第五章 内燃机的燃料与燃料供给解析
内燃机原理与构造
水冷式的。 6、按气缸数及布置分，有单缸内燃机、多缸内燃机、立式内燃机、卧式内燃
机、直列式内燃机、V形内燃机(图1-1a)、对置气缸式内燃机(图1-1b)、斜 置式内燃机。 7、按用途分类，有汽车用、工程机械用、拖拉机用、船用、坦克用、摩托车 用、发电用、农用等内燃机。 8、其他，除以上方式分类外，还可按转速来分，有高速、中速和低速等几种。
型号示例：
柴油机 YZ6102Q—六缸直列、四冲程、缸径102mm、水冷、汽车
用（YZ为扬州柴油机厂代号）； 12V135ZG—12缸、V型、四冲程、缸径135mm、水冷、
增压、工程机械用； 12VE230ZCZ—12缸、V型、二冲程、缸径230mm、水冷、
增压、船用主机、左机基本型。 汽油机 （1）1E65F—单缸、二冲程、缸径65mm、风冷、通用型； （2）12V135ZG—12缸、V形、四冲程、缸径135mm、水
轿车柴油机(55KW/4200rpm)
全铝结构（气缸盖、气缸体、 曲轴箱） 贯穿螺栓强化整机强度 刚度 四气门，双顶置凸轮 (DOHC) 直喷，增压中冷 可变截面增压器 （VNT） 共轨燃油喷射系统(CR) 带中冷EGR和进气控制 的空气管理 可变进气涡流（选装） 氧化催化器
柴油机与汽油机比较，各有优缺点（表1-3）
（5）、示功图
ra－进气行程 ac－压 缩行程 czb－做功行 程
z－最高燃烧压力 b－ 做功终点 r－排气终点
Ｐ0－大气压力
2、四冲程柴油机结构特点与工作原理
柴油机所用的燃料是柴油。与四冲程汽油机 相比基本结构特点是没有火花塞，喷油器直 接安装在气缸顶部，向气缸内喷油（图1-7） 其工作原理与四冲程汽油机也有所不同，在 进气行程，进入气缸的是纯空气，而不是可 燃混合气；在压缩行程末，喷油器向气缸喷 入高压柴油，由于气缸的高温高压作用，柴 油迅速着火燃烧，使气体急剧膨胀，推动活 塞做功。其着火方式属于压燃式，而不是汽 油机的点燃式。
(完整版)内燃机原理课后习题与答案
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。
内燃机的燃料供给与调节6-1解剖
第一节 压燃式内燃机燃料供给 与调节系统概述
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系统要求
压燃式内燃机是在气缸内部形成混合气，即在活 塞接近上止点时，燃料供给与调节系统将燃料以 高压、在极短的时间内喷入气缸，实现燃油与空 气的混合和燃烧。因此，对燃料供给与调节系统 ，无论是在制造与调整精度，还是在与整机的参 数匹配方面均有十分严格的要求，为了保证压燃 式内燃机在动力性、经济性、排放与噪声等方面 达到优良的性能，对其燃料供给与调节系统提出 以下要求：
博世长管仪中，长管长度要足够长，且管截面保 持一定，这样喷油的压力波不受管截面突变和细 长管端反射波的影响，保证喷油速率测定的精度 。为做到这一点．细长管的长度L应保证由细长管 出口端所产生的反射波反射到喷油嘴端所需的时 间大于喷油持续期tz(tz＜2L／a)，且保证在下一 个循环之前管内的压力波已经完全衰减。大量试 验表明，实测的压力波为4个波形时(一个喷油波 形和三个反射波形)，测量精度较高。图6—4中的 背压阀可用于模拟气缸压力的大小，而节流阀8用 来保证长管中有一定的压力，调整节流阀改变流 通截面的大小，可得到所需的实测压力波的个数 。 2021/6/8
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二、几何供油规律和喷油规律
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概念——几何供油规律
• 几何供油规律是指从几何关系上求出的单位凸轮转 角(或单位时间)喷油泵供入高压油路中的燃油量随 凸轮转角(或时间t)的变化关系。它完全由柱塞的直 径和凸轮型线的运动特性决定。
dVP dc
App
dVP dt
App
式；中ω，P为AP有为效柱行塞程面段积的，柱A塞P＝速度4 。d P；2 dp为拄塞直径
