汽车发动机-汽油机混合气的形成和燃烧
发动机原理第五章汽油机混合气的形成和燃烧
发动机原理第五章汽油机混合气的形成和燃烧汽油机是一种内燃机，其工作原理是通过将空气和汽油混合后，利用火花塞点火将混合气体燃烧产生的能量转化为机械能。
汽油机混合气的形成是通过进气管、节气门和进气道来完成的。
当驱动节气门打开时，汽油喷油器会喷射适量的汽油进入进气道中。
同时，空气经过进气管进入气缸。
汽油和空气在进气道中混合，形成可燃混合气体。
混合气的形成过程中有几个关键参数需要控制，例如进气量、燃料喷射量和混合气的浓度。
进气量取决于节气门的开度，而燃料喷射量则由喷油器决定。
为了保证混合气的浓度适中，汽油机通常会配备一个氧传感器，根据氧气浓度的反馈来调节喷油量。
这样可以确保混合气的化学组成接近于最佳的燃烧比例。
燃烧是汽油机中最关键的环节，也是产生动力的过程。
当混合气被点火后，燃烧产生的高温高压气体会向外膨胀，推动活塞运动，驱动曲轴旋转。
混合气的点燃是通过火花塞完成的。
火花塞由中心电极和接地电极组成，中心电极中的电火花将混合气点燃。
燃烧的过程主要包括点火延迟期、燃烧期和尾气期。
点火延迟期是指在点燃混合气之前，混合气在活塞顶部开始自燃的时间。
延迟期的长短会受到很多因素的影响，如混合气的浓度、温度、压力等。
燃烧期是指混合气完全燃烧的时间，这一阶段混合气的能量会被释放并用于驱动活塞运动。
尾气期是指废气在活塞向下运动排出气缸的时间。
为了提高燃烧效率，汽油机通常会采用一些技术来增加混合气的起燃性、均匀度和稳定性。
例如，在进气道中安装气流直通装置可以提高混合气的均匀度；在燃烧室中设置喷油器可以将燃油直接喷到燃烧室中，提高了起燃性；通过调整点火提前角度可以改变燃烧时机，提高燃烧效率。
总结起来，汽油机混合气的形成和燃烧是通过控制进气量、燃料喷射量和混合气的浓度来实现的。
混合气的形成需要一系列的控制和调节来确保混合气的化学组成接近于最佳的燃烧比例。
燃烧则是通过点火将混合气燃烧产生高温高压气体，推动活塞运动，从而驱动汽油机工作。
汽车发动机原理柴油机混合气形成与燃烧课件
柴油机与汽油机的比 较
燃料不同
汽油机使用汽油作为燃料，而柴油机使用柴油作 为燃料。
燃烧方式不同
汽油机采用点燃式燃烧方式，而柴油机采用压燃 式燃烧方式。
应用范围不同
汽油机主要用于小型车辆和家用轿车等领域，而 柴油机则主要用于大型车辆和重型机械等领域。
02
柴油机混合气形成原理
混合气的概念与形成过程
混合气的概念
混合气是指柴油机燃烧室内，空气与燃油进行均匀混合所形 成的可燃气体。
混合气的形成过程
在柴油机进气过程中，空气通过进气门进入气缸，同时喷油 器在压缩行程中将柴油喷入气缸，燃油在高温高压空气中蒸 发扩散，并与空气混合形成混合气。
燃油喷射过程与特点
燃油喷射过程
在柴油机压缩行程后期，喷油器 定时定量地将柴油喷入气缸，油 雾与空气混合形成可燃混合气。
表面处理优化
对燃烧室表面进行耐磨、耐腐蚀处理，如镀铬、喷涂耐高温材料等， 以提高燃烧室的使用寿命和稳定性。
温度控制优化
采用高效燃烧室温度控制技术，如冷却水套、热防护等，防止燃烧室 过热或局部高温，提高燃烧室的热效率和使用安全性。
提高燃油喷射与混合气形成效率的方法
多阶段燃油喷射 根据发动机的转速和负荷，采用多阶段燃油喷射技术，实 现燃油的分层喷射和分段燃烧，提高燃油利用率和动力输 出。
汽车发动机原理柴油 机混合气形成与燃烧 课件
01
汽车发动机概述
汽车发动机的类型与特点
汽油机
以汽油为燃料，通过点燃式方式进行 燃烧，具有轻便、低噪音、低油耗等 优点，但同时也存在排放污染较高的 问题。
柴油机
以柴油为燃料，通过压燃式方式进行 燃烧，具有高效率、低油耗、低排放 等优点，但同时也存在噪音较大、制 造成本较高等问题。
第四章 汽油机混合气的形成与燃烧1
组织气流运动的目的是为 组织气流运动的目的是为 了加速火焰传播，防止爆 了促进燃油与空气更好地 燃 混合
4
第一节 汽油机混合气的形成
一 混合气形成过程（电喷发动机）
1 节气门开度一定, n ，喉口流速升高 压力P降低 雾化效果好 2 节气门开度，n 喉口真空度高 蒸发性好
5
二 汽油喷射
第四章
汽油机混合气的形成和燃烧
主要内容
第一节 汽油机混合气的形成 第二节 汽油机的燃烧过程 第三节 汽油机混合气形成和燃 烧的技术发展
2
桑塔纳轿车汽油供给系示意图
油管 油箱
空气滤清器
汽油滤清器 汽油泵 化油器
3
汽油机与柴油机的比较:
汽油机 点燃式 进入汽缸的是混合气，燃 油与空气的混合时间长 压缩比低， = 6～12 有爆燃问题 柴油机 压燃式 进入汽缸的是新鲜空气， 燃油与空气的混合时间短 压缩比高， = 12～22 有工作粗暴问题
