jī)型、不同的燃燒室和型、不同的燃燒室和混合氣形成方式以及混合氣形成方式以及對性能的具體要求。對性能的具體要求。9.2 9.2 柴油機(jī)混合氣的形成柴油機(jī)混合氣的形成9.2.1 9.2.1 燃油噴射和霧化燃油噴射和霧化9.2.2 9.2.2 混合氣形成及燃燒室混合氣形成及燃燒室9.2.1 9.2.1 燃油噴射和霧化燃油噴射和霧化一一. .供油系統(tǒng)和噴射過程供油系統(tǒng)和

15、噴射過程供油系統(tǒng)的組成包括供油系統(tǒng)的組成包括噴油噴油泵泵、噴油器噴油器和和高壓油管高壓油管 燃油供給系的功用是按柴油燃油供給系的功用是按柴油機(jī)各種工況的需要將定量的機(jī)各種工況的需要將定量的燃油，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)期，以合燃油，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)期，以合理的空間形態(tài)噴入燃燒室，理的空間形態(tài)噴入燃燒室，即對燃油的數(shù)量，噴油的時(shí)即對燃油的數(shù)量，噴油的時(shí)間和油束的空間形態(tài)三方面間和油束的空間形態(tài)三方面實(shí)行有效的控制。實(shí)行有效的控制。定時(shí)、定量、定壓定時(shí)、定量、定壓1.1.供油系統(tǒng)供油系統(tǒng)2.2.噴射過程噴射過程柱塞式噴油泵的工作過程：噴油泵凸柱塞式噴油泵的工作過程：噴油泵凸輪輪柱塞柱塞( (上下運(yùn)動(dòng)上下運(yùn)動(dòng))進(jìn)、回油

16、孔進(jìn)、回油孔出油閥出油閥高壓油管高壓油管噴油器噴油器針閥針閥噴孔噴孔燃燒室。燃燒室。柱塞上行柱塞上行a.a.從下止點(diǎn)到柱從下止點(diǎn)到柱 塞頭部封閉徑塞頭部封閉徑 向油孔之前。向油孔之前。b.b.從柱塞頭部封從柱塞頭部封 閉徑向油孔到柱閉徑向油孔到柱 塞斜槽露出徑塞斜槽露出徑 向孔之前。向孔之前。c.c.從柱塞斜槽露出從柱塞斜槽露出 徑向油孔到柱塞徑向油孔到柱塞 上行至上止點(diǎn)。上行至上止點(diǎn)。abca.a.從上止點(diǎn)到柱從上止點(diǎn)到柱 塞斜槽封閉徑塞斜槽封閉徑 向油孔之前。向油孔之前。c.c.從柱塞頭部露從柱塞頭部露 出徑向油孔到出徑向油孔到 運(yùn)行下止點(diǎn)。運(yùn)行下止點(diǎn)。b.b.從柱塞斜槽封從柱塞斜槽封 閉

17、徑向孔到柱閉徑向孔到柱 塞頭部露出徑塞頭部露出徑 向油孔之前。向油孔之前。acb柱塞下行柱塞下行第三階段：噴油滴漏階段。第三階段：噴油滴漏階段。 從泵的回油孔打開到針閥關(guān)從泵的回油孔打開到針閥關(guān)閉為止。閉為止。整個(gè)噴油過程可分為三個(gè)階段整個(gè)噴油過程可分為三個(gè)階段:第一階段：噴油延遲階段。第一階段：噴油延遲階段。從噴油泵栓塞將進(jìn)油孔關(guān)閉從噴油泵栓塞將進(jìn)油孔關(guān)閉時(shí)起到噴油器針閥開始噴油止。時(shí)起到噴油器針閥開始噴油止。第二階段：主噴油階段。第二階段：主噴油階段。 從噴油器針閥打開到噴油泵從噴油器針閥打開到噴油泵回油孔開始打開（停止供油）回油孔開始打開（停止供油）為止。為止。3 3噴油規(guī)律噴油規(guī)律 供

