发动机原理复习A

1.工作循环中，单个气缸中的工质所做行程功之和就是循环指示功。

2动机，则理论泵气功为零，而实际泵气为负功，理论泵气功与实际泵气功之差就是泵气损失功。

3．以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。

以工质对活塞所作之功为计算基准指标称为指示性能指标。

4．由示功图直接求出一个循环的功就是循环指示功Wi 。

而每循环由曲轴输出的单缸功量We ，叫循环有效功。

指示功与有效功之差。

则为循环的实际机械损失功Wm 。

Wm ＝Wi-We Wm 由摩擦损失功Wmf 、附件消耗功Wme,和换气驱动损失功Wp 。

单位时间内由发动机曲轴输出的机械功称为有效功率Pe 。

间、曲轴输出单位机械功率所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率be 5.作容积所作的循环有效功称为平均有效压力Pme 6这是“量”的环节。

其次，化学能转换为输出功的效率，这是“质”的环节。

7.单位质量的燃料在指定状态下，定压或定容完全燃烧所能放出的热量叫做燃料的热值H 。

完全燃烧是指燃料中的C 全变为CO 2 , H 变为H 2O 。

燃烧时，燃烧产物的H 2O 以气态排出，其气化潜热未能释放之热值叫低热值Hu 。

8．可燃混合气热值H um 是单位质量或单位体积可燃混合气的低热值。

它取决于燃料热值和燃料与空气的混合比。

9．缸内混合气中的单位质量的燃料所对应的空气量l 。

与单位质量的燃料完全燃烧所需的理论空气量为l o ，之比值，称为过量空气系数φα。

10．空燃比a 指混合气中空气质量与燃料质量之比。

11. 燃料的能量转换总效率—有效效率ηet 为燃烧效率ηc 、循环热效率ηt 、机械效率ηm 之乘积。

12.汽车发动机燃料的主要理化特性有：1）自燃性能：具有化学计量比的可燃混合气自行着火燃烧的能力。

2）蒸发性能：液体燃料气化的难易程度。

3）燃料与混合气的热值。

13.传统汽油机、柴油机工作模式的差异：1）混合气形成方式的差异，汽油机是在缸外形成预制均质混合气，而柴油机是缸内高压燃油喷射雾化与空气混合形成混合气。

2）着火、燃烧模式的差异，汽油机的混合气是火花点燃和火焰传播燃烧。

柴油机的混合气是压燃，混合气的燃烧是边喷射、边气化混合、边扩散燃烧。

3）负荷调节方式的差异，汽油机为控制混合气的进气量来调节负荷。

称为负荷的量调节。

柴油机是靠循环喷油量的多少来调节负荷。

称为负荷的质调节。

14．热力循环的三种模型：1）理想循环与理想工质的理论循环模型。

2）理想循环与真实工质的理想循环模型。

3）真实循环加真实工质的真实循环模型。

15．压缩比ε对循环热效率ηt 的影响是压缩比ε增加，循环热效率ηt 增大，ε较小时，ε的变化对ηt 影响很大；而ε较大时，影响就不显著了。

16．不论何种循环，工质的等熵指数κ值越大，循环热效率ηt 越高。

17．等容加热循环，ηt 达到最大值，不随λ值变。

等压加热循环ηt 随ρ增大而明显下降。

因此在任何情况下提高热效率，都应该尽量提高燃烧的“等容度”。

18．柴油机负荷下降，喷油时间缩短，ρ减小，ηt将较大提高。

汽油机负荷下降，进入汽缸中的混合气数量少，实际压缩比减小，废气稀释作用加强，燃烧速度降低，ρ上升，ηt降低。

19．提高发动机的热效率有三个主要的实施方向。

1)提高发动机的压缩比。

2)提高循环加热的“等容度”。

3)保持工质具有较高的绝热指数κ。

20．真实工质对热效率的影响：1）真实工质的比热容随温度上升，比热容Cp、Cv 变大，κ值减小，热效率也相对下降。

2）燃烧放热过程中，废气中的CO2、H2O等的比例上升，比热容加大，κ减小，热效率下降。

3）工质在高温条件下，会发生热分解，降低了循环热效率ηt。

21.汽油机高负荷时，混合气φa=0.9，燃料未能充分燃烧，最高燃烧温度比柴油机高，κ值比柴油机小，高温热分解加剧。

因此，汽油机的ηt下降的幅度大于柴油机。

22．真实循环导致热效率从下降的因素有：1）工质向外传热的损失，2）燃烧提前损失及后燃损失 3）换气损失，4）不完全燃烧损失，5）缸内流动损失，6）工质泄漏的损失。

