第五章汽油机燃油供给系统 第一节可燃混合气的形成与燃烧 汽油是从石油中提炼出来的各种碳氢化合物的混合物，国 标规定用汽油的辛烷值表示汽油的号数，号数的大小反映了汽 油避免产生爆震燃烧的能力。 汽油是一种很容易蒸发的液体，从320K左右开始蒸发，至 470K左右蒸发完毕，其自燃温度较高，但在外源引火的条件 下容易着火。 汽油机按其汽油供给方式的不同，可分为化油器式和喷射式 两种。 一、可燃混合气的形成 在内燃机上，为了使燃油能在极短的时间内燃烧完了，必须 使燃油以极小的粒子尽量与空气均匀混合，目前采用的方法是 让燃油充分蒸发，以蒸发的粒子与空气混合燃烧，根据汽油的 特点，汽油机工作时一般是将汽油与空气在进气道中混合后送 入汽缸，压缩终了时通过电火花点燃混合气完成作功。 机城与电子工程学 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第五章 汽油机燃油供给系统 汽油是从石油中提炼出来的各种碳氢化合物的混合物，国 标规定用汽油的辛烷值表示汽油的号数，号数的大小反映了汽 油避免产生爆震燃烧的能力。 汽油是一种很容易蒸发的液体，从320K左右开始蒸发，至 470K左右蒸发完毕，其自燃温度较高，但在外源引火的条件 下容易着火。 汽油机按其汽油供给方式的不同，可分为化油器式和喷射式 两种。 一、可燃混合气的形成 在内燃机上，为了使燃油能在极短的时间内燃烧完了，必须 使燃油以极小的粒子尽量与空气均匀混合，目前采用的方法是 让燃油充分蒸发，以蒸发的粒子与空气混合燃烧，根据汽油的 特点，汽油机工作时一般是将汽油与空气在进气道中混合后送 入汽缸，压缩终了时通过电火花点燃混合气完成作功。 第一节 可燃混合气的形成与燃烧
第五章汽油机燃油供给系统 第一节可燃混合气的形成与燃烧 为了使汽油充分蒸发，一种方法是创造有利于蒸发的环境，如 提高温度，降低气压，增加蒸发表面积，加快气流速度等，可 通过化油器来实现。另一种方法是采用压力喷射系统来雾化汽 油，形成混合气。 混合气要在汽缸中迅速而完全地燃烧，除了汽油较好地雾化、 蒸发并于空气均匀混合外，还要求其中燃油与空气的比例适当 汽油与空气的混合气着火范围为过量空气系数α=0.4-1.4,0不 同时，内燃机的功率和油耗率有很大差异，实验表明为0.85 0.95时内然机发出最大功率，而0为1.05-1.15时内燃机具有最 小耗油率。 址新械与电子工程学侯 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第五章 汽油机燃油供给系统 为了使汽油充分蒸发，一种方法是创造有利于蒸发的环境，如 提高温度，降低气压，增加蒸发表面积，加快气流速度等，可 通过化油器来实现。另一种方法是采用压力喷射系统来雾化汽 油，形成混合气。 混合气要在汽缸中迅速而完全地燃烧，除了汽油较好地雾化、 蒸发并于空气均匀混合外，还要求其中燃油与空气的比例适当， 汽油与空气的混合气着火范围为过量空气系数α=0.4-1.4，α不 同时，内燃机的功率和油耗率有很大差异，实验表明α为0.85- 0.95时内燃机发出最大功率，而α为1.05-1.15时内燃机具有最 小耗油率。 第一节 可燃混合气的形成与燃烧
第五章汽油机燃油供给系统 第一节可燃混合气的形成与燃烧 汽车用汽油机在不同负荷所需混合气成分大致可分为三种情况： 1.小负荷 0为0.7-0.9 1.4 2.中负荷 1.2 0为0.9-1.1 3.大负荷和全负荷 1.0 0为0.8-0.9 0.8 0.6 0.4 20 40 0 80 100 P(% A B 图5-1汽油机不同负荷所需混合气 A.小负荷B.中等负荷C:大负荷 1.功率混合气2.经济混合气3.理论混合气 与电子工程学一 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第五章 汽油机燃油供给系统 汽车用汽油机在不同负荷所需混合气成分大致可分为三种情况： 1.小负荷 α为0.7－0.9 2.中负荷 α为0.9－1.1 3.大负荷和全负荷 α为0.8－0.9 第一节 可燃混合气的形成与燃烧
