第三节汽油机燃烧室

碗形燃烧室


采用很紧凑的活塞顶凹坑， 火焰传播距离短，挤气面积 大，紊流强，火花塞位于凹 坑内。 压缩比13，油耗低。
四气门稀燃系统

两个进气道分别通向两个进气 门，一个是平滑的直进气道， 其上装有控制进气的控制阀， 另一个是产生涡流的涡流进气 道，它可以采用切向进气道， 也可在进气道中设置凸起或隔 板等产生涡流，两进气道之间 有通道相连。在控制阀后装一 双孔喷泊器，两股油束深深地 贯穿入两进气道内。
大 中 小 中 较强 强 低 中 低 较高 （6.5~7.5） （9~10.5) 低 较好 低 较高 低 高 高 高
均质稀混合气的燃烧室


增大过量空气系数，使用稀薄混合气工作， 可以提高压缩比，增大绝热指数，保证燃料 完全燃烧，所以是提高汽油机经济性，降低 排气污染的有效方法。 目前采取的主要措施是增强紊流，缩短火焰 传播距离，依次多点喷射等，以加速燃烧。
5 组织适当的紊流运动 气体紊流运动可以 ①增大火焰速度。 ②冷却末端混合气区 ③减少循环间的燃烧变动。 ④减小熄火厚度，降低HC排量 汽油机产生紊流的办法有二种:进气涡流和挤流。 （1）进气涡流它是利用进气口和进气道的形状， 在进气过程造成气流绕气缸中心线的旋转运动。 为了提高充气效率，一般汽油机不组织强进气 涡流。
3火花塞位置应布置合理
在决定火花塞位置时必须考虑: (1)要能利用新鲜混合气充分 扫除火花塞周围的残余废气。 (2)火花塞尽量布置在使末端 混合气受热少的位置 (3) 火焰面变化分配合理，确 保运转平稳。 (4)火焰传播距离应尽可能的 短。
4 燃烧室形状合理分布
形状首先应满足速燃的要求，一般应将燃烧完 90%燃料的燃烧持续期控制60度曲轴转角之内，同 时要控制压力升高速度不致过高
（2）挤流 在接近压缩终点时，利用活塞顶部 和缸盖底面之间的狭小间隙（挤气间 隙），将混合气挤入主要燃烧室内， 形成涡流。 增大挤流强度可以提高明显燃烧期 火焰传播速度，缩短燃烧时间，而且 不会引起充气效率降低。 挤气面积愈大，间隙愈小，则挤流愈强。但A/V 值上升，生成大量HC；但紊流加强，壁面熄火厚 度变薄， HC降低，所以挤气面积和间隙对HC生 成是一个复杂问题。
6 防止爆燃和早燃 应对末端混合气进行适当冷却，燃烧室应避 免局部热点和突出物。
二、常用典型燃烧室
1.浴盆形燃烧室 形状像一个椭圆形 浴盆。要求气门头部外 径与燃烧室壁面之间保 持6-8mm的距离，避免 壁面对气流的遮蔽作用， 故气门大小受到限制。
特点： 1）A/V较大，火焰传播距离较长，故压缩比一般 不高
我国486、491、489汽油机
3.多球形燃烧室
半球形燃烧室结构紧凑，火花 塞布置在燃烧室中央，结构紧 凑， A/V值小，火焰行程短， 故燃烧速率高，散热少，热效 率高。这种燃烧室结构上也允 许气门双行排列，进气口直径 较大，故充气效率较高，有较 大的气门直径和平直圆滑的进 气通道，一般采用进气涡流。 虽然使配气机构变得较复杂， 但有利于排气净化，在轿车发 动机上被广泛地应用。
复合涡流受控燃烧系统(CVCC)
这种发动机拥有 两个化油器或两 套进气管喷射装 置，所以可以分 别提供不同过量 空气系数的混合 气给主、副室的 进气系统。
轴向分层燃烧系统
1-活塞；2-气缸；3-火花塞；4-导气屏进气门；5-喷油器
首先，由进气管造成强烈的进气涡流；进气过程后期在进 气道上的喷油器将燃料喷入缸内；燃料在涡流作用下，沿 气缸轴向产生上浓下稀的分层。这种分层一直维持到压缩 行程后期，以保证在火花塞附近是较浓的混合气。
滚流（纵涡）分层稀燃系统
在进气过程中形成的绕垂 直于气缸轴线方向旋转的 有组织的空气旋流，称为 滚流，也称为纵涡或横向 涡流。滚流在压缩过程中 逐渐被压扁，在上止点附 近破碎成许多小尺寸的涡 流和湍流，可大大改善混 合气燃烧过程。
第三节 燃烧室
一 、对燃烧室的要求 汽油机燃烧室一般应注意以下几个原则。 1 结构紧凑 面容比(A/V)——燃烧室表面积与其容积之比。 A/V值小，则燃烧室紧凑，优点是:①火焰传播距 离小，不易爆燃，可提高压缩比。②相对散热损失小， 热效率高。③熄火面积小，HC排量少。 2 有良好的充气性能 充气性能的好坏，主要应济性好，
2) HC排出量少;
3)它一般不组织挤流，紊流较弱，容易在低速、大 负荷时引起爆燃。 4)由于火花塞附近有较大的容积，使Δp/Δφ大， 工作粗暴，噪声较大。
5)采用多气门机构。
不同燃烧室的特征及性能比较
特征 火焰传播距离 面容比 进排气门面积 挤流强度 充气效率 压缩比 热效率 dp/dφ及pmax NOx HC 浴盆式 长 楔形 较长 多球形 短 小 大 弱 高 最高 好 高 高 低
分层给气式燃烧室
分层给气燃烧的基本原则是： 由量调节改成质调节，总的空燃比可以很大。 混合气在气缸中分层，在火花塞附近为浓混合 气，保证形成稳定的着火核心，并由此向可燃 混合气传播火焰。 现在典型车型： 大众TSI发动机
美德士古燃烧系统 (TCCS)


