汽油机混合气形成与燃烧ppt课件

本章要求：本章要求：了解：了解：汽油机有害排放物的生成机理与控制，汽油汽油机有害排放物的生成机理与控制，汽油机燃烧室。机燃烧室。理解：理解：影响燃烧的因素和措施。影响燃烧的因素和措施。掌握：掌握：汽油机混合气的形成，汽油机正常燃烧过程，汽油机混合气的形成，汽油机正常燃烧过程，爆燃和表面点火。爆燃和表面点火。第五章第五章 汽油机混合气形成与燃烧汽油机混合气形成与燃烧本章要求：第五章 汽油机混合气形成与燃烧1 1.1.燃燃烧烧过过程程的的重重要要性性 燃燃料料燃燃烧烧完完全全的的程程度度，直直接接影影响响到到热热量量产产生生的的多多少少和和排排出出的的废废气气的的成成分分，而而燃燃烧烧时时机机又又关关系系到到热热量量的的利利用用程程度度。所所以以燃燃烧烧过过程程是是影影响响发发动动机机的的动动力力性性、经经济济性性和和排排气气污污染染的的主主要要过过程程，同同时时与与噪噪声声、振振动动、启启动动性性能能和和使使用用寿寿命命也也有有重大关系。重大关系。2.2.对燃烧过程的要求对燃烧过程的要求 1 1）燃烧完全燃烧完全，释放出尽，释放出尽可能多的热能，减少废气可能多的热能，减少废气中的有害物质。中的有害物质。2 2）燃烧及时燃烧及时，使放热集使放热集中在上止点附近，提高热中在上止点附近，提高热功转换能力。功转换能力。3.3.燃烧过程的研究方法燃烧过程的研究方法 高速摄影法、示功图法高速摄影法、示功图法 1.燃烧过程的重要性2.对燃烧过程的要求21、火花塞跳火、火花塞跳火2、缸内压力线偏离、缸内压力线偏离纯压缩线的始点纯压缩线的始点3、缸内最高压力点、缸内最高压力点-点火提前角点火提前角一、示功图上的一、示功图上的关键点关键点 -滞燃期滞燃期-显燃期显燃期-补燃期补燃期 图图5-1 5-1 汽油机的燃烧过程汽油机的燃烧过程第一节第一节 汽油机的正常燃烧汽油机的正常燃烧汽油机的燃烧过程汽油机的燃烧过程指从点火开始到燃指从点火开始到燃料基本烧完为止的料基本烧完为止的过程。过程。1、火花塞跳火一、示功图上的关键点 -滞燃期-显燃3二、燃烧过程的几个阶段二、燃烧过程的几个阶段 1 1、滞燃期滞燃期（着火落后期）（着火落后期）从火花塞开始跳火到火焰中心形成从火花塞开始跳火到火焰中心形成滞燃期滞燃期。是燃烧的准备阶段，主要进行热量的积累，是燃烧的准备阶段，主要进行热量的积累，缸内的压力缸内的压力线与纯压缩线基本重合线与纯压缩线基本重合。当反应的混合气的温度升高到一定程度后，形成发火当反应的混合气的温度升高到一定程度后，形成发火区，即区，即火焰中心火焰中心。从火花塞跳火瞬时到活塞行至上止点时的曲轴转角，从火花塞跳火瞬时到活塞行至上止点时的曲轴转角，称为称为点火提前角点火提前角，用，用 表示。一般为表示。一般为2035CA2035CA。各种因素对滞燃期长短的影响：各种因素对滞燃期长短的影响：混合气浓度合适（混合气浓度合适（=0.80.9=0.80.9最短最短）、火花塞跳火时缸）、火花塞跳火时缸内压力及温度高、电火花强度大，着火延迟时间将减小。内压力及温度高、电火花强度大，着火延迟时间将减小。另外，与残余废气量、缸内混合气的运动等因素有关。另外，与残余废气量、缸内混合气的运动等因素有关。