《汽油机的燃烧过程》PPT课件
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发动机原理第七章 汽油机燃烧过程
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
影响循环间的燃烧变动的因素
1）气缸内气体运动状况 2）每循环气缸内的混合气成分 降低循环间波动的措施 1）多点点火 2）组织进气涡流 3）提高发动机转速 4）采用化学计量空燃比 5）采用燃油电控喷射技术 6）采用快速、速然燃烧技术 7）加大点火能量
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。
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、 着火落后期） 2）急燃期 （明显燃烧期） 3）补燃期 （后燃期）
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。
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）。
内燃机的燃烧过程汇总
何谓喷注？中间部分，外部 喷注的特征
喷雾锥角β：大说明喷注松散，油粒细，雾化质量 好 喷注射程L （贯穿距离）：过大，过小 雾化质量（雾化质量）：指喷散的细度和喷散的均 匀度
二、影响喷注特性的因素
喷油器结构和尺寸
喷孔直径，小；大 压力越大，雾化质量好，射程增加 增加，雾化有所改善，喷雾锥角增加，射程减小 外形较陡或转速较高，燃油压力增加 增大，油粒不易分散成细粒，雾化不良
冷却：过度冷却；冷却不足
（二）构造因素
压缩比： ε ↑→功率和经济性↑；→爆燃可能性↑；排气污
染↑
燃烧室形状及火花塞位置
希望燃烧室具备的条件 火花塞位置要近于燃烧室中心，且靠近最热部分(如排气门) 涡流强，好…；过强，？（传热损失增加，吹灭火焰中心） 燃烧室内形成涡流的方法：进气涡流，挤压涡流
显燃期的长短对内燃机的影响
从热效率、功率的角度来看 从工作粗暴和噪声来看 解决上述矛盾的原则？ P209 火焰传播速度 燃烧速度 以上两者的关系 衡量发动机工作粗暴程度的指标
火焰传播速度与燃烧速度
二、不正常燃烧
爆震燃烧
含义 外部特征 爆燃时的示功图：显燃期之末，有冲击波存在 危害 消除爆燃的基本措施 表面点火： 含义 早燃：含义、特征、与爆燃的区别 激爆
汽车发动机构造与检修PPT课件第1章
柴油发动机 1-交流发电机；2-正时同步带；3-凸轮轴正时同步 带轮；4-凸轮轴；5-进气管；6-气缸盖罩；7-喷油器 ；8-油管；9-飞轮；10-水套；11-活塞；12-油底壳 ；13-曲轴；14-机油泵；15-曲轴正时同步带轮；16曲轴皮带轮
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第1章 发动机总体构造与工作原理
1.1.2 发动机的总体构造 发动机由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、润滑系、冷却 系、起动系和点火系〔汽油发动机有此系统〕组成。 1.1.3 四冲程发动机的常用术语 1.上止点 2.下止点 3.活塞行程 4.曲柄半径 5.燃烧室容积 6.气缸工作容积 7.气缸总容积 8.发动机工作容积〔发动机排量〕 9.压缩比 10.工作循环
②表示发动机系列，用一个或多个英文字母来表示； ③表示构造特征，用一个或多个英文字母来表示。E表示电子控制燃 油喷射系统；T表示涡轮增压；Z表示机械增压；F表示顶置双凸轮轴，由一根皮 带同时驱动；C表示顶置双凸轮轴，一根凸轮轴由一根皮带驱动，而另一根凸轮 轴由主动凸轮轴驱动。 例如：3S—GTE表示区分符号为3、S系列、顶置双凸轮轴、由一根皮带同 时驱动的电子控制燃油喷射发动机。
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第1章 发动机总体构造与工作原理
1.2 发动机的工作原理
1.2.1 四冲程汽油机工作原理 四冲程发动机的曲轴转两圈，活塞在气缸内依次往复运动，历经进气、压缩、 做功和排气四个行程，即完成一个工作循环。 1.进气行程 2.压缩行程
汽油机混合气的形成与燃烧汽车发动机原理
烧差异。
