汽车发动机原理第四章燃料与燃烧化学
汽车发动机原理第四章燃料与燃烧
1.4~7.6 42.5~44.4
250 860
1.0~6.0 43.97 297 679
— 38.41
— 880
5.0～13.9 50 — —
2.4～9.5 46.42 — 506
7.3～36.9 4.3～19
20.26
27.20
1101
862
779
725
3.4～18 27.60 410 660
一、着火方式及着火机理
（一）着火机理
(1)热自燃
在着火的准备阶段，混合气进行着氧化过程，放出热量。放热的同 时，由于温差的原因，会对周围介质散热。若化学反应所释放出的 热量大于所散失的热量，混合气的温度升高，进而促使混合气的反 应速率和放热速率增大。这种相互促进，最终导致极快的反应速率 而着火。这就是热自燃，或称热爆。
第三节 燃烧的基本理论
一切燃烧过程都由着火和燃烧两个阶段组成。着火 阶段是物质燃烧的准备阶段，是着火的物理和化学 的准备过程。所谓物理准备过程是燃烧经过雾化、 受热蒸发并与空气形成可燃混合气等项准备；所谓 化学准备过程则包括可燃混合气形成后，在自燃以 前发生的焰前氧化过程，氧化反应的速度很低，压 力和温度均无明显升高。在此缓慢氧化的过程中， 可燃混合气逐渐积累起热量或活化中心，自身加速 了反应进行的速度，最后出现火焰使混合物的燃烧 转入第二阶段。
《汽车发动机原理》课件
第四章 燃料与燃烧
目录
第一节 发动机燃料及使用特性 第二节 燃烧热化学 第三节 燃烧的基本理论
第一节 发动机燃料及使用特性
作为汽车发动机的燃料，应具备资源丰富，保 证供应充足，其理化特性适应发动机燃烧及车辆 行驶综合性能的要求，并能满足排放法规要求， 续驶里程长、储运安全方便等特点。
发动机原理与汽车理论发动机原理基础知识
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燃烧过程
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结论：膨胀
发动机的实际膨胀过程与压缩过程很相似，也是一 个复杂的热力过程（吸热量大于放热量、吸热量等于 放热量、吸热量小于放热量）。总体来说，缸内气体 的吸热量大于放热量。 膨胀过程不仅有散热损失和漏气损失，还有补燃损 失。 膨胀过程终了b点的压力和温度越低，说明气体膨胀 和热量利用越充分。
发动机原理与汽车理论 发动机原理基础知识
2
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
原子数，单：k=1.67，双：cvk=1.4，三：k=1.3。
根据热力学公式和循环平均压力可求出混合加热循环的平均 压力为：
pt
k 1
p1
k 1
1
k
1t
影响因素
定容加热循环。
由4个热力过程组成:（ρ=1）
循环净功为W 。
将ρ=1代入混合加热循环计算式中。
定容加热循环的热效率为：
t
1
1
k 1
定容加热循环的平均压力为： pt
k p1
1 k 1
1t
影响因素
18
4.理想循环的影响因素
（1）压缩比ε。ε提高,循环热效率ηt和平均压力pt提高。因 为ε提高，可以提高压缩终了的温度和压力，在定容加热量一定 时，缸内最高压力提高，使膨胀功增加。
(2）压力升高比λ和预胀比ρ。在定容加热循环中，压力升高比 λ增加，循放加热量增加(在ε一定时)，使循环净功W0和循环放 热量Q2均相应增加, 所以循环热效率不变，但循环平均压力提高； 在混合加热循环中(在ε和总加热量一定时) ，λ提高，预胀比 ρ减小，循环热效率和平均压力提高。
汽车发动机原理第4章 课后习题答案
第四章复习思考题1.说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点。
答：燃烧过程：（1）着火落后期：它对每一循环都可能有变动，有时最大值是最小值的数倍。
要求：为了提高效率，希望尽量缩短着火落后期，为了发动机稳定运行，希望着火落后期保持稳定（2）明显燃烧期：压力升高很快，压力升高率在0.2-0.4MPa/(°)。
希望压力升高率合适（3）后燃期：湍流火焰前锋后面没有完全燃烧掉的燃料，以及附在气缸壁面上的混合气层继续燃烧。
