汽车动力装置-5.ppt

1、第5章柴油发动机混合气的形成和燃烧第1节柴油发动机混合气的形成第2节柴油发动机的燃烧过程第3节柴油发动机的有害排放和控制第4节柴油发动机混合气形成和燃烧的技术发展第5节不同混合气形成和燃烧过程与HCCI燃烧模式的比较第1节柴油发动机混合气的形成第1节混合气均匀性差的基本特征。负荷调节是“质量调节”,要求燃油喷射、空气运动和燃烧室形状之间有良好的协调机制。空间雾化混合利用燃料和空气在燃烧室空间的相对运动形成混合物。2在油膜蒸发并与喷在燃烧室壁上的燃油混合形成油膜后，通过加热蒸发和空气的相对运动形成更均匀的混合物。二、燃油喷射1供油系统(喷油泵高压油管的其他喷油器)2喷射过程图5-7 1)喷射延迟

2、阶段2)主喷射阶段3)喷射结束阶段“供油规律”图5-8 3喷射系统中的异常喷射现象和气蚀破坏1)二次喷射2)油滴现象3)间歇喷射4)不规则喷射和交替喷射5)气蚀破坏， 4燃油雾化和油束特性油束特性：图5-10几何形状(油束范围(穿透距离)L和喷雾锥角)雾化质量(油束中液滴的细度和均匀性)5对喷射系统的要求1)避免异常喷射和气蚀损坏； 2)在最佳喷射时间准确提供所需的燃料量；3)尽可能达到理想的喷油规律；4)良好的油束特性能满足特定燃烧室的要求；5)其他进一步要求，渗透率：油束的渗透距离与喷嘴孔沿喷嘴孔轴线到燃烧室壁的距离之比。第三章。柴油发动机中的空气运动1涡流螺旋进气口图5-13 2缸空气运

3、动(挤压反向挤压流)图5-17 4。柴油机燃烧室，1分离式燃烧室1)涡流室燃烧室结构、特点及应用范围图5-19小缸径(70100mm)，高速(5000 r/min) 2)预燃室结构、特点及应用范围图5-21、5-22缸径大于65 mm，转速低于5000 r/min 3)分离式燃烧室柴油机的性能特点是燃烧较慢，工作稳定性好，但不利于经济性；结构复杂，散热和流量损失大，影响冷启动；对喷射系统要求低，空气利用率高；对高转速的适应性好；2直喷式燃烧室1)开式燃烧室结构、特点及应用范围图5-23大缸径(140毫米)，低速(2000转/分钟)2)半开式燃烧室结构、特点及应用范围图5-24缸径80140毫米

4、，转速低于4500转/分钟3)直喷式燃烧室柴油机的性能特点。结构简单，散热和流量损失小，冷启动性能好；喷射系统要求高，空气利用率相对较低；对转速变化敏感；3、其他类型燃烧室1)非旋转体燃烧室图5-26 2)球形油膜燃烧室图5-28 4不同燃烧室的比较和各种燃烧室的特点表5-1气缸直径尺寸、速度范围、柴油机的具体使用要求和特点、制造和维护水平等。图5-25 5。燃料喷射、空气运动和燃烧室形状之间的配合，返回、返回、返回、返回、返回、返回、返回、返回、返回、返回、返回、返回、返回、返回，第2节柴油机燃烧过程1。正常燃烧过程图5-29 1点火延迟期2，快速燃烧期3，慢速燃烧期4，补充燃烧期2。燃烧放

5、热规律的三要素：燃烧起点、燃烧放热规律曲线形状和燃烧持续时间适宜起点先慢后急，瞬时放热率和累积放热率与曲轴转角的关系。，第三章。影响燃烧过程的主要因素1喷射(供给)提前角图5-32图5-33恒定工况和可变工况2柴油机转速3柴油机负荷4燃油性能(自燃性能蒸发性能)4。常规柴油发动机燃油喷射系统的电子控制，返回，返回，返回，返回，返回，第3节有害排放和柴油发动机的控制1。柴油发动机产生有害排放1。颗粒物。氮氧化物(NOx) 3。其他一氧化碳碳氢化合物的白烟和蓝烟。2003年发布的柴油车污染防治技术政策中指出，中国柴油车污染物排放控制目标是：2004年左右达到与欧洲相当的二级排放控制水平；到2008

