【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)性過強(qiáng)，在炎熱的夏季、高原山區(qū)使用時(shí)，易形成供油系 “氣阻 ”，甚至發(fā)生供油中斷現(xiàn)象。汽油的抗爆性汽油的抗爆性是指汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時(shí)抵抗爆燃的能力，用辛烷值評(píng)定。汽油的辛烷值愈高，其抗爆性愈好。汽油的牌號(hào)以辛烷值劃分。?混合氣成分在 Φat =~，由于燃燒溫度最高，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲?，因?pz、 Tz、 △ p/△ θ 、 Pe均達(dá)最高值，且爆燃傾向最大。 在 Φat =1.03~，由于燃燒完全， be最低，但此時(shí)缸內(nèi)溫度最高且空氣富裕， NOx排放量大。使用 Φat ＜ 1的濃混合氣工作，由于必然產(chǎn)生不完全燃燒，所以 CO排放量明顯上升。 當(dāng) Φat ＜ Φat ＞ ，火焰?zhèn)鞑ニ俣染徛?，部分燃料可能來不及完全燃燒，因而?jīng)濟(jì)性差， HC 排放量增多且工作不穩(wěn)定。 ?點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角是從火花塞跳火開始到活塞到達(dá)上止點(diǎn)間的曲軸轉(zhuǎn)角。其數(shù)值應(yīng)視燃料性質(zhì)、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、過量空氣系數(shù)等很多因素而定。 點(diǎn)火提前角過小，則燃燒延長到膨脹過程，燃燒最高壓力和溫度下降，傳熱損失增多，排氣溫度升高，功率下降，耗油量增多。 點(diǎn)火提前角為最佳值時(shí)，壓力升高率不是過高，最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后合適的角度內(nèi)（10～ 15℃ ），示功圖面積最大，完成的循環(huán)功最多發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性最好。 點(diǎn)火提前角過大，則大部分混合氣在壓縮過程中燃燒，活塞上行所消耗的壓縮功增加，發(fā)動(dòng)機(jī)容易過熱，有效功率下降，工作粗爆程度增加。同時(shí)由于混合氣的壓力過高，末端混合氣燃燒前的溫度較高，爆燃傾向加大。 ?發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速增加時(shí)，氣缸紊流增強(qiáng)，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌欤蚨悦胗?jì)的燃燒過程縮短，由于循環(huán)時(shí)間也縮短，一般燃燒過程相當(dāng)?shù)那S轉(zhuǎn)角增加，應(yīng)當(dāng)相應(yīng)加大點(diǎn)火提前角。為此化油器汽油機(jī)裝有離心提前調(diào)節(jié)裝置，使得在轉(zhuǎn)速增加時(shí)，自動(dòng)增大點(diǎn)火提前角，以保證燃燒過程在上止點(diǎn)附近完成。 轉(zhuǎn)速增加時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?，爆燃傾向減小。 ?發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷 轉(zhuǎn)速一定，負(fù)荷減小時(shí)，進(jìn)入氣缸的新鮮混合氣量減小，而殘余廢氣量基本不變，故殘余廢氣所占比例相對(duì)增加。因?yàn)闅堄鄰U氣對(duì)燃燒反應(yīng)起阻礙作用，使燃燒速度減慢。為保證燃燒過程在上止點(diǎn)附近完成，需增大點(diǎn)火提前角，靠化油器真空提前點(diǎn)火裝置來調(diào)節(jié)。 低負(fù)荷時(shí)，爆燃傾向較小。主要是負(fù)荷低時(shí)，進(jìn)氣量少， 殘余廢氣相對(duì)較多，使燃燒最高壓力和溫度下降，阻止自燃產(chǎn)生。 ?冷卻水溫度冷卻水溫度應(yīng)控制在 80~90℃ （進(jìn)口車 95~105℃ ）范圍內(nèi)。水溫過高、過低均影響混合氣的燃燒和發(fā)動(dòng)機(jī)的正常使用， 冷卻水溫過高時(shí)，會(huì)使燃燒室壁及缸壁過熱爆燃及表面點(diǎn)火傾向增加。同時(shí)進(jìn)入氣缸的混合氣溫度升高，密度下降，充量減小，使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性下降。 冷卻水溫過低時(shí)，傳給冷卻水熱量增多，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率降低，功率下降，耗油率增加；潤滑油粘度增大，流動(dòng)性差，潤滑效果變差，摩擦損失及機(jī)件磨損加??