第四章柴油机混合气形成与燃烧第一二三节

1、第四章 柴油机混合气形成与燃烧 第一节 柴油的使用性能 柴油分轻柴油和重柴油两类。柴油分轻柴油和重柴油两类。 轻柴油适用于全负荷转速不低于轻柴油适用于全负荷转速不低于1000rmin的高的高 速柴油机；速柴油机； 重柴油则是中、低速重柴油则是中、低速(即转速低于即转速低于1000rmin)柴油柴油 机的燃料。机的燃料。 工程机械上配置的发动机多数为高速柴油机，因工程机械上配置的发动机多数为高速柴油机，因 而轻柴油而轻柴油(以下简称柴油以下简称柴油)是公路工程机械使用的主要是公路工程机械使用的主要 燃料。燃料。 第一节 柴油的使用性能 1低温流动性低温流动性 柴油在低温条件下所具有一定流动状态的

2、性能，叫柴油在低温条件下所具有一定流动状态的性能，叫 做柴油的低温流动性。做柴油的低温流动性。 现在我们设想一下，假设目前的环境温度为现在我们设想一下，假设目前的环境温度为21。 现在温度开始逐渐下降，柴油会发生什么变化呢？现在温度开始逐渐下降，柴油会发生什么变化呢？ 第四章柴油机混合气形成与燃烧 1低温流动性低温流动性 当温度下降到某一温度当温度下降到某一温度t1时，时， 柴油会开始变得混浊。这是因柴油会开始变得混浊。这是因 为柴油中的石腊开始析出，石为柴油中的石腊开始析出，石 腊的颗粒较小，分布在油中，腊的颗粒较小，分布在油中， 使油的清沏度下降。但由于颗使油的清沏度下降。但由于颗 粒较小

3、，能正常地通过柴油滤粒较小，能正常地通过柴油滤 清器的滤网，所以基本不影响清器的滤网，所以基本不影响 柴油的流动。我们称这个温度柴油的流动。我们称这个温度t1 为柴油的浊点！为柴油的浊点！ 第一节 柴油的使用性能 第四章柴油机混合气形成与燃烧 1低温流动性低温流动性 当温度继续下降到某一温度当温度继续下降到某一温度t2 时，析出的石腊的颗粒变大，通过时，析出的石腊的颗粒变大，通过 某种特定的滤网变得困难：某种特定的滤网变得困难：在在2kPa 的压力下进行抽吸，油通过的压力下进行抽吸，油通过363目目 in2的滤网，其流量小于的滤网，其流量小于20mL min。我们称这个温度我们称这个温度t2为

4、柴油的为柴油的 冷滤点！冷滤点！ 第一节 柴油的使用性能 第四章柴油机混合气形成与燃烧 1低温流动性低温流动性 温度继续下降到某一温度温度继续下降到某一温度t3时，时， 析出的石腊的颗粒聚集形成网格，析出的石腊的颗粒聚集形成网格， 网格延伸到整个油液中使柴油失去网格延伸到整个油液中使柴油失去 流动性（结冻）。流动性（结冻）。 我们称这个温度我们称这个温度 t3为柴油的凝点！为柴油的凝点！ 我国柴油的牌号是按凝点划分我国柴油的牌号是按凝点划分 的的。 第一节 柴油的使用性能 第四章柴油机混合气形成与燃烧 1低温流动性低温流动性 GB/T19147-2003车用柴油车用柴油为我国使用的为我国使用的

5、 新标准。新标准中轻柴油按照凝点分为新标准。新标准中轻柴油按照凝点分为10号、号、5 号、号、0号、号、-10号、号、-20号、号、-35号和号和-50号号7个牌号，个牌号， 其冷滤点分别为其冷滤点分别为12、8、4、-5、-14、 -29、-44。 轻柴油牌号的选择一般应使最低使用温度等轻柴油牌号的选择一般应使最低使用温度等 于或略高于轻柴油的冷滤点。于或略高于轻柴油的冷滤点。 第一节 柴油的使用性能 第四章柴油机混合气形成与燃烧 2燃烧性燃烧性 燃烧性又称发火性，指柴油的自燃能力。燃烧性又称发火性，指柴油的自燃能力。 十六烷值是表示压燃式发动机燃料燃烧性的十六烷值是表示压燃式发动机燃料燃烧

