第四节 可燃混合气的形成
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柴油机可燃混合气的形成一、前言柴油机是一种利用压燃混合气燃烧的内燃机,与汽油机相比,其燃料为柴油,且没有点火系统。
在柴油机中,可燃混合气的形成过程十分重要,因为它决定了发动机的工作效率和排放物质的产生量。
本文将详细介绍柴油机可燃混合气的形成过程。
二、柴油喷射系统柴油喷射系统是柴油机中实现燃料喷射和混合气形成的关键部件。
其主要由高压泵、喷嘴、压力调节器和喷雾器等组成。
高压泵将柴油加压到高压状态,并通过喷嘴将其喷入气缸中,在高温高压下与空气混合形成可燃混合气。
三、空气滤清器空气滤清器是防止空气中杂质进入发动机的装置。
它通常采用纸质或聚酯纤维等材料制成,可以有效地过滤掉空气中的灰尘、颗粒物和其他污染物质,保证发动机的正常运行。
四、进气道进气道是将空气引入发动机的通道,其内部通常包括空气滤清器、节流门和增压器等部件。
空气首先通过空气滤清器被过滤,然后经过节流门控制进气量,并最终通过增压器增加压力,以提高可燃混合气的密度和温度。
五、喷油嘴喷油嘴是柴油喷射系统中的核心部件之一。
它通过高压泵将柴油喷入气缸中,在高温高压下与空气混合形成可燃混合气。
喷油嘴的结构和工作原理对可燃混合气的形成和燃烧过程有着重要影响。
六、燃料过滤器燃料过滤器是防止柴油中杂质进入发动机的装置。
它通常采用纸质或聚酯纤维等材料制成,可以有效地过滤掉柴油中的杂质和水分,保证发动机的正常运行。
七、可燃混合气的形成过程在柴油机中,可燃混合气的形成过程可以分为以下几个阶段:1. 空气进入气缸:空气首先通过空气滤清器和进气道进入发动机的气缸中。
2. 压缩空气:随着活塞向上运动,空气被压缩并加热。
这使得可燃混合气的密度和温度都得到了提高。
3. 燃油喷射:当活塞接近顶死点时,喷油嘴开始将柴油喷入气缸中。
柴油在高温高压下迅速雾化,并与空气混合形成可燃混合气。
4. 燃烧过程:当柴油与空气混合后,它们会在高温高压下自燃并产生爆发式反应。
这将产生大量的能量,并推动活塞向下运动,从而驱动发动机工作。
说明化油器发动机可燃混合气的形成过程引言:化油器发动机是一种常见的内燃机,它通过将汽油和空气混合形成可燃混合气,从而实现能量的释放和驱动车辆运行。
那么,化油器是如何将汽油和空气混合成可燃混合气的呢?本文将详细介绍化油器发动机可燃混合气的形成过程。
一、汽油的供给化油器是将汽油喷射到空气中形成可燃混合气的关键设备。
首先,汽油从燃油箱中通过燃油泵被送至化油器。
化油器内部有一个燃油喷嘴,它通过喷孔将汽油雾化成微小颗粒,并喷入到空气流中。
二、空气的供给空气是化油器发动机中重要的组成部分,它与汽油混合后形成可燃混合气。
化油器通过进气管将外部空气引入到内部,与喷入的汽油进行混合。
在进气管中,还有一个蝶阀调节空气的供给量。
当踩下油门时,蝶阀打开,增加空气的进入量;当松开油门时,蝶阀关闭,减少空气的进入量。
通过这样的调节,化油器可以根据发动机的工作状态来控制空气的供给量。
三、汽油和空气的混合在化油器内部,汽油和空气经过混合室进行混合。
混合室是一个特殊的空间,它利用汽油的喷射和空气的进入,使两者充分混合。
在混合室中,汽油颗粒与空气分子发生碰撞和混合,形成可燃混合气。
混合室内部还设有一个浮子,用于控制汽油的供给量,保持混合气的浓度稳定。
四、混合气的调节化油器发动机中,混合气的浓度需要根据不同工作状态进行调节。
在冷启动时,发动机需要更多的燃料来提供额外的能量,此时化油器会增加汽油的供给量,使混合气浓度增加。
而在高速行驶时,发动机需要更多的空气来提供动力,此时化油器会减少汽油的供给量,使混合气浓度降低。
化油器通过浮子和蝶阀等机械装置来实现混合气的调节。
五、可燃混合气的形成经过汽油和空气的供给、混合和调节,化油器最终形成了可燃混合气。
