汽油机混合气的形成和燃烧.pptx

第四章汽油机混合气的形成和燃烧内燃机实现热功转换的关键问题：混合气形成方式
着火方式一、外部混合气形成特点
燃料供给方式分为：化油器和电控喷射两种方式这种混合气形成方式存在的问题：
喉管节流：进气阻力，泵气损失，v，结冰；
多缸机一个化油器：各缸进气支管不等长，造成各缸不均匀性较大；
空然比控制精度（1）汽车电子技术发展背景
社会要求：技术支撑：半导体技术的发展及应用电控汽油喷射的主要优点：
1．提高了控制自由度，减小进气阻力，改善各缸均匀性；进气管设计可按动力性要求设计，最大限度地提高充气效率。
2．提高空燃比的控制精度，改善经济性，且配合三效催化转化器的应用，有效净化尾气排放。
3．因汽油喷射雾化，改善混合气形成条件，故提高发动机加减速等过渡工况响应性和冷起动性。保证额定功率部分工况下具有良好扭矩特性和动态响应特性；
点火之前；
各工况的目标空燃比
由n和进气压力推测进气流量
发动机高速过渡工况以几十毫秒数量级变化；
被电控汽油喷射技术替代
理论上：a=1时完全燃烧，
控制技术由模拟控制向数字控制化发展
Gf：取决于喷孔直径、孔数、针阀升程、喷射压力和喷射脉宽(Ti)
由惠斯顿电桥控制热线电流温差（TH-TA）一定，则测量热线电流的大小求得G
点燃温度低强制点燃火焰传播燃烧方式
a过大，UT太慢，热效率低
取FH=1.
当雷诺数Re=10~104时，
②加减速修正系数FAD：二、缸内直喷（GDI）式混合气形成：
由控制目的不同，GDI系统混合气形成特点不同：三、混合气浓度与发动机性能的关系a=1.3~1.4时：混合气过稀，燃料分子间距增大；
氧化速率，放热<散热热量不能积累；
火焰难传播而熄火。
称该混合气浓度为着火下限。a<0.8~0.9时：混合气过浓，氧气不够；
燃料不完全燃烧放热，燃烧速率；
动力性/经济性；
缸内易积碳，CO，冒烟。2）汽油机各工况对的要求
工况起动、怠速、中小负荷、全负荷和加减速。快怠速系统：机械式
电控节气门式中小负荷：工作温度，雾化条件改善。
此时随节气门开度增加，进气量，r。
随开度a；
常用工况：三效催化+电控排放：a=1.0加减速工况：节气门突变，进气量/进气压力变化
影响进气道表面/进气门背面油膜蒸发；
影响缸内混合气浓度。
加速时：进气量，进气压力，油膜表面压力;
阻碍油膜蒸发，缸内混合气变稀；
减速时：进气量，进气压力，油膜表面压力
使其蒸发量增加，缸内混合气变浓。汽油机燃烧过程：均匀混合气点燃火焰传播；
主要包括：点火过程和火焰传播过程。二、正常燃烧过程(1)燃料特性和a：碳链长的烷烃类成分越多自然性越好，i越短。当a=0.8~0.9时，反应速率最快，i最短。(5)点火能量：点火能量，电极间隙处的混合气更容易击穿而导通，i。第II阶段：明显燃烧期，从2点~p最高(3)点
特点：火焰传遍整个燃烧室
火焰传播速度取决于：层流火焰速度；
混合气紊流状态；
燃烧室形状。
压力急剧升高，用平均压力上升速度评价：

明显燃烧期越短，燃烧越快(等容)，经济性动力性愈
好；但p/高噪声振动大，粗暴。第三阶段：后燃期，3点~4点，前阶段未燃分解物在膨胀过程中再次氧化的过程。
来源：缸壁附近，缝隙处，高温分解物等
后燃越多，排温越高；热效率
要求：尽量减少。燃烧过程的主要参数：
1．pz及其对应曲轴转角&Tz及其对应曲轴转角：
pz和Tz代表燃烧过程中的机械负荷和热负荷；
对应曲轴转角位置评价燃烧过程组织是否及时
2．(dp/d)max及其对应曲轴转角&(dQ/d)max及其对应曲轴转角：主要表明燃烧速率的控制情况。
3．放热率曲线面心对应的曲轴转角：表明放热规律的控制情况。即1．层流火焰传播速率SL：
指火焰前锋面相对未燃混合气的速度影响混合气的质量燃烧速率。
质量燃烧速率定义：单位时间燃烧的混合气量，即

主要控制明显燃烧期。影响SL的主要因素：
燃料特性、气缸内压力和温度状态。
用经验公式表示，即a=0.85~0.95时，UTmax;
功率最大功率混合气
a=1.05~1.15时，UT降低不多
且有足够氧，促进完全燃烧
经济性最好经济混合气
a过大，UT太慢，热效率低
a>1.3~1.4时，不能传播，下限；
a<0.4~0.5时，严重缺氧，不能传播，上限。火焰前锋面积AT：燃烧室形状和火花塞位置有关
混合气密度T：T，可提高燃烧速度。
手段：；增压提高进气压力2．湍流火焰传播速率
湍流：由宏观涡流运动和无数个微小气团的无规则运动组成。湍流强度3．火焰传播速率Sf：
定义：火焰传播速率为火焰前锋面相对燃烧室壁面传播的绝对速率，