匀质燃烧和分层燃烧
TSI技术中的“分层燃烧”
分层燃烧FSI，Fuel Stratified Injection 它所代表的单词直译为车燃油分层喷射。
理论上，FSI发动机有至少两种燃烧模式：分层燃烧和均质燃烧，有人还把均质燃烧模式细分为均质稀燃模式和均质燃烧模式。
从FSI所代表的Fuel Stratified Injection含义上看，分层燃烧应该是FSI发动机的精髓与特点，不过也可以理解为它的研发起点和基础。
分层燃烧的好处在于热效率高、节流损失少、有限的燃料尽可能多地转化成工作能量。
分层燃烧模式下节气门不完全打开，保证进气管内有一定真空度（可以控制废气再循环和碳罐等装置）。
这时，发动机的扭矩大小取决于喷油量，与进气量和点火提前角关系不大。
分层燃烧模式在进气过程中节气门开度相对较大，减少了一部分节流损失。
进气过程中的关键是进气歧管中安置一翻版，翻版向上开启（原理性质，实际机型可能有所不同）封住下进气歧管，让进气加速通过，与ω形活塞顶配合，相成进气涡旋。
分层燃烧时喷油时间在上止点前60°至上止点前45°，喷射时刻对混合气的形成有很大影响，燃油被喷射在活塞顶的凹坑内，喷出的燃油与涡旋进气结合形成混合气。
混合气形成发生在曲轴转角40°至50°范围内，如果小于这个范围，混合气无法点燃，若大于，就变成均质状态了。
分层燃烧的空燃比一般在1.6-3之间。
点火时，只有火花塞周围混合状态较好的气体被点燃，这时周围的新鲜空气以及来自废气再循环的气体形成了很好的隔热保护，减少了缸臂散热，提升了热效率。
点火时刻的控制也很重要，它只在压缩过程终了的一个很窄的范围内。
均质稀燃模式混合气形成时间长，燃烧均匀，通过精确控制喷油，可以达到较低的混合气浓度。
均质稀燃的点火时间选择范围宽泛，有很好的燃油经济性。
㊣均质稀燃与分层燃烧的进气过程相同，油气混合时间加长，形成均质混合气。
燃烧发生在整个燃烧室内，对点火时间的要求没分层燃烧那么严格。
分层燃烧的原理
分层燃烧的原理分层燃烧是指在燃烧过程中，燃料和空气在不同区域内相互混合和燃烧的过程。
分层燃烧的主要原理是在燃烧室中形成不同的燃烧层，每个燃烧层的燃烧特性和条件不同，利于提高燃烧的效率和控制燃烧产物的排放。
分层燃烧的原理涉及到燃料、空气和燃烧组织三个方面。
首先是燃料的分层，燃料在燃烧室内呈现多层燃烧状态，通常包括主燃烧区、变质层和残余碳层。
主燃烧区是燃烧的最活跃区域，燃料在此处完全燃烧。
变质层是主燃烧区和残余碳层之间的转化区，此处燃料的挥发和气化发生，并产生可燃气体。
残余碳层是主要指煤层的碳层，其中的燃烧是反应的最后阶段。
其次是空气的分层，燃烧室内的空气也呈现不同的分层状态。
空气主要包括预热空气、辅助空气和混合空气。
预热空气是在燃料进入燃烧室之前对空气进行预热，以提高空气的温度和减少燃料的燃烧过程中产生的氮氧化物。
辅助空气是在主燃烧区和变质层之间混合的空气，用于调节主燃烧区的温度分布和延缓残余碳的燃烧速度。
混合空气是在空气与燃料混合后产生的气体，直接参与燃料的燃烧过程。
最后是燃烧组织的分层，燃烧组织主要包括燃烧氧化区、分层气氛区和还原区。
燃烧氧化区是与主燃烧区对应，是氧气和燃料充分混合后发生化学反应的区域，是燃烧的主要区域。
分层气氛区是在主燃烧区和变质层之间的气氛区，主要包括煤气和残余碳，氧气和未燃尽的煤气在此区域混合，形成诱发燃烧的气氛。
还原区是在残余碳层内燃烧过程中的还原区，包含大量的有害气体和未燃烧的固体颗粒，是燃烧后处理的主要区域。
总之，分层燃烧的原理主要包括燃料、空气和燃烧组织的分层状态，通过合理的分层设计和控制，在燃烧室内形成不同的燃烧区域和气氛，从而提高燃烧效率和降低排放物的排放。
分层燃烧技术在煤炭、石油和生物质等多种燃料的燃烧过程中得到了广泛的应用，对减少环境污染、提高能源利用率具有重要的意义和作用。
发动机原理复习题参考答案
第一章发动机的性能三、名词解释1. 平均有效压力：单位气缸工作容积所做的循环有效功称为平均有效压力。
2. 升功率：在标定工况下，每升发动机工作容积发出的有效功率称为升功率。
3. 活塞平均运动速度：发动机在标定转速下工作时，活塞往复运动速度的平均值称为活塞平均运动速度。
4. 机械效率：指示功减去机械损失功后，转为有效输出功的百分比称为机械效率。
5. 有效燃油消耗率：发动机每发出h kW ⋅1的有效功所消耗的燃油量。
