第5章 汽油机混合气的形成和燃烧
发动机原理第五章汽油机混合气的形成和燃烧
发动机原理第五章汽油机混合气的形成和燃烧汽油机是一种内燃机，其工作原理是通过将空气和汽油混合后，利用火花塞点火将混合气体燃烧产生的能量转化为机械能。
汽油机混合气的形成是通过进气管、节气门和进气道来完成的。
当驱动节气门打开时，汽油喷油器会喷射适量的汽油进入进气道中。
同时，空气经过进气管进入气缸。
汽油和空气在进气道中混合，形成可燃混合气体。
混合气的形成过程中有几个关键参数需要控制，例如进气量、燃料喷射量和混合气的浓度。
进气量取决于节气门的开度，而燃料喷射量则由喷油器决定。
为了保证混合气的浓度适中，汽油机通常会配备一个氧传感器，根据氧气浓度的反馈来调节喷油量。
这样可以确保混合气的化学组成接近于最佳的燃烧比例。
燃烧是汽油机中最关键的环节，也是产生动力的过程。
当混合气被点火后，燃烧产生的高温高压气体会向外膨胀，推动活塞运动，驱动曲轴旋转。
混合气的点燃是通过火花塞完成的。
火花塞由中心电极和接地电极组成，中心电极中的电火花将混合气点燃。
燃烧的过程主要包括点火延迟期、燃烧期和尾气期。
点火延迟期是指在点燃混合气之前，混合气在活塞顶部开始自燃的时间。
延迟期的长短会受到很多因素的影响，如混合气的浓度、温度、压力等。
燃烧期是指混合气完全燃烧的时间，这一阶段混合气的能量会被释放并用于驱动活塞运动。
尾气期是指废气在活塞向下运动排出气缸的时间。
为了提高燃烧效率，汽油机通常会采用一些技术来增加混合气的起燃性、均匀度和稳定性。
例如，在进气道中安装气流直通装置可以提高混合气的均匀度；在燃烧室中设置喷油器可以将燃油直接喷到燃烧室中，提高了起燃性；通过调整点火提前角度可以改变燃烧时机，提高燃烧效率。
总结起来，汽油机混合气的形成和燃烧是通过控制进气量、燃料喷射量和混合气的浓度来实现的。
混合气的形成需要一系列的控制和调节来确保混合气的化学组成接近于最佳的燃烧比例。
燃烧则是通过点火将混合气燃烧产生高温高压气体，推动活塞运动，从而驱动汽油机工作。
发动机原理期末复习题1
一、单选题第一章工程热力学基础１、与外界无质量交换的系统称之为。
Ａ. 绝热系统Ｂ. 闭口系统Ｃ. 开口系统Ｄ. 孤立系统3、与外界无热量交换的系统称之为Ａ. 绝热系统Ｂ. 闭口系统Ｃ. 开口系统Ｄ. 孤立系统3、与外界即无质量也无热量交换的系统称之为Ａ. 绝热系统Ｂ. 闭口系统Ｃ. 开口系统Ｄ. 孤立系统4、用来描述气体热力状态的物理量是Ａ. 膨胀功Ｂ. 容积功Ｃ. 内能 D. 热量5、热力系统的各参量中，属于过程量的是Ａ. 压力Ｂ. 熵Ｃ. 内能 D. 热量6、热力系统的基本状态参数包括Ａ. 压力、内能和温度Ｂ. 内能、熵和比容Ｃ. 压力、熵和温度 D. 压力、比容和温度7、理想气体是指Ａ. 气体分子本身占有一定体积，分子之间无相互作用力。
Ｂ. 气体分子本身不占有体积，分子之间无相互作用力。
Ｃ. 气体分子本身不占有体积，分子之间有相互作用力。
D. 气体分子本身占有一定体积，分子之间有相互作用力。
8、对于理想气体，内能是的单值函数。
Ａ. 压力Ｂ. 熵Ｃ. 温度 D. 比容9、热力系统规定Ａ. 热力系统对外界做功为正，传出热力系统的热量为负值。
Ｂ. 热力系统对外界做功为负，传入热力系统的热量为负值。
Ｃ. 外界对热力系统做功为正，传入热力系统的热量为正值。
D. 外界对热力系统做功为负，传出热力系统的热量为正值。
10、下列描述正确的是Ａ. 比容ν的变化量标志着有无做功，温度T的变化量标志着有无传热。
Ｂ. 压力P的变化量标志着有无做功，温度T的变化量标志着有无传热。
Ｃ. 压力P的变化量标志着有无做功，熵s的变化量标志着有无传热。
D. 比容ν的变化量标志着有无做功，熵s的变化量标志着有无传热。
11、是热力系统与外界之间依靠温差来传递的能量形式。
Ａ. 内能Ｂ. 热量Ｃ. 动能Ｄ. 功12、一个热力过程，熵s的变化量大于零，标志着：。
Ａ. 系统对外界做功Ｂ. 外界对系统做功Ｃ. 系统吸热 D. 系统放热13、关于内能的说法，哪一个不正确？。
汽车发动机构造-5章燃油供给系
加速：指发动机节气门迅速开大，汽油机的转速和功 率在较短时间内迅速提高的过程。要求混合气量要突增， 并保证浓度不下降。但瞬时汽油流量的增加比空气的增加 要小得多，致使混合气过稀。因此，采取强制方法额外增 加供油量。
汽车构造（上）
从以上分析可知：在发动机的不同工况，所要 求的混合气浓度是不一样的。此种特性称为理想化 油器特性。
汽车构造（上）
从简单化油器特性知道其是不能满足汽车发动机的 需要的，所以应该对其进行改进，所以就出现了： 3、现代车用化油器：
在简单化油器的基础上加上5个主要的工作系统，就 能满足发动机实际工作的需要。 ➢ 主供油系统满足发动机在中等负荷时发动机经济性的需 求。 ➢ 怠速系统满足发动机在怠速时供油。 ➢ 加浓系统满足发动机在大负荷、全负荷对动力性的需求。 ➢ 加速系统满足发动机加速时需要。 ➢ 启动系统满足发动机启动时需要。