希望后燃期尽可能的短。
2.爆燃燃烧产生的原因是什么?它会带来什么不良后果?答：燃烧室边缘区域混合气也就是末端混合气燃烧前化学反应过于迅速，以至在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然，引发爆燃爆燃会给柴油机带来很多危害，发生爆燃时，最高燃烧压力和压力升高率都急剧增大，因而相关零部件所受应力大幅增加，机械负荷增大；爆燃时压力冲击波冲击缸壁破坏了油膜层，导致活塞、气缸、活塞环磨损加剧，爆燃时剧烈无序的放热还使气缸内温度明显升高，热负荷及散热损失增加，这种不正常燃烧还使动力性和经济性恶化。
3.爆燃和早燃有什么区别?答：早燃是指在火花塞点火之前，炽热表面点燃混合气的现象。
爆燃是指末端混合气在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然的现象。
早燃会诱发爆燃，爆燃又会让更多的炽热表面温度升高，促使更加剧烈的表面点火。
两者相互促进，危害更大。
另外，与爆燃不同的时，表面点火即早燃一般是在正常火焰烧到之前由炽热物点燃混合气所致，没有压力冲击波，敲缸声比较沉闷，主要是由活塞、连杆、曲轴等运动件受到冲击负荷产生震动而造成。
4.爆燃的机理是什么?如何避免发动机出现爆燃?答：爆燃着火方式类似于柴油机，同时在较大面积上多点着火，所以放热速率极快，局部区域的温度压力急剧增加，这种类似阶越的压力变化，形成燃烧室内往复传播的激波，猛烈撞击燃烧室壁面，使壁面产生振动，发出高频振音（即敲缸声）。
避免方法：适当提高燃料的辛烷值；适当降低压缩比，控制末端混合气的压力和温度；调整燃烧室形状，缩短火焰前锋传播到末端混合气的时间，如提高火焰传播速度、缩短火焰传播距离。
第四章 柴油机的燃料与燃烧过程
蒸发性好的组成成分其发火性差。90％和95％馏出温度标志柴油
中所含重质成分的数量。90％和95％馏出温度高，说明柴油中重
质成分较多，其挥发性较差，在气缸内不易蒸发，与空气混合不
均匀，导致排气冒烟和积炭增加；因此，应对90％和95％馏出温
度有所控制，要求其值较低。一般要求柴油的50％馏出温度应适
宜，90％馏出温度和95％馏出温度应比较低。
2）中、小型柴油机：除依靠喷雾条件的改进， 还必须依靠强烈的涡流运动—分隔式燃烧室；
2. 油膜蒸发混合
1）大部分燃油 燃燒室壁
蒸发
汽化 混合
进气涡流
油膜
压缩涡流
混合气
热分层效应 有效利用空气
2）少部分燃油以油雾形式分散在燃烧室空间， 完成着火准备，形成火源，点燃油膜蒸发混 合形成的可燃混合气。
控制燃烧室的壁温和油量，可抑制燃烧 前期的反应，控制燃烧过程的进展。
20℃，适合于冬季或寒冷地区使用。
第二节 柴油机混合气的形成
化学能 燃烧 热能 膨胀做功 机械能 一、混合气形成的特点
与汽油机相比，柴油机的混合气形成有如下的特点。首先是柴 油机的混合气形成只能在气缸内部进行；其次是混合气形成所占时 间甚短，一般占15°～35°曲轴转角，在0.0007～0.003秒的时间 内燃油经历破碎雾化、吸热、汽化、扩散与空气混合等过程，因而 混合气成分在燃烧室各处很不均匀，而且随着燃油的不断喷入在不 断改变。这就迫使柴油机的过量空气系数远大于汽油机。柴油机的 过量空气系数一般为1.2～1.5，致使气缸工作容积利用率降低。
3）介质反压力 介质的密度增加，反压力增大，作用在油
束上的空气阻力增加，有利于燃料雾化，喷雾 锥角增加，射程缩短。
4）喷油泵凸轮外形及转速
发动机原理与汽车理论汽油机的燃料与燃烧课件
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发动机原理与汽车理论汽油机的燃 料与燃烧课件
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二、汽油机对混合气的要求
（1）怠速工况 （2）小负荷工况 （3）中等负荷工况 （4）大负荷工况和全负荷工况 （5）冷起动工况 （6）暖机工况 （7）加速工况
发动机原理与汽车理论汽油机的燃 料与燃烧课件