二、燃烧过程的几个阶段 1、滞燃期（着火落后期）42 2、明显燃烧期（速燃期）、明显燃烧期（速燃期）从火焰中心形成到示功图上的压力达到最高点从火焰中心形成到示功图上的压力达到最高点为止称为为止称为明显燃烧期明显燃烧期。在均质混合气中，当火焰中心出现后，与其在均质混合气中，当火焰中心出现后，与其临近的一薄层混合气首先燃烧即形成极薄的火焰临近的一薄层混合气首先燃烧即形成极薄的火焰层，称为层，称为火焰前锋火焰前锋。火焰前锋向前推进的法向移动速度，称为火焰前锋向前推进的法向移动速度，称为火焰火焰传播速度传播速度。火焰传播速度一般。火焰传播速度一般5080m/s。混合气约混合气约8090%在此期间燃烧完毕，温度、压力迅速升在此期间燃烧完毕，温度、压力迅速升高，最高压力在上止点后高，最高压力在上止点后12A15A（循环功最多）（循环功最多）一般占一般占2030CA。缸内最高压力点与最高温度点重合。缸内最高压力点与最高温度点重合。2、明显燃烧期（速燃期）从火焰中心形成到示功图上5最高压力过早使压缩功增大，过迟散热损失最高压力过早使压缩功增大，过迟散热损失增大；过大产生振动、噪音，过小使膨胀功增大；过大产生振动、噪音，过小使膨胀功减少。减少。压力升高率：压力升高率：即曲轴每转即曲轴每转1度时，缸内气体压度时，缸内气体压力的平均升高量：力的平均升高量：P=P/P=（P3-P2）=（3-2）P表征压力变化的急剧程度。表征压力变化的急剧程度。P过大，发动过大，发动机振动和噪声大，工作粗暴；机振动和噪声大，工作粗暴；P在在a/A，汽油机工作柔和，性能好。，汽油机工作柔和，性能好。最高压力过早使压缩功增大，过迟散热损失增大；过大产生振动、噪63 3、补燃期（补燃期（后燃期后燃期）从从最最高高压压力力点点到到燃燃烧烧结结束束为为补补燃燃期期。指指明明显显燃燃烧烧期期以以后后在在膨膨胀胀过过程程中中的的燃燃烧烧，主主要要由由火火焰焰前前锋锋面面过过后后，后后面面未未及及燃燃烧烧的的燃燃料料（燃燃烧烧室室边边缘缘和和缝缝隙隙）再再燃燃烧烧，以以及及部部分分燃燃烧烧及及高高温温分分解解的的燃燃烧烧产产物物（H H2 2、O O2 2、COCO等）重新氧化。等）重新氧化。在在膨膨胀胀中中远远离离上上止止点点放放热热，热热能能不不能能充充分分利利用用，使使i i，NeNe，g ge e，且且排排气气温温度度，散散热热量量。过长回造成发动机过热，排气管过长回造成发动机过热，排气管“放炮放炮”。希望后燃期尽可能短，后燃放热量尽可能少。希望后燃期尽可能短，后燃放热量尽可能少。3、补燃期（后燃期）从最高压力点到燃烧结束为补燃期。指明7总结：总结：1.1.上述三个阶段中上述三个阶段中,火焰传播期速度火焰传播期速度对对i i起决定性的作用。起决定性的作用。要在工作柔和的条件下，要在工作柔和的条件下，尽可能地提高火焰传播速度。尽可能地提高火焰传播速度。2 2衡量发动机工作粗暴程度的指标衡量发动机工作粗暴程度的指标明显燃烧期内的明显燃烧期内的平均压力升平均压力升高率高率P/P/，即曲轴每转即曲轴每转1 1度时，缸内气体压力的平均升高量：度时，缸内气体压力的平均升高量：P/=P/=（P P3 3-P-P2 2)/()/(3 3-2 2）kPa/kPa/0 0CACA 一般使火焰中心形成点出现在一般使火焰中心形成点出现在TDCTDC前前12-1512-150 0CACA，缸内最高压力点，缸内最高压力点出现在出现在TDCTDC后后12-1512-150 0CACA。