18、油供油/噴油規(guī)律：單位時(shí)間（轉(zhuǎn)角）噴油規(guī)律：單位時(shí)間（轉(zhuǎn)角）供油速率供油速率/噴油速率噴油速率隨時(shí)間隨時(shí)間（轉(zhuǎn)角）而變化的關(guān)系；（轉(zhuǎn)角）而變化的關(guān)系；噴油規(guī)律與供油規(guī)律的區(qū)別：噴油規(guī)律與供油規(guī)律的區(qū)別：-噴油時(shí)刻落后于供油時(shí)刻，噴油時(shí)刻落后于供油時(shí)刻，噴油持續(xù)時(shí)間比供油時(shí)刻長。噴油持續(xù)時(shí)間比供油時(shí)刻長。因?yàn)橐驗(yàn)閍.a.要克服兩個(gè)彈簧彈力要克服兩個(gè)彈簧彈力; ; b. b.燃油、高壓燃油、高壓油管有油管有彈性彈性; ; c. c.壓力波的傳遞壓力波的傳遞理想的理想的噴油規(guī)律噴油規(guī)律應(yīng)應(yīng)先緩后急先緩后急 供油速率：單位時(shí)間或凸輪轉(zhuǎn)角由噴油泵供入高壓油路中的燃供油速率：單位時(shí)間或凸輪轉(zhuǎn)角由噴油泵供入

19、高壓油路中的燃油量。油量。噴油速率：單位時(shí)間或凸輪轉(zhuǎn)角由噴油器噴入燃燒室內(nèi)燃油量噴油速率：單位時(shí)間或凸輪轉(zhuǎn)角由噴油器噴入燃燒室內(nèi)燃油量1、二次噴射、二次噴射2、斷續(xù)噴射、斷續(xù)噴射3、隔次噴射、隔次噴射4、漏油現(xiàn)象、漏油現(xiàn)象4 4不正常噴射不正常噴射5 5燃油的噴霧特性燃油的噴霧特性 1)1)噴霧（霧化）：燃油噴散成細(xì)粒的過程。噴霧（霧化）：燃油噴散成細(xì)粒的過程。 詳見書詳見書P227P227 2)2)油束的基本參數(shù)油束的基本參數(shù)油束射程油束射程L L（貫穿距離）（貫穿距離） 噴霧錐角噴霧錐角或油束的最大寬度或油束的最大寬度B B 霧化質(zhì)量 包括幾何形狀和霧化質(zhì)量兩個(gè)方面：包括幾何形狀和霧化質(zhì)量

20、兩個(gè)方面：幾何形狀幾何形狀液滴的細(xì)度液滴的細(xì)度液滴的均勻度液滴的均勻度9.2.2 9.2.2 混合氣形成及燃燒室混合氣形成及燃燒室一、混合氣形成特點(diǎn)和方式一、混合氣形成特點(diǎn)和方式1 1、柴油機(jī)混合氣形成的特點(diǎn)、柴油機(jī)混合氣形成的特點(diǎn) A A、氣缸內(nèi)形成混合氣、氣缸內(nèi)形成混合氣 （ 不同于汽油機(jī)）不同于汽油機(jī)） B B、形成條件差、形成條件差 時(shí)間短時(shí)間短 1515-35-35CA (CA (千分之幾秒千分之幾秒) ) 柴油的粘度大，不易蒸發(fā)柴油的粘度大，不易蒸發(fā). .2 2、混合氣形成的方式、混合氣形成的方式 A A、空間霧化混合氣、空間霧化混合氣 將燃油噴射到空間進(jìn)行霧化，通過燃油與空氣之間

