第三章增压器与内燃机的匹配

合集下载

第8章柴油机与涡轮增压器的匹配-2013

NT NK
mTCpT (TT T0)Tm' K mkCpKT kT 1
RTT
(1
T0 TT
)Tm' K

mk
k
k 1
RT0
(TK T0
1)
mT
kT kT 1
RTTT
[1
(
p0' pT
kT 1
) kT ]Tm' K
mk
k
k 1
曲线2是柴油机最低转速运行线。这时废气能量很小，所以πk和mk都较小。Pe受到排气冒烟极限的限制，而且pe↑→运行线愈接近喘振线，此时应防止其穿过喘振线而落入不稳定工作区。
曲线3是柴油机外特性线。这时保持喷油量为最大值，随着n↓→mT↓→πk、pk↓；增压器流量随发动机转速下降快速下降，但这时循环供油量仍保持最大值，故排温TT较高→nTk和pk下降相对地较缓慢，此时运行线易穿过喘振线。
三、增压参数的初步确定（图表法）
功率平衡:
mk
k k 1 RT0

k 1
k k

1

mTm
kT kT
1
RT
TTm
1

pT0 pTm

kT 1 kT

T

'
mk
式中，β——脉冲涡轮功率放大系数
K1

kT kT 1
k 1 k

k 1
压气机压比涡轮流量
涡轮膨胀比
mTm
T FT
2 TTm RT
* pTm * T
pTm * T pTm *
2 kT

内燃机原理各章重点内容

《内燃机原理》各章提纲及重点内容第一章绪论1、内燃机发展。

前期：1673~1680年荷兰物理学家柯.惠更斯(Christian Huygens)首先提出了真空活塞式火药燃烧的高温燃气在气缸中冷却后形成真空而带动活塞作功，在人类历史上第一次把燃气与活塞联系起来，实现了“内燃”1690年法国医生德.巴本(Deni Papin)，采用相当于真空原理用水蒸气作功质的活塞式发动机，成为近代蒸汽机的直接祖先。

1705~1711年英国人纽卡姆(New Comen)制成了矿井用直立气缸密封式活塞、缸|内水冷却的真空式蒸汽机，热效率不到1%。

| 1776年英国人瓦特(Watt) 改良了纽卡姆蒸汽机，发明了水汽分离冷凝器，大大完善了蒸汽机，热效率达3%，开始了蒸汽时代，掀起了第一次工业革命浪潮。

1794年英国人罗伯特.斯却里塔(RobertSteet)提出了燃用松节油或柏油的内燃机原理，首次提出燃料与空气混合的原理。

1799年法国化学家莱蓬(Lebon) 建议采用照明煤气作燃料并用电火花点火。

| 1820年英国人塞歇尔(W . Cecil) 用氢煤气作燃料,使内燃机以60+/ min转动起来。

1833年英国人莱特(WL. Weight)提出“爆发” 发动机，摆脱了真空发动机的影响，直接利用燃烧压力推动活塞作功。

1857年意大利恩.巴尔桑奇(Engenio Bersanti)和马特依西(Matteucci) 制成自由活塞发动机，第一次实现了爆发作功。

1860年法国人兰诺(Lenoir) 研制成功第一台实用的二冲程、无压缩、电火花点火的煤气机。

1862年法国工程师包.德.罗沙(Beau de Rochas)第一次提出了近代发动机等容燃烧的四冲程循环原理。

诞生：1876年Nikolaus August Otto发明了世界第一台四冲程煤气机。

1886年Benz和Daimlet按Otto的四冲程原理，造出第一台车用汽油机。

1886年Benz和Daimler将发明的汽油机用在车.上，发明了第一部汽车。

发动机原理知识点

第二章：1.三种理论循环：等容加热循环（汽油机均匀混合燃烧），混合加热循环（低速柴油机扩散燃烧），等压加热循环（高速柴油机预混和扩散燃烧）。

1.循环热效率：ηt=Wt/Q1=1-Q2/Q1 预胀比P=V ‘z/Vz 压缩比ε=Va/Vc公式：2.提高循坏热效率的途径：(1).提高压缩比。

(2).提高多变指数。

(3).增加压力升高率。

(3).减小预胀比。

3.实际循环和理论循环的差别，主要体现在实际循环的每一个过程中所存在的不同形式的损失。

1）进气行程：进气流动损失。

2）压缩行程：工质影响，传热损失3）做功行程：燃烧损失。

4）.排气行程：排气流动损失。

4.残余废气系数：残余废气量Mr与新鲜进气量M1之比：表示气缸内换气郭晨进行的完善程度。

评价指标：1).一活塞做功为基础评价气缸内热工转换的完善程度的指示性指标。

实际循环做功能力的评价指标：有平均指示压力：指示功率：实际循环的经济性指标：指示热效率：指示燃油消耗率：5.指示指标的缺点：只能评价内燃机气缸內热工转化的工作循环的好坏，却不能评价指示功经内部传递途径对外输出功的过程中，所要克服的内部摩擦损失功率以及驱动附件所消耗的功率损失大小等。