第五章汽油机燃油供给系统 第一节可燃混合气的形成与燃烧 二、混合气的燃烧 1.正常燃烧 由火花塞放电而引起火焰传播，混合气逐步燃烧而放出热量 直到混合气完全燃烧完毕，这种燃烧情况称为汽油机的正常燃 烧。 按压力变化特点，将燃烧过程分为三个阶段： (1)着火延迟期又称诱导期，从火花塞点火到汽缸压力明显 脱离压缩线而急剧上升点。 着火延迟期长短与混合气的成分、缸内气体压力温度、气体 流动情况、火花能量、残余废气等有关。 应尽量着火延迟期并保持稳定。 （2)明显燃烧期又称速燃期或火焰传播期，从形成火焰中心 到火焰传播整个燃烧室，即压力达到最高点止。 址新被与电子内工程学 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第五章 汽油机燃油供给系统 二、混合气的燃烧 1．正常燃烧 由火花塞放电而引起火焰传播，混合气逐步燃烧而放出热量， 直到混合气完全燃烧完毕，这种燃烧情况称为汽油机的正常燃 烧。 按压力变化特点，将燃烧过程分为三个阶段： （1）着火延迟期 又称诱导期，从火花塞点火到汽缸压力明显 脱离压缩线而急剧上升点。 着火延迟期长短与混合气的成分、缸内气体压力温度、气体 流动情况、火花能量、残余废气等有关。 应尽量着火延迟期并保持稳定。 （2）明显燃烧期 又称速燃期或火焰传播期，从形成火焰中心 到火焰传播整个燃烧室，即压力达到最高点止。 第一节 可燃混合气的形成与燃烧
第五章汽油机燃油供给系统 第一节可燃混合气的形成与燃烧 绝大部分燃料在这一阶段燃烧，是燃烧的主要时期，活塞靠 近上止点，汽缸压力迅速上升。 明显燃烧期愈短，愈靠近上止点，汽油机经济性，动力性愈 好，但可能造成压力增长过快，使噪声、振动大，工作粗暴， 排放污染大。 (3)后燃期又称补燃期，从最高压力点之后。 燃烧已远离上止点，燃烧速度变慢，热功转换效率明显降低， 大部分热量以增加发动机的热负荷的形式释放。 后燃期应尽量缩短。 2.不正常燃烧 在性质上与正常燃烧不同的各种燃烧则为异常燃烧。 汽油机不正常燃烧可分为爆震燃烧和表面点火两类。 机与电子工程学强 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第五章 汽油机燃油供给系统 绝大部分燃料在这一阶段燃烧，是燃烧的主要时期，活塞靠 近上止点，汽缸压力迅速上升。 明显燃烧期愈短，愈靠近上止点，汽油机经济性，动力性愈 好，但可能造成压力增长过快，使噪声、振动大，工作粗暴， 排放污染大。 （3）后燃期 又称补燃期，从最高压力点之后。 燃烧已远离上止点，燃烧速度变慢，热功转换效率明显降低， 大部分热量以增加发动机的热负荷的形式释放。 后燃期应尽量缩短。 2．不正常燃烧 在性质上与正常燃烧不同的各种燃烧则为异常燃烧。 汽油机不正常燃烧可分为爆震燃烧和表面点火两类。 第一节 可燃混合气的形成与燃烧
第五章汽油机燃油供给系统 第一节可燃混合气的形成与燃烧 (1)爆震燃烧 在正常火焰传播的过程中，处在后燃烧位置的未燃混合气， 在火焰到达之前已经自然，，则这部分混合气先期准备充分 燃烧速度极快，使局部压力、稳定异常升高，并伴随有冲击波。 爆震燃烧的外部特征是：汽缸内发出尖锐的金属敲击声，亦 称敲缸。轻微的爆燃，使发动机的功率上升，油耗下降，但严 重时，产生过热，机件损坏，功率下降，油耗上升。 (2)表面点火 凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面点燃混合气的现 象，它的点火时刻是不可控制的。 过早点火，称为早燃。早燃使燃烧速度加快，汽缸压力温度 增高，发动机工作粗暴。早燃诱发爆燃，爆燃加剧表面点火， 互相促进，危害更大。 灯与电子工程学 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第五章 汽油机燃油供给系统 （1）爆震燃烧 在正常火焰传播的过程中，处在后燃烧位置的未燃混合气， 在火焰到达之前已经自然，，则这部分混合气先期准备充分， 燃烧速度极快，使局部压力、稳定异常升高，并伴随有冲击波。 爆震燃烧的外部特征是：汽缸内发出尖锐的金属敲击声，亦 称敲缸。轻微的爆燃，使发动机的功率上升，油耗下降，但严 重时，产生过热，机件损坏，功率下降，油耗上升。 （2）表面点火 凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面点燃混合气的现 象，它的点火时刻是不可控制的。 过早点火，称为早燃。早燃使燃烧速度加快，汽缸压力温度 增高，发动机工作粗暴。早燃诱发爆燃，爆燃加剧表面点火， 互相促进，危害更大。 第一节 可燃混合气的形成与燃烧