6. 燃烧效率：燃料化学能通过燃烧转为热能的百分比称为燃烧效率。
7. 平均指示压力：单位气缸工作容积所做的循环指示功称为平均指示压力。
8.工质定压比热容：单位质量工质在定压过程中温度升高１℃所需的热量称为工质的定压比热容。
四、简答9.简述工质改变对发动机实际循环的影响。
答案要点：1)工质比热容变化的影响：比热容Cp 、Cv 加大，k 值减小，也就是相同加热量下，温升值会相对降低，使得热效率也相对下降。
2)高温热分解：这一效应使燃烧放热的总时间拉长，实质上是降低了循环的等容度而使热效率ηt 有所下降。
3)工质分子变化系数的影响：一般情况下μ＞1时，分子数增多，输出功率和热效率会上升，反之μ＜l 时，会下降。
4)可燃混合气过量空气系数的影响：当过量空气系数φa <1时，部分燃料没有足够空气，或排出缸外，或生成CO ，都会使ηt 下降。
而φa >1时，ηt 值将随φa 上升而有增大。
10. S/D （行程/缸径）这一参数对内燃机的转速、结构、气缸散热量以及与整车配套的主要影响有哪些？ 答案要点：活塞平均运动速度30sn m =ν若S ／D 小于1，称为短行程发动机，旋转半径减小，曲柄连杆机构的旋转运动质量的惯性力减小；在保证活塞平均运动速度m ν不变的情况下，发动机转速n 增加，有利于与汽车底盘传动系统的匹配，发动机高度较小，有利于在汽车发动机仓的布置；S ／D 值较小，相对散热面积较大，散热损失增加，燃烧室扁平，不利于合理组织燃烧等。
2021年消防工程师技术实务 - 01讲消防基础知识
消防基础知识
知识点：爆炸 1.分类及特点： (1)炸药爆炸：①爆炸产物的直接作用；②冲击波；③外壳破片的分散杀伤作用； (2)混合气体爆炸：与爆炸极限有关； (3)气体单分解爆炸：在压力下发生分解反应并释放热量；物质压力应高于临界压力且分解热 足够大，才能维持； (4)粉尘爆炸：
①定义：<1>快速干馏，产生可燃气体；<2>可燃气体与空气混合后发生有焰燃烧； <3>释放的热量传导和辐射给附近的粉尘；
消防基础知识
知识点：燃烧产物 烟：直径为1nm~1um的极小炭粒子；
(1)完全燃烧产物：CO2、水、SO2等 不完全燃烧产物：CO、NH3、醇类、醛类、醚类等 毒害燃烧产物：CO、HCN、SO2、NO2氮氧化物、NH3、HcL、卤酸、丙醛； 主要燃烧产物：CO2、 CO；
消防基础知识
知识点：燃烧产物
对固体：受受热融化、挥发物的数量、固体颗粒度、受热时间等因素影响
消防基础知识
知识点：燃烧产物 烟：直径为1nm~1um的极小炭粒子；
(1)完全燃烧产物：CO2、水、SO2等 不完全燃烧产物：CO、NH3、醇类、醛类、醚类等 毒害燃烧产物：CO、HCN、SO2、NO2氮氧化物、NH3、HcL、卤酸、丙醛； 主要燃烧产物：CO2、 CO；
但是不是所有的粉尘都会产生可燃气体，例如木炭、焦炭、非挥发性金属；
消防基础知识
知识点：爆炸 1.分类及特点： (4)粉尘爆炸：
②爆炸发生条件：<1>粉尘本身可燃；<2>粉尘浓度； <3>足够的引火源(最小是10~100mj)
③粉尘爆炸较之气体爆炸：压力上升下降缓慢；高压持续时间长；释放能量大；破坏严重。 具有距离起爆点越远，破坏越严重的特点；
人教版九年级化学知识点总结：第七章燃烧及其利用
第七章燃烧及其利用课题1 燃烧和灭火考试要求：认识燃烧、缓慢氧化、爆炸的条件及其防火、灭火、防爆炸的措施一、燃烧1、概念：可燃物与空气中氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
2、条件：（1）可燃物（2）氧气（或空气）（3）温度达到着火点（三者缺一不可，否则不能燃烧）如右图所示：A、薄铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，说明了燃烧需要温度达到着火点；B、薄铜片的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧，说明了燃烧需要氧气白磷的着火点低，应贮存在装有水的试剂瓶中3、燃烧与缓慢氧化的比较相同点：都是氧化反应、都放热；不同点：前者发光、反应剧烈，后者不发光、反应缓慢二、灭火的原理和方法（考点一）1、燃烧的条件决定着灭火的原理，只要破坏燃烧的任何一个条件，就可以达到灭火的目的2、灭火的原理：（1）消除可燃物（2）隔绝氧气（或空气）（3）降温到着火点以下。
