影响汽油机燃烧过程的因素 教学PPT课件
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影响汽油机燃烧过程的因素
一、燃料的影响——使用性能 汽油的蒸发性 ① 蒸发性强——容易气化，混合，燃 烧速度快，燃烧完全。 ② 蒸发性过强—— 会使汽油在炎热的 夏季、高原山区使用时，出现供油 系气阻，甚至发生断油现象。
汽油的辛烷值高，就不容易发生爆燃燃烧。
二、混合气、最高压力、压力 升高比、功率均达最高值，且爆燃倾向加 大。
四、发动机转速
转速增加，气缸中紊流增强，火焰传播 速度加快。
压缩过程所用时间缩短，散热及漏气损 失减少，压缩终了工质的温度和压力较 高。
燃烧过程所占曲轴转角增大，以曲轴转 角计的着火延迟期增长。
发动机转速与爆燃
转速增加，爆燃倾向减小
转速的增加，火焰传播加快，燃烧过程占 用的时间缩短，未燃混合气受压缩和热幅 射作用减弱，不易自燃；
电控发动机有爆震传感器，可根据爆燃信 号，自动调整点火提前角，使爆燃限制在 很轻微的限度之内。
六、冷却水温度——80～90℃
冷却水温度过高
爆燃及热面点火倾向增加。同时，充 量减少，使发动机动力性、经济性下降。
冷却水温度过低
发动机热效率降低，功率下降，耗油 率增加；润滑油粘度增大，润滑效果变差， 摩擦损失及机件磨损加剧；气缸容易腐蚀 磨损；易形成积炭；排放污染增多。
曲线2的示功率图对应的点火提前角θig2过 小(点火过迟)。燃烧开始时，活塞已向下止 点移动相当距离，使混合气燃烧在较大容积 下进行，炽热的燃气与缸壁接触面积大，散 热损失增多。最高压力降低，且膨胀不充分， 使排气温度过高，发动机过热，功率下降， 耗油量增多。
曲线3的示功图对应的点火提前角 θig3比较适当。因而压力升高率不是过 高，最高压力出现在上止点后合适的角 度内。示功图3的面积最大，完成的循环 功最多，发动机的动力性、经济性最好。
转速增加，循环充量系数下降，残余废气 相对增多，终燃混合气温度较低，对未燃 部分的自燃起阻碍作用。
因此，若低速时爆燃，待转速提高后，爆 燃倾向可自行消失。
五、发动机负荷
负荷减小，需增大点火提前角。
发动机在高转速、低负荷时，应增大 点火提前角。
传统的真空和离心提前调节装置，只能随负荷和 转速两个影响因素的变化对点火提前角作近似控 制，不能实现点火提前角随多参数的变化的精确 控制。
如果压缩比超过10以上，热效率提高程度 减慢，机件的机械负荷过大，排放污染严 重。
改善：要求改善燃烧室的设计，并提高汽
油的辛烷值。
八、气缸直径
气缸直径增大，爆燃的倾向增加。 原因：
火焰传播距离长，从火焰中心形成到火 焰传播至末端混合气的时间增长；
直径加大，面容比减小，传给冷却水的 热量减少。
l.03-1.1时，燃烧完全，燃油消耗率最低。 温度最高、空气富裕，使NOx增加
<1时，燃烧不完全,CO增加 <0.8或>1.2时，燃烧不完全 ，温度降低，
经济性差，HC增加，工作不稳定
三、点火提前角
点火提前角大小对汽油机性能
有很大影响。当汽油机保持节气门
开度、转速及混合气浓度一定时，
汽油机功率和耗油率随点火提前角
通常汽油机直径在100mm以下。 适当布置火花塞位置，或采用多火花塞，
可以缩短火焰传播距离，减少爆燃倾向。
九、气缸盖、活塞材料及燃烧室积炭
铝合金比铸铁导热性好。气缸盖、活塞
采用铝合金材料，可使燃烧室表面温度降 低，热负荷明显减小，降低爆燃倾向。
积炭不易传热，温度较高，对混合气有加
