改善柴油機(jī)燃燒過程措施

1、1課程內(nèi)容概述課程內(nèi)容概述第一章發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識(shí)第一章發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識(shí)第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程第三章汽油機(jī)的燃料與燃燒第三章汽油機(jī)的燃料與燃燒第四章第四章柴油機(jī)的燃料與燃燒柴油機(jī)的燃料與燃燒第五章燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒第五章燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒第六章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性第六章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性第七章汽車的動(dòng)力性第七章汽車的動(dòng)力性第八章汽車的制動(dòng)性第八章汽車的制動(dòng)性第九章汽車的使用經(jīng)濟(jì)性第九章汽車的使用經(jīng)濟(jì)性第十章汽車的操縱穩(wěn)定性第十章汽車的操縱穩(wěn)定性第十一章汽車的舒適性第十一章汽車的舒適性第十二章汽車的通過性第十二章汽車的通過性第十三章汽車性能的合理使用第十三章汽車性能的合理使用3

2、第四章第四章 柴油機(jī)的燃料與燃燒柴油機(jī)的燃料與燃燒第一節(jié)第一節(jié) 柴油的使用性能柴油的使用性能第二節(jié)第二節(jié) 柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒第三節(jié)第三節(jié) 柴油機(jī)的排氣污染與噪聲柴油機(jī)的排氣污染與噪聲第四節(jié)第四節(jié) 改善柴油機(jī)燃燒過程的措施改善柴油機(jī)燃燒過程的措施4第四節(jié)第四節(jié) 改善柴油機(jī)燃燒過程的措施改善柴油機(jī)燃燒過程的措施一、一、使用措施使用措施二、結(jié)構(gòu)措施二、結(jié)構(gòu)措施三、電控技術(shù)的應(yīng)用（略）三、電控技術(shù)的應(yīng)用（略）5一、使用措施一、使用措施1.1.正確選用燃料正確選用燃料( (發(fā)火性和蒸發(fā)性要兼顧發(fā)火性和蒸發(fā)性要兼顧) )：2.2.合理選擇并準(zhǔn)確控制噴合理選擇并準(zhǔn)確控制噴( (

3、供供) )油提前角：油提前角：噴油提前角噴油提前角s 、供油提前角、供油提前角及兩者及兩者之間的關(guān)系：之間的關(guān)系：=s+x；x（噴油延遲角）（噴油延遲角）-由高壓油管長度和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。由高壓油管長度和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。 1 1）噴油提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響：）噴油提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響：過大，工作粗暴；功率下降、油耗增加。過大，工作粗暴；功率下降、油耗增加。過小，工作柔和；傳熱損失增加、排氣溫度升高，熱效率降低。過小，工作柔和；傳熱損失增加、排氣溫度升高，熱效率降低。2 2）噴油提前角對(duì)油耗及排氣污染的影響：）噴油提前角對(duì)油耗及排氣污染的影響：對(duì)應(yīng)每一工況，都有一個(gè)最佳噴油提前角，此時(shí)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性對(duì)

4、應(yīng)每一工況，都有一個(gè)最佳噴油提前角，此時(shí)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性最好，但排氣污染和燃燒噪聲較嚴(yán)重。最好，但排氣污染和燃燒噪聲較嚴(yán)重。如圖如圖4-34-3。噴油提前角范圍：噴油提前角范圍：15 35（CA）。）。6噴油提前角對(duì)油耗及排氣污染的影響噴油提前角對(duì)油耗及排氣污染的影響圖圖4-3 柴油機(jī)全負(fù)荷時(shí)動(dòng)態(tài)噴油定時(shí)圖柴油機(jī)全負(fù)荷時(shí)動(dòng)態(tài)噴油定時(shí)圖 73.3.合理控制轉(zhuǎn)速和負(fù)荷：合理控制轉(zhuǎn)速和負(fù)荷：1 1）轉(zhuǎn)速的影響：）轉(zhuǎn)速的影響：轉(zhuǎn)速提高，壓縮終了壓力提高；霧化質(zhì)量提高；空氣渦流轉(zhuǎn)速提高，壓縮終了壓力提高；霧化質(zhì)量提高；空氣渦流增強(qiáng)，利于混合氣的形成與燃燒。但轉(zhuǎn)速不宜過高（充氣增強(qiáng)，利于混合氣的形成與燃燒。

