第9章 柴油机混合气形成和燃烧
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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。
简述柴油机混合气的形成和燃烧过程的主要特点
柴油机混合气的形成主要通过喷油器将柴油喷入气缸内,并与空气混合形成可燃的混合气。
在柴油机中,柴油的喷射是通过高压喷油系统实现的,喷油器会将柴油以高速喷入气缸内,形成小的液滴。
随着喷雾进一步扩散和混合,柴油蒸发成为气态,与周围的空气发生反应,形成高温、高压的混合气。
柴油机燃烧过程的主要特点有以下几点:
1. 自燃性:柴油机的燃烧过程是自燃的,即燃料不需要预先混合空气,在高温和高压的条件下,柴油会自发地点燃。
2. 气缸压力高:由于柴油机采用的是压燃式燃烧方式,混合气在气缸内的压力相对较高,通常达到较高的压缩比,从而增加了柴油机的热效率和功率。
3. 燃烧过程较长:相对于汽油机的燃烧过程来说,柴油机的燃烧速率较慢。
这是因为柴油燃料的自燃性会引起燃烧的延迟,混合气的蒸发和扩散时间相对较长。
4. 高温高压条件下生成大量烟雾:由于柴油燃烧过程中温度和压力较高,同时还有一部分未完全燃烧的碳氢化合物存在,因此柴油机的排放中常常会产生大量的烟雾和颗粒物。
综上所述,柴油机混合气的形成和燃烧过程具有高压、自燃、延迟燃烧和较高的烟雾排放等特点。
这些特点决定了柴油机在高负荷工况下有较高的热效率和牵引力,适用于重载和长途运输等场景。
简述柴油机混合气的形成和燃烧过程的主要特点
柴油机混合气的形成和燃烧过程的主要特点如下:
1. 混合气形成:柴油机燃烧采用的是直接喷射燃油的方式,燃油通过喷油嘴喷入到气缸内,然后与空气混合形成混合气。
相比汽油机的预混合气形式,柴油机的混合气是在气缸内形成的。
2. 混合气浓度高:柴油机的混合气浓度通常较为高,可达到14:1到25:1。
这是因为柴油机所使用的燃油具有较高的能
量密度,可以同时实现更高的压缩比和更高的燃烧温度。
3. 自燃点高:柴油机的混合气具有较高的自燃点。
由于混合气浓度高和燃油的特性,混合气需要达到一定的温度才能自发燃烧。
这有助于控制燃烧过程,防止发动机产生异常燃烧。
4. 点火方式不同:柴油机的燃烧是通过压燃来实现的,而非火花点火。
燃油喷入气缸后由于高压和高温的作用,使得燃油迅速氧化分解,产生大量的热量和高压气体。
然后,由于压燃的作用,燃料自燃并瞬间燃烧。
5. 燃烧时间长:相比于汽油机的快速燃烧,柴油机的燃烧过程时间较长。
这是因为在柴油机燃料的压燃条件下,燃烧速度较慢,需要一定时间来完成。
6. 黑烟排放:由于柴油机燃烧的特性,其排放中容易产生黑烟。
黑烟是不完全燃烧的产物,主要由碳颗粒组成。
为了减少黑烟排放,需要控制燃烧过程,提高燃烧效率。
总体而言,柴油机混合气的形成和燃烧过程具有混合气浓度高、自燃点高、点火方式不同、燃烧时间长和黑烟排放等特点。
这些特点决定了柴油机在燃烧效率、功率输出和排放控制等方面与汽油机有着不同的特性。