P/=175 245kPa/P/=175 245kPa/0 0CACA3 3影响火焰传播速度的因素：影响火焰传播速度的因素：混合气浓度、缸内气体的紊流强度、残余废气系数等。混合气浓度、缸内气体的紊流强度、残余废气系数等。总结：1.上述三个阶段中,火焰传播期速度对i起决定性的作用8汽油机燃烧过程与柴油机燃烧过程的区别：汽油机燃烧过程与柴油机燃烧过程的区别：1.1.属于预混合燃烧属于预混合燃烧,具有定容燃烧的形式。燃烧持续期约具有定容燃烧的形式。燃烧持续期约为为2540A(2540A(柴油机约为柴油机约为5070A)5070A)。2 2压缩比小，一般为压缩比小，一般为7979，(柴油机约为柴油机约为1222)1222)。热效率。热效率低，排温高（膨胀不充分）。低，排温高（膨胀不充分）。3 3最高燃烧温度高（接近定容燃烧）。最高燃烧温度高（接近定容燃烧）。4 4易燃烧不完全（过量空气系数小，防止爆燃燃烧室内易燃烧不完全（过量空气系数小，防止爆燃燃烧室内的激冷区），的激冷区），COCO、HCHC、NOxNOx排放高。排放高。5 5挥发损失大（汽油的挥发性好）。挥发损失大（汽油的挥发性好）。汽油机燃烧过程与柴油机燃烧过程的区别：1.属于预混合燃烧,9第二节第二节 汽油机的不正常燃烧汽油机的不正常燃烧(一一)现象现象1.1.缸内出现尖锐的金属敲击声缸内出现尖锐的金属敲击声2.2.油膜破坏油膜破坏,机件磨损加剧；机件磨损加剧；3.3.燃烧室、冷却系过热，排温燃烧室、冷却系过热，排温增加；增加；4.Ne4.Ne下降、下降、g ge e升高；升高；5.5.排污增加，严重时排气冒黑排污增加，严重时排气冒黑烟；烟；6.6.压力线出现爆震波。压力线出现爆震波。图图5-3 爆燃时的示功图爆燃时的示功图常见的不正常燃烧常见的不正常燃烧:爆震燃烧爆震燃烧和和表面点火表面点火。一、爆震燃烧一、爆震燃烧第二节 汽油机的不正常燃烧(一)现象图5-3 爆燃时的示功10（二）原因（二）原因 在在火火焰焰前前锋锋到到达达之之前前,末末端端混混合合气气的的温温度度、压压力力超超过过其其临临界界温温度度、压压力力而而自自燃燃，形形成成新新的的火火焰焰中中心心,火火焰焰传传播播速速度度加加大大(高高达达8001000m/s),8001000m/s),使使得得缸缸内内局局部部压压力力、温温度度急急剧剧升升高高,压压力力来来不不及及平平衡衡,形形成成冲冲击击波波（激激波波）,冲冲击击波波反反复复撞撞击击缸缸壁壁,（激激波波来来回回反反射射，在在示示功功图图上上形形成成锯锯齿齿形形）发发出出尖尖锐锐的的敲敲缸缸声声。由于缸内局部的高温、高压，造成下述后果。由于缸内局部的高温、高压，造成下述后果。(重重载载爬爬坡坡、急急加加速速时时易易爆爆震震，换换低低挡挡以以提提高高发发动动机转速可消除爆震机转速可消除爆震)（二）原因 在火焰前锋到达之前,末端混合气的温度、压力超11（三）危害（三）危害1、机件过载、机件过载冲击负荷大，机件的机械负荷增加，使机件变形损坏。