6.有效性能指标是来衡量发动机热工转化对外界的影响。

动力性指标：1）有效功率Pe:指示功率克服运动的摩擦损失功率以及驱动冷却风扇，机油泵等附件所消耗的功率损失后，经曲轴对外输出的有用功率。

2）平均有效压力Pme：单位气缸工作容积输出的有效功，是衡量发动机动力性的重要参数之一。

3）升功率Pl：单位气缸工作容积所输出的额定功率。

经济性指标：7.有效热效率：8.有效燃油消耗率：简称油耗率，单位时间内有效功率所消耗的燃油量。

9.机械效率定义：ηm=Pe/Pi=1-Pmm/Pmi Pmm=Pmi-Pme10.发动机的机械损失包括那几部分？各占比例如何？常用哪几种方法测量发动机机械损失？摩擦损失，占62-75%；驱动各种附件损失，占10-20%；带动机械增压器损失，占6-10%泵气损失，占10-20%。

GK1C型内燃机车轮修规范

第一章柴油机部分1.1曲轴箱检修要求打开曲轴箱栓查孔盖1.1.1检查曲轴箱内部不应有异物、异状。

1.1.2检查连杆钉标记应正常，开口销或防松铁丝是否良好；拨动连杆大端，检查横动量。

横动量应≥0.5mm连杆瓦与连杆大端不平齐度≤0.3mm。

1.1.3外观检查机体、机座、主轴承及主轴承盖、连接盖、曲轴均衡块螺栓紧固良好，无松动，不允许有裂纹；已做过处理者详细检查有无发展。

1.1.4检查活塞油堵及气缸套可见部分状态，缸套是否有无拉伤及异常磨损，螺栓紧固应良好。

1.1.5检查油底壳滤网无异物，油底壳与机体紧固螺栓状态应良好。

1.1.6检查大油封及弹性联轴节有无泄漏。

1.2气缸盖及摇臂轴座检修要求1.2.1检查摇臂轴、弹簧、锁夹、横臂、压球座、摇臂及横臂导杆等状态应符合要求。

1.2.2整气门间隙：进气门：0.445.00+mm；排气门：0.555.00+mm；气缸压缩间隙：3.820.0+mm。

1.2.3 检查气缸盖工艺堵、垫、体状无裂纹，不应泄漏。

1.2.4 检查示功阀及座，应安装牢固无泄漏。

1.2.5 拆解缸头，清除积炭，检查气阀、阀杆不得有裂纹，研磨进排气阀。

1.2.6 检查并调整气缸压缩间隙，（更换活塞连杆、汽缸套、汽缸头时进行）。

1.2.7 清扫排气管积炭。

1.2.8 更换油水管路橡胶圈，应保证油水管路畅通无泄漏。

1.2.9 启动后检查摇臂轴及冲击头应有润滑油、高压油管、回油管不应有泄漏。

1.3 气缸套检修要求1.3.1 *检查缸套内部可见部位状态，如有较大面积拉伤或深度超过0.5mm 的贯通位时应更换。

1.3.2 *检查外表面及缸套支撑面，更换橡胶水圈。

1.3.3*测量气缸套内径尺寸：内径尺寸：30.00240+Φmm 上、下椭圆及锥度≤0.10mm1.4 *活塞连杆组检修要求1.4.1 检查各气环、油环状态应良好，闭合间隙、侧面间隙应正常。

1.4.1.1 闭合间隙：第一、二道气环第三道环：新环：1～1.3mm 新环：1～1.3mm旧环：报废≥2.0mm 旧环：报废≥2.0mm油环：新环：0.8～1.1mm旧环：报废≥1.5mm1.4.1.2 侧隙：第一道气环：新环：0.1～0.17mm旧环：报废≥0.25mm第二、三道环：新环：0.04～0.12mm旧环：报废≥0.19mm油环：新环：0.04～0.12mm旧环：报废≥0.17mm1.4.2 外观检查活塞顶部，裙部应状态良好，发现烧伤、拉伤、磨损时应予以处理。

