第五章柴油机燃油系统
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第五章 柴油机燃油供给系统
5.1.3 柴油机可燃混合气的形成 一、柴油机混合气的形成特点
问题： 1.柴油机混合气形成时间极短，只占15 ~ 35 曲轴转角（按照发动机转速3000r/min计算， 只占 8.3104 ~ 1.9103 s ） 可燃混合气形成十 分困难。
第五章 柴油机燃油供给系统
• 在压缩行程中，部分空气通过通道 孔进入预燃室。由于通道孔不与燃 烧室相切，空气在预燃室中产生强 烈紊流。喷油后，紊流的空气与一 部分燃料混合，着火后，预燃室内 的气体压力和温度迅速上升，于是 预燃室内尚未完全燃烧的混合物随 燃烧产物一起，经预燃室通孔高速 喷入主燃烧室，并在主燃烧室造成 涡流，称为燃烧涡流。该涡流促使 大部分燃油在主燃烧室内混合燃烧。
第五章 柴油机燃油供给系统
序 号
性Fra Baidu bibliotek与参数
1. 混合气形成方式
2. 气流运动
3. 喷油器型式
4.
针阀开启压力 (MPa)
5.
燃烧室散热损失 和流动损失
6. 冷起动
7. 压缩比ωc 过量空气系数
8. Φat
直接喷射式燃烧室
ω形半开式 球形油膜
第五章 柴油机燃油供给系统
• 这种燃烧室混合气的形成是以油 膜蒸发混合的方式（或称M过程） 进行的，将大部分燃油顺涡流方 向喷到燃烧室壁面上，在涡流的 作用下燃油均匀地涂在燃烧室壁 上，形成一层很薄的油膜，只有 一小部分从喷柱中分散出来的燃 油以雾状分散在燃烧室空间，在 高温空气中着火，形成火源。然 后靠此火源点燃从壁面已蒸发出 来并和空气混合的混合气。随着 燃烧进行，产生大量热，辐射在 油膜上，使油膜加速蒸发，不断 地与高速旋转的气流混合，达到 迅速燃烧。
第五章 柴油机燃油供给系统
二、混合气形成方式：
空间雾化混合：将柴油高压喷向燃烧室空间，形 成雾状，与空气进行混合。
要求：喷出的燃油与燃烧室形状相配合，充分利 用燃烧室中空气的运动。
第五章 柴油机燃油供给系统
油膜蒸发混合：将大部分柴油喷射到燃烧室壁面上， 形成一层油膜，受热蒸发，在燃烧室中强烈的旋转 气流作用下，燃料蒸汽与空气形成均匀的可燃混合 气。
混合。
第五章 柴油机燃油供给系统
5.1.2 柴油
1、使用性能指标
发火性——指柴油的自燃能力；16烷值越高，发火性越好。 蒸发性——指柴油的汽化能力；其指标由柴油的蒸馏实验来
确定。 粘度——决定柴油的流动性；粘度越小，流动性越好。 凝点——指柴油冷却到开始失去流动性的温度。 2、分类
按其所含重馏分的多少分为重柴油和轻柴油。 3、牌号
而当活塞下行时，燃烧室 内的空气又要流出而形成 较强的逆挤流 。
这些流动不影响充量系数， 有助于燃油分布和混合， 加速燃烧进行。
第五章 柴油机燃油供给系统
3.燃烧涡紊流 利用柴油燃烧的能量，冲击未然的 混合气，造成混合气涡流或紊流。 目的：进一步促进燃油与空气的混合与燃烧。
第五章 柴油机燃油供给系统 三、柴油机可燃混合气的燃烧过程
2.边燃烧边喷油，汽缸内各处混合气浓度很不 均匀，极易造成燃烧不完全，排气冒黑烟， 动力经济性能下降。
第五章 柴油机燃油供给系统
解决方法： 1.组织空气在气缸中的流动，促进可燃混合气形成； 2.设计出各种燃烧室，是混合气形成和燃烧快速进 行； 3.采用高喷油压力（15~200MPa）向气缸喷油，是 燃油雾化均匀，与空气快速混合燃烧； 4.采用电子控制技术，准确控制燃料定时、定量向 气缸喷油。
第五章 柴油机燃油供给系统
