当前课程知识点：汽车发动机原理 > 第七章：柴油机的混合气形成与燃烧过程 > 7.5 柴油机缸内气流运动 > Video
同学们好
这节课我们学习
柴油机的缸内气流运动
柴油燃料的挥发性差
为了快速形成可燃混合气
除了提高燃油喷射压力
增加雾化效果之外
通过组织缸内气流运动
来加速油气混合也是非常必要的
柴油机缸内气流运动主要有
进气过程形成的涡流
压缩过程形成的挤流
膨胀过程形成的逆挤流
等几种宏观运动形态
涡流运动一直是
柴油机混合气形成的主要手段
涡流转速与发动机转速之比
称为涡流比
用Ω表示
是衡量涡流强度的指标
在进气过程中形成的
绕气缸轴线旋转的
有组织的气流运动
称为进气涡流
进气涡流可用
专门的气道试验台进行测试
柴油机进气涡流的产生办法
一般有三种
即导气屏
切向气道和螺旋气道
图所示给出了
不同涡流产生方法的
气门口速度分布
导气屏设置在进气门上
导引进气气流
以不同角度流入气缸
在气缸壁面的约束引导下
产生涡流
这种方法结构简单
进气道可不作特殊设计
通过改变导气屏的包角β
和导气屏中点的安装位置角度α
可调节涡流强度
涡流比Ω＝0～4
但是导气屏这种方式产生的涡流
阻力最大
主要用于试验用发动机
切向气道形状简单
涡流比Ω＝1～2
适用于对涡流强度
要求不高的发动机
螺旋气道的形状最复杂
涡流比Ω＝2～4
在同样涡流比条件下进气阻力
要小于切向气道的进气阻力
适用于对进气涡流强度
要求高的柴油机
另外
在2个进气门的发动机
也就是4气门发动机上
我们可以采用不同类型
比如1个切向气道
和1个螺旋气道
或不同角度的两个进气道
以组合形式产生所需要的涡流和流速分布
平衡好涡流比与流动阻力的要求
这种方式称为组合式进气道
值得注意的是
由于柴油机喷油是
在上止点附近开始
因此涡流在上止点附近的状态
对混合气形成具有更直接
和更实质性的影响
我们不仅应注意进气涡流大小
更应注意压缩终点时
燃烧室内的涡流强度
进气涡流在压缩过程中
一边旋转
一边被挤入燃烧室凹坑
我们这里设进气涡流比
和压缩终点时燃烧室凹坑内的涡流比
分别为Ω和Ωc
根据动量守恒方程
我们可以得到
进气涡流比与
压缩终点时燃烧室凹坑涡流比的
一个关系
如公式所示
那么式中
D和dk分别为
气缸直径和燃烧室凹坑入口直径
显然
Ωc＞Ω
也就是进气涡流在气缸内
有一个发展过程
图所示给出了
燃烧室凹坑形状
对凹坑内涡流比Ωc的影响
如图中虚线所示
有缩口的燃烧室的涡流强度
随压缩过程的进行增长很快
压缩上止点前已明显超过
无缩口燃烧室
并将这种强烈的涡流
保持到上止点后
因此
缩口形状燃烧室的
燃前混合气形成速度
会高于深ω燃烧室
并且也会改善
扩散燃烧阶段的混合速度
挤流也是一种
有效的缸内气体运动
如图所示
在压缩过程中
当活塞接近上止点时
气缸内的空气被挤入
活塞顶部的燃烧室凹坑内
由此产生挤压涡流
简称挤流
当膨胀过程活塞下行时
凹坑内的燃烧气体
又向外流到活塞顶部外围的环型空间
与空气进一步混合燃烧
这种流动也称为逆挤流
挤流强度取决于
燃烧室凹坑喉口直径与活塞直径之比
以及活塞顶间隙
凹坑喉口直径和顶隙越小
则挤流强度越大
关于柴油机缸内气流运动形态
我们就介绍到这里
同学们 再见
-0.1 总论
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-0.2 车用发动机的种类
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-1.1 示功图及其测取
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-1.2 四冲程发动机示功图分析
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-1.3 二冲程发动机示功图分析
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-1.4 性能指标分类与循环指示功
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-1.5 动力、经济性能指标与测定换算
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-1.6 影响动力、经济性能指标的环节和因素
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-第一章习题(计入课程成绩)--作业
-2.0 导论
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-2.1 燃料的分类
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-2.2 汽油、柴油的炼制
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-2.3 汽油的理化特性
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-2.4 柴油的理化特性
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-2.5 燃料构成与理化特性
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-2.6 汽油、柴油质量标准
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-2.7 燃料与发动机工作模式
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-2.8 工质主要热力参数
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-2.9 燃烧热化学
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-第二章习题(计入课程成绩)--作业
-3.0 导论
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-3.1 热力过程与热机循环的简化
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-3.2 理论循环分类及循环热效率
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-3.3 理论循环热力参数对热效率的影响
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-3.4 工质对循环热效率的影响
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-3.5 真实循环对热效率的影响
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-3.6 机械损失的构成
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-3.7 机械损失的测量方法
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-3.8 机械效率的影响因素
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-3.9 发动机的能量分配与转化效率
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-3.10 发动机的节能途径与技术
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-第三章：工作循环与能量利用--第三章习题(计入课程成绩)
-4.0 导论
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-4.1 四冲程发动机换气系统及换气过程
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-4.2 配气相位对发动机性能的影响
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-4.3 充量系数的解析式
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-4.4 进气阻力对充量系数的影响
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-4.5 其他因素对充量系数的影响
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-4.6 充量系数的速度特性
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-4.7 压力波及其传播特性
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-4.8 单缸机的进排气动态效应
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-4.9 多缸机的进排气动态效应与进气不均匀性