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3、考虑了燃油的可压缩性，燃油在高压系统容内也就产 生了弹性振动，压力从泵端传到嘴端需一定的时间，传播 的速度为声速。在传播过程中，泵端、嘴端开启或关闭等 边界条件不同，将造成压力波的反射。又由于减压作用存 在，可能在系统容积内局部产生真空。此时燃油将变为气 形成气泡，故压力波传播的速度是变化的，在液态下压力 波传播速度（声速）c＝1400-1600m／s，而在高压油 路中，由于有时存在蒸气池，故速度将降低。大量试验表 明压波传播速度的数值在700~1400m／s之间变化， 而燃油在高压油管内的流速仅20~40m/s，这样，喷油 器盛油腔内压力波形与出油阀紧幅腔内的压力波形，不论 是数值大小和时间相位都不相同。上述因素造成喷油规律 不可能和供油规律相同，它不仅受喷油泵内机械运动的影 响，还受燃料在高压油路中液力作用的制约。
柴油机燃料供给系统课件
根据ECU的指令，控制 喷油泵的供油量和喷油 时间，实现柴油机的电 子控制。
柴油机混合气的形成与燃 烧
混合气的形成
01
在气缸内，通过喷油嘴将柴油喷入压缩后的空气，形成可燃混
合气。
燃烧过程
02
混合气在气缸内被压缩到自燃点后，自行燃烧产生高温高压的
燃气，推动活塞做功。
排放控制
03
通过优化燃油喷射时刻、喷射压力、喷射持续时间等参数，降
定期检查喷油器 喷油器是柴油机燃料供给系统中控制燃油喷射的 关键部件，定期检查其是否出现堵塞、卡滞等情 况，并及时清洗或更换。
柴油机燃料供给系统的定期保养
01
定期更换柴油滤清器
柴油滤清器是柴油机燃料供给系统中的易损件，需要定期更换，一般建
议每行驶1万公里更换一次。
02
定期清洗燃油系统
燃油系统中的杂质和积碳会影响燃油的流动和雾化，需要定期清洗，一
自适应控制
根据系统参数的变化，自适应调整控制策略，以保证系统的稳定 性。
智能控制
利用人工智能、神经网络等技术，实现更加精准的控制，提高系 统效率。
采用更加环保的燃料
生物燃料 利用生物质资源生产的燃料，具有可再生性和环保性。
合成燃料 通过化学反应合成的燃料，具有与柴油相似的性能，但生 产过程更环保。
般建议每行驶2万公里清洗一次。
03
定期检查和调整喷油器
喷油器的雾化效果和喷射压力对柴油机的燃烧性能有重要影响，需要定
期检查和调整，一般建议每行驶3万公里检查和调整一次。
柴油机燃料供给系统的常见故障与排除
燃油供应不足
如果柴油机出现燃油供应不足的情况，可能是由于燃油滤清器堵塞、燃油泵故 障或喷油器堵塞等原因引起。此时需要逐一排查这些部件，并更换或清洗故障RT 04
燃料供给系统(汽) ppt课件
PPT课件
23
二、电控燃油喷射系统的分类
1.按喷射方式分类
（1）连续喷射方式 （2）间歇喷射方式:同时喷射、分组喷射、 顺序喷射
PPT课件
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2.按对空气量的计量方式分类
电控燃油喷射系统必须对进入气缸的喷油量进 行精确的计量，才能对喷油量的控制，实现混合气 浓度的高精度控制。
按对进气量的计量方式不同，可分为D型喷射 系统和L型喷射系统。
的动力只用来克服发动机的内部阻力，维持 发动机最低稳定转速的工况为怠速工况。
发动机的怠速转速一般为700～900r/min。 在怠速工况下，节气门开度最小，进入气缸 内的混合气量很少，气缸内残余废气对混合 气稀释严重；而且转速低，空气流速小，汽 油雾化和蒸发不良，混合气形成不均匀。因 此，要求供给少量a = 0.6～0.8的浓混合气。
电控燃油喷射系统的组成与基本原理
电控燃油喷射系统基本都是由空气供给系统、燃油供给 系统和控制系统三部分组成。 一、空气供给系统
功用：为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的进气量。
空气滤清器
空气流量计
L型用
节气门体
进气总管
进气歧管
怠速控制阀 （ISC阀）
进气管绝对压力传感器 D型用
怠速控制阀由ECU直接控制
第五章 汽油机燃料 供给系统
PPT课件
1
汽油方面的知识
1.汽油的特点：
蒸发性——汽油由液态转化为气态的能力
抗爆性——指汽油在发动机内燃烧时，防止产生爆 燃的能力。通常用辛烷值来表示。
安定性——在正常储存和使用条件下，保持其性质 不发生永久变化的能力，安定性不好的汽油会使 汽油的辛烷值下降、酸性增加、颜色变深。
PPT课件
内燃机原理和构造.完整版PPT资料
7
二冲程柴油工作原理
如果在两个冲程里完成进气、压缩、做功 、排气这些循环动作，就叫二冲程，相应 的内燃机叫二冲程内燃机.