5、但轉(zhuǎn)速不宜過高（充氣效率下降，循環(huán)供油量增加），使熱效率下降、排氣污染效率下降，循環(huán)供油量增加），使熱效率下降、排氣污染嚴(yán)重。嚴(yán)重。2 2）負(fù)荷的影響：）負(fù)荷的影響：負(fù)荷增加，工作柔和；燃燒過程拉長、不完全燃燒增加，負(fù)荷增加，工作柔和；燃燒過程拉長、不完全燃燒增加，使熱效率下降。當(dāng)負(fù)荷過大時(shí)，使排氣管冒黑煙，熱效率使熱效率下降。當(dāng)負(fù)荷過大時(shí)，使排氣管冒黑煙，熱效率急劇下降。急劇下降。u怠速怠速（惰轉(zhuǎn)）（惰轉(zhuǎn)）噪聲：噪聲：一、使用措施一、使用措施8柴油機(jī)在低速小負(fù)荷工況（怠速、起動(dòng)）時(shí)，盡柴油機(jī)在低速小負(fù)荷工況（怠速、起動(dòng)）時(shí)，盡管噴油量不多，由于汽缸溫度和壓力較低，使著管噴油量不多，由于汽缸溫

6、度和壓力較低，使著火延遲期較長，壓力升高率也較大，產(chǎn)生強(qiáng)烈的火延遲期較長，壓力升高率也較大，產(chǎn)生強(qiáng)烈的燃燒噪聲，這種現(xiàn)象稱之為怠速（惰轉(zhuǎn)）噪聲。燃燒噪聲，這種現(xiàn)象稱之為怠速（惰轉(zhuǎn)）噪聲。怠速（惰轉(zhuǎn)）噪聲怠速（惰轉(zhuǎn)）噪聲9二、結(jié)構(gòu)措施二、結(jié)構(gòu)措施1.1.合理選擇壓縮比：合理選擇壓縮比： 壓縮比提高，工作柔和；熱效率提高，改善冷起動(dòng)壓縮比提高，工作柔和；熱效率提高，改善冷起動(dòng)性能；但壓縮比過高，機(jī)械負(fù)荷過大。性能；但壓縮比過高，機(jī)械負(fù)荷過大。 在保證冷起動(dòng)容易和有效燃燒的前提下，盡量降低在保證冷起動(dòng)容易和有效燃燒的前提下，盡量降低 壓縮比。壓縮比。2.2.合理設(shè)計(jì)燃燒室：合理設(shè)計(jì)燃燒室：3.3.保

7、證合適的噴油規(guī)律：保證合適的噴油規(guī)律：4.4.保證良好的油束特性。保證良好的油束特性。10柴油機(jī)的燃燒室柴油機(jī)的燃燒室按燃燒室結(jié)構(gòu)形式的不同：按燃燒室結(jié)構(gòu)形式的不同： 1）直接噴射式：）直接噴射式： 形燃燒室和球形燃燒室形燃燒室和球形燃燒室2）分隔式：預(yù)燃室式燃燒室和渦流室式燃燒室）分隔式：預(yù)燃室式燃燒室和渦流室式燃燒室11形燃燒室形燃燒室-直接噴射式直接噴射式u混合氣的形成以空間霧化混合方混合氣的形成以空間霧化混合方式為主。式為主。u特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，面容比小特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，面容比小 ，相，相對(duì)散熱少，經(jīng)濟(jì)性好；能形成一定對(duì)散熱少，經(jīng)濟(jì)性好；能形成一定的的擠氣渦流擠氣渦流 ；壓縮終了汽缸溫度；

