1、1/18,发动机原理与汽车理论,课程内容概述,第一章 发动机原理基础知识 第二章 发动机的换气过程 第三章 汽油机的燃料与燃烧 第四章 柴油机的燃料与燃烧 第五章 燃气发动机的燃料与燃烧 第六章 发动机的特性 第七章 汽车的动力性 第八章 汽车的制动性 第九章 汽车的使用经济性 第十章 汽车的操纵稳定性 第十一章 汽车的舒适性 第十二章 汽车的通过性 第十三章 汽车性能的合理使用,3/18,第四章 柴油机的燃料与燃烧,第一节 柴油的使用性能 第二节 柴油机混合气的形成与燃烧 第三节 柴油机的排气污染与噪声 第四节 改善柴油机燃烧过程的措施,4/18,第四节 改善柴油机燃烧过程的措施,一、使用措
2、施 二、结构措施 三、电控技术的应用（略）,5/18,一、使用措施,1.正确选用燃料(发火性和蒸发性要兼顾)： 2.合理选择并准确控制喷(供)油提前角： 喷油提前角s 、供油提前角及两者之间的关系： =s+x；x（喷油延迟角）-由高压油管长度和转速决定。 1）喷油提前角对发动机性能的影响： 过大，工作粗暴；功率下降、油耗增加。 过小，工作柔和；传热损失增加、排气温度升高，热效率降低。 2）喷油提前角对油耗及排气污染的影响： 对应每一工况，都有一个最佳喷油提前角，此时动力性、经济性最好，但排气污染和燃烧噪声较严重。如图4-3。 喷油提前角范围：15 35（CA）。,6/18,喷油提前角对油耗及排
3、气污染的影响,图4-3 柴油机全负荷时动态喷油定时图,7/18,3.合理控制转速和负荷： 1）转速的影响： 转速提高，压缩终了压力提高；雾化质量提高；空气涡流增强，利于混合气的形成与燃烧。但转速不宜过高（充气效率下降，循环供油量增加），使热效率下降、排气污染严重。 2）负荷的影响： 负荷增加，工作柔和；燃烧过程拉长、不完全燃烧增加，使热效率下降。当负荷过大时，使排气管冒黑烟，热效率急剧下降。 怠速（惰转）噪声：,一、使用措施,8/18,柴油机在低速小负荷工况（怠速、起动）时，尽管喷油量不多，由于汽缸温度和压力较低，使着火延迟期较长，压力升高率也较大，产生强烈的燃烧噪声，这种现象称之为怠速（惰转
4、）噪声。,怠速（惰转）噪声,9/18,二、结构措施,1.合理选择压缩比：压缩比提高，工作柔和；热效率提高，改善冷起动性能；但压缩比过高，机械负荷过大。在保证冷起动容易和有效燃烧的前提下，尽量降低 压缩比。 2.合理设计燃烧室： 3.保证合适的喷油规律： 4.保证良好的油束特性。,10/18,柴油机的燃烧室,按燃烧室结构形式的不同： 1）直接喷射式： 形燃烧室和球形燃烧室 2）分隔式：预燃室式燃烧室和涡流室式燃烧室,11/18,形燃烧室-直接喷射式,混合气的形成以空间雾化混合方式为主。 特点：结构简单，面容比小 ，相对散热少，经济性好；能形成一定的挤气涡流 ；压缩终了汽缸温度上升快，冷起动性能好
5、。采用多孔喷油器，对燃油和喷油系统要求较高；涡流强度对转速变化敏感；工作粗暴；排气污染较大。,12/18,混合气的形成以油膜蒸发混合方式为主。 特点：面容比小，相对散热少，经济性好；一般配有螺旋进气道以产生强烈的进气涡流；采用单孔或双孔喷油器，对燃油和喷油系统要求不高；工作柔和；排气污染小。冷起动比较困难；对负荷反应迟缓（空气涡流跟不上，加速时冒黑烟）；高、低速性能差别很大。 应用： 小型高速柴油机上（高速性能好）。,球形燃烧室-直接喷射式,13/18,预燃室式燃烧室,通道方向与预燃室并不相切。 特点：混合气的形成主要靠燃烧涡流，可采用轴针式喷油器，对燃油系统要求不高 ；由于节流作用，工作柔和
6、，燃烧噪声小；排气污染少。面容比大，散热损失较大，流动损失大，所以热效率较低，经济性不如直接喷射式；冷起动困难（需加装起动电热塞）。,14/18,涡流室式燃烧室,通道方向与涡流室相切 。 特点：混合气的形成主要利用压缩涡流和二次涡流，可采用轴针式喷油器，对燃油系统要求不高；对进气道没有特殊要求；高速性能好；排气污染小。面容比大，散热损失较大，热效率低，经济性不如直接喷射式，冷起动困难（需加装起动电热塞）。,15/18,喷油规律,喷油规律：单位时间（或曲轴转角）内的喷油量随时间（或曲轴转角）的变化关系。 理想的喷油规律：先缓后急并尽量缩短喷油时间。 即在着火延迟期内喷油速率要低，以控制压力升高率
7、和最高燃烧压力；着火燃烧后喷油速率要高，停油干脆，保证燃烧过程在上止点附近完成。,16/18,油束特性,雾化：燃油以高压经喷孔中喷出时，被分散成大小不等的微粒所形成的圆锥形油束，这一过程称雾化。 油束特性：通常用油束形状和雾化质量描述。 1）油束射程L：油束前端在压缩空气中的最大喷射距离。 如果燃烧室尺寸小而射程大，喷到燃烧室壁上的燃油多；如果射程小，燃油不能分布到燃烧室空间，空气又得不到充分利用。 2）油束锥角：标志油束的紧密程度。越大，油束越松散，油滴越细。,17/18,油束特性,3）雾化质量（雾化特性）：表示柴油吹散雾化的程度，一般是指雾化时的细度和均匀度。 细度用油束中油粒的平均直径表
8、示； 均匀度用油粒的最大直径与平均直径之差表示。 不同喷油压力时的雾化质量曲线如图4-12。,18/18,油束形状,19/18,三、电子技术的应用,电控技术在柴油机上的应用，改善了混合气的形成条件和燃烧过程，不仅使柴油机的排气污染降低，同时也使柴油机的动力性、经济性等进一步提高。 喷油量控制、喷油正时控制、喷油速率控制、喷油压力控制、怠速转速控制、怠速时各缸均匀性控制、进气节流控制、可变进气涡流控制、可变配气正时控制、增压控制、排放控制、起动控制、巡航控制、故障自诊断及失效保护、与自动变速器综合控制。,20/18,第四章 作业,1.为什么柴油机排气中的CO、HC及NOX 含量比汽油机少，而碳烟排量远比汽油机高？ 2.分析喷油提前角大小对柴油机性能有何影响？,
