《汽油机的燃烧过程》PPT课件

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第八章汽油机的混合气形成与燃烧过程PPT课件

提高点火能量、采用多火花塞点火；
优化进气系统—优化匹配进气管长度。
.
31
HIT 规格严格功夫到家
第二节 SI-ICE的异常燃烧
（大众Touran，2.0L 汽油机，n=2000r/min）
BMEP=0.19MPa
.
32
HIT 规格严格功夫到家
第二节 SI-ICE的异常燃烧
BMEP=0.88MPa
SI-ICE高速大负荷工况，燃烧室内温度、压力高，
容易产生爆燃，低速小负荷工况，不易爆燃，可
用高压缩比。
.
21
HIT 规格严格功夫到家
第二节 SI-ICE的异常燃烧
高速、大负荷
不变压缩比 11
8
中速、中负荷 11
转矩
低速、小负荷
14
. 转速
22
HIT 规格严格功夫到家
第二节 SI-ICE的异常燃烧
vn 800~1000m/s
dp 65 d
MPa/(°CA)
激波冲击燃烧室壁面
.
爆震燃烧
18
HIT 规格严格功夫到家
第二节 SI-ICE的异常燃烧
➢爆燃的危害
1、热负荷大、散热损失大
燃烧速度快，温度高；
压力波击破油膜，加速传热；
2、机械负荷大
过高的压力升高率，机械摩擦损失大
3、性能下降
散热大机械负荷大
TPS —Throttle Position Sensor
允许范围
增大1个%点，
IMEP下降1.5%
IMEP/%
振动噪声大；
HC高排放—点火提前角不是最优值。 ➢原因
火花塞附近混合气成分不. 一致；
29
HIT 规格严格功夫到家

汽油机燃烧过程精品PPT课件

2)汽油辛烷值。也就是汽油牌号，越高抗爆震能力越强，相应允许更大的点火提前角。
3)燃气混合比。过浓过稀燃烧速度皆慢，需增加点火提前角。这个主要看节气门开度、海拔高度。对于难以预料的情况，有些车还加装了爆震传感器，发生爆震时自动降低点火提前角。
显然，要完成如此复杂的运算，靠传统的模拟点火器是难以胜任的。只有微电脑点火器，才能高速、精确、稳定地实现最佳点火提前角。
*急燃期越短，愈靠近上止点，汽油机经济性、动力性越好。但可能导致压力升高率值过高，工作粗暴。
➢正常燃烧
*最高压力过早使压缩功增大，过迟散热损失增大；过大产生振动、噪音，过小使膨胀功减少。
*压力升高率：即曲轴每转1度时，缸内气体压力的平均升高量：
λP =△P/△θ ΔP =（P3-P2） Δθ=（θ3-θ2）
内的激冷区），CO、HC、NOx排放高。 5．挥发损失大（汽油的挥发性好）。
【2】汽油机的不正常燃烧
常见的不正常燃烧:爆燃和表面点火。
一、爆燃
(一)现象
1.缸内出现尖锐的金属敲击声 2.油膜破坏,机件磨损加剧； 3.燃烧室、冷却系过热，排温增加； 4.Ne下降、ge升高； 5.排污增加，严重时排气冒黑烟； 6.压力线出现爆震波。
3、补燃期
*从最高压力点到燃烧结束为补燃期：指明显燃烧期以后在膨胀过程中的燃烧。
*此阶段参加燃烧的燃料主要有： ①火焰前锋面过后，后面未及燃烧的燃料（燃烧室边缘和缝隙）再燃烧。 ②贴附在缸壁未燃混合气层的部分燃烧。壁面温度低，对火焰具有熄火作用，这样在壁面存在大量未燃烴，在随后的膨胀中部分未燃烴继续燃烧。
2、速燃期
*从火焰中。 *在均质混合气中，当火焰中心出现后，与其临近的一薄层混合气首先燃烧即形成极薄的火焰层，称为火焰前锋。