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三、汽油机混合气的形成
1．汽油机混合气的形成过程 （1）单点喷射汽油机混合气的形成过程。 （2）多点喷射汽油机混合气的形成过程 （3）缸内喷射汽油机混合气的形成过程
一、汽油机的排气污染物 二、汽油机排气污染的控制措施
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一、汽油机的排气污染物
1．一氧化碳（CO） 2．碳氢化合物（HC） 3．氮氧化合物（NOX） 4．二氧化碳（CO2） 5．二氧化硫（SO2）
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二、汽油机排气污染的控制措施
二、汽油机的不正常燃烧
1.爆燃： 2.表面点火：
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爆燃
1.爆燃：在某种条件下（如压缩比过高或点火过早），汽 油机的燃烧变得不正常（这时火焰传播速度和火焰前锋形 状发生急剧的变化），上止点附近的压力急剧波动。 2.爆燃时外部特征： 1）发出金属振音（敲缸）； 2）冷却系统过热（冷却水、润滑油温度均上升），汽缸 盖温度上升； 3）在轻微爆震时，功率略有增加；强烈爆震时，功率下 降，转速下降，发动机有较大的振动。
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三、汽油机混合气的形成
2．汽油机混合气形成过程的控制 （1）顺序喷射方式喷油正时控制（图3-2和图3-3 ） （2）分组喷射方式喷油正时控制（图3-4和图3-5） （3）同时喷射方式喷油正时控制（图3-6和图3-7） （4）异步喷油正时控制
中职教育-《汽车发动机原理》第三版课件：第四章 汽油机混合气形成和燃烧(张志沛 主编 人民交通出版社).ppt
2. 点火提前角 对应于每一工况都存在一个最佳点火提前角，这时
汽油机的功率最大，燃油消耗率最低。
汽油机的点火提前角调整特性 ａ)节气门全开时；ｂ)转速ｎ ＝１６００ｒ/ ｍｉｎ
3. 转速 转速增加时，汽缸中紊流增强，火焰传播速度大体与转
速成正比增加，因而燃烧过程缩短，应加大点火提前角。
4. 负荷 在转速一定，而负荷减小时，需要增大点火提前角。
采用排气热交换器的改进型 ＶＣＲ 均质压燃汽油机
二、点火提前角的控制
1.确定最佳点火提前角的各种因素 最佳点火提前角的数值必须视燃料性质、转速、负荷、
混合气浓度等很多因素而定。
１)发动机转速 点火提前角应随发动机转速升高而增大。
２)负荷 负荷减小，进气歧管真空度增大，进气量减少，汽缸内
的温度和压力均降低，燃烧速度变慢，燃烧过程所占的曲轴 转角增大， 应适当增大点火提前角。
电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量 计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输 出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。
电控单元由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。
发动机管理 系统框图
四、喷油量的控制
1.起动控制 起动时，由于转速很低，波动大，空气流量计的进气
2. 燃烧速度
燃烧速度是指单位时间内燃烧的混合气数量。
火焰传播速度ＵＴ 是决定急燃期长短的主要因素。现 代汽油机ＵＴ 可高达５０ ~８０ｍ/ ｓ。影响ＵＴ 的主要因 素是燃烧室中气体的紊流程度、混合气的浓度和混合气的 初始温度等。
可燃混合气的密度ρＴ 增大，可提高燃烧速度。 火焰前锋面积ＡＴ 与燃烧室的几何形状及火花塞的 位置密切相关。
4.反馈控制
反馈控制又称为闭环控制，利用反映混合气浓度的传 感器对每一瞬间进入发动机的混合气浓度进行检测，并将 检测结果输入ECU。 ECU根据反馈信号，不断修正喷油量， 使混合气浓度始终保持在理想范围内。这种控制方式可以 进一步提高喷油量的控制精度，并可避免由于元件制造误 差或使用老化带来的影响。
