发动机原理第三章燃烧与膨胀做功过程

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活塞式内燃机工作原理

活塞式内燃机工作原理
活塞式内燃机的工作过程可分为压缩、燃烧、做功三个阶段。

压缩和燃烧是将燃料的化学能转变为机械能的过程，做功则是将机械能转化为内能的过程。

活塞式内燃机是以气体作燃料，通过火花塞点燃的。

气体在燃烧室内压缩，推动活塞下行并作功，同时将热能带到曲轴箱。

然后曲轴箱的热量传给连杆，使连杆带动曲轴旋转。

由于温度升高使曲轴旋转速度加快，因而推动活塞上行并作功。

由于燃料燃烧后会产生大量热量，若不能及时散发出去，将会使曲轴温度升高而变形。

为防止变形和磨损，必须定期更换润滑油或更换机油滤清器。

另外还需检查润滑油是否变质、是否需要添加新油等。

活塞式内燃机在运转时的主要特点是：转速高、负荷大、功率大。

随着转速的升高和负荷的增大，其动力特性曲线变化较大，而效率并不随之增高。

由于内燃机产生的热量大部分消耗在热损失上了，因此热效率一般低于30%。

—— 1 —1 —。

天燃气发动机工作原理

天燃气发动机工作原理
天燃气发动机是一种利用天然气作为燃料的内燃机。

它的工作原理可以分为四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。

首先，进气阶段。

天然气从燃气管道进入发动机的气缸。

此时，气缸活塞处于下行的位置，活塞环创建了一个密封的空间。

接着，压缩阶段。

活塞开始向上移动，将进入气缸的天然气压缩到高压状态。

在这个过程中，活塞环保持气缸的密封性，确保气体不会泄漏。

然后，燃烧阶段。

当活塞接近上死点时，高压天然气通过喷油嘴喷射入气缸。

同时，点火系统点燃天然气，引起爆炸，推动活塞向下。

这个爆炸产生的能量被传递到连杆和曲轴，将动力传输到发动机的输出轴。

最后，排气阶段。

排气门打开，废气通过排气管排出，同时活塞向上移动，准备进行下一轮的进气循环。

总结起来，天燃气发动机的工作原理就是通过进气、压缩、燃烧和排气四个步骤实现能量转换，将天然气的化学能转化为机械能，为车辆或机械设备提供动力。

转子发动机的结构原理

摘要目前在商品汽车上普遍使用往复式活塞发动机。

还有一种知名度很高，但应用很少的发动机，这就是三角活塞旋转式发动机。

转子发动机又称为米勒循环发动机。

它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与传统的活塞往复式发动机的直线运动迥然不同。

这种发动机由德国人菲加士·汪克尔发明，在总结前人的研究成果的基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功第一台转子发动机。

本文将简要介绍转子发动机的发展历史、结构、工作原理、以及其特点和发展方向。

目录第一章转子发动机的发展历程第一节转子发动机的发明第二节转子发动机的应用第二章转子发动机的主要结构第一节转子发动机总成第二节转子发动机的主要零件第三章转子发动机的工作原理第一节转子发动机的工作过程第二节转子发动机与传统发动机的比较第四章转子发动机的特点及发展方向第五章结论第一章转子发动机的发展历程发动机是汽车最为关键的部分，是决定车子性能的最重要的因素，犹如人的心脏。

大部分人都知道我们日常用的是活塞往复式发动机，又分为两冲程发动机和四冲程发动机，但是还有一种不为大部分人所熟知应用很少的发动机，那就是转子发动机，又叫汪克尔发动机。