这种混合气具有适当的汽油和空气比例,可以在汽缸中被点燃和燃烧,释放能量。
当发动机工作时,可燃混合气被喷入到汽缸中,经过压缩和点火后,燃烧产生高温高压气体,推动活塞运动,驱动发动机正常工作。
六、小结化油器发动机可燃混合气的形成过程是一个复杂而精密的过程。
第四节可燃混合气的形成可燃混合气:指由气态燃油与空气组成的一种混合气,其组成和状态应保证它易于在气缸内发火燃烧。
可燃混合气的形成的影响因素缸内气体流动、燃油的雾化质量、燃烧室形状一、缸内气体的流动1.进气涡流在进气过程中形成的绕气缸中心线有组织的定向气流运动2.挤压涡流在压缩行程的后期,活塞顶表面和气缸盖靠近时所产生的径向或横向气流运动,简称挤流。
3.湍流在气缸中形成的无规则的气流运动称为湍流。
二、可燃混合气形成方法1.空间雾化混合空间雾化混合:可燃混合气是在燃烧室空间形成的。
要求:燃油必须喷射到燃烧室空间并与燃烧室形状相适应船用大、中型柴油机:主要依赖于燃油的喷雾(又称为油雾法),而较少依赖空气运动。
中小型高速柴油机:主要依赖于空气涡动(又称涡动法),而较少依赖燃油喷雾表3—1 两种混合方式的特点比较空间雾化混合油膜蒸发混合1.大部分燃料喷散雾化,并分布到空气中2.燃料在空气中是细小油滴3.细小油滴与热空气混合,形成不均匀的混合气(气、液相混合),然后小油滴在高温下蒸发。
4.在着火延迟期间形成的可燃混合气数量较多,多处着火5.燃烧开始时的放热速率很高,以后逐渐减慢1.利用强烈的空气旋流将大部分燃料涂布于壁面上2.燃料在壁面上形成油膜3.油膜受壁温影响在较低温度下蒸发,然后燃料蒸汽与空气混合,形成均质混合气(气相混合)4.散布在空气中的少量雾化燃油局部着火5.初期放热速率不高,随着燃烧的进行,火焰辐射使蒸发加强,加上热力混合作用,中后期的燃烧速率很高2.油膜蒸发混合 油膜蒸发混合:把大部分燃油(约占95%循环喷油量)喷到燃烧室表面形成薄油膜。
在燃烧室中强烈的空气涡流下,油膜逐层蒸发并与空气混合成可燃混合气。
三、燃烧室1.开式燃烧室开式燃烧室是由气缸盖底面、活塞顶面及气缸壁面形成的统一空间(图3—22)开式燃烧室混合气形成的特点:(1)形状简单、结构紧凑、相对散热面小、热损失小。
具有良好的起动性和经济性。
二.可燃混合气的形成与燃烧大体分四个时期(1)备燃期:从喷油开始→开始着火燃烧为止喷入气缸中的雾状柴油并不能马上着火燃烧,气缸中的气体温度,虽然已高于柴油的自燃点,但柴油的温度不能马上升高到自燃点,要经过一段物理和化学的准备过程。
也就是说,柴油在高温空气的影响下,吸收热量,温度升高,逐层蒸发而形成油气,向四周扩散并与空气均匀混合(物理变化)。
随着柴油温度升高,少量的柴油分子首先分解,并与空气中的氧分子进行化学反映,具备着火条件而着火,形成了火源中心,为燃烧作好了准备。
这一时期很短,一般仅为0.0007~0.003 秒。
(2)速燃期:从燃烧开始→气缸内出现时为止火源中心已经形成,已准备好了的混合气迅速燃烧,在这一阶段由于喷入的柴油几乎同时着火燃烧,而且是在活塞接近上止点,气缸工作容积很小的情况下进行燃烧的,因此,气缸内的压力P迅速增加,温度升高很快。
(3)缓燃期:从出现→出现为止这一阶段喷油器继续喷油,由于燃烧室内的温度和压力都高,柴油的物理和化学准备时间很短,几乎是边喷射边燃烧。
但因为气缸中氧气减少,废气增多,燃烧速度逐渐减慢,气缸容积增大。
所以气缸内压力略有下降,温度达到最高值,通常喷油器已结束喷油。
(4)后燃期:缓燃期以后的燃烧这一时期,虽然不喷油,但仍有一少部分柴油没有燃烧完,随着活塞下行继续燃烧。
后燃期没有明显的界限,有时甚至延长到排气冲程还在燃烧。
后燃期放出的热量不能充分利用来作功,很大一部分热量将通过缸壁散至冷却水中,或随废气排出,使发动机过热,排气温度升高,造成发动机动力性下降,经济性下降。