汽油机燃烧过程

混合气形成
缸内直喷技术
现代汽油机采用缸内直喷技术，将燃油直接喷入气缸内，与空气混合，实现更精确的燃油控制和更高的燃油效率。
汽油和空气在气缸内混合，形成一定比例的混合气，其浓度直接影响燃烧效率和发动机性能。
燃烧产物的形成与排放
燃烧产物
汽油机燃烧后产生的产物包括二氧化碳、水蒸气、未完全燃烧的
碳氢化合物和氮氧化物等。
排放控制
现代汽油机配备三元催化器和氧传感器等装置，用于减少有害气
体排放和提高排放，部分汽油机采用废气再循环技术，将部分废气引入进气系统，降低
燃烧温度和压力。
04 汽油机燃烧过程的优化
提高汽油机的效率
01
02
03
优化燃油喷射
通过精确控制燃油喷射的时间和量，提高汽油机的燃油利用率，从而提高效率。
汽油机燃烧过程的节能要求
提高燃油效率
通过优化燃烧过程和改进发动机设计，提高汽油机的燃油效率，降低油耗和运行成本。
轻量化设计
采用轻量化材料和设计，减轻发动机重量，降低机械损失和燃油消耗。
能量回收技术
利用发动机余热和其他可回收能量，提高能源利用效率，降低能耗。
汽油机燃烧过程的智能化发展
燃烧优化算法
采用遗传算法、粒子群算法等优化算法，对燃烧模型进行优化，寻找最优的燃烧参数组合，以提高汽油机的效率和降低排放。
实验验证
通过实验验证模拟结果的准确性，不断修正和优化燃烧模型，为汽油机燃烧过程的实际应用提供理论支持。
05 汽油机燃烧过程的未来发展
汽油机燃烧过程的环保要求
1 2
减少污染物排放
随着环保意识的提高，汽油机燃烧过程需要进一步降低污染物排放，如氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物等。

汽油机正常燃烧过程教学PPT课件

进气管
进气管内表面光滑，弯道少。
汽油喷射技术
可以改善雾化质量，使各缸间混合气的分配均匀。如多点喷射的汽油机，使各缸供油量基本保持一致，发动机性能得到改善。
三、燃烧室壁面的熄火作用
现象：在火焰传播过程中，紧靠壁面附近的火焰不能传播。
原因：由链反应中断和冷缸壁使接近缸壁的一层气体冷却所造成。
1）紊流运动是指无数小气团的一种无规则运动，每一气团的大小不一，其流动速度也不一致，但其宏观流动方向是一致的。
紊流运动使火焰燃烧区厚度增加，火焰传播速度加快，紊流强度与火焰速度比成正比关系。
2）混合气成分不同，火焰传播速度明显不同，
3）混合气初始温度高，火焰传播速度增加。
2. 火焰前锋面积
Ⅲ．补燃期(后燃期)
从最高压力点开始到燃料基本燃烧完为止，称为补燃期。这一阶段主要是明显燃烧期内火焰前锋扫过的区域，部分未燃尽的燃料继续燃烧；吸附于缸壁上的混合气层继续燃烧；部分高温分解产物等，因在膨胀过程中温度下降又重新燃烧、放热。
由于活塞下行，压力降低，使补燃期内燃烧放出的热量不能有效地转变为功。同时，排气温度增加，热效率下降，影响发动机动力性和经济性。因此，应尽量减少补燃。正常燃烧时，汽油机补燃较柴油机轻得多。
•2、燃烧速度
•燃烧速度是指单位时间内燃烧的混合气的量。
dm dt
T UT AT
式中：AT 火焰前锋面积；
T 未燃混合气的密度；
UT 火焰传播速度。
由上式可见，影响燃烧速度的因素如下：
1. 火焰速度
火焰速度是决定明显燃烧期长短的主要因素。现代汽油机的UT可高达50-80m/s。影响火焰速度的主要因素有：燃烧室中气体的紊流运动、混合气成分和混合气初始温度。

