831第三章 燃油的喷射与燃烧第四节

第四节可燃混合气的形成 35题

考点 1：可燃混合气的形成方法及影响因素 9题

1．混合气的形成

（1）空间雾化混合

空间雾化混合就是将燃料喷向燃烧室空间，混合气是在燃烧室空间形成的。为了使混合均匀，要求喷射的燃油必须与燃烧室形状相配合，不允许将燃油喷射到燃烧室壁面上，否则会发生冒烟和结炭。

（2）油膜蒸发混合

油膜蒸发混合是将大部分燃油顺气流方向喷射到燃烧室壁面上，在强烈的进气涡流作用下将燃油在燃烧室壁面上摊布成一层很薄的油膜，油膜受热逐层蒸发和扩散与空气形成均匀的可燃混合气。

2．影响混合气形成的因素

（1）燃油的雾化质量

良好的雾化质量是形成可燃混合气的重要条件，油雾的细度、均匀度和与燃烧室形状相配合的油束形状是形成可燃混合气关键，尤其对于采用油雾法形成可燃混合气的柴油机（直喷式燃烧室的柴油机），其可燃混合气的形成主要依赖于良好的雾化质量。由前可知，雾化质量主要取决于燃油的喷射质量。

（2）燃烧室空气涡动情况

空气在燃烧室中有规则的流动称空气涡动。可燃混合气的形成除可利用燃油的雾化质量外，还可组织燃烧室中空气的运动，使燃烧室中有组织的空气涡动将喷入的燃油吹散，并与之混合形成可燃混合气。气缸内强烈的空气涡动，不仅加速了燃烧前的混合，而且还在燃烧之后产生“热混合”，即促进了燃烧发生之后燃油与空气的混合，提高燃烧的完善程度。但也会造成气缸散热量增加、启动困难和油耗率上升等一系列不良的后果。

（3）压缩终点时的缸内状态

压缩终点时的缸内状态即气缸的热状态。压缩终点缸内的压缩压力、压缩温度以及空气涡动状态既影响燃油的雾化质量也影响可燃混合气的形成。

（4）燃烧室形式

燃烧室的形式不同，其形成的空气涡动强弱和涡动方式也显著不同，因而在形成可燃混合气的方法上差异很大。

D1.关于空间雾化混合法说法正确的是（）。

A．空间雾化法不需空气涡动

B．大型低速机用空间雾化混合法缸内没有空气涡动

C．缸内压力、温度对雾化质量都有影响

D．空间雾化混合法要求高压、多喷孔喷射

B2.大型低速柴油机形成可燃混合气的方法主要是（）。

A．空间混合法

B．油雾法

C．涡动法

D．油膜蒸发混合法

C3.中、小型高速机形成可燃混合气的方法主要是（）。

A．空间混合法

B．油雾法

C．涡动法

D．油膜蒸发混合法

C4.船用柴油机形成可燃混合气的关键条件是（）。

A．空气涡动

B．燃烧涡动

C．喷雾质量

D．压缩涡动

C5.燃油以很高压力与速度从喷油器喷孔喷出，首先形成可燃混合气的是在油束的（）。

A．前端部位

B．中间部位

C．外边缘附近

D．根部

B6.在同一负荷下燃烧室内油气混合比浓度最大的部位是（）。

A．油束外缘

B．油束内部

C．油气均匀混合区

D．远离油束处

D7.柴油机形成可燃混合气的方法是（）。

A．外部混合法

B．空间雾化混合法

C．油膜蒸发混合法

D．B＋C

A8.船用大型低速柴油机在燃烧室内形成空气涡动的方法主要是（）。

A．进气涡动

B．压缩涡动

C．挤压涡动

D．燃烧涡动

B9.船用大型低速柴油机在燃烧室内形成进气涡动的方法主要是采用（）。

A．螺旋进气道

B．斜切进气口

C．导气屏

D．特殊形状的活塞头

考点 2：故障不同类型的燃烧室形式、特点及提高混合气形成的管理措施 26题

1．直接喷射式燃烧室

（1）开式燃烧室

开式燃烧室的结构从大体上讲有三种形式:第一种为平顶（或顶部微向上凸出）活塞与倒钟形（即上凹形）气缸盖组成的燃烧空间，其燃烧室的轮廓与回流扫气的气流轨迹相符合，主要用于大型低速二冲程弯流扫气的柴油机中；第二种为平底缸盖与下凹形（浅盆形或浅ω形）活塞顶组成燃