空气涡流 1.进气涡流：在进气行程中，是进入气缸的空气形成绕气缸 中心高速旋转的气流。持续到燃烧膨胀过程。
螺旋型进气道
切向进气道
第五章 柴油机燃油供给系统
2.挤压涡流：在压缩行程 后期，活塞接近上止点， 活塞顶部的环行空间中的 空气被挤入活塞顶部的燃 烧室内，造成空气的涡流 运动。
Ⅰ-着火延迟期 Ⅱ-速燃期 Ⅲ-缓燃期 Ⅳ-补燃期
汽缸压力与曲轴转角的关系
第五章 柴油机燃油供给系统
四、燃烧室
1.直喷式燃烧室： 只有一个燃烧室， 位于活塞顶面和 气缸盖底平面之 间，燃料直接喷 入该燃烧室中与 空气进行混合燃 烧。
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
• 这种燃烧室的混合气形成是以 空间雾化混合为主，燃油从多 孔喷嘴喷出，大部分喷到燃烧 室空间，并组织一定强度的进 气涡流及挤气涡流，以加速混 合气的形成。喷柱的射程、燃 烧室直径和涡流强度要良好配 合，如喷柱射程较大而进气涡 流较弱，就会有相当多的燃油 喷到燃烧室壁上；如果喷柱射 程较小而进气涡流较强，喷柱 燃油在燃烧室中的分布过于集 中，这些对加速形成混合气都 有影响。
汽车构造
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
5.1 概述
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
• 5.1.1 柴油机燃油供给系统的功用和要求
• 功用：完成燃料的储存、滤清和输送工作，按柴油机各种不 同工况的要求，定时、定量、定压地将雾化质量良好的柴油， 以一定喷油规律喷入燃烧室使其与空气迅速而良好地混合和 燃烧，做功后将燃烧废气排出汽缸。
• 要求： • ① 喷油压力必须足够高，一般在10MPa以上，以利于柴油
雾化； • ② 在燃烧室内组织强烈的空气运动，促进柴油与空气的均匀
第五章 柴油机燃油供给系统
2.分隔式燃烧室：燃烧室分为主、副两个燃烧室。 在压缩行程中，气缸中的空气被 活塞推挤，到上止点时，大部分 空气经过通道挤入涡流室，由于 通道与涡流室相切，空气在涡流 室内形成强烈的有组织的涡流， 其方向始终不变；此涡流促使喷 入涡流室内的燃油迅速混合燃烧。 当燃油在涡流室内着火燃烧后， 使该室中气体的温度和压力迅速 升高。在膨胀行程开始，涡流室 中未燃烧的燃油、空气及燃气一 起经过通道流到主燃烧室中，喷 出的气体在活塞顶部的凹槽中形 成强烈的紊流（不规则的流动）， 形成所谓二次流动，进一步与主 燃烧室中的空气混合燃烧。
第五章 柴油机燃油供给系统
5.1.3 柴油机可燃混合气的形成 一、柴油机混合气的形成特点
问题： 1.柴油机混合气形成时间极短，只占15 ~ 35 曲轴转角（按照发动机转速3000r/min计算， 只占 8.3104 ~ 1.9103 s ） 可燃混合气形成十 分困难。
第五章 柴油机燃油供给系统
• 在压缩行程中，部分空气通过通道 孔进入预燃室。由于通道孔不与燃 烧室相切，空气在预燃室中产生强 烈紊流。喷油后，紊流的空气与一 部分燃料混合，着火后，预燃室内 的气体压力和温度迅速上升，于是 预燃室内尚未完全燃烧的混合物随 燃烧产物一起，经预燃室通孔高速 喷入主燃烧室，并在主燃烧室造成 涡流，称为燃烧涡流。该涡流促使 大部分燃油在主燃烧室内混合燃烧。
第五章 柴油机燃油供给系统
序 号
性Fra Baidu bibliotek与参数
1. 混合气形成方式
2. 气流运动
3. 喷油器型式
4.
针阀开启压力 (MPa)
5.
