《柴油發(fā)動機(jī)原理》PPT課件

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1、電噴柴油發(fā)動機(jī)工作原理孟愛國主講第一章燃料與燃燒第一節(jié)柴油的來源1、柴油是從原油中用蒸餾的方式提煉出來的，也叫蒸餾，餾出的溫度叫餾分。2、加熱到250~350℃時餾出的是柴油，此外在350~500℃時還餾出潤滑油。這種煉制方法是直餾法。3、加熱加壓的方法叫熱裂化法、用催化劑裂解的方法叫催化裂化法。催化裂化法柴油適用于高速柴油發(fā)動機(jī)。4、柴油是含有多種“烴”類的混合物。根據(jù)化學(xué)成分柴油可分為石蠟基、環(huán)烷基和環(huán)烷芳香基三種。其中石蠟基柴油適用于高速柴油發(fā)動機(jī)。5、催化裂化法柴油的柴油熱值是42.20MJ/Kg，中國大慶原油直餾柴油的熱值是43.25MJ/Kg。熱值

2、又稱能量密度。第二章柴油混合氣形成和燃燒第一節(jié)柴油混合氣的形成一、柴油混合氣的形成的特點(diǎn)1、燃料粘度大，不易揮發(fā)，必須借助于噴油器將柴油在接近壓縮終了時刻，采用高壓霧化的方法，通過高壓以細(xì)小的油滴形式噴入缸內(nèi)，與高溫、高壓空氣強(qiáng)制混合后再燃燒。2、混合形成時間極短，τ=0.0007~0.003秒（15°~35°曲拐轉(zhuǎn)角）3、由于混合時間極短，所以混合氣在缸內(nèi)各處很不均勻，噴油與燃燒重疊，出現(xiàn)邊燃燒、邊噴油、邊混合的情況。因此要求空氣對燃料的比例一般比汽油發(fā)動機(jī)大。α=1.15~2.20。4、理想的混合氣形成過程應(yīng)該是燃料噴入燃燒室后在近可能短的時間內(nèi)與周圍空氣

3、均勻霧化、混合，形成可燃混合氣；著火后繼續(xù)噴入的燃料應(yīng)及時得到足夠的空氣和混合能量，以便迅速混合，力求避免燃料直接進(jìn)入高溫缺氧區(qū)域，引起裂化，無效排除。第三節(jié)柴油混合氣的燃燒一、柴油混合氣的多點(diǎn)低溫多階段著火在柴油發(fā)動機(jī)缸內(nèi)，在活塞壓縮終了時的溫度約為600℃，而柴油混合氣的燃點(diǎn)是400℃左右，此時噴入氣缸內(nèi)的燃油在高溫空氣、高壓和氣流的擾動下，要經(jīng)過霧化、氧化反應(yīng)，首先是氧化產(chǎn)物甲醛產(chǎn)生的冷焰繼續(xù)提高缸內(nèi)溫度，接著繼續(xù)生成以CO的藍(lán)色火焰形成熱積累最終發(fā)生在缸內(nèi)的多點(diǎn)的熱爆炸。二、柴油混合氣的燃燒過程1、滯燃期從柴油開始噴入氣缸起到著火開始為止的這一段時期。

4、在滯燃期中柴油尚未著火，僅進(jìn)行著著火前的物理化學(xué)變化，氧化反應(yīng)速度與缸內(nèi)氣體壓力和溫度成正比。2、急燃期從開始著火到出現(xiàn)最高壓力為止的這一段時期?；旌蠚庵鸷笮纬啥鄠€火焰中心并各自向四周傳播使混合氣迅速燃燒，放出大量的熱量。在極燃期中，噴油器將燃油繼續(xù)噴入燃燒室使混合氣的提高，而火焰尚未傳遍整個燃燒室，因而空氣尚未被完全利用。在急燃期中壓力升高率較高，因此伴隨著燃燒的突爆聲音，也伴隨著尖銳的對機(jī)件的敲擊聲，如果噪聲過大，被稱為柴油發(fā)動機(jī)的粗暴燃燒。一般不大于0.4~0.6MPa/CA°由于工作粗暴，所以縮短著火滯燃期和限制開始的噴油量是控制粗暴燃燒的兩個主要的

5、技術(shù)改進(jìn)方向，這也是電噴柴油發(fā)動機(jī)的目的。3、緩燃期經(jīng)過前期燃燒，缸內(nèi)含氧量已經(jīng)下降，此時完成的柴油混合氣燃燒的速度有所下降，壓力變化不大但氣體溫度升高到最高值，緩燃期的后期燃燒速度顯著下降。在緩燃期中噴入的燃油若噴到缺氧的廢氣區(qū)，則油分子會因高溫缺氧裂解，并最終產(chǎn)生碳煙雖廢氣排到大氣污染環(huán)境。4、后燃期（補(bǔ)燃期）從緩燃期終點(diǎn)起到燃油基本燒完時為止時期。在高速柴油發(fā)動機(jī)中，由于燃燒時間短促，燃油與空氣的混合不均勻，總有一些燃油不能及時燒完，拖到膨脹行程上繼續(xù)燃燒。特別是在高速、高負(fù)荷時，由于混合氣較濃，混合氣形成和燃燒時間更短，補(bǔ)燃量較大有時甚至繼續(xù)到排氣過程

6、。由于是燃燒放熱是在活塞下行遠(yuǎn)離上止點(diǎn)，其產(chǎn)生的熱量主要加熱發(fā)動機(jī)機(jī)體和廢氣上。三、燃燒過程存在的問題1、混合氣形成困難及燃燒不完全:在高速發(fā)動機(jī)中混合時間太短，屬于非均質(zhì)混合、燃燒，是排氣冒煙、廢氣溫度高的主要原因。常規(guī)做法是增大過量空氣系數(shù)α＞1增加油找空氣的機(jī)會，組織缸內(nèi)空氣的渦流加強(qiáng)空氣找油的強(qiáng)度。電噴發(fā)動機(jī)采用預(yù)噴和精準(zhǔn)控制噴油量和正時增加混合氣形成。2、燃燒噪聲：混合氣的急燃期內(nèi)壓力急劇升高的壓力直接使燃燒室壁面及活塞、曲軸等機(jī)件受沖擊而產(chǎn)生強(qiáng)烈振動，并通過氣缸壁傳到外部，從而形成燃燒噪聲。初期噴入缸內(nèi)油量越多、滯燃期越長，所形成的混合氣數(shù)量就越多

7、，同時著火爆燃點(diǎn)就越多，最高壓力和平均壓力升高率就越大，柴油發(fā)動機(jī)工作粗暴、機(jī)械負(fù)荷大。3、排氣冒煙：急燃期噴入的燃油如果進(jìn)入到高溫缺氧的區(qū)域就會發(fā)生裂解、聚合成碳粒不能燃燒而隨廢氣排出，形成排氣冒黑煙。白煙：冷車啟動時，由于缸內(nèi)溫度低，燃燒不良，不同直徑的柴油顆粒隨廢氣排出，受到光線的反射呈現(xiàn)不同的顏色。白煙是在0.6~1μm的顆粒構(gòu)成。藍(lán)煙：發(fā)動機(jī)在暖機(jī)過程是由更小的柴油顆粒構(gòu)成。0.6μm以下。4、有害的廢氣成分Ppm單位我國有害最大濃度的大致范圍2001年NOXCOCnHmPM微粒8g/kw.h4.5g/kw.h1.1g/kw.h0.36g/kw.h柴

8、油發(fā)動機(jī)排放的微粒柴油發(fā)動機(jī)排出的廢氣