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-4.10 四冲程发动机增压系统及性能
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-4.11 二冲程发动机的换气过程与换气质量
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-第四章习题(计入课程成绩)--作业
-5.0 导论
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-5.1 发动机运行工况
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-5.2 发动机特性曲线分类
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-5.3 发动机速度特性
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-5.4 发动机负荷特性
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-5.5 发动机全特性
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-5.6 发动机外特性与整车动力性
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-5.7 发动机全特性与整车经济性
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-5.8 混合动力专用发动机及其运行特性
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-第五章习题(计入课程成绩)--作业
-期中考试（只有一次答题机会！）--期中测试题（占30%总分）
-6.0 导论
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-6.1 燃烧现象及其分类
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-6.2 可燃混合气的着火与着火理论
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-6.3 湍流及其在燃烧中的作用
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-6.4 均质混合气中的火焰传播
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-6.5 液体燃料的雾化
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-6.6 油滴的蒸发与燃烧
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-6.7 示功图与燃烧放热率
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-第六章习题(计入课程成绩)--作业
-7.1 柴油机燃烧过程分析
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-7.2 柴油机燃烧放热规律
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-7.3 柴油机燃油喷射系统
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-7.4 柴油机喷油过程
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-7.5 柴油机缸内气流运动
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-7.6 柴油机燃烧室的分类及其特性
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-7.7 柴油机混合气形成方式
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-7.8 柴油机粗暴燃烧与燃烧噪声
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-第七章习题(计入课程成绩)--作业
-8.1 汽油机燃烧过程分析
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-8.2 汽油机的不正常燃烧：爆燃和表面点火
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-8.3 汽油机的不规则燃烧：循环波动和各缸不均匀性
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-8.4 汽油机燃油喷射系统及其演变
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-8.5 非直喷汽油机燃烧室及其特性
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-8.6 汽油机进气道喷射与混合气形成
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-8.7 汽油机缸内直喷与混合气形成
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-第八章习题(计入课程成绩)--作业
-9.1 有害排放物种类及其危害
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-9.2.1 NO的生成机理
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-9.2.2 CO和HC的生成机理
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-9.2.3 PM和Soot的生成机理
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-9.3 有害排放物生成的影响因素
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-9.4 汽油机机内净化技术
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-9.5 柴油机机内净化技术
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-9.6 汽油机后处理技术
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-9.7 柴油机后处理技术
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-第九章习题(计入课程成绩)--作业
-10.1 燃烧模式及其分类
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-10.2 汽油机均质混合气压燃（HCCI）模式
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-10.3 柴油机均质混合气压燃（HCCI）模式
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-10.4 内燃机部分预混压燃（PCCI）模式
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-10.5 均质混合气引燃（HCII）模式
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-10.6 天然气发动机
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-10.7 氢燃料发动机
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-10.8 二甲醚发动机
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-10.9 甲醇发动机
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-10.10 乙醇发动机
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-10.11 生物柴油发动机
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-第十章习题(计入课程成绩)--作业
-期末考试--期末测试题（占30%总分）
