第五章柴油机混合气的形成及燃烧1

1、第五章,2020/4/5,柴油机混合气的形,成及燃烧,南京航空航天大学金城学院,柴油的特点是较难挥发、较难点燃和较,易自燃，因此，适用于压燃式发动机。,柴油机的着火是多点、不受控制的爆炸性,燃烧，爆发压力高，燃烧噪声大，工作粗暴。,柴油机的混合气形成条件恶劣，除了时间短,之外，空间上周向与径向混合不均匀，时间,上边混合、边燃烧、交叉进行。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,5-1,柴油机的燃烧过程,一、柴油机,燃烧过程概述,1,、着火延迟期,?,着火延迟期也称为滞燃期。,?,混合气准备的物理和化学过,程。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,2,、速燃期,?,着火延迟期内准备

2、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p/不大于,0.4-,0.5MPa/(,CA),的范围内。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,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。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,4,、补燃期,?,尽量缩短补燃期，,减少补燃期内燃烧的燃,油量。,后燃产生的负面影响：,在后燃期内，,燃料在较低的膨胀比下放热，所放出的,热量难于有效地利用，使柴油机零件的,热负荷增加，排气温度升高，传给冷却,水的热损失也增加，柴油机的经济性下,降。所以后燃期应尽可能地缩

3、短。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,缩短后燃的措施：,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。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,二、,着火延迟期对柴油机性能的影响,?,?,?,期间喷入缸内的燃料量,?,?,着火前可燃,混合气量,?,?,p,?,?,?,?,，,Pmax,?,。,?,?,?,冲击载荷,?,，工作粗暴，柴油机寿命,?,。,?,?,?,混合气形成欠佳,?,柴油机性能,?,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,三、影响,滞

4、燃期因素,?,压缩温度和压力,、,喷油提前角,?,、,转速,N,、,十六烷值、增压,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,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。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,2,、喷油提前角,最大的影响因素。,?,?,着火时,低转速时最,佳喷油角,低转速时最,佳喷油角,刻推迟，使燃烧,?,?,Tc,?,，,Pc,?,?,?,?,?,（燃,料进入气缸时空,气温度和压力低）,Tc,?,，,Pc,?,?,?,2020/4/5,高转速时最,佳喷油角

5、,高转速时最,佳喷油角,南京航空航天大学金城学院,3,、,转速,：,n,?,?,漏气、散热损失,?,Pc,?,，,Tc,?,喷油压力,?,?,雾化,?,；气流运动,?,?,蒸发,?,?,混合气形成好转,?,?,。,但,n,?,?,着火延迟角,?,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,4,、,增压,?,增压,?,Pc,?,，,Tc,?,?,?,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,?,总之当,?,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

6、械负荷使,发动机平稳运转，应尽量减小滞燃期。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,四、燃烧过程中存在的问题,1,、混合气形成困难，燃烧不完全,混合极不均匀,混合气形成时间短，边喷油、,边混合、边燃烧。,改进措施：,1,）促进混合气的形成,结构上，促进缸内的涡流运动,2,）供给较多的空气。,大于,1,，一般取,1.3,，但至少,30%,的空气未被利用,使气缸工作容积的利用程度降低，使升功率、平均有,效压力降低，这与提高其动力性相矛盾。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,2,、工作粗暴，燃烧噪声较大,混合极不均匀,混合气形成时间短，边喷油、,边混合、边燃烧。,改进措施：,缩短着火

7、延迟时间，减少滞燃期内的喷油量。但和,动力性相矛盾。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,3,、排气冒黑烟,主要发生在大负荷工况时，如加速，爬坡时。,燃油在高温缺氧下燃烧时易形成碳烟。,减少黑烟的主要措施：,1,）增加过量空气系数,，但与提高柴油机的动力性,相矛盾。,2,）改善混合气的形成，与改善柴油机工作的柔和性,相矛盾。,南京航空航天大学金城学院,2020/4/5,4,、排气冒蓝烟、白烟,冷起动及怠速、低负荷运转时，气缸内温度低，,燃烧不良，不同直径的柴油微粒随废气排出受光线,的反射呈现出不同的颜色，白烟是由,0.61m,的颗,粒构成，而蓝烟是由,0.6m,以下的颗粒构成。,暖机时