8、壓縮終了汽缸溫度上升快，冷起動(dòng)性能好。上升快，冷起動(dòng)性能好。 采用多孔噴油器，對(duì)燃油和噴采用多孔噴油器，對(duì)燃油和噴油系統(tǒng)要求較高；渦流強(qiáng)度對(duì)轉(zhuǎn)速油系統(tǒng)要求較高；渦流強(qiáng)度對(duì)轉(zhuǎn)速變化敏感；工作粗暴；排氣污染較變化敏感；工作粗暴；排氣污染較大。大。12u混合氣的形成以油膜蒸發(fā)混合方式為主?；旌蠚獾男纬梢杂湍ふ舭l(fā)混合方式為主。u特點(diǎn)：面容比小，相對(duì)散熱少，經(jīng)濟(jì)性好；特點(diǎn)：面容比小，相對(duì)散熱少，經(jīng)濟(jì)性好；一般配有螺旋進(jìn)氣道以產(chǎn)生強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流；一般配有螺旋進(jìn)氣道以產(chǎn)生強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流；采用單孔或雙孔噴油器，對(duì)燃油和噴油系統(tǒng)采用單孔或雙孔噴油器，對(duì)燃油和噴油系統(tǒng)要求不高；工作柔和；排氣污染小。要求不高；工作

9、柔和；排氣污染小。 冷起動(dòng)比較困難；對(duì)負(fù)荷反應(yīng)遲緩（空冷起動(dòng)比較困難；對(duì)負(fù)荷反應(yīng)遲緩（空氣渦流跟不上，加速時(shí)冒黑煙）；高、低速氣渦流跟不上，加速時(shí)冒黑煙）；高、低速性能差別很大。性能差別很大。 u應(yīng)用：應(yīng)用：小型高速柴油機(jī)上（高速性能好）。小型高速柴油機(jī)上（高速性能好）。球形燃燒室球形燃燒室-直接噴射式直接噴射式13預(yù)燃室式燃燒室預(yù)燃室式燃燒室u通道方向與預(yù)燃室并不相切。通道方向與預(yù)燃室并不相切。u特點(diǎn)：混合氣的形成主要靠燃燒特點(diǎn)：混合氣的形成主要靠燃燒渦流，可采用軸針式噴油器，對(duì)燃渦流，可采用軸針式噴油器，對(duì)燃油系統(tǒng)要求不高油系統(tǒng)要求不高 ；由于節(jié)流作用，；由于節(jié)流作用，工作柔和，燃燒噪聲小

10、；排氣污染工作柔和，燃燒噪聲小；排氣污染少。少。 面容比大，散熱損失較大，流面容比大，散熱損失較大，流動(dòng)損失大，所以熱效率較低，經(jīng)濟(jì)動(dòng)損失大，所以熱效率較低，經(jīng)濟(jì)性不如直接噴射式；冷起動(dòng)困難性不如直接噴射式；冷起動(dòng)困難（需加裝起動(dòng)電熱塞）。（需加裝起動(dòng)電熱塞）。14渦流室式燃燒室渦流室式燃燒室u通道方向與渦流室相切通道方向與渦流室相切 。u特點(diǎn)：混合氣的形成主要利用特點(diǎn)：混合氣的形成主要利用壓縮渦流和二次渦流，可采用軸壓縮渦流和二次渦流，可采用軸針式噴油器，對(duì)燃油系統(tǒng)要求不針式噴油器，對(duì)燃油系統(tǒng)要求不高；對(duì)進(jìn)氣道沒有特殊要求；高高；對(duì)進(jìn)氣道沒有特殊要求；高速性能好；排氣污染小。速性能好；排氣污