因此,要尽可能地缩短后燃期。
综上所述,要使燃烧过程进行得好,混合气形成的好环是关键,所以对混合气形成的要求如下:①必须要有足够的空气量和适当的柴油量因为柴油燃烧放出热量是由于柴油和空气中的氧气在一定温度和压力条件下产生化学作用的结果,所以空气与柴油是放热的两个重要因素。
空气量与柴油量比例不同,所形成的可燃混合气的成分也就不同,一般要求:α=1.3~1.5 ;α过大,混合气过稀,燃烧速度慢,散发热量多,Ne↓ ;α 过小,混合气过浓,燃烧不完全,油耗增加,冒黑烟,经济性变坏。
典型发动机原理简答题及参考答案第一章发动机的性能1、简述工质改变对发动机实际循环的影响。
答:①工质比热容变化的影响:比热容Cp、Cv加大,k值减小,也就是相同加热量下,温升值会相对降低,使得热效率也相对下降。
②高温热分解:这一效应使燃烧放热的总时间拉长,实质上是降低了循环的等容度而使热效率ηt有所下降。
③工质分子变化系数的影响:一般情况下μ>1时,分子数增多,输出功率和热效率会上升,反之μ<l时,会下降。
④可燃混合气过量空气系数的影响:当过量空气系数φa1时,ηt值将随φa上升而有增大。
2、S/D〔行程/缸径〕这一参数对内燃机的转速、结构、气缸散热量以及与整车配套的主要影响有哪些?答:活塞平均运动速度?m?sn30,假设S/D小于1,称为短行程发动机,旋转半径减小,曲柄连杆机构的旋转运动质量的惯性力减小;在保证活塞平均运动速度?m不变的情况下,发动机转速n增加,有利于与汽车底盘传动系统的匹配,发动机高度较小,有利于在汽车发动机仓的布置; S/D值较小,相对散热面积较大,散热损失增加,燃烧室扁平,不利于合理组织燃烧等。
反之假设S/D值较大,当保持?m不变时,发动机转速n将降低。
S/D较大,发动机高度将增加,相对散热面积减少,散热损失减少等。
3、内燃机的机械损失包括哪几局部?常用哪几种方法测量内燃机的机械损失?答:机械损失由活塞与活塞环的摩擦损失、轴承与气门机构的摩擦损失、驱动附属机构的功率消耗、流体节流和摩擦损失、驱动扫气泵及增压器的损失等组成。
测定方法有:①示功图法、②倒拖法、③灭缸法、④油耗线法等。
4、简述单缸柴油机机械损失测定方法优缺点。
答:测量单缸柴油机机械损失的方法有:示功图法,油耗线法,倒拖法等。
用示功图法测量机械损失一般在发动机转速不是很高,或是上止点位置得到精确校正时才能取得较满意的结果。
在条件较好的实验室里,这种方法可以提供最可信的测定结果。
油耗线法仅适用干柴油机。
此法简单方便,甚至还可以用于实际使用中的柴油机上。
柴油机可燃混合气的形成方法柴油机是一种燃烧内燃机,其燃烧过程是在高压下进行的。
在柴油机中,燃油和空气是分开进入燃烧室的,这就要求燃烧室内的空气和燃油能够进行充分的混合,形成可燃的混合气体。
而柴油机的燃油是通过高压喷射进入气缸内的,因此如何让燃油和空气充分混合是非常关键的。
1. 喷油嘴的喷油方式柴油机采用高压喷油的方式将燃油喷入燃烧室,为了使燃油和空气充分混合,喷油嘴的工作方式显得尤为重要。
通常情况下,柴油机采用喷雾式喷油嘴,喷油嘴的内部结构影响喷油的质量和形状。
喷油嘴的孔径、喷嘴形状、嘴孔数量等参数的优化,可以改善燃油喷雾的品质,使其更加均匀细密,有利于燃油和空气混合。
2. 空气进气方式为了使燃油和空气在燃烧室内更充分地混合,柴油机的进气系统也需要进行优化。
空气的进气方式对于可燃混合气的形成起到了决定性的作用。
通常情况下,柴油机采用中冷或者涡轮增压的方式增加空气量,克服空气进入不足的问题。
在进气系统中加入进气道膜片、进气道加热等装置,也可以提高空气的进气速度和进气流量,使得空气能够更快更加均匀地进入燃烧室,加强混合。
3. 活塞结构和形态柴油机的活塞结构和形态也会影响可燃混合气的形成。
