第四节可燃混合气的形成

1、l一、混合气的形成方法一、混合气的形成方法l1 1空间雾化混合：利用燃油雾化和涡动。空间雾化混合：利用燃油雾化和涡动。l-船用大中型机和低速机主要依赖燃油的喷雾船用大中型机和低速机主要依赖燃油的喷雾（油雾法）。因此对喷射设备要求高（如高压（油雾法）。因此对喷射设备要求高（如高压喷射、多孔喷射）。喷射、多孔喷射）。l-中小型机和高速机主要依赖空气涡动（涡动中小型机和高速机主要依赖空气涡动（涡动法）。因此要求形成空气涡动，喷射压力低。法）。因此要求形成空气涡动，喷射压力低。l-大多数机使用。大多数机使用。l2 2油膜蒸发混合（仅适用于球形燃烧室的小型油膜蒸发混合（仅适用于球形燃烧室的小型高速机）高

2、速机）l-燃油喷到燃烧室表面形成油膜，然后受热蒸燃油喷到燃烧室表面形成油膜，然后受热蒸发，空气涡流下形成可燃混合气。发，空气涡流下形成可燃混合气。l-未广泛使用。未广泛使用。l3 3两者兼有。在高速小型机上，喷到燃烧室表两者兼有。在高速小型机上，喷到燃烧室表面上的以油雾法发火，之后以油膜蒸发混合法。面上的以油雾法发火，之后以油膜蒸发混合法。可称雾化油膜混合法。可称雾化油膜混合法。l4 4影响因素影响因素l-燃油喷射质量（对大中型机及低速机燃油喷射质量（对大中型机及低速机来说，是关键因素）来说，是关键因素）l-燃烧室内空气涡动状态（对中小型机燃烧室内空气涡动状态（对中小型机来说，是关键因素）来说

3、，是关键因素）l-压缩终点时压缩温度与压缩压力。压缩终点时压缩温度与压缩压力。l-燃烧室形式，与空气涡动状态关联。燃烧室形式，与空气涡动状态关联。l1 1空气涡动的形成空气涡动的形成l（1 1）进气涡流：进气动能）进气涡流：进气动能+ +结构措施结构措施l结构措施有：四冲程机上结构措施有：四冲程机上-带导气屏的带导气屏的进气阀、切向进气道、螺旋进气道；二进气阀、切向进气道、螺旋进气道；二冲程机上冲程机上-切向倾斜角的进气口。切向倾斜角的进气口。（2 2）挤压涡流：）挤压涡流：-活塞压缩形成的挤流作用（挤入凹坑）。不明显；活塞压缩形成的挤流作用（挤入凹坑）。不明显；-活塞下行时，逆挤流作用。（出

4、凹坑）。明显。活塞下行时，逆挤流作用。（出凹坑）。明显。l（3）压缩涡流：在压缩行程中，气缸中的空气被活塞挤压机在主副式形式中才有。见右上图。l（4）燃烧涡流：在预燃室式燃烧室中才有。见右下图。l在燃烧室中空气涡流对混合气形成的作用在燃烧室中空气涡流对混合气形成的作用主要是：主要是：l（1 1）可促使油束分散，增大混合范围）可促使油束分散，增大混合范围l空气的涡流可让油束外围的细小油粒偏向空气的涡流可让油束外围的细小油粒偏向空气涡流轨迹，涡流越强，气流对油束的空气涡流轨迹，涡流越强，气流对油束的吹散作用越大，即加速燃前混合吹散作用越大，即加速燃前混合l（2 2）热混合作用）热混合作用l在发生燃

5、烧后，空气涡流可使新鲜空气与在发生燃烧后，空气涡流可使新鲜空气与燃气在密度作用下发生分离运动。小的燃燃气在密度作用下发生分离运动。小的燃气向燃烧室中心运动，大的空气被挤到燃气向燃烧室中心运动，大的空气被挤到燃烧室外缘。以促进与未燃燃油混合。烧室外缘。以促进与未燃燃油混合。l根据混合气形成及燃烧室结构特点分为：根据混合气形成及燃烧室结构特点分为：l1.1.直接喷射式燃烧室（燃油直接喷射到直接喷射式燃烧室（燃油直接喷射到燃烧室中）燃烧室中）l开式和半开式燃烧室开式和半开式燃烧室l2.2.分隔式燃烧室（燃油不直接喷射到主分隔式燃烧室（燃油不直接喷射到主燃烧室中）燃烧室中）l涡流室和预燃室燃烧室涡流室

