汽车发动机原理第6章燃烧过程及混合气形成

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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。

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。

动力燃烧的原理

动力燃烧的原理动力燃烧是指在引擎中利用燃料与氧气发生化学反应产生能量，并将能量转化为机械能用于驱动车辆运动的过程。

它是内燃机的基本工作原理，广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具中。

动力燃烧的原理可以分为三个关键步骤：燃烧、膨胀和排放。

首先是燃烧过程。

在内燃机中，通过喷射燃料到氧气中形成混合气，并且引发点火。

点火是通过火花塞产生的火花，将混合气中的燃料点燃。

当燃料进入氧气时，其中的碳氢化合物与气体氧化剂反应，产生水和二氧化碳等废气。

这个燃烧过程具有放热的特点，能够向汽缸内的气体传输能量。

然后是膨胀过程。

在内燃机中，燃料的燃烧产生的高温高压气体会推动活塞向下运动，使得活塞与连杆构成的曲轴相连，从而传递能量。

在往复式内燃机中，曲轴的旋转驱动连杆、活塞、缸体等部件的运动，最终将化学能转化为机械能。

而在涡轮增压发动机中，高温高压气体涡轮会驱动压气机增加压气机的进气压力，提高气缸内气体的密度，进而增加爆发力。

最后是排放过程。

在燃烧过程中，不仅会产生水和二氧化碳等废气，还会产生一些有害物质，如一氧化碳、氮氧化物等。

为了保护环境和人类的健康，燃烧产生的废气需要经过排气系统处理后排放到大气中。

常用的排气处理设备包括催化剂和尾气净化装置，通过一系列化学反应将有害物质转化为无害物质。

动力燃烧的原理可以继续分为两种不同的燃烧方式：汽油燃烧和柴油燃烧。

对于汽油燃烧来说，燃料进入汽缸后形成可燃混合气，进一步被压缩。

这个过程中，汽缸内的气体温度和压力升高，进而使得混合气开始燃烧。

燃烧产生的热能推动活塞向下运动，将燃料的化学能转化为机械能。

汽油燃烧有着较高的反应速率，比较容易产生点火所需的火焰。

这种燃烧方式在高速转速下表现出较好的性能，广泛应用于汽车等领域。

而对于柴油燃烧来说，燃料直接喷射到高压气体中，形成可燃混合气。

柴油燃料因为较高的点火温度而不需要点火系统，只需通过压缩使其自燃。

因此，柴油燃烧的特点是压燃，燃料颗粒在高温高压气体中被压缩导致快速点火和燃烧。

发动机原理第六章柴油机混合气形成与燃烧

2．对柴油机燃烧室的要求：
① α小，但应燃烧完全及时； ② 适度的ΔP/ΔΦ和Pz值；以保证工作柔和，
平稳，可靠； ③ 排气品质好； ④ 变工况适应好；应在负荷、转速变化时，
柴油机性能稳定； ⑤ 冷起动性好； ⑥ 制造、维修方便。
3、直喷式燃烧室的空气涡流运动
空气涡流运动是加速混合气形成的有效手段；也是保证完善燃烧的重要条件。
3．影响喷注质量的主要因素：
喷注结构，喷油压力，气缸内空气的压力，柴油
的粘度等。
二、空气运动对混合气形成的影响
缸内空气的涡流运动能加速雾化的油滴与周围空气的混合，促进燃烧过程的进行。
但涡流过强，会使燃烧产物与邻近的喷注重叠；涡流过强也使进气阻力加大，充量系数下降。
三、典型燃烧室结构分析
1．燃烧室分为两大类:直喷式和分开式。直喷式燃烧室：燃油直接喷入由活塞顶和缸盖形成的
汽油机：提高火焰传播速度。柴油机：保证及时形成较均匀的混合气。
第一节混合气形成与燃烧过程
一、燃烧方式--油滴扩散燃烧
柴油机是在压缩过程中活塞接近上止点时,借助喷油设备将燃油在高压下成雾状喷入燃烧室,以便与空气形成可燃混合气。
油滴的着火要满足两个条件：（1）混合气的温度要高于着火临界温度。（2）混合气的浓度要适当，即混合气的浓度要在
不变）
面容比大，经济性较差，启动性差（传热和流动损失大，装电热塞）
涡流室式燃烧室
1）预燃室式燃烧室
混合气形成：空间雾化混合为主。一般采用轴针式喷油器。
主要特点：
喷雾质量要求不高（预燃室形成强的紊流和二次喷射的燃
烧涡流形成混合气）。
ΔP/ΔΦ较小，工作柔和。空气利用率高，α值可较小。变工况适应性好，对转速不敏感。 NOx排放低启动性差，面容比较大，经济性差低速噪声（惰转噪声）大(预燃室气体速度低，油束贯穿力大，

