831第三章 燃油的喷射与燃烧第六节.doc

第六节柴油机的燃烧 82题
考点 1:燃烧过程着火条件和燃烧过程的四个阶段 15题

若使喷入气缸中的燃油油滴能够形成着火点并全面燃烧,必须满足两方面的条件:一是适当的混合气的浓度(α≈),二是足够高的温度(高于燃油的自燃温度)。
在柴油机中,首先着火的部位是在油束核心与外围之间混合气浓度适当和温度适当处。由于在缸内符合此要求的部位不止一处,所以是多点同时着火,而且各循环的着火点也不尽相同。

(1)第一阶段:滞燃期(d-c)
滞燃期从燃油开始喷入气缸的d点(参见李春野主编《主推进动力装置》图3-29)到燃油自行着火的c点(气缸内压力开始离开压缩曲线而急剧上升点),又称为着火延迟期。其长短可用滞燃时间τi(秒)或滞燃角度Φi(度)表示。
在滞燃期中,喷入气缸的燃油主要进行着燃烧前的一系列物理和化学的准备过程,包括燃油的雾化、加热、蒸发、扩散与空气混合等物理准备阶段,和着火前燃油分子与空气中的氧分子进行的一系列预氧化中间反应。在此期间,虽然液相燃油蒸发吸收了周围空气的一部分热量作为燃油的蒸发潜热,并且还有可能出现一处或数处的自燃着火点,但这两方面对气缸内压力的变化影响并不大,因而,气缸内的压力线基本与纯压缩线重合。
在这一阶段中,虽然没有发生明显的燃烧现象,但对后继的燃烧过程有决定性的影响。因为在滞燃期中喷入气缸的燃油量(称滞燃量,用△i表示,一般低速机△i=(15~30)%△gi,高速机△i=(80~100)%△gi,△gi为循环供油量),会直接影响到着火燃烧后压力上升的急剧程度(c-y段的斜率)。τi越长,△i越大,着火前形成的可燃混合气的量就越大,一旦发火,燃烧迅猛,压力会突然增高,致使柴油机工作粗暴,表现为燃烧曲线上c-y段的压力上升过于陡峭,最高燃烧压力过高。
(2)第二阶段:速燃期(c-y)
从着火点(c点)开始到缸内气体压力最高点(y点)为止,称为急燃期,也叫速燃期。
在速燃期中,不但烧掉了滞燃期中完成燃烧准备的可燃混合气,还烧掉了速燃期喷入气缸并已完成了燃烧准备的部分燃油,燃烧速度快,使气缸内工质的压力、温度急剧上升。再加上此时活塞处于上止点附近,活塞运动速度慢,气缸容积变化小,燃烧是在接近等容状态下进行的,这就更加剧了压力的上升。
~ MPa/°,最高爆发压力发生在上止点后10°~15°曲轴转角。
由于在速燃期中燃烧的可燃混合气主要是滞燃量积聚准备的,所以,速燃期的燃烧速率很难用控制本燃烧期可燃混合气形成速度的办法来加以控制,故速燃期又称为不可控燃烧期或预混合燃烧阶段。
(3)第三阶段:缓燃期(y-z)
从缸内气体压力最高点(y点)到缸内气体温度最高点(z点)为止,称为缓燃期。
在缓燃期中,由于燃烧室内已充满燃烧产物和正在燃烧的火焰,温度很高,燃油油滴喷入气缸即行蒸发燃烧。到缓燃期结束时,放热量可达循环总放热量的70%~
80%,温度迅速上升至最高温度(达1700~2000℃)。但此时由于活塞已离开上止点下行,气缸容积迅速扩大,故燃烧燃油虽多,而缸内压力却缓慢下降(也可认为近似等压燃烧)。
缓燃期的长短主要取决于负荷大小,亦称可控燃烧期或扩散燃烧阶段。
(4)第四阶段:后燃期(z点以后)
缸内气体温度最高点(z点)以后发生的燃烧过程,称为后燃期。
后燃期是燃烧过程在膨胀行程中的继续。在缓燃期中喷入气缸的燃油绝大部分立即燃烧,但总有一部分因气缸中燃烧产物的增多和氧分子浓度的减少而得不到充分的氧分子来不及燃烧或燃烧不完全,便延续到膨胀行程中才得以燃烧。柴油机的后燃现象是不可避免的。后燃期的存在使燃料的利用率降低,功率和热效率下降,并使排气温度提高,增加零部件的热负荷,使柴油机的工作可靠性下降。
,说法不正确的是( )。



MPa/°曲轴转角
D2. 关于后燃,下列说法不正确的是( )。

,热负荷大


C3. 根据柴油机理论分析并经实验证实,在燃烧室内的着火点特点是( )。




D4. 根据柴油机燃烧理论分析并经实验证实,燃油在燃烧室内的着火条件是( )。



+B
B5. 根据对柴油机燃烧室