热作用，并且积炭所占体积减小了燃烧室 容积，从而使压缩比有所提高。这些都使 爆燃倾向增加。积炭表面温度很高，易引 起热面点火。因此，使用中应注意及时清 除积炭。
过大过小的点火提前角都不好。只有选 择合适的点火提前角，才能得到合适的 最高压力及压力升高率，使最高压力出 现在上止点后12°～15°曲轴转角内， 保证发动机运转平稳、功率大、油耗低。
三、点火提前角
最佳点火提前角： 最高压力出现在上止点后12°～15°
曲轴转角内的点火提前角。使发动机运转 平稳、功率大、油耗低。 说明：使用中，随发动机工况的变化，最佳 点火提前角相应改变。因此，必须随使用情 况及时调整点火提前角。
七、压缩比
优点：
提高压缩比，可提高压缩行程终了工质 的温度、压力，加快火焰传播速度。
选择合适的点火提前角，可使燃烧在更 小的容积下进行，使燃烧终了的温度、 压力高。
燃气膨胀充分，热效率提高，发动机功 率、扭矩大，有效耗油率降低。
七、压缩比
缺点：
压缩比提高后，会增加未燃混合气自燃的 倾向，容易产生爆燃。
改变而变化的关系称为点火提前角
调整特性。
曲线1的示功图点火提前角为θig1。θig1 过大(点火过早)，使经过着火落后期后， 最高燃烧压力出现在压缩行程的上止点以 前。最高压力及压力升高率过大，活塞上 行消耗的压缩功增加，发动机容易过热， 有效功率下降，工作粗暴程度增加。同时 由于混合气的压力、温度过高，爆燃倾向 增加。
无分电器点火系统。点火提前角的设置和随工况 变化的自动调整，初级线圈的通断，都是由微处 理机控制的。可根据点火提前角随工况变化的规 律确定最佳点火时刻，实现精确控制。
发动机低转速、大负荷时易爆燃。其点火 提前角调整如下：
发动机怠速运转状态，突然将油门开至 最大，发动机自由加速，若能听到轻微 的爆燃声，则点火提前角调整合适。
一、燃料的影响——使用性能 汽油的蒸发性 ① 蒸发性强——容易气化，混合，燃 烧速度快，燃烧完全。 ② 蒸发性过强—— 会使汽油在炎热的 夏季、高原山区使用时，出现供油 系气阻，甚至发生断油现象。
汽油的辛烷值高，就不容易发生爆燃燃烧。
二、混合气、最高压力、压力 升高比、功率均达最高值，且爆燃倾向加 大。
四、发动机转速
转速增加，气缸中紊流增强，火焰传播 速度加快。
压缩过程所用时间缩短，散热及漏气损 失减少，压缩终了工质的温度和压力较 高。
燃烧过程所占曲轴转角增大，以曲轴转 角计的着火延迟期增长。
发动机转速与爆燃
转速增加，爆燃倾向减小
转速的增加，火焰传播加快，燃烧过程占 用的时间缩短，未燃混合气受压缩和热幅 射作用减弱，不易自燃；
电控发动机有爆震传感器，可根据爆燃信 号，自动调整点火提前角，使爆燃限制在 很轻微的限度之内。
六、冷却水温度——80～90℃
冷却水温度过高
爆燃及热面点火倾向增加。同时，充 量减少，使发动机动力性、经济性下降。
冷却水温度过低
发动机热效率降低，功率下降，耗油 率增加；润滑油粘度增大，润滑效果变差， 摩擦损失及机件磨损加剧；气缸容易腐蚀 磨损；易形成积炭；排放污染增多。
曲线2的示功率图对应的点火提前角θig2过 小(点火过迟)。燃烧开始时，活塞已向下止 点移动相当距离，使混合气燃烧在较大容积 下进行，炽热的燃气与缸壁接触面积大，散 热损失增多。最高压力降低，且膨胀不充分， 使排气温度过高，发动机过热，功率下降， 耗油量增多。
曲线3的示功图对应的点火提前角 θig3比较适当。因而压力升高率不是过 高，最高压力出现在上止点后合适的角 度内。示功图3的面积最大，完成的循环 功最多，发动机的动力性、经济性最好。