8
柴油机工作原理
第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。 当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中 还留有一些废气。 当曲轴旋转时，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时 ，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。 随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大： 造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空 气就不断地充入气缸。 当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很 高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量 ，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上 行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。
11
柴油机工作原理
四. 排气冲程 第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排 出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。 当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞 在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废 气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲 程开始时，气缸内的气体压力比大气压力高0.025— 0.035MPa，其温度Tb＝725～925K。为了减少排气时活 塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打 开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速 下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上 行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净 ，排气阀在上止点以后才关闭。
影响：喷油提前角的大小对柴油机影响极大，若 其过大，将导致发动机工作粗暴；过小，最高压 力和热效率下降，排气管冒白烟。最佳喷油提前 角：即在转速和供油量一定的条件下，能获得最 大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。供油量 越大，转速越高，则最佳喷油提前角越大；最佳 喷油提前角还与发动机的结构有关
内燃机原理内燃机的燃料与燃料供给
内燃机原理内燃机的燃料与燃料供给内燃机是一种将燃料和氧气混合燃烧，通过爆发力来推动活塞运动以达到动力输出的装置。
内燃机的燃料通常指的是化石燃料，如汽油、柴油和天然气等。
燃料供给是指将燃料送入内燃机燃烧室的过程。
内燃机的工作原理可以简述为四个基本过程：进气、压缩、爆发和排气。
进气过程：在内燃机的进气冲程中，活塞向下运动，从进气阀门打开的进气门进入燃烧室。
进气门打开时，汽缸内的压力比大气压力低，使新鲜的燃料通过进气阀门进入气缸。
压缩过程：在进气阀门关闭之后，活塞向上运动，压缩燃料和空气混合物。
此时，进气门和排气门都是关闭的，活塞向上移动，将燃料和空气混合物压缩到非常高的压力和温度。
爆发过程：当活塞向上运动到顶点时，点火系统会引发火花，使燃料和空气混合物点燃。
燃料燃烧产生的高温高压气体使汽缸内压力急剧上升，推动活塞向下运动。
这个过程称为爆发过程，也是内燃机输出动力的关键过程。
排气过程：当活塞向下运动到底部时，排气门打开，燃烧产生的废气通过排气阀门排出。
然后，进气门再次打开，开始下一次进气过程。
排气过程也被称为废气冲程。
内燃机的燃料供给有两种主要方式：化油器供油和燃油喷射系统供油。
化油器供油：在化油器供油系统中，混合燃料通过化油器中的喷孔喷入空气流中，形成可燃气体混合物。
这个混合物在进气阀门打开时被吸入气缸。
化油器的工作原理是基于液体的汽化和气化的原理，其主要部件包括浮子室、喷嘴、油泵和节气门等。
