内燃机的燃烧过程概述
内燃机的原理是什么
内燃机的原理是什么
内燃机的原理是利用燃料在密闭燃烧室内燃烧产生高温和高压气体，通过气缸内活塞的往复运动，完成功的转换。
内燃机的工作过程主要包括四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
在进气阶段，活塞由上往下运动，气门打开，汽油-空气
混合物进入气缸内；在压缩阶段，活塞由下往上运动，气门关闭，将混合物压缩成高压气体；在燃烧阶段，由火花塞产生的火花点燃混合物，燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动；在排气阶段，活塞再次向上运动，废气通过气门排出。
内燃机通过连续循环的这些步骤，将燃料的化学能转化为机械能。
这种机械能可用来驱动汽车、飞机、船舶等各种交通工具，也可以用来产生动力推进电力发电机、机械设备等。
内燃机因其结构简单、运行稳定、功率密度高等优点，被广泛应用于各行各业。
内燃机原理内燃机的燃烧
曲轴
将活塞的直线运动转化为旋转 运动，并输出功率。
内燃机的应用和发展趋势
内燃机广泛应用于汽车、飞机、船舶等交通工具，同时也在发电和工业领域 中发挥着重要作用。未来的发展趋势包括电动化、节能技术和可再生能源的 应用。
总结和展望
内燃机作为一种高效、可靠的动力装置，在社会发展中起着重要作用。随着 技术的不断进步，内燃机将继续适应新的需求，并为我们的生活创造更多可 能。
循环过程和效率
四冲程循环
进气、压缩、爆发、排气的四个过程交替进行，形成循环。
热效率
内燃机的热效率是指输出的有用功与燃料输入的热能之间的比值。
提高效率
使用先进的喷射技术、增压系统和废气回收技术可以提高内燃机的效率。
Байду номын сангаас
主要部件的功能和结构
活塞
将高温高压气体的能量转化为 直线运动功。
缸盖
密闭燃烧室，承受燃烧过程的 高温高压。
3
点燃过程
燃料与空气混合后，在火花塞点火的 作用下燃烧，产生爆发力推动活塞。
高温高压气体
燃烧产生的高温高压气体通过扩容和 排气过程释放能量。
点燃方式和燃料种类
火花塞点火
使用火花塞将点火能量传递到 燃料混合物，引发燃烧反应。
燃料喷射系统
通过喷射器将燃料雾化并喷入 燃烧室，提高燃烧效率。
柴油喷嘴
使用高压喷嘴将柴油喷射到压 缩空气中，在高温高压下点燃。
内燃机原理内燃机的燃烧
内燃机是一种高效且广泛应用的发动机类型。它的燃烧过程和传热特性、循 环过程和效率都是实现动力转化的关键。
内燃机的工作原理
内燃机利用可燃物质在密闭燃烧室中的燃烧产生的高温高压气体推动活塞运 动，从而产生功率。
内燃机工作原理
内燃机工作特点是，燃料在气缸内燃烧，所产生的燃气直接推动活塞作功。
下面，以图示的汽油机为例加以说明。
开始，活塞向下移动，进气阀开启，排气阀关闭，汽油与空气的混合气进入气缸。
当活塞到达最低位置后，改变运动方向而向上移动，这时进排气阀关闭，缸内气体受到压缩。
压缩终了，电火花塞将燃料气点燃。
燃料燃烧所产生的燃气在缸内膨胀，向下推动活塞而作功。
当活塞再次上行时，进气阀关闭，排气阀打开，作功后的烟气排向大气。
重复上述压缩、燃烧，膨胀，排气等过程，周期循环，不断地将燃料的化学能转化为热能，进而转换为机械能。
内燃机工作原理简述内燃机（Internal combustion engine）是一种热机，它将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入机器内部燃烧产生热能再转化为机械能。
内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、起动性能好的特点。
但是内燃机一般使用石油燃料，同时排出的废气中含有害气体的成分较高。
往复活塞式内燃机的工作腔称作气缸，气缸内表面为圆柱形。
在气缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端铰接，连杆的另一端则与曲轴相连，构成曲柄连杆机构。
因此，当活塞在气缸内作往复运动时，连杆便推动曲轴旋转，或者相反。
同时，工作腔的容积也在不断的由最小变到最大，再由最大变到最小，如此循环不已。
气缸的顶端用气缸盖封闭。
在气缸盖上装有进气门和排气门，进、排气门是头朝下尾朝上倒挂在气缸顶端的。
通过进、排气门的开闭实现向气缸内充气和向气缸外排气。
进、排气门的开闭由凸轮轴控制。
凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮或链条驱动。
进、排气门和凸轮轴以及其他一些零件共同组成配气机构。
通常称这种结构形式的配气机构为顶置气门配气机构。
现代汽车内燃机无一例外地都采用顶置气门配气机构。
构成气缸的零件称作气缸体，支承曲轴的零件称作曲轴箱，气缸体与曲轴箱的连铸体称作机体。
甲，基本术语1. 工作循环活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气等四个工作过程组成的封闭过程。
简述内燃机的工作过程
简述内燃机的工作过程