6、和预燃室燃烧室定义：由气缸盖地面、活定义：由气缸盖地面、活塞顶面及气缸壁面形成的塞顶面及气缸壁面形成的统一空间。统一空间。（a)a)为平顶活塞、倒钟形为平顶活塞、倒钟形气缸盖，用于大型二冲程气缸盖，用于大型二冲程弯流扫气。弯流扫气。（b)b)为浅盅形凹顶活塞、为浅盅形凹顶活塞、倒盅形气缸盖，用于大型倒盅形气缸盖，用于大型二冲程气阀二冲程气阀- -气口直流扫气气口直流扫气和和(d)(d)分别为浅盘形和浅分别为浅盘形和浅w w形活塞顶、平底气缸盖，形活塞顶、平底气缸盖，用于大、中型四冲程用于大、中型四冲程优点：结构紧凑、形状简单、相对优点：结构紧凑、形状简单、相对散热面小、热损失小、无气体流动散热

7、面小、热损失小、无气体流动损失，具有良好的起动性和经济性损失，具有良好的起动性和经济性缺点：热负荷和机械负荷较高，容缺点：热负荷和机械负荷较高，容易工作粗暴，过量空气系数较大，易工作粗暴，过量空气系数较大，排气中有害成分较多，对各设备的排气中有害成分较多，对各设备的工作较为敏感工作较为敏感广泛用于大、中型柴油机和船用低广泛用于大、中型柴油机和船用低速机速机定义：由活塞顶面到气缸定义：由活塞顶面到气缸盖底面之间的余隙容积及盖底面之间的余隙容积及活塞顶面和气缸盖底面的活塞顶面和气缸盖底面的凹坑容积组成。凹坑容积组成。根据凹坑容积的形状分为：根据凹坑容积的形状分为：(a) (a) w w形形(b)(

8、b)倒倒w w形形球形球形其他：其他：w w、半球形、三角形、半球形、三角形优点：经济性好，过量空气系数较优点：经济性好，过量空气系数较小，燃烧室工作柔和、热负荷、机小，燃烧室工作柔和、热负荷、机械负荷较小械负荷较小缺点：变负荷性能差，高低速运转缺点：变负荷性能差，高低速运转性能差性能差主要用于小型高速柴油机主要用于小型高速柴油机组成：主、副两室，主室为压缩室（余隙容积），副室（涡流室）设在气缸盖内，呈球形或圆柱形。以切向通道连通。如图所示，在柴油机的压缩行程主室中的空气被压缩并沿切向通道进入涡流室形成强烈旋转气流，而燃油则在压缩行程末期顺着气流方向全部喷入涡流室。发火、燃烧之后，压力升高，燃

9、气带着油气充入主室与室内空气完全混合和燃烧。优点：工作平稳、有害气体排放少、优点：工作平稳、有害气体排放少、对燃油及其雾化不敏感对燃油及其雾化不敏感缺点：结构复杂、启动困难、油耗缺点：结构复杂、启动困难、油耗增加，（为了改善起动性能，装有增加，（为了改善起动性能，装有电热塞电热塞3 3和保温块和保温块2 2）主要用于小型高速机主要用于小型高速机组成：主、副两室。主室为压缩室；组成：主、副两室。主室为压缩室；副室设在气缸盖内位置居中，称为预副室设在气缸盖内位置居中，称为预燃室，形似瓶状。以单孔或多孔直通燃室，形似瓶状。以单孔或多孔直通道相连。如图道相连。如图3-93-9所示。所示。主要依赖燃烧涡流形成混合气，在柴主要依赖燃烧涡流形成混合气，在柴油机的压缩行程中主室的空气被压缩油机的压缩行程中主室的空气被压缩并经小孔被挤压向预燃室，产生强烈并经小孔被挤压向预燃室，产生强烈紊流；在压缩行程末期燃油全部喷入紊流；在压缩行程末期燃油全部喷入预燃室，开始初步燃烧；最后高温高预燃室，开始初步燃烧；最后高温高压燃