6、性的 一个约定值。在规定条件下的标准发动机试验一个约定值。在规定条件下的标准发动机试验 中，通过和标准燃料进行比较来测定。中，通过和标准燃料进行比较来测定。 高速柴油机所用柴油十六烷值在高速柴油机所用柴油十六烷值在40-50之间；之间； 低速柴油机所用柴油十六烷值在低速柴油机所用柴油十六烷值在30-40之间。之间。 第一节 柴油的使用性能 第四章柴油机混合气形成与燃烧 3 雾化和蒸发性雾化和蒸发性 柴油雾化和蒸发性的评定指标是馏程柴油雾化和蒸发性的评定指标是馏程、运、运 动粘度、密度和闪点。动粘度、密度和闪点。 第一节 柴油的使用性能 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第二节 燃油的喷射与雾化 第

7、四章柴油机混合气形成与燃烧 第二节 燃油的喷射与雾化 第四章柴油机混合气形成与燃烧 一、燃油喷射一、燃油喷射 1. 1.对喷油系统的要求对喷油系统的要求 （1 1）喷油量能调节；喷油量能调节； （2 2）油束雾化良好，与燃烧室配合良好；油束雾化良好，与燃烧室配合良好； （3 3）喷油速率与燃烧速率相适应；喷油速率与燃烧速率相适应； （4 4）喷油特性与发动机特性相适应；喷油特性与发动机特性相适应； （5 5）可靠性高。可靠性高。 2. 2.喷射过程喷射过程 第二节 燃油的喷射与雾化 第四章柴油机混合气形成与燃烧 F E AD段称喷油延迟阶段段称喷油延迟阶段 DE段称主喷射阶段段称主喷射阶段 E

8、F段称为滴漏阶段段称为滴漏阶段 A B C D 针阀开启针阀开启 喷油泵进喷油泵进 油口关闭油口关闭 出油阀打出油阀打 开出油开出油 针阀处针阀处 压力上压力上 升升 开始喷油开始喷油 出油阀回出油阀回 落泵端压落泵端压 力急降力急降 针阀处压针阀处压 力急力急降降 针阀即将针阀即将 关闭关闭 大部分油大部分油 喷完喷完 针阀振动余针阀振动余 油滴漏完油滴漏完 第二节 燃油的喷射与雾化 第四章柴油机混合气形成与燃烧 一、燃油喷射一、燃油喷射 3. 3.供油规律与喷油规律供油规律与喷油规律 （1）8-12 （2）4 （3）最大喷油最大喷油 速率比最大供油速率比最大供油 速率低速率低 第二节 燃油

9、的喷射与雾化 第四章柴油机混合气形成与燃烧 一、燃油喷射一、燃油喷射 3. 3.供油规律与喷油规律供油规律与喷油规律 喷油规律对柴油机性能具有重要影响，除喷油规律对柴油机性能具有重要影响，除 了最大喷油速率与喷油持续期以外，喷油规律了最大喷油速率与喷油持续期以外，喷油规律 的合理形状一直是人们努力追求的目标。的合理形状一直是人们努力追求的目标。 我们需要什么样的喷油规律？我们需要什么样的喷油规律？ 第二节 燃油的喷射与雾化 第四章柴油机混合气形成与燃烧 一、燃油喷射一、燃油喷射 3. 3.供油规律与喷油规律供油规律与喷油规律 我们我们需要什么样的需要什么样的喷油规律？喷油规律？ 初期喷油率要低

10、，主喷射段喷油率应逐步增大，后期喷射初期喷油率要低，主喷射段喷油率应逐步增大，后期喷射 率应快速下降率应快速下降( (断油干脆断油干脆) )。 随负荷增加，喷油规律形状丰满度应逐步提高随负荷增加，喷油规律形状丰满度应逐步提高( (适应负荷适应负荷 变化的要求变化的要求) )。 沿外特性工作时，喷油规律形状应由靴形沿外特性工作时，喷油规律形状应由靴形( (或三角形或三角形) )向矩向矩 形组合逐步过渡。形组合逐步过渡。 第二节 燃油的喷射与雾化 第四章柴油机混合气形成与燃烧 一、燃油喷射一、燃油喷射 3. 3.供油规律与喷油规律供油规律与喷油规律 哪个更符合要求？ 第二节 燃油的喷射与雾化 第四