8、，一般先冒白烟，后冒蓝烟，然后变为无,色。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,五、燃烧放热规律,为了分析评价燃烧过程，必须掌握放热速率随,曲轴转角变化规律,放热规律。从宏观上分析燃,烧组织情况，判断进行的是否完善。,方法：,1.,根据喷油规律求算放热规律；,2.,由燃烧规律放热模型预测；,3.,从实测示功图计算出放热规律。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,?,瞬时放热速率,:,在燃烧过程中的某一时刻，单位,时间内（或,1,曲轴转角内）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。,?,燃烧放热规律,是指

9、,瞬时放热速率,和,累积放热百分,比,随曲轴转角的变化关系。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,汽油机放热速率最大值,最高，燃烧持续期较短，,但初始放热速率较低，,燃烧噪声低，工作平稳。,直喷式柴油机初始放热,速率最高，燃烧噪声大，,工作粗暴。同样压缩比,情况下后燃损失较汽油,机大，热效率低。,分隔式柴油机初始放热,率低，燃烧噪声低，工,作平稳，但燃烧持续角,较长，热效率低，燃油,经济性差。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,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,。,?,开始放热阶段，控制,燃烧放热速率,，以,降低压力升高率。,?

10、,然后燃烧应加速进行，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。,2020/4/5,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。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,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）,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,?,2,、,喷油过程,?,普遍采用柱塞式喷油泵。,?,3,、,喷油延迟时间,?,从喷油泵内燃油顶开

11、出油阀进入高压,油管至油压压开喷油嘴针阀的时间。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,4,、供油规律和喷油规律,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。,?,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,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,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,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,二,、喷油泵速度特性,及其校正,?,1

12、,、,节流作用,?,理论上,（不存在节流）,?,实际上,（存在节流）,?,所以，实际供油比理论,供油时间长，供油量大。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,?,2,、,喷油泵速度特性,?,每循环供油量随转速,n,的变化关系。,?,n,?,?,节流作用,?,?,循,环供油时间,?,循环供油,量,?,g,?,?,3,、,车用的适应性,?,车用,希望,n,?,?,?,g,?,?,喷油泵速度特性,n,?,?,?,g,?,?,因此，喷油泵速度特性,不适合于车用，必须进行,校正。,?,4,、,校正,?,1,出油阀校正,?,2,调速器校正,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,三、喷射过程,定

13、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,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,四、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。,?,2,、,断续喷射,?,进入喷油嘴燃油量不稳定，压力波动引起。,?,喷油时间正常，但针阀运动次数,?,，喷油嘴易,磨损。,?,3,、,隔次喷射,?,低速、尤其是怠速时，油压不足，压不开针阀。,下一循环时油压聚足，压开针阀喷射。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,正常与不正常喷射比

14、较,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,喷射系统中的穴蚀破坏,?,穴蚀破坏出现在系统内与燃油接触的金属表,面上。,?,产生的机理：在高压容积内产生压力波动时，,在极低的压力区形成汽泡，随后压力迅速升,高使汽泡爆裂而产生冲击波，这种冲击波多,次作用于金属表面则引起穴蚀。,?,穴蚀破坏会影响到喷射系统的工作可靠性和,使用寿命。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,五、对喷射系统的要求,?,在任一工况下都不出现不正常喷射现象，不产生,穴蚀破坏。,?,根据不同转速和负荷的工况要求，在最佳的喷油,时刻，精确提供所需的燃油量。,?,尽可能实现理想的喷油规律。,?,良好的油束特性能满足具体燃