冲击负荷大，机件的机械负荷增加，使机件变形损坏。噪声增大。噪声增大。2、机件烧损、机件烧损汽油机燃烧终了的温度为汽油机燃烧终了的温度为2000250020002500，由于冷却水和，由于冷却水和气体附面层气体附面层的作用，活塞顶、燃烧室壁和缸壁的温度保持在的作用，活塞顶、燃烧室壁和缸壁的温度保持在200300。爆燃。爆燃冲击波破坏燃烧室内附面层和局部高温，使活塞头和气门等烧损，冲击波破坏燃烧室内附面层和局部高温，使活塞头和气门等烧损，同时会引起发动机过热。同时会引起发动机过热。3、润滑变差、润滑变差发动机过热，使润滑效果变差，使磨损加剧。发动机过热，使润滑效果变差，使磨损加剧。4、积碳增多、积碳增多高温裂解产生的碳粒形成积炭，高温裂解产生的碳粒形成积炭，5 5、NeNe下降、下降、gege上升上升另外，另外，高温裂解使燃烧产物分解为高温裂解使燃烧产物分解为CO、H2、O2、NO及游离碳增及游离碳增多，排气冒烟严重。多，排气冒烟严重。CO、H2、O2等膨胀过程中重新燃烧，使排等膨胀过程中重新燃烧，使排温增高。温增高。（三）危害1、机件过载12（四）影响爆燃的因素（四）影响爆燃的因素 有有燃料因素燃料因素、使用因素使用因素、结构因素结构因素等。等。为便于分析，假定：为便于分析，假定：t t1 1-从从火火焰焰中中心心形形成成起起到到火火焰焰前前锋锋传传到到末末端端混混合合气为止的时间。气为止的时间。t t2 2-从从火火焰焰中中心心形形成成起起到到末末端端混混合合气气自自行行着着火火的的时间。时间。所以：所以：当当t t1 1 ttt2 2，爆燃。，爆燃。（四）影响爆燃的因素 有燃料因素、使用因素、结构因素等131 1、燃料因素、燃料因素 汽油机的压缩比，应适应汽油辛烷值的要求。汽油机的压缩比，应适应汽油辛烷值的要求。2 2、使用因素、使用因素 发发动动机机转转速速增增加加，进进气气速速度度加加快快，压压缩缩终终了了气气体体的的紊紊流流度度提提高高，火火焰焰传传播播速速度度加加快快，爆爆燃燃程程度度减减弱弱；气气缸缸残残余余废废气气多多，会会使使混混合合气自燃温度提高，着火延迟期加长，可减弱爆燃；气自燃温度提高，着火延迟期加长，可减弱爆燃；过过量量空空气气系系数数在在0.850.950.850.95时时，自自燃燃温温度度低低，着着火火延延迟迟期期短短，爆爆燃燃最最严严重重；BTDCBTDC大大，易易爆爆燃燃；缸缸内内积积碳碳使使热热阻阻加加大大，壁壁面面温温度度升升高，实际压缩比增加，爆燃加重。高，实际压缩比增加，爆燃加重。影响混合气的温度和压力影响混合气的温度和压力3 3、结构因素、结构因素 燃燃烧烧室室结结构构能能使使压压缩缩终终了了气气体体紊紊流流速速度度提提高高，火火焰焰传传播播速速度度加加快快，能能避避免免爆爆燃燃；火火花花塞塞的的位位置置和和数数目目使使火火焰焰行行程程缩缩短短，可可减减少少爆爆燃燃；使使末末端端气气体体接接触触的的燃燃烧烧室室壁壁强强冷冷却却，可可减减少少爆爆燃燃；采采用用小小直直径径的的气缸，不易爆燃。气缸，不易爆燃。