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汽油机混合气的形成与燃烧汽车发动 机原理
• 1、各循环之间的燃烧差异 • 各循环之间的燃烧差异主
• • 要是燃烧的不稳定性，表现为
• 循环的压力波动。如图示出不• • 同循环的气缸压力变化情况。
从中可以看到变化较大，低负 荷时情况更严重。
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汽油机混合气的形成与燃烧汽车发动 机原理
• 指明显燃烧期以后的燃 烧，主要有火焰前锋后未及燃 烧的燃料再燃烧，贴附在缸壁 上未燃混合气层的部分燃烧以 及高温分解的燃烧产物（H2 、CO等）重新氧化。这种燃 烧已远离上止点，应尽量减少 。
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汽油机混合气的形成与燃烧汽车发动 机原理
（二）燃烧速度
•式中 ρt—未燃混合气密度；
•
II 明显燃烧期（2－3 Pmax）
II越短，越靠近上止点: → 经济性，动力性↑ → （Δp/Δφ）↑ （噪声、振动、排污）↑
Δφ=II＝f〔uT（火焰传播速度）〕 ＝f〔uT（层流火焰传播速度、
混合气紊流脉动速度）〕
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汽油机混合气的形成与燃烧汽车发动 机原理
III 后燃期（3－ ）
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汽油机混合气的形成与燃烧汽车发动 机原理
• 二、不正常燃烧
• 汽油机的不正常燃烧主要是爆燃和表面点火。
• 1、爆燃 • 汽油机发生爆燃时的外部特征是：气缸内发出特别 尖锐的金属敲击声，亦称之敲缸。轻微敲缸时，发动机 功率上升，油耗下降，但严重时，会产生冷却水过热， 功率下降，耗油率上升，对发动机极其有害。
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汽油机混合气的形成与燃烧汽车发动 机原理
• 1、各循环之间的燃烧差异 • 各循环之间的燃烧差异主
• • 要是燃烧的不稳定性，表现为
• 循环的压力波动。如图示出不• • 同循环的气缸压力变化情况。
从中可以看到变化较大，低负 荷时情况更严重。
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汽油机混合气的形成与燃烧汽车发动 机原理
• 指明显燃烧期以后的燃 烧，主要有火焰前锋后未及燃 烧的燃料再燃烧，贴附在缸壁 上未燃混合气层的部分燃烧以 及高温分解的燃烧产物（H2 、CO等）重新氧化。这种燃 烧已远离上止点，应尽量减少 。
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汽油机混合气的形成与燃烧汽车发动 机原理
（二）燃烧速度
•式中 ρt—未燃混合气密度；
•
II 明显燃烧期（2－3 Pmax）
II越短，越靠近上止点: → 经济性，动力性↑ → （Δp/Δφ）↑ （噪声、振动、排污）↑
Δφ=II＝f〔uT（火焰传播速度）〕 ＝f〔uT（层流火焰传播速度、
混合气紊流脉动速度）〕
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汽油机混合气的形成与燃烧汽车发动 机原理
III 后燃期（3－ ）
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汽油机混合气的形成与燃烧汽车发动 机原理
• 二、不正常燃烧
• 汽油机的不正常燃烧主要是爆燃和表面点火。
• 1、爆燃 • 汽油机发生爆燃时的外部特征是：气缸内发出特别 尖锐的金属敲击声，亦称之敲缸。轻微敲缸时，发动机 功率上升，油耗下降，但严重时，会产生冷却水过热， 功率下降，耗油率上升，对发动机极其有害。
第四章 汽油机混合气的形成与燃烧1
组织气流运动的目的是为 组织气流运动的目的是为 了加速火焰传播，防止爆 了促进燃油与空气更好地 燃 混合
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第一节 汽油机混合气的形成
一 混合气形成过程（电喷发动机）
1 节气门开度一定, n ，喉口流速升高 压力P降低 雾化效果好 2 节气门开度，n 喉口真空度高 蒸发性好