第四章--汽油机燃烧过程PPT课件

下行，很快下降消失，起辅助作用。
三、滚流
▪
在进气过程中形成的，绕垂直于轴线的有组织的空
气旋流，称为滚流或横轴涡流。
四、湍流
▪
气缸中形成的无规则的气流运动称为湍流。
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五、热力混合
▪
直喷式柴油机，上止点附近接近刚体流，燃烧室中
心压力低，外围压力高。燃烧室中流体受离心力及
压差作用。火焰向燃烧室中心运动，新鲜混合气向
热增加，循环最高压力下降，爆震倾向下降。
4）混合气浓度
▪
影响火焰传播速度、火焰与气缸壁的温度、终燃混合气滞
燃期的改变。功率混合气时，火焰传播速率最大，混合气
的滞燃期最短，后者起主要作用，最易爆震，过浓或过稀
的混合气有助于减小爆震。
5）燃烧室沉积物
▪
沉积物的温度较高，进气压缩过程中，不断加热混合气；
沉积物是热的不良导体，提高了终燃混合气的温度；沉积
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第四节汽油机排出的有害物及其控制
一、一氧化碳：碳氢化合和燃料在燃烧过程中生成的重要中间产物。
▪
控制CO排放量的主要因素是可燃混合气的过量空气系数，
在浓混合气中，CO体积分数随过量空气系数的减小不断增
加；在稀混合气中，CO很低，只是在1.0——1.1之间，
CO随过量空气系数变化略有变化。
（二）火焰传播速率和燃烧速率 1、层流火焰传播速率火焰前锋相对于未燃温合气的相对速率。
dm b
SL
式中：
dt Af
u
Af—火焰面积 ρu—未燃混合气密度 dmb/dt—质量燃烧率
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第一节汽油机燃烧过程分析

汽油机的燃烧幻灯片

• • • • • • • • •
延长T的措施 1采用导热性能好的材料 2优化气缸盖冷却系统设计 3降低压缩比以降低末端混合气的温度和压力 4提高残余废气系数 5避开过量空气系数0.8-1.0的区域 6推迟点火提前角，以减小燃烧压力 7降低进气温度 8提高燃料抗爆性
表面点火 Surface ignition
燃烧需要的三个条件 Three conditions are necessary for combustion
• 1.The presence of combustible mixture. • 2.Some means to initiate mixture. • 3.Stabilization and propagation of flame in chamber chamber. • 1.一定量的可燃混合气。 • 2.点火。 • 3.燃烧室中稳定火焰的形成和传播。
Several Air-Fuel ratios
• • • • • 1.理论空燃比14.7:1 2.功率空燃比12-13:1 3.经济空燃比16:1 4.排放空燃比18:1 5.稀薄燃烧发动机的空燃比大于18:1
稀薄燃烧所需条件
• 1.提高压缩比 • 采用紧凑型燃烧室，将火花塞置于燃烧室中央，缩短点火距离。提高压缩比至13，促使燃烧速度加快，空燃比可达25:1以上，实现分层燃烧。 • 2.高能点火 • 高能点火和宽间隙火花塞有利于火核形成，燃烧速度加快，稀燃极限大。
爆燃的危害 The damage of detonation
• 1.机械、热负荷及散热损失增加。 • 2.动力性、经济性差。 • 3.磨损加剧，油膜被破坏，活塞、缸套和活塞环之间磨损剧烈。 • 4.排气异常，黑烟，燃烧室积炭。

发动机原理-§3汽油机燃烧

别高的压力和压力升高率
〔并出 ddp现m高≥ax 频3 激MP振a/波°(C锯A 齿〕
波)，敲击气缸和燃烧室
正常燃烧
爆燃
壁面，除发生金属敲击声
图3-2 汽油机正常燃烧与爆燃的比较
外，还会破坏缸壁上润滑油膜，加剧运动件的磨损。经常敲
缸的发动机排气温度增加，冷却水过热，润滑油老化加剧。
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❖ ⑵ 产生机理火花塞点火后，火焰前锋面呈球面波形状以正常
② 补燃期的燃烧与柴油机有所区别。（汽油机不象柴油机随喷随燃，燃料在以p后max还有喷入，补燃情况要小得多。） ⑵ 对性能的影响补燃期燃烧放出的热量不能有效转变为功，使排气温度升高，热效率下降。（活塞下行，压力降低）要求：尽量缩短补燃期。
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二、汽油机不正常燃烧
❖ 1.爆燃
⑴现象：
爆燃时，缸内出现特
燃易发生。提高冷却强度，爆燃倾向减小。汽油机压缩比的提高受到爆燃的限制。
❖ ③ 火焰前锋传播到末端混合气的时间缩短火焰前锋传播到末端混合气的时间，有利于避
免爆燃。提高火焰传播速度（增加气流运动的紊流度）
缩短火焰传播距离（燃烧室结构、火花塞位置等）
12电火花点火而是由燃烧室内炽热表面(如排气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物等)点燃混合气的现象，统称表面点火。
高压力可达3～5MPa 。
⑵ 对性能的影响最高压力pmax到达的时刻（点3 ）对汽油机动力性、经济性、工作粗暴等有重大影响。
6
3点位置：
3点的出现的时刻非常重要。
太早：压缩功，膨胀功 t，动力性，经济性
pmax、Tmax
、
p
，机械负荷热负荷。
（压力升高率代表发动机工作粗暴程度）