化油器供油的主要缺点是供油精确度相对较低，容易受到环境条件和负荷变化的影响。
燃油喷射系统供油：燃油喷射系统供油是现代内燃机常用的供油方式。
燃油喷射系统通过高压泵和喷油嘴将燃料直接喷射到气缸中。
这种方式可以更精确地控制燃料的供给量和喷射时间，以提高燃烧效率和动力输出。
燃油喷射系统还可以根据发动机速度和负荷要求来动态调整喷油量，以实现更好的燃烧效果。
总结起来，内燃机的工作原理是通过进气、压缩、爆发和排气四个基本过程将燃料和氧气混合燃烧，从而产生推动力。
内燃机原理(全)
2．压缩过程 在进气过程终了后，进、排气门都关闭，
曲轴继续旋转，活塞自下止点向上止点移动， 将气缸中的混合气压缩，进行压缩过程。压 缩过程在示功图上以曲线ac表示。压缩终了 时气体的压力和温度主要视压缩比的大小而 定，压力约为0.85-2MPa，温度可达600-700K。
压缩比愈大，压缩终了时混合气的压力
直喷式燃烧系统比间喷式燃烧系统 的热效率可提高10％-15％，是提高柴油 机经济性的有效措施。
6．提高柴油机燃油喷射压力：喷油压力目 前已达120—150MPa 7．排气后处理技术：可使柴油机实现CO、 HC及NOx的同时净化 8．采用代用燃料：以压缩天然气(CNG)和 液化石油气(LPG)为主
第二节内燃机的总体构造
2、内燃机工作循环示功图：
研究内燃机的工作循环时，可以利用一种表示气缸 内气体压力和相当于活塞不同位置时的气缸容积V之间的 变化关系图(P-V图)。此图能表示一个工作循环中气体在 气缸内所作的功，所以称为示功图。
二、四冲程汽油机的工作原理
四冲程化油器式汽油机的结构简图和P-V示功图。
进
压
排
气Hale Waihona Puke 缩气1．进气过程 在进气过程中，活塞从上止点向下止
三、内燃机的发展趋势
(一)内燃机性能指标的发展动向
1．强化程度不断提高： 提高内燃机的强化程度，使之在有限的气缸
工作容积条件下提高内燃机的功率。
2．降低燃油消耗率、提高经济性
3．提高内燃机的可靠性和耐久性 无故障期为5000h，表征耐久性的指标是大修
期。常以压缩压力下降到一定值(2.2~2.7MPa)或各 缸压力差增大到一定值(0.3MPa)即认为应当大修。
3、行程s(stroke)：
燃油供给系构造与原理
燃油供给系目录第一章柴油机燃油供给系的功用和组成第二章喷油泵和喷油器第三章燃油供给系辅助装置第四章供油管路系统第五章供油操纵系统第一章柴油机燃油供给系的功用和组成一、柴油机燃油供给系的功用供给系是柴油机的重要组成部分，它对整机的动力性、经济型、可靠性、耐久性都有较大影响。
柴油机供给系的主要功用是：储存、滤清、和输送燃料，根据柴油机各种工况要求，将适量燃油以适当的供油提前角和喷雾状态，适时喷人燃烧室，与旋流状进入缸内的空气形成混合气后燃烧，满足内燃机功率、扭矩、转速、油耗、噪声、排放以及起动和怠速等方面的要求。
二、柴油机燃油供给系的组成燃料供给系一般由燃油供给装置、混合气的形成装置、空气供给装置和进排气装置组成。
燃油供给装置：柴油箱、输油泵、喷油泵、高压油管、柴油滤清器、低压油管及回油管等。
混合气形成装置：喷油器、燃烧室等。
空气供给装置：空气滤清器、中冷器、增压器。
进排气装置：进排气管道、预热装置、消音器等第二章喷油泵和喷油器一、喷油泵的功用喷油泵的功用是根据内燃机的不同工况，定时、定量地向喷油器输送高压燃油。
多缸内燃机的喷油泵应满足下列要求：供油顺序与内燃机的工作顺序相对应；供油间隔角度偏差不大-0.5°~+0.5°；各缸供油量均匀一致，不均匀度在额定工况下不大于3~4%；供油及时、停油干脆。
二、喷油泵的结构喷油泵的结构形式很多，车用喷油泵按其结构和工作大体可分为：分配式、柱塞式、喷油泵油式和PT式等。
三、喷油泵的作用将喷油泵的高压油以一定的压力、速度和喷射锥度，均匀成雾状喷入燃烧室，并适当地分布在燃烧室中，以利于混合气的形成和燃烧。
四、喷油器的分类喷油器按其内腔与燃烧室相通的方式可分为开式和闭式两种。
开式喷油器：开式喷油器的高压油路通过喷油器直接与燃烧室相通，中间没有针阀隔断，当喷油泵供油压力超过气缸压力时，即将燃油喷入燃烧室。
开式喷油器只适用于喷油器。
闭式喷油器：闭式喷油器是由一个针阀将高压油路与喷油器隔开，当供油压力达到一定值时，开启针阀将燃油喷入燃烧室。
柴油机燃料供给系的认识PPT教案
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柴油机的特点 ：
1、压缩比高：15-22,压缩压力达3.5-4.5MPa。 2、热效率高：达到30%-40%。 3、燃油消耗低：比汽油机低30%左右，经济性好。 4、没有点火系，油路系统机件精密，故障相对减少，工
作可靠性高。 5、排放污染物少，但易产生碳烟。 6、转速低、质量大、制造维修费用高。