21、的將燃油噴射到空間進(jìn)行霧化，通過燃油與空氣之間的相互運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散，在空間形成可燃混合氣的方式。相互運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散，在空間形成可燃混合氣的方式。 B B、油膜蒸發(fā)形成混合氣（、油膜蒸發(fā)形成混合氣（主要用于球形燃燒室主要用于球形燃燒室） 燃油沿壁面順氣流噴射，在強(qiáng)烈的渦流作用下，在燃燃油沿壁面順氣流噴射，在強(qiáng)烈的渦流作用下，在燃燒室壁面上形成一層很薄的油膜。燒室壁面上形成一層很薄的油膜。 在高速的柴油機(jī)上，實(shí)際的混合過程是在高速的柴油機(jī)上，實(shí)際的混合過程是空間及油膜混空間及油膜混合兼而有之。合兼而有之。 油膜蒸發(fā)混合方式存在一些難以解決的問題，應(yīng)用不多。油膜蒸發(fā)混合方式存在一些難以解決的問題，應(yīng)用不多。

22、如何改善混合氣形成？如何改善混合氣形成？a.a.進(jìn)氣渦流進(jìn)氣渦流依靠：依靠：A A、噴霧：噴注特性、噴霧：噴注特性，噴注與燃燒室相配合。噴注與燃燒室相配合。 B B、組織空氣運(yùn)動(dòng)與燃燒室形狀相配合、組織空氣運(yùn)動(dòng)與燃燒室形狀相配合螺旋氣道形成螺旋氣道形成切向氣道形成切向氣道形成3 3、缸內(nèi)氣體流動(dòng)、缸內(nèi)氣體流動(dòng)b.b.擠流（擠壓渦流）擠流（擠壓渦流）開 式 燃 燒 室半 開 式 燃 燒 室 球 形 油 膜 燃 燒 室直 噴 式 燃 燒 室渦 流 室 燃 燒 室 預(yù) 燃 室 燃 燒 室分 隔 式 燃 燒 室柴 油 機(jī) 燃 燒 室二、柴油機(jī)燃燒室二、柴油機(jī)燃燒室（一）直噴式燃燒室（一）直噴式燃燒室1

23、.1.開式燃燒室開式燃燒室0.7kdD優(yōu)缺點(diǎn)：淺盆形燃燒室主要優(yōu)缺點(diǎn)：淺盆形燃燒室主要依靠燃油的噴射，對霧化質(zhì)依靠燃油的噴射，對霧化質(zhì)量，也是對噴射系統(tǒng)要求較量，也是對噴射系統(tǒng)要求較高。噴油器噴孔數(shù)目多，孔高。噴油器噴孔數(shù)目多，孔徑小，噴射壓力大。徑小，噴射壓力大。2.2.半開式燃燒半開式燃燒室室（2 2）混合氣形成的特點(diǎn)）混合氣形成的特點(diǎn)利用噴霧與空氣流的運(yùn)動(dòng)，空間形成混合氣為主利用噴霧與空氣流的運(yùn)動(dòng)，空間形成混合氣為主. .噴孔較且少，孔徑稍大，噴孔較且少，孔徑稍大，3 34 4孔孔比較小，比較小，1.31.31.51.5，空氣利用率比較好，空氣利用率比較好. .所以：上面所說之、點(diǎn)是相對

24、于開式燃燒室而言的所以：上面所說之、點(diǎn)是相對于開式燃燒室而言的. . （1 1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)V Vk k/V/Vc c（相對容積比）（相對容積比）0.750.750.850.85，d dk k/D /D 0.40.40.60.6有組織空氣運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)（進(jìn)氣渦流為主，擠壓渦流為輔）有組織空氣運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)（進(jìn)氣渦流為主，擠壓渦流為輔）（3）燃燒室與氣流及油束之間的配合）燃燒室與氣流及油束之間的配合喉口直徑喉口直徑d dk k大，空氣渦流少些，大，空氣渦流少些，油束油束射程長；射程長；喉口直徑喉口直徑d dk k小，渦流強(qiáng)，小，渦流強(qiáng)，油束油束射程短，則噴到壁面上的燃射程短，則噴到壁面上的燃油減少