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二 汽油喷射
正常燃烧：有明显的火焰前锋，且逐层向外传播， 直至燃烧完毕。 爆燃：火焰前锋未到，末端未燃混合气受到强烈的压 缩和热幅射，温度达到其自燃温度而着火燃烧，形成 一个或多个新的火焰中心，产生新的火焰传播，以远 大于正常燃烧火焰前锋面推进的速度向周围传播。
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轻微爆燃：火焰传播速度= 100 ~ 300 [ m/s ] 强烈爆燃：火焰传播速度= 800 ~ 2000 [ m/s ] 爆燃使终端混合气迅速燃烧完毕。由于爆燃使 局部压力突然增加, 而形成强烈的压力冲击波， 冲击波撞击到燃烧室壁面上就会发生金属敲击 声，强烈时会引起发动机振动。 若自燃区占整个燃烧室容积的5%, 则为强烈爆 燃。
表面点火时刻是不可控制的，多 发生在ε=9以上的强化汽油机上。
炽 热 表 面
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两种形式的表面点火 1 后火 火花塞跳火之后出现表面点火，并且形成的火焰 前锋仍以正常的火焰传播速度向未燃气体推进，称 为后火。 出现这种现象时，可在发动机断火后发现，发动 机仍像有电火花一样，继续运转，直到炽热点温度 下降到不能点燃混合气为止，发动机才停转。
第七章 汽油机混合气的形成与燃烧
dm vL FL m dt
火焰前锋面积
未燃混合 气密度
2.湍流火焰燃烧速率
湍流是指由流体质点组成的微元气体所进行的无 规则的脉动运动。这些由气体质点所组成的小气团大 小不一，流动的速度、方向也不相同，但宏观流动方 向则是一致的。这种湍流运动使火焰前锋表面出现皱 折，强湍流运动使火焰前锋面严重扭曲，甚至分隔成 许多燃烧中心，导致火焰前锋燃烧区的厚度增加。湍 流运动使火焰前锋表面积明显增大，火焰传播速度加 快。
3、补燃期 从最高压力点开始到燃料基本燃烧为止 称为补燃期。
补燃期中，混合气燃烧速度开始降低，加上活 塞向下止点加速移动，使气缸中压力从点3开始下降， 在后燃期中主要是湍 流火焰前锋后面没有完全 燃烧掉的燃料，以及附在 气缸壁面上的混合气层继 续燃烧。 为了保证高的循环热 效率和循环功，应使补燃 期尽可能短。
一、正常燃烧过程： 汽油机正常燃烧过程是由定时的火花 点火开始，且火焰前锋以一定的正常速度 传遍整个燃烧室的过程。
(一)正常燃烧过程进行情况
•将燃烧过程分为三个阶段：着火落后期、明 显燃烧期和补燃期。
1、着火落后期
从火花塞点火到火焰 核心形成的阶段。 为了提高效率，希望 尽量缩短着火落后期。为 了发动机运转稳定，希望 着火落后期保持稳定。
这种循环间的燃烧变动使汽油机空燃比和 点火提前角调整对每一循环都不可能处于最佳 状态，因而油耗上升，功率下降，不正常燃烧
汽油机正常燃烧过程 教学PPT课件
利用燃烧室几何形状及其与火花塞位置 的配合，可以改变不同时期火焰前锋扫过 的面积，以调整燃烧速度。
3. 可燃混合气的密度
增大未燃混合气的密度，可以提高燃烧 速度。因此，增大压缩比和进气压力等， 均可加大燃烧速度。
二、汽油机不规则燃烧
定义：是指在正常运转情况下，内燃机 各循环之间的燃烧差异和各缸之间的燃 烧差异。 1．各循环之间的燃烧差异 2．各缸间的燃烧差异
着火延迟期的长短，与燃料本身的分子结 构和物理化学性质、过量空气系数
（ =0．8～0．9时最短)、开始点火时
气缸内温度和压力(取决于压缩比)、残余 废气量、气缸内混合气的运动、火花能量 大小等因素有关。汽油机燃烧过程中，着 火延迟期的影响不如柴油机大。
Ⅱ．明显燃烧期（急燃期） ．
从火焰中心形成到气缸内出现最高压力 为止这段时间，称为明显燃烧期，见图5— 7中第Ⅱ阶段。
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。
3. 可燃混合气的密度
增大未燃混合气的密度，可以提高燃烧 速度。因此，增大压缩比和进气压力等， 均可加大燃烧速度。
二、汽油机不规则燃烧
定义：是指在正常运转情况下，内燃机 各循环之间的燃烧差异和各缸之间的燃 烧差异。 1．各循环之间的燃烧差异 2．各缸间的燃烧差异
着火延迟期的长短，与燃料本身的分子结 构和物理化学性质、过量空气系数