为了提高燃烧室内空气的流动性,柴油机的活塞通常采用凹形设计,这可以使空气在进入燃烧室之前形成漩涡,从而增加空气和燃油的接触面积。
活塞的头部也可以加工成不同的形状,如切角、圆弧等,以改善空气流动的连续性和流速分布状态,从而提高混合气的质量和完整度。
4. 点火系统要使混合气在燃烧室内完全燃烧,必须采用合理的点火系统。
点火系统不仅需要能够在恰当的时机引燃混合气,还需要能够使燃烧在较短的时间内完成。
目前柴油机采用的点火系统主要有两种:机械式点火和电控式点火。
机械式点火通常采用压电式喷嘴,将燃油喷入燃烧室后即可引燃;而电控式点火则采用电子控制系统,能够对点火时间和点火能量进行精确的控制,以确保混合气的燃烧质量。
柴油机可燃混合气的形成方法包括喷油嘴的喷油方式、空气进气方式、活塞结构和形态、点火系统等多方面的因素。
汽油机可燃混合气的形成汽油机是一种常见的内燃机,其工作原理是通过燃烧混合气体产生能量驱动车辆或机械运转。
而汽油机的可燃混合气的形成是实现这一过程的关键。
本文将从混合气的组成、混合气的调配以及混合气的点火等方面,详细介绍汽油机可燃混合气的形成过程。
我们来了解一下汽油机可燃混合气的组成。
可燃混合气主要由空气和汽油组成。
空气中含有氧气,而氧气是燃烧的必要条件。
汽油则是一种燃料,其中含有碳氢化合物。
在燃烧过程中,汽油中的碳氢化合物与氧气发生化学反应,产生二氧化碳、水和能量。
因此,混合气中的氧气和汽油的比例是影响燃烧效果的重要因素。
混合气的调配是形成可燃混合气的关键步骤。
混合气的调配是通过进气系统实现的。
汽油机进气系统通常包括空气滤清器、进气管道、节气门和进气歧管等部件。
空气滤清器的作用是过滤空气中的杂质,保证进入气缸的空气质量。
进气管道将空气引入到发动机内部。
节气门的开度可以调节空气的流量。
而进气歧管则将空气分配到各个气缸中。
通过调节这些部件,可以控制混合气中空气和汽油的比例,以实现最佳的燃烧效果。
混合气的点火是混合气燃烧的关键步骤。
点火系统由点火线圈、火花塞和点火控制装置组成。
点火线圈将电能转化为高压电流,通过火花塞引燃混合气。
点火控制装置则控制点火时间和点火顺序。
在正时点,点火线圈会产生高压电流,使火花塞产生火花,点燃混合气。
混合气的点火需要考虑到点火的时机和点火的能量。
时机过早或过晚,都会影响燃烧效果。
能量不足则无法点燃混合气,能量过大则会造成爆震。
汽油机可燃混合气的形成是一个复杂的过程,需要考虑到混合气的组成、混合气的调配以及混合气的点火等因素。
只有在合适的条件下,混合气才能充分燃烧,释放出足够的能量,推动发动机正常工作。
因此,在汽油机维护和使用过程中,需要对混合气进行合理的调配和点火控制,以确保发动机的高效运行。
电喷摩托车的工作原理
1.燃料供应:电喷摩托车使用的是混合燃料,主要由汽油和空气组成。
燃料首先从燃料箱中被泵入燃料系统中的燃料滤清器中,以去除杂质。
然后,燃料被电喷系统中的燃料泵送到燃料喷射器中。
2.混合气形成:接下来,燃料喷射器将燃料雾化成微小的颗粒,并将
其注入进气道中。
同时,空气通过空气滤清器进入进气道,与燃料颗粒混
合形成可燃混合气。
3.燃烧过程:一旦可燃混合气进入发动机的气缸内,一个称为点火系
统的部件会产生一个电火花,点燃混合气。
这个电火花是由ECU根据发动
机转速、负荷和其他参数计算得出的。
4.控制系统:电喷摩托车的ECU是整个系统的核心。
它接收来自各个
传感器的数据,如空气流量传感器、发动机转速传感器和氧气传感器等。
通过对这些数据进行处理和分析,ECU可以精确计算出每个瞬间所需的燃
料量,并控制燃料喷射器的喷油时间和喷油量来实现最佳的燃烧效果。
5.故障诊断:电喷摩托车的ECU还配备了故障诊断系统,可以监测整
个系统的运行状况。
一旦出现故障,ECU会通过故障码指示灯或通过连接
到诊断仪上进行故障代码的读取,以帮助技师快速定位和修复问题。