内燃机的工作过程可以分为以下四个冲程：
1. 吸气冲程：活塞下行形成气缸内压力小于大气压的差，这个压力差使空气进入气缸。
对于汽油机，吸入的是汽油和空气的混合物；对于柴油机，吸入的是纯空气。
2. 压缩冲程：吸气冲程完成后，活塞上行压缩空气达到一定温度，使燃料燃烧。
对于柴油机，由于压缩的工质是纯空气，压缩比高于汽油机，压缩终点的温度和压力都大大超过柴油的自燃温度，使其自燃。
3. 做功冲程：燃烧的空气使活塞下行，从而将热能转换成机械能。
这种转换是通过连杆活塞组和曲轴实现的，高温高压的燃气推动活塞下行，通过连杆使曲轴做圆周运动。
4. 排气冲程：在飞轮惯性的驱动下，活塞上行将燃烧后的废气从打开的排气阀门中排出。
当活塞行至上终点位置时，整个内燃机的工作循环完成。
这四个冲程中，只有做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的。
在压缩冲程中，机械能转化为内能；在做功冲程中，内能转化为机械能。
内燃机工作原理
内燃机工作原理
内燃机是一种利用燃料在活塞内燃烧产生高温高压气体推动活塞做功的热机。
它是现代工业中最为常见的动力装置之一，被广泛应用于汽车、飞机、船舶等各种交通工具以及工业生产中。
内燃机的工作原理主要包括吸气、压缩、爆燃和排气四个基本过程。
首先，在内燃机的工作过程中，活塞在上行运动时，气门打开，气缸内的空气
和燃料混合物被吸入气缸内。
这个过程称为吸气，它使得气缸内的混合气体浓度增加，为后续的爆燃提供条件。
接着，活塞在下行运动时，气门关闭，气缸内的混合气体被压缩。
这个过程称
为压缩，通过压缩使得混合气体的温度和压力升高，增加了爆燃的能量释放。
然后，当活塞接近顶点时，点火系统发出火花，点燃混合气体，使其爆炸燃烧。
这个过程称为爆燃，燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功，驱动曲轴转动，从而输出动力。
最后，随着活塞的下行运动，废气通过排气门排出气缸外。
这个过程称为排气，将燃烧后的废气排出，为下一个工作循环做准备。
内燃机的工作原理简单而又精密，它通过上述四个基本过程不断循环，将燃料
的化学能转化为机械能，为各种交通工具和机械设备提供动力。
同时，内燃机在工作过程中也会产生噪音、振动和废气等环境污染问题，因此在实际应用中需要加强对其排放和噪声的控制。
总的来说，内燃机作为一种重要的动力装置，其工作原理的理解对于工程技术
人员和相关领域的专业人士来说至关重要。
只有深入理解内燃机的工作原理，才能更好地进行设计、维护和改进，使其在实际应用中发挥更大的作用。
同时，对内燃机的工作原理有着清晰的认识，也有助于我们更好地理解和利用能源，推动工业技术的发展。
内燃机的工作循环
目录
• 内燃机基本概念与原理 • 进气冲程详解 • 压缩冲程详解 • 燃烧与膨胀冲程剖析 • 排气冲程详解 • 内燃机性能优化策略 • 总结与展望
01 内燃机基本概念与原理
内燃机定义及分类
内燃机定义
内燃机是一种将燃料与空气混合 后在汽缸内部进行燃烧，将化学 能转化为机械能的热力发动机。
进气歧管作用
将空气或可燃混合气引入气缸，并分配给各个气缸。
设计要点
保证进气歧管具有足够的流通面积，避免急转弯和截面突变，以减小流动阻力； 合理布置进气歧管长度和直径，以实现良好的进气充量和气流速度分布。
混合气形成过程分析
汽油机混合气形成
汽油喷入进气歧管或气缸内，与空气混合形成可燃混合气。混合气的形成质量对 汽油机的动力性、经济性和排放性能有重要影响。
通过改进燃烧室形状和结构，促进空气和燃油的充分混合，提高 燃烧效率。
采用先进的燃油喷射技术
如缸内直喷、多次喷射等，实现燃油的精确控制和高效燃烧。
废气再循环技术
将部分废气引入进气管，降低进气氧浓度和燃烧温度，减少氮氧化 物排放，同时改善燃烧过程。
降低机械损失途径
优化发动机结构
通过减轻发动机重量、降低摩擦阻力等措施，减少机械损失。
分类
根据燃料种类和燃烧方式的不同 ，内燃机可分为汽油机、柴油机 和气体燃料发动机等。
工作原理简介
工作循环
内燃机的工作循环包括进气、压缩、 燃烧（做功）和排气四个基本过程。
02
进气过程
活塞下行，进气门开启，可燃混合气 被吸入汽缸。
01
03
压缩过程
进气门关闭，活塞上行，可燃混合气 被压缩，温度和压力升高。
随着活塞的上行，气缸内的气体被逐渐压缩，气体的体积减小。
内燃机工作原理及应用
内燃机工作原理及应用内燃机是一种将化学能直接转化为机械能的装置，它是现代交通运输工具中主要的动力装置，广泛应用于汽车、火车、船舶等各个领域。
下面将详细介绍内燃机的工作原理和应用。
内燃机工作原理：内燃机的工作原理基于燃烧反应。
它利用可燃物质与氧气之间的化学反应来释放热能，然后将这种热能转化为机械能。
内燃机的工作过程可以分为吸入、压缩、燃烧和排出四个阶段。
在吸入阶段，内燃机通过活塞的下行运动，打开进气门，使气缸内的气体被压缩。
在压缩阶段，活塞向上运动，同时关闭进气门，使气缸内的气体被压缩，温度和压力都得到升高。
在燃烧阶段，当活塞接近顶点时，点火器点火，引发燃料汽油与氧气的反应。