(完整版)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。

发动机原理_柴油机混合气的形成和燃烧

运动速度和油膜厚度。
二、分隔式燃烧室
涡流室燃烧室 • 预燃室燃烧室涡流室容积约占整个燃烧室压缩容积的50%-60% • 预燃室容积约占整个燃烧 • 通道的截面积约为活塞截室压缩容积的35%-45% 面积的 1%～3.5％ • 通道的截面积约为活塞截 • 涡流室燃烧过程面积的0.3%-0.6％ • 预燃室燃烧过程
机械噪声
由曲轴连杆活塞机构、配气
机构、齿轮系、喷油泵及其它附属机构等部分的高速运动并与其相邻零部件发生频繁的机械撞击，激励结构振动而产生的噪声。
燃烧噪声
因为迅速地燃烧引起燃烧室
内压力急剧变化
控制噪声与振动的措施
1）控制燃烧过程来降低燃烧噪声。 2）改进机体等有关零部件的结构，降低结构振动的振幅和提高共振频率。 3）为减小撞击力，尽可能减小缸套与活塞之间、轴承、传动齿轮等处的间隙。为减小惯性力应减小运动件的质量，并在可能的情况下，适当降低活塞平均速度。 4）应用吸振减振材料制造薄板零件 5）改进消声器的结构、材料；改进空气滤清器、冷却风扇等的设计及适当调节配气相位以降低气体动力噪声。 6）遮蔽噪声源
三、对喷射系统的要求
理想的喷油规律：更高的喷射压力和喷油速率以及更短的喷油持续时间已是技术发展的一个明显趋势。为避免柴油机工作过于粗暴，又希望实现“先缓后急”的喷油规律。在所有的工况下都希望在喷射结束阶段能尽可能迅速地结束喷射。
四、柴油机电控喷射系统
电控喷射系统突出优点是控制的准确性和响应的快速性。系统的基本控制量： • 循环喷油量的控制 • 供油提前角控制
第二节燃油喷射和雾化
一、供油系统和喷射过程
柴油机供油系统喷油泵速度特性及其校正喷射过程供油规律和喷油规律不正常喷射现象和喷射系统中的穴蚀破坏

柴油机混合气形成和燃烧

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三、柴油机的有害排放物和振动噪声
CO和HC的生成机理与汽油机相同，但a>1，缝隙激冷效应
小，故其排放小。柴油机有害排放物：NOx, PM, 且二者矛盾。 CO2 1) NOx的生成机理:
根据燃料及其混合气形成方式分为：热力NO(Themal NO)和快速NO（Prompt NO） ➢ 热力NO产生条件：高温、富氧、滞留时间汽油机
适应高效率低排放燃烧方式的要求
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二、喷射雾化和油束特性
➢ 喷雾(油束)特性取决于喷油器的结构、喷射压力和背压，是影响混合气形成的主要因素
➢ 油束特性：用几何形状和雾化质量评价
几何形状：贯穿距离L ；贯穿率和喷雾锥角或B
贯穿率：油束射程与喷孔出口沿喷孔轴线到达燃烧室壁面的距离的比
核心部分液滴密集，速度高
.
粒径分布
粒子直径/nm
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高温：在预混合火焰温度2000~2400K范围内出现峰值；在
扩散火焰区缺氧
实验结果
未氧化PM。
由 HC
向碳烟
的转换
T>2400K时：PM
率
计算结果
C原子不易凝聚；
已形成的碳烟氧化。
急速加热到1700K以上时，聚乙炔及碳蒸汽成为中间产物而生成碳烟
➢危害：致癌物；大气可见度
喷射压力与供油压力有关; 但非线性关系，不可控。
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直列泵
VE型分配泵：一个柱塞，与固定
在一起的端面凸轮盘一同旋转
调速手柄
调速套筒飞锤燃油入口
停车调速弹簧手柄
流回油箱
溢流节流孔
张力杠杆断油阀
供油量控制：通过驾驶调压阀员/调速器调节油量控制