11
通常测取燃烧过程的展开示功图研究燃烧过程。 在燃烧压力线上，1点为火花塞跳火点（开始点 火点），2点为形成火焰中心，3为最高压力点。
•将燃烧过程分为 三个阶段：Ⅰ着
火延迟期（滞燃 期）、Ⅱ明显燃烧 期、Ⅲ补燃期（后燃 期）。
12
1、着火延迟期（滞燃期）Ⅰ 着火延迟期：从火花塞跳火到形成火焰中心的时间 或曲轴转角，从1-2。 1点以前为压缩过程, 缸内压力升高不大；1 点处火花 塞跳火；2 点处形成火焰中心，缸内压力脱离压缩线 开始急骤增高。
26
运行因素： 1）点火提前角—θ增加， t1减少；混合气压力、温 度增高，t2减少。但t2起主要作用，故爆燃倾向增加。 -----可以通过推迟点火提前角来降低爆燃倾向。 2）转速的影响—n增加，火焰传播速度增加， t1减 少；而冲量系数下降， 混合气压力下降， t2增加。 -----n增加，爆燃倾向减弱。
第四章汽油机混合气的形成和燃烧解析
电控化油器
二、电控汽油喷射式混合气的形成 1、电控汽油喷射系统 包括 燃料供给系统 空气供给系统 电子控制系统
①燃料供给系统 发动机工作时，电 动燃油泵把汽油从油 箱中泵送出去，经燃 油滤清器除去杂质和 水分后，经过供油管， 流入燃油分配管，然 后分送到各个喷油器。 燃油分配管末端装有 油压调节器，对燃油 压力进行调整，多余 的燃油经油压调节器 流回油箱。
炎热——加强冷却 寒冷——预热
2、表面点火
1）定义 汽油机中,凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表 面点燃混合气的现象统称表面点火。
炽热点：排气门头部，火花塞电极，燃烧室积炭
早燃是表面点火的一种现象。
2)早燃
①定义：指在火花塞点火之前，炽热表面就点燃混合 气的现象。 ②原因：炽热表面引起早燃 ③危害 a) b) c) d) 早燃诱发爆燃、爆燃加剧表面点火。 压缩功增大，发动机功率下降。 零件过热。 燃烧速率快，发动机工作粗暴。
1-节气门；2-旁通气道；3-旁通阀；4-怠速控制阀；5-ECU； 6-转速传感器；7-节气门位置传感器；8-水温传感器
在怠速自动控制过程中，ECU不断地从发动机转速传感器 得到发动机的实际转速信号，并将这一实际转速与目标转速相 比较，最后按实际转速和目标转速的偏差，向怠速控制阀发出 控制信号。 怠速转速的调节
氧传感器检测排气中的氧浓度，
空燃比＞14.7，氧多余。
ECU
喷油量修正
起动、大负荷、暖机 氧传感器未达到一定温度（如350℃） 氧传感器出现故障 进行开环控制
3、怠速自动控制 怠速时的进气是通过两条绕过节气门的旁通气道进入发动 机的。一条旁通气道的流通截面由怠速调节螺钉调整，在使用 中保持不变；另一条旁通气道的流通截面由怠速控制阀控制。
第七章 汽油机混合气的形成与燃烧
T 在压缩过程中，混合气的 P 、 ，使这一部分燃料与空 气中的氧气接触，开始了氧化过程，但很缓慢。由于 ，且汽 T 不能使 油本身有较高的热稳定性，在压缩终了，气缸内 P 、 混 合气自燃。 在火花塞点火后，由于电火花的高能量，使火花发生处的混 T 合气温度迅速升高，氧化加剧。随着化学反应的进展，放出热量 增加，这些热量一部分使反应气体本身 ，另一部分传给附近 混合气，也发生化学反应，当反应的混合气温度升高到一定程度 后，形成发火区——火焰中心。 从气缸内混合气总体来说，此时发热总量不多，气缸中压力 的变化规律基本上与压缩过程相同。 着火落后期是混合气燃烧的准备时期，其延迟长短，与混合 气的性能（ 、燃料品质）及压缩终了的压力、温度有关——主 要决定于压缩比大小。
2、明显燃烧期 指火焰由火焰中心烧遍整个燃烧室的阶段 ，因此也可称为火焰 传播阶段。 在示功图上指气 缸压力线脱离压缩线 开始急剧上升（图中 2点）到压力达到最 高点(图中3点)止。 燃烧的主要时期。
明显燃烧期的火焰传播 在均值混合气中，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。
图７-１ 化油器式内燃机燃油供应系统示意图 １—主量孔 ２—浮子室 ３—燃油喷管 ４—喉管 ５—节气门
二、简单化油器特性与理想化油器特性
１.简单化油器特性
图７-2 简单化油器 １—节气门 ２—主量孔 ３—浮子室 ４—进油阀门 ５—浮子 ６—浮子室通气孔 ７—喉管 ８—主喷口
第二节
汽油机的燃烧过程
这种循环间的燃烧变动使汽油机空燃比和 点火提前角调整对每一循环都不可能处于最佳 状态，因而油耗上升，功率下降，不正常燃烧
汽油机混合气的形成
2、不正常燃烧
汽油机的燃烧过程