燃烧会发生在气缸的顶部，释放的热能会迅速增加气体的压力，驱使活塞向下运动。
在排出阶段，活塞再次向上运动，排出燃烧产生的废气。
这样，内燃机就完成了一个工作循环，之后会不断地重复这个过程，将化学能转化为机械能。
内燃机的应用：内燃机具有体积小、重量轻、功率密度高、启动迅速、运行平稳等优点，因此被广泛应用于各个领域。
1. 汽车汽车是内燃机最主要的应用领域。
汽车内燃机通常采用汽油或柴油作为燃料。
根据燃烧方式的不同，内燃机又分为四冲程和两冲程。
汽车内燃机通过燃烧产生的动力，驱动汽车的轮胎旋转，实现车辆的运动。
2. 火车火车通常使用柴油内燃机作为动力装置。
柴油内燃机具有功率大、经济性好等优点，适合长时间的持续运行。
柴油内燃机通过燃烧产生的动力，驱动火车的轮轴旋转，带动火车行驶。
3. 船舶船舶动力系统中主要采用柴油或重油内燃机。
由于内燃机具有功率密度高、启动迅速等优点，适合用于船舶，尤其是小型船舶。
内燃机通过燃烧产生的动力，驱动船舶的螺旋桨旋转，推动船舶前进。
4. 飞机飞机通常采用喷气式发动机或涡轮螺旋桨发动机作为动力装置。
喷气式发动机利用内燃机产生的高温高压气体喷出，产生向后的反作用力，推动飞机向前飞行。
涡轮螺旋桨发动机则通过内燃机产生的动力，驱动螺旋桨旋转，带动飞机前进。
内燃机工作原理
内燃机工作原理
内燃机是一种动力系统，是由发动机构成的机械传动系统。
它将有机燃料（如汽油、
柴油等）、空气和排气气体结合起来，在发动机的内部完成能量转换。
这种能量转换能够
提供给各种内燃机类型的动力驱动和热能，从而促进机械作业。
理解内燃机工作原理可以帮助我们加深对内燃机的了解，并为内燃机的维护和保养服
务奠定基础。
一般来说，内燃机的工作原理分为四个主要阶段：压缩，燃烧，排气和喷油。
压缩阶段：压缩是内燃机能量转换过程中的第一步，在这一步中，内燃机上的活塞将
最终在缸内空气从低压吸入到高压。
此外，由于紧凑的气体会增加空气温度，因此当活塞
在缸中上下移动时，会产生更多的热量。
燃烧阶段：当空气被完全压缩后，即可开始燃烧。
通常，有机燃料（汽油、柴油等）
由喷油嘴喷射到缸中，形成一个强烈的火焰，从而使缸内的空气和燃料燃烧。
在此过程中，压缩的活塞会立即发挥作用，将热能释放到缸内气体中，从而使活塞和缸体进一步推动。
排气阶段：当有机燃料燃烧完毕后，它将排出组成排气气体的各种有毒物质，例如一
氧化碳、二氧化碳和氮氧化物，这些气体都产生了在缸中燃烧时不会改变其空气比热容。
喷油阶段：这一步的功能是将新的有机燃料（汽油、柴油等）送入缸内，以补充之前
已经燃烧的有机燃料。
在喷油嘴喷射的机器中，会主动控制有机燃料和空气量，以保证正
确的混合比例，并使缸内有机燃料火焰合理而有效地发动并迅速完成燃烧。
总体而言，内燃机的工作原理主要是指机械传动系统在发动机内部完成能量转换，并
将有机燃料混合、燃烧、释放热量以及排出排气气体，以提供动力和发动机的正常运行。
康明斯柴油机工作原理
康明斯柴油机工作原理
康明斯柴油机使用内燃机工作原理，其主要流程可以简单分为四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
首先，进气阶段。
柴油机在工作时，活塞向下运动，使缸内产生负压，进气门打开。
外部空气通过进气门进入缸内，同时柴油喷油器开始工作。
其次，压缩阶段。
活塞开始向上运动，闭合进气门，压缩缸内的空气。
这个过程使空气温度升高，达到点燃柴油的温度。
第三，燃烧阶段。
当活塞上升至柴油的点火温度时，喷油器将柴油喷入燃烧室，并立即着火。
柴油的着火点燃了高温高压空气，产生了爆炸，推动活塞向下运动。
最后，排气阶段。
活塞向上移动，排气阀门打开，将燃烧后的废气排出缸外。
然后，活塞再次向下运动，进行下一个工作循环。
康明斯柴油机依靠这个循环过程不断地进行工作。
在每个工作循环中，柴油机不断地将化学能转化为机械能，从而驱动车辆或者发电机等设备的运行。
内燃机的工作原理是
内燃机的工作原理是
内燃机是利用可燃气体（如汽油、柴油等）与空气混合后，在活塞往复运动的过程中，通过火花塞产生的火花点燃混合气体，从而引发爆炸燃烧，使活塞产生推力驱动曲轴旋转，进而将化学能转化为机械能的一种工作原理。
具体步骤如下：
1. 进气过程：活塞运动向下，进气门打开，汽缸内的活塞会在进气行程中产生负压，将空气和燃油混合物吸入汽缸。
2. 压缩过程：活塞运动向上，两个气门关闭，将进气混合物压缩至高压状态，使混合物的温度和压力升高。
3. 爆燃过程：在压缩最高点时，通过火花塞发送火花，点燃混合物。
混合物的燃烧产生高温高压的气体，通过活塞向下运动的冲击力推动曲轴旋转。
4. 排气过程：活塞再次运动向上，排气门打开，将燃烧过后的废气排出汽缸。
内燃机的工作原理可以通俗地理解为“四个冲程”：吸气(进气),
压缩,工作(爆燃),排气。
这四个冲程通过连续运动形成一个循环，驱动曲轴旋转，产生动力输出。
火车内燃机工作原理
火车内燃机工作原理
火车内燃机是一种用于驱动火车的发动机，它通过燃烧燃料来产生高温高压的气体，并将其转化为机械能驱动火车的运动。
其工作原理如下：