（ =0．8～0．9时最短)、开始点火时
气缸内温度和压力(取决于压缩比)、残余 废气量、气缸内混合气的运动、火花能量 大小等因素有关。汽油机燃烧过程中，着 火延迟期的影响不如柴油机大。
Ⅱ．明显燃烧期（急燃期） ．
从火焰中心形成到气缸内出现最高压力 为止这段时间，称为明显燃烧期，见图5— 7中第Ⅱ阶段。
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。
汽油机燃烧过程
（三）危害
1、机件过载 冲击负荷大，机件的机械负荷增加，使机件变形损坏。噪声增大。 2、机件烧损 汽油机燃烧终了的温度为2000~2500℃，由于冷却水和气体附面层 的作用，活塞顶、燃烧室壁和缸壁的温度保持在200~300 ℃。爆燃 冲击波破坏燃烧室内附面层和局部高温，使活塞头和气门等烧损， 同时会引起发动机过热。 3、润滑变差 发动机过热，使润滑效果变差，使磨损加剧。 4、积碳增多 高温裂解产生的碳粒形成积炭， 5、Me下降、ge上升 另外，高温裂解使燃烧产物分解为CO、H2、O2、NO及游离碳增 多，排气冒烟严重。 CO、H2、O2等膨胀过程中重新燃烧，使排 温增高。
过量空气系数在0.85~0.95时，自燃温度低，着火延迟期 短，爆燃最严重；BTDC大，易爆燃；缸内积碳使热阻加大， 壁面温度升高，实际压缩比增加，爆燃加重。—影响混合 气的温度和压力
3、结构因素 燃烧室结构能使压缩终了气体紊流速 度提高，火焰传播速度加快，能避免爆燃； 火花塞的位臵和数目使火焰行程缩短，可 减少爆燃；使末端气体接触的燃烧室壁强 冷却，可减少爆燃；采用小直径的气缸， 不易爆燃。
1）特点： A.火花放电时两极电压达10～15KV，局部温度3000K，加快了混合气 的氧化反应速度。 B.此阶段缸内压力无明显升高。 2）影响滞燃期时间长短的因素： ①燃料本身的分子结构和物理化学性质。着火温度和热稳定性 越低，着火延迟期越短。 ②混合气成分。混合过量空气系数=0.8~0.9着火延迟期最短。 ③火花塞跳火时缸内压力及温度高，着火延迟期缩短。 ④电火花强度大，着火延迟时间将减小。另外，与残余废气量、 缸内混合气的运动等因素有关。
5单元-汽油机混合气的形成和燃烧
中间因素： 燃烧速率（密度、T、P、紊流强度等） 燃烧始点（点火提前角、T、P、混合气浓度等等、辛烷值）
使用因素（初始边界）： 混合气浓度、点火提前角、转速、负荷、环境参数。
1、混合气浓度
当α＝0.8~0.9时，UT、Pz、Tz、 压力升高率、 Pe均达最高值，且 爆燃倾向增加。
当α ＝l.03~1.1时，燃烧完全， UT较快，be最低。最高温度+富 裕空气－>NOx排放增加。
（3）影响爆震燃烧的因素是：
A.负荷增加
B.点火提前角增加 爆
C.压缩比增加
震
运 转
D.冷却水温度增加
燃 烧
因 E.进气温度增加 倾
素 F.进气压力增加
向 增
G.转速降低
加
H.燃料辛烷值降低
气缸直径缩小
爆
震
结 构 因 素
缸盖、活塞的材料 燃 由铸铁改为铝合金 烧
火花塞位置
倾
距排气门近
向
下
燃烧室结构
1）当α=0.8～0.9时循环燃烧变动最小； 2）在中等负荷以上变动较小； 3）加强紊流有助于减少变动，因此转速增加，一 般变动减小； 4）加大点火能量，采用多点点火，情况可有所改 善； 5）点火时刻和点火位置对燃烧变动很敏感。
PS：混合气着的越好，越快，循环变动越小。
（2）各缸之间的燃烧差异
使用因素（初始边界）： 混合气浓度、点火提前角、转速、负荷、环境参数。
1、混合气浓度
当α＝0.8~0.9时，UT、Pz、Tz、 压力升高率、 Pe均达最高值，且 爆燃倾向增加。
当α ＝l.03~1.1时，燃烧完全， UT较快，be最低。最高温度+富 裕空气－>NOx排放增加。
（3）影响爆震燃烧的因素是：
A.负荷增加
B.点火提前角增加 爆
C.压缩比增加
震
运 转
D.冷却水温度增加
燃 烧
因 E.进气温度增加 倾
素 F.进气压力增加
向 增
G.转速降低
加
H.燃料辛烷值降低
气缸直径缩小
爆
震
结 构 因 素
缸盖、活塞的材料 燃 由铸铁改为铝合金 烧
火花塞位置
倾
距排气门近
向
下
燃烧室结构
1）当α=0.8～0.9时循环燃烧变动最小； 2）在中等负荷以上变动较小； 3）加强紊流有助于减少变动，因此转速增加，一 般变动减小； 4）加大点火能量，采用多点点火，情况可有所改 善； 5）点火时刻和点火位置对燃烧变动很敏感。