3、泡沫灭火器：扑灭木材、棉布等燃烧引起的失火。
干粉灭火器：扑灭一般的失火外，还可以扑灭电器、油、气等燃烧引起的失火。
液态二氧化碳灭火器：扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等处的失火4、泡沫灭火器的反应原理，利用碳酸钠与浓盐酸迅速反应产生大量的二氧化碳来灭火化学反应方程式：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑二、爆炸（考点二）概念发生条件防范措施燃烧可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应可燃物；与空气或氧气接触；温度达到着火点可燃物与其他物品隔离；与空气隔离；降低温度至着火点以下爆炸可燃物在有限的空间内发生急剧燃烧，短时间内积聚大量的热，使气体体积迅速膨胀而引起爆炸剧烈燃烧；有限空间严禁烟火缓慢氧化反应进行得很慢，甚至不易察觉的氧化反应与空气或氧接触①可能是化学变化（火药爆炸）也可能是物理变化（车胎爆炸）②化学变化的爆炸：可燃物在有限空间内急速燃烧，放出的热使气体的体积迅速膨胀③可燃性气体（氢气、一氧化碳、甲烷）或粉尘（面粉、煤粉）与空气或氧气混合，遇到明火可能会发生爆炸；可燃性气体在点燃或加热前都要检验纯度,以防止发生爆炸的危险④油库、面粉加工厂门口贴有“严禁烟火”的标志：空气中常混有可燃性气体或粉尘，接触到明火，就有发生爆炸的危险⑤可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧越剧烈常见灭火的方法（考点三）①油锅着火，用锅盖盖灭②电器着火，先应切断电源③煤气泄漏，先应关闭阀门，再轻轻打开门窗，切忌产生火花④酒精在桌面上燃烧，用湿抹布扑盖⑤扑灭森林火灾，将大火蔓延前的一片树木砍掉其它：A、生煤炉火时，需先引燃纸和木材，因为纸和木材的着火点比煤低，容易点燃B、室内起火，如果打开门窗，会增加空气的流通,增加氧气的浓度，反应剧烈，燃烧更旺C、用扇子扇煤炉火，虽然降低了温度，但没有降至着火点以下，反而增加了空气的流通，所以越扇越旺。
一级消防工程师消防安全技术实务知识点之燃烧过程
一级消防工程师消防安全技术实务知识点：燃烧过程燃烧过程可燃物质的燃烧一般是在气相进行的。
由于可燃物质的状态不同，其燃烧过程也不相同。
气体最易燃烧，燃烧所需要的热量只用于本身的氧化分解，并使其达到着火点。
气体在极短的时间内就能全部燃尽。
液体在火源作用下，先蒸发成蒸气，而后氧化分解进行燃烧。
与气体燃烧相比，液体燃烧多消耗液体变为蒸气的蒸发热。
固体燃烧有两种情况：对于硫、磷等简单物质，受热时首先熔化，而后蒸发为蒸气进行燃烧，无分解过程；对于复合物质，受热时首先分解成其组成部分，生成气态和液态产物，而后气态产物和液态产物蒸气着火燃烧。
固体燃烧有两种情况：对于硫、磷等简单物质，受热时首先熔化，而后蒸发为蒸气进行燃烧，无分解过程；对于复合物质，受热时首先分解成其组成部分，生成气态和液态产物，而后气态产物和液态产物蒸气着火燃烧。
物质燃烧时的温度变化T初为可燃物开始加热时的温度。
最初一段时间，加热的大部分热量用于熔化或分解，可燃物温度上升较缓慢，到T氧(氧化开始温度)时，可燃物开始氧化。
由于温度尚低，故氧化速度不快，氧化所产生的热量，还不足以克服系统向外界所放热量，如果此时停止加热，仍不能引起燃烧。
如继续加热，则温度上升很快，到T自氧化产生的热量和系统向外界散失的热量相等。
若温度再稍升高，超过这种平衡状态，即使停止加热，温度亦能自行上升，到T′自出现火焰而燃烧起来。
T自为理论上的自燃点，T′自为开始出现火焰的温度，即通常测得的自燃点。
T自到T′自这一段延滞时间称为诱导期。
诱导期在安全上有实用价值。
在可燃气体存在的车间中使用的防爆照明，当灯罩破裂或密封性丧失时，即使能自动切断电路熄灭，但灼热的灯丝自3000℃冷到室温还需要一定的时间，爆炸的可能性取决于可燃气体的诱导期。
对于诱导期较长的甲烷或汽油蒸气(数秒)，普通灯丝不致有危险，但对于诱导期很短的氢(0．01秒)就需要寻求冷却得特别快的特殊材料作灯丝，才能保证安全。
发动机原理简答(参考答案)