15、烧室的要求。,?,对于喷射系统的强化，应采取相应的措施保证有,关零部件的强度和刚度，同时注意降低喷射系统,的噪声与振动。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,理想的喷油规律：,更高的喷射压力和喷油速,率以及更短的喷油持续时,间已是技术发展的一个明,显趋势。,?,为避免柴油机工作过于粗,暴，又希望实现“先缓后,急”的喷油规律。,?,在所有的工况下都希望在,喷射结束阶段能尽可能迅,速地结束喷射。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,六、柴油机电控喷射系统,电控喷射系统突出优,点是控制的准确性和,响应的快速性。,系统的基本控制量：,?,循环喷油量的控制,?,供油提前角控制,2020/

16、4/5,南京航空航天大学金城学院,?,?,5-3,混合气的形成和燃烧室,一、混合气的形成：,柴油机,汽油机,气缸外部利用化油,器形成大体均匀的混,合气。汽油喷射形成,均匀混合气。,缸内混合的方式。,燃油借助于高压喷射进,入气缸后，在极短的时,间内经历雾化、吸热、,汽化、扩散与空气混合，,形成良好的可燃混合气。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,柴油机混合形成的两种基本形式,1,、,空间雾化,?,将燃料喷在燃烧室空间使之成为雾状，再,利用空气运动达到充分混合。,?,特点,:,?,1,）对燃料喷雾要求高,?,2,）对空气运动要求不高,?,3,）初期空间分布燃料多，燃烧迅速,2020/4/

17、5,南京航空航天大学金城学院,?,2,、,油膜蒸发,?,油膜蒸发型混合气蒸发方式则有意将燃料,喷在燃烧室壁面上，使之成为薄薄的一层,油膜附着在燃烧室壁面上，只有一小部分,燃料分布在燃烧室空间。经燃烧室壁面和,燃烧加热，边蒸发，边混合，边燃烧。初,期蒸发、燃烧慢，后期蒸发、燃烧迅速,。,?,特点,:,?,1,）,对燃料喷雾要求不高,?,2,）放热先缓后急,?,3,）,但低速性能不好，冷起动困难。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,二、,燃料的喷雾,?,1,、,喷雾的作用,?,只有当燃料与空气充分接触，形成可燃,混合气时，才有可能燃烧。接触面积越大，,可燃混合气越多，燃烧越完善。,202

18、0/4/5,南京航空航天大学金城学院,2,、,喷雾的形成,1,）,油束,?,燃油喷射,高压、高速。,?,一级雾化汽缸中空气的动力作用将油,束撕,裂成片、带、泡或大颗粒的油滴。,?,二级雾化空气动力作用将片、带、泡,或大颗粒的油滴再粉碎成细小的油滴。,2,）着火条件,?,浓度、温度为着火的必要条件,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,3,、,喷雾特性,1,）,油束射程,L,?,L,?,?,燃料喷到壁面上多,?,空间混合,气太稀。,?,L,?,?,燃料集中,?,混合气分布不均匀，,空气利用,?,。,2,）,喷雾锥角,?,?,反映油束的紧密程度。,?,孔式喷嘴,?,?,油束松散，粒细。,?,

19、轴针式喷嘴,?,?,油束紧密，粒粗。,3,）雾化质量（雾化特性）,?,细微度,油滴平均直径,?,均匀度,油滴最大直径,-,油滴平均直径,南京航空航天大学金城学院,2020/4/5,4,、,喷油规律,?,单位时间（或曲轴转角）的喷油量随时间（或曲,轴转角）的变化规律。,1,）喷油延迟角,?,喷油提前角,?,开始喷油,?,上止点的曲轴转,角。,?,?,上止点,?,停止喷油的曲轴转角。,?,喷油延迟角,?,?,开始喷油,?,停止,喷油的曲轴转角。,2,）,喷油延迟角对性能的影响,?,?,?,?,喷油持续时间长,工作柔和，,但油耗增大,排放变差。,?,?,?,?,喷油持续时间短,油耗下降,排放好，但工