发动机原理第七章汽油机燃烧过程ppt课件

喷油嘴选择
根据发动机型号和工况，选择适合的喷油嘴可以提高燃油经济性、动力性和排放性能。
03 汽油机燃烧过程的理论分析
汽油机燃烧化学反应机理
汽油机燃烧化学反应机理是汽油机燃烧过程的核心，包括燃料与空气中的氧气发生氧化还原反应，生成二氧化碳、水蒸气和热量等产物。
汽油机燃烧化学反应机理包括预混合燃烧和扩散燃烧两种方式，其中预混合燃烧具有较低的燃油消耗和较低的污染物排放，是现代汽油机燃烧技术的发展方向。
汽油机燃烧温度与压力的影响
汽油机燃烧温度与压力对发动机性能和排放具有重要影响。
燃烧温度过高会导致爆燃和表面点火等不正常燃烧现象，而燃烧压力过高则会导致发动机机械负荷和热负荷增加，影响发动机可靠性和寿命。
汽油机燃烧过程的环境因素
汽油机燃烧过程的环境因素包括进气温度、进气压力、大气湿度等，这些因素对汽油机燃烧过程和性能具有重要影响。
汽油机爆燃与解决方案
爆燃问题
汽油机在燃烧过程中，由于局部高温或混合气过浓等原因，可能导致火焰传播速度过快，引起发动机爆燃。
解Байду номын сангаас方案
采用高压缩比设计，优化燃油喷射和混合气形成过程，控制点火时间和点火能量，以及使用抗爆燃添加剂等措施，以降低爆燃发生的可能性。
汽油机排放物控制与技术
排放物问题
根据发动机工况和负荷，通过调节喷油嘴的喷油量和喷油时间，以实现最佳的燃油经济性和动力性。
喷油嘴的类型与工作特性
总结词
喷油嘴是燃油系统中的关键部件，其类型和工作特性对汽油机的性能和燃油经济性有着重要影响。
喷油嘴类型
根据喷孔数量和喷孔形状，喷油嘴可分为单孔、多孔和可变孔三种类型。

优选发动机原理第七章汽油机燃烧过程演示ppt

表面点火时间是不可控制的。在电火花出现以前的点火称早燃
（早火）。
在电火花出现以后的点
火称后燃（后火）。
第22页，共28页。
影响表面点火的因素：
1.凡是能够使缸内T、P降低的因素，都可预防表面点火。
2.选用低沸点汽油和含胶质少的机油。 3.在燃料中添加抑制表面点火的添加剂。 4.适当降低压缩比。 5.选用合格的火花塞和排气门。与爆燃的区别：
第3页，共28页。
研究燃烧过程的方法很多，但简单易行且经常使用的方法是P-Ф示功图，它反映了燃烧过程的综合效应。汽油机典型示功图如下图P-Ф图所示。
第4页，共28页。
一、燃烧过程的分段
P-Ф图，称为燃烧过程的展开示功图。按缸内压力变化
的特征，将燃烧过程分为三个时期： 1）滞燃期（着火延迟期、
第14页，共28页。
1.循环间的燃烧变动
是点燃式发动机的一大特征，指发动机以某一工况运行时，这一循环和下一循环燃烧过程的进行情况不断变化，具体表现在压力曲线、火焰传播情况及发动机输出功率均不相同。
稀混合气
浓混合气
第15页，共28页。
影响循环间的燃烧变动的因素
1）气缸内气体运动状况
第12页，共28页。
影响补燃期长短的因素
1.火焰前锋过后未来得及燃烧的燃料 2.贴附在汽缸壁上未燃烧的燃料 3.燃烧产物CO2和H2O的分解现象补燃期内活塞已远离上止点，燃烧条件差，
放热量得不到充分利用，所以补燃期越短越好。
第13页，共28页。
二、不规则燃烧
汽油机不规则燃烧是指稳定正常运转情况下，各循环之间的燃烧变动和各气缸之间的燃烧差异。前者称为循环间的燃烧变动（或循环波动），后者称为各缸间的燃烧差异（或各缸工作不均匀）。