发动机原理第三章内燃机的换气过程

➢正常排气
➢惯性进气
进气迟闭角：从进气下止点
河
到进气门关闭为止的曲轴转
南理
角。
工
大
学
四冲程内燃机的换气过程
河南理工大学
上止点
下止点
河南理工大学
四冲程内燃机的换气过程
气门叠开现象和气门定时
气门叠开配气相位气门定时扫气现象
进、排气提前角和迟闭角：
排气提前角：30~80°CA
南
理
工
TS ,Ta ,c , ρs
大
学
§3-3 提高充气效率的措施
➢ 减小进气系统阻力 ➢ 合理选择配气定时 ➢ 有效利用进气管的动态效应 ➢ 有效利用排气管的波动效应
河南理工大学
一、减少进气系统阻力
一）进气门：阻力最大
气门的流通能力——时面值或角面值
Af
dt
1 6n
Af
d
=6nt
pa ps pa
流动阻力和转速关系
pa
v 2
2
和v
进气阻力的主要措施: 进气管长度、转弯半径、
管道内表面粗糙度；气流速度；增压中冷
和 r ：，Vc ， r ，c
r c 燃烧恶化
河南
汽油机： =6~12 r =0.05~0.16
理工
非增压柴油机： =14~18 r =0.03~0.06
用电磁阀将高压共轨内油量进行合理分配控制油压柱塞位置控制气门升程。
为精确控制气门升程设置气门位移传感器
油压式可变配气机构的特点：
➢控制自由度高，提高进排气效率气门的丰满系数接近1；
➢主要缺点：存在气门落座速度
河南

内燃机原理复习重点(前四章)

第一章内燃机工作循环与性能指标内燃机的实际工作循环：由进气、压缩、燃烧—膨胀、排气四个过程组成，它是周期性地将燃料燃烧所产生的热能转变为机械能的往复过程。

基本原理：内燃机通过进气过程向气缸内吸入新鲜空气或空气与燃料的混合气，通过活塞的压缩行程，将新鲜充量的温度、压力提高到一个合适的水平，然后燃料以点燃或压燃的方式开始燃烧释放出热能，气缸内气体工质被加热，温度和压力得到进一步提升，同时膨胀推动活塞做功实现由热能到机械能的转变，最后通过排气过程排除已燃废气。

理论循环提出的假设：（1）以空气作为循环工质，视其为理想气体，物理及化学性质保持不变，工质比热容为常数；（2）循环工质的总质量保持不变（3）将燃烧过程简化为等容或等压的加热过程，将排气过程简化为等容放热过程；（4）将工质的压缩和膨胀过程看成等熵过程，工质与外界不进行热交换。

三种形式的理论循环：（1）定容加热循环，如汽油机（2）定压加热循环，如高增压和低速大型柴油机（3）混合加热循环，如高速柴油机理论循环的评价指标：（1）循环热效率t η：工质所做循环功W 与循环加热量1Q 之比，用来评价循环的经济性，即 12t 11Q Q W Q Q η-== 影响t η的因素有：①压缩比ε（随着ε增大，三种循环的热效率都提高，提高压缩比可以提高循环平均加热温度，降低循环平均放热温度）；②绝热指数k （随着k 值增大，t η将提高）；③压力升高比λ（定压加热循环与定容循环的t η均与λ无关，对于混合加热循环，当1Q 与ε不变时，λ增大则ρ减小，膨胀过程增加，2Q 减少，t η提高）；④预胀比ρ（ρ值增加，t η下降）（2）循环平均压力t p ：单位气缸工作容积所做的循环功，用来评价循环的做功能力，即 t ()SW p kPa V = 对于定压和定容加热循环，循环平均压力t p 随压缩起点压力a p 、压缩比ε、压力升高比λ 预胀比ρ、绝热指数K 和热效率t η的增加而增加；对于混合加热循环，若1Q 不变，增加ρ 就是减少λ，t η下降，t p 也降低继续膨胀循环：（1）脉冲涡轮增压（2）定压涡轮增压四行程内燃机的实际循环：（1）进气过程：进气压力终点a p 一般小于环境大气压力0p ，压力差用于克服进气阻力，进气终点的温度a T 高于环境大气温度0T（2）压缩过程：复杂多变过程，压缩终了的压力1n c a p p ε=，温度11n c a T T ε-=，其中，多变指数1n 主要受工质与缸壁的热交换及工质泄露情况的影响，当转速提高时，热交换时间缩短，缸壁的传热和气缸泄漏气量减少，1n 会增大，当负荷增加时，气缸壁温度升高，传热量减少，1n 增大，而当漏气量增加或缸壁温度降低时，1n 减小。