1.汽油性能指标，燃烧过程2.柴油性能指标，燃烧过程3.试述发动机理论循环的假设条件4.试述理论循环与实际循环的差异5.发动机的机械损失包括那几部分？各占比例如何？常用哪几种方法测量发动机机械损失6.试分析转速和负荷对机械效率的影响7.试分析影响充气效率的主要因素8.试分析进气迟闭角对充气效率及有效功率的影响9.简述提高充气效率的措施10.汽油机燃烧过程可划分为几个阶段？各阶段有何特征11.试分析汽油机爆燃产生的原因。
爆燃有何危害12.通过怎样调整转速和负荷可以减轻爆燃，为什么13.转速n、负荷变化时点火提前角θ分别应如何调整，为什么14.发动机的燃烧过程中，为什么要尽量减少补燃15.柴油机燃烧室有哪几种结构形式16.柴油机为什么要装调速器17.传统铅蓄电池点火系统有哪些缺点18.汽油机经济混合气范围一般是多少？为什么过浓或过稀燃油消耗增加19.L型汽油喷射系统的特点是什么20.润滑系统的组成及公用是什么21.起动系由哪三大部分组成？为什么要采用串激式电动机22.汽油机由那些机构及系统组成？各有什么功能23.试述汽油机的工作原理24.说明柱塞式喷油泵的结构及工作原理25.气门为什么要早开、晚关？为什么留有气门间隙的作用是什么26.调速器的作用是什么27.何谓气门间隙？以EQ6100-1型汽油机为例，说明怎样调整气门间隙28.现代化油器的组成及其各装置的作用29.喷油泵有哪些结构特点30.强制循环式冷却系的大、小循环路线31.二冲程发动机与四冲程发动机比较有何优点32.简述工质改变对发动机实际循环的影响33.S/D（行程/缸径）这一参数对内燃机的转速、结构、气缸散热量以及与整车配套的主要影响有哪些34.简述单缸柴油机机械损失测定方法优缺点35.内燃机的强化指标有哪些36.增压系统可分为哪几类37.什么是喘振现象？产生喘振现象的原因是什么38.简述增压系统的选择原则39.简述柴油机比较合适的放热规律40.简述影响柴油机燃烧过程的运转因素41.简述表面点火和爆燃的区别42.汽油机的机内净化技术有那些43.简述什么是分层给气燃烧44.简述汽油机喷射供给系统的优点45.简述汽油机和柴油机的工作模式的差异？46.何谓气门重叠角？比较汽油机与柴油机、增压机与非增压机气门重叠角的大小，并说明原因47.什么叫进气速度特性？汽油机和柴油机有何不同？为什么48.分析说明湍流火焰传播速度大大高于层流火焰传播速度的原因49.为便于分析，常将复杂的内燃机热力循环过程简化为理想工质的理想循环过程（理论循环），该模型的基本假定有哪些的影响。
匀质燃烧和分层燃烧
匀质燃烧和分层燃烧一、匀质燃烧：常规电火点燃活塞式内燃机的基础匀质燃烧是常规活塞式发动机的基础，这里所指是电火花点燃的质地均匀的可燃油汽，这种油汽要求严格按照标准浓度配制，以便电火花能可靠点燃。
“电火花按时点燃油汽－－火焰扩展传播均匀燃烧。
”，这就是常规活塞式发动机的工作基础。
匀质燃烧的可燃油汽通常由气缸外边的化油器配制，化油器有着比较复杂的结构，就是为了在不同的进气量下，都能将燃油按１／１５的比例掺加到进入气缸的新鲜空气中去，而且要求输出的燃料是容易挥发的雾化均匀混合状态。
要想在发动机不同的做功状态下都提供标准比例的匀质燃汽，一般化油器很难做到准确无误，只能是个偏差不大的大概状态而已。
燃油在燃汽中的浓度偏差超过标准浓度的３０％，一般的电火花就很难点燃油汽，燃烧传播的速度也会有较大的偏差。
如果燃汽浓度偏高点，电火花会比较容易点燃油汽，燃烧传播的速度会比较快点，发动机容易高速有力；但空气中的氧气烧光后油汽还有多余，剩余的油汽燃料就浪费并转化为环境污染物。
如果燃汽中燃油浓度偏低，燃烧传播速度会偏慢，使得发动机作功无力，气缸较容易过热，不利于发动机提高转速。
虽然贫油使得燃油燃烧充份，但高温燃烧后的剩余氧气有时会烧蚀活塞。
为了保证发动机的运转正常均匀，要求送入气缸的燃汽质地均匀比例适中，首先要满足电火花能够可靠点燃油汽的基本条件，其次才能考虑发动机的实际工况。
所以可以这么说：为了保证电火花能准时可靠地点火，浓度标准的匀质燃汽是常规活塞式发动机的运行基础。
匀质燃汽给常规活塞式发动机带来的好处是燃烧平稳均匀，潜在的危险是燃汽自身含有氧气，在压缩受热过度时会自行爆燃，形成高速爆炸性的燃烧。
在压燃式的模型发动机中可以利用匀质燃汽的爆燃作功，但在常规发动机中多不宜采用，那样的爆燃对发动机损伤过大。
