發(fā)動機稀燃技術(shù)與分層燃燒技術(shù).ppt

《發(fā)動機稀燃技術(shù)與分層燃燒技術(shù).ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在PPT專區(qū)-天天文庫。

1、發(fā)動機稀燃技術(shù)與分層燃燒技術(shù)主講人：孫宇發(fā)動機稀燃技術(shù)稀燃：是指發(fā)動機可以燃用汽油含量很低的可燃混合氣從理論上講，混合氣越稀，越接近與空氣循環(huán)(理論循環(huán))，等熵指數(shù)κ值越大，熱效率越高。傳統(tǒng)汽油機燃燒系統(tǒng)的缺陷：空燃比變化范圍非常狹窄（A/F＝12.6～17）；低負荷時進氣節(jié)流損失大，經(jīng)濟性差；點火所需的混合氣較濃，傳播速度大，容易暴燃；汽油機始終以點火范圍內(nèi)的空燃比工作，熱效率低。如能采用稀混合氣，可提高熱效率。如采用空燃比20和27，將比空燃比14.8時熱效率分別提高8%和12%。排氣污染嚴重。一般汽油機所需的空燃比正是廢氣排放高的范圍稀薄燃燒

2、汽油機與傳統(tǒng)汽油機的性能對比但事實上，當過量空氣系數(shù)>1.05~1.15之后，油耗反而增加。這是由于混合氣過稀，燃燒速度過于緩慢，等容燃燒速度下降，補燃增加，熱工轉(zhuǎn)化的有效性下降；燃燒速度下降，混合氣發(fā)熱量和分子改變系數(shù)減小，指示功減小，機械效率下降；混合氣過稀，發(fā)動機對于混合氣分配的均勻性和汽油、空氣及廢氣三者的混合均勻性變得更加敏感，循環(huán)變動率增加。如果不解決這些問題，盲目地調(diào)稀混合氣，不但不能發(fā)揮稀混合氣理論上的優(yōu)勢，反而會更費油。稀薄燃燒稀薄燃燒按供給方式可分為：均質(zhì)；非均質(zhì)。分層燃燒發(fā)動機作為發(fā)動機稀薄燃燒中的非均質(zhì)燃燒是實現(xiàn)稀薄燃燒的主

3、要方式燃用均質(zhì)稀混合氣的技術(shù)途徑使汽油充分霧化并保證混合氣均勻及各缸混合氣分配均勻。要使汽油充分霧化，可以在預熱、增加進氣流的速度、增強進氣流擾動、增加汽油乳化度以及使汽油分子磁化等方面采取措施。加快燃燒速度。這是稀燃技術(shù)的必要條件和實施的基礎(chǔ)。提高燃燒速度的主要措施是組織缸內(nèi)的氣體運動和提高壓縮比提高點火能量，延長點火持續(xù)時間。高能點火和寬間隙火花塞有利于火核的形成，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x縮短，燃燒速度提高，稀燃極限大。有些稀燃發(fā)動機采用雙火花塞或者多極火花塞裝置來達到上述目的分層燃燒技術(shù)含義：如果在火花塞附近的局部區(qū)域內(nèi)，供給適宜點火的濃混合氣（α=0.

4、8~0.9），而在其他區(qū)域供給給稀混合氣，這樣可以實現(xiàn)稀薄燃燒。在這種情況下，即使采用普通點火系，也能很快地點燃很稀的混合氣。由于混合氣有濃、稀層次之分，燃燒的進展也從濃到稀，故把按上述方式工作的汽油機成為分層燃燒汽油機。應當指出，稀薄燃燒不一定分層。但絕大多數(shù)稀燃發(fā)動機都采用分層燃燒或者分層充氣。這種兩級分層燃燒發(fā)動機的優(yōu)點是：等熵指數(shù)高可以采用高壓縮比，當采用高辛烷值的汽油時，壓縮比可以提高到11~12，因而大大提高了發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。燃燒溫度低，傳熱損失和高溫分解的熱損失小排污少分層燃燒發(fā)動機的缺點：燃燒緩慢，等容度低本田CVCC燃燒系

5、統(tǒng)本田CVCC（CompoundVortexControlledCombustion復合渦流控制燃燒）系統(tǒng)通過控制燃燒過程來實現(xiàn)稀薄燃燒。CVCC在傳統(tǒng)火花塞位置上設置一個副燃燒室（預燃室），并配有一個副進氣門。副燃燒室有兩個火焰噴孔，孔徑?6mm，總面積1.565cm2。本田CVCC系統(tǒng)的工作原理進氣過程：進氣時，大量稀混合氣和極少濃混合氣由獨立的化油器分別供給主燃燒室和副燃燒室。副燃燒室中的濃混合氣通過火焰噴孔流到主燃燒室和稀混合氣混合，并形成空燃比梯度（分層進氣）。壓縮過程：壓縮時，一部分稀混合氣被壓入復燃燒室，形成中等濃度混合氣，因此在壓縮

6、終了時形成：在火花塞周圍是著火性能較好的濃混合氣；在主燃燒室的火焰噴孔附近形成適于火焰?zhèn)鞑サ闹械葷舛鹊幕旌蠚?；在主燃燒室其余部分是很稀的混合氣。著火膨脹過程：火花跳火時，副燃燒室內(nèi)濃混合氣可靠著火，形成火焰從噴孔噴出。首先著火的是噴孔附近中等濃度混合氣，然后隨著膨脹過程開始使稀混合氣著火燃燒，這樣使極稀混合氣能被火焰?zhèn)鞑ザ€(wěn)定燃燒。波爾舍SKS燃燒系統(tǒng)德國波爾舍（Porsche）的SKS（Schichtlade-Kammer-System）是利用層狀進氣實現(xiàn)稀燃的。波爾舍公司研究認為汽油機燃燒由三個階段組成：點火并形成火焰中心；大部分燃料燃燒；后續(xù)

7、燃燒。第一階段要求小部分混合氣由火花塞點燃放熱大于表面散熱，因此點火應在穩(wěn)定即沒有渦流的地方；第二階段則需要強烈渦流使燃燒迅速完成；第三階段則需要足夠的過?？諝狻KS燃燒系統(tǒng)工作原理SKS與CVCC主要區(qū)別是用燃油噴射泵取代化油器向預燃室內(nèi)單獨供給燃油。進氣行程，高壓噴射泵將燃料直接噴入預燃室內(nèi)，壓縮行程主燃燒室內(nèi)稀混合氣一部分進入預燃室，最后形成濃混合氣。SKS中火花塞置于點燃室中，使火花塞周圍沒有強烈渦流，便于火核的形成。預燃室內(nèi)為濃混合氣，當活塞位于壓縮上止點時，預燃室及噴孔附近的主燃燒室部分以等容燃燒，產(chǎn)生強烈的渦流進而點燃主燃燒室內(nèi)的稀

8、混合氣（?＝1.5～3.0）。主燃燒室內(nèi)混合氣在膨脹行程中幾乎在等溫狀態(tài)下進行，爆發(fā)壓力低，NOx排放少，膨脹溫度高，使未