汽车理论之柴油机混合气的形成和燃烧.pptx
合集下载
汽车发动机原理柴油机混合气形成与燃烧课件
柴油机与汽油机的比 较
燃料不同
汽油机使用汽油作为燃料，而柴油机使用柴油作 为燃料。
燃烧方式不同
汽油机采用点燃式燃烧方式，而柴油机采用压燃 式燃烧方式。
应用范围不同
汽油机主要用于小型车辆和家用轿车等领域，而 柴油机则主要用于大型车辆和重型机械等领域。
02
柴油机混合气形成原理
混合气的概念与形成过程
混合气的概念
混合气是指柴油机燃烧室内，空气与燃油进行均匀混合所形 成的可燃气体。
混合气的形成过程
在柴油机进气过程中，空气通过进气门进入气缸，同时喷油 器在压缩行程中将柴油喷入气缸，燃油在高温高压空气中蒸 发扩散，并与空气混合形成混合气。
燃油喷射过程与特点
燃油喷射过程
在柴油机压缩行程后期，喷油器 定时定量地将柴油喷入气缸，油 雾与空气混合形成可燃混合气。
表面处理优化
对燃烧室表面进行耐磨、耐腐蚀处理，如镀铬、喷涂耐高温材料等， 以提高燃烧室的使用寿命和稳定性。
温度控制优化
采用高效燃烧室温度控制技术，如冷却水套、热防护等，防止燃烧室 过热或局部高温，提高燃烧室的热效率和使用安全性。
提高燃油喷射与混合气形成效率的方法
多阶段燃油喷射 根据发动机的转速和负荷，采用多阶段燃油喷射技术，实 现燃油的分层喷射和分段燃烧，提高燃油利用率和动力输 出。
汽车发动机原理柴油 机混合气形成与燃烧 课件
01
汽车发动机概述
汽车发动机的类型与特点
汽油机
以汽油为燃料，通过点燃式方式进行 燃烧，具有轻便、低噪音、低油耗等 优点，但同时也存在排放污染较高的 问题。
柴油机
以柴油为燃料，通过压燃式方式进行 燃烧，具有高效率、低油耗、低排放 等优点，但同时也存在噪音较大、制 造成本较高等问题。
汽车发动机原理 教学课件 ppt 作者 阎春利 6柴油机的混合气形成与燃烧
1.混合气形成特点
柴油机混合气的形成时间极短，直接喷 入气缸的燃油难与空气良好混合，形成 的混合气不均匀。
喷油与燃烧重叠，存在边燃烧、边喷油、 边混合的情况，因此，混合气形成过程 很复杂。
柴油机混合气形成品质与燃烧室结构和 气缸中的空气运动关系密切。
2．混合气形成方式
(1)空间雾化混合 定义：将燃油喷向燃烧室空间，形 成雾化油滴，并从高温空气中吸热 蒸发、扩散，与空气形成混合气。 要求：喷雾细碎，喷注射程和形状 与燃烧室相匹配；燃烧室内有一定 的空气运动。如图4—1所示。
四、燃油的雾化和油束特性
管向各缸的喷油器周期性地供给高压燃 油。
喷油器的作用：将喷油泵供给的高压燃
油喷入柴油机燃烧室内，使燃油雾化成 微小的油粒，并按一定的要求适当地分 布在燃烧室内。
一、燃油喷射
1、喷射过程：供油开始至喷油停止的过 程，约占15～35度曲轴转角。
分段：
喷油延迟阶段 主喷射阶段 滴漏阶段
喷油延迟阶段
造成二者区别的原因： I. ①燃油的可压缩性，使系统内产生压
力波的传播；高压油管的弹性变形引 起容积的变化； II. ②压力波的往复反射和叠加的作用。
三、不正常喷射现象和穴蚀
（l）二次喷射现象：既在喷射终了喷油器
针阀落座以后，在压力波动的影响下再次升起 喷油的现象。
危害：
①压力低雾化不良，燃烧不完全，碳 烟增多，易引起喷孔堵塞；
2．混合气形成方式
(2)油膜蒸发混合
定义：将大部分燃油喷涂到燃烧室壁 面上，形成一层油膜，油膜受热蒸发 气化，在燃烧室中强烈的涡流作用下， 燃油蒸气与空气形成较均匀的可燃混 合气。
车用柴油机在工作中，两种混合方式 兼而有之，只是以其中一种方式为主 要方式。
柴油机混合气形成与燃烧(二).课件
排放物种 类
柴油机排放的污染物主要包括一氧化 碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物 等。这些排放物对环境和人体健康有 害，需要进行控制和处理。
柴油机性能优化
燃油喷射系统的优化
燃油喷射压力提升
提高燃油喷射压力可以更充分地雾化柴油，促进混合气的形成， 提高燃烧效率。
喷射策略的优化
通过精确控制喷射时间、喷射量和喷射规律，实现更理想的混合气 分布和燃烧过程。
燃油与空气的混合
01
02
03
混合方式
柴油机中燃油与空气的混 合主要依靠燃油喷射和气 流的运动来实现。
气流运动
燃烧室内气体的运动对燃 油与空气的混合有重要影 响，通过合理组织气流运 动可以提高混合效果。
混合均匀度