；容易使燃?xì)庵械乃岣退魵饨Y(jié)合成酸類物質(zhì)，使氣缸腐蝕磨損增加；燃燒不良易形成積炭；不完全燃燒現(xiàn)象嚴(yán)重，使排污增多 。 ? 燃燒室積炭 積炭不易傳熱，溫度較高，在進(jìn)氣、壓縮過程中不斷加熱混合氣，使溫度升高很快；積炭本身占有體積，減小了燃燒室體積，因而提高了壓縮比，這些都促使爆燃傾向增加。積炭表面溫度很高，形成熾熱表面或熾熱點(diǎn)，易引起表面點(diǎn)火。 ? 壓縮比 提高壓縮比，可提高壓縮行程終了混合氣的溫度和壓力，加快火焰?zhèn)鞑ニ俣?，選擇合適的點(diǎn)火提前角，可使燃燒在更小的容積下進(jìn)行，使燃燒終了溫度、壓力高。且燃?xì)馀蛎洺浞郑瑹嵝侍岣?，發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩大，有效油率降低。提高壓縮比，會(huì)增加未燃混合氣自燃的傾向，容易產(chǎn)生爆燃。 ?氣缸直徑 氣缸直徑增大，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增加，爆燃傾向增大，所以沒有很大缸徑的汽油機(jī)。?氣缸蓋和活塞材料 鋁合金比鑄鐵導(dǎo)熱性好，氣缸蓋和活塞采用鋁合金材料，可使燃燒室表面溫度降低，熱負(fù)荷明顯減小，減小了爆燃傾向。?燃燒室結(jié)構(gòu)第三節(jié) 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程? 高速柴油機(jī)的理想循環(huán)為 混合加熱循環(huán) 。? 柴油機(jī)的燃燒方式為 壓燃式 。? 柴油機(jī)混合氣的形成方式有 空間霧化混合 、 油膜蒸發(fā)混合 等?柴油機(jī)可燃混合氣形成的特點(diǎn)： 、時(shí)間短 — 在壓縮終了時(shí)噴油，可燃混合氣在狹小的燃燒室內(nèi)形成，其過程是：噴油 氣化 混合 燃燒 邊噴 邊燃。噴油的持續(xù)時(shí)間為汽油機(jī)的 1/20~1/10，只占曲軸轉(zhuǎn)角的 15~30186。而汽油機(jī)混合氣形成是從進(jìn)氣持續(xù)到壓縮終了，占曲軸轉(zhuǎn)角 360186。左右。、空燃比變化范圍極大 — 由于以上原因的影響，混合氣成分在燃燒室內(nèi)分布很不均勻，在油霧噴射區(qū)的油粒多偏濃，其他區(qū)油粒少偏稀。柴油機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)空燃比為 :1，為了完全燃燒，減少碳煙產(chǎn)生，空氣要過量 10%~40% ，空燃比可達(dá)16~20。各工況下一般不進(jìn)行 “進(jìn)氣節(jié)流控制 ”，只改變噴油量的多少，空燃比將在極大的范圍內(nèi)變化，造成大負(fù)荷工況冒黑煙，怠速工況過稀而熄火，需加裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜的調(diào)速器。、邊燃、成分不斷變化 — 不僅有空間方面的變化，也有時(shí)間方面的變化。在空間方面，濃區(qū)缺氧產(chǎn)生碳煙；稀區(qū)產(chǎn)生 NOx。在時(shí)間方面，燃燒的前期氧多、油少，不易著火，延長了 “備燃期 ”，造成壓力升率（ △ P/△ φ）加大，振感加大（敲擊）。燃燒的后期氧少、廢氣多，燃燒條件惡化，排氣冒黑煙。柴油機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、凈化性和振噪感的好壞，決定于：噴油壓力、噴油時(shí)刻、噴油質(zhì)量、噴油規(guī)律、空氣量的多少、渦流的好壞等多方面因素。其中的 “噴油時(shí)刻和噴油規(guī)律 ”與 “燃燒過程 ”精確的匹配問題，只有 ECDCR系統(tǒng)才能解決， “共軌控制 ”系統(tǒng)就應(yīng)而生。一、燃燒過程柴油機(jī)燃燒過程非常復(fù)雜，為了便于分析和揭示燃燒過程的規(guī)律，通常將這一連續(xù)的燃燒過程分為四個(gè)階段，即 著火延遲期（又稱為滯燃期）、速燃期、緩燃期和補(bǔ)燃期 ，如圖所示。?著火延遲期從柴油開始噴入氣缸起到著火開始為止的這一段時(shí)期稱為著火延遲期。 著火延遲期內(nèi)，燃燒室內(nèi)的混合氣進(jìn)行著物理和化學(xué)準(zhǔn)備過程。 物理準(zhǔn)備過程：燃油的粉碎分散、蒸發(fā)汽化和混合； 化學(xué)準(zhǔn)備過程：混合氣的先期化學(xué)反應(yīng)直至開始自燃。 特點(diǎn)：壓力沒有偏離壓縮線。 影響著火延遲期長短的主要因素是： 噴油時(shí)缸內(nèi)的溫度和壓力越高，則著火延遲期越短。 柴油的自燃性較好（十六值較高），著火延遲期較短。 燃燒室的形狀和壁溫等。 