汽油机燃烧过程..

二、燃烧过程的几个阶段
1、滞燃期（着火延迟期）
从火花塞开始跳火到火焰中心形成→滞燃期。
是燃烧的准备阶段，主要进行热量的积累， 缸内的压力线与纯压缩线基本重合。 当反应的混合气的温度升高到一定程度后， 形成发火区，即火焰中心。
从火花塞跳火瞬时到活塞行至上止点时的曲 轴转角，称为点火提前角，用 表示。一般为 20—35º CA。
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。
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，防止爆燃燃烧室 内的激冷区），CO、HC、NOx排放高。
5．挥发损失大（汽油的挥发性好）。
【2】汽油机的不正常燃烧
常见的不正常燃烧:爆燃和表 面点火。
汽油机燃烧过程
1.燃烧过程的重要性
燃料燃烧完全的程度，直接影响到 热量产生的多少和排出的废气的成分， 而燃烧时机又关系到热量的利用程度。 所以燃烧过程是影响发动机的动力性、 经济性和排气污染的主要过程，同时与 噪声、振动、启动性能和使用寿命也有 重大关系。
2.对燃烧过程的要求
1）燃烧完全，释放出尽可能多的热能， 减少废气中的有害物质。
2、速燃期
*从火焰中心形成到示功图上的压力达到最高点为止称
为速燃期。 *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。 *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。
*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— 30º CA。缸内最高压力点与最高温度点重合。 *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。
③高温分解的燃烧产物（ H2 、 O2 、 CO ）等重新氧
化。
在膨胀中远离上止点放热，热能不能充分利 用，使ηi↓，Me↓，ge↑，且排气温度↑，散热
量↑。过长会造成发动机过热，排气管“放炮”。
希望补燃期尽可能短，后燃放热量尽可能少。
总结：
1.上述三个阶段中,火焰传播期速度对ηi起决定性的作用。
要在工作柔和的条件下，尽可能地提高火焰传播速度。
2．衡量发动机工作粗暴程度的指标 —明显燃烧期内的平 均压力升高率△P/△ψ，
即曲轴每转1度时，缸内气体压力的平均升高量：
ΔP/Δψ=（P3-P2)/(ψ3-ψ2） [kPa/0CA] 一般使火焰中心形成点出现在 TDC 前 12-150CA ，缸内 最高压力点出现在TDC后12-150CA。 ΔP/Δψ=175 ~ 245kPa/0CA
正常燃烧
*最高压力过早使压缩功增大，过迟散热 损失增大；过大产生振动、噪音，过小使膨 胀功减少。 *压力升高率：即曲轴每转1度时，缸内 气体压力的平均升高量： λP =△P/△θ ΔP =（P3-P2） Δθ=（θ3-θ2）
*λP表征压力变化的急剧程度： λP过大，发动机振动和噪声大， 工作粗暴； λP在１７５～２５０ＭＰ a/℃A，汽油机工作柔和，性能好。
点火提前角：
从点火时刻起到活塞到达压缩上止 点这段时间内，曲轴转过的角度称为 点火提前角。
混合可燃气体从点燃、燃烧到烧完有一个时间过 程，最佳点火提前角的作用就是在各种不同工况下使 气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程。这样效 率最高，震动最小，温升最低。
*点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻，效率降低， 热负荷、机械负荷、噪声和震动加剧，这是应该防止的。 点火过迟，发动机无力，功效率低，油耗大，排气声大。 不论点火过早或过迟，都会影响转速的提升。 *最佳点火角受很多因素影响，如果要发动机工作在 理想状态下，以下因素必须考虑： 1)缸温缸压。越高燃烧越快，点火提前角要越小。影响缸 温缸压的因素有：发动机压缩比、气温、缸温、负荷。大 家的车在气温变化的季节有不同表现正缘于此。
3、补燃期
*从最高压力点到燃烧结束为补ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ期：指明显燃烧期
以后在膨胀过程中的燃烧。
*此阶段参加燃烧的燃料主要有： ①火焰前锋面过后，后面未及燃烧的燃料（燃烧室边缘 和缝隙）再燃烧。 ②贴附在缸壁未燃混合气层的部分燃烧。壁面温度低，
对火焰具有熄火作用，这样在壁面存在大量未燃烴，在
随后的膨胀中部分未燃烴继续燃烧。
2)汽油辛烷值。也就是汽油牌号，越高抗爆震能力越 强，相应允许更大的点火提前角。 3)燃气混合比。过浓过稀燃烧速度皆慢，需增加点火 提前角。这个主要看节气门开度、海拔高度。 对于 难以预料的情况，有些车还加装了爆震传感器，发 生爆震时自动降低点火提前角。 显然，要完成如此复杂的运算，靠传统的模拟 点火器是难以胜任的。只有微电脑点火器，才能高 速、精确、稳定地实现最佳点火提前角。
3．影响火焰传播速度的因素：
混合气浓度、缸内气体的紊流强度、残余 废气系数等。
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（膨胀不充分）。
2）燃烧及时，使放热集中在上止点附 近，提高热功转换能力。 3.燃烧过程的研究方法
高速摄影法、示功图法
【1】汽油机的正常燃烧
汽油机的燃烧过程 指从点火开始到燃 料基本烧完为止的 过程。
一、示功图上的 关键点
1、火花塞跳火 2 、缸内压力线偏离纯压缩 线的始点
3、缸内最高压力点
θ -点火提前角
Ⅰ-滞燃期 Ⅱ-显燃期 Ⅲ-补燃期 汽油机的燃烧过程