PS：混合气着的越好，越快，循环变动越小。
（2）各缸之间的燃烧差异
第七章(汽油机的燃烧过程)
第七章 汽油机混合气的形成与燃烧
本章学习的目的和重点内容 1.汽油机混合气形成方式 汽油机混合气形成方式 2.燃烧过程的作用及其重要性 燃烧过程的作用及其重要性 3.汽油机燃烧过程各阶段的划分 汽油机燃烧过程各阶段的划分 4.影响汽油机燃烧过程各阶段的因素 影响汽油机燃烧过程各阶段的因素
汽油机混合气的形成方式？ 汽油机混合气的形成方式？ 第一类是利用化油器在气缸外部形成均匀可燃混合气。 第一类是利用化油器在气缸外部形成均匀可燃混合气。 靠控制节气门开度调节混合气数量。 靠控制节气门开度调节混合气数量。
汽油机的燃烧循环变动
产生燃烧循环变动的原因
＊气缸内气体运动状况
＊每循环气缸内的混合气成分
总之，气流速度（平均参数和湍流参数）的变动， 总之，气流速度（平均参数和湍流参数）的变动，空燃 比的变动以及空气、燃料和废气混合情况的变动， 比的变动以及空气、燃料和废气混合情况的变动，是造 成燃烧循环变动的主要原因。 成燃烧循环变动的主要原因。
一般用符号Øa来表示
思考
Øa =1、 Øa <1、 Øa >1分别代表什么含义？ 分别代表什么含义？ 、 、 分别代表什么含义
可燃混合气的成分对发动机的影响
汽油机的燃烧过程
• 一、正常燃烧过程 • 定义：在燃烧过程中，火焰核心以一 定速率连续传遍整个燃烧室，且传播 速率、火焰前锋的形状均没有剧烈的 变化，称为正常燃烧。
本章学习的目的和重点内容 1.汽油机混合气形成方式 汽油机混合气形成方式 2.燃烧过程的作用及其重要性 燃烧过程的作用及其重要性 3.汽油机燃烧过程各阶段的划分 汽油机燃烧过程各阶段的划分 4.影响汽油机燃烧过程各阶段的因素 影响汽油机燃烧过程各阶段的因素
汽油机混合气的形成方式？ 汽油机混合气的形成方式？ 第一类是利用化油器在气缸外部形成均匀可燃混合气。 第一类是利用化油器在气缸外部形成均匀可燃混合气。 靠控制节气门开度调节混合气数量。 靠控制节气门开度调节混合气数量。
汽油机的燃烧循环变动
产生燃烧循环变动的原因
＊气缸内气体运动状况
＊每循环气缸内的混合气成分
总之，气流速度（平均参数和湍流参数）的变动， 总之，气流速度（平均参数和湍流参数）的变动，空燃 比的变动以及空气、燃料和废气混合情况的变动， 比的变动以及空气、燃料和废气混合情况的变动，是造 成燃烧循环变动的主要原因。 成燃烧循环变动的主要原因。
一般用符号Øa来表示
思考
Øa =1、 Øa <1、 Øa >1分别代表什么含义？ 分别代表什么含义？ 、 、 分别代表什么含义
可燃混合气的成分对发动机的影响
汽油机的燃烧过程
• 一、正常燃烧过程 • 定义：在燃烧过程中，火焰核心以一 定速率连续传遍整个燃烧室，且传播 速率、火焰前锋的形状均没有剧烈的 变化，称为正常燃烧。
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
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
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
缩、做功、排气四个冲程组成。
二、在一个工作循环中，活塞往复运动两
次，曲轴转动两周，对外做功一次。
三、汽油机中的能量转化过程：
压缩冲程中，机械能转化为内能。
做功冲程中，内能转化为机械能。
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：
汽油机机燃烧过程
Ⅰ-滞燃期 Ⅱ-显燃期 Ⅲ-补燃期
汽油机燃烧的三个阶段
2、明显燃烧期（急燃期）
② 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。 ③ 火焰前锋向前推进的法向移动 速度，称为火焰传播速度。火 焰 传 播 速 度 ： 车 用 一 般 30— 60m/s
汽油机的异常燃烧
炽热面形成：
1、容易形成炽热表面的部位有排气门头部、火花塞裙部（可高达 800~900°C）、燃烧室内壁突出部位等。 2、燃烧室壁面积碳的导热性差难以冷却，易形成炽热表面。
汽油机的异常燃烧
防止表面点
火的措施
清除燃烧室
表面凸起物
清除燃烧室
表面的积碳
保证冷却系
的正常工作
使用抗爆性
好的汽油
汽油机燃烧的三个阶段
