内燃机混合气的形成.ppt

内燃机混合气的形成
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内燃机缸内
气体运动方式
涡流
挤流
滚流
湍流
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一、涡流
1、进气涡流
定 义：在进气过程中形成的，绕气缸流的旋转方向和强度，进气门必须有导向装置，以防工作时转动，这都使结构复杂，制造成本增加。
3)气门盘刚度不均匀，变形大，气门在工作时又个能转动，使气门容易偏磨，对气门密封不利。
导气屏缺点
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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。它相当于在平直无旋气道速度分布的基础上，增加—个沿切向气道方向的速度 (图5-2c)。
切向进气道结构简单，在对进气涡流要求低时，流动阻力不大，但当对涡流要求高时，由于气门口速度分布过于不均匀，气门流通面积实际上得不到充分利用，气道阻力将很快增加，因此切向气道适用于要求进气涡流强度不高的发动机上。
切向气道对气口的位置较敏感，泥芯误差对气道的质量影响较大。
(2) 切向气道(图5—1b)
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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—定强度的旋转，其气门口处气流的情况相当于在平直气道出口速度分布的基础上，增加—个切向速度，合成后的速度图(图5—2d)是一个对称图形。
除了螺旋气道本身形成的动量矩外，速度分布图对气缸中心不再形成动量矩了，这种气道称为纯螺旋气道。
（3）螺旋气道 (图5—1c)
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事实上，由于在气缸盖上布置气道时，螺旋室高度值不能很大，气流流入气缸时必然会含有一部分切向气流的成分，因此实际使用的螺旋气道中的空气旋转运动均由两部分组成。
采用强涡流螺旋气道燃烧室的性能与气道质量的关系极为密切，因此就大大提高了对铸造工艺和加工的要求，例如对气道泥芯的变形、定位、气道出口和气门座圈的同心度等必须严格控制。
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为了增加进气充量，气道的流动阻力越小越好；
气道的质量指标主要有流动阻力和涡流强度；
希望在尽可能小的阻力下有足够的涡流强度。
3．气道的评定方法
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在稳流气道试验台(图5—3)上评定涡流强度的方法基本相近，一般采用叶片风速仪测量模拟气缸内涡流的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。
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为使不同形状和尺寸气道的流动特性具有对比性，采用无量纲流量系数评价不同气门升程下气道的阻力特性或流通能力，用无量纲涡流数评价不同气门行程下气道形成涡流的能力。
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Q为试验测得的
实际空气流量
A为气门座内截面面积
无量纲流量系数定义
为流过气门座
的实际空气流量
与理论空气流量之比
dv为气门座内径
n为进气门数目
υ0为理论进气速度
为进气道压力降，
ρ为气门座处气体的密度(kg／m3)
Ricardo方法
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Ricardo无量纲涡流数NR为:
D为缸径
υ0为理论
进气速度
为叶片旋转
角速度
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Ricardo涡流比 为
为叶片旋转
角速度
ωe为叶片旋转
角速度
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二、挤流
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。挤流在汽油机上得到了广泛的应用，汽油机紧凑型燃烧室都利用较强的挤流运动，以增强燃烧室内的湍流强度，促进混合气快速燃烧。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，称为逆挤流。逆挤流在柴油机上有助于将燃烧室内的混合气流出，使其进一步和气缸内的空气混合燃烧，对改善燃烧和降低排放十分有利。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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缩口型燃烧室
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在压缩过程中形成的有组织的旋转空气运动，称为压缩涡流。如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人涡流室中，形成有组织的旋流运动，这种压缩涡流可促进喷入涡流室中的燃料与空气的混合，涡流大小由涡流室形状、通道尺寸、位置和角度决定。
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三、滚流和横轴涡流
在进气过程中形成的，绕垂直于气缸轴线的有组织的空气旋流，称为滚流或横轴涡流。滚流较适宜于在四气门汽油机上使用，滚流在压缩过程中其动量衰减较少。当活塞接近于上止点时，大尺度的滚流将破裂成众多小尺度的涡，使湍流强