《内燃机设计》第二版课后习题答案(袁兆成主编)

《内燃机设计》第二版课后习题答案（袁兆成主编）第一章：内燃机设计总论1-1根据公式 τ2785.0ZD v p P m me e = ，可以知道，当设计的活塞平均速度V m 增加时，可以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？答：①摩擦损失增加，机械效率ηm 下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承载能力下降，发动机寿命降低。

②惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命低。

③进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。

1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？答：柴油机优点： 1）燃料经济性好。

2）因为没有点火系统，所以工作可靠性和耐久性好。

3）可以通过增压、扩缸来增加功率。

4）防火安全性好，因为柴油挥发性差。

5）CO 和HC 的排放比汽油机少。

汽油机优点：1）空气利用率高，转速高，因而升功率高。

2）因为没有柴油机喷油系统的精密偶件，所以制造成本低。

3）低温启动性好、加速性好，噪声低。

4）由于升功率高，最高燃烧压力低，所以结构轻巧，比质量小。

5）不冒黑烟，颗粒排放少。

1-3假如柴油机与汽油机的排量一样，都是非增压或者都是增压机型，哪一个升功率高？为什么？答：汽油机的升功率高，在相同进气方式的条件下， ①由PL=Pme*n/30τ可知，汽油机与柴油机的平均有效压力相差不多。

但是由于柴油机后燃较多，在缸径相同情况下，转速明显低于汽油机，因此柴油机的升功率小。

②柴油机的过量空气系数都大于1，进入气缸的空气不能全部与柴油混合，空气利用率低，在转速相同、缸径相同情况下，单位容积发出的功率小于汽油机，因此柴油机的升功率低，汽油机的升功率高。

1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm 、S=90mm ，是否都可以达到相同的最大设计转速（如n=6000r/min ）？为什么？答：对于汽油机能达到，但是柴油机不能。

发动机原理课后习题答案解析

第一章1简述发动机的实际工作循环过程。

发动机的实际循环是由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程组成的，较理论循环复杂很多。

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，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。

此时进排气门均关闭，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，增大作功过程的温差，获得最大限度的膨胀比，提高热功转化效率，为燃烧过程创造有利条件。

3) 燃烧过程。

此时进排气门均关闭，活塞处在上止点前后，作用是将燃料的化学能转变为热能，使工质的压力、温度升高。

4) 膨胀过程。

也称作功过程，此时进排气门均关闭，高温、高压的工质推动活塞，由上止点向下止点移动而膨胀作功，气体的压力和温度也随即迅速降低。

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，膨胀过程结束后，活塞由下止点返回上止点，将气缸内的废气排除。

2画出四冲程发动机实际循环的示功图，它与理论示功图有什么不同？说明指示功的概念和意义。

图a、b分别为柴油机和汽油机实际循环和理论循环的示功图比较，理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体随温度等因素影响会变大，而且实际循环中还存在泄露损失。

换气损失燃烧损失等，这些损失的存在，会导致实际循环放热率低于理论循环。

指示功时指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi，指示功Wi反映了发动机气缸在一个工作循环中所获得的有用功的数量。

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为：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。

