燃烧过程分为三个阶段： 着火延迟期 即Ⅰ阶段。 明显燃烧期 即Ⅱ阶段。 后燃期 即Ⅲ阶段。
10.2.1．正常燃烧过程
明显燃烧期 着火延迟期
后燃期
10.2.1．正常燃烧过程
1．正常燃烧过程的评价
（度可达3000 K，混合气氧化反 应速度逐渐加快；缸内压力无 明显升高。 B、评价指标
当汽油机的燃烧不能按正常燃烧的要求，燃烧不稳定、最
高燃烧压力出现过早，则出现不正常燃烧。汽油机的不正常
燃烧主要是爆震和表面点火。
2．正常燃烧过程的定义
唯一地由火花定时点火开始，火焰前锋以正常速度传播
到整个燃烧室。
3．汽油机的不正常燃烧 当汽油机的燃烧不能按正常燃烧的要求，
即并非由火花定时点火开始，或者火焰前
10.2.2．燃烧速度
燃烧速度的影响因素
1. 火焰传播速度UT
（2）混合气成分
燃烧界限
a ＞1.3 ~ 1.4，混合气过
稀，火焰不能传播，为火焰传 播下限；
a ＜0.4 ~ 0.5，混合气过浓，
火焰也不能传播，为火焰传播 上限。
汽油机a = 0.6 ~ 1.2，即空
燃比A / F = 9 ~ 18。
从火花塞跳火到上止点间的 曲轴转角称为点火提前角，表 示点火时刻。
点火提前角
10.2.1．正常燃烧过程
1．正常燃烧过程的评价
（2）明显燃烧期
A、特点： 燃烧速度快，缸内压力急剧升
高。 B、评价指标
最高燃烧压力（最高爆发压力） pZ 以及出现时刻j3 。
希望j3在上止点后15°曲轴转 角之内。 平均压力升高率 Dp pz p2
后燃虽不能绝对消除，但通 过完善燃烧过程，可尽量减少。
后燃期
10.2.2．燃烧速度
衡量汽油机燃烧过程完善程度的指标主要是最高燃烧压 力 pZ 及其出现时刻j3 、平均压力升高率、排气温度和排 放性能(反映燃料完全燃烧程度)等指标。
从发动机的动力性和经济性角度，主要是最高燃烧压力、 最高燃烧压力出现时刻和平均压力升高率，这些指标与燃 烧速度有关。
明显燃烧期
10.2.1．正常燃烧过程
1．正常燃烧过程的评价
（2）明显燃烧期
火焰传播速 度：火焰前锋相 对于未燃混合气 向前推进的速度。
汽油机火焰 传播速度可达50 ~ 80m/s。
10.2.1．正常燃烧过程
1．正常燃烧过程的评价
（3）后燃期
特点： 燃烧速度慢，燃烧放热因活
塞下行不能利用，反而使排气 温度升高。
第十章 发动机燃烧过程
10. 1 概述
—— 概述
发动机的燃烧过程是将燃料的化学能转变为热能的过程。 燃烧过程的基本要求是： （1）燃烧完全。充分利用燃油的化学能；尽量减少有害污 染物排放。 （2）时机恰当。在上止点后的10°~ 20°CA 达到最大燃烧 压力。 （3）稳定正常。保证发动机稳定、可靠地工作。
紊流较弱
紊流强烈
10.2.2．燃烧速度
燃烧速度的影响因素
1. 火焰传播速度UT
（2）混合气成分
a = 0.85 ~ 0.95 时，火焰
传播速度最大，燃烧速度最快， 发动机功率最大，这种混合气 称为功率混合气。
a = 1.03 ~ 1.1 时，火焰传
播速度较大，氧气充足故燃烧 完全，发动机经济性最好，这 种混合气称为经济混合气。
燃烧速度是指单位时间燃烧的混合气量，可以表达为
dm dt
TUT
AT
10.2.2．燃烧速度
dm dt
TUT
AT
式中 T 未燃混合气密度；
UT 火焰传播速度，
AT 火焰前锋面积。
控制燃烧速度就能控制明显燃烧期的长短及其相对 曲轴转角的位置，即控制最高燃烧压力、最高燃烧压力 出现时刻和平均压力升高率。
10.2.2．燃烧速度 燃烧速度的影响因素
1．正常燃烧过程的评价
（1）着火延迟期
C、影响因素： 缸内气体流动
紊流运动强，加快混合气 氧化速度，着火延迟期缩短。
火花能量 火花能量大，着火延迟期缩短。
残余废气量 残余废气多，着火延迟期变长。
着火延迟期
10.2.1．正常燃烧过程
1．正常燃烧过程的评价
（1）着火延迟期
为克服着火延迟期，点火需 要提前。
多数汽油机的燃烧过程为：利用喷嘴或化油器，在进气管 内使空气和燃油混合，再进入气缸，到压缩行程接近终了时， 以电火花点燃并燃烧。
多数柴油机的燃烧过程为：在接近压缩终了由喷油器将燃 油喷入气缸中，然后与空气混合，通过压缩升温使其自燃。
10. 2 汽油机的燃烧过程
1. 汽油机的燃烧分为正常与不正常燃烧两种
1. 火焰传播速度UT
火焰传播速度是决定明显燃烧期长短的主要因素。 现代汽油机的UT可高达50 ~ 80 m/s。 影响UT的主要因素是： 燃烧室中气体的紊流运动 混合气成分 混合气初始温度。
10.2.2．燃烧速度 燃烧速度的影响因素 1. 火焰传播速度UT
（1）紊流运动
紊流运动使火 焰前锋燃烧区加 厚，火焰传播速 度加快。
Dj j3 j2
明显燃烧期
10.2.1．正常燃烧过程
1．正常燃烧过程的评价
（2）明显燃烧期 C、燃烧过程
燃烧过程为火焰传播。在均质 混合气中，当火焰中心形成之后， 火焰向四周传播，形成一个近似 球面的火焰层，即火焰前锋，从 火焰中心开始层层向四周未燃混 合气传播，直到连续不断的火焰 前锋扫过整个燃烧室。
着火延迟期长度 Dj12 = j2 -j1
着火延迟期
10.2.1．正常燃烧过程
1．正常燃烧过程的评价
（1）着火延迟期 C、影响因素： 混合气成分
混合气过量空气系数a 为0.8
~ 0.9时，着火延迟期最短。
点火时的缸内气体状态 气体温度和压力越高，着火 延迟期越短。
着火延迟期
10.2.1．正常燃烧过程
10.2.2．燃烧速度
燃烧速度的影响因素
1. 火焰传播速度UT
（3）混合气初始温度
混合气初始温度高，火焰 传播速度增加。
发动机压缩比大，混合气 初始温度高；大气温度高则混 合气初始温度也高。
锋速度过快；或者不是火焰前锋传播到整 个燃烧室，则出现不正常燃烧。
10.2.1．正常燃烧过程 以展开示功图研究燃烧过程。
着火 火花塞点火
压缩线
最高压力
无燃烧 膨胀线
10.2.1．正常燃烧过程 以展开示功图研究燃烧过程。
展开示功图的气缸压力线上，在1点，火花塞跳火， 经过短暂的着火延迟，到2点出现火焰中心和明显燃 烧，随之，在3点出现最高燃烧压力。