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第四章 汽油机混合气 的形成与燃烧

第四章 汽油机混合气 的形成与燃烧. 汽油机-高温单级点燃. 发动机的燃烧过程是将燃料的化学能转变为热能的过程。进入气缸的燃料燃烧完全的程度,直接影响到热量产生的多少和排出废气的成分,而燃烧时间或燃烧相当于曲轴转角的位置,又关系到热量的利用和气缸压力的变化,所以燃烧过程是影响发动机经济性、动力性和排气污染的主要过程,与噪声、振动、起动性能和使用寿命也有重大关系。. 压缩的是燃料与空气的混合气体 , 在此过程中 , 已经进行了一些化学反应。

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第四章 汽油机混合气 的形成与燃烧

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  1. 第四章 汽油机混合气 的形成与燃烧

  2. 汽油机-高温单级点燃 发动机的燃烧过程是将燃料的化学能转变为热能的过程。进入气缸的燃料燃烧完全的程度,直接影响到热量产生的多少和排出废气的成分,而燃烧时间或燃烧相当于曲轴转角的位置,又关系到热量的利用和气缸压力的变化,所以燃烧过程是影响发动机经济性、动力性和排气污染的主要过程,与噪声、振动、起动性能和使用寿命也有重大关系。 压缩的是燃料与空气的混合气体, 在此过程中, 已经进行了一些化学反应。 火花点火, 局部温度高达3000K以上, 该处燃料分子直接分裂成大量的自由原子与自由基, 迅速反应出现热火焰, 瞬间扩大到整个燃烧室内。所以, 汽油机着火过程: 压缩混合气  点火 (经短暂着火延迟期)  热火焰

  3. 一、汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 1)正常燃烧过程进行情况 汽油机典型的展开示功图如图所示。为分析方便,按其压力变化持点,人为地将燃烧过程分成三个阶段。 (1)着火延迟期 从火花塞点火至气缸压力明显脱离压缩线而急剧上升时的时间或曲轴转角。 火花塞放电时两极电压达10-15kV,击穿电极间隙的混合气,造成电极间电流通过。电火花能量多在40-80mJ,局部温度可达3000K,使电极附近的混合气立即点燃,形成火焰中心,火焰向四周传播,气缸压力脱离压缩线开始急剧上升。

  4. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 汽油机的燃烧过程 汽油机的燃烧过程 I-着火延迟期 II-明显燃烧期 III-补燃期 1-开始点火 2-形成火焰中心 3-最高压力点

  5. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 着火延迟期长短与混合气成分(α=0.8-0.9时最短)、开始点火时的缸内气体温度和压力、缸内气体流动、火花能量及残余废气量等因素有关。它对每一循环都可能有变动,有时最大值可达最小值的数倍。希望尽量缩短着火延迟期并保持稳定。 (2)明显燃烧期 从形成火焰中心到火焰传遍整个燃烧室,常指压力达到最高点。在均质混合气中,当火焰中心形成之后,火焰向四周传播,形成一个近似球面的火焰层,即火焰前锋,从火焰中心升始层层向四周未燃混合气传播,直到连续不断的火焰前锋扫过整个燃烧室。火馅前锋相对于未燃混合气向前推进的速度称为火焰速度,用UT表示。 UT的大小取决于层流火焰速度(约在每秒几十厘米到几米之间)和混合气紊流状态。 因为绝大部分燃料在这一阶段燃烧,此时活塞又靠近上止点,所以气缸压力迅速上升。常用平均压力上升速度ΔP/Δφ[MPa/(°)],表征压力变化的急剧程度。

  6. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 式中 P2、P3 第二阶段终点和起点的压力(MPa) φ2、φ3第二阶段终点和起点相对上止点的曲轴转角(°)。 汽油机在0.2-0.4MPa/(°)的范围。 明显燃烧期是汽油机燃烧的主要时期,燃烧期愈短,愈靠近上止点,汽油机经济性、动力性愈好,但可能导致ΔP/Δφ值过高,噪声、振动大,工作粗暴,对排污亦不利。一般明显燃烧期约占20°~40°曲轴转角,燃烧最高压力出现在上止点后12°~15°曲轴转角,ΔP/Δφ=0.175~0.25 MPa/(°)为宜。