明显燃烧期（急燃期）的特点：
I. 混合气约80—90%在此期间燃烧完毕，温度、压力迅速升高，最高压 力在上止点后12℃A-15℃A（循环功最多）一般占20—30ºCA。缸内 最高压力点与最高温度点重合。 II. 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。 绝大部分燃料在这一阶段燃烧，活塞又靠近上止点，所以气缸压力急剧 上升。用平均压力上升速度来表示：[MPa/（°）] p2、p3——第二阶段起点和终点的压力（MPa） p p p
内燃机ppt课件
2. 活塞式内燃机的工作原理 汽油、柴油等燃料与空气混合， 如果遇到火花或遇到高温达到着火点，就会发生燃烧。 在活塞式内燃机里，这样的燃烧是在汽缸内进行的。汽 缸内的每次燃烧，都会生成高温高压的燃气，推动活塞 做功，而活塞通过连杆、曲轴与飞轮相连，从而使活塞 的移动带动飞轮转动。
感悟新知
知1－讲
3. 活塞式内燃机的种类 常见的活塞式内燃机有汽油机和柴 油机两种，以汽油为燃料的是汽油机，以柴油为燃料的 是柴油机。
感悟新知
知识点 2 汽油机
知2－讲
1. 主要结构 进气门、排气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、 曲轴、飞轮等。
感悟新知
2. 四冲程汽油机的工作过程 (工作示意图见图1)
知2－讲
感悟新知
知2－讲
冲程名称 进气门 排气门 活塞的运动
能的转化
吸气冲程 开
闭
向下
压缩冲程 闭
闭
向上 机械能转化为内能
做功冲程 闭
感悟新知
知识拓展
知1－讲
内燃机的类型很多，按照以下的基本特征可将内燃机分为
各种类型：
(1)按照结构特点可分为：筒形活塞式内燃机、十字头活塞
ຫໍສະໝຸດ Baidu
式内燃机。
(2)按照汽缸数可分为：单缸机、多缸机。
(3)按照所使用的燃料可分为：汽油机、柴油机和煤气机等。
(4)按照点火方式可分为：点燃式内燃机、压燃式内燃机。
感悟新知
知1－讲
3. 活塞式内燃机的种类 常见的活塞式内燃机有汽油机和柴 油机两种，以汽油为燃料的是汽油机，以柴油为燃料的 是柴油机。
感悟新知
知识点 2 汽油机
知2－讲
1. 主要结构 进气门、排气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、 曲轴、飞轮等。
感悟新知
2. 四冲程汽油机的工作过程 (工作示意图见图1)
知2－讲
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知2－讲
冲程名称 进气门 排气门 活塞的运动
能的转化
吸气冲程 开
闭
向下
压缩冲程 闭
闭
向上 机械能转化为内能
做功冲程 闭
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知识拓展
知1－讲
内燃机的类型很多，按照以下的基本特征可将内燃机分为
各种类型：
(1)按照结构特点可分为：筒形活塞式内燃机、十字头活塞
ຫໍສະໝຸດ Baidu
式内燃机。
(2)按照汽缸数可分为：单缸机、多缸机。
(3)按照所使用的燃料可分为：汽油机、柴油机和煤气机等。
(4)按照点火方式可分为：点燃式内燃机、压燃式内燃机。
《汽油机的燃烧过程》课件
过高或过低，影响汽油的燃烧过程。
CHAPTER 05
汽油机燃烧的优化策略
提高压缩比
总结词
提高压缩比可以增加汽油机的热效率和功率输出。
详细描述
通过提高压缩比，汽油机在压缩冲程中可以吸入更多的空气并进行更有效的压缩，从而 提高混合气的温度和压力，促进更完全的燃烧。这不仅可以提高汽油机的热效率，还可
以增加功率输出和燃油经济性。
使用催化转化器与颗粒捕集器
总结词
使用催化转化器和颗粒捕集器可以有效降低汽油机排 放的污染物，保护环境并满足日益严格的排放法规。
详细描述
催化转化器是一种利用催化剂将排放中的有害物质转化 为无害或低害物质的技术。通过在催化转化器中使用适 当的催化剂，可以促进有害物质的氧化还原反应，将其 转化为二氧化碳、水蒸气等无害物质。颗粒捕集器则是 用来捕集排放中的颗粒物，如炭黑和烟尘等。通过在颗 粒捕集器中设置过滤器或吸附剂，可以有效捕集颗粒物 并降低其排放。使用催化转化器和颗粒捕集器可以显著 降低汽油机对环境的影响，并满足日益严格的排放法规 要求。
汽油机燃烧的阶段
01
02
03
预混合燃烧