汽车发动机基本原理

汽车发动机基本原理第一，进气过程。

汽车发动机通过进气道将外界空气引入进气歧管，在进气歧管中混合一定量的燃油形成可燃混合气。

进气阀的开闭控制了空气的流入，节奏与速度的大小由油门踏板的位置决定。

第二，压缩过程。

进气阀闭合后，活塞开始向上移动，将混合气体压缩到汽缸的顶部。

此过程会将混合气体的体积缩小，使混合气体的温度和压力升高。

这种压缩使得混合气体更容易被点燃。

第三，燃烧过程。

在活塞抵达顶死点附近时，点火系统会向汽缸内的混合气体中喷射火花，引发混合气体的燃烧。

燃烧产生的高温高压气体将使汽缸内的压力迅速增加，并推动活塞向下移动。

燃烧的主要燃料为汽油，燃烧后产生的气体会膨胀，将能量转化成活塞的线性运动。

第四，排气过程。

活塞再次向上运动，将燃烧后的废气排出汽缸。

在此过程中，排气阀会打开，废气会通过排气管排出汽车。

废气中含有一些有害物质，如一氧化碳和氮氧化物，这是后来汽车排放控制的重要问题。

在这个四个过程中，汽车发动机的运动由曲轴和连杆机构转换成活塞的往复运动，并通过传动系统将产生的动力传递给车轮以驱动汽车行驶。

发动机的性能受到多种因素的影响，包括气缸数量、工作方式、缸径和活塞行程等等。

除了基本原理之外，现代汽车发动机还有一系列的控制系统来确保发动机的正常运行。

这些控制系统包括点火系统、供油系统、冷却系统和排放控制系统等等。

这些系统通过传感器和电子控制单元的协调工作，对发动机的运行进行监测和调节，以提高燃烧效率，降低排放和节省燃料。

总之，汽车发动机的基本原理是通过将燃料燃烧产生的高温高压气体转换成活塞的运动，从而产生驱动力。

它是汽车行驶的核心部件，也是汽车工程技术的关键。

随着科技的发展，发动机的效率和环保性能将不断提高，为汽车行业的可持续发展提供更多可能。

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。

发动机的工作原理

发动机的工作原理引言概述：发动机是现代交通工具中不可或缺的重要组成部分，它负责产生动力以驱动车辆运行。

了解发动机的工作原理对于驾驶员和机械工程师来说至关重要。

本文将详细介绍发动机的工作原理，包括燃烧过程、气缸循环、燃油供给、点火系统和排气系统。

一、燃烧过程1.1 空气和燃料混合发动机的燃烧过程始于空气和燃料的混合。

空气通过进气道进入发动机，同时燃料由喷油器喷入燃烧室。

混合物的比例对燃烧效率和动力输出有重要影响。

1.2 压缩混合物被活塞压缩，压缩过程中空气和燃料分子之间的碰撞增加，使混合物的温度和压力升高。

压缩过程中，发动机的缸体和活塞起到密封作用，确保混合物不会泄漏。

1.3 燃烧点火系统引燃混合物，产生火花，使混合物燃烧。

燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，转化为机械能。

燃烧过程中产生的废气会通过排气系统排出。

二、气缸循环2.1 吸气冲程活塞从上往下运动，通过进气门将空气吸入气缸。

进气门在活塞下行时打开，活塞上行时关闭，确保空气只能进入气缸而不会泄漏。

2.2 压缩冲程活塞从下往上运动，将进入气缸的空气和燃料混合物压缩。

压缩过程使混合物的密度增加，为燃烧提供更好的条件。

2.3 工作冲程燃烧过程推动活塞向下运动，产生机械能。