20、作粗暴。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,3,）,喷油延迟角的比较,?,a.,?,?,?,油耗,?,排放好，但工作粗暴。,?,b.,先急后缓,?,?,?,工作粗暴。,?,?,?,?,油耗,?,排放差。,?,c.,先缓后急,?,?,?,工作柔和。,?,?,?,?,油耗,?,排放好,尽量采用，但很难做到。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,5,、,喷油嘴,1,、孔式喷嘴,?,主要用于直喷式燃烧室中。,?,孔数,: 1,5,个，,?,= 0.25,0.8 mm,。,?,雾化好，但易阻塞。孔数越少，雾化越好，但,也易阻塞。,2,、,轴针式喷嘴,?,主要用于分隔式燃烧室中。,?,?

21、,= 1,3 mm,，通道间隙,?,= 0.025,0.05 mm,。,?,雾化差，但有自洁作用，不易阻塞。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,三,、气流运动对混合气形成的影响,（一）,气流运动的作用,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,（二）,气流运动,1,、,进气涡流,?,使进气气流相对于汽缸中心产生一个力，形成涡流。,A,、,带导气屏进气门,强制空气从导气屏前流出。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,B,、,切向气道,形状比较直平，在气门座前强烈收缩，,使气流切向进入缸内，造成速度分布不均匀。,特点：结构简单，流动阻力小，产生涡流强度小。,2020/4/5,南

22、京航空航天大学金城学院,C,、,螺旋气道,在气门腔里做成螺旋形状，使气流形成一定,强度的旋转，在平直气道出口速度分布的基础上增加了,一个切向速度。,特点：流动阻力小；涡流强度大；适于高涡流内燃机。,但是结构尺寸及加工精度要求较高，且涡流与流量难于兼,顾。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,2,、挤流,在压缩后期活塞表面的某一部分和缸盖之间挤压气体，,产生径向或横向气流运动，称为,挤流,；,挤流,强度由挤气面积和挤气间隙大小决定。,通常采用缩口形燃烧室,利用逆挤流有助于将燃烧室内的混合气流出，使其进一步,和气缸内的空气混合燃烧，对改善燃烧和降低排放十分有利。,南京航空航天大学金城学院,

23、2020/4/5,3,、滚流,定义：在进气过程中形成的绕垂直于气缸轴线的有组织大尺,寸空气涡流。,应用：滚流较适宜于在四气门汽油机上使用，滚流在压缩,过程中其动量衰减较少，当活塞接近于上止点时，大尺度的,滚流将破裂成众多小尺度的涡，使湍流强度和湍流动能增加，,提高火焰传播速率，改善发动机性能。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,4,、湍流,定义：在气缸中形成随机的有旋的三维非定常气体运动；,基本特征,在于其具有随机性质的涡旋结构，以及这些涡旋,在流体内部的随机运动，湍流能引起相邻各层流体间动量、温,度、浓度等的交换和脉动。,湍流结构十分复杂，内燃机中可燃混合气的湍流特,性对,燃烧速度

24、,和,火焰传播,有着十分重要的影响,.,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,?,混合气形成和燃烧与燃烧室有密切关系，,如果燃烧室设计不好，则燃油系统、进气,系统也难以与其配合得到良好的性能指标。,在改进燃烧系统时，也往往从燃烧室的形,状、尺寸着手。,?,根据混合气形成和燃烧室结构特点，压燃,式内燃机的燃烧室基本上分为两大类：直,接喷射式燃烧室和分隔式燃烧室。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,四、柴油机燃烧室分类,分为两大类：直接喷射燃烧室（开式）和分隔式燃烧室（间接）,直喷,开式,半开式,分隔式,无涡流,气流运动,有涡流,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,预燃室,