燃油与空气的混合均匀程 度直接影响燃烧效果和发 动机性能，要求尽可能提 高混合均匀度。
混合气的质量控制
生物柴油
使用动植物油或废弃油脂制成的柴油替代品，具 有环保和可再生的优点。
氢气
通过在柴油机中引入氢气，降低有害气体排放， 改善燃烧效率。
天然气
使用压缩天然气作为燃料，减少污染物排放，降 低噪音。
柴油机的未来发展方向
智能化控制
利用先进的传感器和控制技术，实现柴油机的精准控制和优化。
高效能燃烧
研究更有效的燃烧方式，提高柴油机的热效率和功率输出。
预燃室设计
采用预燃室设计，将柴油在主燃室之前点燃，提高燃烧速度和燃烧效 率。
排放控制技 术
废气再循环（EGR）
01
通过将部分废气引入进气系统，降低燃烧室内的氧浓度，从而
减少氮氧化物的生成。
柴油机微粒捕集器（DPF）
02
通过捕集柴油机排放的微粒物，减少颗粒物的排放，保护环境。
柴油机排放的污染物主要包括一氧化 碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物 等。这些排放物对环境和人体健康有 害，需要进行控制和处理。
柴油机性能优化
燃油喷射系统的优化
燃油喷射压力提升
提高燃油喷射压力可以更充分地雾化柴油，促进混合气的形成， 提高燃烧效率。
喷射策略的优化
通过精确控制喷射时间、喷射量和喷射规律，实现更理想的混合气 分布和燃烧过程。
燃油与空气的混合
01
02
03
混合方式
柴油机中燃油与空气的混 合主要依靠燃油喷射和气 流的运动来实现。
气流运动
燃烧室内气体的运动对燃 油与空气的混合有重要影 响，通过合理组织气流运 动可以提高混合效果。
混合均匀度
燃油与空气的混合均匀程 度直接影响燃烧效果和发 动机性能，要求尽可能提 高混合均匀度。
混合气的质量控制
生物柴油
使用动植物油或废弃油脂制成的柴油替代品，具 有环保和可再生的优点。
氢气
通过在柴油机中引入氢气，降低有害气体排放， 改善燃烧效率。
天然气
使用压缩天然气作为燃料，减少污染物排放，降 低噪音。
柴油机的未来发展方向
智能化控制
利用先进的传感器和控制技术，实现柴油机的精准控制和优化。
高效能燃烧
研究更有效的燃烧方式，提高柴油机的热效率和功率输出。
预燃室设计
采用预燃室设计，将柴油在主燃室之前点燃，提高燃烧速度和燃烧效 率。
排放控制技 术
废气再循环（EGR）
01
通过将部分废气引入进气系统，降低燃烧室内的氧浓度，从而
减少氮氧化物的生成。
柴油机微粒捕集器（DPF）
02
通过捕集柴油机排放的微粒物，减少颗粒物的排放，保护环境。
第六章柴油机混合气形成与燃烧.ppt
第二十二页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第二十三页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第二十四页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第二十五页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第二十六页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第二十七页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第四十八页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第四十九页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第五十页，编辑于星期二：二十三点 四十七分。
第三十五页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第三十六页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第三十七页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第三十八页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第三十九页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第四十页，编辑于星期二：二十三点 四十七分。