1. 空气进入：首先，空气通过一个过滤系统进入到燃料燃烧室。
这个过程可以确保进入燃烧室的空气干净且不含有害物质。
2. 燃料喷射：燃料通常是一种液体，通过喷嘴被喷射进燃烧室中。
喷射系统会根据需要调整燃料的喷射量，以控制发动机的输出功率。
3. 点火：燃料进入燃烧室后，一个点火系统会在适当的时机提供电火花，引发燃料的燃烧。
这个过程会产生高温高压的气体。
4. 燃烧：燃料与空气的混合物在点火的情况下燃烧。
燃料分子中的碳和氢与空气中的氧发生化学反应，产生大量的热能。
5. 膨胀：燃烧产生的高温高压气体会膨胀，推动活塞向下移动。
这个运动会通过连杆、曲轴等机构传递到火车的车轮上，驱动火车前进。
6. 排气：在活塞下行的过程中，燃烧产生的废气会通过曲轴箱的排气门排出。
这个过程将废气排放到外部环境中。
7. 冷却：发动机的工作会产生大量的热能，因此需要一个冷却系统来确保发动机的温度稳定在可接受的范围内。
冷却系统通
常使用水或冷却液来吸收和散发热量。
8. 润滑：为了减少摩擦和磨损，火车内燃机需要一个润滑系统来提供润滑油。
润滑油会润滑发动机内部的各个运动部件，同时也会起到冷却的作用。
通过以上的工作原理，火车内燃机能够将燃料的化学能转化为机械能，驱动火车行驶。
不同型号的火车内燃机可能有所不同，但基本的工作原理都是相似的。
中考物理知识点：内燃机的工作过程
中考物理知识点：内燃机的工作过程
中考物理知识点：内燃机的工作过程
热机是利用内能做功的机器是把内能转化成机械能的机器。
内燃机：燃料在气缸内燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功。
①汽油机
⑴构造：进气门，排挤门，火花塞，气缸，活塞，曲轴，连杆。
⑵燃料：汽油
⑶工作过程：
吸气冲程，进气门打开，排气门关闭。
活塞向下运动，吸入汽油和空气的混合物。
压缩冲程：进气门关闭，排气门关闭。
活塞向上运动，机
械能装化成内能（火花塞点火）
做功冲程：进气门关闭，排气门关闭。
活塞向下运动，内能转化成机械能
排气冲程：进气门关闭，排气门打开。
活塞向上运动。
排除废气
四个冲程叫做一个工作循环，曲轴转俩圈，对外做功一次。
例题：一个单杠汽油机的转数是1200转/min，一秒钟对外做功（）次。
做功冲程是主要冲程靠燃气推动，其他三个为辅助冲程靠惯性完成。
②柴油机
⑴构造：喷油嘴，进气门，排挤门，气缸，活塞，曲轴，连杆。
⑵燃料：柴油
⑶工作过程
吸气冲程，进气门打开，排气门关闭。
活塞向下运动，只吸入柴油。
压缩冲程：进气门关闭，排气门关闭。
活塞向上运动，机械能装化成内能（喷油嘴喷油）。
汽油机和柴油机的不同：构造不同，燃料不同，点火方式不同（点燃式和压燃式），吸入气缸的物质不同，效率不同。
内燃机的工作原理和应用
内燃机的工作原理和应用工作原理内燃机是一种通过燃烧燃料内部产生高温高压气体来驱动活塞运动的发动机。
它主要由气缸、活塞、曲轴、气门等部件组成。
内燃机的工作原理可以分为四个过程：进气、压缩、燃烧和排气。
1.进气：气缸通过进气阀门吸入空气和燃料混合物。
2.压缩：活塞向气缸内部移动，将混合物压缩，使其体积减小，压力增加。
3.燃烧：在压缩过程中，高压火花塞点火，点燃混合气体，产生爆炸，使气缸内的压力迅速升高。
4.排气：活塞向气缸外部移动，将燃烧产生的废气排出。
内燃机通过循环以上四个过程，将燃料的化学能转化为活塞的机械能，实现发动机的工作。
应用内燃机在交通工具、工程机械、发电设备等领域广泛应用。
交通工具内燃机在汽车、摩托车和飞机等交通工具中得到了广泛应用。
1.汽车：内燃机通过驱动汽车的车轮，转化燃料能为机械能，提供动力。
现代汽车的内燃机多为汽油或柴油发动机，利用燃烧产生的气体推动汽车前进。
2.摩托车：摩托车同样采用内燃机作为动力源。
内燃机驱动摩托车的车轮，使其运动。
3.飞机：飞机的内燃机通常为涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机。
内燃机提供推力，使飞机能够在空中飞行。
工程机械内燃机在工程机械领域中的应用也非常广泛。
1.挖掘机：挖掘机使用内燃机作为动力源，驱动液压系统，实现挖土、装载等工作。
2.推土机：推土机也是通过内燃机提供的动力驱动液压系统，将土壤推平或移动。
3.压路机：压路机使用内燃机产生的动力，通过车轮或滚筒将土地进行压实。
发电设备内燃机还广泛应用于发电设备中。
1.柴油发电机组：柴油发电机组使用柴油发动机作为动力源，通过发电机将燃油的能量转化为电能，提供电力供应。
2.燃气发电机组：燃气发电机组使用燃气发动机作为动力源，也是通过发电机将燃气的能量转化为电能，实现发电。
总结内燃机是一种通过燃烧燃料产生高温高压气体来驱动活塞运动的发动机。
它通过进气、压缩、燃烧和排气四个过程将燃料能转化为机械能。
内燃机在交通工具、工程机械和发电设备等领域发挥着重要的作用，为人们的生活和生产提供了动力支持。
内燃机的四个冲程
内燃机的四个冲程•内燃机、冲程及工作循环1．内燃机：燃料在汽缸内燃烧的热机叫内燃机，内燃机分为汽油机和柴油机。