11、章柴油机混合气形成与燃烧 1.1.油油束的形成及特性束的形成及特性 喷雾锥角喷雾锥角 贯穿距离贯穿距离 雾化质量雾化质量 二二、雾化、雾化 第二节 燃油的喷射与雾化 第四章柴油机混合气形成与燃烧 2.2.影响油束特性的因素影响油束特性的因素: : 喷油嘴结构喷油嘴结构 形状形状 二二、雾化、雾化 第二节 燃油的喷射与雾化 第四章柴油机混合气形成与燃烧 2.2.影响影响油束特性的因素油束特性的因素: : 喷油嘴结构喷油嘴结构 直径直径 二二、雾化、雾化 第二节 燃油的喷射与雾化 第四章柴油机混合气形成与燃烧 2.2.影响影响油束特性的因素油束特性的因素: : 喷油压力喷油压力 二二、雾化、雾化

12、第二节 燃油的喷射与雾化 第四章柴油机混合气形成与燃烧 2.2.影响影响油束特性的因素油束特性的因素: : 缸内反压力缸内反压力 二二、雾化、雾化 第二节 燃油的喷射与雾化 第四章柴油机混合气形成与燃烧 2.2.影响影响油束特性的因素油束特性的因素 柴油的黏度柴油的黏度 喷油泵凸轮外形及转速喷油泵凸轮外形及转速 凸轮外形较陡、转速较高时，柱塞运动速度加凸轮外形较陡、转速较高时，柱塞运动速度加 快，油管中燃油压力增加，喷出速率增大，雾化快，油管中燃油压力增加，喷出速率增大，雾化 变好，油束射程和喷雾锥角增色有所增加。变好，油束射程和喷雾锥角增色有所增加。 二二、雾化、雾化 第二节 燃油的喷射与雾

13、化 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 一、柴油机混合气形成的特点及方式一、柴油机混合气形成的特点及方式 1.1.混合气形成特点混合气形成特点 柴油机混合气的形成依靠两方面作用：燃油柴油机混合气的形成依靠两方面作用：燃油 雾化、组织气流运动。特点是：缸内混合、形成雾化、组织气流运动。特点是：缸内混合、形成 时间短时间短. . 由于上述特点，显然不利于燃烧。为使喷入由于上述特点，显然不利于燃烧。为使喷入 缸中的柴油尽可能燃烧完全，以提高柴油机的缸中的柴油尽可能燃烧完全，以提高柴油机的经经 济性。所以济性。所以柴油机总是柴油机总是1 1

14、。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 一、柴油机混合气形成的特点及方式一、柴油机混合气形成的特点及方式 2.2.柴油机混合气形成的基本方式柴油机混合气形成的基本方式 1 1）空间雾化混合）空间雾化混合 将将燃油喷向燃烧室空间，形成燃油喷向燃烧室空间，形成 雾状，雾状油滴从高温空气中吸热雾状，雾状油滴从高温空气中吸热 蒸发并扩散，与空气形成混合气蒸发并扩散，与空气形成混合气。 为了为了使混合均匀，喷出的燃油使混合均匀，喷出的燃油 要与燃烧室形状配合，并利用燃烧要与燃烧室形状配合，并利用燃烧 室中空气的运动与其混合，如图（室中空气的运动与其混合，如图（ a a）所示

15、）所示。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 一、柴油机混合气形成的特点及方式一、柴油机混合气形成的特点及方式 2.2.柴油机混合气形成的基本方式柴油机混合气形成的基本方式 2 2）油膜蒸发混合）油膜蒸发混合 将大部分燃油喷到燃烧室壁面将大部分燃油喷到燃烧室壁面 上，形成一层油膜，油膜受热汽化上，形成一层油膜，油膜受热汽化 蒸发，在燃烧室中强烈的涡流作用蒸发，在燃烧室中强烈的涡流作用 下，燃油蒸气与空气形成均匀的可下，燃油蒸气与空气形成均匀的可 燃混合气，如图所示。燃混合气，如图所示。 这一混合方式中这一混合方式中, ,什么会影响什么会影响 混合气形成？混合气形成

