实验还表明,火焰在管道或缝隙中传播时,当管径或缝隙尺寸减少至某一临界尺寸,则火焰不能继续传播,该尺寸被称为淬熄直径(或淬熄距离)。在火焰传播到靠近低温壁面的混合气时该层预混气体也不能燃烧,这是燃烧室中生成未燃HC的重要原因之一。2.紊流火焰传播:层流火焰传播速度很低,与实际相差很大,这是由于在实际汽油机中,气流的紊流运动可以大大加速火焰传播速度,此时V=3070m/s
实验还表明,火焰在管道或缝隙中传播时,当管 径或缝隙尺寸减少至某一临界尺寸,则火焰不能 继续传播,该尺寸被称为淬熄直径(或淬熄距 离)。在火焰传播到靠近低温壁面的混合气时, 该层预混气体也不能燃烧,这是燃烧室中生成未 燃HC的重要原因之一。 2.紊流火焰传播 层流火焰传播速度很低,与实际相差很大,这是 由于在实际汽油机中,气流的紊流运动可以大大 加速火焰传播速度,此时vT=30~70m/s
评定紊流运动常用以下两项参数1)紊流尺度一可看成是涡旋翻滚一个周期所作用的范围。分为宏观紊流和微观紊流。2)紊流强度一是与紊流的能量有关得值。它对紊流火焰传播速度有强烈的影响。紊流对火焰传播的促进作用是由于下述三方面的原因引起:1)宏观紊流的作用增大了燃烧表面积,但未改变层流火焰前锋的基本结构(v,不变)2)微观紊流有加强传热与传质的作用:3)提高紊流强度,使已燃气体与未燃混合物迅速混合,缩短了反应时间,提高了燃烧放热速率。这时的燃烧速率与紊流强度成正比,而与混合气的空燃比无关
评定紊流运动常用以下两项参数: 1)紊流尺度—可看成是涡旋翻滚一个周期所作用的范围。 分为宏观紊流和微观紊流。 2)紊流强度—是与紊流的能量有关得值。它对紊流火焰传 播速度有强烈的影响。 紊流对火焰传播的促进作用是由于下述三方面的 原因引起: 1)宏观紊流的作用增大了燃烧表面积,但未改变层流火焰 前锋的基本结构( vL不变); 2)微观紊流有加强传热与传质的作用; 3)提高紊流强度,使已燃气体与未燃混合物迅速混合,缩 短了反应时间,提高了燃烧放热速率。这时的燃烧速率 与紊流强度成正比,而与混合气的空燃比无关
影响燃烧速度的因素:1.火焰传播速度V火焰传播速度V是决定速燃期长短的主要因素。现代汽油机的V.可高达30~70m/s。影响V的主要因素是:燃烧室中的素流运动、混合气成分和混合气初始温度。2.火焰前锋面积A利用燃烧室几何形状及其与火花塞位置的配合,可以改变不同时期火焰前锋扫过的面积,以调整燃烧速度3.可燃混合气密度增大未燃混合气密度,可以提高燃烧速度,因此增大压缩比和进气压力等,均可加大燃烧速度
影响燃烧速度的因素: 1.火焰传播速度VT 火焰传播速度VT是决定速燃期长短的主要因 素。现代汽油机的VT可高达30~70m/s。影响VT的 主要因素是:燃烧室中的紊流运动、混合气成分 和混合气初始温度。 2.火焰前锋面积Af 利用燃烧室几何形状及其与火花塞位置的配 合,可以改变不同时期火焰前锋扫过的面积,以 调整燃烧速度。 3.可燃混合气密度 增大未燃混合气密度,可以提高燃烧速度, 因此增大压缩比和进气压力等,均可加大燃烧速 度
三.不规则燃烧1.循环变动一各循环间的燃烧变动在汽油机工况一定时,各个循环的示功图不相同,称为循环变动或不规则燃烧。压力循环变动开始于燃烧过程的开始阶段(即10%火焰传播距离以前)是汽油机特有的现象。产生原因:在点火瞬间火花塞电极处气流运动情况变动致使火焰中心形成时间不同,危害:由于气缸压力的循环变动,对每一循环,燃料供给系统参数和点火提前角都不能处在最佳值因而影响汽油机的性能指标消除了循环变动,比油耗可以下降10一20%爆震界限也可以提高
三.不规则燃烧 1. 循环变动— 各循环间的燃烧变动 在汽油机工况一定时,各个循环的示功图不相 同,称为循环变动或不规则燃烧。压力循环变动开 始于燃烧过程的开始阶段(即10%火焰传播距离以 前)是汽油机特有的现象。 产生原因:在点火瞬间火花塞电极处气流运动 情况变动致使火焰中心形成时间不同。 危害:由于气缸压力的循环变动,对每一循环, 燃料供给系统参数和点火提前角都不能处在最佳值, 因而影响汽油机的性能指标。 消除了循环变动,比油耗可以下降10—20%, 爆震界限也可以提高
变动范围变动范围s.OO(a)稀混合气a=1.22,节气门全开,平均(b)浓混合气Φa-0.8,节气门全开,平均指示压力波动土4.5%,最高燃烧波动土28%指示压力波动±3.6%,最高燃烧波动土10%图5-4汽油机中典型的循环压力变化情况(n=2000r/min,=9)
图5-4 汽油机中典型的循环压力变化情况 (n=2000r/min, ε=9)