它们的特点是让燃料存汽缸内燃烧，从而使燃烧更充分，热损失更小，热效率较高，内能利用率较大。
2．冲程：活塞在汽缸内住复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
3．工作原理：四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。
四个冲程为一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
（1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸；（2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩；（3）做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。
高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；（4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
（如下四个冲程的示意图）。
•汽油机的工作过程进气阀开关排气阀开关活塞运动曲轴运动冲程作用能量的转化吸气冲程开关向下半周吸入汽油和空气的混合物——压缩冲程关关向上半周燃料混合物被压缩，温度升高，压强增大机械能→内能做功冲程关关向下半周燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴对外做功内能→机械能排气关开向上半周排除废气——冲程说明一个工作循环中，有两次内能与机械能的转化：压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能•柴油机和汽油机的区别：汽油机柴油机构造不同汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料不同汽油柴油吸气冲程汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物柴油机在吸气冲程中只吸入空气点火方式压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃燃料，称为点燃式压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷出雾状柴油遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃，称为压燃式效率效率低20％一30％效率高30%～45％应用自重轻便，主要用于汽车、飞机、摩托车等机体笨重，主要用于载重汽车、火车、轮船等••区分汽油机、柴油机以及判断内燃机的四个冲程的方法：区分汽油机和柴油机时，要从构造上区别，有喷油嘴的是柴油机，有火花塞的是汽油机，一要看进气门、排气门的开闭状态，二要看活塞的运动方向，在此基础上进行综合分析。
内燃机工作传递原理
内燃机工作传递原理
内燃机的工作传递原理是指燃料在燃烧室内燃烧释放能量，通过一系列的传递过程将能量转化为机械能的过程。
内燃机的工作传递过程包括如下几个步骤：
1. 进气过程：气缸活塞下行，曲轴转动，进气阀开启，使混合气通过进气道进入气缸。
进气过程中发生的工作为正压做功。
2. 压缩过程：气缸活塞上行，曲轴转动，进气阀关闭，排气阀也关闭，将进气的混合气体压缩。
压缩过程中发生的工作为负压做功。
3. 燃烧过程：在活塞上行至顶点位置时，点火系统点火，点燃混合气体。
燃烧释放出的高温和高压气体驱动活塞下行，曲轴转动，将化学能转化为机械能。
4. 排气过程：气缸活塞下行，曲轴转动，排气阀打开，将燃烧后的废气排出。
排气过程中发生的工作为正压做功。
总结起来，内燃机的工作传递原理是通过进气、压缩、燃烧和排气四个过程，将燃料的化学能转化为机械能。
其中进气和排气过程为正压做功，压缩过程为负压做功，而燃烧过程将释放出的高温和高压气体驱动活塞下行，转动曲轴，实现工作传递。
内燃机原理第六章-燃烧的基础知识
一、火花点火过程 （一）火花点火过程（理论不成熟） 击穿阶段（10ns）
10～35kV的高压击穿火花塞间隙，形成离子通道，
温度60000K，压力十几兆帕，电流200A。 电弧放电阶段（100μs） 低电压（10～100V），高电流，温度6000K。
辉光放电阶段（ms） 高电压（300～500V），低电流，温度3000K。 火核形成
燃烧速度 Premixed Combustion Diffusion Combustion Spark Plug Hot Flam Region —NOx 化学反应速度 混合速度 混合气浓度 0.8～1.2 1.28～6.8 裂解 无PM 有PM 火焰 无焰 有焰 回火 有 无
Fuel Injector
一、湍流（紊流，Turbulence）定义 流速大小和方向无规则变化的微元气体流动。
湍流影像
压缩湍动能 进气流场
二、湍流特征参数 湍流强度
脉动速度uT 速度 瞬时速度u 平均速度U