汽油机的工作过程初中九年级物理教学课件PPT课件人教版

进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。此过程机械能转化为内能。
曲轴转过半周。
做功冲程
在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。曲轴转过半周。此过程中内能转化为机械能
机械能转变为内能
内能转变为机械能
排气向上运动关闭开启排出气缸
无
课堂练习
①在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？ ②哪个冲程使汽车获得动力？ ③哪个冲程排出了汽车的尾气？ ④老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？ ⑤现代汽车里的马达（motor）起什么作用？
小结
【课堂小结】
一、汽油机的一个工作循环是由吸气、压
排气冲程
进气门关闭，排气门打
燃
开，活塞向上运动，
烧
后
把废气排出气缸。曲轴
的
转过半周。
废气
3、汽油机的工作原理：
冲程活塞运动状况进气阀排气阀混合气体状态能量转变情况
吸气向下运动开启关闭进入气缸
无
压缩向上运动做功向下运动
关闭
关闭
被压缩,温度升高,压强增大
关闭关闭爆发性燃烧
九年级-全一册-第十四章第一节
课题：热机难点名称：汽油机的工作过程
1
目录
CONTENTS
导入
知识讲解
课堂练习
小节
2
导入
汽车已经成为现在生活中不缺少的一部分，它们给我们带来了很多方便。汽车是需要燃料的，那么它们是怎么把燃料转化为汽车的动力的呢：

《汽油机的燃烧过程》课件

燃烧持续期
燃烧持续时间
燃烧持续期是从燃烧开始到燃烧结束的时间。
燃烧效率
燃烧效率是指实际燃烧的燃料与理论完全燃烧的燃料之比，反映了燃烧过程的完善程度。
燃烧结束与废气排放
燃烧结束
随着可燃混合气被完全燃烧，燃烧过程结束。
废气排放
燃烧结束后，废气通过排气门排出气缸，进入排气管和消声器，最终排放到大气中。
先进的燃烧控制技术
缸内直喷技术
缸内直喷技术可以将燃料直接喷入发动机缸内，实现更精确的燃料控制和更高的燃油效率。通过优化缸内直喷系统的设计和控制策略，可以进一步降低汽油机的排放和提高其性能。
多段燃烧控制
多段燃烧控制技术可以根据发动机工况和负荷的不同，采用不同的燃烧模式和燃料喷射策略。通过多段燃烧控制，可以优化汽油机的燃烧过程，降低污染物排放和提高燃油效率。
燃烧的重要性
在汽油机中，燃烧是产生动力的关键过程，它使得燃料释放出的能量能够推动活塞运动，进而驱动汽车行驶。
汽油机燃烧的化学反应
汽油机中的主要化学反应
汽油中的碳氢化合物与空气中的氧气反应，生成二氧化碳和水，同时释放出能量。
化学反应的详细过程
汽油分子中的碳原子与空气中的氧气结合，形成二氧化碳分子；同时，氢原子与氧气结合形成水分子。在这个过程中，化学键的断裂和形成释放出能量。
详细描述
在进气过程中，进气门打开，新鲜空气通过进气道进入汽缸，与上一循环留下的残余废气混合，形成混合气。
压缩过程
总结词
活塞向上运动，混合气被压缩，温度升高。
详细描述
在压缩过程中，活塞向上运动，将混合气压缩，使其密度和温度升高，为即将到来的燃烧做好准备。
汽油喷射与混合气形成