  7. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 (3)后燃期(图中3点以后) 它是指明显燃烧期以后的燃烧,主要有火焰前锋后末及燃烧的燃料再燃烧,贴附在缸壁上未燃混合气层的部分燃烧以及高温分解的燃烧产物(H2, CO等)重新氧化。这种燃烧已经远离上止点,应该尽量避免。 综上所述,汽油机正常燃烧过程是唯一地定时的火花点火开始,且火焰前锋以一定的正常速度传遍整个燃烧室。

  8. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程

  9. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 2)燃烧速度 燃烧速度是指单位时间燃烧的混合气量,可以表达为 式中: —火焰前锋面积 —火焰速度 —未然混合气密度 控制燃烧速度就能控制明显燃烧期的长短及其相对曲轴转角的位置。现代汽油机转速很高,一般在5000~8000r/min,燃烧时间极短,仅0.001~0.002s,这就需要有足够快的燃烧速度,并希望它合理地变化。 由上式可见,影响燃烧速度的因素如下所述。

  10. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 (1) 火焰速度UT 火焰速度UT是决定明显燃烧期长短的主要因素。现代汽油机的UT可高达50~80m/s。影响UT的主要因素是:燃烧室中气体的紊流运动、混合气成分和混合气初始温度。 a、紊流运动由具有一定运动方向的涡流运动和无数小气团的无规则脉动运动所组成,这些由气体质点所组成的小气团大小不一,流动的速度、方向也不相同,但宏观流动方向则是一致的。这种紊流运动使平整的火焰前锋表面严重扭曲,甚至分隔成许多燃烧中心,导致火焰前锋燃烧区的厚度增加,火焰速度加快。

  11. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 图示出紊流强度与火焰速度比的关系。紊流强度指的是各点速度的均方根值,火焰速度比是紊流火焰速度与层流火焰速度之比。可见,加强燃烧室的紊流尤其是微涡流运动,会使火焰速度有效地增加,这是提高汽油机燃烧速度最重要的手段。

  12. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 b、混合气成分不同,火焰传播速度也明显不同。图4-5为试验所得火焰速度与过量空气系数α的关系。由图可知: 当α=0.85~0.95时,火焰速度最大,汽油机用这种浓混合气工作,燃烧速度最快,功率也最大,故这种混合比称为功率混合比 当α=1.03~1.1时,火焰速度降低不多,又因有足够的氧气而使燃烧完全,因此用这种浓度的混合气工作,汽油机经济性最好,故此混合比称为经济混合比。

  13. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 当α继续增大,由于火焰速度下降,燃烧过程拖长,热效率和功率均降低。当α>1.3-1.4时,火焰难以传播,汽油机不能工作,此种混合比称为火焰传播下限。同样,α<0.4-0.5时,由于严重缺氧,也使火焰不能传播,这种混合比称为火焰传播上限。

  14. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 实际上,为了保证可靠地工作,汽油机的在0.6-1.2范围,即空燃比A/F=9-18。 应注意,混合气火焰传播界限并非一个常数,它是随条件而变化的,如混合气温度高,点火能量大,气体紊流强等,火焰传播界限就扩大;混合气中废气含量多,界限就变窄。 c、混合气初始温度高,火焰速度增加。 (2)火焰前锋面积AT 利用燃烧室几何形状及其与火花塞位置的配合,可以改变不同时期火焰前锋扫过的面积,以调整燃烧速度。图4-6为不同燃烧室火焰前锋面积变化的情况。它直接影响到明显燃烧期相当曲轴转角的位置及燃烧速度变化的情况,与压力上升密切相关。

  15. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 燃烧室形状与粗暴性的关系

  16. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 (3)可燃混合气密度ρT 增大未燃混合气密度,可以提高燃烧速度,因此增大压缩比和进气压力等,均可加大燃烧速度。 3)汽油机不规则燃烧 汽油机不规则燃烧是指在稳定正常运转的情况下,各循环之间的燃烧变动和各气缸之间的燃烧差异。这是汽油机燃烧过程的一大特征。 (1)各循环间的燃烧变动 图N和Pmax值随循环数的变动。从中可以看到变化较大,是不应忽视的,低负荷时情况还要严重。这种循环间的燃烧变动使汽油机空燃比和点火提前角调整对每一循环都不可能处于最佳状态,因而油耗上升,功率下降,不正常燃烧倾向增加,整个汽油机性能下降。

  17. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 N和 随循环数的变动 产生这种现象的主要原因是:火花塞附近混合气的混合比和气体紊流性质、程度在各循环均有变动,致使火焰中心形成的时间不同,即由有效着火时间变动而引起。