第四十一页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第二十八页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第二十九页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第三十页，编辑于星期二：二十三点 四十七分。
第三十一页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第三十二页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第三十三页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第三十四页，编辑于星期二：二十三点 四十七 分。
第八页，编辑于星期二：二十三点 四十七分。
第九页，编辑于星期二：二十三点 四十七分。
第十页，编辑于星期二：二十三点 四十七分。
第十一页，编辑于星期二：二十三点 四十七分。
第十二页，编辑于星期二：二十三点 四十七分。
第十三页，编辑于星期二：二十三点 四十七分。
汽车发动机原理--柴油机的混合气形成及燃烧 ppt课件
S0影响— 顶隙S0减小，可使：
➢ 空气集中在燃烧室凹坑内，利 用率高；
➢ 燃油不要分散在S0内，此处混 合不好；
➢ S0内的燃烧受壁面淬冷，燃烧 慢，不完全。
因此，所有柴油机燃烧室都应
尽量减小S0
ppt课件
7
2、 深坑形燃烧室
形状影响：
➢ 实际中在A形与B形中间，可有多种方案， ➢ A燃烧室，有缩口形状，烟度及be明显改善； ➢ 随喷油推迟，A燃烧室的烟度及be优势更加明显 ➢ 气流运动，结合讲义图7－16分析原因
行混合燃烧
ppt课件
3
7.3.1 直喷式（DI）燃烧室
浅盘型
深坑型
ppt课件
球型
4
1、浅盘型燃烧室
➢ 特点：
“油找气”方式
燃烧室凹坑开口大、深度浅
（dk/D＝0.72~0.88; dk/h=5~7）
多孔油嘴（6～12孔）、高压喷射
无涡流或弱进气涡流
➢ 性能： 滞燃期内形成较多混合气， dp/dφ高，NOx、噪声高； 空气利用率差， φa ≥1.6； dp/dφ高，流动及散热损失小，be低，易起动。
形状：ω形、挤流口形、四角形。
➢ 性能：
空气利用率较高，最小φa ＝1.3；
随n提高而涡流强度提高，适于高速；
dp/dφ较浅盆形低，燃烧较柔和。
➢ 应用范围：
小缸径（ ≤ φ120mm） 高转速柴油机
（中、轻、轿车）
ppt课件
6
2、 深坑形燃烧室
➢燃室设计参数对性能的影响
通过改变dk/D 、 dk/h 、 Vk/Vc 、 S0 、 e1 、 e2 、燃室形状、喷雾贯穿 距离、涡流比等，可改变燃烧特性
油气相互运动，如ω燃烧室
柴油机可燃混合气的形成与燃烧室ppt课件
第二节 柴油机可燃混合气的形成与燃 烧室
一、可燃混合气的形成与燃烧 1、特点：混合气形成时间短，是汽油机 的1/20到1/10 2、气缸压力与曲轴转角的关系
3、可燃混合气形成和燃烧的四个阶段 1）、备燃期 2）、速燃期 3）、缓燃期 4）、后燃期
4、影响燃烧过程的因素，主要有： 燃料性质、压缩比、混合气的形成，燃 烧室结构、喷油规律与喷油提前角等
结构密切相关 车用柴油机燃烧室可分为两大类：直接
喷射式燃烧室和分隔式燃烧室
2、分隔式燃烧室
1）、分隔室式燃烧室由主、副两部分燃烧室 组成在气缸盖中的部分为副燃烧室
2）、常见的有涡流式燃烧室和预燃室式燃烧 室两种
3）、涡流式燃烧室 涡流室呈球形或圆柱形，喷油压力低 （12—14Mpa） 上半部分直接铸在气缸盖内，下部分用耐 热钢制成带有通道的镶块，镶入气缸盖内 优点：混合气形成好，对喷雾质量要求低 对转速变化不敏感，工作柔和，燃烧室 完全，排气污染小 缺点：散热面积大，热损失较多
5、为了改善混合气形成条件 1）、选用十六烷较稀 φa一般在1.15---2.2之间 4）、喷油压力要高，一般在10— 12Mpa以上 5）、在燃烧室内组织强烈的空气运动， 促进柴油和空气混合
二、燃烧室 可燃气的形成品质和燃烧性能与燃烧室
4）、预燃烧室式燃烧室 容积约为燃烧室总面积的25%--
45% 主、副燃烧室之间用一个或几个小孔相连