23.机械损失功由摩擦功Wmf 、附件消耗功Wme ，和泵气损失功Wp 三部分组成。

24．活塞组件的摩擦损失主要包括活塞环面、活塞裙部以及活塞销的摩擦损失，达到整个发动机机械摩擦损失的50%左右。

25．机械摩擦损失包括：1）活塞组件的摩擦，2）轴承摩擦3）配气机构摩擦4）齿轮、链轮、皮带轮传动损失。

26．标定工况时，汽油机的机械效率ηm约为0.8~0.9；自然吸气柴油机则为0.78~0.85；增压柴油机为0.80~0.92。

27．影响机械效率的因素有：1）发动机的机械效率ηm都随转速上升而下降。

2）负荷Pe愈高，ηm 愈高，负荷Pe=0，ηm=0。

3）润滑油的粘度的影响：粘度过高、过低，机械效率ηm都会下降。

28．发动机在标定工况时，燃料完全燃烧释放热量的32%为有效动力输出，32%为废气排出，28%为冷却系统带走的热量；8％为摩擦损失及附件消耗。

29．高温高压的废气通过废气涡轮增压提高发动机的进气压力，增加进气量，提高输出功率。

产生泵气正功，提高机械效率ηm。

30．排气过程分自由排气阶段和强制排气阶段。

自由排气阶段排气压力高，排气时间占总排气时间的1/3左右，排气量达总量的60％以上。

强制排气时，缸内废气必须依靠活塞上行强制排出。

31．排气损失由自由排气损失和强制排气损失两部分组成，排气早开角△ψeo小，自由排气损失小，而强制排气损失大；△ψeo大，则反之。

任何工况都有一个最佳排气早开角，使由自由排气损失和强制排气损失的合达到最小。

转速越高，最佳排气早开角越大，而转速越低，最佳排气早开角越小。

32．进、排气门开、关所对应的曲轴转角叫做配气相位角。

33．延后关闭进气门能利用进气流动的惯性增大进气量，进气晚关角△ψac过小，气体流动惯性未能得到充分利用，△ψac过大时则会把充入缸内的新气推出气缸。

最佳进气晚开角△ψac随转速上升而加大。

34．进气晚关角对进气充量影响最大；排气早开角对换气损失影响最大。

35.进气过程中，进气阻力会降低充量系数。

进气旋流越强，进气阻力越大。

36.进气门处的通道截面最小，气体流速最高，阻力最大，对φc的影响也最大。

37.气门口平均进气马赫数Mam>0.5之后，充量系数φc会迅速下降。

38．增大气门头部直径，增加气门数，增大气门的角面值均能降低平均进气马赫数Mam。

39．加大气门直径ds和气门升程hv，选择合适的配气相位、气门锥角θ和凸轮型线都能加大角面值。

40. 工质的进气温升ΔTa′增大，必然降低φc值。

进气温升△Ta′包括：1）△Tw 高温壁面传热引起的温升，2）△TL气体摩擦热引起的温升；3）△Tr残余废气引起的温升；4）△Tg燃料气化吸收潜热所引起的温升。

41．自然吸气柴油机温升值12~18℃；增压中冷柴油机8~12℃；汽油机0~40℃。

42.发动机的充量系数φc随转速n变化规律，叫做发动机的进气速度特性。

汽油机具有全负荷进气速度特性和部分负荷进气速度特性。

柴油机只有全负荷的进气速度特性。

43.进气外特性对动力性能的重大影响，汽油机输出有效转矩Ttq的大小，主要取决于每循环进入气缸的充气量。

44.汽油机转矩Tt随转速的关系，与进气速度特性线相似，并对发动机运转稳定性有重大的影响。

而柴油机则是供油速度特性线对运转稳定性有重大影响。

45．进气的动态效应，是指进气管中压力波在进气后期到达，能提高φc值。