  18. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 对各循环间燃烧变动现象的机理至今尚不十分清楚,但可以肯定:①当α=0.8-0.9时循环燃烧变动最小,混合气加浓或减稀,变动均增大。因此,为减少排气中的CO而运用稀混合气时,即使在较高负荷也容易发生循环变动,成为用稀混合气的障碍。②在中等负荷以上变动较小,低负荷时,残余废气相对量多,变动更为明显。③加强紊流有助于减少变动,因此转速增加,一般变动减小。④加大点火能量,采用多点点火,情况可有所改善。⑤点火时刻和点火位置对燃烧变动很敏感。 (2)各缸间燃烧差异 汽油机由于是外部混合,在汽油机进气管内存在着空气、燃料蒸气、各种比例的混合气、大小不一的雾化油粒以及沉积在进气管壁上厚薄不同的油膜,要均匀分配到各个气缸是很困难的。各缸进气歧管的差别,各缸间进气重叠引起的干涉等现象,导致各缸进气量、进气速度以及气流的紊流状态等不能完全一致。因此,在多缸汽油机上,各缸混合气成分存在差异。各缸混合气成分不同,使得各缸不可能在最佳调整状况下工

  19. 汽油机的燃烧过程 1、正常燃烧过程 作,即各缸不可能都处于经济混合气或功率混合气浓度,从而整个汽油机功率下降,耗油率上升,排放性能恶化。 进气系统所有零件的设计和安装位置,任何不对称和流动阻力不同的情况都会破坏均匀分配,其中影响最大的是进气管的设计。 4)燃烧室壁面的熄火作用 在火焰传播过程中,燃烧室壁对火焰具有熄火作用,即紧靠壁面附近的火焰不能传播。这样,在熄火区内存在大量未燃烧的烃,它是汽油机排气中HC的主要来源之一。一般解释缸壁熄火是由链反应中断和冷缸壁使接近缸壁的一层气体冷却所造成。根据试验观察可知,当α=1左右,熄火厚度最小,混合气加浓或减稀,此厚度均增加;负荷减小时,熄火厚度显著增加;燃烧室温度、压力提高,气缸紊流加强,熄火厚度均减小。 根据熄火厚度可以推定熄火领域的容积,从而可以说明排气中HC的浓度。应尽量减小熄火厚度及燃烧室的面容比F/V以降低汽油机的HC排出量。

  20. 汽油机的燃烧过程 2、不正常燃烧 1)爆燃 汽油机发生爆燃时的外部特征是:气缸发出特别尖锐的金属敲击声,亦称之敲缸。轻微敲缸时,发动机功率上升,油耗下降,但严重时,会产生冷却水过热,功率下降,耗油率上升。 爆燃产生的原因是:在正常火焰传播的过程中,处在最后燃烧位置上的那部分未燃混合气(常称末端混合气),进一步受到压缩和辐射热的作用,加速了先期反应。如果在火焰前锋尚未到达之前,末端混合气已经自燃,则这部分混合气燃烧速度极快,火焰速度可达每秒百米甚而数百米以上,使局部压力、温度很高,并伴随有冲击波。压力冲击波反复撞击缸壁,发出尖锐的敲缸声,使发动机噪声加大,发动机过热,功率下降。

  21. 汽油机的燃烧过程 2、不正常燃烧 火焰以正常的传播速度20-60m/s 向前推进,若发生爆燃,终端混合气最适于发火的部位形成一个或几个火焰中心。以远大于正常燃烧火焰前锋面推进的速度向周围传播。 轻微爆燃火焰速度= 100-300 [ m/s ] 强烈爆燃火焰速度= 800-2000 [ m/s ] 若自燃区占整个燃烧室容积的5%为强烈爆燃。

  22. 汽油机的燃烧过程 2、不正常燃烧

  23. 汽油机的燃烧过程 2、不正常燃烧 根据末端混合气是否易于自燃来分析,影响爆燃的因素为: a、燃料性质 辛烷值高的燃料、抗爆燃能力强。四乙铅添加剂能有效地提高燃料的抗爆燃能力,但这会排出有毒的含铅颗粒,污染大气并影响催化剂的使用,因此近年来各国都对含铅汽油的使用加以控制。 b、末端混合气的压力和温度 末端混合气的压力和温度增高,则爆燃倾向增大。例如,提高压缩比,则气缸内压力、温度升高,爆燃易发生;又如,气缸盖、活塞的材料使用轻金属,由于其导热性好,末端混合气压力、温度低,爆燃倾向小,可提高压缩比0.4-0.7单位。