噴油提前角：開始噴油到活塞到達(dá)上止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為噴油提前角。 ?速燃期速燃期 :從開始著火（即壓力偏離壓縮線）到出現(xiàn)最高壓力 . 特點(diǎn)：壓力急劇上升，壓力達(dá)到最高（有可能達(dá)到 13MPa以上） 。 一般用壓力升高率 λp 〔 kPa／ (186。)曲軸〕表示壓力急劇上升的程度。 式中： △p—— 速燃期始點(diǎn)和終點(diǎn)的氣 體壓力差（ kPa） 。 △θ—— 速燃期始點(diǎn)和終點(diǎn)相對(duì)于上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角差（ CA186。）。特點(diǎn)：1）壓力升高率很高，接近等容燃燒，工作粗暴。2）達(dá)到最高壓力（ 6~9MPa）。3）繼續(xù)噴油。壓力升高率過大，則柴油機(jī)工作粗暴，燃燒噪音大；同時(shí)運(yùn)動(dòng)零件承受較大的沖擊負(fù)荷，影響其工作可靠性和使用壽命；壓力升高率大，燃燒迅速，柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性會(huì)較好。壓力升高率應(yīng)限制在一定的范圍之內(nèi)，柴油機(jī)的壓力升高率一般應(yīng)不大于 ~ MPa／ (186。)曲軸。與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)的 壓力升高率較大。 控制壓力升高率的措施： 減小在著火延遲期內(nèi)準(zhǔn)備好的可燃混合氣的量 ① 縮短著火延遲期的時(shí)間 ② 減少著火延遲期內(nèi)噴入 ③ 減少可能形成可燃混合氣的燃油?緩燃期 緩燃期為圖中的 CD段，即從最大壓力點(diǎn)至最高溫度點(diǎn)。 當(dāng)緩燃期開始時(shí)，雖然氣缸內(nèi)已形成燃燒產(chǎn)物，但仍有大量混合氣正在燃燒。特點(diǎn)： 1）噴油過程基本結(jié)束，燃燒速率下降（氧氣、柴油濃度減小，廢氣增多）。 2）壓力開始下降（氣缸容積不斷增大），溫度達(dá)到最高。最高溫度可達(dá) 2023K左右， 一般在上止點(diǎn)后 20186。~35186。曲軸轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)。?補(bǔ)燃期 從最高溫度點(diǎn)起到燃油基本燒完時(shí)為止稱為補(bǔ)燃期。補(bǔ)燃期的終點(diǎn)很難準(zhǔn)確地確定，一般當(dāng)放熱量達(dá)到循環(huán)總放熱量的 95％ —99 ％時(shí)，可認(rèn)為補(bǔ)燃期結(jié)束。 補(bǔ)燃期內(nèi)燃油的燃燒可稱為后燃，由于燃燒時(shí)間短促，混合氣又不太均勻，總有少量燃油拖延到膨脹過程中繼續(xù)燃燒。特別在高速、高負(fù)荷工況下，因過量空氣系數(shù)小，混合氣形成和燃燒的時(shí)間更短，這種后燃現(xiàn)象就更為嚴(yán)重。 在補(bǔ)燃期中，由于活塞下行了相當(dāng)?shù)木嚯x，氣缸內(nèi)容積增大很多，缸內(nèi)壓力和溫度迅速下降，故燃燒速度很慢，所放出的熱量很難有效利用，還使排氣溫度升高，導(dǎo)致散熱損失增大，對(duì)柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性不利。此外，后燃還增加了有關(guān)零件的熱負(fù)荷。因此，應(yīng)盡量縮短補(bǔ)燃期，減少補(bǔ)燃期內(nèi)燃燒的燃油量。 二、柴油機(jī)燃燒過程存在的主要問題1．工作粗暴若在著火落后期內(nèi)形成的可燃混合氣過多且同時(shí)燃燒或過早的噴油燃燒，則在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的速燃期內(nèi)，會(huì)引起燃燒室內(nèi)的壓力過分急劇地上升，會(huì)使燃燒室壁、活塞、連桿、曲軸等機(jī)件受強(qiáng)烈的沖擊，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和特有的金屬敲擊聲，給人帶來難受的感覺，稱為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴。工作粗暴的發(fā)動(dòng)機(jī)往往因受到較大的沖擊負(fù)荷而降低其使用壽命。2．排氣冒煙柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中有時(shí)含有炭煙，炭煙的形成一般被認(rèn)為是燃油在高溫缺氧的情況下進(jìn)行燃燒，使燃燒中間產(chǎn)物裂化聚合成炭粒。這些炭粒一般還能在隨后的燃燒中找到空氣而進(jìn)一步燃燒。但如果空氣不足或混合不好，則炭粒不能燃燒而聚合或附于氣缸內(nèi)壁或隨廢氣排入