滯燃期

滯燃期

滯燃期:在壓縮行程末期,在上止點前A點噴油器針閥開啟,向氣缸噴入燃料,這時氣缸中空氣溫度高達600℃,遠遠高於燃料在當時壓力下的自燃溫度,但燃料並不馬上著火,而是稍有滯後,即到B點才開始著火燃燒,壓力才開始急劇升高,氣體壓力曲線開始與純壓縮曲線分離。從噴油開始(A點)到壓力開始急劇升高時(B點)為止,這一段時間稱為滯燃期。在滯燃期內,噴入氣缸的燃料經歷一系列物理化學變化過程,包括燃料的霧化、加熱、蒸發、擴散與空氣混合等物理準備階段以及著火前的化學準備階段。

簡述

燃料在氣缸內燃燒是一個複雜的物理—化學變化過程,燃燒過程的完善程度,直接影響著發動機的作功能力、熱效率和使用期限,其燃燒過程劃分為四個階段:滯燃期、急燃期、緩燃期、後燃期。

從燃油噴入到著火開始這一時期為燃燒準備階段。在這一階段,燃油需加熱、蒸發、擴散並與氣流混合等物理準備過程,以及分解、氧化等化學準備過程。

特點

火花放電的電壓高,局部溫度可達3000K,混合氣氧化反應速度逐漸加快;缸內溫度無明顯升高。

評價指標

著火滯燃期圖示 著火滯燃期圖示
滯燃期 滯燃期

燃燒滯燃期可用著火延遲期長度來評價。著火延遲期長度表達式為:。

影響因素

1.溫度對滯燃期的影響處於第一位。滯燃期分為冷焰誘導期和藍,熱焰誘導期。冷焰誘導期隨溫度的升高而降低。溫度越低,冷焰誘導期愈長,而且冷焰光越強藍,熱焰誘導期也越長。

2.壓力對滯燃期的影響。其他條件相同時,燃燒室內的壓力增加,則滯燃期縮短。壓力越大,混合氣密度增加,分子平均自由程縮短,反應物分子碰撞頻率增加,反應速率加快。

3.壓縮比對滯燃期的影響。壓縮比增加,使得壓縮壓力和壓縮溫度同時增加,對滯燃期雙重影響,滯燃期明顯縮短。

4.進氣溫度對滯燃期的影響。增加進氣溫度能使壓縮終點溫度約成正比增加。滯燃期隨進氣溫度升高而下降。

5.進氣壓力對滯燃期的影響。氣缸內溫度和壓力隨進氣壓力的增加而增加,因而滯燃期縮短。

6.噴油提前角對滯燃期的影響。噴油提前角對滯燃期的影響是溫度,壓力和反應物焰前反應時間對滯燃期的綜合影響。滯燃期隨噴油提前角的增加而急劇增加。

7.噴油壓力對滯燃期的影響。噴油壓力升高,則滯燃期縮短,但是縮短的量不大,因為噴油壓力對缸內的溫度,壓力這兩個主要因素的影響較小。

8.轉速對滯燃期的影響。轉速n增加後,每個循環缸內漏氣和散熱的時間減少,因而漏氣量和散熱量減少,缸內熱力狀態提高,縮短滯燃期。

9.負荷和循環噴油量的影響。每循環的噴油量增加和發動機負荷增加後,會使整個壓縮過程的熱力狀態提高,滯燃期會有些下降,但不明顯。

10.混合氣濃度對滯燃期的影響。當過量空氣係數增大時,缸內混合氣濃度變稀,滯燃期增加。

11.噴孔數,噴孔直徑,和噴孔總面積對滯燃期的影響。在同樣循環噴油量下,噴孔數目越多,噴孔直徑越小,滯燃期縮短。

滯燃期對燃燒過程和發動機性能的影響

滯燃期對燃燒過程和柴油機性能有著極為重要的影響,要控制燃燒過程和柴油機的各種性能,其重要手段之一就是通過改變滯燃期來實現。混合氣的形成方式不同,則滯燃期對燃燒過程的影響程度也不同。霧化混合型燃燒的滯燃期對燃燒過程和發動機性能的影響最大,而油膜混合型燃燒的滯燃期對燃燒和性能的影響較小。

滯燃期對燃燒過程的影響

1.滯燃期對最高燃燒壓力的影響

滯燃期對最高燃燒壓力的影響 滯燃期對最高燃燒壓力的影響

滯燃期越長,則滯燃期內噴入缸內的油愈多。著火經歷的準備時間越長,以至於氣缸內累積起來的,達到可燃程度的燃料量越多。從而使得在速燃期一爆而起的預混合燃燒的燃油量增多,放熱量增加,放熱速度和加速度增加,放熱峰值加高,最後導致最高燃燒壓力和最高燃燒溫度隨著滯燃期的增加而升高。

2.滯燃期對最大壓力升高率的影響

最大壓力升高率隨著滯燃期的延長而迅速增長。若是著火性能差的燃料,在噴油提前角過大,或進氣溫度和壓力過低時,最大壓升率可能超過1MP/CA,這對保證零部件強度來說是不允許的。

3.滯燃期對示功圖圖形的影響

滯燃期對示功圖圖形的影響 滯燃期對示功圖圖形的影響

當噴油提前角不同時,即噴油時氣缸內的溫度和壓力不同時,則噴油提前角θ大時,示功圖圖形大。最大壓力升高率高。有時甚至發生燃燒壓力震盪,如圖峰值區域有毛刺即是。

4.滯燃期對放熱規律的影響

滯燃期較長導致滯燃期記憶體在的,做好了物理—化學準備的可燃混合氣量較多,導致預混合燃燒的放熱峰值較高,相應的,其擴散燃燒的放熱曲線稍低。所以,其預混合燃燒放熱峰值較低,相應的,其擴散燃燒階段的放熱曲線稍高。

滯燃期對平均有效壓力和功率的影響

各種柴油機有著自己的最佳滯燃期,長於或者短於這個滯燃期時,平均有效壓力均降低。滯燃期過短,最高燃燒壓力在上止點前過早出現,從而壓縮過程中消耗的負功過大,散熱損失增加。反之,示功圖的位置在上止點後過遲出現,燃燒過程推遲。

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