5）、分隔式燃烧室特点： 靠强烈的空气运动形成混合气，对喷油系统
要求不高，运转平稳，废气排放少，但油耗 大，起动性差，近来有被直喷式取代的趋势
一、可燃混合气的形成与燃烧 1、特点：混合气形成时间短，是汽油机 的1/20到1/10 2、气缸压力与曲轴转角的关系
3、可燃混合气形成和燃烧的四个阶段 1）、备燃期 2）、速燃期 3）、缓燃期 4）、后燃期
4、影响燃烧过程的因素，主要有： 燃料性质、压缩比、混合气的形成，燃 烧室结构、喷油规律与喷油提前角等
结构密切相关 车用柴油机燃烧室可分为两大类：直接
喷射式燃烧室和分隔式燃烧室
2、分隔式燃烧室
1）、分隔室式燃烧室由主、副两部分燃烧室 组成在气缸盖中的部分为副燃烧室
2）、常见的有涡流式燃烧室和预燃室式燃烧 室两种
3）、涡流式燃烧室 涡流室呈球形或圆柱形，喷油压力低 （12—14Mpa） 上半部分直接铸在气缸盖内，下部分用耐 热钢制成带有通道的镶块，镶入气缸盖内 优点：混合气形成好，对喷雾质量要求低 对转速变化不敏感，工作柔和，燃烧室 完全，排气污染小 缺点：散热面积大，热损失较多
5、为了改善混合气形成条件 1）、选用十六烷较稀 φa一般在1.15---2.2之间 4）、喷油压力要高，一般在10— 12Mpa以上 5）、在燃烧室内组织强烈的空气运动， 促进柴油和空气混合
二、燃烧室 可燃气的形成品质和燃烧性能与燃烧室
4）、预燃烧室式燃烧室 容积约为燃烧室总面积的25%--
45% 主、副燃烧室之间用一个或几个小孔相连
5）、分隔式燃烧室特点： 靠强烈的空气运动形成混合气，对喷油系统
要求不高，运转平稳，废气排放少，但油耗 大，起动性差，近来有被直喷式取代的趋势
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
背景知识： 1892年，德国工程师狄塞尔根据定压
热功循环原理，研制出压燃式柴油机。
6.1.1 柴油机混合气的形成特点和方式
1 、混合气形成特点： （1）缸内进行：在压缩行程接近终了时柴油由喷射
系统直接喷入燃烧室内。
（2）混合时间短：难以形成均匀的混合气，燃烧室 内的工质成分随时间和地点而变化。
（3）采用较大的过量空气系数：柴油本身粘度大， 蒸发性不好。
❖ 挤流强度主要由挤气面积和挤气间隙的大小决定。
涡流强度较进气涡流小，只起辅助作用。
6.2 柴油机燃烧过程及影响因素
6.2.1 柴油机燃烧过程
柴油机燃烧过程的特点： 一、高压喷油在汽缸内部形成可燃混合气。 二、 通过压缩使燃料自燃
柴油机燃烧方式--油滴扩散燃烧 柴油机是在压缩过程中活塞接近上止点
时,借助喷油设备将燃油在高压下成雾状喷入 燃烧室,以便与空气形成可燃混合气。
滞燃期：是控制燃烧过程的关键参数，影响发动机 的性能。包含了物理滞燃期和化学滞燃期。
着火前的物理化学过程： ❖ 物理过程—从开始喷油到形成可燃混合气为止，
涉及了燃料的喷射、雾化、分布于燃烧室中、吸 热、汽化、扩散、混合、升温等一系列过程。 ❖ 化学过程—燃料的重烃成分裂解为轻烃成分、与 氧气反应形成中间物；经冷焰、蓝焰和热诱导期 而着火过程。两过程相互重叠交叉进行。
（2）压缩涡流：
在涡流室式燃烧室中，气体在进气过程中并 不产生涡流，而在压缩过程中由主燃烧室经 连通道进入涡流室时，形成强烈的压缩涡流。 虽然这种产生涡流的方式不会使进气阻力增 大和进气充量下降，但形成压缩涡流时会伴 随着不同程度的能量损失，使循环热效率降 低。
2）挤流
❖ 在压缩过程后期，活塞表面的某一部分和气缸盖彼 此靠近时所产生的径向或横向气流运动称为挤压流 动，又称挤流。
（4）混合气在高温、高压下多点自燃着火燃烧，且 混合过程、着火过程和燃烧过程共存。
2、混合气形成过程 空间雾化混合 雾化 → 蒸发 → 扩散混合 油膜蒸发混合 蒸发 → 扩散混合 因此，油膜蒸发混合作用： 一是燃烧室的结构,二是燃料的喷雾，三是缸
内适当的空气运动。
（6）燃油粘度
2、空气运动对混合气形成的影响
涡流
进气涡流 压缩涡流
内燃机缸内 气体运动方式
滚流
挤流 湍流
1）涡流 包括进气涡流和压缩涡流 ⑴进气涡流：在气缸盖上采用特殊形状的进气 道,使空气进入气缸时,形成绕气缸轴线旋转 的有组织的气流运动。
❖ 产生进气涡流运动的方法有:切向进气道、 螺旋进气道、组合进气系统。
一、燃烧过程
柴油机燃烧过程非常复杂， 为了便于分析和揭示燃烧过 程的规律，通常将这一连续 的燃烧过程分为四个阶段.