1、燃料因素14（五）减轻爆燃的措施（五）减轻爆燃的措施降低水温和进气温度降低水温和进气温度降低末温降低末温降低压缩比降低压缩比推迟点火推迟点火增多残余废气增多残余废气（五）减轻爆燃的措施降低水温和进气温度15二、表面点火二、表面点火或热面点火或热面点火定定义义：在在火火花花点点火火式式汽汽油油机机中中，凡凡是是不不依依靠靠火火花花塞塞点点火火，而而是是由由燃燃烧烧室室内内炽炽热热表表面面（如如过过热热的的火火花花塞塞电电极极、排排气气门门、积积碳碳）点燃混合气的现象。点燃混合气的现象。早燃或早火早燃或早火在火花塞跳火在火花塞跳火 之前之前后燃或后火后燃或后火在火花塞跳火在火花塞跳火 之后之后分分非爆燃性表面点火非爆燃性表面点火爆燃性表面点火爆燃性表面点火二、表面点火或热面点火定义：在火花点火式汽油机中，凡是不依靠161 1、非爆燃性表面点火、非爆燃性表面点火-火焰以正常速度传播火焰以正常速度传播1）后燃）后燃点火后，在火焰传播点火后，在火焰传播过程中，炽热表面在过程中，炽热表面在火焰到达前点燃混合火焰到达前点燃混合气，其火焰以正常速气，其火焰以正常速度向未燃气体推进。度向未燃气体推进。断火后发动机续转就断火后发动机续转就是这种现象。是这种现象。2）早燃 炽热表面温度较高，在点炽热表面温度较高，在点火前，点燃混合气。由于火前，点燃混合气。由于点燃区域较大，火焰传播点燃区域较大，火焰传播速度快，速度快，P和和P较大，发动较大，发动机易过热。机易过热。1、非爆燃性表面点火-火焰以正常速度传播1）后燃17早燃的危害早燃的危害压缩负功压缩负功，缸内温度缸内温度，与缸壁接触面积与缸壁接触面积,散热量散热量,有效功率有效功率。另外高温、高压加重另外高温、高压加重了活塞连杆组的机械了活塞连杆组的机械负荷、热负荷负荷、热负荷,使用使用寿命寿命。图图5-4 5-4 早燃时的示功图早燃时的示功图早燃的危害压缩负功，图5-4 早燃时的示功图18 与爆燃的区别与爆燃的区别沉闷的沉闷的“敲缸声敲缸声”。被被炽炽热热表表面面点点燃燃，无无压压力力波波产产生生，而而爆爆燃燃时时为自燃，有压力波产生。为自燃，有压力波产生。另外另外:爆燃爆燃早燃缸内炽热表面产生缸内炽热表面产生缸内温度、压力升高缸内温度、压力升高非爆燃性表面点火大体是发动机长时间高负非爆燃性表面点火大体是发动机长时间高负荷运转引起的荷运转引起的 与爆燃的区别爆燃早燃缸内炽热表面产生缸内温度、压力升高非192 2、爆燃性表面点火（激爆）、爆燃性表面点火（激爆）热热面面点点火火后后火火焰焰以以爆爆燃燃速速度度传传播播。由由燃燃烧烧室室沉沉积积物引起的物引起的 发发动动机机低低速速、低低负负荷荷运运转转时时，燃燃烧烧室室表表面面极极易易形形成成导导热热性性很很差差的的沉沉积积物物。沉沉积积物物被被高高温温火火焰焰包包围围，急剧氧化而白炽化，将混合气点燃。急剧氧化而白炽化，将混合气点燃。压力升高率高压力升高率高5倍，最高压力高倍，最高压力高150%2、爆燃性表面点火（激爆）20影响热面点火的因素及预防措施影响热面点火的因素及预防措施：凡是能使缸内的凡是能使缸内的T、P降低的因素，都可预防热面点火降低的因素，都可预防热面点火选用低沸点汽油和含胶质少的机油。选用低沸点汽油和含胶质少的机油。在燃料中加抑制热面点火的添加剂。在燃料中加抑制热面点火的添加剂。