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。

基本介紹

  • 中文名:滯燃期
  • 外文名:ignition delay
  • 學科:燃燒學
簡述,特點,評價指標,影響因素,滯燃期對燃燒過程和發動機性能的影響,滯燃期對燃燒過程的影響,滯燃期對平均有效壓力和功率的影響,

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

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:
著火滯燃期圖示著火滯燃期圖示

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。
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
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
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。
滯燃期對示功圖圖形的影響滯燃期對示功圖圖形的影響
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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