在火花塞点燃之前，部分 燃料与空气混合形成可燃 混合气。
火焰传播
火花塞点燃混合气后，火 焰迅速传播到整个燃烧室 ，使混合气完全燃烧。
燃烧后阶段
燃烧结束后，燃烧产物（ 二氧化碳和水蒸气）被排 出燃烧室。
CHAPTER 05
汽油机燃烧的优化策略
提高压缩比
总结词
提高压缩比可以增加汽油机的热效率和功率输出。
详细描述
通过提高压缩比，汽油机在压缩冲程中可以吸入更多的空气并进行更有效的压缩，从而 提高混合气的温度和压力，促进更完全的燃烧。这不仅可以提高汽油机的热效率，还可
以增加功率输出和燃油经济性。
使用催化转化器与颗粒捕集器
总结词
使用催化转化器和颗粒捕集器可以有效降低汽油机排 放的污染物，保护环境并满足日益严格的排放法规。
详细描述
催化转化器是一种利用催化剂将排放中的有害物质转化 为无害或低害物质的技术。通过在催化转化器中使用适 当的催化剂，可以促进有害物质的氧化还原反应，将其 转化为二氧化碳、水蒸气等无害物质。颗粒捕集器则是 用来捕集排放中的颗粒物，如炭黑和烟尘等。通过在颗 粒捕集器中设置过滤器或吸附剂，可以有效捕集颗粒物 并降低其排放。使用催化转化器和颗粒捕集器可以显著 降低汽油机对环境的影响，并满足日益严格的排放法规 要求。
汽油机燃烧的阶段
01
02
03
预混合燃烧
在火花塞点燃之前，部分 燃料与空气混合形成可燃 混合气。
火焰传播
火花塞点燃混合气后，火 焰迅速传播到整个燃烧室 ，使混合气完全燃烧。
燃烧后阶段
燃烧结束后，燃烧产物（ 二氧化碳和水蒸气）被排 出燃烧室。
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➢不正常燃烧
2.表面点火
1）现象：
在火花塞点燃式汽油机中，凡是不依靠火花 塞点火，而是由燃烧室内炽热表面（排气门头部、 火花塞绝缘体和电极、燃烧室表面炽热的沉积物） 点燃混合气而引起的不正常燃烧的现象。
表面点火
后火 早火
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➢不正常燃烧
2.表面点火
3）与爆燃的区别： ＊被炽热表面点燃，无压力波产生，而爆燃时为 自燃，有压力波产生。 ＊沉闷的敲缸声（主要是由活塞、连杆、曲轴等 运动件受到冲击负荷产生振动而造成的。）
临界温度、压力而自然，形成新的火焰中心，火焰传播速度 加大，使得缸内局部压力、温度急剧升高，压力来不及平衡。 形成冲击波（激波）。冲击波反复撞击缸壁，发出尖锐的敲 缸声。
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16
➢不正常燃烧
1.爆燃
3）减轻爆燃的措施： ＊降低水温和进气温度 ＊降低末端混合气的温度 ＊降低压缩比 ＊推迟点火 ＊增多残余废气
第七章 汽油机混合气的形成与燃烧
➢本章学习的目的和重点内容
源自文库
1.汽油机混合气形成方式
2.燃烧过程的作用及其重要性
3.汽油机燃烧过程各阶段的划分
4.影响汽油机燃烧过程各阶段的因素
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1
➢汽油机混合气的形成方式？
第一类是利用化油器在气缸外部形成均匀可燃混合气。 靠控制节气门开度调节混合气数量。
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5.挥发损失大（汽油的挥发性好）
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2
另一类是利用喷油器向进气管、进气歧管或气缸内喷 射汽油形成混合气。
喷油器 1—燃油滤网2—电接线3—电磁线圈
4—弹簧5—衔铁6—针阀7—轴针
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3
➢可燃混合气的成分对发动机的影响
概念：过量空气系数
过量空气 完 燃 烧 系 全 1烧 k数 1 燃 燃 gk燃 所 g 料料 实 供 所 给 际 论 需 给料 的 的 量 所 理 空需 气质
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19
➢不正常燃烧
2.表面点火
2）影响表面点火的因素及预防措施： ＊凡是能使缸内T、P降低的因素，都可预防 热表面点火 ＊选用低沸点汽油和含胶质少的机油 ＊在燃料中加抑制表面点火的添加剂 ＊适当降低压缩比 ＊选用合格的火花塞、排气门