火焰以正常的传播速度20-60m/s 向前推进,若发生爆燃， 终端混合气最适于发火的部位形成一个或几个火焰中心。以远 大于正常燃烧火焰前锋面推进的速度向周围传播。
轻微爆燃火焰速度= 100-300 [ m/s ] 强烈爆燃火焰速度= 800-2000 [ m/s ] 若自燃区占整个燃烧室容积的5%为强烈爆燃。
1、正常燃烧过程
汽油机的燃烧过程
(3)后燃期(图中3点以后)
它是指明显燃烧期以后的燃烧，主要有火焰前锋后末 及燃烧的燃料再燃烧，贴附在缸壁上未燃混合气层的部分 燃烧以及高温分解的燃烧产物(H2, CO等)重新氧化。这种 燃烧已经远离上止点，应该尽量避免。
综上所述，汽油机正常燃烧过程是唯一地定时的火花 点火开始，且火焰前锋以一定的正常速度传遍整个燃烧室。
1、正常燃烧过程 1)正常燃烧过程进行情况
汽油机典型的展开示功图如图所示。为分析方便，按 其压力变化持点，人为地将燃烧过程分成三个阶段。 (1)着火延迟期
从火花塞点火至气缸压力明显脱离压缩线而急剧上升 时的时间或曲轴转角。
火花塞放电时两极电压达10-15kV，击穿电极间隙的混 合气，造成电极间电流通过。电火花能量多在40-80mJ， 局部温度可达3000K，使电极附近的混合气立即点燃，形 成火焰中心，火焰向四周传播，气缸压力脱离压缩线开始 急剧上升。
爆燃产生的原因是：在正常火焰传播的过程中，处在最 后燃烧位置上的那部分未燃混合气(常称末端混合气)，进一 步受到压缩和辐射热的作用，加速了先期反应。如果在火焰 前锋尚未到达之前，末端混合气已经自燃，则这部分混合气 燃烧速度极快，火焰速度可达每秒百米甚而数百米以上，使 局部压力、温度很高，并伴随有冲击波。压力冲击波反复撞 击缸壁，发出尖锐的敲缸声，使发动机噪声加大，发动机过 热，功率下降。
汽油机燃烧过程、柴油及机燃烧过程
第二节 汽油机混合气的形成与燃烧一．汽油机混合气的形成1.化油器式汽油机混合气的形成汽油机的不同工况，对混合气成分的要求也不同。
化油器式汽油机的可燃混合气，是在气缸外部由化油器形成的，并通过节气门开度不同控制混合气的量，从而实现混合气的量调节。
1）发动机不同工况对混合气的要求理想的化油器，能够在满足最佳性能要求的前提下，使混合气成分随负荷（或混合气量）的变化而变化，如图3－1所示。
2）化油器的工作原理为满足发动机不同工况对混合气的要求，化油器设有主供油装置、怠速供油装置、加速供油装置、加浓供油装置和起动供油装置等。
2．电子控制燃油喷射汽油机混合气的形成电子控制的汽油喷射系统，以发动机转速和空气量为依据，由ECU 接受来自各个传感器的信号，如：进气量、曲轴转角、发动机转速、加速减速、冷却水温度、过气温度、节气门开度及排气中氧含量等，经处理后，将控制信号送到喷油器，通过控制喷油器开闭时间的长短，控制供油量，使达到最佳空燃比，以适应发动机运行工况的要求。
常用的多点燃油喷射系统示意图如图3－6所示。
二．汽油机正常燃烧过程当汽油机压缩行程接近终了时，由火花塞跳火形成火焰中心，点燃可燃混合气，火焰以一定速度传播到整个燃烧室，燃烧混合气。
1. 正常燃烧进行情况在混合气的燃烧过程中，火焰的传播速度及火焰前锋的形状均没有急剧变化，这种燃烧现象称为正常燃烧。
根据高速摄影摄取的燃烧图，或激光吸收光谱仪来分析燃烧过程。
如图3－7所示，为汽油机燃烧过程的展开示功图，它以发动机曲轴转角为横坐标，气缸内气体压力为纵坐标。
图中虚线表示只压缩不点火的压缩线。
燃烧过程的进行是连续的，为分析方便，按其压力变化的特征，可人为地将汽油机的燃烧过程分为着火延迟期、明显燃烧期和补燃期三个阶段，分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示。
1）着火延迟期从火花塞跳火开始到形成火焰中心为止的这段时间，称为着火延迟期。
如图3－7中I 阶段所示。
从火花塞跳火开始到上止点的曲轴转角，称为点火提前角，用θig 表示。
谈汽油机可燃混合气的形成与燃烧过程
摘要气缸内的可燃混合气通过火花塞点火燃烧，使气缸内气体的压力、温度急剧升高，为膨胀做功积聚能量。
在燃烧过程中，燃料的燃烧是否正常，与混合气的浓度有很大关系，只有燃料正常的燃烧，才能在燃烧进程位于上止点附近最大限度的提高缸内气体的压力和温度，燃料燃烧的是否完全、最高压力点的位置、压力增长率是否合适，对发动机性能有很大的影响。
关键词混合气浓度可燃一、可燃混合气的形成现代大多数汽油机都采用进气道间歇式多点喷射系统，在进气行程开始和排气行程结束时，喷油器根据发动机电子控制单元（ECU）发出的指令，向进气门前方的进气道中（或直接向气缸中）喷射出雾状汽油，与空气混合后，由进气门进入气缸，直到压缩行程接近终了形成可燃混合气。
二、可燃混合气浓度的表示方法可燃混合气是指汽油与空气按一定比例混合的混合物。