第一节
概述
一、 功用
柴油机供给系同样要完成柴油供给和空气供给以及可燃混合气 的形成、燃烧和废气的排出任务。
二、 组成
燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。 空气供给装置：空气滤清器、进气管道、进气道（增压器及中冷器）。 混合气形成装置：燃烧室。 废气排出装置：排气管道、消音器。
柴油机燃料供给系的认识
会计学
1
柴 油 机 燃 料 供给系 的认识
重点和难点
重点
难点
1、掌握柴油机燃料供给系的组成 和作用
2、掌握柴油的种类和特性 3、掌握柴油机可燃混合气的形成 与燃烧室
柴油机可燃混合气的形成与燃 烧室
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柴油机燃料供给系的认识
➢ 概述 ➢ 可燃混合气的形成与燃烧室 ➢ 喷油器 ➢ 喷油泵 ➢ 调速器 ➢ 柴油机燃料供给系辅助装置 ➢ 电控柴油喷射系统 ➢ 涡轮增压器
喷入气缸中的雾状柴油并不能马上着火燃烧，气缸中的气体温度，虽然 已高于柴油的自燃点，但柴油的温度不能马上升高到自燃点，要经过一
Ⅲ 缓燃期 段物理和化学的准备过程。也就是说，柴油在高温空气的影响下，吸收
热量，温度升高，逐层蒸发而形成油气，向四周扩散并与空气均匀混合
Ⅳ 后燃期 （物理变化）。
随着柴油温度升高，少量的柴油分子首先分解，并与空气中的氧分子进 行化学反映，具备着火条件而着火，形成了火源中心，为燃烧作好了准 备。这一时期很短，一般仅为0.0007～0.003 秒。
《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。
内燃机总体构造与工作原理
内燃机的总体构造与工作原理第一章内燃机的总体构造内燃机是热机的一种,它区别于其它型式的特点,是燃料在机器内部燃烧,燃料燃烧时释放出大量的热量,使燃烧后的气体(燃气)膨胀推动机械做功。
燃气是实现热能向机械能转化的媒介物质，这种媒介物质称工作介质（简称工质）。
往复活塞式发动机是应用最早、最广泛的一种，旋转活塞式是近代在国内处发展起来的一种新型内燃机。
往复活塞式内燃机有许多不同型式：按所用的燃料不同分为汽油机和柴油机；按点火方式不同分为点燃式和压燃式；按实现工作过程的行程数不同分为四冲程和二冲程内燃机。
不同型式的内燃机虽然都有它的特点，但它们都要完成将热能向机械能转化这一根本任务。
在内燃机中热能与机械能转化与反转化这一对矛盾是其本矛盾。
它的存在和发展，规定动着其它矛盾的存在和发展。
为了实现这一转化，内燃机必须由一系列的机构和系统所组成。
二个机构：（一）柄连杆机构：主要零件有：气缸体、曲轴箱、所缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等。
活塞通过连杆与曲轴相连。
活塞在气缸中往复运动时，连杆摆动并使曲轴作旋转运动。
反之，曲轴转动时，可使活塞在气缸中作往复直线运动。
燃料在气缸中燃烧时，燃气膨胀作用在活塞上的压力，借助于连杆转变为曲轴的旋转力矩，使曲轴带动工作机械做功。
固定在曲轴后端的飞轮，它能储存能量，使曲轴均匀旋转。
（二）配气机构包括：进气门、排气门、凸轮轴及其它驱动件等。
汽油机或柴油机为了连续不断地工作，必须把膨胀做功后的废气从气缸中排出，吸入由汽油或者柴油和空气组成的可燃混合气，即要进行换气。
配气机构是根据工作过程的需要，适时的开启和关闭进气门和排气门，完成换气过程。
由此可见，上述两个机构是内燃机中实现将热能转化为机械能所必须的主要机构。
但是，必须向气缸供给可燃混合气，使之燃烧，不然，内燃机中不可能有热能向机械能转化。
因此，为了使内燃机运转，还要有以下几大系统。
1、燃料供给系：它担负着向气缸内供给可燃混合气的任务。
发动机内燃机图解介绍
内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机。把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。
（3）按照冷却方式分类
内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可K，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。
（1）曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、
（6）点火系统
在汽油机中，气缸内的可燃混合气是K电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