25、，甚至達(dá)不到壁面，這時(shí)空間分布的燃料增多。油減少，甚至達(dá)不到壁面，這時(shí)空間分布的燃料增多。組織了進(jìn)氣渦流和擠壓渦流組織了進(jìn)氣渦流和擠壓渦流 （4）性能特點(diǎn)）性能特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 經(jīng)濟(jì)性好經(jīng)濟(jì)性好 b be e 起動(dòng)性好起動(dòng)性好. .缺點(diǎn)：工作粗暴缺點(diǎn)：工作粗暴 氣道，供油系統(tǒng)要求高氣道，供油系統(tǒng)要求高 排放性差（排放性差（NONOx x） 對工況變化敏感對工況變化敏感 （1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（2）混合氣形成特點(diǎn)）混合氣形成特點(diǎn)油膜蒸發(fā)形成混合氣油膜蒸發(fā)形成混合氣 配有螺旋進(jìn)氣道，形成很強(qiáng)的配有螺旋進(jìn)氣道，形成很強(qiáng)的進(jìn)氣渦流，進(jìn)氣渦流，雙孔或單孔噴嘴雙孔或單孔噴嘴燃燒室壁溫度控制在燃燒室壁溫

26、度控制在200300 200300 3.球形燃燒室工作柔和，噪音小工作柔和，噪音小經(jīng)濟(jì)性好經(jīng)濟(jì)性好 比較小比較小,=1.1冷起動(dòng)困難冷起動(dòng)困難低速性能不好，使用穩(wěn)定性差低速性能不好，使用穩(wěn)定性差對氣道要求高對氣道要求高 （3）性能特點(diǎn)）性能特點(diǎn)直噴式燃燒室柴油機(jī)的性能持點(diǎn)直噴式燃燒室柴油機(jī)的性能持點(diǎn) v由于燃燒迅速，故經(jīng)濟(jì)性好，有效燃油消耗率低。由于燃燒迅速，故經(jīng)濟(jì)性好，有效燃油消耗率低。 v燃燒室結(jié)構(gòu)簡單，面容比小，散熱損失小，也沒有主、燃燒室結(jié)構(gòu)簡單，面容比小，散熱損失小，也沒有主、副室之間的流動(dòng)損失，也是經(jīng)濟(jì)性好的重要原因。副室之間的流動(dòng)損失，也是經(jīng)濟(jì)性好的重要原因。 v冷起動(dòng)性能較好冷

27、起動(dòng)性能較好。v對噴射系統(tǒng)的要求較高對噴射系統(tǒng)的要求較高，影響工作可靠性和使用壽命。，影響工作可靠性和使用壽命。v工作較粗暴，壓力升高率大，燃燒噪聲大。工作較粗暴，壓力升高率大，燃燒噪聲大。v對轉(zhuǎn)速的變化較為敏感，較難兼顧高速和低速工況的性對轉(zhuǎn)速的變化較為敏感，較難兼顧高速和低速工況的性能，適用轉(zhuǎn)速較分隔式燃燒室柴油機(jī)低。能，適用轉(zhuǎn)速較分隔式燃燒室柴油機(jī)低。 二二. .分隔式燃燒室分隔式燃燒室結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩個(gè)燃燒室：主燃燒室和副燃燒室兩個(gè)燃燒室：主燃燒室和副燃燒室混合氣濃度不同，副燃燒室較濃，主燃燒室較稀混合氣濃度不同，副燃燒室較濃，主燃燒室較稀根據(jù)混合氣在副燃燒室形成不同，分渦流式燃