汽油：约为44000kJ/kg(低热值) 柴油：一般为42500～44000kJ /kg(低热值) 3）抗爆性：抵抗爆震燃烧的能力。用辛烷值大小来衡 量。
汽车构造（上）
§2. 简单化油器与可燃混合气的形成
一、简单化油器的结构
空气室
针阀
空气滤清器
喷管
浮子 2-5mm
喉管
混合室
1、浮子机构：浮子、 浮子室 针阀、浮子室
汽车构造（上）
第5章 汽油机燃料供给系统
本章主要内容： 1、汽油机供给系的组成及燃料 2、简单化油器与可燃混合气的形成 3、可燃混合气成分与汽油机性能的关系 4、汽油供给系其他辅助装置 5、电控汽油喷射系统
汽车构造（上）
§1.汽油机供给系的组成及燃料
发动机原理复习题参考答案
第一章发动机的性能三、名词解释1. 平均有效压力：单位气缸工作容积所做的循环有效功称为平均有效压力。
2. 升功率：在标定工况下，每升发动机工作容积发出的有效功率称为升功率。
3. 活塞平均运动速度：发动机在标定转速下工作时，活塞往复运动速度的平均值称为活塞平均运动速度。
4. 机械效率：指示功减去机械损失功后，转为有效输出功的百分比称为机械效率。
5. 有效燃油消耗率：发动机每发出h kW ⋅1的有效功所消耗的燃油量。
6. 燃烧效率：燃料化学能通过燃烧转为热能的百分比称为燃烧效率。
7. 平均指示压力：单位气缸工作容积所做的循环指示功称为平均指示压力。
8.工质定压比热容：单位质量工质在定压过程中温度升高１℃所需的热量称为工质的定压比热容。
四、简答9.简述工质改变对发动机实际循环的影响。
答案要点：1)工质比热容变化的影响：比热容Cp 、Cv 加大，k 值减小，也就是相同加热量下，温升值会相对降低，使得热效率也相对下降。
2)高温热分解：这一效应使燃烧放热的总时间拉长，实质上是降低了循环的等容度而使热效率ηt 有所下降。
3)工质分子变化系数的影响：一般情况下μ＞1时，分子数增多，输出功率和热效率会上升，反之μ＜l 时，会下降。
4)可燃混合气过量空气系数的影响：当过量空气系数φa <1时，部分燃料没有足够空气，或排出缸外，或生成CO ，都会使ηt 下降。
而φa >1时，ηt 值将随φa 上升而有增大。
10. S/D （行程/缸径）这一参数对内燃机的转速、结构、气缸散热量以及与整车配套的主要影响有哪些？ 答案要点：活塞平均运动速度30sn m =ν若S ／D 小于1，称为短行程发动机，旋转半径减小，曲柄连杆机构的旋转运动质量的惯性力减小；在保证活塞平均运动速度m ν不变的情况下，发动机转速n 增加，有利于与汽车底盘传动系统的匹配，发动机高度较小，有利于在汽车发动机仓的布置；S ／D 值较小，相对散热面积较大，散热损失增加，燃烧室扁平，不利于合理组织燃烧等。
(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。
(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。
汽车发动机原理试题库及答案
一、发动机的性能二、选择题1、通常认为，汽油机的理论循环为（ A ）A、定容加热循环B、等压加热循环C、混合加热循环D、多变加热循环6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。
在膨胀过程中，工质（ B ）A、不吸热不放热B、先吸热后放热C、先放热后吸热D、又吸热又放热2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ）A、燃料放出的热量为基础B、气体膨胀的功为基础C、活塞输出的功率为基础D、曲轴输出的功率为基础5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）A、定容加热循环B、定压加热循环C、混合加热循环D、多变加热循环6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。
在压缩过程中，工质（ B ）A、不吸热不放热B、先吸热后放热C、先放热后吸热D、又吸热又放热2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ）A、燃料具有的热量为基础B、燃料放出的热量为基础C、气体对活塞的做功为基础D、曲轴输出的功率为基础2、表示循环热效率的参数有（ C ）。
A、有效热效率B、混合热效率C、指示热效率D、实际热效率3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。
A、定容过程B、加热过程C、定压过程D、绝热过程4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。
