第六章-柴油机混合气形成和燃烧..ppt

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1、作业三1）为了便于分析汽油机的燃烧过程分为几段？每段的主要影响因素是什么？2）汽油机的主要有害尾气排放物有哪些？它们的产生条件是什么？3）什么是爆震？影响爆震的主要因素有哪些？4）试述混合气的不同浓度对发动机性能的影响第六章柴油机混合气形成和燃烧6-1柴油机热功转换的特点（了解）6-2柴油机的燃烧过程（掌握）6-3燃油喷射和雾化（理解）6-4混合气的形成和燃烧室（掌握）6-5燃烧过程的影响因素（掌握）6-6柴油机的排放控制技术（理解）6-1柴油机能量转换特点柴油机以，循环热效率。混合气形成和燃烧特点：混合气形成时间极短；混

2、合气空间时间分布极不均匀；燃料喷射过程和燃烧过程同时存在。质调节：为输出功，喷油量；喷射期间，散热损失；反之，极短时间内快速喷射燃烧粗暴;发动机性能放热功率喷油规律混合气形成6-2燃烧过程一、燃烧阶段的划分由示功图分为四个阶段：1、着火延迟期（i）：A~B=物理过程+化学过程混合气形成的物理过程：喷雾分散蒸发汽化混合化学过程：局部可燃混合气先期化学反应自燃。i，dp/d，NOx，粗暴影响因素：燃料的十六烷值，i；温度、压力，i；凡是改善蒸发雾化条件均使i2、速燃期：压力脱离

3、压缩线~最高压力点pz：B~C在i内形成的可燃混合气同时燃烧预混合燃烧特点：p、T，pz13MPa以上，影响NOx评价粗暴程度：平均压力升高率影响因素：i内形成的可燃混合气量i内喷入量3、缓燃期：最高压力点~最高温度点；C~D喷射过程结束，边喷边燃烧扩散燃烧阶段；主要影响碳烟排放。特点：空气量减少，燃烧产物，活塞，燃烧缓慢不均匀混合气的燃烧空燃比偏大，才有可能完全燃烧空气利用率低，PL，比重量<汽油机。影响因素：混合气形成速度燃料与空气的扩散速度燃烧室内气流特性及强度燃烧室。4、补燃期：Tmax~基

4、本燃烧完释放总放热量的95%~99%时，补燃期结束。燃烧时间短促，混合气不均匀；膨胀中燃烧后燃；高速大负荷时严重。特点：p,气缸V散热损失，排温；热效率尽可能减小补燃期二、燃烧放热规律：放热速率随时间（曲轴转角）变化规律；组织燃烧过程的关键影响性能、排放。瞬时放热率：燃烧过程中任一时刻，单位时间内（每度曲轴转角）燃烧所放出的热量。由能量守恒律和热一定律：瞬时累计放热百分比放热率放热率工质吸热率传热率累计放热率x：从燃烧过程开始至任一时刻为止燃烧所放出的累积热量与每循环燃料燃烧总热量之比。影响因素：燃烧室结构

5、，及其内部气流状态；喷射方式——高压喷射，先导喷射等工质的做功能力：燃烧期间工质质量m变化很小，故令对工质的加热率：工质对活塞做功：燃烧后气缸压力变化率：dp/d(工质做功能力)，与燃烧规律和膨胀速率有关控制燃烧过程放热规律的三要素：燃烧始点喷射时刻；放热规律曲线形状喷射规律；燃烧持续时间扩散速率燃烧室内部气流特性，和燃料喷射方式的优化匹配是控制柴油机燃烧放热规律的主要手段。三、柴油机的有害排放物和振动噪声CO和HC的生成机理与汽油机相同，但a>1，缝隙激冷效应小，故其排放小。柴油机有害排放物：NOx,PM,且二者矛

6、盾。CO21)NOx的生成机理:根据燃料及其混合气形成方式分为：热力NO(ThemalNO)和快速NO（PromptNO）热力NO产生条件：高温、富氧、滞留时间汽油机快速NO生成条件：浓混合气燃烧火焰带内>化学平衡浓度的O、OH等活性中心为主的中间生成物、燃料中的碳和氢生成的碳氢化合物，以及HCN、CN、NH等中间反应物参与反应的结果。热力NO是在火焰下游区产生；快速NO是在火焰带前急速生成，对温度依赖性小，与混合气浓度直接相关，快速NO的生成速度比热力NO快。危害：1）与HC一起产生光化学烟雾——植物枯死2）破坏地球大气层

7、（O3层）2）碳烟的生成机理1．碳烟的生成过程碳烟：可溶性有机成分（SOF）和不可溶成分；由燃烧时生成的含碳粒子及其表面上吸附的多种有机物组成。生成过程：高温环境下热分解形成低级碳氢化合物没有与空气再接触的部分最终变成微粒。生成条件：高温缺氧；缺氧：空燃比为5.25~5.65的比较浓的狭窄范围；接近火焰高温缺氧；部分氧化和热分解生成各种低级不饱和烃类脱氢、聚合成碳核(2nm)粒子直径/nm粒子数相对频度/%凝聚粒径分布高温：在预混合火焰温度2000~2400K范围内出现峰值；在扩散火焰区缺氧未氧化PM。T>24

8、00K时：PMC原子不易凝聚；已形成的碳烟氧化。燃烧温度/K由HC向碳烟的转换率实验结果计算结果急速加热到1700K以上时，聚乙炔及碳蒸汽成为中间产物而生成碳烟危害：致癌物；大气可见度PM生成特点：碳烟生成过程早于NO的生成燃烧初期生成中期和后期氧化；PM