11、染小。 面容比大，散熱損失較大，面容比大，散熱損失較大，熱效率低，經(jīng)濟(jì)性不如直接噴射熱效率低，經(jīng)濟(jì)性不如直接噴射式，冷起動(dòng)困難（需加裝起動(dòng)電式，冷起動(dòng)困難（需加裝起動(dòng)電熱塞）。熱塞）。15噴油規(guī)律噴油規(guī)律噴油規(guī)律：噴油規(guī)律：?jiǎn)挝粫r(shí)間（或曲軸轉(zhuǎn)角）內(nèi)的噴油量隨時(shí)單位時(shí)間（或曲軸轉(zhuǎn)角）內(nèi)的噴油量隨時(shí)間（或曲軸轉(zhuǎn)角）的變化關(guān)系。間（或曲軸轉(zhuǎn)角）的變化關(guān)系。理想的噴油規(guī)律：理想的噴油規(guī)律：先緩后急并盡量縮短噴油時(shí)間。先緩后急并盡量縮短噴油時(shí)間。即在著火延遲期內(nèi)噴油速率要低，以控制壓力升高率即在著火延遲期內(nèi)噴油速率要低，以控制壓力升高率和最高燃燒壓力；著火燃燒后噴油速率要高，停油干和最高燃燒壓力；著火燃

12、燒后噴油速率要高，停油干脆，保證燃燒過程在上止點(diǎn)附近完成。脆，保證燃燒過程在上止點(diǎn)附近完成。16油束特性油束特性u(píng)霧化：霧化：燃油以高壓經(jīng)噴孔中噴出時(shí)，被分散成大小不等的燃油以高壓經(jīng)噴孔中噴出時(shí)，被分散成大小不等的微粒所形成的圓錐形油束，這一過程稱霧化。微粒所形成的圓錐形油束，這一過程稱霧化。u油束特性：油束特性：通常用油束形狀和霧化質(zhì)量描述。通常用油束形狀和霧化質(zhì)量描述。1 1）油束射程）油束射程L L：油束前端在壓縮空氣中的最大噴射距離。油束前端在壓縮空氣中的最大噴射距離。如果燃燒室尺寸小而射程大，噴到燃燒室壁上的燃油多；如如果燃燒室尺寸小而射程大，噴到燃燒室壁上的燃油多；如果射程小，燃油

13、不能分布到燃燒室空間，空氣又得不到充分果射程小，燃油不能分布到燃燒室空間，空氣又得不到充分利用。利用。2 2）油束錐角）油束錐角：標(biāo)志：標(biāo)志油束的緊密程度。油束的緊密程度。越大，油束越松散，越大，油束越松散，油滴越細(xì)。油滴越細(xì)。17油束特性油束特性3 3）霧化質(zhì)量（霧化特性）：表示柴油）霧化質(zhì)量（霧化特性）：表示柴油吹散霧化的程度，一般是指霧化時(shí)的吹散霧化的程度，一般是指霧化時(shí)的細(xì)度和均勻度。細(xì)度和均勻度。u細(xì)度用油束中油粒的平均直徑表示；細(xì)度用油束中油粒的平均直徑表示；u均勻度用油粒的最大直徑與平均直徑均勻度用油粒的最大直徑與平均直徑之差表示。之差表示。u不同噴油壓力時(shí)的霧化質(zhì)量曲線如圖不同

14、噴油壓力時(shí)的霧化質(zhì)量曲線如圖4-12。18油束形狀油束形狀19三、電子技術(shù)的應(yīng)用三、電子技術(shù)的應(yīng)用電控技術(shù)在柴油機(jī)上的應(yīng)用，改善了混合氣的形成條件和燃電控技術(shù)在柴油機(jī)上的應(yīng)用，改善了混合氣的形成條件和燃燒過程，不僅使柴油機(jī)的排氣污染降低，同時(shí)也使柴油機(jī)的燒過程，不僅使柴油機(jī)的排氣污染降低，同時(shí)也使柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)一步提高。動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)一步提高。噴油量控制、噴油正時(shí)控制、噴油速率控制、噴油壓力控制、噴油量控制、噴油正時(shí)控制、噴油速率控制、噴油壓力控制、怠速轉(zhuǎn)速控制、怠速時(shí)各缸均勻性控制、進(jìn)氣節(jié)流控制、可怠速轉(zhuǎn)速控制、怠速時(shí)各缸均勻性控制、進(jìn)氣節(jié)流控制、可變進(jìn)氣渦流控制、可變配氣正時(shí)控制、增壓控制、排放控制、變進(jìn)氣渦流控制、可