汽车发动机原理第四章 燃料与燃烧
第4章 燃料与燃烧基础知识 4.1 发动机燃料与使用特性
二、燃料使用特性 一、汽油
油品的一大类。复杂烃类(碳原子数约 4～12)的混合物。 无色至淡黄色的易流动液体。沸点范 围约初馏点30℃至205℃，空气中含 量为74～123g／m3时遇火爆炸。主 要组分是四碳至十二碳烃类。易燃。 汽油的热值约为44000kJ/kg。燃料的 热值是指1kg燃料完全燃烧后所产生 的热量。
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第4章 燃料与燃烧基础知识 4.1 发动机燃料与使用特性
一、汽油 2.制备
由石油分馏或重质馏分裂 化制得。原油蒸馏、催化裂 化、热裂化、加氢裂化、催 化重整等过程都产生汽油组 分。
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第4章 燃料与燃烧基础知识 4.1 发动机燃料与使用特性
3、重要性能
最重要的性能为蒸发性和抗爆性。 （1）蒸发性
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第4章 燃料与燃烧基础知识 4.1 动机燃料与使用特性
一、汽油 3、重要性能
汽油的等级
是按辛烷值划分的。高辛烷值汽油可以满足高压缩比 汽油机的需要。汽油机压缩比高，则热效率高，可以 节省燃料。汽油抗爆能力的大小与化学组成有关。带 支链的烷烃以及烯烃、芳烃通常具有优良的抗爆性。 提高汽油辛烷值主要靠增加高辛烷值汽油组分，但也 通过添加四乙基铅等抗爆剂实现。
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第4章 燃料与燃烧基础知识 4.1 发动机燃料与使用特性
一、汽油 3、重要性能
汽油标号的高低只是表示汽油辛烷值的大小，应根 据发动机压缩比的不同来选择不同标号的汽油。目前 国产轿车的压缩比一般都在9以上，最好使用93号或 97号汽油。 高压缩比的发动机如果选用低标号汽油，会使汽缸 温度剧升，汽油燃烧不完全，机器强烈震动，从而使 输出功率下降，机件受损。低压缩比的发动机硬要用 高标号油，就会出现“滞燃”现象，即压到了头它还 不到自燃点，一样会出现燃烧不完全现象，对发动机 也没什么好处。
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现代交通工具中不可或缺的核心部件，它的工作原理是如何实现的呢？本文将深入探讨汽车发动机的工作原理，从燃油燃烧到动力输出的过程，带您一起揭开这个神秘的面纱。
一、燃油的燃烧过程汽车发动机的工作原理始于燃油的燃烧过程。
当我们启动汽车时，燃油从燃油箱经过燃油泵被送入燃油喷射器。
燃油喷射器将燃油以雾化的形式喷入气缸内，与空气混合后形成可燃混合气体。
在汽车发动机中，常用的燃油是汽油。
汽油主要由碳氢化合物组成，其中最主要的成分是烷烃。
当混合气体被点火后，燃烧反应开始发生。
二、燃烧过程的工作循环燃烧过程是汽车发动机工作的关键环节。
燃烧过程通常由四个阶段组成，即进气、压缩、燃烧和排气。
1. 进气阶段：在进气阶段，活塞向下运动，气门打开，进气门吸入混合气体。
随着活塞的向下运动，气缸内的容积增大，气体通过进气门进入气缸。
2. 压缩阶段：进气阀关闭后，活塞开始向上运动，将混合气体压缩。
在这个过程中，混合气体的温度和压力都会升高，使得燃烧反应更容易发生。
3. 燃烧阶段：当活塞接近上止点时，火花塞产生火花，点燃混合气体。
燃烧产生的高温和高压气体推动活塞向下运动，同时释放出大量的能量。
4. 排气阶段：当活塞接近下止点时，排气门打开，废气被排出气缸。
随着活塞的向上运动，气缸内的容积增大，排气门关闭，气缸准备进入下一个工作循环。
三、动力输出的过程汽车发动机的工作原理不仅限于燃烧过程，还包括动力输出的过程。
在燃烧过程中产生的高温高压气体通过连杆和曲轴的传动作用，将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