这种发动机的结构紧凑轻巧，运转宁静畅顺，也许会取替传统的活塞式发动机。

第一节转子发动机的发明1959年，世界上第一台转子发动机才由德国工程师菲利克斯·汪克尔发明出来，第一台转子发动机名为KKM400型转子发动机。

汪克尔于1902年出生在德国，1921年到1926年受雇于海德堡一家科技出版社的销售部。

在1924年，汪克尔在海德堡建立了自己的公司，他花了大量的时间在那里进行转子发动机的研制，在1927年，诸如气密性和润滑等的一系列技术问题的攻克终于有了眉目。

60年初在德国生产出第一辆装配了转子发动机的小跑车。

实际上在过去的400年中，许多发明家和工程师一直都想开发一种连续运转的内燃机。

人们希望有朝一日往复活塞式内燃机将被优雅的原动力引擎所取代，它的运动轨迹应该非常接近人类伟大的发明之一：轮子。

燃烧与膨胀做功过程

辛烷和正庚烷的比例。
2015年9月7日
发动机原理
燃烧与膨胀做功过程
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第三章燃烧与膨胀做功过程
第一节燃料与燃烧基础
直到单缸试验机产生与被测汽油相同强度的爆震燃烧时为止。此时，标准燃料中所含异辛烷的百分数就是被测
汽油的辛烷值，测定汽油的辛烷值可以采用不同的试验方
法，常用的为马达法与研究法。马达法辛烷值(ＭＯＮ)是以较高的混合气温度(一般加热至149℃)和较高的发动机转速(一般达900ｒ/min。) 的苛刻条件为其特征的实验室标准发动机测得的辛烷值，它表示汽油在发动机常用工况下低速运转时的抗爆能力。
对抗爆性有一定影响。按烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃的排
列顺序，辛烷值依次增高，通过调整汽油中各类烃的比例，如增加芳烃和烯烃比例，可以增加汽油的辛烷值。２.蒸发性汽油只有从液态蒸发成为汽油蒸气，并与一定比例的空气混合成为可燃混合气后，才能在汽油机中燃烧，在现代汽油机中，可燃混合气形成的时间很短，因此，汽油蒸
以增加汽油的辛烷值和含氧量，同时降低汽油蒸气压，减少轻烃组分的挥发，但研究发现，ＭＴＢＥ会污染地下水源。因此美国加州等地禁止使用ＭＴＢＥ，现在普遍采用添加乙醇来替代ＭＴＢＥ。
2015年9月7日
发动机原理
燃烧与膨胀做功过程
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第三章燃烧与膨胀做功过程
第一节燃料与燃烧基础调整汽油组分也能提高汽油的辛烷值，烃的分子结构
第三章燃烧与膨胀做功过程
第一节教学目标１. 了解可燃混合气的形成机理。燃料与燃烧基础
２. 了解发动机燃烧放热特性分析。火理论。５. 理解燃烧新技术。６. 理解膨胀做功过程中的能量利用。
７. 掌握发动机燃料及其物理化学性质。

汽车发动机的工作原理(图解)

润滑系：减少相对运动部件的摩擦阻力，减轻磨损。
起动系：用外力转动发动机曲轴以达到燃烧做功所需的条件。
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要部件。他是由机体组、活塞连杆组合曲轴飞轮组的组成。在做功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转换成活塞的直线运动。
五大系统
燃油供给系统
燃油供给系统的功能是根据发动机的要求，配置出一定数量和浓度的可燃混合气，均匀的分配到各个气缸中，并汇集各个气缸燃烧后的废气，从消声器中排出。
润滑系统
润滑系统的功能是向作相向运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损，并对零件表面进行清洁和冷却。润滑系统由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门的组成。
3·作功行程
作用：进气门关闭燃烧高温高压气体膨胀做功过程：当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。瞬时最高：温度 1927-2527，压力 3~5MPa 排气门关闭
高压线、火花塞等。
五大系统
启动系统
要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，是活塞作往复运动，同时使气缸内的可燃混合气做功，推动活塞向下运动使曲轴旋转发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的启动。完成启动过程所需的装置，称为发动机的起动系统。

