当前课程知识点：柴油机构造与使用 > 第四章 燃油供给系统 > 4.1柴油机混合器的形成与燃烧 > 4.1.3柴油机的燃烧过程
接下来我们来学习
柴油机的燃烧过程
首先我们来了解一下
柴油机的着火条件和特点
柴油机压缩行程的末期
柴油喷入燃烧室后
即喷散成许多细小的油滴
这些细小油滴经过加热
蒸发
扩散与空气混合
等物理准备以及分解
氧化等化学准备阶段后
便自行着火燃烧
着火条件
实验表明
燃料着火
需要具备两个基本条件
一
在形成的混合气中
燃料蒸气与空气的比例
要在一定的范围内
我们把这个范围
称作为着火界限
着火界限
可用混合气的浓度来表示
混合气浓度过浓
则氧分子相对较少
混合气过稀
则燃料分子相对较少
这两种情况的氧化反应速率
都不够
因此
如果混合气过浓或过稀
而超出着火界限
就不能着火
但着火界限不是一成不变的
随着温度升高
分子运动速度增加
反应速度大大加快
将使着火界限扩大
二
混合气必须加热到
某一临界温度
低于这个温度
燃料也不能着火
不同的燃料
其自燃性能是不同的
着火温度
并不是燃料本身所固有的
物理常数
它与介质压力
加热条件
及测试方法等因素有关
例如
当压力升高时
着火温度就降低
二
着火特点
由于柴油机燃烧室内
各处的着火条件并不相同
根据以上分析
其着火情况有以下特点
一个是
首先着火的地点
是在油束核心
与外围之间混合气浓度
适当的地方
二
由于形成合适浓度的混合气
及温度条件相同的地方
不止一处
因此
往往是几处同时着火
三
由于每个循环的喷油情况
与温度状况不可能完全相同
从而使每个循环的着火地点
也不一定相同
四
火焰传播的路线和速度
取决于混合气形成的情况
及空气扰动等因素
如果火焰中心
在传播的过程中
遇不到合适浓度的混合气
则火焰传播即行中断
同时
由于其他地点混合气形成的发展
及准备阶段的完成
又会有新的着火核心产生
使燃烧仍然迅速进行
下面我们来学习燃烧过程
燃料着火燃烧后
使气缸中工质的压力
和温度迅速升高
为了便于研究
我们根据气缸内
工质压力和温度的变化规律
如图所示
将柴油机的燃烧过程
划分为四个阶段
第一阶段
滞燃期
又称之为着火落后期
在压缩过程接近终了时
气缸内的空气温度
一般在500到600摄氏度之间
远远高于在当时压力下
柴油的自燃温度
但柴油自A点喷入气缸后
并不能立即着火燃烧
而需要经历一系列的物理
化学变化过程
直到B点才开始着火燃烧
缸内压力
也在该点开始急剧升高
从喷油开始的A点
到压力偏离纯压缩线
而开始急剧升高的B点
这一段时间称为滞燃期
或着火落后期
滞燃期虽然很短
但对整个燃烧过程影响很大
它直接影响
第二阶段速燃期的燃烧
第二阶段
速燃期
从气缸内开始着火至
缸内达到最高压力
即压力急剧上升的BC段
称为速燃期
在这一阶段中
由于滞燃期内喷入气缸内
并具备着火条件的燃料
几乎一起燃烧
此时气缸内工质的压力
和温度都急速升高
尤其是压力升高得更快
柴油机在该阶段燃烧的平稳性
和工作粗暴程度
取决于上一阶段
滞燃期的长短
滞燃期越长
则在滞燃期内喷入的燃料
在着火前形成的混合气就越多
这些燃料在速燃期中
几乎一起燃烧
致使柴油机工作粗暴
曲柄连杆机构及轴承
会受到很大的冲击负荷
并伴随有强烈的金属敲击声
我们通常称之为敲缸
使振动和噪声加剧
影响柴油机的使用寿命
第三阶段
缓燃期
从缸内压力急剧升高的
终点C点起
至压力开始急剧下降的
D点为止
称之为缓燃期
在此阶段中
柴油几乎是边喷射边燃烧
具有扩散燃烧的特征
为了控制
速燃期的压力增长率
在全负荷时
每循环喷射的大部分柴油
应当在这一阶段中
进行燃烧
在这一阶段结束时
一般放热量
可达每循环总放热量的
百分之八十左右
第四阶段
后燃期
又称之为补燃期或过后燃烧期
从缓燃期的终点D点起
到燃料基本上燃烧完时为止
称为后燃期
柴油机工作时
由于燃烧时间短促
燃料与空气的混合又不均匀
总有一些燃料
不能及时燃烧完
拖到膨胀过程中继续燃烧
在后燃期
因为活塞已远离上止点
燃烧所放出的热量
不能有效利用
相应地增加了散热损失
