近年来，由于排气净化研 究的进展，再加上节约能 源问题的提出，因此更着 眼于提高经济性并同时减 少大气污染。
上述要求中有些是相互促进的，有些是相互矛盾的。
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第三节 点燃式内燃机的燃烧室
一、点燃式内燃机的燃烧室
(二) 燃烧室设计要点 压缩比 燃烧室的设计要点
燃烧室 面容比
火花塞位 置 与性能
燃烧室的 优化途径
第三节 点燃式内燃机的燃烧室
燃烧室设计的一般要求
点燃式内燃机的燃烧室
燃烧室设计要点
典型燃烧室
分层燃烧
分层充量及缸内直喷燃烧系统
典型缸内直喷燃烧系统简介
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第三节 点燃式内燃机的燃烧室
一、点燃式内燃机的燃烧室
(一) 燃烧室设计的一般要求

指示效率ηi与等容 相对热效率： 循环理论热效率ηt 之比。 ηr=ηi/ηt
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(二) 燃烧室设计要点
4、燃烧室内的气流运动
燃烧室内形成适当强度的气 流运动的有利之处： 1) 增加火焰传播速度。 2) 扩大混合气的着火界限。 3) 降低循环变动率。 4) 降低HC排放。
进气涡流
挤流
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(二) 燃烧室设计要点
5、燃烧室的优化途径
燃烧室的设计首先是选择燃烧室最佳几何形状。最佳几何形 状将使发动机受益最大，损失最小。半球形或单坡屋顶式(用于 缸内直喷式)缸头的燃烧室，使火焰前锋表面积迅速接近于最大 值(燃烧迅速)，与燃气接触的表面积又最小(传热损失小)。 火花塞靠近燃烧室中心，对获得快速燃烧也是非常有利的。
(三) 典型燃烧室
1、楔形燃烧室
优点： 结构较紧凑，火焰传播距离较短； 气门倾斜6－ 30，使得气道转弯 小，这种燃烧室气门直径较大， 所以充气性能好；有一定的挤气 面积，并且末端混合气冷却作用 较强，故压缩比可达9.5－10.5； 有较高的经济性、动力性。火花 塞布置在楔形高处，对着进、排 气门之间，有利于新鲜混合气扫 除火花塞附近的废气，低速、低 负荷性能稳定。
CoVimep
pmi
pmi
10%
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第三节 点燃式内燃机的燃烧室
一、点燃式内燃机的燃烧室
(一) 燃烧室设计的一般要求

把燃烧持续期控制在60 (CA)之内， 过分缩短燃烧持续期没有必要。
(7)工作柔和，燃烧噪声小。 (8)满足速燃要求。 (9)稀燃能力强。 (10)起动性好。 (11)瞬态特性好。 (12)EGR的承受能力强。
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(三) 典型燃烧室
1、楔形燃烧室
缺点：
由于混合气过分集中在火花塞处，使得 初期燃烧速度大，△p/△φ值较高，工 作粗暴，NOx排出量较高；挤气面积内 存在熄火现象，废气中HC的含量较多， 应控制挤气面积。
应用：
曾是车用汽油机采用比较广泛的一种， 但由于这种燃烧室进、排气门只能单行 排列，采用多气门机构困难，故高性能 轿车汽油机上较少应用。
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(二) 燃烧室设计要点
3、火花塞位置及其性能 燃烧室中不同火花
塞位置对燃料辛烷
值要求也不同，图
5—23示出了顶置
气门燃烧室火花塞 位置对辛烷值的要 求。
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(二) 燃烧室设计要点
3、火花塞位置及其性能
确定火花塞位置时，应考虑以下几个方面：
1）应使火焰传播距离短，如火花塞布置在燃烧室中央。 2）使末端气体受热减少，如火花塞布置在排气门附近。 3）减少各循环之间的燃烧变动，保证暖机和低速稳定性好，如火花塞 布置在进、排气门之间，便于利用新鲜混合气扫除火花塞周围的残余废 气，使混合气易于点燃，同时应控制气流的强度，避免吹散火花。 4）确保发动机运转平稳，火花塞的位置应能使从火花塞传播开的火焰 面逐渐扩大。
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(三) 典型燃烧室
2、浴盆形燃烧室
优点：
△p/△φ值低，工作柔和， NOx的排放量较少，工艺 性好。
缺点：
具有一定的挤气面积，但挤流 效果差； F／V较大，火焰传播 距离较大，燃烧速度较低，使 整个燃烧时间长，经济性能、 动力性能不高，HC排量多。
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(二) 燃烧室设计要点
3、火花塞位置及其性能
火花塞的位置直接影响火焰传播 距离的长短，从而影响抗爆性， 也影响火焰面积扩展速率和燃烧 速率。 特制形状的燃烧弹中的试验：
圆锥形底部点火 （楔形燃烧室）
开始燃烧速率大，后期缓慢；
圆锥形顶部点火
开始缓慢，后期快速燃烧；
圆柱形 （浴盆形燃烧室）
介于两者之间

(1)经济性好。（ηit， bi或ηr） (dxb / d )max 越靠近 (2)燃烧放热率曲线等容度高。 上止点 dxb / d f ' (3)污染小。 越好 曲线下的面积形 (4)动力性高。 心的位置 (5)不出现爆燃与表面点火等不正常 燃烧。 平均指示压力 pmi 的循环变动 (6)燃烧循环变动小。
燃烧室内 气流运动
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一、点燃式内燃机的燃烧室
(二) 燃烧室设计要点 1、压缩比
汽油机的功率与经济性↑
压缩比↑
爆燃的限制
既提高压缩比又不促使爆燃的发生，燃烧室设计应从以下几方面考虑：
1) 缩短火焰传播距离——设计紧凑的燃烧室——也与火花塞位置有关。 2) 利用适当强度的湍流，加快火焰传播速度。 3) 在离火花塞较远的区域设计适当的冷却面积，降低边缘区域可燃混合 气温度。 4) 燃烧室内没有易受高温影响而产生的热点和表面沉积物。
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一、点燃式内燃机的燃烧室
(二) 燃烧室设计要点 1、压缩比
压缩比提高的危害： 过高的压缩比将使 压力升高比增加 ， 发动机的噪声与振 动较大，这是不允 许的。此外，提高 压缩比对大气污染 也是不利的。
未燃HC增加， NOx增加
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一、点燃式内燃机的燃烧室
(二) 燃烧室设计要点 2、燃烧室面容比F／V
为改善燃油、空气和EGR混合的均匀性，燃烧室中应组织适
当的空气运动，减少燃烧过程中的循环变动率，保证较高的燃烧 速率。
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第三节 点燃式内燃机的燃烧室
一、点燃式内燃机的燃烧室 (三)典室 2、浴盆形燃烧室 3、碗形燃烧室 4、半球形燃烧室 5、其他类型燃烧室
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F/V——燃烧室表面积与其容积之比。
面容比（F/V）值小 , 则结构紧凑。
优点：
1）火焰传播距离小，不易爆燃，可提高压缩比。 2）相对散热损失小，热效率高。 3)熄火面积小，HC排量小。
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2、燃烧室面容比F／V
一般来说，F／V
大，火焰传播距
离长，容易爆燃， HC排放高(图5—
21)，相对散热
面积大，热损失 大。