活塞下行时，排气门打开，废气通过排气系统排出。

活塞上行时，进气门关闭，确保混合物不会泄漏。

三、燃油供给3.1 燃油系统燃油系统负责将燃料从油箱输送到发动机燃烧室。

它包括燃油泵、喷油器和燃油滤清器等组件。

燃油泵将燃料从油箱抽取，并将其送入喷油器。

喷油器根据发动机的工作状态和负荷需求，以适当的压力和时间将燃料喷入燃烧室。

3.2 燃油喷射喷油器将燃料以细小的液滴喷入燃烧室。

喷油器的喷射方式和时间根据发动机的工作要求进行调整，以确保燃料的充分燃烧和燃油经济性。

3.3 燃油过滤燃油滤清器用于过滤燃料中的杂质和污染物，以防止其进入发动机，保护发动机的正常工作。

定期更换燃油滤清器有助于保持发动机的性能和寿命。

清华大学汽车工程系车辆工程专业（本科）《汽车发动机原理》教学大纲

清华大学汽车工程系车辆工程专业（本科）《汽车发动机原理》教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质和任务《汽车发动机原理》是车辆工程专业本科生的专业必修课。

通过对热力机械的共性问题，如动力如何获取和输出，能量如何消耗和利用；两种典型内燃机（点燃式汽油机和压燃式柴油机）的燃料供给、混合气形成、着火、燃烧；车用内燃机运行特性与性能的调节与控制等发动机基本理论的教学，使学生对发动机的工作过程有深入的了解，能熟知发动机相关参数的运行范围，能掌握基本的发动机性能分析方法。

为今后从事发动机和汽车开发、研究、生产提供必备的专业理论知识和技术基础。

二、本课程与相关课程的关系《汽车发动机原理》是车辆工程专业本科生的两门核心专业课之一（另一门是《汽车理论》），安排在大三春季学期上课。

在这之前有《汽车构造1》和《汽车发动机拆装》，这两门课是专业平台课，是学习《汽车发动机原理》必修的基础专业课。

同时，《汽车发动机原理》又是学习其他专业课，如《发动机设计》、《内燃机增压与增压技术》和《内燃机燃料供给》等的必修课。

三、课程的教学基本要求本课程要求学生对汽车发动机（汽油机和柴油机）的结构有基本的了解，并且具备必要的工程热力学、流体力学和传热学等方面的基础知识。

要求学生上课作笔记，认真听讲，积极思考，参加课堂讨论，按时完成布置的作业。

四、教学方法和教学形式建议本课程涉及的知识面较宽。

以课堂讲授为生，辅以一定量的课堂讨论和自学。

第二部分教学时数、教材、考试一、学时分配总学时48：授课学时44，讨论课学时4教学内容授课学时1、性能指标与影响因素 42、燃料与工质 43、循环分析与能量利用 44、换气过程与循环充量 45、燃烧基础知识 46、燃烧过程及混合气形成 47、特殊燃烧问题的机理与对策 48、有害物排放的生成与控制 49、燃烧室与调节参数的优化 610、汽车发动机运行特性 411、柴油机调速特性 2合计44二、教材与参考书目教材：刘铮, 王建昕.《汽车发动机原理教程》.北京: 清华大学出版社, 2001年参考书：（1）周龙保等.《内燃机学》.北京:机械工业出版社,1999年（2）董敬等.《汽车拖拉机发动机》（第3版）.北京:机械工业出版社,1997年（3）唐开元等.《内燃机原理》.译自“Internal Combustion Engine Fundamental”, J.B.Heywood 三、考试两次考试：期中考试；期末考试。