适当降低压缩比。适当降低压缩比。选用合格的火花塞、排气门。选用合格的火花塞、排气门。小结：小结：爆燃爆燃 表面点火表面点火 末端混合气自燃末端混合气自燃 炽热表面点燃炽热表面点燃 火花塞跳火之后火花塞跳火之后 火花塞跳火之前、后火花塞跳火之前、后 有压力冲击波有压力冲击波 无压力冲击波无压力冲击波 敲击声较清脆敲击声较清脆 敲击声较沉闷敲击声较沉闷 二者又相互联系，相互促进。二者又相互联系，相互促进。影响热面点火的因素及预防措施：21第三节第三节 影响燃烧过程的因素影响燃烧过程的因素 一、燃油的影响一、燃油的影响 1、汽油的抗爆性汽油的抗爆性：汽汽油油对对发发动动机机发发生生爆爆燃燃的的抵抵抗抗能能力力，用用辛辛烷烷值值表表示，示，辛烷值越高，抗爆性越好辛烷值越高，抗爆性越好。填加各种添加剂，可提高汽油的辛烷值。填加各种添加剂，可提高汽油的辛烷值。2 2、汽油蒸发性、汽油蒸发性 表表征征汽汽油油的的汽汽化化难难易易程程度度。蒸蒸发发性性越越强强，与与空空气气混混合合越越均均匀匀，混混合合气气燃燃烧烧速速度度越越快快，易易于于完完全全燃燃烧；但过强，易产生气阻。烧；但过强，易产生气阻。第三节 影响燃烧过程的因素 一、燃油的影响221.1.点火提前角点火提前角 过大过大，发动机过热，发动机过热，功率功率。缸内最高温度、缸内最高温度、压力压力，爆燃倾向爆燃倾向。图图5-5 点火提前角对示功图的影响点火提前角对示功图的影响二二.使用因素使用因素的影响的影响1.点火提前角 过大，图5-5 点火提前角对示功23 过过小小，由由于于燃燃烧烧开开始始时时活活塞塞已已下下行行，燃燃烧烧容容积较大，燃气与气缸接触面积大，积较大，燃气与气缸接触面积大，导致导致:(1)(1)损失一部分膨胀功。损失一部分膨胀功。(2)(2)燃烧在膨胀过程中进行，后燃量增大。燃烧在膨胀过程中进行，后燃量增大。散散热热损损失失大大，排排气气温温度度过过高高，发发动动机机过过热热，功功率率下下降降。但但缸缸内内温温度度、压压力力的的降降低低,使使t t2 2增增大大,爆燃倾向减小。爆燃倾向减小。最最佳佳点点火火提提前前角角：在在一一定定的的发发动动机机负负荷荷、转转速速下下，对对应应最最大大的的功功率率和和最最低低的的燃燃油油消消耗耗率率的的点点火火提前角。提前角。过小，由于燃烧开始时活塞已下行，燃烧容积较大，燃气与气24 点火调整特性：点火调整特性：在在一一定定的的发发动动机机转转速速、一一定定的的节节气气门门开开度度下下，NeNe与与g ge e随点火提前角的改变而变化的规律。随点火提前角的改变而变化的规律。a a）节气门全开）节气门全开 b b）转速）转速n=1600r/minn=1600r/min 点火调整特性：a）节气门全开 b）转速n=160252 2混合气成份混合气成份 用过量空气系数用过量空气系数表示。表示。1 1）=0.85-0.95=0.85-0.95时，时，火焰传播速度火焰传播速度u u最大最大,用此混合气时，发用此混合气时，发动机的功率达最大，动机的功率达最大，故称故称功率混合气功率混合气。供供给功率混合气时给功率混合气时,爆燃爆燃倾向加大倾向加大 火焰传播界限：火焰传播界限：0.51.30.51.3。