影响汽车发动机燃烧过程的几个因素.docx

影响汽车发动机燃烧过程的几个因素摘要发动机燃烧的好坏对汽车的使用有很大影响，本文从汽油的抗爆性与蒸发性、点火提前角、混合气成分、转速、负荷、压缩比六个方面来分析各因素对发动机的燃烧过程的影响。关键词抗爆性与蒸发性点火提前角混合气转速负荷压缩比一、汽油的抗爆性与蒸发性汽油的抗爆性是影响汽油机燃烧过程的最主要性能之一。抗爆性表示阻止燃料在燃烧过程中发生爆震燃烧的能力，一般用辛烷值加以评定。汽油的蒸发性一般用馏分组成和蒸汽压来表征。在汽油蒸馏试验时，分别测定蒸发出10%、50%、90%馏分时的温度及终馏温度。10%馏出温度与汽油机冷启动性能有关，这个温度越低，发动机越容易启动。50%馏出温度表明汽油中间馏分的蒸发性，对发动机的预热、加速性和稳定性都有影响，这个温度越低，发动机预热越快，由低转速加速起来也越快，还可使混合气均匀分配到各气缸，发动机在怠速稳定运转不致熄火。90%馏出温度和终馏温度可以判断汽油中不易蒸发的重馏分的含量，90%馏出温度越低，即燃料是含高沸点而不易蒸发的重馏分越少；这个温度过高，因蒸发不完会使燃烧不完全，增加燃料消耗，未蒸发燃料会由缸壁漏入曲轴箱稀释润滑油。汽油的蒸发性还用饱和蒸汽压来限定。汽油的蒸发性过高，在一定温度下由于蒸发而形成的蒸汽压过高，会使燃油系统为蒸汽泡所隔阻（汽阻），减少或中断燃油的供给，影响化油器的正常工作。二、点火提前角由于火花塞放电后存在火焰前锋形成期，燃烧也不是瞬时完成，所以最佳点火时间一定是在上止点以前，具体机型的点火提前角大小则随具体情况而不同。实际上，最佳点火提前角的调整也就是起到将燃烧过程的最高压力点调整到上止点后曲轴转角12°～15°的最佳位置的作用，做到燃烧及时。当点火提前角过大时，容易引起爆震，但出现轻微爆震时的各方面条件也有利于正常燃烧，所以点火提前角一般是调整在开始发生爆震的提前角稍后一点的位置。最佳点火提前角还随转速和负荷的大小而变化，随着转速提高，负荷减小，最佳点火提前角须要适当加大，所以有的汽油机点火系统带有点火提前角的自动调整装置。三、混合气成分混合气变稀，火焰传播速度降低，但是燃料利用改善，燃烧趋于完全。当混合气比α=1.05～1.15时，燃烧最完全，这时火焰传播速度下降不太多，而热损失减少，工作最经济。混合气进一步变稀，燃料分子间距离过大，如不采用专门措施，将使燃烧条件恶化。汽油机用过稀混合气工作时，还会发生化油器回火现象（这是由于燃烧速度过小），以致燃烧过程拉长到排气行程终了进气门开启时还在继续着，因而使进气系统中的可燃混合气烧着。混合气过浓时（混合气比α<0.85～0.95），由于氧气缺乏，火焰前锋的传播速度也会大大降低。由于多缸汽油机各缸混合气分配和混合气成分并不一定均匀，气缸中有废气对新气的稀释作用，或者余气和新气有分层现象，在汽油机工作中会使火焰传播减慢，当混合气比过大或过小时，使气缸缺火或间歇缺火，而造成气缸工作平稳性和均匀性降低。四、转速当汽油机转速提高时，混合气流过进气门的速度提高，压缩过程时活塞运动速度也相应提高，因而气缸内涡流和紊流强度加强，改善了燃料和空气的混合，加速已燃和未燃气体的热交换，使火焰传播速度大致成比例加大。这是现代汽油机所以能成为高速发动机、并且还可以向高转速发展的重要原因。总的说来，随着转速的提高，燃烧过程所用的时间减少，但不一定成正比减少，往往所占的曲轴转角则增加，后燃增多，为了保证燃烧过程正常进行，在转速提高时点火时间要适当提前。随着转速提高，工作循环持续的时间缩短，后燃混合气中燃料通过两阶段的准备而自行着火的可能性变小；燃烧室中相对的残余废气量也加多，因此使爆燃的可能性减弱，正常燃烧的条件也有一定程度的恶化。转速提高时燃烧室壁的温度是提高的，这会有助于燃烧过程的进行。五、负荷负荷减小，节气门开度减小，这是汽油机对负荷量调节的方法。这时新鲜充量减少，余气系数加大，使火焰前锋形成期变长。由于进气节流使压缩终了的压力和温度降低，因此燃烧速度降低，最大燃烧压力和最高燃烧温度都下降，燃烧质量变差，而且后燃增多，散热损失增大，所以这时要求采用真空式调节器自动加大点火提前角。以上这些因素也使爆燃倾向减小，因而在出现爆燃时可以减少负荷以消除之。六、压缩比提高压缩比使残余废气系数减少，使电火花点火时混合气压力和温度升高，因而有利于火焰前锋形成，使初始期缩短，也使主燃期燃烧加快，最高压力接近上止点，因而宜于适当减小最大功率时的点火提前角；但提高压缩比又使燃烧室容积减小，形状趋于扁形，面容比加大，使燃烧室壁面处的活塞顶挤压面处混合气的相对量增多，使主燃期的放热减少，也使后燃的混合气量增多，有效放热变差。提高压缩比，由于面容比加大、燃烧最高温度升高而膨胀和排气后期温度下降，则使HC、NOx等的排放增多。