1.4 汽油机可燃混合气的形成与燃烧过程 (课件）-高二《汽车发动机构造与维修》同步教学（西安电子科大出版社）

　1.4 汽油机可燃混合气的形成与燃烧过程 1.4.1 车用汽油的主要性能与选用 　　1．汽油的主要性能 　　1) 汽油的蒸发性 　　汽油的蒸发性可通过燃料的蒸馏试验来测定。 　　2) 燃料的热值 　　燃料的热值是指1 kg燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油的热值约为44 000 kJ/kg。 　　3) 抗爆性 　　抗爆性是指汽油在汽油机内燃烧时不产生爆燃的性能，它是汽油的一项主要性能指标。汽油抗爆性的评价指标通常用辛烷值来表示。汽油的辛烷值愈高，其抗爆性愈好，使发动机有可能采用较高的压缩比，有利于提高发动机的热效率。 　　4) 氧化安定性 　　汽油的氧化安定性是指热稳定性，即防止生成高温沉积物的能力。 　　2．车用汽油标准 　　根据GB 17930—2011《车用汽油》标准，我国车用汽油按研究法辛烷值(RON)划分为90号、93号和97号三个牌号，其对应的抗爆指数不小于90、93和97(目前，国际质量监督检验检疫总局批准了个别省和直辖市提出98号汽油标准，加油站也出售98号汽油)。 　　3．车用汽油的选用 　　使用汽车时，应选用厂家规定的汽油牌号，或根据发动机压缩比来选择汽油牌号，压缩比越大，汽油的牌号越高。 1.4.2 汽油机可燃混合气的形成过程 　　1. 电子控制汽油缸外喷射可燃混合气的形成过程 　　电子控制汽油缸外喷射(Electeonic Fule Injection，EFI)系统的发动机在排气行程末和进气行程初，在发动机电子控制单元(ECU)的控制下，喷油器喷射出来的雾状汽油在进气门前方的进气道中与空气进行初步混合后，经进气门进入气缸，在气缸内汽油又不停地进行吸热、蒸发、汽化，与空气进一步混合，直至压缩行程接近终了，才形成良好的可燃混合气。 　　2. 电子控制汽油缸内直接喷射可燃混合气的形成过程 　　缸内直接喷射(Gasoline Direct Injection，GDI)系统的发动机是将汽油直接喷入气缸，利用缸内气流和活塞表面的燃料雾化与空气形成混合气进行燃烧。 1.4.3 汽油机可燃混合气浓度的表示方法 　　1．空燃比 　　空燃比就是混合气中所含空气质量(kg)与燃料质量(kg)的比值，即 　　2．过量空气系数 　　过量空气系数是在燃烧过程中，实际供给的空气质量与理论上燃料完全燃烧时所需的空气质量之比，也等于实际空燃比与理论空燃比之比，即 1.4.4 发动机工况对可燃混合气浓度的要求 　　1. 怠速和小负荷工况 　　怠速是指发动机对外无功率输出的工况，作功行程产生的动力只用来克服发动机的内部阻力，维持发动机以最低稳定转速运转。 　　2. 中等负荷工况 　　发动机的负荷在25%～85%之间的称为中等负荷。由于中等负荷时，节气门开度较大，故进入气缸的混合气数量增多，燃烧条件较好。此外，由于发动机大部分的时间处在中等负荷下工作，为提高发动机的经济性，应供给较稀的可燃混合气(α=0.9～1.1)。 　　3. 大负荷和全负荷工况 　　发动机的负荷在85%以上和100%的分别称为大负荷和全负荷。此时，为了克服较大的外部阻力，或加速行驶，要求发动机发出尽可能大的功率。因此，必须将节气门开大到接近全开或全开，供给较浓的可燃混合气(α=0.85～0.95)。 1.4.5 汽油机的正常燃烧过程 　　高速汽油机的燃烧过程持续时间很短。通常借助于展开示功图分析汽油机的燃烧过程。展开示功图的横坐标为曲轴转角φ，纵坐标为气缸内气体压力p，故展开示功图也称为p-φ图。为研究方便，可根据展开示功图上压力变化的特征，将汽油机的燃烧过程划分为三个阶段，如图1-8所示。 图1-8 汽油机的燃烧过程 　　1. 着火延迟期 　　着火延迟期是指从火花塞点火开始到火焰中心形成的 阶段。 　　2. 急燃期 　　急燃期是指从火焰中心形成开始到气缸内出现最高压力为止的阶段。 　　3. 补燃期 　　补燃期是指从最高压力出现到燃油基本上完全燃烧的 阶段。 1.4.6 汽油机的不正常燃烧过程 　　1．爆震燃烧 　　1) 现象与危害 　　在汽油机的燃烧过程中，燃烧室内有明显的火焰前锋在 推进。 　　严重的爆燃会有下列危害： 　　(1) 机件过载。 　　(2) 机件烧损。 　　(3) 性能指标下降。 　　2) 预防措施 　　在发动机的设计和使用中，应采取各种措施来防止爆燃的产生。 　　2．表面点火 　　不靠火花塞点火而由燃烧室内炽热物点燃混合气的燃烧现象，称为表面点火。表面点火是由燃烧室内炽热物作为点火源而形成的新的着火现象，是一种不正常的燃烧现象。燃烧室内炽热物有过热的火花塞电极、热的排气门、热的燃烧表面沉积物等。由表面点火产生的新的火焰前锋以正常的速度传播。 1.4.7 使用因素对汽油机燃烧过程的影响 　　1. 进气初始