  24. 汽油机的燃烧过程 2、不正常燃烧 c、火焰前锋传播到末端混合气的时间 提高火焰传播速度、缩短火焰传播距离,都会减少火焰前锋传播到末端混合气的时间,这有利于避免爆燃。例如,气缸直径大时,火焰传播距离增加,爆燃倾向增大,故没有很大缸径的汽油机。 2)表面点火 在汽油机中,凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面(如排气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物等)点燃混合气的现象,统称表面点火。它的点火时刻是不可控制的,多发生在ε=9以上的强化汽油机上。 早燃是指在火花塞点火之前,炽热表面就点燃混合气的现象。由于它提前点火而且热点表面比火花大,使燃烧速率快,气缸压力、温度增高,发动机工作粗暴,并且由于压缩功增大,向缸壁传热增加,致使功率下降,

  25. 汽油机的燃烧过程 2、不正常燃烧 火花塞、活塞等零件过热。 下图给出汽油机早燃示功图情况。 凡是能促使燃烧室温度和压力升高以及促使积炭等炽热点形成的一切条件,都能促成表面点火。

  26. 汽油机的燃烧过程 2、不正常燃烧 早燃会诱发爆燃,爆燃又会让更多的炽热表面温度升高,促使更剧烈的表面点火,两者互相促进,危害可能更大。 表面点火一般是在正常火焰烧到之前由炽热物点燃混合气所致,没有压力冲击波,“敲缸声”比较沉闷,主要是由活塞、连杆、曲轴等运动件受到冲击负荷产生振动面造成。各种燃烧示功图的比较如图所示。

  27. 汽油机的燃烧过程 3、使用因素对燃烧的影响 1) 混合气浓度 混合气浓度对汽油机动力性、经济性的影响如图所示。 功率及耗油率随供油量B的变化 (节气门、转速保持一定)

  28. 汽油机的燃烧过程 3、使用因素对燃烧的影响 在α=0.8-0.9时,由于燃烧温度最高,火焰传播速度最大,因此PZ、TZ、ΔP/Δφ、Pe均达最高值,且爆燃倾向增大。 在α=1.03-1.1时,由于燃烧完全,be最低。但此时缸内温度最高且有富裕空气,NOx排放量大。 使用α<1的浓混合气工作,由于必然会产生不完全燃烧,所以CO排放量明显上升。 当α<0.8及α>1.2时,火焰速度缓慢,部分燃料可能来不及完全燃烧,因而经济件差HC排放量增多且工作不稳定。 可见,在均质混合气燃烧中,混合气浓度对燃烧影响极大,必须严格控制。

  29. 汽油机的燃烧过程 3、使用因素对燃烧的影响 2) 点火提前角 点火提前角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。受转速、负荷、过量空气系数等因素影响。 当汽油机保持节气门开度、转速以及混合气浓度一定时,汽油机功率和耗油率随点火提前角改变而变化的关系称为点火提前角调整特性。对应于每一工况都存在一个“最佳”点火提前角,电喷发动机可保证始终工作在最佳提前角附近。这时汽油机功率最大,耗油率最低。点火角过大,则大部分混合气在压缩过程中燃烧,活塞所消耗的压缩功增加,且最高压力升高,末端混合气燃烧前的温度较高,爆燃倾向加大。点火过迟,则燃烧延长到膨胀过程,燃烧最高压力和温度下降,传热损失增多,排温升高,功率、热效率降低,但爆燃倾向减小,NO排放量降低。

  30. 汽油机的燃烧过程 3、使用因素对燃烧的影响 3) 转速 转速增加时,汽缸中紊流增强,火焰速度大体与转速成正比增加,因而以秒计的燃烧过程缩短,但由于循环时间亦缩短,一般燃烧过程相当的曲轴转角增加,应该相应加大点火提前角,装置离心调节点火提前器。转速增加时,火焰速度亦增加,爆燃倾向减小。 4) 负荷 由于小机负荷调节是量调节,当负荷减小时,进入气缸的混合气数量减少,而残余废气量基本不变,故残余废气所占比例相对增加,使混合气稀释程度变大,起火界限更窄,火焰速度下降,燃烧恶化。为此需要供给较浓的混合气,怠速时α可到0.6(A/F=9)左右,由于进气节流而泵气损失加大,冷却水散热损失也相对增加,因此经济性显