图图5-7 5-7 对火焰传播速度的影响对火焰传播速度的影响2混合气成份 用过量空气系数表示。1）=0.85-262 2）低负荷或怠速时）低负荷或怠速时较浓的混合气较浓的混合气残余废气多，会引起断火；燃烧速度慢，发动机易过热；残余废气多，会引起断火；燃烧速度慢，发动机易过热；高温未燃成分在排气管口与空气相遇而激烈氧化，排气高温未燃成分在排气管口与空气相遇而激烈氧化，排气管放炮。管放炮。=0.40.5=0.40.5为火焰传播上限。为火焰传播上限。3 3）=1.05-1.15=1.05-1.15 时，为经济混合气时，为经济混合气 燃烧最完全，热效率最高，油耗最低。但燃烧最完全，热效率最高，油耗最低。但混合气过稀，混合气过稀，燃烧缓慢，含氧高的高温废气能点燃进气管新鲜混合气燃烧缓慢，含氧高的高温废气能点燃进气管新鲜混合气化油器回火。化油器回火。=1.31.4为火焰传播下限。为火焰传播下限。4)4)混合气成份调整特性混合气成份调整特性:在汽油机转速，节气门开度一定，点火提前角最佳时在汽油机转速，节气门开度一定，点火提前角最佳时,性能指标性能指标(功率功率NeNe与燃油消耗率与燃油消耗率gege等等)随混合气成份而变化随混合气成份而变化的规律。的规律。2）低负荷或怠速时较浓的混合气3）=1.05-1.15 273.3.发动机转速发动机转速n n 图图5-9 涡流状况对火焰传播速度的影响涡流状况对火焰传播速度的影响 a)无涡流无涡流 b)有涡流有涡流3.发动机转速n 图5-9 涡流状况对火焰传播速度28 n n 最佳点火提前角最佳点火提前角 （图（图5-6），），所以发动机上装有离心式点火自动提前装置。所以发动机上装有离心式点火自动提前装置。n nt t1 1 v v缸内缸内r r末端混合气的焰前反应末端混合气的焰前反应t t2 2爆燃倾向爆燃倾向。所以发动机在低速运转时最易发生爆燃。所以发动机在低速运转时最易发生爆燃。n n缸内混合气的涡流运动（紊流）缸内混合气的涡流运动（紊流）,燃料与空气的混合得到改善；燃料与空气的混合得到改善；压缩过程的放热量压缩过程的放热量缸内压力、温度缸内压力、温度 火焰传播速度火焰传播速度。n 最佳点火提前角（图5-6），nt1 294.4.发动机负荷发动机负荷 负荷负荷缸内温度、压力缸内温度、压力 滞燃期滞燃期t t1 1 末端混合气的焰前反应末端混合气的焰前反应t t2 2 爆燃倾向爆燃倾向。负荷负荷燃烧所占的曲轴转角燃烧所占的曲轴转角 最佳点火提前角最佳点火提前角。（图（图5-65-6）所以发动机上装有真空式点火提前装置。所以发动机上装有真空式点火提前装置。4.发动机负荷 负荷缸内温度、压力305.5.其他因素其他因素 进气温度进气温度 、冷却水温度、冷却水温度、燃烧室、燃烧室壁积碳、进气压力壁积碳、进气压力爆燃倾向爆燃倾向。总之，发动机在低速、大负荷时，最总之，发动机在低速、大负荷时，最易发生爆燃。易发生爆燃。在使用中，调整点火提前角应在低速、在使用中，调整点火提前角应在低速、大负荷工况下进行。大负荷工况下进行。5.其他因素 进气温度、冷却水温度、燃烧室壁积碳、进31三、结构因素的影响三、结构因素的影响（一）压缩比（一）压缩比 1 1、时：时：缸缸内内燃燃烧烧的的最最高高温温度度、最最高高压压力力，i i g ge e 。