16、？ 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 二二、缸内气流运动、缸内气流运动 1.1.涡流涡流 这里一般指进气涡流。是在进气过程中形成的这里一般指进气涡流。是在进气过程中形成的 绕绕气缸轴线气缸轴线有组织的气流运动有组织的气流运动 2.2.挤流挤流 压缩过程后期，利用活塞和燃烧室形状形成的压缩过程后期，利用活塞和燃烧室形状形成的 挤压涡流。挤压涡流。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 二二、缸内气流运动、缸内气流运动 3.3.滚流和斜轴涡流滚流和斜轴涡流 在进气过程中形成的绕在进气过程中形成的绕气缸轴线垂直线气缸轴线垂直线旋转的旋转的

17、有组织的气流运动，称为滚流或横向涡流。有组织的气流运动，称为滚流或横向涡流。 滚流和涡流的结合可形成滚流和涡流的结合可形成斜轴涡流。斜轴涡流。 4.4.湍流湍流 气缸中形成的无规则的气流运动称为湍流。气缸中形成的无规则的气流运动称为湍流。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 二二、缸内气流运动、缸内气流运动 5.5.热力混合热力混合 问题问题: :在一个圆形空间中在一个圆形空间中, ,有一个漂浮小球有一个漂浮小球, ,气流作气流作 旋转运动时旋转运动时, ,小球会向什么地方运动小球会向什么地方运动? ? 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃

18、烧室 二二、缸内气流运动、缸内气流运动 5.5.热力混合热力混合 燃烧燃烧质点质点受两个力作用：受两个力作用： 气流旋转运动的气流旋转运动的离心离心 力力推动质点向外运动；推动质点向外运动； 外边缘气体运动速度外边缘气体运动速度 低、低、气体压力气体压力高，而将质高，而将质 点推向中间。点推向中间。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 二二、缸内气流运动、缸内气流运动 5.5.热力混合热力混合 质点在两个力作用下究质点在两个力作用下究 竟向外还是向内运动？竟向外还是向内运动？ 当当=时，则作圆周运动；时，则作圆周运动； 当当时，则作向外运动；时，则作向外运动； 当

19、当 时，则作向内运动；时，则作向内运动； 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 二二、缸内气流运动、缸内气流运动 5.5.热力混合热力混合 质点在两个力作用下究质点在两个力作用下究 竟向外还是向内运动？竟向外还是向内运动？ 燃烧的气体向内运动，将燃烧的气体向内运动，将 中心的新鲜气体挤向外壁中心的新鲜气体挤向外壁 与未燃燃料混合，这样就与未燃燃料混合，这样就 使已燃气体与未燃物分开，使已燃气体与未燃物分开， 促进了混合气的形成。促进了混合气的形成。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （一）燃烧室的类型

20、一）燃烧室的类型 柴油机燃烧室柴油机燃烧室 直喷式直喷式 （统一式）（统一式） 开式开式 半开式半开式 形形 球形球形 复合形复合形 分隔式分隔式 涡流室式涡流室式 预燃室式预燃室式 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1 1、直喷式、直喷式燃烧室燃烧室 （1 1）开式燃烧室（浅坑型）开式燃烧室（浅坑型） 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1 1、直喷式、直喷式燃烧室燃烧室 （1

21、 1）开式燃烧室（浅坑型）开式燃烧室（浅坑型） 混合气形成主要靠燃油的喷散雾化，对喷雾质量要求高。混合气形成主要靠燃油的喷散雾化，对喷雾质量要求高。 油束与燃烧室形状相配合，燃料要尽可能地分布到整个燃油束与燃烧室形状相配合，燃料要尽可能地分布到整个燃 烧室空间。烧室空间。 燃烧室中一般不组织气流运动，依靠油束的扩展促使燃料燃烧室中一般不组织气流运动，依靠油束的扩展促使燃料 与空气混合。与空气混合。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1 1、直喷式、直喷式燃烧室燃烧室 （1 1）开式燃烧

22、室（浅坑型）开式燃烧室（浅坑型） 形状简单，结构紧凑，相对散热面积小，传热损失小。形状简单，结构紧凑，相对散热面积小，传热损失小。 由于是空间混合，在滞燃期内形成可燃混合气较多，因此由于是空间混合，在滞燃期内形成可燃混合气较多，因此 最高燃烧压力和压力升高率较高，工作粗暴。最高燃烧压力和压力升高率较高，工作粗暴。 对转速和燃料较敏感。对转速和燃料较敏感。 过量空气系数较大，一般为过量空气系数较大，一般为1.6-2.21.6-2.2。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1 1、直喷式、直

