汽油发动机燃烧过程分析-从构造到检修技术

汽油发动机在实际工作中，由于燃烧前混合气形成质量比较好，其燃烧过程时间短、速度快，燃烧过程接近于对缸内气体进行的定容加热过程。汽油机燃烧过程可以分为着火延迟期、明显燃烧期和补燃期三个过程。为了改善汽油发动机燃烧过程，从而改善汽油机的动力性、经济性和环保性，常采用以下方法：

1.使用措施

（1）正确选用燃料 燃料的使用性能对燃烧过程有直接影响，汽油的蒸发性越好，就越容易汽化，与空气混合形成的混合气质量就越好，使燃烧速度快，且易于完全燃烧。汽油的辛烷值越高，抗爆性能越好，越不容易发生爆燃。

（2）精确控制混合气浓度 混合气浓度对燃烧是否能进行、火焰传播速度、爆燃倾向、排气成分都有很大的影响。

（3）准确控制点火提前角 点火提前角对汽油机爆燃倾向、示功图上最高压力点的形成位置有很大的影响。汽油机不同点火提前角的示功图如图4-1所示。

点火提前角越大，最高压力越高，且最高压力点越靠近压缩上止点，甚至最高压力出现在压缩上止点以前。点火过早时（曲线1），其最高压力升高，爆燃倾向增大，机件承受的机械负荷增加，且因最高压力点的提前，使压缩行程消耗的功和传热损失均增加，导致发动机过热。而点火过晚时（曲线2），其最高压力降低，使做功行程初期所做的功减少。同时，因燃烧过程是在气缸容积不断增大的膨胀行程中进行，高温的气体与气缸壁接触面积大，使热损失增加，燃烧热量用来充分做功的机会减少，因此也会导致发动机功率降低，热效率降低和过热。

图4-1　不同点火提前角的示功图(www.xing528.com)

a）P-θ图　b）P-V图

（4）保持发动机正常的工作温度　发动机的工作温度应保持在80～90℃范围内，温度过高过低均会对汽油机的燃烧过程产生不利影响。冷却液温度过高，爆燃及表面点火倾向增加。同时因为进气温度高，使发动机实际进气量减少，缸内最高压力降低，发动机的动力性下降；发动机温度过低时，传热温差加大，热损失将增多，会导致发动机热效率下降，功率下降、耗油率增加。此外，还容易使燃烧中的酸根和水蒸气结合成酸类物质，使气缸腐蚀磨损增加，汽油雾化蒸发不良，会使燃烧形成的积炭和排放污染增加。

2.结构措施

（1）选择合适的压缩比　适当提高压缩比，可提高压缩行程终了时的温度和压力，从而加快火焰传播速度，使压缩终了的温度、压力增大，有利于提高发动机的热效率。汽油机不能追求过高的压缩比，一般原则是保证不发生爆燃的前提下，尽量提高压缩比。

（2）合理设计燃烧室　燃烧室的形状对发动机的燃烧过程有很大影响。结构紧凑的燃烧室，可缩短火焰传播距离、减少散热损失；有些燃烧室还能形成适当的涡流运动，可提高火焰传播速度，对减少爆燃倾向、提高热效率、降低排放污染均有利。

3.排气污染控制措施

有些排气污染控制措施也能起到改善燃烧过程的作用。如废气再循环装置（EGR），它可将排气管中的废气引流到进气管中，与新鲜空气一起进入气缸参加燃烧，利用再循环废气对新鲜空气的稀释作用和对燃烧速度的限制作用，降低燃烧的最高温度，在改善汽油机排放控制的同时，改善汽油机的燃烧过程。