可燃混合气的浓度是指可燃混合气中燃料的含量。
可燃混合气的浓度通常用空燃比和过量空气系数表示。
1.空燃比混合气中所含空气质量（kg）与燃料质量（kg）的比值，称为空燃比。
即R=空气质量燃料质量理论混合气是指1 kg汽油完全燃烧需要空气14.7 kg，即空燃比为147。
R＜147的混合气称为浓混合气；R＞147的混合气称为稀混合气。
对于不同燃料，其理论空燃比数值不同。
2.过量空气系数过量空气系数就是在燃烧过程中，实际供给的空气质量与理论上燃料完全燃烧时所需的空气质量之比，也就是实际空燃比与理论空燃比之比，即α=燃烧过程中实际供给的空气质量理论上完全燃烧时所需的空气质量=实际空燃比理论空燃比由以上可知，无论使用何种燃料，α=1的可燃混合气即为理论混合气（又称标准混合气）；α＜1的为浓混合气；α＞1的为稀混合气。
可燃混合气的浓度对发动机的动力性和经济性有很大影响。
三、燃烧过程Ⅰ-着火延迟期；Ⅱ-速燃期；Ⅲ-补燃期；θ-点火提前角1开始点火；2形成火燃中心；3最高压力点图汽油机燃烧过程燃料在气缸内从着火到燃烧是很复杂的热反应过程，高速汽油机的燃烧过程持续时间很短，正常燃烧过程如图所示。
5单元-汽油机混合气的形成和燃烧
2.后燃
是指在火花塞点火之后，炽热表面或热辐射点燃混合气 的现象。
应尽量减少后燃期。 着眼于排放性：
应适当的延长后燃期
（二）燃烧速度
定义：燃烧速度是指单位时间燃烧的混合气量，可以表达为
Um=
dm dt
=
U T
AT
燃烧速度表征了燃烧的快慢程度。控制了燃烧速度，就 能控制明显燃烧期的长短及其相对曲轴转角的位置。进 而影响到汽油机的燃烧过程，及汽油机的综合性能。
节气门开度一定时，最 佳点火提前角随转速n的变 化关系如图
n 燃烧所占曲轴转角
t 6nt 佳
负荷对最佳点火提前角的影响
当转速一定时，最佳点 火提前角， 随负荷的变化 关系如图所示。
负荷↓→节气门关小→残余废 气系数γ↑→着火延迟期↑→火 焰传播速度UT↓→θ 佳↑
3、转速对燃烧的影响
当α ＜l燃烧不完全CO增加。
当α ＜0.8及α >1.2时，UT下降燃 烧不完全 －> be增加＋HC排放 增加＋工作不稳定。
可见，在均质混合气燃烧中， 混合气浓度对燃烧影响极大，必 须严格控制。
2、点火提前角对燃烧的影响
点火提前角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。
其数值应视燃料性质、转速、负荷、过量空气系数等很多因素而 定。
中间因素： 燃烧速率（密度、T、P、紊流强度等） 燃烧始点（点火提前角、T、P、混合气浓度等等、辛烷值）
第六章汽油机混合气的形成和燃烧
(1)层流火焰燃烧速率
火焰传播速度是指火焰前锋面在法线方 向上相对于未燃混合气的移动速度。层流火 焰传播速度很低，主要受混合气温度、压力、 充量系数以及燃料特性等因素影响，实际发 动机中还应考虑残余废气系数的影响。
层流火焰传播速度远远不能满足实际发 动机燃烧的要求。实际发动机中的火焰传播 是以湍流火焰方式进行的。
2、爆燃的危害
a.机件过载：强烈的冲击波能使缸壁、缸盖、活塞、连杆、曲轴等 部件的机械负荷增加，使机件变形甚至损坏。
b.机件烧损：汽油机燃烧终了的温度可达2000-2500℃ ，而活塞 顶、燃烧室壁及缸壁的温度仅为100-300 ℃ 。除了冷却水的作用外，能 够维持这样低温度的原因，还包括在这些壁面上形成了气体的附面层。它 起到隔热的作用。而强烈爆燃时的冲击波会破坏这一附面层，使机件直接 与高温燃气接触。而严重爆燃时，局部燃气温度可高达4000℃以上，这样 会使活塞头部和气门等零件烧损。同时热量传给冷却水引起发动机过热。
3、防止爆燃的方法 a．使用抗爆性高的燃料 采用高辛烷值燃料．使用抗爆剂提高汽油的抗爆性 b．降低末端混合气的温度和压力 降低冷却水温度、进气温度、使用浓混合气、推迟点火，采用进气节 油，降低压缩比，及时清除燃烧室积炭，合理设计燃烧室，如加强末端混 合气的冷却、排气门的冷却等。 c.缩短火焰前锋传播到末端混合气的时间 合理组织气缸扰流，提高火焰传播速度；合理设计燃烧室，使火焰传 播距离缩短。 d.混合气中废气的百分数愈多则不易自行发火，因为废气会阻碍混合 气自行发火的化学反应过程。因而，油门关小则不易发生爆燃。 e.汽油机转速提高时，混合气的扰流强度提高，火焰传播速度加快。 因而，汽油机转速提高时不易发生爆燃。 f.点火时刻推迟是避免爆燃的有效手段，
3．负荷：在汽油机上，转速保持不变，通过改变节气门开度来调节进 入气缸的混合气量，以达到不同的负荷要求。
汽车发动机原理课后习题答案