匀质燃汽的正常燃烧带给常规活塞式发动机的做功特点是：做功压力逐渐上升的传播式燃烧和燃烧压力最高点被电火花点燃时间控制的燃烧。
发动机稀燃技术与分层燃烧技术
• 这种两级分层燃烧发动机的优点是： ① 等熵指数高 ② 可以采用高压缩比，当采用高辛烷值的汽油时，
压缩比可以提高到11~12，因而大大提高了发动 机的动力性和经济性。 ③ 燃烧温度低，传热损失和高温分解的热损失小 ④ 排污少 • 分层燃烧发动机的缺点：
燃烧缓慢，等容度低
本田CVCC燃烧系统
• 本田CVCC（Compound Vortex Controlled Combustion 复合涡流控 制燃烧）系统通过控制 燃烧过程来实现稀薄燃 烧。
• CVCC在传统火花塞位置 上设置一个副燃烧室 （预燃室），并配有一 个副进气门。副燃烧室 有两个火焰喷孔，孔径 6mm，总面积1.565cm2。
发动机稀燃技术与分层燃 烧技术
发动机稀燃技术
• 稀燃：是指发动机可以燃用汽油含量很低的可燃混合 气
• 从理论上讲，混合气越稀，越接近与空气循环(理论循 环)，等熵指数κ值越大，热效率越高。
• 传统汽油机燃烧系统的缺陷：
– 空燃比变化范围非常狭窄（A/F＝12.6～17）； – 低负荷时进气节流损失大，经济性差； – 点火所需的混合气较浓，传播速度大，容易暴燃； – 汽油机始终以点火范围内的空燃比工作，热效率低。如能采用稀
本田CVCC系统的工作原理
• 进气过程：
– 进气时，大量稀混合气和极少浓混合气由独立的化油器分别供给 主燃烧室和副燃烧室。副燃烧室中的浓混合气通过火焰喷孔流到 主燃烧室和稀混合气混合，并形成空燃比梯度（分层进气）。
• 压缩过程：
– 压缩时，一部分稀混合气被压入复燃烧室，形成中等浓度混合气， 因此在压缩终了时形成：在火花塞周围是着火性能较好的浓混合 气；在主燃烧室的火焰喷孔附近形成适于火焰传播的中等浓度的 混合气；在主燃烧室其余部分是很稀的混合气。
GDI综述
GDI直喷发动机三菱Gasoline Direct Injection发动机；一、Mitsubishi的GDI(Gasoline Direct Injection)在发动机內部作一些改进：A.使用垂直的进气道B.高压的燃油喷射C.喷油嘴能形成高压涡旋式的雾状燃油分布D.活塞形状改采有凹凸的曲面E.因动力上不同的需求，采用三种不同正时的供油模式F.在不同地区因油品的含硫(S)量不同，而配置不同的催化转化器图1 GDI发动机的构造三菱声称GDI发动机能比传统的发动机动力输出提高10％，减少20％～35％的燃油消耗，而且在CO，HC，NOx，CO2等尾气排放量降低。
二.GDI发动机工作过程；三菱GDI发动机就是把汽油直接喷射进入气缸中，能够冷却缸內温度，提高空气密度，增大进气效率，而进气冷却的效果也降低了发动机爆震的可能，且可以大大降低进气阀门附近的积炭。
GDI采用垂直进气歧管设计，并且在活塞头部设计了一个凸起的形状。
采用了这种设计以后，当活塞在进行压缩冲程的时候，气缸内会形成强大的涡流。
此时将汽油被直接喷射到燃烧室内，产生的涡流就能让汽油跟空气充分混合，在火花塞附近形成足够浓的混合气，有利于点火。
三菱GDI的高压油泵可以提供5.0～5.5MPa的压力，采用高压旋涡式喷油器喷油压力高达5.0MPa，能够提高燃油的细化程度。
图2 左边：GDI直立式进气歧管，反向回旋气流右边：传统汽油发动机的进气方式图3GDI的点火情況GDI发动机因不同动力需求而对应的不同供油正时模式；1.低于120km/h时，Ultra-Lean Combustion Mode(Compression Stroke Injection)在时速低于120km/h以下，采用空燃比40：1的超稀薄燃烧，在接近压缩行程的末期喷油，空气密度高，供给少量的燃油，再配合GDI发动机的其他特殊构造，可以避免爆震或不容易的问题! (图4之左图)2.高于120km/h时，Superior Output Mode(Intake Stroke Injection)高负荷时，在进气行程时供油，空燃比约是30：1而且可以达到冷却气缸的功用(可避免爆震)。
汽车发动机工作原理视频演示很赞很直观
汽车发动机工作原理视频演示！很赞很直观！有不少朋友在车图腾后台留言，想了解汽车发动机是怎么工作的。
之前，暮四给朋友们陆续分享过一些图文资料。