可采取的基本措施是：1）减小燃烧室面积，缩短后燃气能减小传热损失。

2）采用最佳点火提前角和供油提前角能减少提前燃烧损失或后燃损失。

3）采用多气门，最佳配气相位和最优进排气系统能减少换气损失。

涡轮增压器与燃气发动机的匹配及主要增压参数的计算

废气能量，有利于发动机经济性能得到提高；另一方面增加了进气密度，使充满气缸的空气或者混合气体的气量得到了提高，利于发动机功率的提升。有因此对燃气发动机增压器的适当匹配可以使发动机的功率、经济性等各项性能指标得到明显的提高。
２０年第６期（０８总第１８）０期
内燃机与动力装置
ＩＣＥ＆Ｐｗｒｌｔ．．ｏｅａｐｎ
２００８年１０月
【设计研究】
涡轮增压器与燃气发动机的匹配及主要增压参数的计算
苏展望，志伟，军良，庞郭徐树伟（利油田胜利动力机械有限公司，东东营胜山２７３）５０２
ｔｒｏｈｒｅａｔｅｃｎｉｅｅｓｅｉｌｙ．Ｔｈｓａｔｌｏｕｅｎｃｌｕａｉｎａｄａａｙｉｆｍａｎｕｂｃａｇｒｈｓｏｂｏｓｄｒｄｅｐｃａｌｉｒｉｅｆｃｓｓｏａｃｌｔｃｏｎｌｓｓｉｎｏ
引言
内燃机涡轮增压是利用发动机排出的废气的能量驱动涡轮，由涡轮带动离心式压气机对空气或再者混合气体进行增压，方面回收了发动机一部分一
达到预定增压发动机各项性能指标，必须正确确就定燃气发动机的增压参数，为它是设计或选择增因压器的依据。对于预混合后增压燃气发动机来说，增压参数主要有：１增压燃气发动机所需混合气体（）容积流量或质量流量Ｇ；２增压压力Ｐ。（）。或压比丌；３涡轮前废气平均温度。以下论述是假（）

内燃机增压技术(3)

• 3）当M=1,即气流速度等于音速，这时喷嘴截面具有最小值，称为临界截面或喉部。
• 4）当M<1或M>1时，即气流速度在喷嘴中从亚音速连续加速至超音速时，则喷嘴通道截面应先渐缩后渐扩，由亚音速到超音速的交界截面就是最小截面，这个截面上的气流参数称为临界参数，气流速度刚好等于音速，这种喷嘴称为拉伐尔喷嘴。
第三章
§3－1
轴流、径流式涡轮
轴流涡轮的工作过程及其特性
2.2 喷嘴出口的气流速度及喷嘴中临界热力参数变化发动机排出的气体在喷嘴中作等熵膨胀时，气体从进口滞止状态点( P 、 T )等熵膨胀至出口状态点1S T T （ P1 、 1S ），等熵膨胀功为： T
W NS
P kk 1 k RTT (1 ( 1 ) ) k 1 P T
w1u w1COS 1 C1COS1 u C1u u
w2u C2COS2 u C2u u
第三章
§3－1
轴流、径流式涡轮
轴流涡轮的工作过程及其特性
u (C1u C2u ) g
所以气体对工作轮叶片所作之轮周功：
Wu (3 1)
利用速度三角形：
C12 u 2 w12 C1u 2u

• 4）有效效率
TE (WU WB Wdf ) / WTS
第三章
§3－2
轴流、径流式涡轮
径流涡轮的工作过程及其特性
1.径流涡轮的型式和特点
径流涡轮的型式按气流的运动方向可分为：
1.1径流离心式涡轮
第三章
§3－2
轴流、径流式涡轮
径流涡轮的工作过程及其特性
在径流离心式涡轮中，气流运动的方向和离心式压气机相似，气流从转子的中心向外缘流动，由于工作轮出口的圆周速度 u2 很大，故气流离开工作轮时的余速损失 C22 / 2g 很大，显然降低了涡轮的效率。同时，哥氏之力所作的功(u12 u22 ) / 2g是由工作轮传给气体的，从而减小了涡轮所作之功，故在一般增压器中不采用径流离心式涡轮。

《内燃机设计》课后习题标准答案(袁兆成主编)

《内燃机设计》课后习题答案(袁兆成主编)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第一章：内燃机设计总论1-1根据公式 τ2785.0ZD v p P m me e = ，可以知道，当设计的活塞平均速度V m 增加时，可以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？答：①摩擦损失增加，机械效率ηm 下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承载能力下降，发动机寿命降低。

②惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命低。

③进排气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv 下降。

1-2汽油机的主要优点是什么？柴油机主要优点是什么？答：柴油机优点： 1）燃料经济性好。

2）因为没有点火系统，所以工作可靠性和耐久性好。

3）可以通过增压、扩缸来增加功率。

4）防火安全性好，因为柴油挥发性差。

5）CO 和HC 的排放比汽油机少。

汽油机优点：1）空气利用率高，转速高，因而升功率高。

2）因为没有柴油机喷油系统的精密偶件，所以制造成本低。

3）低温启动性好、加速性好，噪声低。

4）由于升功率高，最高燃烧压力低，所以结构轻巧，比质量小。

5）不冒黑烟，颗粒排放少。

但是由于柴油机后燃较多，在缸径相同情况下，转速明显低于汽油机，因此柴油机的升功率小。

1-4柴油机与汽油机的汽缸直径、行程都一样，假设D=90mm 、S=90mm ，是否都可以达到相同的最大设计转速（如n=6000r/min ）？为什么？答：.对于汽油机能达到，但是柴油机不能。

