[科普中國]-滯燃期

簡述

燃料在氣缸內(nèi)燃燒是一個復(fù)雜的物理—化學(xué)變化過程，燃燒過程的完善程度，直接影響著發(fā)動機(jī)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、后燃期。

從燃油噴入到著火開始這一時期為燃燒準(zhǔn)備階段。在這一階段，燃油需加熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散并與氣流混合等物理準(zhǔn)備過程，以及分解、氧化等化學(xué)準(zhǔn)備過程。1

特點火花放電的電壓高，局部溫度可達(dá)3000K，混合氣氧化反應(yīng)速度逐漸加快；缸內(nèi)溫度無明顯升高。

評價指標(biāo)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(dá)式為：。2

影響因素1.溫度對滯燃期的影響處于第一位。滯燃期分為冷焰誘導(dǎo)期和藍(lán)，熱焰誘導(dǎo)期。冷焰誘導(dǎo)期隨溫度的升高而降低。溫度越低，冷焰誘導(dǎo)期愈長，而且冷焰光越強(qiáng)藍(lán)，熱焰誘導(dǎo)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(nèi)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(yīng)物分子碰撞頻率增加，反應(yīng)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(jìn)氣溫度對滯燃期的影響。增加進(jìn)氣溫度能使壓縮終點溫度約成正比增加。滯燃期隨進(jìn)氣溫度升高而下降。

5.進(jìn)氣壓力對滯燃期的影響。氣缸內(nèi)溫度和壓力隨進(jìn)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(yīng)物焰前反應(yīng)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(nèi)的溫度，壓力這兩個主要因素的影響較小。

8.轉(zhuǎn)速對滯燃期的影響。轉(zhuǎn)速n增加后，每個循環(huán)缸內(nèi)漏氣和散熱的時間減少，因而漏氣量和散熱量減少，缸內(nèi)熱力狀態(tài)提高，縮短滯燃期。

9.負(fù)荷和循環(huán)噴油量的影響。每循環(huán)的噴油量增加和發(fā)動機(jī)負(fù)荷增加后，會使整個壓縮過程的熱力狀態(tài)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(dāng)過量空氣系數(shù)增大時，缸內(nèi)混合氣濃度變稀，滯燃期增加。

11.噴孔數(shù)，噴孔直徑，和噴孔總面積對滯燃期的影響。在同樣循環(huán)噴油量下，噴孔數(shù)目越多，噴孔直徑越小，滯燃期縮短。3

滯燃期對燃燒過程和發(fā)動機(jī)性能的影響滯燃期對燃燒過程和柴油機(jī)性能有著極為重要的影響，要控制燃燒過程和柴油機(jī)的各種性能，其重要手段之一就是通過改變滯燃期來實現(xiàn)?；旌蠚獾男纬煞绞讲煌?，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(fā)動機(jī)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。1

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(nèi)噴入缸內(nèi)的油愈多。著火經(jīng)歷的準(zhǔn)備時間越長，以至于氣缸內(nèi)累積起來的，達(dá)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(yù)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，最后導(dǎo)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(jìn)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(qiáng)度來說是不允許的。

3.滯燃期對示功圖圖形的影響

當(dāng)噴油提前角不同時，即噴油時氣缸內(nèi)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(fā)生燃燒壓力震蕩，如圖峰值區(qū)域有毛刺即是。

4.滯燃期對放熱規(guī)律的影響

滯燃期較長導(dǎo)致滯燃期內(nèi)存在的，做好了物理—化學(xué)準(zhǔn)備的可燃混合氣量較多，導(dǎo)致預(yù)混合燃燒的放熱峰值較高，相應(yīng)的，其擴(kuò)散燃燒的放熱曲線稍低。所以，其預(yù)混合燃燒放熱峰值較低，相應(yīng)的，其擴(kuò)散燃燒階段的放熱曲線稍高。2

滯燃期對平均有效壓力和功率的影響各種柴油機(jī)有著自己的最佳滯燃期，長于或者短于這個滯燃期時，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(xiàn)，從而壓縮過程中消耗的負(fù)功過大，散熱損失增加。反之，示功圖的位置在上止點后過遲出現(xiàn)，燃燒過程推遲。3