复习思考题
1、柴油机的燃烧过程分哪几个阶段?是怎样划分的? 1)喷油始点
2)缸内压力线偏离纯压缩线始点 3)最高压力点 4)最高温度点
Ⅰ-滞燃期 Ⅱ-速燃期 Ⅲ-缓燃期
Ⅳ-后燃期 h-针阀升程 Q-循环放热量 dQ/dφ-放热速率 dq/dφ-喷油速率 Ⅰ、滞燃期
从喷油开始到缸内压力线与压缩线偏离的始点阶段,称为滞燃期或着火延迟期。 Ⅱ、速燃期(2-3)
着火后,在滞燃期内形成的混合气此时同时燃烧,活塞在上止点附近,接近于等容燃烧,平均压力升高率ΔP/ΔΦ=(P3-P2)/(Φ3-Φ2) 升高很快,放热率dθ/dΦ 大。 Ⅲ、缓燃期(3-4) (图6-2)
速燃期内喷入的燃油在此阶段燃烧,放热量较大,占总放热量的70~80%。一般在上止点后20~35°CA,出现循环最高温度,达1600~2000℃。大部分燃油在此阶段燃烧。燃烧产物增多,氧和燃油浓度下降,燃烧速度缓慢。
温度虽升高,但活塞已下行,压力近似不变,近于等压燃烧。 Ⅳ、后燃期(4--)
从温度最高到燃料燃烧结束。
远离上止点放热,大量的热传给冷却系,使排气温度升高,零件热负荷增加,导致柴油机动力性、经济性下降,故应尽量减少后燃。
2、柴油机的燃烧过程存在哪些问题?如何解决? (1).混合气形成困难,燃烧不完全。
混合极不均匀—混合气形成时间短,边喷油、边混合、 边燃烧。 改进措施:
①促进混合气的形成。
结构上,促进缸内的涡流运动。 ②供给较多的空气。
(2).工作粗暴,燃烧噪音较大。
速燃期内,急剧升高的压力直接使燃烧室壁面及活塞、曲轴等机件产生强烈的振动,并通过气缸壁传到外部,形成燃烧噪音。
燃烧噪音与速燃期内的ΔP/ΔΦ有很大关系。为使工作柔和,要求ΔP/ΔΦ≤400kpa/°CA。
ΔP/ΔΦ的大小主要与滞燃期中形成的可燃混合气的数量有关,缩短着火延迟时间τi,减少滞燃期内的喷油量,抑制此阶段混合气的形成,可减小燃烧噪音,但与提高动力性相矛盾。 (3).排气冒黑烟
主要发生在大负荷工况时,如加速,爬坡时。 燃油在高温缺氧下燃烧时易形成碳烟。 减少黑烟的主要措施:
(1)增加过量空气系数α。但与提高柴油机的动力性相矛盾。
(2)改善混合气的形成。与改善柴油机工作的柔和性相矛盾。 (4).排气冒蓝烟、白烟
在冷起动及怠速、低负荷运转时,气缸内温度低,燃烧不良,不同直径的柴油微粒随废气排出,受光线的反射呈现不同的颜色,白烟是由0.6~1微米的颗粒构成,而蓝烟是由0.6微米以下的颗粒构成。
暖机时,一般先冒白烟,后冒蓝烟,然后变为无色。
3、什么是放热规律?理想的放热规律是什么?
定义:放热率dQ/dΦ(每度曲轴转角的放热量)随曲轴转角的变化关系。 ※它决定压力升高率(噪音)的变化和热效率。 理想的放热规律应为: ①曲线要先缓后急。
②放热开始时刻要适当提前,持续时间为40°CA。
4、什么是空间雾化混合、油膜蒸发混合?
空间雾化混合:将燃油喷向燃烧室空间以雾状油滴与空气涡流混合。 油膜蒸发混合:将燃油喷向燃烧室璧面以油膜蒸发油气与空气涡流混合。
5、直喷室燃烧室产生进气涡流的方式有哪些? 进气涡流—靠切向进气道和螺旋进气道形成。
切向进气道:气道母线与气缸相切,在气门前强烈收缩,使气流越来越快进入气缸后受缸壁的约束而转向,形成涡流。
6、柴油不正常喷射有拿几种?各有何危害? 1.二次喷射
针阀落座后,过大的反射波(高压内)使针阀再次升起而喷油的现象。 危害:
⑴喷油时间↑,喷油量↑,后燃加重 ?发动机过热,排温↑,燃油消耗率↑
⑵ 喷射压力低,雾化不良,燃烧过程中喷入气缸,排气冒黑烟,积碳。 (高速、高负荷时较严重)
2.断续喷射、隔次喷射
*隔次喷射发生在怠速运行时,造成柴油机怠速运转不稳。 断续喷射常发生在低速小负荷工况。 三、避免不正常喷射的措施 *减少高压容积 *缩短高压长度 *合理选择喷射参数