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瘋狂農(nóng)機

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                                         可燃混合氣的形成與燃燒室的型式

  一、可燃混合氣的形成
  燃料噴入氣缸后與空氣混合形成可燃混合氣的質(zhì)量,,對燃燒過程起著決定性的作用,。由于著火延遲時間很短,所以可燃混合氣的形成是在極短的時間內(nèi)完成的,,為了提高柴油機可燃混合氣形成的質(zhì)量,,通常采取下列措施:
  1,、噴入氣缸的燃料應霧化良好,,并具有一定的射程,即油粒微小而且均勻,,并充滿整個燃燒室空間,。這樣保證霧化的燃料與燃燒室的空氣的接觸面增大,可加速燃料發(fā)火前的預熱,、蒸發(fā)和氧化,,即可縮短著火延遲期。
 ?。?、燃料噴射的形狀應與燃燒室的形狀相適應,以便在燃燒室空間形成良好的混合氣,。
 ?。场⒃谌紵覂?nèi)造成強烈的空氣渦流,,促使燃料在發(fā)火前與空氣充分地混合
  以上措施通過選擇合適的燃燒室型式和噴油裝置來實現(xiàn),。
  二、燃燒室的型式
  在柴油機中由于燃燒室的型式不同,,混合氣形成的方法也不同,,大致可分為:空氣混合氣形成,、油膜混合氣形成和復合式混合氣形成。現(xiàn)代柴油機的燃燒室可以分為兩大類:
 ?。?、直接噴射式燃燒室:這種燃燒室設在活塞頂上,是一個統(tǒng)一的空間,。主要指噴射油束與燃燒室形狀相互配合,,使燃油與空氣均勻地混合。直接噴射式燃燒室又可分為統(tǒng)一式,、半分開式,、球型油膜式及復合式等型式。
 ?。?、分開式燃燒室:燃燒室被明顯分隔成兩部分,其一部分由活塞頂面及氣缸蓋底面組成,;另一部分在氣缸蓋或氣缸體中,,兩者以一條或數(shù)條通道相聯(lián)接。分開式燃燒室主要包括渦流室和預燃室,。
1.統(tǒng)一式燃燒室
  統(tǒng)一式燃燒室是由氣缸蓋底面,、活塞頂面及缸壁所形成的統(tǒng)一容積所構成。這種燃燒室內(nèi)渦流運動很微弱,,為使燃料盡可能地分布到整個燃燒室空間,,一般將活塞頂做成淺凹狀,使其與油束形狀很好地配合,,避免油束和燃燒火焰直接與氣缸壁接觸,。這種燃燒室屬于空間形成混合氣。它有如下特點:
 ?。?、形狀簡單,結構緊湊,,散熱面積小,,散熱損失少,容易起動,,柴油機的燃油消耗率比其它型式的燃燒室都低,,因此應用較廣泛。大,、中,、小型,高,、中,、低速柴油機均可采用這種燃燒室。
 ?。?、對燃油噴射系統(tǒng)要求高。為保證良好的霧化質(zhì)量,,必須采用較高的噴射壓力和多孔噴油器,,其噴孔直徑很小,加工制造比較費工時,。
 ?。场⒉裼蜋C的**高燃燒壓力pz和壓力升高率都較高,,使曲柄連桿機構受力較大,。
  4,、對柴油機轉(zhuǎn)速變化及燃料質(zhì)量特別敏感,。因為轉(zhuǎn)速變化和燃料質(zhì)量直接影響著噴霧質(zhì)量。


2.半分開式燃燒室[http://diesel.hrbeu.edu.cn/test/zhang7/jie6/pic_4.htm]
  半分開式燃燒室是由兩個分空間構成:一部分是活塞頂上較深的凹坑,,有時還將凹坑處直徑縮小,,構成活塞頂燃燒室,另一部分是活塞頂部余隙2的空間,。兩部分之間沒有縮小的通道明顯地分開,,故稱為半分開式。
  半分開式燃燒室是靠噴霧質(zhì)量及壓縮過程中空氣在活塞頂?shù)纳畎伎觾?nèi)產(chǎn)生擠壓渦流這兩方面作用,,促使燃油與空氣均勻混合,。
  與統(tǒng)一式比較,半分開式燃燒室對燃油系統(tǒng)的要求較低,,但仍保持燃油消耗率低,、起動方便的優(yōu)點,并使柴油機工作比較柔和,。

3.球型油膜燃燒室
  球型油膜燃燒室基本上是屬于半分開式的一種型式,。但工作過程與半分開式不同。半分開式燃燒室主要是空間霧化混合,,而球型油膜燃燒室卻為油膜蒸發(fā)形成混合氣,。
  該型式燃燒室是在活塞頂部加工有一深的球形空間。工作時,,噴油器將燃油順氣流方向沿燃燒室壁面噴射,,在強烈的進氣渦流作用下,使燃油攤布在燃燒室壁上,,形成一層很薄的油膜,,在較低的溫度下蒸發(fā),,以控制燃油的裂解反應。蒸發(fā)出的油氣與空氣混合成均勻的混合氣,。噴油過程中,,從油束中分散出的一小部分極細的油霧,在熾熱的空氣中首先完成著火準備,,形成火源,,靠此火源點燃由球型室壁上蒸發(fā)形成的可燃混合氣。隨著燃燒的進行,,產(chǎn)生大量熱量,,形成火源,促使燃燒室壁上的油膜不斷蒸發(fā),、燃燒,。  
  球型油膜燃燒室的特點是:工作柔和,,燃燒噪音小,,排煙少,性能指標好,,并能使用多種燃料,。缺點是冷車起動困難,多用于小型高速柴油機,。