28、燒根據(jù)混合氣在副燃燒室形成不同，分渦流式燃燒室、預(yù)燃式燃燒室室、預(yù)燃式燃燒室1.渦流式燃燒室渦流式燃燒室（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)燃燒室容積比燃燒室容積比 k k= V= Vk k/V/Vc c = 0.5= 0.5，燃燒室分成兩部分，渦流室下部有燃燒室分成兩部分，渦流室下部有“鑲塊鑲塊”. . （渦流室）保溫，可加工減少流動(dòng)損失（渦流室）保溫，可加工減少流動(dòng)損失. .通道的截面形狀有橢圓形，彎月形通道的截面形狀有橢圓形，彎月形. . 通道位置，角度，截面大小這三要素，可控制渦流強(qiáng)度通道位置，角度，截面大小這三要素，可控制渦流強(qiáng)度活塞項(xiàng)上開有導(dǎo)流槽和凹坑活塞項(xiàng)上開有導(dǎo)流槽和凹坑有起動(dòng)電預(yù)熱室有起

29、動(dòng)電預(yù)熱室 渦流室內(nèi)有強(qiáng)烈的有組織的渦流渦流室內(nèi)有強(qiáng)烈的有組織的渦流n，渦流強(qiáng)度，渦流強(qiáng)度燃油順渦流的方向噴入燃油順渦流的方向噴入 以空間形成混合氣為主，油膜蒸發(fā)形成混合氣為以空間形成混合氣為主，油膜蒸發(fā)形成混合氣為熱混合作用熱混合作用A本身密度本身密度、，周圍的物質(zhì)密度，周圍的物質(zhì)密度 、= ，做圓周運(yùn)動(dòng)，做圓周運(yùn)動(dòng)，、/ 1，做螺旋向外運(yùn)動(dòng)，做螺旋向外運(yùn)動(dòng)，、/ 1，做螺旋向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，做螺旋向內(nèi)運(yùn)動(dòng)， “二次渦流二次渦流” （2）混合氣形成特點(diǎn)）混合氣形成特點(diǎn)（3）性能特點(diǎn)）性能特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):由于強(qiáng)烈的空氣渦流運(yùn)動(dòng)（壓縮渦流與二次渦流）由于強(qiáng)烈的空氣渦流運(yùn)動(dòng)（壓縮渦流與二次渦流）. 混合氣形

30、成質(zhì)量好，能在混合氣形成質(zhì)量好，能在較小的情況下完全燃燒。較小的情況下完全燃燒。 一般一般=1.21.3 對噴霧質(zhì)量要求不高，燃油系統(tǒng)故障少對噴霧質(zhì)量要求不高，燃油系統(tǒng)故障少. 高速性好，性能穩(wěn)定高速性好，性能穩(wěn)定. 進(jìn)氣道無特殊要求進(jìn)氣道無特殊要求. 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，排氣污染小運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，排氣污染小.缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 散熱損失，流動(dòng)損失大，經(jīng)濟(jì)性差。散熱損失，流動(dòng)損失大，經(jīng)濟(jì)性差。 冷起動(dòng)性差冷起動(dòng)性差 缸蓋及缸體結(jié)構(gòu)復(fù)雜缸蓋及缸體結(jié)構(gòu)復(fù)雜2.2.預(yù)燃式燃燒室預(yù)燃式燃燒室（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)k= Vk/Vc = 0.3-0.4，通道總截面積通道總截面積f/活塞面積活塞面積Fp=0.25-0.7%（2）混合氣形成特點(diǎn)）混合氣形成特點(diǎn) 活塞壓縮，氣體沖入副燃燒室，形成無規(guī)律紊流，燃油噴活塞壓縮，氣體沖入副燃燒室，形成無規(guī)律紊流，燃油噴入入預(yù)燃室預(yù)燃室，大部分集中于下部，有少部分小油粒被帶向，大部分集中于下部，有少部分小油粒被帶向預(yù)燃預(yù)燃室的上部空間，并在預(yù)燃室的上部空間著火，著火后，預(yù)燃室的上部空間，并在預(yù)燃室的上部空間著火，著火后，預(yù)燃室內(nèi)壓力、溫度迅速上升，室內(nèi)壓力、溫度迅速上升，已燃與未燃混合氣沖入主燃燒室，已燃與未燃混合氣沖入主燃燒室，形成二次渦流（燃燒