内燃机的燃烧原理

内燃机的燃烧原理内燃机是将燃料通过燃烧的方式转化为能量的机械装置。

它的燃烧原理是通过内燃机的燃烧室中的燃料与空气混合，并在燃烧室内进行燃烧，产生高温和高压气体，并将其转化为机械能。

下面将详细介绍内燃机的燃烧原理。

内燃机的燃烧过程可以分为四个阶段：吸气、压缩、燃烧和排气。

首先是吸气阶段。

当活塞向下运动，活塞内下方的汽缸容积增大，通过活塞的下行运动，汽缸内的压力降低，外界空气会通过进气阀进入汽缸，充满整个气缸。

然后是压缩阶段。

当活塞向上运动时，汽缸内的容积变小，这使得空气被压缩，由于活塞上方的活塞顶部设有火花塞，当活塞向上移动到一定位置时，火花塞会产生火花，引燃燃料和空气混合物。

接下来是燃烧阶段。

当点火芯充满燃烧室时，火花点燃了混合物，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，转化为机械能。

在燃烧过程中，燃料和空气混合物被完全燃烧，产生的废气通过排气阀排出。

最后是排气阶段。

当活塞再次向上运动时，废气从汽缸排出，同时进气阀打开，使得新的混合物进入汽缸，完成了一个循环。

内燃机的燃烧原理基于热力学和化学原理。

热力学原理是指在燃烧过程中，燃料的化学能转化为热能，然后再转化为机械能。

化学原理是指燃料和空气混合后，通过火花点火，使燃料燃烧，产生高温高压气体。

内燃机的燃烧原理在很大程度上依赖于燃料的选择和处理。

燃料的选择应考虑其燃点、燃烧速度和能量释放率等因素。

常用的燃料有汽油、柴油和天然气等。

燃烧室的设计也很重要，它需要有合适的形状和尺寸，以保证混合物充分燃烧，并提供合适的压力和温度。

总结起来，内燃机的燃烧原理是通过混合燃料和空气，点燃混合物，在燃烧产生的高温高压气体的作用下，将热能转化为机械能。

这个过程需要合适的燃料和燃烧室设计，以确保燃料的充分燃烧和高效能转换。

内燃机的燃烧原理是现代机械工业中非常重要的一部分，它广泛应用于汽车、工业机械和发电等领域。

【发动机原理】第三章燃烧与膨胀做功过程

2015年3月2日
发动机原理
燃烧与膨胀做功过程
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第三章燃烧与膨胀做功过程
第一节燃料与燃烧基础汽油的蒸发性用汽油蒸发量为10％、50％、90％和 100％时所对应的温度来评定，分别称为 10％馏出温度、
50％馏出温度、90％馏出温度和干点，通过汽油的蒸馏试
验，可以确定这些温度。将一定数量的汽油(通常为100ｍＬ)放在蒸发器内加热，使之按一定速度蒸发然后将蒸发出来的汽油蒸气通过冷凝器凝成液体，并用量筒测量其体积，当量筒中冷凝的汽油量为被试验汽油量的10％时，测出的
蒸发器中汽油蒸气的温度便是10％馏出温度，用同样方法，
可以得出其他几个温度，蒸发完毕时的温度为干点。
2015年3月2日发动机原理燃烧与膨胀做功过程
18
第三章燃烧与膨胀做功过程
第一节燃料与燃烧基础
在10％馏出温度时，从汽油中蒸发出的是低沸点，
高饱和蒸气压的轻质成分，10％馏出温度低，表明汽油中所含的轻质部分低温时容易蒸发，从而有较多的汽油蒸气与空气混合形成可燃混合气，使汽油机冷机起动比较容易。因此，用10％馏出温度来评价汽油的起动品质，
2015年3月2日
发动机原理
燃烧与膨胀做功过程
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第三章燃烧与膨胀做功过程
第一节第一节燃料与燃烧基础燃料与燃烧基础
一、发动机燃料及其物理化学性质在发动机工作过程中,汽缸内的工作物质是成分和比例不断变化的混合物,其中包括:空气、燃料液滴、燃料蒸气及燃料燃烧后的残留物。而其中的燃料占有重要的地位,它是
播到之前自燃着火的异常燃烧现象。抗爆性是指汽油在发
动机汽缸内燃烧时抵抗爆震的能力，用辛烷值表示。
2015年3月2日