  31. 汽油机的燃烧过程 3、使用因素对燃烧的影响 著降低。为使燃烧过程有效地进行,需要增大点火提前角,装置真空调节点火提前器。负荷减小时,气缸的温度、压力降低,爆燃的倾向减小。 5) 大气压力 大气压力低,气缸充气量减少,则混合气变浓,另外,压缩压力低,着火延迟期长和火焰速度慢,则经济性和动力性下降,但爆燃倾向减小。 大气温度高,同样气缸充气量下降,经济性、动力性变差,而且容易发生爆燃和气阻。 气阻是由于燃油蒸发而在供油系中形成气泡,减少甚至中断供油的现象。因此,在炎热地区行车时,应加强冷却系散热能力,用泵油量大的汽油泵;反之,在寒冷地区行车时,要加强进气系统的预热,增强火花能量等,以保证燃油雾化、点火及起动。

  32. 二、汽油机混合气的形成 汽油机混合气形成的方式主要有两类:一类是化油器式,另一类是汽油喷射式。它们在结构与供油方法上有所不同,但都属于在气缸外部形成混合气,依靠控制节流阀开闭来调节混合气数量的。

  33. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 1) 理想化油器特性 全负荷时,即节气门全开时,应向气缸提供适当加浓的功率混合气,A/F=12-14。 中等负荷时,即在节气门部分开度时,应有最好的经济性,适宜使用较稀的经济混合气。如图4-17所示,理想混合气随负荷增加而逐渐变稀,小负荷范围内变化较陡,随负荷加大变化渐趋平缓,负荷超过50%以后,空燃比变化不大,这时A/F约为17。 怠速时,节气门接近全闭,为了抵消废气对新鲜充量稀释的影响、保证稳定运转,需要提供更浓的混合气,A/F=10-12.4。

  34. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 理想化油器特性

  35. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 2) 真空度 在研究化油器实际供油特性之前,有必要强调一下喉管真空度与进气管真空度的不同。所谓喉管真空度,是指在化油器喉管最小截面处因气体流速加大而产生的负压,它对主供油系的油量起控制作用;所谓进气管真空度,是指在节气门之后、混合室及进气管中的负压。这部分负压主要因节气门开度及发动机转速而异,它用来控制怠速油系、真空省油器加浓的时刻及真空点火提前角等。 当节气门开度一定时,转速升高,则喉管真空度及进气管真空度均增加(如下图所示)。不同的是,节气门开度变化,两者差异很大。例如当节气门关闭时,进气管真空度很高、约为50-70kPa,而喉管真空度实际上接近于零。

  36. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 节气门开启,喉管真空度加大,进气管真空度则下降,随着节气门开大,两者越来越接近,最后喉管真空度可超过进气管真空度。

  37. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 3)简单化油器特征

  38. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 其供油量取决于喉管真空度。 缺点是:随喉管真空度的增加燃料流量增加速率超过了空气流量增加的速率,即混合气越来越浓。 简单化油器特性与理想化油器特性的比较如图所示。

  39. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 4) 主供油系的校正 从前面的分析看出,简单化油器特性不适合理想特性的原因。在于随着喉管真空度ΔPn增加,燃料流量的增加速率超过了空气流量增加的速率。校正的措施不外乎随着ΔPn增加抑制燃料流量的增加,或者进一步加大空气流量。目前最广泛的校正措施是渗入空气法校正系统。 如图4-22所示,主喷口4高出浮子室油面的距离为H,在主量孔1后的主油井3中插入了通大气的泡沫管6,泡沫管上部由空气量孔5限制空气的流入,泡沫管下部有几排与主油井相通的泡沫孔2。

  40. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成

  41. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 主供油系校正后的特性

  42. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 从本质上说,用校正空气量孔和泡沫管校正混合比特性的方法,就是用一系列斜率不同的简单化油器特性的组合,使之接近理想特性。 采用空气量孔及泡沫管的渗入空气法,不仅可以达到校正的目的,而且由于它是以油气混合状态喷入喉管的,所以还可以促进燃油的喷散与雾化。 空气量孔的设置,改变了简单化油器燃料流出单纯受喉管真空度限制的状况。 5) 满负荷加浓与怠速加浓 (1)满负荷加浓 主供油系校正的结果,使化油器可以在部分负荷情况符合需要,但当发动机在全负荷运行时,还需要另外设置功率加浓系统,提供浓的功率混合气,以获取最大功率。这样,将主供油系与加浓系分开。必要时予以加浓的做法,相对说来,起到了确保在部分负荷时节省油料的作用。因此,这种功率加浓系统又称为省油系统(或省油装置)。