曲轴 转角
ICE在第i个循环、曲轴转角为 φ时的瞬时湍流速度：
u(, i) U (, i) uT (, i)
二、火焰的传播
火焰前锋面
已燃气体
vL
气缸
火花 未燃气体
火焰层厚度
燃烧速率：
未燃气体
预热区
反应区 已燃气体
dm vL FL m dt
混合气浓度
混合气温度
m —混合气质量 FL —火焰前锋表面积 m —混合气密度
燃烧放热速率：
dQB vL FL m H um dt
Hot Flam Region —NOx+PM
三、烃燃料的链式着火
内燃机的燃烧过程分析
内燃机的燃烧过程分析内燃机是一种将燃料和空气混合后，在气缸内燃烧的热力机械，其工作原理是通过锅炉燃烧热能产生的高温高压气体推动活塞运动，同时将活塞运动转换成机械动力输出。
内燃机的燃烧过程是其能效和排放控制等方面的关键环节，因此对其进行深入分析非常必要。
一、内燃机燃烧过程的基本模型内燃机燃烧过程的基本模型是通过大气压力和外部温度下的燃料和空气的混合和点火，生成高温高压气体，推动活塞从而产生动力输出。
其主要包括如下几个步骤：1）充气：活塞从化油器、进气门抽取混合气进入气缸，与气缸内尚存空气混合。
2）压缩：活塞向上运动，气缸内气体被压缩，温度升高。
3）点火：在最高压缩点时，点火器点燃混合气，产生爆轰保持燃烧。
4）膨胀：燃烧热能释放，气体膨胀，推动活塞向下运动，并输出机械动力。
5）废气排出：活塞再次向上运动，将废气从气门排出。
二、内燃机燃烧过程的详细分析1）混合气的制备混合气的制备是内燃机的前提条件。
在汽油机中，混合气的制备是通过化油器实现的，其主要作用是将空气吸入到混合气中，调整混合气的浓度，保证混合气在燃烧中的良好性能。
2）压缩阶段为了使燃料充分燃烧，需要提高燃料混合气的密度。
在压缩过程中，气体被压缩至极限，温度随着密度的增加而上升。
高温气体的压缩形成燃烧前期中的主要燃料，而压缩后温度升高为燃烧提供必要的热量和热动力。
3）燃烧阶段燃烧过程的最主要特征是点火及其后的燃烧。
点火是燃料混合气的模式之一，其效率取决于点火系统的设计和使用条件。
燃烧过程中，混合气在高温、高压下发生燃烧反应，能量转化为热能，压力逐渐升高，由此推动活塞做功，并使部分能量通过机体反馈，使混合气进一步燃烧。
4）膨胀阶段膨胀阶段是活塞向下行驶时释放能量的环节。
在过程中，较高温度的气体在冲击波的推动下扩散到更高温的空气中，释放出热量，从而推动活塞作功，把热能转换成机械能。
5）废气排放阶段废气排放阶段是指活塞向上运动，将燃烧产生的废气排除，以便继续循环过程。
5.3点燃式内燃机的燃烧过程分析 侯献军发动机原理A,武汉理工大学,汽车工程学院动力系
武汉理工大学 汽车工程学院 侯献军
一、点燃式内燃机的燃烧过程
活塞处于不同位置时缸内混合气的温度分布
一、点燃式内燃机的燃烧过程
III 后燃期
I 着火阶段 （滞燃期）II 急Leabharlann 期一、点燃式内燃机的燃烧过程
第I阶段（点1-2）称为滞燃期 τ i ，是指电火花跳火到形成火焰 中心的阶段 电火花在上止点前θ 角跳火以 后，混合气中并不立即产生火焰 高速摄影表明，在点1亮后， 到点2’再亮，这段时间约占整 个燃烧时间的15％左右，但一 般是按气缸压力开始与压缩压力 相分离的点2计算的，点2与点2’ 相差甚微
二、燃烧过程按已燃燃料的质量分数划分
3） 总燃烧期（或曲轴转角）：整个燃 烧过程的持续期，它是火焰发展期与快 速燃烧期之和
谢谢！
二、燃烧过程按已燃燃料的质量分数划分
1）火焰发展期（或曲轴转角）：是指从火 花点火到燃料化学能释放10％之间的阶段
二、燃烧过程按已燃燃料的质量分数划分
2） 快速燃烧期（或曲轴转角）：指大量工质燃烧所需的曲轴 转角间隔。指从已燃燃料质量分数达到10％的点到火焰传播 过程终点（通常指已燃燃料质量分数达到90％）之间的阶段
一、点燃式内燃机的燃烧过程
二、燃烧过程按已燃燃料的质量分数划分
下图表示了每循环的已燃燃料的质量分数与曲轴转角的关系。 在火花点火以后，燃料-空气混合气的燃烧速率从很低的数值立 即在燃烧过程的中途达到最大，然后当燃烧终了时接近于零。 利用已燃质量百分数表示燃烧过程各阶段极为方便，并以此可 定义发动机燃烧的各个阶段。根据此曲线，目前常用的表征点 燃式发动机燃烧过程的特征是：
一、点燃式内燃机的燃烧过程
第II阶段（点2-3）称为急燃期，是指火焰由 火焰中心烧遍整个燃烧室的阶段，也可称为火 焰传播阶段。此阶段内，压力升高很快，压力 升高率为 dp/dφ =0.2~0.4MPa/[(°)（CA）] 压力升高率可以代表发动机工作粗暴的程度、 振动和噪声水平。压力升高率与火焰传播速率 密切相关，因此火焰传播速率高的可燃混合气 均促使压力升高率增加，同样火花塞位置、燃 烧室型式对压力升高率也有影响 最高燃烧压力点3到达的时刻，对发动机的功 率、经济性有重大影响。如点3到达过早，则混 合气必然过早点燃，从而引起压缩过程负功的 增加，压力升高率增加，最高燃烧压力过高； 如点3到达过迟，则膨胀比将减小，同时，燃烧 高温时期的传热表面积增加 点3 的位置可以用点火提前角来调整.
