柴油機工作原理中的燃燒過程是怎樣的

柴油機工作原理中的燃燒過程分以下幾個階段。

首先是滯燃期，從噴油開始到缸內(nèi)壓力線與壓縮線偏離的始點階段，這期間進(jìn)行著火前的物理準(zhǔn)備，像霧化、加熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散和混合，還有化學(xué)準(zhǔn)備，比如裂化、著火前的氧化反應(yīng)。一般著火延遲時間約 0.0007 - 0.003s，噴油時缸內(nèi)溫度壓力及燃料性質(zhì)是影響滯燃期的主要因素。

接下來是速燃期，著火后，在滯燃期內(nèi)形成的混合氣此時同時燃燒。

然后是緩燃期，此時缸內(nèi)溫度和壓力高，擴(kuò)散燃燒速度快，氣缸工作容積不斷增加，缸壓變化緩。

最后是后燃期，這是少量柴油的后續(xù)燃燒，會增加排溫和向冷卻水的散熱損失，使發(fā)動機的熱負(fù)荷增加，經(jīng)濟(jì)性下降。

燃燒方式為油滴擴(kuò)散燃燒，在壓縮過程中活塞接近上止點時，借助噴油設(shè)備將燃油在高壓下成霧狀噴入燃燒室，以便與空氣形成可燃混合氣。油滴的著火要滿足兩個條件，一是混合氣的溫度要高于著火臨界溫度，二是混合氣的濃度要適當(dāng)，即混合氣的濃度要在著火界限之內(nèi)。著火時機、地點不固定，著火點位于噴注外圍與核心之間。在稀火焰區(qū)形成著火核心，稀熄火區(qū)是未燃 HC 的主要來源，后噴現(xiàn)象會形成 CO、碳粒和未燃 HC 等。

柴油機工作過程有自己的特點，吸人氣缸的是新鮮空氣，被壓縮的也是新鮮空氣；柴油通過高壓噴人氣缸，缸內(nèi)形成可燃混合氣；柴油和空氣混合時間極短；缸內(nèi)混合氣成分不均勻，且不斷變化；沒有外源點火，只是靠壓縮自燃；混合與燃燒重疊進(jìn)行；質(zhì)調(diào)節(jié)，即負(fù)荷和轉(zhuǎn)速不是通過進(jìn)氣節(jié)流，而是通過燃料量來調(diào)節(jié)。

對柴油機燃燒的基本要求是燃燒完全。柴油的主要性能指標(biāo)包括著火性、蒸發(fā)性、粘度和凝點。著火性好的柴油，噴人氣缸后能及時著火燃燒，柴油機工作柔和，冷起動性能也隨之改善；若著火性差，燃燒前所需的物理、化學(xué)準(zhǔn)備時間長，著火后壓力升高率過高，導(dǎo)致柴油機工作粗暴。蒸發(fā)性用餾程表示，50%餾出的溫度低，說明這種燃燒輕餾分多，蒸發(fā)性好，有利于混合氣的形成和燃燒。但若輕餾分過多，著火前蒸發(fā)油氣過多，會使柴油機工作粗暴。粘度用來表示柴油的霧化性，粘度低容易形成混合氣，但粘度過低或過高均有不利影響。凝點用來表示柴油的低溫流動性。

柴油機都是壓縮燃燒，工作由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣四個過程完成，構(gòu)成一個工作循環(huán)。活塞能通過四個過程完成一個工作循環(huán)的柴油機稱為四沖程柴油機。在進(jìn)氣沖程，進(jìn)氣在第一個循環(huán)中的任務(wù)是給氣缸補充新鮮空氣。在壓縮沖程，活塞從下死點向上死點運動，一是提高空氣溫度，為燃料自行著火做準(zhǔn)備。