  43. 汽油机混合气的形成 1 1、化油器式混合气的形成

  44. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 如上图所示,实现省油器工作的方案有两类。一类是机械省油器,其作用是靠节气门开度位置控制打开加浓量孔的推杆,其开始作用点大都定在节气门全开前10左右,作用点与转速及负荷的变化无关;另一类是真空省油器,即当发动机转速下降或节气门开度加大,使进气管真空度减至某值以后,便开始实现加浓。这两类省油器往往同时应用,其作用可相互补充。 节气门开度、转速与进气管真空度的关系

  45. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 (2)怠速加浓 发动机在怠速运行时,节气门开度很小,设置在真空度很大的节气门之后的怠速油孔,可保证在怠速和小负荷时获得所需的浓混合气。 但随着节气门稍许开大,进入混合室的空气量迅速增加。与此同时,进气管真空度降低很快,怠速油量立即减少,将使混合气变得极稀、甚至熄火。为此,在怠速油孔之上应设置过渡喷口,过渡喷口的作用是使怠速系供油延长到节气门较大的开度,使其与主油系更好地衔接,达到圆滑过渡的目的。 在主油系上设置省油系及怠速油系以后,化油器便可按理想供油特性在稳态工况下工作。

  46. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 怠速油系 1、2-量孔 3-调节螺钉 4-怠速喷口 5-过渡喷口

  47. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 ☆化油器变工况运行 1)加速过程 当节气门突然开大时,由于油量增加滞后于空气量增加,加上进气管真空度降低,破坏了进气管中原来燃料的汽化条件,因而出现混合气成分瞬时变稀,于是发动机扭矩的瞬时变化与缓慢开启节气门在稳定工况下扭矩上升的情况不同(图4-31)。从图上看出,加速过程中扭矩上升有一段滞后,各相应点扭矩下降很多。 加速过程的转矩变化

  48. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 正因为在加速过程中扭矩上升滞后及扭矩值的降低,使发动机动力性变差,可能出现缺火与放炮。因此,从燃料系的角度看,在节气门急开时,应利用加速泵向喉管额外再供应适量的加速油量;当节气门缓开时,加速泵下的燃油经进油阀返回浮子室,不起加浓作用(图4-32)。 加速泵简图 1、2、3、4-杠杆机构 5-弹簧 6-活塞 7-进油阀 8-出油阀 9-加速泵量孔 10-气孔

  49. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 2)急减速过程 实践表明,一旦抬起油门踏板(节气门突然关闭),则进气管真空度激增,于是沿进气管壁面流动的液膜便迅速蒸发,使混合气变浓。而且由于进气管真空度很高,使得减速过程中燃烧恶化,排气的有害成分增加很快。由于进气管液膜的存在,即使在关闭节气门的同时切断怠速供油,排气有害物的增加也不能幸免。为了减少在急减速过程中的HC含量,可以采用以下措施: (1)在化油器上设置节气门缓冲器,减慢节气门关闭速度,可以有效地减少H含量。 (2)在滑行时利用电子装置来控制节气门的开度,使之提供适量的混合气,维持正常燃烧,可减少HC的排放量。

  50. 汽油机混合气的形成 1、化油器式混合气的形成 3)起动过程 起动是汽油机重要的不稳定过程。起动包括起动与暖机两个阶段。“起动”是指从发动机静止状态到持续运转;“暖机”是指从持续运转到各部分温度上升至正常的工作状态。在起动时,转速极低,流经喉管的气流速度也极低。这时,油蒸气的蒸发量很小。因此,要使气缸中的混合气成分达到着火界限,化油器必须设置起动系统,供给更多的汽油使总的混合气成分大大加浓,以保证汽油机在低温下着火。当发动机开始运转后,转速提高了,喉管真空度增加,燃料蒸发量加大,因此在暖机时要求比起动瞬间有稍稀的混合气。但为保证发动机冷车怠速运转圆滑稳定,并能加快暖机时间、在实际使用中常常需要进一步加大怠速时节气门开度,并提高怠速转速,保持在所谓快怠速状态。

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