发动机科学小实验的原理

发动机科学小实验的原理
发动机科学小实验的原理是利用燃烧产生能量，将能量转化为机械能，驱动发动机运转。

具体原理如下：
1. 燃烧：在发动机内部，燃料与空气混合后，在火花的作用下发生燃烧。

燃料中的化学能被释放，转化为热能。

2. 膨胀：燃烧产生的高温高压气体在缸内迅速膨胀，推动活塞向下运动。

这个过程将热能转化为机械能。

3. 排气：当活塞下行到底部时，废气通过排气门排出缸内，为下一次循环做准备。

总的来说，发动机科学小实验的原理是通过燃烧和膨胀的过程将燃料的化学能转化为机械能，实现发动机的运转。

航空发动机原理知识点精讲

航发原理1、燃气涡轮发动机工作原理1.1、航空发动机概述活塞、涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、桨扇，短距离垂直起降动力装置。

1.2、燃气涡轮发动机的工作原理空气连续不断地被吸入压气机，并在其中压缩增压后，进入燃烧室中喷油燃烧成为高温高压燃气，再进入涡轮中膨胀做功。

燃烧的膨胀功必然大于空气在压气机中被压缩所需要的压缩功，使得有部分富余功可以被利用。

燃气涡轮发动机的膨胀功可以分为两部分：一部分膨胀功通过传动轴传给压气机，用以压缩吸入燃气涡轮发动机的空气；另一部分膨胀功则对外输出，作为飞机、舰船、车辆或发电机等的动力装置。

1.3、喷气发动机热力循环（P123）涡喷发动机的理想循环：（p-v 、压力-比体积）等熵压缩：进气道、压气机（0、2、3，特征截面）等压加热：燃烧室（3、4）等熵膨胀：涡轮、喷管（4、5、9）等压放热：大气环境（9、0）（P125）理想循环功L id =q 1−q 2=C p (T t4−T t3)−C p (T 9−T 0)=C p T 0（e −1）（∆e −1）T t4T 0=∆ 加热比（P t3P 0）k−1k =e P t3P 0=π 总增压比加热比增加，理想循环功增加。

总增压比为1，理想循环功为0；总增压比为最大，理想循环功为0；存在使理想循环功最大的最佳增压比πopt 。

从物理意义分析，影响理想循环功L id 的是加热量q 1和热效率两个因素。

当π从1.0开始增加时，热效率急剧增加，使L id 增加，一直达到其最大值；此后π继续增加则q 1的减小起了主导作用，使L id 下降。

e opt =√∆πopt =∆k2（k−1）L id =C p T 0（√∆−1）2ηti =1−1πk−1k 只与总增压比有关对应于有效功最大值的最佳增压比πopt 远小于对应于最大热效率的增压比πopt ′。

1.4、喷气发动机的推力（P13）F eff =F −X d −X p −X fX d :进气道附加阻力X p :短舱压差阻力X f:摩擦阻力F=W9c9+(p9−p0)A9−W a c0 1.5、涡喷发动机的总效率、热效率及推进效率η0=ηtηpηp=21+c9c0=推进功循环有效功遗留在空中的动能损失，称为离速损失，排气速度和飞行速度差别越大，动能损失越多。

内燃机总体构造与工作原理

内燃机的总体构造与工作原理第一章内燃机的总体构造内燃机是热机的一种,它区别于其它型式的特点,是燃料在机器内部燃烧,燃料燃烧时释放出大量的热量,使燃烧后的气体(燃气)膨胀推动机械做功。

燃气是实现热能向机械能转化的媒介物质，这种媒介物质称工作介质（简称工质）。

往复活塞式发动机是应用最早、最广泛的一种，旋转活塞式是近代在国内处发展起来的一种新型内燃机。

往复活塞式内燃机有许多不同型式：按所用的燃料不同分为汽油机和柴油机；按点火方式不同分为点燃式和压燃式；按实现工作过程的行程数不同分为四冲程和二冲程内燃机。

不同型式的内燃机虽然都有它的特点，但它们都要完成将热能向机械能转化这一根本任务。

在内燃机中热能与机械能转化与反转化这一对矛盾是其本矛盾。

它的存在和发展，规定动着其它矛盾的存在和发展。

为了实现这一转化，内燃机必须由一系列的机构和系统所组成。

二个机构：（一）柄连杆机构：主要零件有：气缸体、曲轴箱、所缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等。