6、年，力争达到相当于欧洲第三阶段的排放控制水平；2010年后，我们将努力与国际排放控制水平接轨。为了达到相当于欧洲第二阶段排放控制水平的国家排放标准控制要求，可以采用新的燃油泵、高压燃油喷射、废气再循环(EGR)、增压、介质冷却等技术。为满足欧洲第三阶段排放控制水平的要求，可采用综合治理技术路线，即结合电子燃油高压喷射技术(如电子单体泵、电子高压共轨、电子泵喷嘴等)。)，增压和中冷，废气再循环(EGR)和安装氧化催化转化器。为了满足相当于欧洲第四阶段排放控制水平的排放控制要求，更高压力的电子控制燃料喷射、可变几何增压中冷、冷却废气再循环、多阀技术、可变进气涡流等。可以采用相应的废气后处理技术的综

7、合处理技术路线。废气后处理技术包括氧化催化转化器、连续再生微粒捕集器、选择性催化还原技术和氮氧化物储存后处理技术(NSR)。二是控制柴油机的有害排放。内部净化1。微粒通过高压和多个喷射孔2等措施使燃油喷射更加均匀和精细。氮氧化物适当减小喷射提前角，并采用废气再循环(EGR) 2。外部净化1。微粒捕集器)2。还原催化转化器3。采用其他增压和中冷技术。连续再生-热再生-催化再生，氮氧化物选择性催化还原技术(SCR)，氮氧化物储存后处理技术(NSR)，氧化：2no2o2no2储存：2BaCO3 4NO2 O22Ba (NO 3) 2 2CO 2上述化学反应可合成为2 baco 3 4 NO3 22

8、Ba(NO3)2 2CO 2分解和释放：2Ba (NO 3) 2 2BaO 4NO2 O 2还原：0.5 N2 c2o 0.25 N2 C3 h 6 7.5 N2 C3 co 23 H2O 3.73。柴油机的噪声和振动以及控制燃烧噪声、气体动态噪声和机械噪声的措施，降低噪声源本身的声辐射屏蔽，吸收噪声源的声辐射，并返回，第4节柴油机混合气形成和燃烧的技术发展.电控高压共轨燃油喷射系统图5-47(共轨燃油喷射系统)常规燃油喷射系统的固有缺陷：定期燃油喷射会引起系统中的压力波动，这使得很难精确地控制喷射规律。柴油机高压共轨电控喷射系统的工作原理柴油机高压共轨电控喷射系统的特征参数可以相对独立、准确

9、地控制和调节；注射压力不受工作条件变化的影响；它可以降低燃烧噪声，提高柴油机的节能、环保和缸内燃烧均匀性等性能。它体现了分解和简化后解决复杂问题的思想。二是混合气形成和燃烧的优化在早期控制燃烧所做的工作是粗糙的；第五节不同混合气形成和燃烧过程的比较，HCCI燃烧模式，HCCI发动机均质充量压缩点火，“下一代内燃机的燃烧模式”，优点：由于燃烧迅速完全，没有节流损失，可以获得相当于甚至高于直喷式柴油机的热效率；均匀燃烧降低了最高燃烧温度，这使得NOX和颗粒物的排放特别低；图5-54可以应用许多不同的燃料，包括除汽油和柴油之外的许多替代燃料；可以应用低喷射压力的燃料供应系统，并且可以节省催化转化器中的贵金属消耗，从而降低成本。要突破的关键问题：非设计工况下发动机燃烧过程的控制技术，包括点火时间、放热率和排放的有效控制方法，特别是发动机高负荷运行时，燃烧率控制在一定范围内；克服低温压缩点火的点火困难，保证良好可靠的冷启动性能。最有可能首先实现的实际应用是：其在柴油发动机或汽油发动机中应用双模式操作。中低负荷条件下采用均质混合气体压力燃烧；重负荷工况和冷启动工况采用常规燃烧方式。返回，返回，返回，练习和思考问题(5): 1柴油机的燃烧过程可以