曲轴通过连杆将动力传递给汽车的驱动轴，最终驱动车轮转动，实现汽车的前进。
同时，曲轴还驱动辅助设备，如发电机、空调压缩机等，提供电力和其他功能。
四、发动机的类型和效率汽车发动机的工作原理根据不同的燃料和工作循环方式，可以分为汽油发动机、柴油发动机、混合动力发动机等多种类型。
在汽车发动机中，热效率是一个重要的指标。
《汽车构造》第4章 汽油机燃油系统
第四章 汽油机的燃料供给系统
D型EFI空气供给系统构成 1-空气滤清器；2-稳压箱；3-节气门体；4-进气控制阀；5-进气室；6-真空罐；
7-电磁真空阀；8-真空驱动器；9-怠速控制阀
第四章 汽油机的燃料供给系统 3．电子控制系统
第四章 汽油机的燃料供给系统
3、牌号： 牌号越高，抗爆性越强。
第四章 汽油机的燃料供给系统
4.1.3 发动机运转工况对可燃混合气成分的要求
1.可燃混合气成分的表示方法 （1）空燃比
将实际吸入发动机中的空气的质量与燃料的质量比值称为
空燃比，用符号 表示。（多为欧美国家采用）
（2）燃空比
空燃比的倒数称为燃空比，用符号λ表示。（日本等国
（节气门体喷射 单点喷射） 进气道喷射（多 点喷射）
第四章 汽油机的燃料供给系统 （1）多点喷射SPI 每一个气缸有一个喷油器。
第四章 汽油机的燃料供给系统
（2）单点喷射SPI 几个缸共用一个喷油器，又称节气门体喷射TBI。
第四章 汽油机的燃料供给系统
节气门
调压器 喷油器
节气门体 位置传感器
第四章 汽油机的燃料供给系统
三、节气门体与节气门位置传感器
节气门体的外观及结构原理图 1-节气门；2-节气门电位计；3-应急运行弹簧；4-节气门定位器（怠速电 机）；5-节气门电位片；6-怠速开关；7-节气门体加热管进出口；8-节气门
体加热管进出口；9-节气门拉索轮
第四章 汽油机的燃料供给系统
四、怠速空气阀
怠速旁通道和蜡式怠速空气阀 1-节气门；2-怠速调整螺钉；3-阀芯；4-冷却液出口；5-冷却液进
第四章 汽油机的燃料供给系统
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。
汽车发动机应用的化学原理
汽车发动机应用的化学原理1. 简介汽车发动机是现代交通工具中的核心部件之一。
作为汽车的动力来源，发动机通过化学反应将燃油转化为机械能，驱动汽车运行。
本文将介绍汽车发动机应用的化学原理。
2. 燃烧原理汽车发动机的关键在于燃烧过程。
燃烧是一种氧化还原反应，其基本过程是燃料和氧气的反应，产生热能和发生化学变化。
燃料在进入汽车发动机燃烧室时先与空气混合，然后被点燃。
燃料和空气的混合比例对于燃烧的效率和性能至关重要。
通过精确控制燃料喷射和空气进气量，可以实现最佳的燃烧过程，提高发动机的功率和经济性。
3. 燃料类型汽车发动机常用的燃料有汽油和柴油两种。
两者的燃烧特性有所不同。
3.1 汽油汽油是一种混合烃类化合物，主要由碳和氢元素组成。
在汽车发动机中，汽油在混合气形式下被喷射进入燃烧室，与空气混合后燃烧。
汽油的燃烧需要适当的点火温度和压力。
点火系统会产生一个电火花，使混合气体点燃。
在燃烧过程中，汽油的烃类化合物被氧化为二氧化碳和水，释放出大量的热能。
汽油燃烧产生的气体通过活塞压缩和运动，转化为机械能驱动汽车运行。
3.2 柴油柴油是一种碳氢化合物，其分子通常比汽油更大。
柴油发动机使用高压压力，将柴油直接喷射到高温高压的燃烧室内。
在高温环境下，柴油会自燃。
柴油的燃烧过程更加高效，能够提供更高的动力。
柴油发动机通常比汽油发动机的热效率高，但柴油燃烧产生的氮氧化物和颗粒物排放相对较高。
4. 燃烧反应及其控制汽车发动机燃烧过程中发生的化学反应是复杂且动态的。
以下是一些常见的燃烧反应和其控制方式：4.1 氧化反应燃料在燃烧室内与氧气发生氧化反应，主要生成二氧化碳和水。
这是最主要的燃烧反应，也是发动机产生能量的来源。
4.2 氮氧化物生成高温下燃烧产生的一种副产物是氮氧化物（NOx）。
氮氧化物对环境和人体健康有害，因此需要采取措施控制其生成。
常见的控制方法包括优化燃烧条件、降低燃烧温度和使用催化剂。
4.3 颗粒物生成柴油发动机燃烧会产生颗粒物。
