柴油发动机混合气的形成和燃烧.ppt

6.1 柴油机混合气的形成和燃烧室 柴油机燃烧室按结构形式可分为 6.2 燃油喷射与雾化 喷油器 喷油器头部结构 (a) (b) (c) (d) 孔式（单孔） 孔式（多孔） 轴针式（标准） 轴针式（节流） 多层多孔喷油器 (1)喷射延迟阶段 (2)主喷射阶段 (3)喷油结束阶段 单位凸轮轴转角(或单位时间)由喷油器喷入燃烧室内的燃油量称为喷油规律。 (4) 高压容积变化 异常喷射现象 二次喷射 减少二次喷射的方法 断续喷射 隔次喷射 气穴与穴蚀 气穴与穴蚀 燃油的雾化 油束特性 几何形状 油束射程(又称为贯穿距离)L 喷雾锥角β 油束的最大宽度B 雾化质量 对喷射系统的要求 在各工况下避免出现不利的异常喷射现象 能产生足够的喷油压力 尽可能实现理想的喷油规律---先缓后急 根据不同转速、负荷，各缸、各循环达到均量、均时 燃油喷射过程的优化 对喷油规律的基本要求 1）“先缓后急，断油迅速” 2)尽可能减少喷油系统中的燃油压力波动，以防止不正常喷射现象 6.3 柴油机燃烧过程 柴油机燃烧过程阶段划分 1.着火延迟期 着火延迟期又称为滞燃期、着火落后期。从燃油开始喷入燃烧室内(A点)至由于开始燃烧而引起压力升高使压力线明显脱离压缩线开始急剧上升(B点) 着火延迟期长短会明显影响该阶段喷油量和预制混合气量的多少，从而影响柴油机的燃烧特性、动力性、经济性、排放特性以及噪声振动，必须精确控制。 在燃料十六烷值一定的情况下，影响着火延迟期长短的主要因素是燃烧室内的温度和压力。 右图为温度与压力对着火延迟期的影响 2.速燃期 2 点开始着火，压力急骤增高，接近等容燃烧。持续喷油，即随喷随燃。3 —最高压力点 压力升高率dp／dφ 从提高动力性和经济性的角度，希望dp／dφ大一些 dp／dφ过大会使柴油机工作粗暴，运动零部件受到过大冲击载荷， 过急的压力升高会导致温度明显升高，使氮氧化物生成量明显增加。 为兼顾柴油机运转平稳性，dp／dφ不宜超过0.4~0.5MPa／(°)，而为了抑制氮氧化物的生成，dp／dφ还应更低。 速燃期如何控制压力升高率 3.缓燃期 缓燃期出现柴油机燃烧所特有的“双峰”现象 这一阶段应采取措施使后期喷入的燃油能及时得到足够的空气，尽可能地加速混合气的形成，保证迅速而完全的燃烧，从而提高柴油机的经济性和动力性。 柴油机燃烧放热规律 瞬时放热速率是指在燃烧过程中的某一时刻，单位时间内(或l°曲轴转角内)燃烧的燃油所放出的热量； 累积放热百分比，是指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。 瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系，称为燃烧放热规律 柴油机的燃烧放热规律三要素 燃烧放热始点(相位) 燃烧放热持续时间 燃烧放热率曲线的形状 理想的燃烧放热规律及其控制 放热始点的位置要能保证最大燃烧压力出现在上止点后12°～15°。 柴油机通过喷油提前角的变化以及着火落后期长短来加以调控。 理想的燃烧放热规律及其控制 燃烧放热持续时间首先取决于喷油持续角的大小，理论分析，最佳时间不超过上止点后40°曲轴转角。 燃烧放热曲线形状：开始放热适中，满足运转柔和，随后燃烧加快，尾巴尽量短。 柴油机与汽油机燃烧性能对比 6.4 柴油机燃烧过程的影响因素 柴油机燃烧过程的要求之间是相互矛盾的 二、运转因素对燃烧过程的影响 柴油机与汽油机燃烧性能对比 一.柴油电控技术的发展 柴油机发展的三大里程碑 何谓电喷柴油机 输入信号：加速踏板位置传感器、转速传 感器、水温感器、燃油温度传感 器、起动开关 反馈信号：套筒位置传感器 电控单元:分析处理计算发出喷油量及喷油提前角参数命令。 执行元件电动调速器时间控制器接受ECU指令精确控制喷油量和喷油提前角。 共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力，可同时控制NOx和微粒在较小的数值内，以满足排放要求。柔性控制喷油速率变化，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机NOx，又能保证优良的动力性和经济性。 按照喷油高压形成的不同，共轨式电控燃油喷射系统有两种基本形式 1．高压共轨系统 高压供油泵直接产生高压燃油后，输送至共轨中消除压力的脉动，再分送到各喷油器；当电子