25、涡流室,?,直喷式燃烧室按活塞顶,部凹坑（燃烧室）的深浅、,口径大小，分为,开式燃烧室,和,半开式燃烧室,。,1,、开式燃烧室,燃烧室口径大、深,度浅，大缸径船用,低速柴油机。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,?,特点：,?,油束贯穿率在,0.85,左右，完全是空间雾化混合,方式，对燃油系统要求高（喷油压力高，喷孔,直径小，喷孔数目多）。,?,燃油经济性好，冷起动容易,。,?,不需组织进气涡流，充气效率高，动力性好。,?,燃烧噪声大，,发动机工作粗暴,。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,2,、半开式燃烧室,1,）,缸径小，燃烧室口径小,2,）,燃烧室凹坑较深,3,）,采

26、用空间雾化混合为主、油膜蒸发混合为辅,的混合气形成方式,，比较理想的油束贯穿率约,为,1.051.08,左右。,4,）喷孔数目一般在,35,孔，喷孔直径一般在,0.30.45mm,。,5,）过量空气系数一般在,1.31.5,之间。,6,）一般适用于缸径,80140mm,，转速低于,4500r/min,的直喷式柴油机。,2020/4/5,7,）组织进气涡流（一般是螺旋进气道）,南京航空航天大学金城学院,半开式燃烧室与开式燃烧室相比：,?,对燃油系统的要求较低（孔径较大、喷油,压力较低）。,?,燃烧噪声较低，柴油机工作较柔和。,?,燃油经济性、冷起动性较差。,2020/4/5,南京航空航天大学金城

27、学院,由于开式燃烧室,燃油经济性好,、,冷起动容,易,、,微粒排放量较低,、,不组织进气涡流,的,突出优点，现代中小型高速直喷式柴油机,有向开式燃烧室发展的趋势，即减弱进气,涡流运动，尽可能提高喷油压力，增加喷,孔数目，减小喷孔直径。典型的发展趋势,就是发展,高压共轨,燃油系统。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,典型半开式燃烧室介绍：,（,1,）,?,形燃烧室,?,形燃烧室的底部中心有一凸起，目的是,想帮助形成（挤压）涡流，并使燃烧室形状与油,束配合，将空气集中在油束附近，以便更好利用,燃烧室中空气。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,燃烧室的主要尺寸：,1,）,余隙容积

28、,V,S,（包括活塞顶间隙容积、气,门凹坑容积、第,1,道活塞环测隙容积）,尽,可能小,，但余隙距离不可小于,1mm,。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,2,）,d,K,/D,、,d,K,/h,、,?,要合适：,燃烧室喉口直径与气缸直径之比,d,K,/D=0.40.6,，要与,油束射程匹配，以保证最佳油束穿透率。,燃烧室喉口直径与燃烧室深度之比,d,K,/h=1.53.5,，从,降低机械负荷和燃烧噪声方面考虑，希望燃烧室深,一些（增加油膜蒸发混合比例），但太深会导致增,加活塞长度，燃烧室中废气不易清除，喉口处热负,荷高，喷油嘴容易过热卡死

29、。,燃烧室侧面与顶面的夹角,?,一般制造大于,90o,，防止,活塞喉口处热裂。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,3,）燃烧室的布置,由于进、排气门的布置，燃烧室、喷,油嘴往往不能布置在气缸中心线上，一,般,e,1,/D5%,，,e,2,/D10%,。为便于气缸盖中,冷却水道布置，喷油嘴也倾斜,15o20o,布,置。因此，为保证油束在燃烧室中合适,分布，,喷孔夹角、倾斜角不均匀分布，,油束长度有长有短,。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,4,）,喷油嘴伸出气缸盖底部的长度,h,有最佳值,，一,般在,13mm,左右，可由喷油嘴安装垫片厚度调整。,h,过长，则油束落在燃烧室底

30、部（,.,），并且喷,油嘴热负荷高，容易烧坏卡死,。,h,过小，则油束可能落在活塞顶部（,.,），造成,柴油机冒黑烟。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,（,2,）四角形燃烧室,日本五十铃公司的四角形燃烧,室于,70,年代初提出，活塞顶凹,坑从纵剖面看与,?,形燃烧室相同，,俯视为四角带圆弧的正方形，,目的是改变高、低速时喷孔到,燃烧室壁面的距离，保证高、,低速时均维持最佳油束穿透率,，,解决了高、低速时柴油机的排,气烟度矛盾。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,（,3,）缩口四方形燃烧室,日本小松公司的微涡流燃烧室，其活塞顶凹,坑的上部为四角形，下部为回转体，连接处经切,