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20
➢汽油机的燃烧循环变动
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21
产生燃烧循环变动的原因
一般用符号Øa来表示
思考
Øa =1、 Øa <1、 Øa >1分别代表什么含义？
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4
➢可燃混合气的成分对发动机的影响
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5
➢正常燃烧
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6
燃烧速度
火焰传播速度
dm dt
vLFLm
未燃混合 气密度
火焰前锋面积
火焰传播方式可分为层流火焰传播和湍流火焰传播。
层流火焰燃烧速度
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早火
13
➢正常燃烧
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14
➢不正常燃烧
1.爆燃
1）现象： ＊缸内出现尖锐的金属敲击声 ＊油膜被破坏，机件磨损加剧 ＊燃烧室、冷却系统过热，排 温增加 ＊有效功率下降、有效燃油消 耗率升高 ＊压力线出现爆震波
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➢不正常燃烧
1.爆燃
2）产生的原因： 在火焰前锋到达之前，末端混合气的温度、压力超过其
7
湍流火焰燃烧速度
湍
湍流较弱
流
火
焰
湍流强烈
火焰传播速度
dm dt
vT
FT
m
未燃混合 气密度
火焰前锋精选面PP积T
8
汽油机的燃烧过程
＊各阶段的划分 ＊各阶段的特点 ＊影响各阶段的因素
Ⅰ—滞燃期 Ⅱ—急燃期 Ⅲ—后燃期
—点火提前角
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思 考 点3到达时刻对发动机的影响？
9
➢影响汽油机燃烧过程各阶段的因素
火焰前锋过后未来得及燃烧的燃料 贴附在缸壁上未燃混合气层这部分燃料 汽油机燃烧产物CO2和H2O分解现象
注意：后燃期内，由于燃烧已远离上止点，燃烧条件差，燃烧 放热量得不到充分利用，排气温度高，故希望后燃期越短越好
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12
汽油机的燃烧过程
正常燃烧
汽油机 的燃烧 过程
爆燃
不正常燃烧
后火
表面点火
1.影响滞燃期的长短的因素有：
＊开始点火时气缸内气体的压力、温度（ε） ＊过量空气系数Øa ＊残余废气量 ＊气缸内混合气的气体流动 ＊火花能量
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2.影响急燃期的因素有：
火焰传播速度 火花塞位置 燃烧室型式 点火提前角
概念：压力升高率
p p3 p2
3 2
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3.影响后燃期的因素有：
＊气缸内气体运动状况
＊每循环气缸内的混合气成分
总之，气流速度（平均参数和湍流参数）的变动，空燃 比的变动以及空气、燃料和废气混合情况的变动，是造 成燃烧循环变动的主要原因。
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降低燃烧循环变动的措施
多点点火 组织进气涡流 提高发动机转速 采用化学计量空燃比 采用燃油电控喷射技术 采用快燃、速燃燃烧技术 加大点火能量
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➢汽油机燃烧过程与柴油机燃烧过程的区别
1.属于预混合燃烧，具有定容燃烧的形式。燃烧持续期 约为25~40℃A（柴油机约为50~70℃A）
2.压缩比小，一般为7~9（柴油机约为12~22）。热效率 低，排温高。
3.最高燃烧温度高（接近定容燃烧）。
4.易燃烧不完全（过量空气系数小）。CO、HC、NOx 排放高。