汽车发动机原理课后习题答案第⼆章发动机的性能指标1.研究理论循环的⽬的是什么？理论循环与实际循环相⽐，主要作了哪些简化？答:⽬的：1.⽤简单的公式来阐明内燃机⼯作过程中各基本热⼒参数间的关系，明确提⾼以理论循环热效率为代表的经济性和以平均有效压⼒为代表的动⼒性的基本途径 2.确定循环热效率的理论极限，以判断实际内燃机经济性和⼯作过程进⾏的完善程度以及改进潜⼒ 3.有利于分析⽐较发动机不同循环⽅式的经济性和动⼒性简化：1.以空⽓为⼯质，并视为理想⽓体，在整个循环中⼯质的⽐热容等物理参数为常数，均不随压⼒、温度等状态参数⽽变化 2.将燃烧过程简化为由外界⽆数个⾼温热源向⼯质进⾏的等容、等压或混合加热过程，将排⽓过程即⼯质的放热视为等容放热过程 3.把压缩和膨胀过程简化成理想的绝热等熵过程，忽略⼯质与外界的热交换及其泄露等的影响4.换⽓过程简化为在上、下⽌点瞬间开和关，⽆节流损失，缸内压⼒不变的流⼊流出过程。
2.简述发动机的实际⼯作循环过程。
四冲程发动机的实际循环由进⽓、压缩、燃烧、膨胀、排⽓组成3.排⽓终了温度偏⾼的原因可能是什么？有流动阻⼒，排⽓压⼒>⼤⽓压⼒，克服阻⼒做功，阻⼒增⼤排⽓压⼒增⼤,废⽓温度升⾼。
负荷增⼤Tr增⼤；n升⾼Tr增⼤，∈+，膨胀⽐增⼤，Tr减⼩。
4.发动机的实际循环与理论循环相⽐存在哪些损失？试述各种损失形成的原因。
答：1.传热损失，实际循环中缸套内壁⾯、活塞顶⾯、⽓缸盖底⾯以及活塞环、⽓门、喷油器等与缸内⼯质直接接触的表⾯始终与⼯质发⽣着热交换2.换⽓损失，实际循环中，排⽓门在膨胀⾏程接近下⽌点前提前开启造成⾃由排⽓损失、强制排⽓的活塞推出功损失和⾃然吸⽓⾏程的吸⽓功损失3.燃烧损失，实际循环中着⽕燃烧总要持续⼀段时间，不存在理想等容燃烧，造成时间损失，同时由于供油不及时、混合⽓准备不充分、燃烧后期氧不⾜造成后燃损失以及不完全燃烧损失4.涡流和节流损失实际循环中活塞的⾼速运动使⼯质在⽓缸产⽣涡流造成压⼒损失。
汽车发动机原理试题库含答案
汽车发动机原理试题库含答案⼀、发动机的性能⼆、选择题1、通常认为，汽油机的理论循环为（ A ）A、定容加热循环B、等压加热循环C、混合加热循环D、多变加热循环6、实际发动机的膨胀过程是⼀个多变过程。
在膨胀过程中，⼯质（ B ）A、不吸热不放热B、先吸热后放热C、先放热后吸热D、⼜吸热⼜放热2、发动机的整机性能⽤有效指标表⽰，因为有效指标以（ D ）A、燃料放出的热量为基础B、⽓体膨胀的功为基础C、活塞输出的功率为基础D、曲轴输出的功率为基础5、通常认为，⾼速柴油机的理论循环为（ C ）A、定容加热循环B、定压加热循环C、混合加热循环D、多变加热循环6、实际发动机的压缩过程是⼀个多变过程。
在压缩过程中，⼯质（ B ）A、不吸热不放热B、先吸热后放热C、先放热后吸热D、⼜吸热⼜放热2、发动机⼯作循环的完善程度⽤指⽰指标表⽰，因为指⽰指标以（ C ）A、燃料具有的热量为基础B、燃料放出的热量为基础C、⽓体对活塞的做功为基础D、曲轴输出的功率为基础B、混合热效率C、指⽰热效率D、实际热效率3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。
A、定容过程B、加热过程C、定压过程D、绝热过程4、实际发动机的压缩过程是⼀个（ D ）。
A、绝热过程B、吸热过程C、放热过程D、多变过程5、通常认为，⾼速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。
A、定容B、定压C、混合D、多变6、实际发动机的膨胀过程是⼀个（ D ）。
A、绝热过程B、吸热过程C、放热过程D、多变过程7、通常认为，低速柴油机的理论循环为（ B ）加热循环。
A、定容B、定压C、混合D、多变8、汽油机实际循环与下列（B ）理论循环相似。
A、混合加热循环B、定容加热循环C、定压加热循环D、卡诺循环B、7 ～11C、11 ～15D、15 ～2210、车⽤柴油机实际循环与下列（ A ）理论循环相似。
A、混合加热循环B、定容加热循环C、定压加热循环D、卡诺循环11、⾮增压发动机在⼀个⼯作循环中，缸内压⼒最低出现在（D ）。
汽油机混合气形成方式
汽油机混合气形成方式汽油机混合气是指汽油和空气在一定比例下混合而成的燃料，它是发动机工作的必要条件之一。
汽油机混合气形成方式可以分为以下几种：1. 真空式进气道混合方式这种混合方式采用真空式进气道，通过油浴式空气过滤器，将空气吸入进气道，在进气道突缩处产生负压，从油箱中吸取汽油并混合，形成混合气进入发动机燃烧室。
这种方式简单可靠，但对进气道的设计和空气过滤器的保养要求较高。