今天，暮四找到了视频版的，更加直观一些，希望对亲有所帮助。
因为是视频，建议在wifi 状态下阅读。
下面这个是柴油发动机工作原理：还有喷气发动机的工作原理：当然除了视频，暮四还把之前的一些资料一起放出来了：汽车发动机图解！很详细，也不难懂• 汽车动力的来源汽车的动力源泉就是发动机，而发动机的动力则来源于气缸内部。
发动机气缸就是一个把燃料的内能转化为动能的场所，可以简单理解为，燃料在汽缸内燃烧，产生巨大压力推动活塞上下运动，通过连杆把力传给曲轴，最终转化为旋转运动，再通过变速器和传动轴，把动力传递到驱动车轮上，从而推动汽车前进。
• 气缸数不能过多一般的汽车都是以四缸和六缸发动机居多，既然发动机的动力主要是来源于气缸，那是不是气缸越多就越好呢?其实不然，随着汽缸数的增加，发动机的零部件也相应的增加，发动机的结构会更为复杂，这也降低发动机的可靠性，另外也会提高发动机制造成本和后期的维护费用。
所以，汽车发动机的汽缸数都是根据发动机的用途和性能要求进行综合权衡后做出的选择。
像V12 型发动机、W12 型发动机和W16 型发动机只运用于少数的高性能汽车上。
•V型发动机结构其实V 型发动机，简单理解就是将相邻气缸以一定的角度组合在一起，从侧面看像V 字型，就是V 型发动机。
V 型发动机相对于直列发动机而言，它的高度和长度有所减少，这样可以使得发动机盖更低一些，满足空气动力学的要求。
而V 型发动机的气缸是成一个角度对向布置的，可以抵消一部分的震动，但是不好的是必须要使用两个气缸盖，结构相对复杂。
虽然发动机的高度减低了，但是它的宽度也相应增加，这样对于固定空间的发动机舱，安装其他装置就不容易了。
•W 型发动机结构将V型发动机两侧的气缸再进行小角度的错开，就是W型发动机了。
W 型发动机相对于V 型发动机，优点是曲轴可更短一些，重量也可轻化些，但是宽度也相应增大，发动机舱也会被塞得更满。
《探究燃烧的条件》 知识清单
《探究燃烧的条件》知识清单燃烧是一种常见的化学反应现象，在我们的日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。
要理解燃烧现象，首先需要探究燃烧发生的条件。
一、燃烧的定义燃烧是指可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。
二、燃烧的条件燃烧的发生需要同时满足三个条件：可燃物、氧气（或空气）、达到燃烧所需的最低温度（也叫着火点）。
1、可燃物可燃物是燃烧的物质基础。
常见的可燃物包括木材、纸张、煤炭、石油、天然气等。
不同的可燃物具有不同的化学组成和性质，其燃烧的特点和产物也各不相同。
例如，木材主要由纤维素组成，燃烧时会产生灰烬和二氧化碳、水蒸气等气体；煤炭主要由碳组成，燃烧时会产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等物质。
2、氧气（或空气）氧气是支持燃烧的气体。
在大多数情况下，燃烧需要有足够的氧气供应。
但也有一些特殊情况，比如某些金属在氯气中也能燃烧。
空气中氧气的含量约为 21%，一般情况下，在空气中能够燃烧的物质，在纯氧中燃烧会更加剧烈。
3、达到燃烧所需的最低温度（着火点）每种可燃物都有其特定的着火点。
着火点是指可燃物燃烧所需要的最低温度。
例如，白磷的着火点约为 40℃，红磷的着火点约为 240℃。
当可燃物的温度达到着火点时，与氧气接触就会发生燃烧。
需要注意的是，着火点是物质的固有属性，一般情况下不会改变。
但在实际情况中，物质的颗粒大小、纯度、环境压力等因素会影响其燃烧的难易程度。
三、燃烧条件的相互关系这三个条件相互关联，缺一不可。
只有同时满足这三个条件，燃烧才能发生。
如果缺少可燃物，即使有充足的氧气和达到着火点的温度，也无法发生燃烧。
如果没有氧气（或空气），可燃物即使达到着火点，也不会燃烧。
例如，将点燃的蜡烛放在一个密闭的容器中，蜡烛会很快熄灭，因为容器内的氧气被消耗完。
同样，如果可燃物的温度没有达到着火点，即使有可燃物和氧气，燃烧也不会发生。
例如，将木材放在常温下的空气中，木材不会燃烧。
四、探究燃烧条件的实验为了更好地理解燃烧的条件，我们可以通过实验来进行探究。
汽车新技术之汽油机缸内直喷
4·1.燃油供给和喷射系统
图 5 直喷式汽油机供油系统油路
4·1.燃油供给和喷射系统
