【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)性過強，在炎熱的夏季、高原山區(qū)使用時，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)動機氣缸內(nèi)燃燒時抵抗爆燃的能力，用辛烷值評定。汽油的辛烷值愈高，其抗爆性愈好。汽油的牌號以辛烷值劃分。?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)濟性差， HC 排放量增多且工作不穩(wěn)定。 ?點火提前角點火提前角是從火花塞跳火開始到活塞到達上止點間的曲軸轉(zhuǎn)角。其數(shù)值應(yīng)視燃料性質(zhì)、轉(zhuǎn)速、負荷、過量空氣系數(shù)等很多因素而定。 點火提前角過小，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。 點火提前角為最佳值時，壓力升高率不是過高，最高壓力出現(xiàn)在上止點后合適的角度內(nèi)（10～ 15℃ ），示功圖面積最大，完成的循環(huán)功最多發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性最好。 點火提前角過大，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)動機容易過熱，有效功率下降，工作粗爆程度增加。同時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)動機轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速增加時，氣缸紊流增強，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?，因而以秒計的燃燒過程縮短，由于循環(huán)時間也縮短，一般燃燒過程相當(dāng)?shù)那S轉(zhuǎn)角增加，應(yīng)當(dāng)相應(yīng)加大點火提前角。為此化油器汽油機裝有離心提前調(diào)節(jié)裝置，使得在轉(zhuǎn)速增加時，自動增大點火提前角，以保證燃燒過程在上止點附近完成。 轉(zhuǎn)速增加時，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?，爆燃傾向減小。 ?發(fā)動機負荷 轉(zhuǎn)速一定，負荷減小時，進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增加。因為殘余廢氣對燃燒反應(yīng)起阻礙作用，使燃燒速度減慢。為保證燃燒過程在上止點附近完成，需增大點火提前角，靠化油器真空提前點火裝置來調(diào)節(jié)。 低負荷時，爆燃傾向較小。主要是負荷低時，進氣量少， 殘余廢氣相對較多，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)動機的正常使用， 冷卻水溫過高時，會使燃燒室壁及缸壁過熱爆燃及表面點火傾向增加。同時進入氣缸的混合氣溫度升高，密度下降，充量減小，使發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性下降。 冷卻水溫過低時，傳給冷卻水熱量增多，發(fā)動機熱效率降低，功率下降，耗油率增加；潤滑油粘度增大，流動性差，潤滑效果變差，摩擦損失及機件磨損加?。蝗菀资谷細庵械乃岣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)象嚴重，使排污增多 。 ? 燃燒室積炭 積炭不易傳熱，溫度較高，在進氣、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，易引起表面點火。 ? 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?，選擇合適的點火提前角，可使燃燒在更小的容積下進行，使燃燒終了溫度、壓力高。且燃氣膨脹充分，熱效率提高，發(fā)動機功率、扭矩大，有效油率降低。提高壓縮比，會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。?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)動機燃燒過程? 高速柴油機的理想循環(huán)為 混合加熱循環(huán) 。? 柴油機的燃燒方式為 壓燃式 。? 柴油機混合氣的形成方式有 空間霧化混合 、 油膜蒸發(fā)混合 等?柴油機可燃混合氣形成的特點： 、時間短 — 在壓縮終了時噴油，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)時間為汽油機的 1/20~1/10，只占曲軸轉(zhuǎn)角的 15~30186。而汽油機混合氣形成是從進氣持續(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16~20。各工況下一般不進行 “進氣節(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。柴油機動力性、經(jīng)濟性、凈化性和振噪感的好壞，決定于：噴油壓力、噴油時刻、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階段，即 著火延遲期（又稱為滯燃期）、速燃期、緩燃期和補燃期 ，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：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上止點所對應(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：壓力急劇上升，壓力達到最高（有可能達到 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—— 速燃期始點和終點的氣 體壓力差（ kPa） 。 △θ—— 速燃期始點和終點相對于上止點的曲軸轉(zhuǎn)角差（ CA186。）。特點：1）壓力升高率很高，接近等容燃燒，工作粗暴。2）達到最高壓力（ 6~9MPa）。3）繼續(xù)噴油。壓力升高率過大，則柴油機工作粗暴，燃燒噪音大；同時運動零件承受較大的沖擊負荷，影響其工作可靠性和使用壽命；壓力升高率大，燃燒迅速，柴油機的經(jīng)濟性和動力性會較好。壓力升高率應(yīng)限制在一定的范圍之內(nèi)，柴油機的壓力升高率一般應(yīng)不大于 ~ MPa／ (186。)曲軸。與汽油機相比，柴油機的 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，即從最大壓力點至最高溫度點。 當(dāng)緩燃期開始時，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： 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），溫度達到最高。最高溫度可達 2023K左右， 一般在上止點后 20186。~35186。曲軸轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)。?補燃期 從最高溫度點起到燃油基本燒完時為止稱為補燃期。補燃期的終點很難準(zhǔn)確地確定，一般當(dāng)放熱量達到循環(huán)總放熱量的 95％ —99 ％時，可認為補燃期結(jié)束。 補燃期內(nèi)燃油的燃燒可稱為后燃，由于燃燒時間短促，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、高負荷工況下，因過量空氣系數(shù)小，混合氣形成和燃燒的時間更短，這種后燃現(xiàn)象就更為嚴重。 在補燃期中，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，對柴油機的經(jīng)濟性不利。此外，后燃還增加了有關(guān)零件的熱負荷。因此，應(yīng)盡量縮短補燃期，減少補燃期內(nèi)燃燒的燃油量。 二、柴油機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燃燒或過早的噴油燃燒，則在柴油發(fā)動機燃燒過程的速燃期內(nèi)，會引起燃燒室內(nèi)的壓力過分急劇地上升，會使燃燒室壁、活塞、連桿、曲軸等機件受強烈的沖擊，并產(chǎn)生強烈的振動和特有的金屬敲擊聲，給人帶來難受的感覺，稱為柴油發(fā)動機工作粗暴。工作粗暴的發(fā)動機往往因受到較大的沖擊負荷而降低其使用壽命。2．排氣冒煙柴油發(fā)動機廢氣中有時含有炭煙，炭煙的形成一般被認為是燃油在高溫缺氧的情況下進行燃燒，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