2. 流量式进气道混合方式这种混合方式采用流量式进气道，进气道内装有空气流量传感器和节气门位置传感器，通过ECU（发动机控制单元）计算出所需的空气和燃油的比例，再通过喷油嘴向进气道喷出特定量的燃油，从而形成混合气进入发动机燃烧室。
这种方式可以实现空燃比的精准控制，发动机工作性能更好。
3. 直喷式燃油混合方式这种混合方式是将燃油以高压形式喷射到发动机燃烧室中，与空气混合后直接燃烧。
这种方式可以提高燃油利用率，减少废气排放，但对发动机的设计和高压燃油喷射系统的稳定性要求较高。
4. 蒸发式燃油混合方式这种混合方式是将燃油先通过喷油嘴喷入进气道中，然后借助发动机运作时的温度和压力，使燃油蒸发后与空气混合。
这种方式可以实现较高的燃油利用率，但对喷油嘴的设计和喷油量的控制要求较高。
5. 气化式燃油混合方式这种混合方式是将液态燃油加热气化后与空气混合，形成混合气进入发动机燃烧室。
这种方式可以提高燃油利用率，但对发动机的设计和气化系统的稳定性要求较高。
综上所述，汽油机混合气形成方式的选择取决于发动机的类型和使用要求，各种混合方式都有其优缺点，需要根据实际情况进行选择。
汽油机可燃混合气的形成
汽油机可燃混合气的形成汽油机是一种常见的内燃机，其工作原理是通过燃烧混合气体产生能量驱动车辆或机械运转。
而汽油机的可燃混合气的形成是实现这一过程的关键。
本文将从混合气的组成、混合气的调配以及混合气的点火等方面，详细介绍汽油机可燃混合气的形成过程。
我们来了解一下汽油机可燃混合气的组成。
可燃混合气主要由空气和汽油组成。
空气中含有氧气，而氧气是燃烧的必要条件。
汽油则是一种燃料，其中含有碳氢化合物。
在燃烧过程中，汽油中的碳氢化合物与氧气发生化学反应，产生二氧化碳、水和能量。
因此，混合气中的氧气和汽油的比例是影响燃烧效果的重要因素。
混合气的调配是形成可燃混合气的关键步骤。
混合气的调配是通过进气系统实现的。
汽油机进气系统通常包括空气滤清器、进气管道、节气门和进气歧管等部件。
空气滤清器的作用是过滤空气中的杂质，保证进入气缸的空气质量。
进气管道将空气引入到发动机内部。
节气门的开度可以调节空气的流量。
而进气歧管则将空气分配到各个气缸中。
通过调节这些部件，可以控制混合气中空气和汽油的比例，以实现最佳的燃烧效果。
混合气的点火是混合气燃烧的关键步骤。
点火系统由点火线圈、火花塞和点火控制装置组成。
点火线圈将电能转化为高压电流，通过火花塞引燃混合气。
点火控制装置则控制点火时间和点火顺序。
在正时点，点火线圈会产生高压电流，使火花塞产生火花，点燃混合气。
混合气的点火需要考虑到点火的时机和点火的能量。
时机过早或过晚，都会影响燃烧效果。
能量不足则无法点燃混合气，能量过大则会造成爆震。
汽油机可燃混合气的形成是一个复杂的过程，需要考虑到混合气的组成、混合气的调配以及混合气的点火等因素。
只有在合适的条件下，混合气才能充分燃烧，释放出足够的能量，推动发动机正常工作。
因此，在汽油机维护和使用过程中，需要对混合气进行合理的调配和点火控制，以确保发动机的高效运行。
汽车发动机原理试题库及答案14120
一、发动机的性能解释术语指示热效率：是发动机实际循环指示功与消耗燃料的热量的比值.压缩比：气功容积与燃烧室容积之比燃油消耗率：发动机每发出1KW 有效功率,在1h 内所消耗的燃油质量平均有效压力：单位气缸工作容积所做的有效功有效燃料消耗率：是发动机发出单位有效功率时的耗油量升功率：在标定工况下，发动机每升气缸工作容积说发出的有效功率有效扭矩：曲轴的输出转矩平均指示压力：单位气缸容积所做的指示功2、示功图：发动机实际循环常用气缸内工质压力P 随气缸容积V（或曲轴转角）而变化的曲线选择题通常认为，汽油机的理论循环为（ A ）定容加热循环 B、等压加热循环C、混合加热循环D、多变加热循环6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。
在膨胀过程中，工质（ B ）A、不吸热不放热B、先吸热后放热C、先放热后吸热D、又吸热又放热发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ）燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础C、活塞输出的功率为基础D、曲轴输出的功率为基础5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）A、定容加热循环B、定压加热循环C、混合加热循环D、多变加热循环6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。