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。
发动机原理课件-第四章 燃料与燃烧
2.着火性能 指标：十六烷值（CN） 十六烷C16H34—十六烷值定为100，易自燃
-甲基萘—十六烷值定为0，不易自燃
二者混合液与柴油的自燃性比较，混合液中十六 烷的体积百分数为柴油的十六烷值。 车用柴油的CN：40~50 3.馏程—评价柴油蒸发性的指标 50% 馏出温度：低，柴油蒸发性好，轻馏分多，有利于 混合气形成和着火，冷起动性能好。 90% 和 95% 馏出温度：高，柴油中重馏分多，燃烧容易 不完全易形成积炭，排气容易冒烟。
着火方式—进入燃烧有两种方法： 点燃—利用点火系向可燃混合气增加能量 自燃—利用自身积累的热量或活化中心着火 ※ 点燃是在局部混合气内进行的，自燃是在全部混合气
内同时发生的。
发动机内的燃烧过程经历三个基本步骤： 1）燃油与空气形成可燃混合气 2）点燃可燃混合气，或可燃混合气发生自燃。 3）火源扩大到整个可燃混合气，形成全面燃烧
增大，这种相互促进，最终导致极快的反应速率而着火。
着火临界温度和着火临界压力：
能保证着火的缸内最 低温度和压力称为着 火临界温度和着火临 界压力。 —着火的必要条件 该曲线称着火临界线 热着火机理着火条件
着火临界线
（二）链式反应着火机理（也称链锁反应或链爆炸 ) 反应自动加速不一定要依靠热量的积累使大量分 子活化，以某种方式（辐射、电离）激发出活化 中 心，通过链锁反应逐渐积累活化中心的方法也能 使 反应自动加速，直至着火。 链锁反应：其中一个活化作用能引起很多基本反 应，即反应链。
Фa =1时为理论混合气； Фa <1时为浓混合气
Фa >1时为稀混合气
空燃比：=空气量/燃料量= ФaL0
**汽油机：Фa=0.8～1.2；柴油机： Фa=1.2～1.6； 增压柴油机： Фa=1.8～2.2
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二、液化石油气
液化石油气(LPG-Liquefied Petroleum Gas）主要成分是丙烷C3H8、丁烷C4H10、丙
4、清净性
• 汽油喷射式汽车最常发生的问题是在进 气系统和喷油器上产生沉淀，其主要原 因是汽油中的不稳定化合物，例如不饱 和烯烃和二烯烃，以及添加剂带入的低 分子量化合物等。
• 添加汽油清净剂。
5、汽油规格
• 我国目前有两种规格，一种是车用汽油的 国家标准（GB 1793-1999），一种是无铅 汽油的行业标准。
所占的体积百分数。如果某种柴油与某种标
准燃料的自燃性相同，则该标准燃料的十六 烷值即为该柴油的十六烷值。
• 十六烷值过高或过低的柴油，都对柴油机的 性能或工作不利。十六烷值越高，着火性越 好。十六烷值过高，燃烧不完全。
• 一般高速柴油机采用十六烷值为40~65的柴 油。
2、柴油的蒸发性
• 柴油的蒸发性影响滞燃期内柴油的蒸发量及 燃烧的完全程度，用馏程表示。
• 柴油的粘度决定柴油的流动性。 粘度 流动性 雾化性好，泄漏，润滑性降低； 粘度过 滤清困难，喷雾不良，流动阻力增大。
4、硫含量
燃烧后形成二氧化硫，与水形成亚硫酸，腐蚀零件， 形成酸雨
5、柴油的凝点
柴油的凝点指柴油冷却到失去流动性的温度。
第二节 代用燃料及其应用(自学)
按 气体代用燃料：天然气、液化石油气、
较全面表示抗爆性时，同时标出RON和MON值。
2、蒸发性
• 液态汽油汽化的难易程度称为汽油的蒸发性。
• 汽油的蒸发性越强，越容易汽化，要求汽油必须具 有良好的蒸发性。但蒸发性也不能太强，否则易形 成供油系“气阻”，甚至发生供油中断现象。
• 蒸发性很弱的汽油，难以形成良好的混合气，这样 不仅会造成发动机起动困难、加速缓慢，而且未气 化的悬浮油粒还会使发动机工作不稳定，油耗上升。 如果未燃尽的油粒附着在气缸壁上，还会破坏润滑 油膜，甚至窜入曲轴箱稀释润滑油，从而使发动机 润滑遭破坏，造成机件磨损增大。
• 研究法辛烷值（RON）是以较低的混合气温度 （一 般不加热）和较低的发动机转速（一般在600转/分） 的中等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重负荷条件下高速 运转时的抗爆能力。