（7）起动系统
要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。
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（3） P－T喷油系统 只在顶置凸轮轴的柴油机上使用
（4）柱塞泵式喷油系统
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柱塞泵式喷油系统是应用最广泛的柴油机喷 油系统，按其结构特征可分为：
喷油泵－高压油管－喷油器系统：
结构紧凑、布置方便，但高压容积大，喷 油规律不易控制。
泵－喷嘴式喷油系统：
克服了上述缺点，但气缸盖结构复杂、布 置困难，要求气缸盖和机体的刚度好，生产 成本较高 。
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2、汽油的物理化学性质
1、挥发性 －表示液体燃料汽化的倾向。
2、抗爆性
汽油对汽油机发生爆燃的抵抗能力称为抗 爆性。
汽油的抗爆性用辛烷值衡量，若辛烷值高， 则抗爆性好。
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3、汽油的规格
汽油分为航空汽油、车用汽油、工业汽油等。
汽油的牌号用辛烷值来表示。例如93号汽 油表示其辛烷值不低于93。
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一、柴油机燃油喷射系统的组成
主要部件有：喷油泵、喷油器和调速器等。
辅助装置有：柴油箱、输油泵、油水分离器、 柴油滤清器、喷油提前器和高、低压油管等。
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二、柴油机燃油喷射系统的分类
（1）主油道式喷油系统 密封问题不易解决，已经淘汰
（2） 蓄压式喷油系统 控制困难，应用很少
柴油的自然性用十六烷值衡量，若十六烷值 高，则自然性好。
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2）馏程
某种燃料的馏程是该燃料在某一温度范围内 能蒸馏出来的成分的容积百分数，表示燃料是否 易于蒸发的特性。
3）粘度 粘度表示燃料分子之间的内部摩擦特性。
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4）浊点
在低温下，柴油开始结晶，失去透明性质时 的温度称为浊点。
5）凝点
柴油开始固化而失去流动性时的温度称为凝 点。
6）含硫量
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7）化学成分及发热量
柴油的平均化学成分以质量分数表示： C=86%、H=13%、O+N+S=1%，C16H14。
轻柴油的低热值约为4396KJ/kg。
8）柴油的规格
我国轻柴油按凝点不同分为10号、0号、－ 10号、－20号、－25号等，选用时应使最低环 境温度高出凝点5K以上。
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常用柱塞式喷油泵按其结构特点有以下几种：
喷油泵
直列式喷油泵 分配式喷油泵
分列式喷油泵
合成式喷油泵 转子式分配泵
单柱塞分配泵
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三、柴油机对喷油系统的基本要求
柴油机的工质是在气缸内由燃油和空气混合 形成的，其形成的时间极短，根据柴油机工作过 程的特点，对燃油喷射系统在喷油量、喷油时刻 和喷油质量方面提出下列要求：
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§5－3 柴油机的燃油喷射过程及其影响因素
一、燃油喷射过程及燃油雾化 二、喷油规律及其测量 三、喷油系统与柴油机的匹配
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一、燃油喷射过程及燃油雾化
1、柴油喷射过程 2、燃油雾化 3、影响雾化的因素
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1、柴油喷射过程
第一阶段，喷油滞后阶段 第二阶段，主喷射阶段 第三阶段，自由膨胀阶段
第五章 内燃机的燃料与燃料供给
§5－1 内燃机的燃料 §5－2 柴油机燃油喷射系统 §5－3 柴油机的燃油喷射过程及其影响因素
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§5－1 内燃机的燃料