烧空间，它适用于大中型四冲程柴油机，也适用于气口-气阀的直流扫气式二冲程柴油机；第三种为倒钟形气缸盖与下凹形活塞顶组成燃烧空间，主要用于大型低速二冲程气口-气阀的直流扫气式

柴油机，在部分弯流扫气式柴油机中也有应用。

（2）半开式燃烧室

半开式燃烧室也叫做深坑式直接喷射式燃烧室。它的气缸盖多数为平顶，也有少数为上凹形，燃烧室由两部分组成：一部分是位于活塞顶面（缸盖低面）凹坑内的主燃烧室，通常为ω形、球形、

倒ω形等；另一部分是活塞顶面与气缸盖底面的余隙容积。由多孔喷油器将燃油直接喷射到凹坑（主燃烧室）内，所以它也是直接喷射式燃烧室的一种形式。由于凹坑部分的开口通道面积比开式燃烧室为小，又比分隔式燃烧室的通道面积大得多，所以叫做半开式燃烧室。

（3）球形燃烧室（也叫M燃烧系统）

可燃混合气形成的特点为：以油膜蒸发混合为主，同时利用了强进气涡流和挤压涡流。

燃油顺气流喷入燃烧室，在进气涡流的作用下，将大部分燃油摊布在燃烧室壁面上，形成一薄层油膜，小部分（约5％）以极细的油雾喷到燃烧室空间作为燃烧的引燃油，形成火源。然后靠此火源点燃已从壁面蒸发形成的可燃混合气。

2．分隔式燃烧室

（1）涡流室式燃烧室

涡流室式燃烧室形成可燃混合气主要依靠强烈的压缩涡流，这种空气运动能加速燃烧前和燃烧期间空气与燃油有规则的混合。燃料在涡流室中一直有良好的分布和混合。

（2）预燃室式燃烧室

预燃室式燃烧室，预燃室中不产生压缩涡流，预燃室的主要作用是形成燃烧涡流，造成燃料在主燃烧室中的喷射和分布。在预燃室中要设法只使少量燃油燃烧，利用这部分燃油的燃烧能量，将预燃室中的混合气高速喷入主燃烧室，并在主燃烧室中造成气体运动，即形成所谓的燃烧涡流，促使大部分燃油在主燃烧室里混合燃烧。

3．提高混合气形成的管理措施

（1）保证良好的换气质量。如进气压力和温度的检查与调节，进、排气管道的清洁，进排气阀定时的检查与调整等。

（2）保证良好的气缸热状态。如压缩终点压力的检查，活塞环工作状态的检查，气缸冷却的调节等。

（3）保证良好的喷油质量。如油品的检查与正确处理、喷油设备的检查与调整等。

（4）保证良好的燃烧室条件。如定期进行吊缸检查和清洁，气缸盖密封性检查，冷却空间水垢的清除等。

D1.下列柴油机燃烧室的分类中，错误的是（）。

A．开式燃烧室

B．半开式燃烧室

C．分隔式燃烧室

D．半分隔式燃烧室

A2.船用柴油机燃烧室大多采用的形式是（）。

A．开式

B．半开式

C．涡流室式

D．预燃室式

B3.对喷射系统工作质量依赖最大的燃烧室形式是（）。

A．半开式

B．开式

C．分隔式

D．涡流室式

B4.开式燃烧室在中、低速柴油机中得到广泛应用的原因是（）。

A．热负荷低

B．传热损失小，气体流动损失小

C．机械负荷较低

D．过量空气系数小