活塞通过连杆与曲轴相连。

活塞在气缸中往复运动时，连杆摆动并使曲轴作旋转运动。

反之，曲轴转动时，可使活塞在气缸中作往复直线运动。

燃料在气缸中燃烧时，燃气膨胀作用在活塞上的压力，借助于连杆转变为曲轴的旋转力矩，使曲轴带动工作机械做功。

固定在曲轴后端的飞轮，它能储存能量，使曲轴均匀旋转。

（二）配气机构包括：进气门、排气门、凸轮轴及其它驱动件等。

汽油机或柴油机为了连续不断地工作，必须把膨胀做功后的废气从气缸中排出，吸入由汽油或者柴油和空气组成的可燃混合气，即要进行换气。

配气机构是根据工作过程的需要，适时的开启和关闭进气门和排气门，完成换气过程。

由此可见，上述两个机构是内燃机中实现将热能转化为机械能所必须的主要机构。

但是，必须向气缸供给可燃混合气，使之燃烧，不然，内燃机中不可能有热能向机械能转化。

因此，为了使内燃机运转，还要有以下几大系统。

1、燃料供给系：它担负着向气缸内供给可燃混合气的任务。

汽车发动机原理课后习题答案

第一章发动机的性能1.简述发动机的实际工作循环过程。

1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。

此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。

2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。

压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。

3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。

作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。

4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。

（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。

3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。

提高工质的绝热指数κ。

可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。

⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。

⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。

⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。

⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。

⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。

4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。

它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。

5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。

主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。

汽车发动机的工作原理及总体构造

• 5. 气缸工作容积上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。
2021/8/5
17
第一章汽车发动机的工作原理及总体构造
• 6. 内燃机排量 • 内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量
。
2021/8/5
18
第一章汽车发动机的工作原理及总体构造
• 7. 燃烧室容积
•
活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以
油机完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能
不同，使柴油机和汽油机在混合气形成方法及着
火方式上有着根本的差别。
2021/8/5
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第一章汽车发动机的工作原理及总体构造
• 1. 进气行程
•
在柴油机进气行程
中，被吸入气缸的只是
纯净的空气。
• 2. 压缩行程
•
因为柴油机的压缩
比大，所以压缩行程终
了时气体压力高。
• 对应一个活塞行程，曲轴旋转 180° 。
2021/8/5
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第一章汽车发动机的工作原理及总体构造
4. 曲柄半径 •曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，一般用 R表示。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即 s=2R 。
2021/8/5
曲柄半径
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第一章汽车发动机的工作原理及总体构造
关闭。
2021/8/5
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第一章汽车发动机的工作原理及总体构造
• 4. 排气行程
•
排气行程开始，排
气门开启，进气门仍然关
闭，曲轴通过连杆带动活
塞由下止点移至上止点，
此时膨胀过后的燃烧气体
( 或称废气 ) 在其自身剩
余压力和在活塞的推动下