转速增加，循环充量系数下降，残余废气 相对增多，终燃混合气温度较低，对未燃 部分的自燃起阻碍作用。
因此，若低速时爆燃，待转速提高后，爆 燃倾向可自行消失。
五、发动机负荷
负荷减小，需增大点火提前角。
发动机在高转速、低负荷时，应增大 点火提前角。
传统的真空和离心提前调节装置，只能随负荷和 转速两个影响因素的变化对点火提前角作近似控 制，不能实现点火提前角随多参数的变化的精确 控制。
如果压缩比超过10以上，热效率提高程度 减慢，机件的机械负荷过大，排放污染严 重。
改善：要求改善燃烧室的设计，并提高汽
油的辛烷值。
八、气缸直径
气缸直径增大，爆燃的倾向增加。 原因：
火焰传播距离长，从火焰中心形成到火 焰传播至末端混合气的时间增长；
直径加大，面容比减小，传给冷却水的 热量减少。
l.03-1.1时，燃烧完全，燃油消耗率最低。 温度最高、空气富裕，使NOx增加
<1时，燃烧不完全,CO增加 <0.8或>1.2时，燃烧不完全 ，温度降低，
经济性差，HC增加，工作不稳定
三、点火提前角
点火提前角大小对汽油机性能
有很大影响。当汽油机保持节气门
开度、转速及混合气浓度一定时，
汽油机功率和耗油率随点火提前角
通常汽油机直径在100mm以下。 适当布置火花塞位置，或采用多火花塞，
可以缩短火焰传播距离，减少爆燃倾向。
九、气缸盖、活塞材料及燃烧室积炭
铝合金比铸铁导热性好。气缸盖、活塞
采用铝合金材料，可使燃烧室表面温度降 低，热负荷明显减小，降低爆燃倾向。
积炭不易传热，温度较高，对混合气有加
热作用，并且积炭所占体积减小了燃烧室 容积，从而使压缩比有所提高。这些都使 爆燃倾向增加。积炭表面温度很高，易引 起热面点火。因此，使用中应注意及时清 除积炭。
过大过小的点火提前角都不好。只有选 择合适的点火提前角，才能得到合适的 最高压力及压力升高率，使最高压力出 现在上止点后12°～15°曲轴转角内， 保证发动机运转平稳、功率大、油耗低。
三、点火提前角
最佳点火提前角： 最高压力出现在上止点后12°～15°
曲轴转角内的点火提前角。使发动机运转 平稳、功率大、油耗低。 说明：使用中，随发动机工况的变化，最佳 点火提前角相应改变。因此，必须随使用情 况及时调整点火提前角。
七、压缩比
优点：
提高压缩比，可提高压缩行程终了工质 的温度、压力，加快火焰传播速度。
选择合适的点火提前角，可使燃烧在更 小的容积下进行，使燃烧终了的温度、 压力高。
燃气膨胀充分，热效率提高，发动机功 率、扭矩大，有效耗油率降低。
七、压缩比
缺点：
压缩比提高后，会增加未燃混合气自燃的 倾向，容易产生爆燃。
改变而变化的关系称为点火提前角
调整特性。
曲线1的示功图点火提前角为θig1。θig1 过大(点火过早)，使经过着火落后期后， 最高燃烧压力出现在压缩行程的上止点以 前。最高压力及压力升高率过大，活塞上 行消耗的压缩功增加，发动机容易过热， 有效功率下降，工作粗暴程度增加。同时 由于混合气的压力、温度过高，爆燃倾向 增加。
无分电器点火系统。点火提前角的设置和随工况 变化的自动调整，初级线圈的通断，都是由微处 理机控制的。可根据点火提前角随工况变化的规 律确定最佳点火时刻，实现精确控制。
发动机低转速、大负荷时易爆燃。其点火 提前角调整如下：
发动机怠速运转状态，突然将油门开至 最大，发动机自由加速，若能听到轻微 的爆燃声，则点火提前角调整合适。