内燃机车工作原理
内燃机车工作原理
内燃机车是一种以内燃机为动力的车辆。
它的工作原理如下：
1. 燃油进气：内燃机车使用燃油（如汽油或柴油）作为燃料。
燃油经过燃油系统被喷入气缸内。
2. 点火：内燃机车使用火花塞或者喷油器等点火装置来点燃燃油。
点火产生的火花点燃混合气体。
3. 燃烧：燃料被点燃后，产生的爆炸气体会推动活塞向下运动。
这个过程被称为“燃烧”或者“冲程”。
4. 活塞运动：活塞在爆炸气体的推动力下，向下运动并转动曲轴。
活塞的运动是由连杆与曲轴的机械连接所决定的。
5. 排气：活塞向上运动时，废气从活塞顶部的排气门排出，同时新鲜空气和燃油混合物进入气缸，为下一次燃烧做准备。
6. 曲轴转动：活塞通过连杆与曲轴的机械连接，使曲轴转动。
曲轴的转动提供了内燃机车的动力输出。
7. 冷却和润滑：内燃机车在工作过程中会产生大量的热量，因此需要冷却系统来降低发动机的温度。
同时，引擎内部需要润滑油来减少摩擦和磨损。
8. 传动系统：内燃机车的动力通过传动系统传递到车轮上，由此推动车辆向前行驶。
以上便是内燃机车的工作原理概述。
通过燃烧燃油，产生爆炸气体，推动活塞和曲轴运动，最终释放动力驱动车辆运动。
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ω形燃烧室 [图8-21] 球形燃烧室 [图8-22] 四角形燃烧室 [图8-23]
二、分开式燃烧室
燃烧室被明显地分隔成两部分
主燃烧室 辅助燃烧室 辅助燃烧室为涡流室 [图8-24] ，喷油器形式 混合气形成 特点 辅助燃烧室为预燃室[图8-26] 混合气形成 特点
涡流室燃烧室
第八章 内燃机的燃烧过程
燃烧完全与燃烧及时是燃烧过程 的两个基本要求
第一节
汽油机的燃烧过程与燃烧室
一、正常燃烧
燃烧过程(0.0015~0.003s, 30~60℃A)的3个时期
参见[图8-1]
诱导期 显燃期
温度和压力迅速提高，最后达到压力最大值 对发动机工作影响大
后燃期 什么叫化油器的回火现象？ 点火提前角有多大？
何谓喷注？中间部分，外部 喷注的特征
喷雾锥角β：大说明喷注松散，油粒细，雾化质量 好 喷注射程L （贯穿距离）：过大，过小 雾化质量（雾化质量）：指喷散的细度和喷散的均 匀度
二、影响喷注特性的因素
喷油器结构和尺寸
喷孔直径，小；大 压力越大，雾化质量好，射程增加 增加，雾化有所改善，喷雾锥角增加，射程减小 外形较陡或转速较高，燃油压力增加 增大，油粒不易分散成细粒，雾化不良
速燃期：燃油着火开始到迅速燃烧出现最高压力3 ；特点 缓燃期：从最高压力开始到出现最高温度4； 特点 后燃期：从最高温度点开始到燃烧基本结束5； 特点
转速愈高，后燃期愈长。应力求缩短后燃期 喷油提前角？
综上所述：
为了工作可靠… 为了工作柔和… 为了燃烧完全及时…
二、影响燃烧过程的因素
温度升高，滞燃期缩短，工作柔和
（二）构造因素
压缩比
较大，滞燃期缩短，工作柔和；还能提高经济性和改善 起动性能；但零件负荷高，影响寿命且对排气净化不利 增大，雾化质量改善；过高 铸铁材料可缩短滞燃期，工作比较柔和 说明叫喷油规律？与什么有关？
喷油压力
活塞材料
喷油规律
燃烧室形式 空气涡流
混合气浓度：混合气浓度对火焰传播速度的影响 混合气分配：各缸均匀性←进气管布置、进气管断面尺寸、 混合气预热
点火提前角：对燃烧的及时性影响大。过大，过小 转速与负荷
转速： 火焰传播速度随转速的增加而增加←涡流运动增强 转速增加，点火提前角也应适当增大 发动机的爆燃倾向随转速的增加而减弱 负荷 负荷减小，爆燃的倾向减弱←进气量/残余废气量↓，燃烧速 度↓ 负荷小时，须使点火提前角适当加大
喷油压力