汽车发动机工作原理：揭示内燃机的运作与能量转化过程

汽车发动机工作原理：揭示内燃机的运作与能量转化过程汽车发动机是汽车的“心脏”，负责为汽车提供动力。

它的工作原理基于内燃原理，通过燃烧燃料将化学能转化为机械能，从而驱动汽车行驶。

下面将详细揭示汽车发动机工作原理及其中的能量转化过程。

汽车发动机的工作原理可以分为四个基本步骤：吸气、压缩、燃烧和排气。

首先是吸气阶段。

进气阀打开，汽缸内部产生负压，使得气缸内气体从进气歧管进入汽缸内。

同时，燃料喷射系统将适量的燃油雾化喷入进气道，与进入汽缸的空气混合。

接下来是压缩阶段。

进气阀关闭，活塞向上运动，将气缸内的混合气体压缩。

在压缩过程中，混合气体受到高压和高温的作用，使其能量逐渐增加。

这导致了燃料的更充分燃烧。

然后是燃烧阶段。

当活塞达到上死点附近时，火花塞发出火花，引燃混合气体。

燃烧产生的高温和高压气体推动活塞向下运动，从而驱动连杆和曲轴旋转。

同时，喷油系统会根据发动机负荷调整燃油的供应量和喷油时间，以保证燃烧的效果良好。

最后是排气阶段。

排气阀打开，废气通过排气门排出气缸。

在排气过程中，废气中含有一部分仍有能量的废气。

现代车辆根据排气气体的压力和温度，采用涡轮增压器和废气再利用系统将废气能量转化为更多的机械能。

在这个过程中，发动机利用化学能转化为机械能，实现了汽车的运动。

这种能量转化过程涉及多个部件的协同工作。

首先是燃油系统。

燃油系统的主要作用是将燃料供应给发动机。

它包括燃油箱、燃油泵、喷油器等部件。

燃油泵通过将燃料输送到喷油器，喷油器将燃料雾化喷入进气道，与空气混合，形成可燃气体。

第二是点火系统。

点火系统通过供给火花塞高压电流，产生火花，引燃混合气体。

点火系统包括点火线圈、分配器、点火开关等部件。

第三是气缸系统。

气缸系统由活塞、连杆、曲轴等部件组成，实现对混合气体的压缩和燃烧过程。

最后是废气系统。

废气系统包括排气歧管、催化转化器、消声器等部件。

它的主要作用是将燃烧后的废气排出汽缸，同时减少废气对环境的污染。

另外，现代发动机还引入了一些先进的技术来提高效率和降低排放。

发动机基本原理

发动机基本原理
发动机基本原理是利用燃烧燃料产生热能，使气缸内的活塞作往复运动，从而驱动曲轴转动，最终输出功率。

它的工作过程可以概括为四个冲程：进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。

首先，进气冲程中，活塞由曲轴带动向下运动，进气门打开，将空气和燃料混合物进入气缸。

然后，在压缩冲程中，进气门关闭，活塞向上运动，将混合物压缩至较小体积，增加其压力和温度。

接着，在燃烧冲程中，活塞达到最高点时，点火系统引燃混合物，燃料燃烧产生高温高压气体，推动活塞下行。

燃烧产生的能量转化为活塞的机械能，并通过连杆传递给曲轴，引起曲轴转动。

最后，在排气冲程中，活塞再次向上运动，排气门打开，将燃烧产物排出气缸。

此时，活塞完成了一个完整的往复运动过程，发动机开始进入下一个循环。

发动机的原理是基于热力学和机械学的原理，通过燃烧燃料产生的高压气体推动活塞，从而转换热能为机械能，实现动力输出。

不同类型的发动机（如汽油发动机和柴油发动机）在燃烧过程和燃料供应方面有所不同，但基本工作原理相似。

发动机燃烧的热力学过程

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二、热力学第一定律
热力学第一定律：热和功可以相互转换，为了要获得一定量的功，必须消耗一定量的热；反之，消耗一定量的功，必会产生一定量的热。第一类永动机是不可能被成功地制造的。在热能与其他能量的相互转换过程中，能的总量保持不变--遵循能量守恒原则。 1kg气体由状态1变化到状态2所经历的过程中，如果气体与外界交换的热量为q1-2，机械功为w1-2，内能的变化量为u2－u1，三者之间的平衡关系可用能量平衡方程表示为: q1-2= u2－u1+ w1-2 mkg气体由状态1变化到状态2所经历的过程中，则有 Q1-2= U2－U1+ W1-2 气体状态发生变化时，从外界吸收的热量等到于其内能的增加量与对外所作的机械功之和。
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课程内容概述
第一章发动机原理基础知识第二章发动机的换气过程第三章汽油机的燃料与燃烧第四章柴油机的燃料与燃烧第五章燃气发动机的燃料与燃烧第六章发动机的特性第七章汽车的动力性第八章汽车的制动性第九章汽车的使用经济性第十章汽车的操纵稳定性第十一章汽车的舒适性第十二章汽车的通过性第十三章汽车性能的合理使用