在压缩过程中，工质（ B ）A、不吸热不放热B、先吸热后放热C、先放热后吸热D、又吸热又放热2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ）A、燃料具有的热量为基础B、燃料放出的热量为基础C、气体对活塞的做功为基础D、曲轴输出的功率为基础2、表示循环热效率的参数有（ C ）。
A、有效热效率B、混合热效率C、指示热效率D、实际热效率发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。
A、定容过程B、加热过程C、定压过程D、绝热过程实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。
A、绝热过程B、吸热过程C、放热过程D、多变过程通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。
A、定容B、定压C、混合D、多变实际发动机的膨胀过程是一个（ D ）。
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学 汽
➢ 精确控制燃料喷射量。
车 学
需要精确测量进入气缸的空气量
院
电控汽油喷射系统的混合气控制特点：
➢由台架试验,事先确定不同工况对应的最佳空然比及其 影响因素制成控制脉谱图，存储于ECU的ROM中。
➢ 由专门进气流量测量装置，测量每一工况进入气缸的 空气量，作为控制喷油量的主要依据。
质量流量计、进气压力传感器/ 温度传感器以及转速传感器，
汽油的特点，确定其混合气形成方式和着火方式
➢挥发性好外部混合气形成法均匀可燃混合气
➢点燃温度低强制点燃火焰传播燃烧方式
吉
林
大 问题：限制压缩比过高均匀混合气易爆燃；
学
汽 车
所以，热效率低
学
院
一、外部混合气形成特点 燃料供给方式分为：化油器和电控喷射两种方式
1）化油器式混合气形成原理及特点 混合气形成基本原理：
大蜡
学 汽 车 学 院
➢ 中小负荷：工作温度，雾化条件改善。 此时随节气门开度增加，进气量，r。
随开度a；
常用工况：三效催化+电控 排放： a=1.0
➢全负荷工况：开度最大，输出最大功率。
吉 林
要求供给功率混合气；a=0.8~0.9
大 对经济性和排放问题暂不予考虑
学
汽
车
学
院
➢ 加减速工况：节气门突变，进气量/进气压力变化
a
大 学
✓ a <0.4~0.5时，严重缺氧，不能传播，上限。
汽
车
学
院
火焰前锋面积AT：燃烧室形状和火花塞位置有关
混合气密度T：T ，可提高燃烧速度。
手段：；增压提高进气压力
吉 林 大 学 汽 车 学 院
2．湍流火焰传播速率
湍流：由宏观涡流运动和无数个微小气团的无规
则运动组成。
湍流弱
➢ 特点：
大 学
极间隙处。火花塞附近气流过强，火焰中心散热损
汽 失就增加， i 。
车
学
院
(5)点火能量：点火能量，电极间隙处的混合气更 容易击穿而导通，i。
蓄电池-点火线圈式点火系统的点火能量：与初级 电流切断之前初级线圈所储蓄的能量E成正比。即
吉
E L1i12 2
i1
V R1
(1
R1
e L1
t
)
林 大
其中，L1：初级线圈自感系数；i1：初级电流 ；
学 汽
V：线圈两端电压，R1：初级线圈的阻抗；
车
t：通电时间
学
院
➢ 第II阶段：明显燃烧期，从2点~p最高(3)点
特点： 火焰传遍整个燃烧室
火焰传播速度取决于：层流火焰速度；
混合气紊流状态；
燃烧室形状。
压力急剧升高，用平均压力上升速度评价：
吉
p p3 p2 0.17 ~ 0.25MPa /
大
学
汽
车
成为现代汽车的主导地位
学
院
（2）电控汽油喷射（EFI）式混合气形成特点
进入气缸的空气量和燃料量分别控制： 空气量空气流量计驾驶员控制； 燃料喷射量目标空然比ECU控制。
电控汽油喷射的主要问题：
根据不同工况下进入气缸的空气量，如何精
吉 确控制燃料喷射量控制最佳混合气浓度。
林 大
关键问题：➢确定不同工况下的目标空燃比；
学
汽 车
1945年洛杉矶烟雾事件；1960年制定/1965年实施排放
学 法规重视排放控制技术空燃比的控制精度
院
技术支撑：半导体技术的发展及应用
➢1948年晶体管发明，1957年使用化；1958年发明集 成（IC）电路促进汽车电子技术的发展
电控汽油喷射技术逐渐成熟
➢1970年后基于美国发布安全、排放、油耗三大法规； 1971年微机问世使汽车电子控式技术迅速发展
其中，a：过量空气系数；
车 学
p,Tu:分别为火焰前锋面前未燃气体压力和温度
院
✓ a =0.85~0.95时， UT max;
功率最大功率混合气
✓ a =1.05~1.15时，UT降低不多
且有足够氧，促进完全燃烧
经济性最好经济混合气
✓ a过大， UT太慢，热效率低
吉 林