燃油顺气流喷入燃烧室。 油束外表面的小油粒在 喷油后很快蒸发形成可 燃混合气。火花塞位于 较浓混合气的附近容易 着火的位置。 空燃比可达100。 技术要求高，稳定分层 给气不易，适应变工况 能力差，目前实用还有 一定困难。
火球高压缩比燃烧室



燃烧室主要部分位于缸盖上凹入的 排气门下方，它的直径很小，所以 结构紧凑并有一定挤气面积，可形 成较强的挤气紊流。 在进气门的浅凹坑处开一浅槽与主 要燃烧室连通，在上止点前，充量 通过浅槽切向进入主要燃烧室，产 生一个有控制的涡流运动。当活塞 下行时，燃气又以高速形成反挤流 运动，这样就大大提高了燃烧速度。 压缩比可达13～16，油耗低。 必须使用高辛烷值汽油
1）压缩比可达9.5～10.5
2）气门倾斜布置(6～30°)，气门 直径较大，气道转弯小，充气较好， 较高的经济性、动力性。
3）火花塞在楔形高处，对着进、排气门之间，利 于用新气扫除火花塞附近的废气，低速 、低负荷 性能稳定。 4）初期燃烧速度大，平均压力上升速度较高，工 作粗暴，NO Ｘ 排出量较高。因挤气面积内的熄火 现象，废气中HC含量亦较多，故须控制挤气面积。
2）燃烧时间拖长，平均压力上升速度小，动力 性，经济性不高。
3）HC排出量多，而NOX较少。 4) 但由于它的制造工艺性好，又便于维修。 我国6100Q汽油机、桑塔纳轿车JV型汽油机、 奥迪100型汽油机等，均采用此种燃烧室。
2.楔形燃烧室
较紧凑，火焰传播距离较短；要 求一定的挤气面积，并且末端混合 气冷却作用较强。 特点：