一、石油燃料及其特征 二、柴油和汽油的物理化学性质 三、气体燃料和代用燃料
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一、石油燃料及其特征
内燃机燃料主要由天然石油炼制而成，石油 的各元素的质量分数大约为：
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第一阶段，喷油滞后阶段：
从柱塞上升到完全关闭进油孔，泵腔内燃油 被压缩，压力开始上升的Qp点起，到喷油嘴针 阀开始上升，并向缸内喷油的On点止。
注意：喷油嘴的喷油始点滞后于喷油泵的供 油始点。
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第二阶段，主喷射阶段：
从喷油嘴开始开启，到喷油泵柱塞斜槽开始 打开回油孔，停止供油的KH点为止。
具有适中的喷油持续期，一般不应超过 28℃A。
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3、喷油质量
具有高的喷射压力，以保证燃油的雾化粒度、 贯穿距离，同时油束形状及分布应与燃烧室形状 和空气运动相配合，以利于可燃混合气的形成。
喷油的开始及结束都应该非常干脆利落，不 得有滴油现象或其他不正常喷射现象。
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2、环烷族烃适合做汽油机的燃料
3、芳香族烃适合做汽油机燃料
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二、柴油和汽油的物理化学性质
1、柴油的物理化学性质 2、汽油的物理化学性质
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1、柴油的物理化学性质
1）自然温度
在无外源点火的条件下，柴油能自行着火的 性质称为自然性，使其自行着火的最低温度称为 自然温度。
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1、喷油量
喷油量应与柴油机的转速和负荷相适应，工 况不变时每循环、各气缸的喷油量应该均匀，保 证各气缸工作的均衡性和整机运行的稳定性。
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2、喷油时刻
喷油开始时刻应与柴油机的转速和负荷相 适应，最高燃烧压力应出现在上止点后12℃A 前后，使柴油机获得良好的经济性、运转平稳 性，而且燃烧噪声小、烟度低、废气中有害成 分少。
注意：每循环供油量的大部分在此阶段喷入 气缸。
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26Байду номын сангаас
第三阶段，自由膨胀阶段：
从喷油泵停止供油到喷油嘴针阀落座为止。
注意： 喷油持续角稍大于几何供油持续角； 喷射压力下降很快，容易出现不正常喷射。
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2、燃油雾化
燃油雾化－指从喷油嘴喷出的燃油油束，在 气体介质中运动时，由于气体动力和燃油表面张 力的作用，使其分裂成细小的油滴，表面积急剧 增加，从而加速从空气中的吸热和油滴的汽化过 程，是促进混合气形成的重要因素。
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三、气体燃料和代用燃料
（一）天然气和液化石油气
（二）氢
（三）沼气
（四）代用燃料
1、醇类燃料
2、植物油燃料
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3、二甲醚
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§5－2柴油机燃油喷射系统
一、柴油机燃油喷射系统的组成 二、柴油机燃油喷射系统的分类 三、柴油机对喷油系统的基本要求
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C=84～87%， H=12～14%， S=0.1～5.5%， N=0.01～2.2%， O=0.2～1.4%。
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石油基本上是烷族烃、环烷族烃和芳香族 烃等组成的化合物：
1、烷族烃包括烷烃和烯烃
❖正构烷适合做柴油机的燃料； ❖异构烷适合做汽油机的燃料。 ❖烯烃只适合作汽油机的燃料。