23、喷式燃烧室燃烧室 （1 1）开式燃烧室（浅坑型）开式燃烧室（浅坑型） 优点优点：经济性好，易于起动。：经济性好，易于起动。 缺点缺点：小型高速柴油机应用困难。因为：转速高，混合气形：小型高速柴油机应用困难。因为：转速高，混合气形 成和燃烧时间短，每循环供油量又很小，单靠雾化混合，喷成和燃烧时间短，每循环供油量又很小，单靠雾化混合，喷 孔直径必须做得很小，喷油压力必须很高，使燃油系统制造孔直径必须做得很小，喷油压力必须很高，使燃油系统制造 困难。困难。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性

24、1 1、直喷式、直喷式燃烧室燃烧室 （1 1）开式燃烧室（浅坑型）开式燃烧室（浅坑型） 应对措施：应对措施： 由于转速高，为了获得较好的性能指标，就要求在较小的由于转速高，为了获得较好的性能指标，就要求在较小的 过量空气系数时有较好的燃烧过程，显然浅盆形燃烧室达不到过量空气系数时有较好的燃烧过程，显然浅盆形燃烧室达不到 这一要求。于是出现了有涡流的深坑型燃烧室。这一要求。于是出现了有涡流的深坑型燃烧室。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1 1、直喷式、直喷式燃烧室燃烧室 （2 2）半

25、开式燃烧室（深坑型）半开式燃烧室（深坑型） 深坑型燃烧室将活塞顶上的凹坑加深，口径缩小。这样燃深坑型燃烧室将活塞顶上的凹坑加深，口径缩小。这样燃 烧室上基本形成了两个空间：活塞中的燃烧室（坑）和活塞顶烧室上基本形成了两个空间：活塞中的燃烧室（坑）和活塞顶 上的余隙容积。采用多孔喷油器，喷孔的直径较大（上的余隙容积。采用多孔喷油器，喷孔的直径较大（0.2-0.2- 0.350.35）。）。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1 1、直喷式、直喷式燃烧室燃烧室 （2 2）半开式燃烧室（深坑

26、型）半开式燃烧室（深坑型） 一方面利用一定的喷雾质量一方面利用一定的喷雾质量, ,一方面组织一方面组织进气涡流进气涡流和和 及形成及形成挤压涡流挤压涡流促进混合气的形成和燃烧。促进混合气的形成和燃烧。 与浅盆型相比，深坑形燃烧室对燃油系统要求降低，与浅盆型相比，深坑形燃烧室对燃油系统要求降低， 由于利用进气涡流加强混合气形成，使空气利用率大提高由于利用进气涡流加强混合气形成，使空气利用率大提高 ，一般为，一般为1.3-1.51.3-1.5。并保持燃油消耗率低和起动容易的优。并保持燃油消耗率低和起动容易的优 点。所以在小型高速柴油上获得广泛应用。点。所以在小型高速柴油上获得广泛应用。 第四章柴油

27、机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1 1、直喷式、直喷式燃烧室燃烧室 （2 2）半开式燃烧室）半开式燃烧室 型燃烧室型燃烧室 结构与形状结构与形状： 燃烧室燃烧室分成两个部分分成两个部分 、VV K 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1 1、直喷式、直喷式燃烧室燃烧室 （2 2）半开式燃烧室）半开式燃烧室 型燃烧室型燃烧室 喷油器：喷油器：采用多孔喷油采用多孔喷油 器，喷孔器，喷孔3-5

28、3-5个，喷孔夹个，喷孔夹 角角140-160140-160 ；直径；直径 0.35mm0.35mm左右；喷射压力左右；喷射压力 20MPa20MPa左右左右 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1 1、直喷式、直喷式燃烧室燃烧室 （2 2）半开式燃烧室）半开式燃烧室 型燃烧室型燃烧室 混合气形成：混合气形成： 空间喷射雾化空间喷射雾化+ +一定强度的一定强度的 气流运动气流运动，绝大部分柴油，绝大部分柴油 分布在空间，余下少部分分布在空间，余下少部分 会分布到燃烧室壁上，混会分布到燃烧