A—喷油开始 着火延燃期
B—着火开始
速燃期
C—最大压力
缓燃期
D—最高温度
补燃期
E—燃料燃烧完毕
供油提前角：喷油泵 的出油阀开始升起到 活塞运行至上止点曲 轴转过的角度称为供 油提前角。
油束射程L(又称贯穿距离)：反映油束的穿透能力。
雾化质量：液滴的细度、均匀度
喷雾锥角β：反映油束的紧密程度。孔式喷嘴的 大，油
束松散，颗粒细小； 轴针式喷嘴的 小，油束紧缩，颗粒
较粗大。
油束的最大宽度B：反映油束的分布特性。
（3）影响油束的特性因素
A．喷油结构： 燃油的雾化质量主要由平均直径决定。平均直
喷油提前角：喷油器 开始喷油到活塞到达 上止点所对应的曲轴 转角为喷油提前角。
1、着火延迟期（滞燃期）
从A点到B点---自开始喷油到开 始着火的这一段时期。 在压缩终点,温度达到450800℃,大于柴油的自燃温度 （330-350℃）,但不会立即着 火,进行着火前的准备。
着火延迟期
一般着火延迟时间τi≈0.0007-0.003s，对应的曲轴转 角称为着火延迟角。
4 、两种混合方式的对比
空间雾化混合
油膜蒸发混合
大部分燃料喷射雾化
燃料在空气中是细小油滴 混合气是气液两相混合气
大部分燃料涂布到壁面上 燃料在壁面上形成油膜 混合气是气相混合气
滞燃期形成的可燃混合气数量 滞燃期形成的可燃混合气数
多
量少
工作粗暴
工作柔和
6.1.2 影响混合气形成的主要因素
影响混合气形成的主要因素: 燃料喷雾、气流运动、燃烧室结构
3、混合气形成的基本方式
1）空间雾化混合 ❖ 将燃油喷向燃烧室空间进行雾化，
通过燃油与空气间的相互运动和扩 散，在空间形成可燃混合气。相对 运动速度越高，混合气越均匀。
❖ 采用多孔喷嘴， 燃烧完全，经济 性好。初期空间分布燃料多，燃烧 迅速，工作粗暴。
2） 油膜蒸发混合 空间雾化混合是将燃料喷在燃烧室空间。
汽车发动机原理与汽车理论
第6章 柴油机混合气的形成和燃烧
❖ 6.1 柴油机混合气的形成 ❖ 6.1.1 柴油机混合气的形成特点和方式 ❖ 6.1.2 影响混合气形成的主要因素 ❖ 6.2 柴油机燃烧过程及影响因素 ❖ 6.2.1 柴油机燃烧过程 ❖ 6.2.2 影响燃烧过程的主要因素
6.1 柴油机混合气的形成
径的影响因素有： 喷射压力； 喷油嘴喷孔直径； 油束流速；空气压力与密度；燃油粘度。 B．喷油压力 C．缸内介质反压力
（4）喷油泵凸轮形状
（5）发动机转速转速升高，散热损失和活塞环的漏气损失减小，
压缩终点的温度、压力升高；转速升高也会使喷油压力升高，改善燃油的 雾化。因而以秒记的着火延迟期会缩短（以曲轴转角记的延迟期可能缩短、 可能延长）。
油膜蒸发型混合：将燃料喷在燃烧室壁 面上，使之成为薄薄的一层油膜，只有 一小部分燃料分布在燃烧室空间。经燃 烧室壁面和燃烧加热，边蒸发，边混合，
，
边燃烧。初期蒸发、燃烧慢，后期蒸发、 燃烧迅速 （先缓后急）。
采用单、双孔喷嘴，放热先缓后急 ,工作柔和，噪声 小，经济性较好，但冷起动困难。
