第五章 内燃机混合气的形成00.ppt

内燃机缸内空气运动对混合气形成和燃烧过程有决定性影响,因而也影响着发动机的动力性、经济性、燃烧噪声和有害废气的排放。
组织良好的缸内空气运动对提高汽油机的火焰传播速率、降低燃烧循环变动、适应稀燃或层燃有重要作用。
组织良好的缸内空气运动对提高柴油机的燃油空气混合速率,提高燃烧速率,促进燃烧过程中空气与未燃燃料的混合有重要作用。
第五章内燃机混合气的形成和燃烧Chapter 5 Mixture Preparation and bustion in ICE第一节内燃机缸内的气体流动 Charge motion within the cylinder
一、进气涡流( Intake Swirl )
在进气过程中形成的绕气缸轴线有组织的气流运动,称进气涡流。进气涡流的大小由进气道形状和发动机转速决定。
进气涡流在压缩过程逐渐衰减。在压缩终了时,有l/4~1/3的初始动量矩损失掉。
在柴油机上,进气涡流主要用于增强喷油油束与空气的混合,提高燃油空气混合速率,这有助于柴油机的快速燃烧。在汽油机上,进气涡流主要用于增加火焰传播速率,实现快速燃烧。
进气涡流的产生方法Swirl Generation during Induction
(1)采用带导气屏的进气门(shrouded inlet valve)
强制空气从导气屏的前面流出,依靠气缸壁面约束,产生旋转气流。
在导气屏占据的气门周长范围内气流不进入气缸,增大了导气屏对面的气流速度,从而形成对气缸中心的动量矩。
改变导气屏包角的大小和导气屏安装角,均可改变涡流强度。
(2)切向气道(tangential inlet passage)
切向气道形状比较平直,在气门座前强烈收缩,引导气流以单边切线方向进入气缸,从而造成气门口速度分布的不均匀。
(3)螺旋气道(helical port)
在气门座上方的气门腔内做成螺旋形,使气流在螺旋气道内就形成一定强度的旋转。
气道的评定方法 Swirl Measurement
气道的质量指标
流动阻力(流量系数)
涡流强度(涡流数,涡流比)
稳流气道试验台(steady flow test-bed)
一般采用叶片风速仪测量模拟气缸内涡流转速或用角动量矩直接测出涡流的角动量,
气体流量用流量计测定。测量方法一般采用定压差法,在不同的气门升程下测量叶片的转速和气体流量。
气道的评定方法 Swirl Measurement
稳流气道试验台(steady flow test-bed)
稳流气道试验台(steady flow test-bed)
1 气门升程传感器 2 气门 3 气缸盖 4 模拟气缸 5 叶片 6 稳压桶 7 涡流动量矩仪安装接口 8 压力传感器 9 温度传感器 10 气门升程显示仪表11压力显示仪表12 温度显示仪表 13 大流量显示仪表14 小流量显示仪表 16 A/D接线盒 17 计算机 18 打印机 19 稳压桶 20 流量调节阀 21 旁通阀 22 泵 23 磁电式传感器 24 大流量计阀门 25 大流量计 26小流量计阀门 27 小流量计 28智能转速表
二、挤流(Squish)
在压缩过程后期,活塞表面的某一部分和气缸盖彼此靠近时所产生的径向或横向气流运动称为挤压流动,又称挤流。挤流强度主要由挤气面积和挤气间隙的大小决定。
Squish is the name given to the radially inward or transverse gas motion that occurs toward the end of pression stroke when a portion of the piston face and cylinder head approach each other closely.
二、挤流(Squish)
逆挤流:当活塞下行时,燃烧室中的气体向外流到环形空间,产生膨胀流动。缩口形燃烧室就是充分利用了较强的挤流和逆挤流。
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a)
b)
图直喷式柴油机的挤气效应
a)正向挤流 b)逆向挤流
二、挤流(Squish)
压缩涡流:在压缩过程中形成的有组织的旋转空气运动。在涡流室柴油机的压缩过程中,气缸内的空气通过通道被压入涡流室中,形成有组织的旋流运动,可促进燃料与空气的混合,涡流大小由涡流室形状、通道尺寸、位置和角度决定。