29、室壁上，混 合气浓度为合气浓度为1.3-1.51.3-1.5 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1 1、直喷式、直喷式燃烧室燃烧室 （2 2）半开式燃烧室）半开式燃烧室 型型燃烧室燃烧室 优点：优点：形状简单、易加工、结构形状简单、易加工、结构 紧凑、热效率高、起动性能好紧凑、热效率高、起动性能好 缺点：缺点：喷油压力高（喷油压力高（1717 22Mpa22Mpa）、偶合件加工精度高、）、偶合件加工精度高、 喷油器易堵塞、工作粗暴、排放喷油器易堵塞、工作粗暴、排放 高高 1.1.直喷式

30、直喷式 球型燃烧室球型燃烧室 结构与形状结构与形状: :大半个球形大半个球形 喷油器喷油器: :多采用单孔喷油器多采用单孔喷油器, , 也有两孔的。喷射压力为也有两孔的。喷射压力为 18MPa18MPa左右。左右。 混合气形成混合气形成：油束顺着气流：油束顺着气流 旋转方向喷入气缸，绝大部旋转方向喷入气缸，绝大部 分油分布在壁上，少部分分分油分布在壁上，少部分分 布在空间，成为着火中心。布在空间，成为着火中心。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1.1.直喷式直喷式 复合式燃烧室复合式

31、燃烧室 结构与形状：结构与形状：U U形形 喷油器：喷油器：一个轴针式单孔一个轴针式单孔 喷油器，喷射压力与球形喷油器，喷射压力与球形 相似。相似。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1.1.直喷式直喷式 复合式燃烧室复合式燃烧室 混合气形成混合气形成: : 喷油方向基本与气流喷油方向基本与气流 运动方向垂直，只有一个运动方向垂直，只有一个 小小的顺向角度：水冷系小小的顺向角度：水冷系 列为列为7 7 ，风冷系列为，风冷系列为1010 。 一部分燃油分布在壁一部分燃油分布在壁 上，一部

32、分分布在空间，上，一部分分布在空间， 各占比例的多少取决于发各占比例的多少取决于发 动机转速动机转速 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1.1.直喷式直喷式 复合式燃烧室复合式燃烧室 转速高时转速高时，气流运动强，气流运动强， 壁面分布燃油增多，具有壁面分布燃油增多，具有 油膜燃烧的特点；油膜燃烧的特点； 低转速时低转速时，气流速度低，气流速度低， 空间分布的燃油增多，就空间分布的燃油增多，就 较多地具有空间燃烧的特较多地具有空间燃烧的特 点。点。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节

33、 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 1.1.直喷式直喷式 复合式燃烧室复合式燃烧室 优点：优点：冷起动性能优于球冷起动性能优于球 形燃烧室；能适应多种燃形燃烧室；能适应多种燃 油；对燃油系统要求低，油；对燃油系统要求低， 由于采用轴针式喷油器，由于采用轴针式喷油器， 喷孔不易堵塞。喷孔不易堵塞。 缺点：缺点：高速性能差，对增高速性能差，对增 压适应性差，喉口热负荷压适应性差，喉口热负荷 高，对气道，活塞顶隙敏高，对气道，活塞顶隙敏 感。感。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧

34、室、柴油机燃烧室 （二）燃烧室结构与特性二）燃烧室结构与特性 2 .2 .分隔式分隔式 分隔室式燃烧室由主、副两部分燃烧室组成在气缸盖分隔室式燃烧室由主、副两部分燃烧室组成在气缸盖 中的部分为副燃烧室。常见的有涡流式燃烧室和预燃室式中的部分为副燃烧室。常见的有涡流式燃烧室和预燃室式 燃烧室两种。燃烧室两种。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 2 .2 .分隔式分隔式 涡流室式燃烧室涡流室式燃烧室 结构与形状：结构与形状： 整个压缩容积分整个压缩容积分V VC C分为分为 两个部分：两个部分：一部分一部分在气在气 缸与活塞顶之间，

35、称为缸与活塞顶之间，称为 主燃烧室；主燃烧室；另一部分另一部分容容 积在气缸盖上，形状呈积在气缸盖上，形状呈 球形或圆柱形等，称为球形或圆柱形等，称为 涡流室。涡流室。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 2 .2 .分隔式分隔式 涡流室式燃烧室涡流室式燃烧室 结构与形状：结构与形状： 两者之间用一个或数个两者之间用一个或数个 通道相连，通道方向与通道相连，通道方向与 活塞顶成一定角度，并活塞顶成一定角度，并 与涡流室相切。与涡流室相切。 涡室占整个压缩容积涡室占整个压缩容积 50%-80%50%-80%，连接通道面积，连接通道面