动力之源汽车发动机工作原理

动力之源汽车发动机工作原理动力之源：汽车发动机工作原理汽车发动机是汽车的核心部件，是提供动力的重要组成部分。

它通过能源转化为机械能，推动汽车运行。

本文将详细介绍汽车发动机的工作原理。

一、燃烧室中的燃料空气混合物汽车发动机的工作原理首先涉及到燃烧室中的燃料空气混合物。

发动机使用内燃式原理，将燃料和空气混合后点火燃烧，产生能量。

燃料在汽车中一般是汽油或柴油，空气则是通过进气系统引入进燃烧室的。

二、汽缸内的往复运动汽车发动机的柱塞运动是实现燃料燃烧的关键。

每个汽车发动机通常都有多个气缸，每个气缸内都装有一个活塞（柱塞）。

活塞在气缸内做往复运动，从而达到燃料燃烧的目的。

三、工作循环：四冲程循环汽车发动机一般采用四冲程循环，也被称为奥托循环。

它包括进气冲程、压缩冲程、工作冲程和排气冲程。

1. 进气冲程：汽缸活塞从上死点下行，气门进入开启，进气门下斜，汽缸内便是低于大气压力的负压。

此时活塞下降，吸气门开启，进气门关闭，燃料空气混合物通过进气门进入进入汽缸。

2. 压缩冲程：活塞自下而上运动，气缸中的燃料空气混合物被压缩，使其体积减少，压力升高。

此时，气缸内的温度也会急剧上升。

3. 工作冲程：活塞达到上冲顶点后，点火系统引发火花塞火花，点燃燃料空气混合物。

燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，将化学能转化为机械能。

4. 排气冲程：活塞再次上升，从气缸中将燃烧后的废气排出。

同时，气门开启，排气门开启，废气经过排气门排出，准备进行下一个工作循环。

四、点火系统和供油系统汽车发动机工作还依赖于点火系统和供油系统的正常运行。

1. 点火系统：点火系统的作用是在燃烧室中产生一个能够点燃燃料空气混合物的火花。

它由火花塞、点火线圈和电控模块等组成。

当点火系统接收到来自电控模块的信号时，火花塞产生火花，点燃燃料空气混合物。

2. 供油系统：供油系统的作用是提供适量的燃料供给燃烧室。

供油系统一般由燃油泵、喷油嘴和燃油压力调节器等组成。

汽车发动机的工作原理

汽车发动机的工作原理汽车发动机是汽车的心脏，是汽车动力系统的核心部件。

它的工作原理直接关系到汽车的性能和效率。

下面我们来详细介绍汽车发动机的工作原理。

首先，汽车发动机是通过内燃机的方式来提供动力的。

内燃机是指在密闭的燃烧室内，将燃料和空气混合后点燃，利用燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功的机器。

常见的汽车发动机有汽油发动机和柴油发动机两种。

汽油发动机是通过点火塞点火，将混合气点燃，产生爆炸推动活塞运动，从而驱动汽车运行。

而柴油发动机是通过高压喷油器将柴油喷入燃烧室，利用高温高压气体自燃，推动活塞做功。

其次，汽车发动机的工作原理涉及到四个基本过程，进气、压缩、燃烧和排气。

首先是进气过程，汽车发动机通过进气门将空气吸入气缸内，与燃料混合后形成可燃混合气。

接着是压缩过程，活塞向上运动将混合气压缩，使其温度和压力升高。

然后是燃烧过程，点火系统点燃混合气，产生爆炸推动活塞做功。

最后是排气过程，活塞向上运动将燃烧后的废气排出气缸外。

再次，汽车发动机的工作原理还涉及到几个重要部件，活塞、曲轴、气门、点火系统和供油系统。

活塞是发动机内部的运动部件，通过连杆与曲轴相连，将往复运动转化为旋转运动。

曲轴是发动机的动力输出轴，将活塞的往复运动转化为旋转运动输出到变速器。

气门控制着气缸内的进气和排气，保证发动机正常的工作循环。

点火系统负责点燃混合气，使发动机正常燃烧。

供油系统则负责将燃料喷入气缸内，保证发动机正常燃烧。

最后，汽车发动机的工作原理直接影响到汽车的动力性能和燃油经济性。

合理的发动机设计和优化的工作原理可以提高汽车的动力输出和燃油利用率，降低尾气排放，减少环境污染。

综上所述，汽车发动机的工作原理是通过内燃机的方式提供动力，通过进气、压缩、燃烧和排气四个基本过程完成动力输出。

同时，发动机内部的活塞、曲轴、气门、点火系统和供油系统等部件协同工作，保证发动机正常运行。

汽车发动机的工作原理直接关系到汽车的性能和效率，是汽车动力系统的核心。

《发动机原理》(教案大纲)

《发动机原理》教学大纲课程编码：课程名称：发动机原理英文名称：Fundamental of Automobile Engine开课学期：6学时/学分：64/4或36/2 （其中实验学时：8或4 ）课程类型：专业课开课专业：热能与动力工程专业或车辆工程选用教材：《发动机原理》（第2版）林学东编著机械工业出版社2015.01执笔人：一、课程性质、目的与任务本课程是汽车发动机及车辆工程专业本科生必修的一门主要专业理论课。