4.復合式燃燒室
  復合式燃燒室是一種介于球型油膜與半分開式燃燒室之間的型式,。把空間霧化與油膜蒸發(fā)很好的結合在一起,實現(xiàn)燃油與空氣的混合,。
  燃燒室位于活塞頂正中心,,呈"U"字型的凹坑。 噴油方向基本上與空氣渦流方向垂直,。有一個很小的順氣流趨勢的偏角,,使一部分燃油在渦流作用下沿燃燒室壁面分布為油膜;另一部分則產(chǎn)生空間霧化,。兩者比例與柴油機工況有關,。當柴油機轉(zhuǎn)速較高時,氣流運動增強,,油膜形成增多,,具有油膜燃燒的特點。而在低速運轉(zhuǎn)或起動時,,氣流速度低,,使空間霧化燃燒增多,具有空間燃燒的特點,,從而改善了冷機起動性能,。此外,,復合式燃燒系統(tǒng)還具有能適應多種燃料(如柴油、煤油,、汽油,、重油都能平穩(wěn)運轉(zhuǎn)),對燃油系統(tǒng)要求低等特點,。

5.渦流室式燃燒室
  渦流室式燃燒室是由渦流室和主燃燒室兩部分所組成,。兩部分之間通過一個或幾個通道相連通,。通道方向與活塞頂傾斜一角度,,并與渦流室相切。渦流室容積約占整個壓縮容積的60一80%,。噴油器安裝在渦流室內(nèi),,燃油順著渦流方向噴射。渦流室通常做成球形,,在壓縮過程中,,氣缸內(nèi)的空氣經(jīng)通道被壓入渦流室中,并產(chǎn)生強烈的有組織的旋轉(zhuǎn)運動,。當燃油噴入渦流室時,,較強烈的渦流沖散形成均勻的可燃混合氣,并發(fā)生燃燒,,使渦流室內(nèi)的氣體壓力和溫度升高,。在開始膨脹沖程時,渦流室中未燃燒的混合氣和燃氣一起,,經(jīng)通道沖入主燃燒室,,與主燃室中的空氣進一步混合燃燒。
  渦流室式燃燒室的特點是:
(1)對燃油系統(tǒng)要求不高,,因為它主要依靠強烈的渦流作用形成混合氣,,因此不需要很高的噴射壓力。
(2)柴油機工作平穩(wěn),。由于初期燃燒過程是在渦流室內(nèi)進行,,不直接作用在活塞上,使主燃燒室的壓力升高率較小,。
(3)對柴油機轉(zhuǎn)速變化不敏感,。由于壓縮渦流隨轉(zhuǎn)速升高而增強,所以在較高轉(zhuǎn)速時仍能保證較好的混合質(zhì)量,,因此渦流室式燃燒室適用于高速小型柴油機,。
  渦流室式燃燒室的缺點是:相對散熱面積大,而渦流室又直接與冷卻水接觸,,使散熱損失加大,;由于氣體從渦流室向主燃燒室流動時,,產(chǎn)生的節(jié)流損失較大,因而使柴油機冷機起動困難,,燃油消耗較高,。

6.預燃室式燃燒室
  它是由裝于氣缸蓋的預燃室和活塞上部的主燃燒室兩部分所構成。兩者之間由一個或幾個孔道相通,。噴油器安裝在預燃室中心線附近,。  預燃室式燃燒室與渦流室式的工作過程不同,,預燃室的連接通道與內(nèi)部空間不相切,,因此,氣流不會產(chǎn)生渦流,,而是產(chǎn)生強大的紊流,,依靠紊流的作用,使一部分燃料霧化混合,。當部分燃料首先在預燃室內(nèi)著火燃燒后,,使預燃室中的壓力和溫度迅速升高,將預燃室中的混合氣高速噴入主燃燒室內(nèi),,造成強烈的氣體擾動,,使大部分燃料在主燃燒室里混合燃燒。
  預燃室的容積較小,,一般只占總?cè)紵颐娣e的20%一40%,。同時,與主燃燒室之間的通道面積較小,,因此預燃室與主燃燒室之間的壓差較大,,流動損失也大。
  預燃室和渦流室兩種燃燒室具有相似的特點:由于預燃室與主燃室之間通道面積很小,,具有強烈的節(jié)流作用,,使主燃燒室中壓力升高緩慢,**高燃燒壓力較低,,柴油機運轉(zhuǎn)平穩(wěn),;對燃油系統(tǒng)的要求較低,可采用結構簡單的單孔軸針式噴油器,,噴油壓力要求較低,。燃油系統(tǒng)工作可靠;同時對柴油機轉(zhuǎn)速變化,、燃油品質(zhì)的敏感性較小,。預燃室燃燒室的缺點是:燃油消耗率高、起動困難。預燃室噴嘴由于在高溫環(huán)境工作,,容易損壞,。






發(fā)表于 @ 2007年09月05日 19:58:00 |點擊數(shù)()

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