汽油机燃烧过程课件

PPT学习交流
6
第一节汽油机燃烧过程分析
一、预混燃烧与扩散燃烧 1. 预混燃烧：混合过程比燃烧反应要快得多，或火焰
到达之前，燃料与空气已经充分混合，这种可燃混合气燃烧称之为预混燃烧。 2. 扩散燃烧：混合过程控制了燃烧速率，主要特征是燃烧速率取决于使燃料和氧化剂达到适宜进行化学反应所需要的扩散速率。
可燃混合气的初始温度残余废气系数点火能量气流运动：湍流增强，火焰传播界限增大燃烧室设计：残余废气容易排除，火焰传播界限增
大
PPT学习交流
15
第二节汽油机爆震燃烧和表面点火
一、爆燃末端混合气的自燃现象。 1. 产生原因：电火花跳火，火焰传播，末端混合气在压缩终点温
度基础上，受到火焰面的热幅射，压缩加速了自己的化学反应，在火焰末达到时，就自燃了，形成另外一个或多个火焰核心，从这些中心以高速传播，热量迅速放出，局部压力剧增，来不及膨胀，形成冲击波，敲击壁面产生清脆的金属敲击声。
PPT学习交流
8
第一节汽油机燃烧过程分析
影响滞燃期的因素：燃料本身的分子结构和物理化学性能；开始点火时气缸内气体的压力温度。与压缩比有关，
压缩比高，滞燃期短；过量空气系数，在过量空气系数为0.8—0.9时，最短。残余废气增加，增加气缸内混合气运动强，则稍有增加。火花能量大，缩短。
第二节汽油机爆震燃烧和表面点火
4. 爆震影响因素（1）运转因素 1）点火提前角点火提前角增大，火焰传播时间缩短；最高压力增
大，末端混合气受到的挤压增大，温度增大，爆震倾向增大。后者起主要作用，点火提前角增大，爆震倾向增大。 2）发动机转速转速增加，火焰传播速度增加，爆震倾向减小；吸气损失增加，吸入空气温度增加；充量系数下降，最高燃烧压力下降，终燃混合气温度下降。爆震倾向下降。

汽车发动机原理第五章汽油机混合气形成和燃烧幻灯片PPT

6 有爆燃问题。
有工作粗暴问题。
7 组织气流运动的目的是为了组织气流运动的目的是为了
加速火焰传播，防止爆燃。进燃油与空气更好地混合。
第一节汽油机混合气的形成
第5章汽油机混合气的形成和燃烧 5.1 汽油机混合气的形成
第5章汽油机混合气的形成和燃烧 5.1 汽油机混合气的形成
第5章汽油机混合气的形成和燃烧 5.1 汽油机混合气的形成
Ｏ , 放出热量。
第5章汽油机混合气的形成和燃烧 5.2 汽油机的燃烧过程
❖ 2.燃烧速度 ❖ 定义:指单位时间内燃烧的混合气数量。
dm dt
TUT
AT
❖ 式中： m——混合气的质量；
❖
AT——火焰前锋面积；
❖
ρT——未燃混合气密度；
❖
UT——火焰传播速度。
第5章汽油机混合气的形成和燃烧 5.2 汽油机的燃烧过程
1.燃烧过程的分段正常燃烧分三个阶段。
第5章汽油机混合气的形成和I4活燃面I点I燃3没塞烧第火缸缩—。烧第（这要遍大烧度作趋1有下主33I焰内线4点点I明一阶在整部在,粗势从112阶但气燃行要（I称点阶它过p中压开——u火显阶段此个分暴电p段流烧,为补s8以段与。使后心力始u焰燃段。时燃在0代，火火缸称掉：运燃燃s%前火2p,。升急传烧为间烧此表噪的花花内燃为—动料期以为焰,播高骤燃烧期燃内室时工声跳塞压着3在基（上压传称期不增料速）烧期,,作3本火跳力火pp不后点火混m缩播为）火。大高继度a燃过内粗火脱阶x正燃过焰合u焰速过急。，续。。下烧程完暴s段。离常期后前迅气形燃率程燃燃降完的成的，压燃的）锋速的期有成,料烧,的主燃程工烧传绝关。的。热2 能粘点所附绝火以在大提, 在缸部前汽壁分角油上在的机—此混中时1合点,间火气内焰