燃烧室散热损失 和流动损失
6. 冷起动
7. 压缩比ωc 过量空气系数
8. Φat
直接喷射式燃烧室
ω形半开式 球形油膜
第五章 柴油机燃油供给系统
• 这种燃烧室混合气的形成是以油 膜蒸发混合的方式（或称M过程） 进行的，将大部分燃油顺涡流方 向喷到燃烧室壁面上，在涡流的 作用下燃油均匀地涂在燃烧室壁 上，形成一层很薄的油膜，只有 一小部分从喷柱中分散出来的燃 油以雾状分散在燃烧室空间，在 高温空气中着火，形成火源。然 后靠此火源点燃从壁面已蒸发出 来并和空气混合的混合气。随着 燃烧进行，产生大量热，辐射在 油膜上，使油膜加速蒸发，不断 地与高速旋转的气流混合，达到 迅速燃烧。
第五章 柴油机燃油供给系统
二、混合气形成方式：
空间雾化混合：将柴油高压喷向燃烧室空间，形 成雾状，与空气进行混合。
要求：喷出的燃油与燃烧室形状相配合，充分利 用燃烧室中空气的运动。
第五章 柴油机燃油供给系统
油膜蒸发混合：将大部分柴油喷射到燃烧室壁面上， 形成一层油膜，受热蒸发，在燃烧室中强烈的旋转 气流作用下，燃料蒸汽与空气形成均匀的可燃混合 气。
混合。
第五章 柴油机燃油供给系统
5.1.2 柴油
1、使用性能指标
发火性——指柴油的自燃能力；16烷值越高，发火性越好。 蒸发性——指柴油的汽化能力；其指标由柴油的蒸馏实验来
确定。 粘度——决定柴油的流动性；粘度越小，流动性越好。 凝点——指柴油冷却到开始失去流动性的温度。 2、分类
按其所含重馏分的多少分为重柴油和轻柴油。 3、牌号
而当活塞下行时，燃烧室 内的空气又要流出而形成 较强的逆挤流 。
这些流动不影响充量系数， 有助于燃油分布和混合， 加速燃烧进行。
第五章 柴油机燃油供给系统
3.燃烧涡紊流 利用柴油燃烧的能量，冲击未然的 混合气，造成混合气涡流或紊流。 目的：进一步促进燃油与空气的混合与燃烧。
第五章 柴油机燃油供给系统 三、柴油机可燃混合气的燃烧过程
2.边燃烧边喷油，汽缸内各处混合气浓度很不 均匀，极易造成燃烧不完全，排气冒黑烟， 动力经济性能下降。
第五章 柴油机燃油供给系统
解决方法： 1.组织空气在气缸中的流动，促进可燃混合气形成； 2.设计出各种燃烧室，是混合气形成和燃烧快速进 行； 3.采用高喷油压力（15~200MPa）向气缸喷油，是 燃油雾化均匀，与空气快速混合燃烧； 4.采用电子控制技术，准确控制燃料定时、定量向 气缸喷油。
第五章 柴油机燃油供给系统
空气涡流 1.进气涡流：在进气行程中，是进入气缸的空气形成绕气缸 中心高速旋转的气流。持续到燃烧膨胀过程。
螺旋型进气道
切向进气道
第五章 柴油机燃油供给系统
2.挤压涡流：在压缩行程 后期，活塞接近上止点， 活塞顶部的环行空间中的 空气被挤入活塞顶部的燃 烧室内，造成空气的涡流 运动。
Ⅰ-着火延迟期 Ⅱ-速燃期 Ⅲ-缓燃期 Ⅳ-补燃期
汽缸压力与曲轴转角的关系
第五章 柴油机燃油供给系统
四、燃烧室
1.直喷式燃烧室： 只有一个燃烧室， 位于活塞顶面和 气缸盖底平面之 间，燃料直接喷 入该燃烧室中与 空气进行混合燃 烧。
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
• 这种燃烧室的混合气形成是以 空间雾化混合为主，燃油从多 孔喷嘴喷出，大部分喷到燃烧 室空间，并组织一定强度的进 气涡流及挤气涡流，以加速混 合气的形成。喷柱的射程、燃 烧室直径和涡流强度要良好配 合，如喷柱射程较大而进气涡 流较弱，就会有相当多的燃油 喷到燃烧室壁上；如果喷柱射 程较小而进气涡流较强，喷柱 燃油在燃烧室中的分布过于集 中，这些对加速形成混合气都 有影响。
汽车构造
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
5.1 概述
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
第五章 柴油机燃油供给系统
• 5.1.1 柴油机燃油供给系统的功用和要求
• 功用：完成燃料的储存、滤清和输送工作，按柴油机各种不 同工况的要求，定时、定量、定压地将雾化质量良好的柴油， 以一定喷油规律喷入燃烧室使其与空气迅速而良好地混合和 燃烧，做功后将燃烧废气排出汽缸。
• 要求： • ① 喷油压力必须足够高，一般在10MPa以上，以利于柴油
雾化； • ② 在燃烧室内组织强烈的空气运动，促进柴油与空气的均匀
第五章 柴油机燃油供给系统
2.分隔式燃烧室：燃烧室分为主、副两个燃烧室。 在压缩行程中，气缸中的空气被 活塞推挤，到上止点时，大部分 空气经过通道挤入涡流室，由于 通道与涡流室相切，空气在涡流 室内形成强烈的有组织的涡流， 其方向始终不变；此涡流促使喷 入涡流室内的燃油迅速混合燃烧。 当燃油在涡流室内着火燃烧后， 使该室中气体的温度和压力迅速 升高。在膨胀行程开始，涡流室 中未燃烧的燃油、空气及燃气一 起经过通道流到主燃烧室中，喷 出的气体在活塞顶部的凹槽中形 成强烈的紊流（不规则的流动）， 形成所谓二次流动，进一步与主 燃烧室中的空气混合燃烧。