《工程热力学及内燃机原理》教学大纲

《工程热力学及内燃机原理》教学大纲开课单位：汽车工程系课程代号：学分：4 总学时：64 H课程类别：限选考核方式：考试基本面向：车辆工程专业一、本课程的目的、性质及任务本课程为车辆工程专业的一门专业课。

通过本课程的学习，学生掌握热力学的基本概念和内燃机基本原理，能对内燃机的性能进行全面的、系统的分析，具备一定的热力学过程和内燃机主要参数的计算能力，并为以后学习机械方面的专业课程打好基础。

二、本课程的基本要求掌握热力学的基本概念和内燃机基本原理，掌握热力学第一定律和热力学第二定律；了解各种常用工质的热力性质；能根据热力学基本定律，结合工质的热力性质，分析计算实现热能和机械能相互转换的各种热力过程和热力循环；了解提高热效率的正确途径和措施。

了解内燃机排污、噪声、振动的知识，掌握内燃机台架试验的基本知识和基本技能。

三、本课程与其他课程的关系学习本课程前，应先修“高等数学”、“大学物理学”、“机械原理”、“汽车构造”等课程。

只有在学好上述课程的基础上才能更好的学习本课程。

四、本课程的教学内容第一部分工程热力学部分绪论（一）热能及其利用（二）热力学发展简史（三）工程热力学的主要内容及研究方法第一章基本概念（一）热能在热机中转变成机械能的过程（二）热力系统（三）工质的热力学状态及其基本状态参数（四）平衡状态，状态方程式，坐标图（五）工质的状态变化过程（六）过程功和热量（七）热力循环第二章热力学第一定律（一）热力学第一定律的实质（二）热力学能和总能（三）能量的传递和转化（四）焓（五）热力学第一定律的基本能量方程式（六）开口系统能量方程式（七）能量方程式的应用第三章理想气体的性质（一）理想气体的概念（二）理想气体状态方程式（三）理想气体比热容（四）理想气体的热力学能、焓和熵（五）理想气体混合物第四章理想气体的热力过程（一）研究热力过程的目的及一般方法（二）定容过程（三）定压过程（四）定温过程（五）绝热过程（六）多变过程第五章热力学第二定律（一）热力学第二定律（二）可逆循环分析及其热效率（三）卡诺定理（四）熵参数、热过程方向的判据（五）熵增原理（六）熵方程第六章气体的流动（一）稳定流动基本方程（二）促进速度变化的条件（三）喷管的计算（四）定熵滞止参数第七章压气机的热力过程（一）单级活塞式压气机的工作原理和理论耗功量（二）余隙容积的影响（三）多级压缩和级间冷却（四）叶轮式压气机的工作原理第八章气体动力循环（一）活塞式内燃机动力循环（二）活塞式内燃机各种理想循环的比较（三）斯特林循环（四）燃气轮机装置循环（五）燃气轮机装置的定压加热实际循环（六）提高燃气轮机装置循环热效率的措施第二部分内燃机原理部分第一章绪论（一）20世纪的内燃机（二）内燃机面临能源与环境的严峻挑战（三）内燃机当前的发展水平（四）面向21世纪的内燃机第二章内燃机的工作循环（一）内燃机理想循环（二）涡轮增压内燃机理想循环（三）内燃机理想循环热效率（四）内燃机实际循环（五）内燃机工作循环举例第三章内燃机的工作指标与性能分析（一）内燃机的工作指标（二）内燃机的指示参数（三）内燃机的机械损失及机械效率（四）内燃机的有效参数（五）内燃机的强化指标与强化分析（六）内燃机的热平衡（七）内燃机的热计算第四章内燃机的燃烧（一）内燃机燃烧热化学（二）内燃机缸内的空气运动（三）点燃式内燃机的燃烧（四）点燃式内燃机的燃烧室（五）压燃式内燃机的燃烧（六）压燃式内燃机的燃烧室第五章内燃机的燃料与燃料供给（一）内燃机燃料（二）柴油机的燃油喷射系统（三）柴油机电控喷油系统（四）汽油机的燃油供给系统（五）电控汽油喷射系统（六）气体燃料内燃机的燃料供给第六章内燃机的换气过程（一）四冲程内燃机的换气过程（二）提高充气系数的措施（三）二冲程内燃机的换气过程及其品质评定（四）内燃机的换气可用能与缸盖气道稳流试验第七章内燃机增压（一）增压技术和增压方式（二）涡轮增压系统（三）高压比、超高压比涡轮增压系统（四）涡轮增压器与内燃机的配合（五）车用发动机增压（六）特殊工况下发动机的涡轮增压第八章内燃机的排放与控制（一）内燃机排放与环境污染（二）内燃机中的有害气相排放物（三）内燃机的颗粒物排放（四）光化学反应（五）内燃机的排气净化第九章内燃机工作过程数值计算（一）内燃机的工质及热力系统的划分（二）内燃机气缸内的热力过程（三）内燃机进排气系统内的热力过程（四）内燃机缸内过程计算的边界条件（五）内燃机与涡轮增压器的匹配计算第十章内燃机的运行特性（一）内燃机的运行工况和调节（二）内燃机的基本运行特性（三）内燃机的实用运行特性（四）内燃机功率及燃油消耗率的修正五、本课程重点、难点1、工程热力学部分：重点：热力学第一定律、理想气体的性质、热力学第二定律、理想气体的热力过程、气体动力循环、气体的流动难点：热力学第二定律、气体的流动。

