内燃机学1——学习要点与问题

学习要点与问题

第二章内燃机的工作指标

概述与示功图

第一节内燃机指标体系

一、动力性指标

转矩Ttq（标定工况Ttqn）

转矩适应性系数KT=Ttqmax/Ttqn

标定功率Pe

◆十五分钟功率

◆一小时功率

◆十二小时功率

◆持续功率

标定转速n

二、经济性指标

◆燃油消耗率 be g/kW.h

◆机油消耗率 bo g/kW.h

第二节指示性能指标 (★)

●内燃机的指示指标是指工质对活塞做功为基础的指标；

●其中，只考虑了因燃烧不完全和传热方面引起的热量损失，没有考虑

各运动摩擦副之间所存在的摩擦损失；

●指示指标主要有：Wi、pmi、Pi、bi、ηit

第三节机械损失

一、两个概念：机械损失功率、平均机械损失压力；

二、机械损失的组成

三、影响因素分析：(1) 增压、压缩比ε(2) 转速n或活塞平均速度Vm

(3)负荷(4) 润滑油粘度 (5) 气缸尺寸和数目 (6) 工艺水平

四、测试方法及特点

第四节有效性能指标 (★)

●是指曲轴输出的相关指标；

●pme (公式推导)、Pe、ηet 、be ；

●两个重要的概念：

◆充量系数：φc

◆过量空气系数：φa

第五节提高内燃机动力性能与经济性能的途径 (★)

（1）转速n ；（2）冲程数τ；（3）进气密度ρs 与增压中冷；

（4）充量系数φc；（5）过量空气系数φa ；（6）循环指示效率ηit （7）机械效率ηm

第三章燃料与热化学

引言

柴油与汽油性质的不同是造成柴油机与汽油机各种特征不同的根本原因之一。

第一节内燃机燃料的分类

从形态上分成三类：液体、气体、固体燃料

石油产品的优点：

石油产品成分：烷烃、烯烃、芳香烃、含氧有机物、硫、其它

沸点与蒸馏曲线：

◆汽油蒸馏曲线上有3个特征点：10%、50%和90%馏出温度：

如果10%点太高，会造成汽油机冷起动的困难；太低则容易

造成蒸发损失和在燃油系统中产生气泡。影响10%点的主要

因素是丁烷和异戊烷等在汽油中的含量；

如果50%点太高，会影响汽油机冷态运转的性能；

如果90%点太高，燃油燃烧不完全而造成润滑油稀释和燃烧

室结炭；

◆由于柴油是喷在高度压缩的热空气中，柴油的蒸馏曲线并不重要。

重要的是蒸馏曲线终点即终馏点的温度。柴油终馏点的温度太高、

会由于燃油燃烧不完全而造成润滑油稀释和碳烟的形成。

1kg燃油完全燃烧所放出的热量叫做燃料的发热量或热值，其单位为kJ/kg

第二节柴油的性质（★重点内容）

我国的柴油是以凝点来标号的。

柴油在无外源点火的情况下能够自行着火的性质称之为自燃性。

能够使柴油自行着火的最低温度称为自燃温度。柴油的自燃性用十六烷值衡量。

用两种自燃性能截然不同的标准燃料作比较：

一种是正十六烷C16H34，自燃性很好，其十六烷值定义为100；

一种是α-甲基萘，自燃性很差，其十六烷值定义为0。

十六烷值高的柴油，其自燃温度低，滞燃期短，有利于发动机的冷起动，适合于高速柴油机使用。

过高十六烷值的柴油在燃烧过程中容易裂解，造成排气过程中的碳烟。

第三节汽油的性质（★重点内容）

燃料对于发动机发生爆燃的抵抗能力称为燃料的抗爆性。汽油的抗爆性是以辛烷值来表示的。

我国生产的汽油是按研究法辛烷值RON分级的。一般有90#、93#、97#几种规格。

两种标准燃料：异辛烷、正庚烷

第四节燃料的燃烧（热化学）

燃烧所需空气量的一般计算方法。

柴油、汽油：ℓ0 =1/0.23*(8/3gc+8gH - gO) kg/(1kg燃料)柴油14.3；

汽油14.8

第五节 内燃机的代用燃料

种类，各种代用燃料的特性

第四章 内燃机工作循环

理论循环的假设

1) 工质为理想气体，成分不变； 2) 无换气； 3) 无燃烧，（用加热过程代替）；

4) 等熵压缩、膨胀； 5) 无泄漏； 6) 无传热、散热问题； 7) 无流动损失问题等。

第一节 内燃机理论循环 1)

)1(11111112-+---=-=-ρλλλρεηk q q k k t ◇ 提高压缩比，可以提高工质的最高温度，从而提高了,但提高率逐渐降低。 ◇ 增大压力升高比可以增加混合加热循环中等容部分的加热量，提高了热

量利用率，从而提高了循环热效率。

◇ 压缩比以及压力升高比的增加，将导致最高循环压力pz 的急剧上升。 ◇ 初始膨胀比可以提高循环平均压力，但等压部分加热量增加，导致循环

热效率下降。

◇ 绝热指数k 增大，循环热效率上升。

2) 内燃机实际工作条件的约束和限制：

结构条件的限制、机械效率的限制、燃烧方面的限制。

第二节 内燃机实际循环

实际循环与理论循环的区别

1）工质 ：（1）工质成分（2）工质比热容（3）高温分解（4）燃烧前后分子数发生变化

2）传热损失、3）涡流和节流损失、4）换气损失、5）燃烧时间损失（燃烧、喷油速度）

6）燃烧损失（后燃、不完全燃烧）、7）泄漏损失

第三节 压缩、膨胀多变指数分析

1) 压缩平均多变指数分析

2) 膨胀平均多变指数分析

分析的原则和方法要掌握。

第四节 传热与热平衡

1) 影响传热损失的因素

气缸几何尺寸的影响、燃烧室型式、冷却介质温度、增压、工况

2) 热平衡

QT=Qe+Qw+Qr+Qb+Qs