第五章汽油机燃油供给系统 第一节可燃混合气的形成与燃烧 三、使用因素对燃烧的影响 1.混合气浓度 @=08-0.9时，燃烧温度高， 39 火焰传播速度最大，压力增长 速率大，功率大，且爆震燃烧 B 可能性增大。 14 13 0=1-1.1时，燃烧完全，耗 油低，经济性好，NOx排放大。 ha 410 340 b 01.2时，火焰速 度缓慢，燃烧不完全，经济性 L.1100.90.8 差，HC排放增多且工作不稳定。图5-g 混合气浓度对汽油机动力性、经济 性的影响（节气门、转速保持不变） 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第五章 汽油机燃油供给系统 三、使用因素对燃烧的影响 1.混合气浓度 α＝0.8－0.9时，燃烧温度高， 火焰传播速度最大，压力增长 速率大，功率大，且爆震燃烧 可能性增大。 α＝1－1.1时，燃烧完全，耗 油低，经济性好，NOx排放大。 α＜0.8或α ＞1.2时，火焰速 度缓慢，燃烧不完全，经济性 差，HC排放增多且工作不稳定。 第一节 可燃混合气的形成与燃烧
第五章汽油机燃油供给系统 第一节可燃混合气的形成与燃烧 2.点火提前角 点火提前角过大，则大部分混合气在压缩过程中燃烧，活塞所消 耗的压缩功增加，汽缸压力升高，爆震然烧加大。 点火提前角过小， 转速 进气管真空度 则燃烧延长到膨胀 10 13.3kPa 过程，汽缸最高压 18.6 40 26.6 力和温度下降，传 200 30 热损失增加，排气 6 600 温度升高，功率、 4 200 /min 10 54.5 12 20 28 36 20 30 40 3060 热效率降低，NOX 9(9 (a) (b) 排放大。 图5-9某汽油机机点火时间调整特性 (a)节气1全开(b)转速=6000：/mn 析城与电子工程学现 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第五章 汽油机燃油供给系统 2.点火提前角 点火提前角过大，则大部分混合气在压缩过程中燃烧，活塞所消 耗的压缩功增加，汽缸压力升高，爆震燃烧加大。 点火提前角过小， 则燃烧延长到膨胀 过程，汽缸最高压 力和温度下降，传 热损失增加，排气 温度升高，功率、 热效率降低，NOx 排放大。 第一节 可燃混合气的形成与燃烧
第五章汽油机燃油供给系统 第一节可燃混合气的形成与燃烧 6.0 4.0 (EdWl 2.0 10080604020020406080100120140 上止点 图5·10点火提前角对汽缸压力变化的影响 (图中曲线1~6点火提前角依次增大) 机诚与电子工程学孩 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第五章 汽油机燃油供给系统 第一节 可燃混合气的形成与燃烧
第五章汽油机燃油供给系统 第一节可燃混合气的形成与燃烧 3.转速 转速增加，汽缸中紊流增强，火焰速度增加，燃烧过程缩短 爆震燃烧减小。 4.负荷 负荷减小时，进入汽缸的混合气数量减少，残余废气量基本不 变，混合气稀释程度变大，火焰传播速度下降，燃烧恶化，故 需要较浓的混合气，汽缸的温度、压力下降，爆震燃烧可能性 减少。一般需要增大点火提前角。 5.大气状况 大气压力低，汽缸充气量减少，混合气变浓，压缩压力低，着 火延长期长，火焰传播速度慢。经济性、动力性下降，但爆震 燃烧可能性减少。 大气温度高，同样汽缸充气量下降，经济性、动力性变差，容 易发生爆震燃烧。 址款械与电子工程学视 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第五章 汽油机燃油供给系统 3.转速 转速增加，汽缸中紊流增强，火焰速度增加，燃烧过程缩短， 爆震燃烧减小。 4.负荷 负荷减小时，进入汽缸的混合气数量减少，残余废气量基本不 变，混合气稀释程度变大，火焰传播速度下降，燃烧恶化，故 需要较浓的混合气，汽缸的温度、压力下降，爆震燃烧可能性 减少。一般需要增大点火提前角。 5. 大气状况 大气压力低，汽缸充气量减少，混合气变浓，压缩压力低，着 火延长期长，火焰传播速度慢。经济性、动力性下降，但爆震 燃烧可能性减少。 大气温度高，同样汽缸充气量下降，经济性、动力性变差，容 易发生爆震燃烧。 第一节 可燃混合气的形成与燃烧