内燃机涡轮增压多工况匹配研究

局面以及Ｃ。排的巨大压力，车节能减排成为Ｏ减汽我国节能减排工作的重点。通过增压减小内燃机排
量是汽车节能和Ｃ减排的基础战略和核心关键Ｏ。技术Ｉａ。ｔ］－
１发动机增压匹配的多工况优化目标
用该方法对某车用１８Ｌ涡轮增压汽油机进行了涡轮增压多工况匹配的仿真研究。结果表明，．涡轮增压多工况匹配可使该发动机最大扭矩提高３，ＤＮＥＣ驾驶循环平均有效燃油消耗率降低２。
总能系统最早被应用于燃气轮机领域，主要其思想包括按照能量品味的高低进行梯级利用及变工
况等。按照总能系统的观点，涡轮增压内燃机燃油经济性的评价指标为
ｌＰ＋Ｐ＋ＸＢｄ（ｑ）ｔ
ｍａｒｓ：ｘ］＝ｉ＝ｍａ ——— —————一Ｅｘ。（）１
内燃机与增压器的匹配是影响汽车燃油经济性
的重要因素。传统内燃机增压技术的研究和应用主要是为了提高发动机动力性，涡轮增压匹配的研对
究主要集中在所选定的标定工况与最大扭矩工况之间的匹配工况点＿］４。车用发动机的使用工况为面工况，目前的发动机燃油经济性和排放均用驾驶循环工况进行评价，轮增压的这种单工况匹配方法涡虽可最大限度改善发动机在匹配点工况的燃油经济

内燃机发动机功率说明及匹配

内燃机发动机功率说明及匹配2021-12扭矩最大扭矩额定输出功率燃油消耗率发动机转速⚫额定功率(标定功率）和额定转速：一般由生产厂家出厂设定，与所匹配设备规格匹配。

/同一款发动机，额定转速和额定功率可以在一定范围内进行调整/额定功率：发动机输出最大功率点额定转速：发动机输出最大功率时的转速最低燃油消耗率：在该点燃油做了最多的功，也就是经济性最佳点/但实际工作中，很难保证一直在最低燃油消耗点运转//此处教科书上内容，比较容易理解。

一般国产品牌直接采用但外资品牌一般不采用//对非专业人士买车,最大扭矩和最大功率那个更重要呢?汽车和大型机械有什么区别呢? /功率：单位时间做的功，也就是单位时间产生能力的多少/所以就动力性而言，功率越大越好，汽车速度更快，大型设备可以更有力/扭矩：发动机曲轴末端输出的扭矩，跟燃烧室爆炸能量、活塞直径、连杆长度等有关系/也就是推动曲轴旋转的能力/最大扭矩点：随着发动机转速的不同，输出扭矩一直是变化的；在某一转速范围中，输出的最大扭矩点/主要衡量发动机的加速性能。

发动机与液力变矩器或液压泵匹配时，主要在最大扭矩范围内进行匹配，净可能降低动力传递损失/功率=n（常数）×T（扭矩）×N转速最大功率点：随着发动机转速的上升，发动机功率上升，但是到达一定转速后，功率开始下降。

输出功率的最高点/功率越高，发动机动力上限也就越大。

/⚫发动机总功率ISO14396-2002/ISO15550-2002/GB21405-2008/21404-2008/SAE J1995: 设定条件下曲轴末端输出功率；/不配散热器、风扇，配装：水泵、发电机(最低功率运行)、涡轮增压器河机油泵。