• 马达法辛烷值（MON）低于研究法辛烷（RON）。 一般采用研究法辛烷值来确定汽油的抗爆性。如要比
• 汽油的抗爆性是指汽油在发动机气缸内燃烧 时抵抗爆燃的能力。
• 汽油的抗爆性用辛烷值来表示。辛烷值越高， 其抗爆性越好。
• 辛烷值: 在规定条件下,被测定汽油和标准燃 料进行比较，标准燃料中所含异辛烷的百分 数是被测定汽油的辛烷值。
• 测定汽油的辛烷值有不同的试验方法，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900 转/分）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。
• 我国的无铅车用汽油国家标准见表4-1。
二、柴油
柴油主要用于压燃式发动机（柴油机），其中轻柴油用于 高速柴油机，重柴油用于中、低速柴油机，重油用于大型 低速柴油机。汽车用柴油机都是高速机，必须用轻柴油。
1、柴油的自燃性 • 柴油的自燃性: 柴油在没有外界火源的情况下能自行着火的
能力。 • 柴油的自燃性好，柴油机工作较柔和，在低温时易于起动。 • 十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标。
Hale Waihona Puke 3、氧化安定性• 汽油抵抗大气或氧气的作用而保持其性质 不发生长久性变化的能力称为氧化安定性。
• 汽油氧化安定性直接影响汽油的储存、运 输和在发动机上的应用。安定性不好的汽 油，易发生氧化、缩合和聚合反应，生成 酸性物质和胶状物质，将导致燃料供应系 统堵塞，气门关闭不严，气缸散热不良， 增大爆燃倾向。
• 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。
• 10％馏出温度低，汽油的起动品质越好。
• 50％馏出温度低，说明汽油的中间馏分容易 蒸发，有利于汽油机的加速和由冷的状态很 快转入工作状态。
• 90％馏出温度高，表明汽油中不易蒸发的重 质含量多。汽油中这些重质成分在混合气形 成的过程中很难蒸发，它们附着在进气管和 气缸壁上，将增加燃油消耗、稀释气缸壁上 的润滑油和加大气缸磨损。
• 馏程指柴油蒸馏过程中馏出一定百分数所处 的温度，通常以馏出50﹪的温度来评定。馏 程低，说明柴油中轻馏分多，蒸发性好，有 利于混合气形成，改善了燃烧过程。但是， 馏程过低，燃料蒸发过快，则在着火延迟期 内形成的混合气量过多，柴油机工作粗暴。 车用柴油机的柴油馏程为200℃~300℃。
3、柴油的粘度
第四章 燃料与燃烧化学
主要内容
• 第一节 发动机燃料 • 第二节 代用燃料及其应用（自学） • 第三节 燃烧化学 • 第四节 燃烧的基本理论 • 作业及思考题
第一节 发动机燃料
• 石油燃料（汽油、柴油）
•代用燃料 一、汽油
汽油的主要性能有：抗爆性、蒸发性、
氧化安定性、抗腐蚀性及清洁性。
1、抗爆性
物
氢气、煤气、沼气等
代态
用
液体代用燃料：甲醇、乙醇、植物油
燃 料 按化 烃燃料
燃料等
学成 分 含氧燃料
一、天然气
8C33天～H8然9等9以气。上主)要，成另分外为还包甲括烷乙CH烷4 C(2容H6积以比及可丙烷达 天然气的热值和辛烷值均较高，在用作点
燃式发动机的燃料时，通过适当的技术措施， 如提高发动机的压缩比等，可以接近原发动机 的动力性能。同时，天然气又是一种比较洁净 的能源，排污低，使用比较方便，特别是压缩 天然气(CNG——Compressed Natural Gas)，便 于储存，配合相应的基础设施〔如加气站〕的 建设，在城市车辆如公共汽车、出租车中具有 广阔的应用前景。
• 柴油的十六烷值：标准燃料是正十六烷和α-
甲基萘的混合物。正十六烷自燃性最好，作 为自燃性好的标准，其十六烷值定为100。 α-甲基萘最不易自燃，作为自燃性差的标准， 定其十六烷值为0。柴油的自燃性通常介于 正十六烷与α-甲基萘之间。将上述两种成分
按不同比例混合，可得出不同十六烷值的标
准燃料，其十六烷值为该混合物中正十六烷