36、积 一般为活塞面积的一般为活塞面积的1.2%-1.2%- 3.5%3.5%。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 2 .2 .分隔式分隔式 涡流室式燃烧室涡流室式燃烧室 燃油喷射燃油喷射： 采用单孔轴针式喷油器，采用单孔轴针式喷油器， 喷油压力一般为喷油压力一般为12-12- 14MPa14MPa，喷孔直径为，喷孔直径为1mm1mm 左右，喷油器安装在涡左右，喷油器安装在涡 流室内，燃油顺着涡流流室内，燃油顺着涡流 方向喷射。方向喷射。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃

37、烧室 2 .2 .分隔式分隔式 涡流室式燃烧室涡流室式燃烧室 气流运动：气流运动： 在压缩过程中，气缸中在压缩过程中，气缸中 的空气被活塞推挤，经的空气被活塞推挤，经 通道流入涡流室，形成通道流入涡流室，形成 强烈的有组织的旋转运强烈的有组织的旋转运 动，促使喷入涡流室中动，促使喷入涡流室中 的燃油与空气混合。的燃油与空气混合。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 2 .2 .分隔式分隔式 涡流室式燃烧室涡流室式燃烧室 燃烧：燃烧：当涡流室中着火当涡流室中着火 燃烧后，涡流室中的气燃烧后，涡流室中的气 体压力、温度迅速升高，体压力

38、、温度迅速升高， 在膨胀行程期间涡流室在膨胀行程期间涡流室 中未燃的燃油、空气及中未燃的燃油、空气及 燃气一起经过通道流入燃气一起经过通道流入 主燃烧室中，经过主燃主燃烧室中，经过主燃 烧室特制的凹坑形成二烧室特制的凹坑形成二 次涡流，与主燃烧室的次涡流，与主燃烧室的 空气进一步混合燃烧。空气进一步混合燃烧。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 2 .2 .分隔式分隔式 涡流室式燃烧室涡流室式燃烧室 优点：优点：排放低、高速性排放低、高速性 能好、噪音小。能好、噪音小。 缺点：缺点：热效率低；起动热效率低；起动 困难；通道口热负荷

39、高，困难；通道口热负荷高， 容易损坏。容易损坏。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 2 .2 .分隔式分隔式 预燃室式燃烧室预燃室式燃烧室 结构与形状：结构与形状： 预燃室占总压缩容积预燃室占总压缩容积25-25- 40%40%，连接通道占活塞顶，连接通道占活塞顶 面积面积0.25-0.7%0.25-0.7%。 涡室占整个压缩容积涡室占整个压缩容积 50%-80%50%-80%，连接通道面积一般，连接通道面积一般 为活塞面积的为活塞面积的1.2%-3.5%1.2%-3.5%。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的

40、形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 2 .2 .分隔式分隔式 预燃室式燃烧室预燃室式燃烧室 燃油喷射：燃油喷射： 采用单孔轴针式喷油器，采用单孔轴针式喷油器， 喷射压力为喷射压力为8-13MPa8-13MPa。喷。喷 油器安装于预燃室的中油器安装于预燃室的中 心线附近，喷入的油束心线附近，喷入的油束 不与气流正面相撞，只不与气流正面相撞，只 是油束表面与气流接触是油束表面与气流接触 加速着火过程。加速着火过程。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 2 .2 .分隔式分隔式 预燃室式燃烧室预燃室式燃烧室 混合气形成与燃烧：混合气形成与燃烧： 由于活塞的推挤，在预由于活塞的推挤，在预 燃室中形成了压缩紊流，燃室中形成了压缩紊流， 燃油稍偏过紊流的正面燃油稍偏过紊流的正面 喷入预燃室，与空气混喷入预燃室，与空气混 合并着火。合并着火。 第四章柴油机混合气形成与燃烧 第三节 柴油机混合气的形成与燃烧室 三三、柴油机燃烧室、柴油机燃烧室 2 .2 .分隔式分