但爆燃倾向但爆燃倾向，表面点火倾向表面点火倾向 。2 2、NeNe、g ge e，但但受受到到爆爆燃燃的的限限制制，要防止爆燃：要防止爆燃：a.a.改进燃烧室的设计；改进燃烧室的设计；b.b.提高汽油的辛烷值。提高汽油的辛烷值。三、结构因素的影响（一）压缩比32（二）燃烧室（二）燃烧室1.1.对燃烧室的要求：对燃烧室的要求：1)1)容积分布要合理。容积分布要合理。要有适宜的放热规律。要有适宜的放热规律。放热规律放热规律:燃油燃烧时的燃油燃烧时的放热率放热率随曲轴随曲轴转角转角而变而变化的规律。化的规律。适宜的放热规律能够使燃油释放的热量充分利用适宜的放热规律能够使燃油释放的热量充分利用,发动机工作柔和，运转平稳。发动机工作柔和，运转平稳。燃烧初期压力升高率小，工作柔和；燃烧初期压力升高率小，工作柔和；燃烧中期急剧放热，循环功大；燃烧中期急剧放热，循环功大；燃烧后期补燃少，燃烧后期补燃少，i（二）燃烧室1.对燃烧室的要求：放热规律:燃油燃烧时33图图5-10 5-10 燃烧室容积分布对燃过程的影响燃烧室容积分布对燃过程的影响图5-10 燃烧室容积分布对燃过程的影响34 2)2)应具有良好的抗爆性。应具有良好的抗爆性。A.A.结构尽量紧凑结构尽量紧凑面容比小（烧室表面积与容积之比）面容比小（烧室表面积与容积之比）火焰传播距离短，爆燃火焰传播距离短，爆燃散热面积小，散热面积小，t激冷区小，激冷区小，HC B.B.燃燃烧烧室室内内的的混混合合气气要要有有适适当当的的涡涡流流强强度度(进进气气涡涡流、挤气涡流流、挤气涡流)。进气涡流：利用进气口和进气道的形状（切线和螺旋线）形成的进气涡流：利用进气口和进气道的形状（切线和螺旋线）形成的 涡流。涡流。挤气涡流：利用活塞顶部和缸盖底部狭小间隙在压缩时挤进的涡挤气涡流：利用活塞顶部和缸盖底部狭小间隙在压缩时挤进的涡 流。流。2)应具有良好的抗爆性。35C.C.降降低低末末端端混混合合气气的的温温度度（在在汽汽缸缸盖盖挤挤气气间间隙隙处处布置冷却水套）。布置冷却水套）。3 3）火火花花塞塞的的位位置置要要安安排排适适当当应应装装在在燃燃烧烧室室中央偏离排气门处。中央偏离排气门处。适中适中火焰传播距离短火焰传播距离短t1爆燃爆燃 靠排气门靠排气门t2爆燃爆燃 靠进气门靠进气门着火稳定着火稳定4 4）尽量增加进气量）尽量增加进气量 进气口直径大、弯少光滑进气口直径大、弯少光滑C.降低末端混合气的温度（在汽缸盖挤气间隙处布置冷却水套）36（三）气缸直径（三）气缸直径d d d d面容比面容比,传热损失传热损失经济性经济性。但火焰传播距离但火焰传播距离 t t1 1 爆燃倾向爆燃倾向。对车用汽油机，对车用汽油机，d d一般小于一般小于100mm100mm。（四）气缸盖和活塞的材料（四）气缸盖和活塞的材料 常用铸铁、铝。常用铸铁、铝。铝铝的的导导热热性性好好，铝铝制制汽汽缸缸盖盖的的表表面面温温度度低低，热负荷小，爆燃倾向热负荷小，爆燃倾向，许用的压缩比，许用的压缩比。（五）冷却方式（五）冷却方式 水冷比风冷的爆燃倾向小，许用的压缩比高。水冷比风冷的爆燃倾向小，许用的压缩比高。（三）气缸直径d37