气缸内压缩空气反压力
喷油泵凸轮外形及转速
燃油黏度
第四节
柴油机的燃烧过程
一、燃烧过程的4个时期参见图[8-12]
滞燃期：喷油开始到着火开始2
对柴油机工作有很大影响 滞燃期长，喷油多，压力升高大，经济性有所提高，但工作 粗暴性增加，加速机件磨损。因此，… 影响滞燃期的主要因素
增大，滞燃期延长，工作粗暴 减小，工作柔和，降低NOx排放；过小，…，热效率显著下降
喷油提前角：
转速与负荷
转速：
增加，…，混合改善，喷油提前角应适当增大 增大，缩短了滞燃期，工作柔和；但后燃严重，不完全燃烧现 象增加，经济性下降，排气污染增加 冷起动或怠速运转时，…
负荷
冷却强度
冷却：过度冷却；冷却不足
（二）构造因素
压缩比： ε ↑→功率和经济性↑；→爆燃可能性↑；排气污
染↑
燃烧室形状及火花塞位置
希望燃烧室具备的条件 火花塞位置要近于燃烧室中心，且靠近最热部分(如排气门) 涡流强，好…；过强，？（传热损失增加，吹灭火焰中心） 燃烧室内形成涡流的方法：进气涡流，挤压涡流
显燃期的长短对内燃机的影响
从热效率、功率的角度来看 从工作粗暴和噪声来看 解决上述矛盾的原则？ P209 火焰传播速度 燃烧速度 以上两者的关系 衡量发动机工作粗暴程度的指标
火焰传播速度与燃烧速度
二、不正常燃烧
爆震燃烧
含义 外部特征 爆燃时的示功图：显燃期之末，有冲击波存在 危害 消除爆燃的基本措施 表面点火： 含义 早燃：含义、特征、与爆燃的区别 激爆
混合气涡流
气缸直径：直径↑→热损失减少，经济性较好，但爆燃倾
向增加
气缸盖和活塞材料：铝合金材料可显著减小爆燃倾向 冷却方式：空气冷却方式爆燃倾向较强
四、汽油机的燃烧室
对燃烧室的两点基本要求
结构紧凑，散热面积小 压缩终了时具有一定的涡流运动 特点 应用
几种燃烧室形式
预燃室燃烧室
楔形燃烧室 盆形燃烧室 半球形燃烧室 L形燃烧室：侧置式
第二节
柴油机可燃混合气的形成
一、柴油机混合气形成的特点
在压缩过程终了时把柴油高压喷射，自燃 混合气形成时间很短(30~60℃A) ，混合气质量较 差
混合气浓的地方，燃油因缺乏氧气而燃烧缓慢，甚 至燃烧不完全而引起排气冒黑烟 混合气稀的地方，空气得不到充分的利用
一）运转因素
二）构造因素
燃油性质 喷油提前角 转速和负荷 转速 负荷 冷却强度
压缩比 喷油压力 活塞材料 喷油规律 燃烧室形式 空气涡流
（一）运转因素
燃料性质：
柴油的发火性能影响滞燃期的长短，即工作粗暴性 柴油的十六烷值越高，自燃能力越强，滞燃期短，工作柔和
进气涡流；挤压涡流
第五节
柴油机的燃烧室
柴油机混合气的形成和燃烧与燃烧室有密切关 系 可分为两大类 直接喷射式燃烧室
开式 半开式 涡流室燃烧室 预燃室燃烧室
间接喷射式（分开式）燃烧室
一、直接喷射式燃烧室
结构直接取决于活塞顶上的凹坑形状 根据燃烧室深浅又划分为
开式燃烧室：结构特点，相匹配的喷油器，混合气 形成 半开式燃烧室：结构特点，相匹配的喷油器，混合 气形成
三、影响燃烧过程的因素
一）运转因素
二）构造因素
燃料性质 混合气质量 混合气浓度 混合气分配 点火提前角 转速与负荷 转速 负荷 冷却强度
压缩比 燃烧室形状及火花塞位 置 混合气涡流 气缸直径 气缸盖和活塞材料 冷却方式
（一）运转因素
燃料性质：辛烷值愈大，燃料的爆燃倾向愈小 混合气质量
所以，柴油机和混合气形成与燃烧是决定柴油 机动力性和经济性的关键
二、柴油机混合气形成的基本形式
空间雾化混合
燃油喷向燃烧室空间与空气混合 燃油喷射到燃烧室壁面形成一层油膜，油膜受热汽 化蒸发
油膜蒸发混合Leabharlann 第三节燃油的喷射雾化
将燃油分散成细粒的过程称燃油的喷雾 （雾化）
一、喷注的形成及特征