• 燃油喷射系统中,喷油器的结构 形式对喷雾质量的影响很大 由 于汽油机的喷射压力远低于柴 油机,如采用多孔喷油器,其喷嘴 容易在工作中积碳堵塞,雾化分 层不好,燃烧时火焰传播不稳定, 因此GDI发动机上1般不采用多 孔喷油器 目前在GDI发动机上 得到广泛应用的是内开式旋流 喷油器,只有1个喷孔,工作油压 为5.0—10MPa,其内部设有燃 油旋流腔,它可以通过涡流比的 选择而实现较好的喷雾形态和 合适的贯穿度的配合,且喷束方 向便于调整,方便了在气缸内的 布置 图6为旋流式喷嘴结构简 图
3·1.分层燃烧缸内直喷
• 丰田D14发动机采用壁面阻挡型稀薄燃烧系 统 图1 当活塞运动到1定位置时,喷油器喷 出的油束到达与活塞顶部凹坑基本垂直的 壁面上,与壁面碰撞并飞溅 进气气流经过电 控涡流阀 E—SCV ,形成斜向进气涡流 空气 涡流运动使已蒸发的汽油蒸气和飞溅的油 滴沿壁面横向运动,促进缸内混合气的形成
1.缸内直喷技术概述
• 这套由柴油发动机衍生而来的科技目前已 经大量使用在包含大众 含奥迪 、宝马、梅 赛德斯-奔驰、通用以及丰田车系上
• 各厂商缸内直喷技术英文缩写：大众：TSI、 奥迪：TFSI、梅赛德斯-奔驰：CGI、宝马： GDI、通用：SIDI、福特：GDI、比亚迪： TI
2.缸内直喷技术的工作原理
图6.旋流式喷嘴结构简图
4.2喷射模式
• GDI发动机燃油喷射模式可以分为单阶段喷 射模式和多阶段喷射模式
• 单阶段喷射模式是指在中小负荷时,燃油在 压缩行程后期喷入,实现混合气分层稀燃并 采用质调节以避免节流阀的节流损失,从而 使GDI汽油机达到与柴油机相当的经济性； 在大负荷和全负荷时,燃油在进气行程中喷 人气缸,实现均质预燃和燃烧,以保持汽油机 升功率高的特点
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匀质燃烧和分层燃烧
一、匀质燃烧：常规电火点燃活塞式内燃机的基础
匀质燃烧是常规活塞式发动机的基础，这里所指是电火花点燃的质地均匀的可燃油汽，这种油汽要求严格按照标准浓度配制，以便电火花能可靠点燃。
“电火花按时点燃油汽－－火焰扩展传播均匀燃烧。
”，这就是常规活塞式发动机的工作基础。
匀质燃烧的可燃油汽通常由气缸外边的化油器配制，化油器有着比较复杂的结构，就是为了在不同的进气量下，都能将燃油按１／１５的比例掺加到进入气缸的新鲜空气中去，而且要求输出的燃料是容易挥发的雾化均匀混合状态。
要想在发动机不同的做功状态下都提供标准比例的匀质燃汽，一般化油器很难做到准确无误，只能是个偏差不大的大概状态而已。
燃油在燃汽中的浓度偏差超过标准浓度的３０％，一般的电火花就很难点燃油汽，燃烧传播的速度也会有较大的偏差。
如果燃汽浓度偏高点，电火花会比较容易点燃油汽，燃烧传播的速度会比较快点，发动机容易高速有力；但空气中的氧气烧光后油汽还有多余，剩余的油汽燃料就浪费并转化为环境污染物。
如果燃汽中燃油浓度偏低，燃烧传播速度会偏慢，使得发动机作功无力，气缸较容易过热，不利于发动机提高转速。
虽然贫油使得燃油燃烧充份，但高温燃烧后的剩余氧气有时会烧蚀活塞。
为了保证发动机的运转正常均匀，要求送入气缸的燃汽质地均匀比例适中，首先要满足电火花能够可靠点燃油汽的基本条件，其次才能考虑发动机的实际工况。
所以可以这么说：为了保证电火花能准时可靠地点火，浓度标准的匀质燃汽是常规活塞式发动机的运行基础。
匀质燃汽给常规活塞式发动机带来的好处是燃烧平稳均匀，潜在的危险是燃汽自身含有氧气，在压缩受热过度时会自行爆燃，形成高速爆炸性的燃烧。
在压燃式的模型发动机中可以利用匀质燃汽的爆燃作功，但在常规发动机中多不宜采用，那样的爆燃对发动机损伤过大。
匀质燃汽的正常燃烧带给常规活塞式发动机的做功特点是：做功压力逐渐上升的传播式燃烧和燃烧压力最高点被电火花点燃时间控制的燃烧。
应用匀质燃汽和此类燃烧做功给常规活塞式发动机带来的缺点有：二冲程发动机因为用含油燃汽扫气，造成了严重的燃料浪费与排放污染。
四冲程发动机在小油门时，实际压缩比不足，燃烧压力状态欠佳，发动机作功效率严重降低。
二、分层燃烧：超脱常规的理想境界
分层燃烧是一种超脱常规活塞式发动机的燃烧作功状态，是活塞式发动机的理想燃烧境界。