目前多数车用柴油机仍以空间雾化混合为主。
1、燃料喷雾对混合气形成的影响: 燃油喷入燃烧室后被粉碎分散为细小微粒的 过程，称为燃油的喷雾或雾化。 将燃油喷射雾化，可以大大增加其表面积， 加速混合气形成。
（1）油束的形成
当燃油高速从喷孔喷出(喷出速度为l00一300m／s) 便形成如园锥形状的喷注，也称油束。
（2）衡量油束雾化质量的三个因素
热功循环原理，研制出压燃式柴油机。
6.1.1 柴油机混合气的形成特点和方式
1 、混合气形成特点： （1）缸内进行：在压缩行程接近终了时柴油由喷射
系统直接喷入燃烧室内。
（2）混合时间短：难以形成均匀的混合气，燃烧室 内的工质成分随时间和地点而变化。
（3）采用较大的过量空气系数：柴油本身粘度大， 蒸发性不好。
❖ 挤流强度主要由挤气面积和挤气间隙的大小决定。
涡流强度较进气涡流小，只起辅助作用。
6.2 柴油机燃烧过程及影响因素
6.2.1 柴油机燃烧过程
柴油机燃烧过程的特点： 一、高压喷油在汽缸内部形成可燃混合气。 二、 通过压缩使燃料自燃
柴油机燃烧方式--油滴扩散燃烧 柴油机是在压缩过程中活塞接近上止点
时,借助喷油设备将燃油在高压下成雾状喷入 燃烧室,以便与空气形成可燃混合气。
滞燃期：是控制燃烧过程的关键参数，影响发动机 的性能。包含了物理滞燃期和化学滞燃期。
着火前的物理化学过程： ❖ 物理过程—从开始喷油到形成可燃混合气为止，
涉及了燃料的喷射、雾化、分布于燃烧室中、吸 热、汽化、扩散、混合、升温等一系列过程。 ❖ 化学过程—燃料的重烃成分裂解为轻烃成分、与 氧气反应形成中间物；经冷焰、蓝焰和热诱导期 而着火过程。两过程相互重叠交叉进行。
（2）压缩涡流：
在涡流室式燃烧室中，气体在进气过程中并 不产生涡流，而在压缩过程中由主燃烧室经 连通道进入涡流室时，形成强烈的压缩涡流。 虽然这种产生涡流的方式不会使进气阻力增 大和进气充量下降，但形成压缩涡流时会伴 随着不同程度的能量损失，使循环热效率降 低。
2）挤流
❖ 在压缩过程后期，活塞表面的某一部分和气缸盖彼 此靠近时所产生的径向或横向气流运动称为挤压流 动，又称挤流。
（4）混合气在高温、高压下多点自燃着火燃烧，且 混合过程、着火过程和燃烧过程共存。
2、混合气形成过程 空间雾化混合 雾化 → 蒸发 → 扩散混合 油膜蒸发混合 蒸发 → 扩散混合 因此，油膜蒸发混合作用： 一是燃烧室的结构,二是燃料的喷雾，三是缸
内适当的空气运动。
（6）燃油粘度
2、空气运动对混合气形成的影响
涡流
进气涡流 压缩涡流
内燃机缸内 气体运动方式
滚流
挤流 湍流
1）涡流 包括进气涡流和压缩涡流 ⑴进气涡流：在气缸盖上采用特殊形状的进气 道,使空气进入气缸时,形成绕气缸轴线旋转 的有组织的气流运动。
❖ 产生进气涡流运动的方法有:切向进气道、 螺旋进气道、组合进气系统。
一、燃烧过程
柴油机燃烧过程非常复杂， 为了便于分析和揭示燃烧过 程的规律，通常将这一连续 的燃烧过程分为四个阶段.
