汽油机混合气的形成和燃烧分解.ppt

第五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，c，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；
空燃比控制精度（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。（2）电控汽油喷射（EFI）式混合气形成特点二、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a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，SLmax;
功率最大功率混合气
a=1.05~1.15时，SL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，SL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，即指稳定正常运转的情况下个循环之间燃烧变动和个缸之间的燃烧差异。
1.燃烧循环变动：指稳定工况下，每一循环燃烧过程随机变化的现象。
产生原因：火花塞附近a、湍流特性、点火能量的随机性；
造成i不同
点火提前角非最佳
影响：动力性、经济性。
稀混合气、小负荷时大。循环变动的评价参数：2.各缸燃烧差异：由各缸不均匀性造成。
各缸不均匀性：各缸之间a、c不同；
原因：进气支管差别、进气干涉进气量、进气速度、湍流状态不同，油膜厚度蒸发条件不同等。
影响：动力性、经济性、排放特性，曲