本课程的目的是通过本课程的学习，使学生掌握发动机的能量转换的基本原理及其性能评价方法、影响发动机性能因素的分析方法；了解提高或改进发动机性能的主要途径和措施。

为合理使用、正确调整以及汽车动力传动系统合理匹限奠定理论基础；同时初步掌握发动机的试验方法和实验技能。

二、教学基本要求本课程主要讲述汽车发动机的工作原理及其特性，它以发动机性能指标为主要研究对象，介绍发动机的基本工作原理，分析影响内燃机各工作过程以及性能指标的各种因素。

从节能减排角度合理组织发动机工作过程以及如何提高其性能是本课程的中心内容。

通过本课程的学习，使学生牢固掌握发动机的性能指标、性能特性及其分析方法和主要影响因素；初步掌握发动机的试验方法及其数据处理和万有特性制取方法；为汽车动力系统合理匹时奠定理论基础。

根据总学时的要求，内容可根据具体培养要求进行删减。

三、各章节内容及学时分配第一章绪论教学目的与要求本章节着重介绍汽车发动机在国民经济中的重要作用。

通过本章的学习，使学生了解内燃机的发明与发展历程，以及不同阶段汽车发动机发明发展过程中存在的问题，正确对待发动机原理这门课程，正确对待以发动机为动力源的汽车发展对社会环境与文明的影响，明确本课程的学习目的和方法，培养对本课程的学习兴趣。

1.1本课程的任务、要求和学习方法1.2内燃机与汽车及其发展史简介1.3汽车工业的发展阶段1.4汽车发展对社会环境的影响考核要求：了解内燃机在国民经济中的作用、内燃机的发展历史、现状及趋势。

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。

6单元柴油机的燃烧过程和燃烧规律

②减小备燃期内喷入的油量（选择合适的喷油规律，先少后多）；
③控制蒸发速度（油膜蒸发缓和）；
3）排气冒黑烟
缓燃期燃油被高温废气包围：高温缺氧→裂解→脱氢 →聚合形成碳烟。一般在高负荷时发生如汽车加速，爬坡或超载。
减少冒黑烟的措施： ①增大过量空气系数α：改进进气系统ην↑，减少喷油量降低功率使用。
单元6 柴油机混合气的形成和燃烧
课前回顾
问题一：传统汽油机与柴油机的混合气形成方式及着火方式有什么不同？
汽油机：缸外形成混合气，点燃；柴油机：缸内喷射，压燃。
问题二：为什么传统汽油机采用缸外混合，火花塞点燃式燃烧，柴油机采用缸内喷射，压燃式燃烧？
燃料的品性决定了混合气的形成方式及着火方式。
蒸发性：汽油＞柴油；发火性（自燃性）：柴油＞汽油。
1）泵-管-喷嘴系列（1）直列柱塞泵
高压油管燃油滤清器停油电磁阀
回油管润滑机油管
P7100泵正时齿轮
4、应用吸振减振材料制造薄板零件，如油底壳、缸盖罩等。在缸体与油底壳之间、缸盖与缸盖罩之间采用较“软”的垫片，对振动起到阻尼使用。
5、改进消声器的结构、材料；改进空气滤清器、冷却风扇等的设计以及适当调节配气相位，以降低气体动力噪声。
6、遮蔽噪声源，采用对作为主要噪声源的发动机的局部或整体加隔声罩的方法等。
6-1柴油机燃烧过程
1、混合气形成特点： 3）混合气形成不均匀，为了提高经济性总体过量空气系数>1.2。导致容积利用率低，升功率低（傻大黑粗）。
傻大黑粗
高富帅？？？
6-1柴油机燃烧过程
2、混合气形成方式：油膜蒸发混合，燃料大部分顺气流方向喷到燃烧室壁面上，形成一层油膜，油膜受热蒸发，在旋转气流作用下与空气相混合形成可燃混合气。