31、削加工圆滑过渡。,后来的实践证明，缩口四方形燃烧室,主要利,用了燃烧室喉口的缩短产生了强烈的挤流作用,，,尤其是逆挤流运动的增强,显著降低了柴油机的排,气烟度,，,对燃油消耗率的改善不明显,。,四个圆角处的微涡流并不起什么作用，与四,角形燃烧室一样，为了解决高、低速时的排气烟,度的矛盾。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,（,4,）球形油膜燃烧室,（茅瑞尔,S.Meurer,或,M,过程）,单孔或双孔喷油嘴沿燃烧室壁面,喷射，在强烈的进气涡流作用下，,将燃油摊布在壁面上，吸热蒸发，,形成均匀混合气。主要是油膜蒸,发混合，因此,最佳喷射角度较

32、小,。,柴油机工作柔和，燃烧噪声低，,排烟少，燃油消耗率接近开式燃,烧室,217g/,（,kW.h,）,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,从柴油到汽油都能平稳运转。,冷起动比较困难,（起动时燃烧室壁温低）,对负荷突变反应慢,（空气涡流跟不上）,低负荷时冒蓝烟，,HC,大量增加,（燃烧室壁温,低）,高、低速性能矛盾大,（空气涡流）,对增压适应性差,（油膜变厚）,在大缸径上应用困难,（面容比降低，油膜变,厚），一般限于,75130mm,缸径。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,?,三、分隔式燃烧室,分主、副燃烧室，,主燃烧室位于活塞顶部,与气缸盖之间，副燃烧,室位于气缸盖内，两

33、者,之间有连接通道，喷油,嘴向副燃烧室内喷射。,分隔式燃烧室有,涡,流室燃烧室,和,预燃室燃,烧室,两种结构形式。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,1,、涡流室燃烧室,组织强烈的,压缩涡流,运动，涡流室容,积,V,K,约占整个压缩容积,V,C,的,5080%,，连接,通道的截面积一般为活塞面积的,1.2%3.5%,。,与直喷式燃烧室相比，具有如下特点：,不组织进气涡流，,平直进气道,，因此涡流室柴,油机充气效率高，动力性能好。,由于压缩涡流随转速升高而加强，因此,混合气,形成质量对转速变化不敏感,，适用于高速柴油,机（达,5000r/min,）。,2020/4/5,南京航空航天大学

34、金城学院,由于二次燃烧，主燃烧室中的压力升高率较低,（,0.25MPa,左右），,柴油机工作平稳,。,副燃烧室混合气成分偏浓，主燃烧室中最高燃烧温度,相对较低，因此,NO,X,排放量较直喷式燃烧室低,1/31/2,左右,。由于利用,二次涡流,促进主室的混合气形成与燃,烧，在主室中减少或避免了因高温缺氧的不利影响，,因此,HC,和,CO,排放量也较低,。,对燃油系统要求低,，喷油压力低，轴针式喷油嘴。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,由于燃烧持续时间（以曲轴转角计）较长，,后燃损失大,，,散热损失大,，加上连接通道的,节流损失,，涡流室燃烧室柴油机的,燃油消耗,率较直喷式燃烧室柴油机高,（,1015%,）。,冷起动困难,，,压缩比较高,（,?,=2022,）。,气缸盖底部进、排气门座之间的“鼻梁区”,容易热裂,。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,涡流室形状分,球形,、锥形平底（,彗星,V,号,）、柱形平底（,吊钟形,）三种。,2020/4/5,南京航空航天大学金城学院,球形燃烧室压缩涡流强度最高，吊钟形燃烧室涡流强,度最低。,连接通道位置、倾角显著影响涡流强度的