/⚫发动机净功率GB16936/ISO9249/SAE J1349：设定条件下，曲轴末端输出功率/如果配可分离式风扇，需要将可分离式风扇断开测量，即如采用电驱动或液压驱动风扇，可不计入功率消耗；如果配渐进式风扇，需要保证风扇处于最大滑移下测量，即如采用电子离合或硅油离合风扇，只计入最小转速时功率消耗/上述总功率=上述净功率+风扇消耗功率/以上结果参考标准得出。

第三章发动机废气涡轮增压

轮增压系统后，可提高功率30%~50%，降低比油耗
5%左右，有利于改善整机动力性能、经济性能及排放品质，因而得到广泛应用。
（3）复合式增压系统
复合式增压系统将废气动力涡轮与废气增压器串联起来，称为复合式增压系统。在某些增压度较高的发动机上，废气能量除驱动废气涡轮增压器外，尚有多余的能量用于驱动低压废气动力涡轮，该动力涡轮
目前，车用发动机的增压度不高，大约在10-60% 的范围内，大部分为20-30%（而船用大型低速四冲程柴油机的增压度可达 k =3.0以上）。这是因为车用发
动机增压不仅要求功率增加，而且还要在较大的转速和
负荷范围内满足动力性能、经济性能、排放与成本等多
方面的要求，一般增压度不高。
增压比 k ：是指增压后气体压力 Pk 与增压前气体压力 P0 之比，即 k P P k 0 通常，增压按两种方法分类。一种是按增压系统的结构分类；一种是按增压比分类。
（3）提高发动机的平均有效压力 pme 。
显然，用加大车用发动机结构参数来提高发动功率，将受到安装位置和自重的限制。用提高发动机转速，向高速发动机发展虽然可行，但发动机转速的提高受到活塞平均速度的限制，因为充量系数 c 和机械效率m 都将随着活塞平均速度的提高而显著下降。此外，燃料经济性、发动机运转可靠性、机件寿命及噪声等因素也限制了活塞平均速度的提高。只有提高发动机平均有效压力 pme 是最经济有效的方法，它通过减小过量空气系数 a ，提高充量系数 c 和增加进入气缸的充量密度 s 来实现式（3-2）。
pmeVs in 3 Pe 10 30
Pe iD Snpme iD Cm pme
2 2
而
pme

内燃机原理-各章作业答案

6.何谓汽油机燃烧循环变动？燃烧循环变动对汽油机性能有何影响？如何减少燃烧循环变动？ 8.分析使用因素对燃烧过程的影响。 9.说明汽油机燃烧室的设计的一般要求。
11.在汽油集上燃烧均质稀混合气有什么优点，它所面临的主要困难是什么？目前解决的途径有哪些？ 12.分析过量空气系数和点火提前角对燃烧过程的影响。
d.柴油机合理的喷油特性是什么？为什么？
e.汽油机/柴油机的有害排放的机内/机外净化技术有哪些？
7.试论述降低排放各种措施对发动机动力性和经济性带来பைடு நூலகம்影响。 9.简述发动机噪声的来源。
选做 4 题
第八章
1.研究发动机特性的意义是什么？
2.发动机的性能包括那几个方面？如何评价发动机的性能？
4.试分析汽油机和柴油机负荷特性的特点。 6.试对比分析汽油机和柴油机速度特性的特点。
3.根据理论循环，提高发动机实际工作循环热效率的基本原则是什么?主要实施方向有哪些?
4.什么是发动机的指示指标?主要有哪些?
5.什么是发动机的有效指标?主要有哪些?
有效功、有效功率、有效转矩、平均有效压力、转速 n、活塞平均速度 Cm 6、总结提高发动机动力性能和经济性能指标的基本途径。
答
：
第三章
1.增压的基本概念是什么？增压达到的目的是什么？
2.增压按结构形式分为几种？各具什么特点？答：
3.废气定压涡轮与脉动涡轮增压的特点分别是什么？试分析两者的差异。
4.为什么增压后要采用进气中冷技术？ 5. 车用发动机采用增压时应进行哪些调整？
6. 如何处理增压器与发动机的匹配问题？ 7. 汽油机增压的技术难点有哪些？选做四题
7.衡量发动机克服短期超载能力的指标有哪些？汽/柴油机有什么区别？ a. 为什么柴油机的转矩适应性差？造成的原因是什么？如何校正？