汽车理论之柴油机混合气的形成和燃烧

内适当的空气运动。
3、混合气形成的基本方式
1）空间雾化混合将燃油喷向燃烧室空间进行雾化，
通过燃油与空气间的相互运动和扩散，在空间形成可燃混合气。相对运动速度越高，混合气越均匀。
采用多孔喷嘴，燃烧完全，经济性好。初期空间分布燃料多，燃烧迅速，工作粗暴。
2）油膜蒸发混合空间雾化混合是将燃料喷在燃烧室空间。油膜蒸发型混合：将燃料喷在燃烧室壁面上，使之成为薄薄的一层油膜，只有一小部分燃料分布在燃烧室空间。经燃烧室壁面和燃烧加热，边蒸发，边混合，
产生进气涡流运动的方法有:切向进气道、螺旋进气道、组合进气系统。
（2）压缩涡流：
在涡流室式燃烧室中，气体在进气过程中并不产生涡流，而在压缩过程中由主燃烧室经连通道进入涡流室时，形成强烈的压缩涡流。虽然这种产生涡流的方式不会使进气阻力增大和进气充量下降，但形成压缩涡流时会伴随着不同程度的能量损失，使循环热效率降低。
2、速燃期
速燃期: B点到C点。从开始着火到出现最高压力。特点：形成多个火焰中心，持续喷油，即随喷随燃。压力急剧上升而达到最高（有可能达到13MPa以上）。
速燃期
•压力升高率大，燃烧迅速，柴油机的经济性和动力性会较好； •压力升高率过大，则柴油机工作粗暴，燃烧噪音大；同时运动零件承受较大的冲击负荷，影响其工作可靠性和使用寿命等。
3、缓燃期
缓燃期为图中的 CD 段，即从最大压力点至最高温度点。
当缓燃期开始时，虽然气缸内已形成燃烧产物，但仍有大量混合气正在燃烧。
缓燃期
4、补燃期
从最高温度点起到燃油基本烧完时为止称为补燃期，即图中DE段。
补燃期的终点很难准确地确定，一般当放热量达到循环总放热量的 95 ％ —99 ％时，可认为补燃期结束。

柴油机混合气的形成和燃烧

3．供油提前角（或喷油提前角）供油提前角过大，喷油时气缸内温度、压力较低，着火落后期较长，压力升高率和最大爆发压力增大，导致柴油机工作粗暴，NOx的排放量增加。过早燃烧还会增加压缩负功，降低柴油机的经济性和动力性。供油提前角过小，则燃油不能在上止点附近及时燃烧，对柴油机的经济性和动力性也不利，微粒的排放也会增加。过迟燃烧还会使燃烧温度升高，散热损失增加。对于每一种工况，均有一个最佳的供油提前角，此时在负荷及转速不变的前提下，功率最高,有效燃油消耗率最低。但为了兼顾降低NOx 的排放量和燃烧噪声的需要，一般调节供油提前角略小于最佳的供油提前角。
2. 活塞材料的影响铸铁活塞与铝合金活塞相比其温度较高，可以缩短着火延迟期，因此在其他条件相同时，采用铸铁活塞的柴油机工作比较柔和。
3.喷油规律的影响喷油规律是指单位时间（或转角）的喷油量即喷油速度随时间（或转角）而变化的关系。从减轻燃烧粗暴性考虑，比较理想的喷油规律是“先缓后急”即在着火延迟期内喷入气缸的油量不宜过多，以控制速燃期的最高燃烧压力和平均最大压力升高率，而着火燃烧后，应以较高的喷油速率将燃油喷入气缸，停油应干脆迅速，喷油延续角不宜过大，目的是使燃烧过程尽量在上止点附近进行，以获得良好的性能。
（四）补燃期
从最高温度点起到燃油基本烧完时为止称为补燃期。补燃期的终点很难准确地确定，一般当放热量达到循环总放热量的95％—99％时，可认为补燃期结束。补燃期内燃油的燃烧可称为后燃，由于燃烧时间短促，混合气又不太均匀，总有少量燃油拖延到膨胀过程中继续燃烧。特别在高速、高负荷工况下，因过量空气系数小，混合气形成和燃烧的时间更短，这种后燃现象就更为严重。在补燃期中，由于活塞下行了相当的距离，气缸内容积增大很多，缸内压力和温度迅速下降，故燃烧速度很慢，所放出的热量很难有效利用，还使排气温度升高，导致散热损失增大，对柴油机的经济性不利。此外，后燃还增加了有关零件的热负荷。因此，应尽量缩短补燃期，减少补燃期内燃烧的燃油量。