A—喷油开始 着火延燃期
B—着火开始
速燃期
C—最大压力
缓燃期
D—最高温度
补燃期
E—燃料燃烧完毕
供油提前角：喷油泵 的出油阀开始升起到 活塞运行至上止点曲 轴转过的角度称为供 油提前角。
油束射程L(又称贯穿距离)：反映油束的穿透能力。
雾化质量：液滴的细度、均匀度
喷雾锥角β：反映油束的紧密程度。孔式喷嘴的 大，油
束松散，颗粒细小； 轴针式喷嘴的 小，油束紧缩，颗粒
较粗大。
油束的最大宽度B：反映油束的分布特性。
（3）影响油束的特性因素
A．喷油结构： 燃油的雾化质量主要由平均直径决定。平均直
喷油提前角：喷油器 开始喷油到活塞到达 上止点所对应的曲轴 转角为喷油提前角。
1、着火延迟期（滞燃期）
从A点到B点---自开始喷油到开 始着火的这一段时期。 在压缩终点,温度达到450800℃,大于柴油的自燃温度 （330-350℃）,但不会立即着 火,进行着火前的准备。
着火延迟期
一般着火延迟时间τi≈0.0007-0.003s，对应的曲轴转 角称为着火延迟角。
4 、两种混合方式的对比
空间雾化混合
油膜蒸发混合
大部分燃料喷射雾化
燃料在空气中是细小油滴 混合气是气液两相混合气
大部分燃料涂布到壁面上 燃料在壁面上形成油膜 混合气是气相混合气
滞燃期形成的可燃混合气数量 滞燃期形成的可燃混合气数
多
量少
工作粗暴
工作柔和
6.1.2 影响混合气形成的主要因素
影响混合气形成的主要因素: 燃料喷雾、气流运动、燃烧室结构
3、混合气形成的基本方式
1）空间雾化混合 ❖ 将燃油喷向燃烧室空间进行雾化，
通过燃油与空气间的相互运动和扩 散，在空间形成可燃混合气。相对 运动速度越高，混合气越均匀。
❖ 采用多孔喷嘴， 燃烧完全，经济 性好。初期空间分布燃料多，燃烧 迅速，工作粗暴。
2） 油膜蒸发混合 空间雾化混合是将燃料喷在燃烧室空间。
汽车发动机原理与汽车理论
第6章 柴油机混合气的形成和燃烧
❖ 6.1 柴油机混合气的形成 ❖ 6.1.1 柴油机混合气的形成特点和方式 ❖ 6.1.2 影响混合气形成的主要因素 ❖ 6.2 柴油机燃烧过程及影响因素 ❖ 6.2.1 柴油机燃烧过程 ❖ 6.2.2 影响燃烧过程的主要因素
6.1 柴油机混合气的形成
径的影响因素有： 喷射压力； 喷油嘴喷孔直径； 油束流速；空气压力与密度；燃油粘度。 B．喷油压力 C．缸内介质反压力
（4）喷油泵凸轮形状
（5）发动机转速转速升高，散热损失和活塞环的漏气损失减小，
压缩终点的温度、压力升高；转速升高也会使喷油压力升高，改善燃油的 雾化。因而以秒记的着火延迟期会缩短（以曲轴转角记的延迟期可能缩短、 可能延长）。
油膜蒸发型混合：将燃料喷在燃烧室壁 面上，使之成为薄薄的一层油膜，只有 一小部分燃料分布在燃烧室空间。经燃 烧室壁面和燃烧加热，边蒸发，边混合，
，
边燃烧。初期蒸发、燃烧慢，后期蒸发、 燃烧迅速 （先缓后急）。
采用单、双孔喷嘴，放热先缓后急 ,工作柔和，噪声 小，经济性较好，但冷起动困难。
目前多数车用柴油机仍以空间雾化混合为主。
1、燃料喷雾对混合气形成的影响: 燃油喷入燃烧室后被粉碎分散为细小微粒的 过程，称为燃油的喷雾或雾化。 将燃油喷射雾化，可以大大增加其表面积， 加速混合气形成。
（1）油束的形成
当燃油高速从喷孔喷出(喷出速度为l00一300m／s) 便形成如园锥形状的喷注，也称油束。
（2）衡量油束雾化质量的三个因素