分层燃烧有许多种形式，在比较接近常规的活塞式发动机中是指：在火花塞点火的那部分区域是一团较浓的燃汽，而其它周边区域则是较稀的燃汽或是纯粹空气，以此来实现电火花的可靠点燃和时间控制。
这种燃烧状态的燃汽浓度内外层次不一样，因此叫分层燃烧。
分层燃烧状态在发动机技术中可以用分层扫气的方式来到达，但此方难度很大，通常国外多是用定向喷油或是分室供汽的方式来解决。
这类燃烧状态从理论上来讲：发动机可以用全排量的新鲜空气换气，燃烧时氧气含量比例较高。
因为气缸内空气的总量偏多，燃烧到最后还有氧气多余，理论上燃料可以完全充分燃烧，比较节油。
因为燃料的充分燃烧，发动机排放的污染物将会极少。
因为燃料点火浓度可调，可以随时更换不同的燃料。
因为可以充入全部空气，气缸内的压缩比不会降低。
因为燃烧多在燃烧室中间进行，燃烧的热量较少被缸体散发，燃烧效率将会提高。
因为平时缸体受热较少，发动机的寿命将会延长很多。
这类燃烧方式除了节油与环保以外，还有许多方面的特点与优点，例如：发动机的油门控制与转速反应将更加灵敏，不像用常规化油器总有点反应滞后或供油不力。
发动机的供油状态将不受自身做功状态的影响，不再需要时常调整化油器。
因为供油不用依靠进气吸力的常规化油器，可以敞开进气和随意使用各种进气增压技术。
发动机在小油门时作功效率不会降低许多，比较适合车辆长途巡行。
大大减少了淬熄层的面积，减少了燃料的浪费与污染物。
燃烧后的废气中还有多余氧气，发动机在小油门时的排放将特别干净。
全纯空气换气，有将二冲程发动机脱胎换骨的可能性。
这种超脱常规的理想燃烧状态有点类似柴油机的小油门状态，理论上似乎有许多的优点，但在电火花点火的汽油机技术中却不太容易做到，因为常规电火花点火对燃汽浓度的标准要求较高，要保证在发动机各种状态下送到火花塞那里的燃汽不浓不淡又及时，是一大经典技术难题。
三、现代轿车技术－汽油机稀薄燃烧与缸内直喷技术
将过量空气系数从λ＝1左右提高到且远超过1.1的水平，可以降低发动机油耗并改善CO2排放，这就是稀薄燃烧。
过稀的混合气会给燃烧带来麻烦。
主要的问题有点燃困难、燃烧不稳定、催化转化器的NOx转化效率下降等问题。
稀薄燃烧只是在部分负荷工况范围实行稀薄燃烧，启动、怠速、加速和全负荷都不能实行稀薄燃烧。
几种典型的稀薄燃烧系统：
均质稀混合气燃烧：这种燃烧方式主要是通过提高压缩比、改进点火系统以及加强混合气的紊流等来实现的。
有代表性的几种均质稀混合气燃烧系统有梅型火球燃烧室、射流燃烧室等。
分层稀混合气燃烧：这种燃烧方式主要是通过控制混合气的浓度分布来实现的，其在火花塞附近混合气比较浓，空燃比约为12～13，保证可靠的点火，在其余大部分区域混合气较稀，空燃比在20以上。
分层充气燃烧系统主要有三种：
1.直喷式分层燃烧系统，如Texaco公司的TCCS、Ford公司的PROCO及日本Satoshi Kato
等人提出的OSKA；
2.分隔式燃烧室分层燃烧系统，如本田公司的CVCC；
3.轴向分层燃烧系统，如美国M. R. Showalter首先提出充量轴向分层的概念，随后
A. A. Quader等人对轴向分层充气发动机进行了进一步的研究。
三菱公司则推出了
基于这一概念的4气门滚流分层发动机。
天津大学提出的在5气门发动机上采用进
气道二次喷射亦很好地实现了该方式的稀燃，并取得了较好的效果。
混合燃烧：混合燃烧方式是将发动机分为高负荷和低负荷区，在低负荷区使用分层燃烧，在高负荷区仍然利用常规燃烧。
1995年三菱公司研制成功的GDI发动机首次实现了混合燃烧。
三菱公司GDI发动机在低负荷区的空燃比达到30～40，高负荷区的空燃比为13～14。
GDI燃烧系统通常可按主宰混合气生成的机理分成三类：
油束控制锥型油束直接将燃油送往火花塞，在油束控制的燃烧系统中，喷油器安置在气缸中央，火花塞必须布置在喷油器附近，油束的空气利用率依靠油束的穿透深度保证。
油束和火花塞相距太近，可供混合气生成利用的时间太短，液态燃料会润湿火花塞，缩短火花塞寿命。
该系统未能投入批量生产。
壁面控制燃烧系统在壁面控制的燃烧系统中，喷油器和火花塞相隔较远，喷油器将油束喷到活塞凹坑中，然后油气流将燃油送往火花塞。
为了避免温度过高，喷油器不应布置在排气侧而应在进气侧，活塞凹坑的开口也指向进气侧。
气流控制燃烧系统在气流控制的燃烧系统中，利用轮廓分明的缸内气流与油束相互作用，在发动机的大部分工况范围内都能实行恰当的充量分层。
GDI（产品）目标。