✓ a >1.3~1.4时，不能传播，下限；
影响进气道表面/进气门背面油膜蒸发；
影响缸内混合气浓度。
加速时：进气量，进气压力，油膜表面压力;
阻碍油膜蒸发， 缸内混合气变稀；
减速时：进气量，进气压力 ，油膜表面压力
吉
使其蒸发量增加， 缸内混合气变浓。
林
大
学 汽 车
因此，造成汽车加减速时游车现象 必须需要相应 地进行喷油量的加减修正。
学
院
§5-2 汽油机燃烧过程
汽 车
存在混合气浓度的着火界限范围。汽油a=0.4~1.4
学
院
2）汽油机各工况对的要求 工况 起动、怠速、中小负荷、全负荷和加减速。 ➢起动工况：n、温度最低，开度小，气流速低；
喷雾及油膜蒸发混合条件最差。
供给a=0.4~0.6;保证缸内可燃混合气的浓度；
问题：CO和HC排放较严重。首次喷射完爆率。
利用空气动力学。
浮子室
高速气流 喉管
吉 设置喉管加快气流速度
林
大 产生喉管真空度喷油；
学
汽 车
高速空气冲散、雾化、蒸发
学
院
这种混合气形成方式存在的问题：
喉管节流：进气阻力，泵气损失 ，v，结冰；
多缸机一个化油器：各缸进气支管不等长，造成各 缸不均匀性较大；
空然比控制精度
吉 林
不能满足现代节能与排放法规的要求淘汰
1972年波许公司开发L-J型质量流量式电控汽油喷射系统
1976年GM公司开发应用应用点火时期的微机控制技术
吉 控制技术由模拟控制向数字控制化发展
林
大 1977年日产/丰田实现用氧传感器对空燃比的反馈控制
学
汽 车
1980年三菱推出卡门涡式空气流量计；1981年波许/日
学 立制作所推出热线式空气流量计
汽 车
称此混合气为功率混合气aP。
学
院
➢ a<0.8~0.9时：混合气过浓，氧气不够；
燃料不完全燃烧放热，燃烧速率； 动力性/经济性； 缸内易积碳，CO，冒烟。
➢a=0.4~0.5时：严重缺氧，大部分燃料不能燃烧；
火焰不能传播而熄火。
吉
称此混合气为着火上限。
林
大 学
对应最佳动力性和最佳经济性的A/F不一致；
➢以节能排放为目的的稀薄燃烧过程时，需要在气
缸内形成A/F的梯度分布 缸内滚流+喷射时刻
吉 （压缩）；喷射压力为2~5MPa
林
大 ➢GDI混合气形成特点：无气道黏附油膜现象，
学 汽
节省额外耗油，起动性、响应性及A/F的控制精确
车 学
缸内雾化、气化吸热有利于 充气效率。
院
三、混合气浓度与发动机性能的关系
大尺度湍流火焰前锋面扭曲，
其面积；形成多个燃烧中心；扩
大火焰前锋燃烧区厚度。
湍流强
吉
林 大
小尺度湍流加大火焰面中燃料
学 分子与空气分子之间的相互渗透，
汽
车 加快湍流火焰传播速率。
学
院
令湍流火焰速率与层流火焰速率之比为火焰速率 比，即
FSR ST S L
则，FSR与湍流强度成比例
火焰速度比
当缸内湍流强度不高时，
大
学 被电控汽油喷射技术替代
汽
车
学
院
2）电控汽油喷射（EFI）式混合气形成
（1）汽车电子技术发展背景 社会要求：
1883年戴姆勒发明 轻便快速汽油机广泛应用
航空技术的发展化油器结冰成为致命缺陷
1930年德国因战争需要着手开发机械式喷射系统
但燃料系统改成机械喷射式成本高，安装不方便
吉
林 大
为降低成本着手开发电控式汽油喷射系统
林
大 学
残气等
汽
车
学
院
(1) 燃料特性和a： 碳链长的烷烃类成分越多自然 性越好，i越短。当a=0.8~0.9时，反应速率最
快，i最短。
(2)点火时刻气缸内的p和T：越高，p()和T越高 反应速度越快 i。但受爆震限制。
(3)r：残余废气是惰性气体其热容高。r，化学
反应速度， i 。
吉
林 (4)缸内气流强度：缸内气流使火焰中心偏离电
院
电控汽油喷射的主要优点：
1． 提高了控制自由度，减小进气阻力，改善各 缸均匀性；进气管设计可按动力性要求设计， 最大限度地提高充气效率。
2．提高空燃比的控制精度，改善经济性，且配 合三效催化转化器的应用，有效净化尾气排放。
吉 3．因汽油喷射雾化，改善混合气形成条件，故提
林 高发动机加减速等过渡工况响应性和冷起动性。
S
：火焰速度；
Lቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
AT：火焰前锋面积
大 学
主要控制明显燃烧期。
汽
车
学
院
影响SL的主要因素：
燃料特性、气缸内压力和温度状态。
用经验公式表示，即
SL
S
L
0
Tu 288
p 101.3
SL0
30.5
54.9
a
(1
1.21
a
)
2
21.8
0.8
a
(1
a
)
吉 林 大
0.22
a
(1
a
)
0.16
学 汽
经济性下降，NOx排放也降低。
车
学
院
➢ a =1.3~1.4时：混合气过稀，燃料分子间距增大；