46．发动机的燃烧可分为预混合燃烧和扩散燃烧两类。

汽油机属预混合燃烧；而柴油机主要属扩散燃烧。

扩散燃烧的燃烧速度取决于混合气形成的速度；而预混合燃烧的燃烧速度主要取决于化学反应速度和火焰传播的速度。

47．柴油机的压缩着火和汽油机的爆燃具有低温多阶段着火的特点；而汽油机的火花点燃和柴油机着火后喷入气缸内的燃料着火具有高温单阶段的着火特点。

48．预制均匀混合气中的火焰传播分为层流火焰传播和湍流火焰传播。

层流火焰传播速度主要受混合气温度、压力、φa、以及燃料特性等因素影响。

湍流火焰传播速度主要受气流运动强度的影响49．低温多阶段着火要经历冷焰诱导、冷焰、蓝焰三个阶段。

高温单阶段着火不经过冷焰直接由蓝焰进入热焰阶段。

当混合气的温度T < 600K时，着火为低温多阶段方式，T>900K时，为高温单阶段方式。

50．最小点火能量Eb的大小要取决于燃料特性、过量空气系数φa、混合气温度和压力、气流运动、火花塞电极间隙和温度等。

51．火花塞电极最佳间隙对应着火能量Eb的最小值。

当电极间隙小于淬熄间隙时，将无法点燃混合气。

52．过量空气系数φa=1时，着火能量Eb值最小，φa过稀或过浓都会使Eb上升。

汽油机φamax>1.3，φamin<0.5时，无论Eb如何提高，点火已不可靠。

53．层流火焰传播速度VL < l m/s，VL主要受混合气温度、压力、φa、以及燃料特性等因素影响。

汽油机转速n=5000r/min时，要求火焰传播速度在50m/s 以上，层流火焰传播速度远远不能满足实际发动机燃烧的要求。

加强燃烧室内气流运动的强度是改善汽油机燃烧的有效手段。

湍流使火焰前锋面表面积增大，火焰传播速度大大加快，能到达汽油机燃烧的要求。

54．柴油在发动机中要经历高压喷射、雾化、蒸发、混合、压缩着火以及燃烧阶段，雾化混合的状态将对燃烧过程产生重要的影响。

55．燃油的喷雾特性主要包括贯穿距离、喷雾锥角和喷雾粒径。

细化喷雾粒径可以大大增加油粒的蒸发表面积，加速汽化过程。

减小喷孔直径、增大喷油压力、增大空气密度、减小燃油粘度和表面张力都能使油粒直径减小。

合理的贯穿距离、喷雾锥角能加快燃油蒸汽与空气的混合过程，提高空气的利用率。

56.汽油机燃烧过程可分为着火落后期、明显燃期、后燃期三个阶段。

1）从火花塞产生电弧到混合气燃烧的始点为着火落后期τi或着火落后角φi，一般φi 为10o~20o。

2）从燃烧始点到气缸压力达到最大值pmax。

火焰从电极中心传至整个燃烧室为明显燃烧期。

3）后燃期燃烧的是未完全燃烧的燃料，后燃期释放的热量转换为机械功的能力大大降低。

57．燃烧过程一般小于60o曲轴转角，持续1~2毫秒，但却要完成混合、着火、燃烧一系列复杂的物理化学过程。

燃烧过程提前或滞后都会对发动机性能造成的不利影响。

燃烧速度越快，压力升高率越高，动力性和经济性越好，但会使燃烧噪声及振动增加，氮氧化物增高。

提高发动机的pmax，能提高循环热效率和循环功， pmax出现在上止点后10o~15o曲轴转角，发动机的有效输出功率最大。

58．1kmol混合气在单位时间的燃烧放热量称为燃烧放热速率。

由燃烧始点ψb至某一时刻ψ为止，已燃烧的放热量与循环供能量gb Hu之比称为累积放热率X。

59．柴油机燃烧过程可分为四个时期，1）着火落后期：柴油喷入气缸为始点，经历混合气形成和低温多阶段着火过程，出现多点同时着火为终点所对应的时期。