使柴油机过热
和经济性下降
此外
后燃还增加了活塞组的热负荷
以及使排气温度升高
所以
应尽量减少后燃
接下来我们来了解一下
影响柴油机燃烧过程的
运转因素
一
燃料性质的影响
柴油的十六烷值
是影响燃烧的重要指标
柴油的十六烷值愈高
其自燃性能愈好
相应滞燃期就愈短
则柴油机的运转较平稳
起动也容易
但是十六烷值过高
则柴油的热稳定性变差
喷入气缸的柴油
还来不及与空气充分混合
就可能着火燃烧
造成柴油在高温下
裂解成炭烟的现象
经济性也随之下降
相反
如果柴油的十六烷值过低
则使柴油机工作粗暴
第二个
喷油规律的影响
燃烧过程的放热规律
在很大程度上取决于
燃油系统的喷油规律
采用合适的喷油规律
主要是指
采用最佳的喷油提前角
并且通过正确地设计
燃油系统中喷油泵
喷油器
高压油管
及喷油泵凸轮型线
等结构参数
来控制
各个燃烧时期的喷油量
使喷油的速度
与所要求的燃烧速度相适应
三
转速的影响
一般来说
转速过低或过高时
都会使燃烧状况有所下降
转速过低
空气运动减弱
喷油压力下降
使混合气质量变差
转速过高
燃烧过程所占的曲轴转角加大
充量系数下降
也会给燃烧带来不利的影响
四
负荷的影响
柴油机的功率调节方法
属于质调节
即进入气缸的空气量
基本上不随负荷而变化
改变功率
只需调节每循环供油量
在中小负荷工况下
负荷对燃烧过程的影响并不大
但是
随着每循环供油量的加大
使喷油持续时间
和燃烧过程延长
从而导致后燃增加
引起柴油机经济性下降
好
本节课就讲到这
谢谢大家
-1.1概述
--1.1.1小节测试
--1.1.2小节测试
--1.1.3小节测试
--1.1.4小节测试
-1.2柴油机工作原理
--1.2.1小节测试
--1.2.2小节测试
--1.2.3小节测试
--1.2.4小节测试
--曲柄连杆机构主要由哪些总成部件组成？
-第一章简答测试题
- 2.1柴油机主体机件
--2.1.1 小节测试
- 2.2曲柄连杆机构
--2.2.1小节测试
--2.2.2小节测试
-第二章简答测试题
-3.1配气机构
--3.1.1小节测试
--3.1.2小节测试
-3.2柴油机换气过程
--3.2.1小节测试
-3.3进排气系统
--3.3.1小节测试
-第三章简答测试题
-4.1柴油机混合器的形成与燃烧
--4.1.1小节测试
--4.1.2小节测试
--4.1.3小节测试
--4.1.4小节测试
-4.2机械柱塞式燃油供给系统
--4.2.1小节测试
--4.2.2小节测试
--4.2.3小节测试
-4.3PT燃油供给系统
-5.1润滑油性能指标、分类及选用
--5.1.1小节测试
-5.2润滑方式及润滑油路
--5.2.1小节测试
--5.2.2小节测试
--5.2.3小节测试
-5.3润滑系统主要组成
--5.3.1小节测试
-5.4润滑系统保养
--5.4.1小节测试
-6.1冷却系统的功用和冷却方式
--6.1.1小节测试
-6.2柴油机的风冷系统
--6.2.1小节测试
-6.3柴油机的水冷系统
--6.3.1小节测试
-7.1柴油机的增压系统
--7.1.2小节测试
-7.2增压系统的增压方式
--7.2.2小节测试
-7.3涡轮增压工作原理
--7.3.2小节测试
-7.4增压柴油机的特点
--7.4.2小节测试
-7.5增压系统的使用
--7.5.2小节测试
-8.1启动装置
-8.2典型柴油机启动电路分析
-9.1柴油机的使用
--9.1.1小节测试
--9.1.2小节测试
--9.1.3小节测试
-9.2柴油机的维护保养
--9.2.1小节测试
--9.2.2小节测试
--9.2.3小节测试
--9.2.4小节测试
-9.3柴油机的检查与调整
--9.3.1小节测试
--9.3.2小节测试
--9.3.3小节测试
--9.3.4小节测试
--9.3.5小节测试
--9.3.6小节测试
--9.3.7小节测试
-9.4柴油机的故障分析与排除
--9.4.1小节测试
--9.4.2小节测试
--9.4.3小节测试
-期末考试