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第三节
一、热力循环二、循环评定指标三、热力学第二定律
热力学第二定律
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一、热力循环

定义:工质由某一初始状态出发，经过一系列的状态变化又重新回到初始状态所经历的封闭过程，简称循环。循环可分为正向循环和逆向循环。循环过程可用p—v图表示。
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p－v图

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v1

2
V1
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一、功、热量和内能

航空活塞发动机-燃烧过程

第三章航空活塞发动机的工作过程
4.发动机实际使用的混合气成分
（1）混合气成分对发动机工作的影响 1）混合气成分对功率的影响余气系数等于0.85时，发动机可获得大的功率，当余气系数小于0.85 时，或余气系数大于0.85时，发动机的功率小。 2）混合气成分对燃油消耗的影响当余气系数等于时1，充分燃烧，燃油的经济性好。实际α=1.05-1.1 时，将燃料燃烧完，离解作用也最小，热能利用充分，燃油消耗低。 3）对发动机温度的影响当α=0.97时，汽缸头温度最高，实际燃烧，应大于0.97，或小于0.97，获得正常的汽缸头温度。
第三章航空活塞发动机的工作过程
3.燃烧快慢分析余气系数与火焰传播速度的关系： • 0.8＜α＜0.9时火焰传播速度最大 • 余气系数偏离这个数值，不论向富油方向或向贫油方向变化，火焰传播速度均要减小 • 余气系数大于1.3或小于0.4，混合气就不能着火燃烧 • 要保证正常的燃烧，混合气的余气系数应在0.6－1.1之间 • α＞1.1为过份贫油; α＜0.6为过份富油 • 为了缩短燃烧过程进行的时间，混合气的余气系数应在 0.8－0.9之间。
α=L实/L理， α大于1贫油混合气， α小于1富油混合气， α等于1，理论混合气油气比用C表示，C=G燃料/G空气
第三章航空活塞发动机的工作过程
2.燃烧产物的离解
燃烧产物是C+O2=CO2 , 2H2+O2=2H2O 温度升高，燃烧物离解：2H2O=2H2+O2， CO2=O2+C 温度升高，燃烧物离解增强，燃烧完全程度降低；压力升高，燃烧物离解降低，燃烧完全程度提高；航空活塞发动机压力在100at以内，温度在2000~2800K范围内，燃烧物离解降低，燃烧完全程度提高。

汽油机和柴油机工作过程讲解

压缩行程
作功行程排气行程
600~800
600~1500 kPa
2200~2800(瞬时最高) 3~5MPa ( 瞬时最高) 1500~1700(作功终了) 300~500 kPa ( 作功终了)
900~1200
105~125 kPa
2.四冲程柴油机的工作原理
a、进气行程 b、压缩行程 c、作功行程 d、排气行程
汽油机和柴油机工作过程
2015年3月21日
工作循环
– 工作循环：发动机完成一次能量交换的过程。称为完成一个工作循环。即发动机历经了进气、压缩、燃烧、作功、排气五个顺序一定的连续工作过程。
– 四行程内燃机：活塞在汽缸内往复四次(四个行程)，完成一个工作循环。
重要概念点火提前角：（汽油机）
燃烧过程当压缩接近终了时 ,火花塞跳火点燃混合气。从火花塞跳火时到上止点时的曲轴转角 ,称为点火提前角。
进气行程
排气门关闭
进气门开启
汽油机将空气与燃料
活
在气缸外进行混合，
塞
行成可燃混合气后被
吸入气缸
b、压缩行程
进气门关闭
压缩比：
ε=Va/Vc
排气门关闭
温度600~800K，压力600~1500
活塞
kPa
活塞由下止点向上止点运动，当进气工作过程终了时，进气门和排气门都处于关闭状态，此时气缸内的可燃混合气开始被压缩。
d、排气行程
进气门关闭
排气门打开
排气行程
残余废气
在燃烧膨胀行程，当活塞行至下止点前某一规定曲轴转角时，排气阀开启，废气即通过排气门开始排出
活塞
温度 900~1200 K 压力 105~125 kPa