A、绝热过程B、吸热过程C、放热过程D、多变过程5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。
A、定容B、定压C、混合D、多变6、实际发动机的膨胀过程是一个（ D ）。
A、绝热过程B、吸热过程C、放热过程D、多变过程7、通常认为，低速柴油机的理论循环为（ B ）加热循环。
A、定容B、定压C、混合D、多变8、汽油机实际循环与下列（ B ）理论循环相似。
A、混合加热循环B、定容加热循环C、定压加热循环D、卡诺循环9、汽油机常用的压缩比在（ B ）范围内。
A、4 ～ 7B、7 ～ 11C、11 ～ 15D、15 ～ 2210、车用柴油机实际循环与下列（ A ）理论循环相似。
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。
【学习】第五章柴油机混合气形成和燃烧
fp — 柱塞面积 [ mm ]；
Wp — 柱塞速度 [ ml/degPA ]。
几何供油规律与喷油规律不同。
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供油规律和喷油规律
两产定者生义的差：差 异异 的： 原因：
喷燃供油始的规点可律滞压：后缩单于性位供时油间始内点喷 油喷系泵油统的持内供续产油时生量间压随较力时长波间的的传变播化 关最高系大压。喷油油管速的率弹较性低变形 油曲器喷线喷油的入规形燃律状烧：有室单一内位定的时的燃间变油内化量喷 随时间的变化关系。
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三 气流运动对混合气形成的影响
（一） 气流运动的作用
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（二） 气流运动
1、 进气涡流 使进气气流相对于气缸中心产生一个力，形成涡流。 （1） 切向气道 特点: 气道母线与气缸相切。 优点: 结构简单，气流阻力小 缺点: 涡流强度对进气口位置敏感。 （2） 螺旋气道 特点: 进气道呈螺旋型。 优点: 能产生强烈的进气涡流。 缺点: 工艺要求高，制造、调试难度较高
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50
油 束 射 程m m
(a)
10 0
油 束 射 程m m 50
(b)
2
3
3 .3
3.5 m s
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（四） 喷油规律
单位时间（或曲轴转角）的喷油量随时间（或曲轴转角） 的变化规律。
1 、喷油延迟角 喷油提前角 — 开始喷油 上止点的曲轴转角。 ’ — 上止点 停止喷油的曲轴转角。 喷油延迟角’ — 开始喷油 停止喷油的曲
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二 、喷油泵速度 特性及其校正
（一） 节流作用 1 理论上 （不存在节流） 2 实际上 （存在节流） 所以，实际供油比理
论供油时间长，供油量 大。
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谈汽油机可燃混合气的形成与燃烧过程
摘要气缸内的可燃混合气通过火花塞点火燃烧，使气缸内气体的压力、温度急剧升高，为膨胀做功积聚能量。
在燃烧过程中，燃料的燃烧是否正常，与混合气的浓度有很大关系，只有燃料正常的燃烧，才能在燃烧进程位于上止点附近最大限度的提高缸内气体的压力和温度，燃料燃烧的是否完全、最高压力点的位置、压力增长率是否合适，对发动机性能有很大的影响。
关键词混合气浓度可燃一、可燃混合气的形成现代大多数汽油机都采用进气道间歇式多点喷射系统，在进气行程开始和排气行程结束时，喷油器根据发动机电子控制单元（ECU）发出的指令，向进气门前方的进气道中（或直接向气缸中）喷射出雾状汽油，与空气混合后，由进气门进入气缸，直到压缩行程接近终了形成可燃混合气。
二、可燃混合气浓度的表示方法可燃混合气是指汽油与空气按一定比例混合的混合物。
可燃混合气的浓度是指可燃混合气中燃料的含量。
可燃混合气的浓度通常用空燃比和过量空气系数表示。
1.空燃比混合气中所含空气质量（kg）与燃料质量（kg）的比值，称为空燃比。
即R=空气质量燃料质量理论混合气是指1 kg汽油完全燃烧需要空气14.7 kg，即空燃比为147。
R＜147的混合气称为浓混合气；R＞147的混合气称为稀混合气。
对于不同燃料，其理论空燃比数值不同。
2.过量空气系数过量空气系数就是在燃烧过程中，实际供给的空气质量与理论上燃料完全燃烧时所需的空气质量之比，也就是实际空燃比与理论空燃比之比，即α=燃烧过程中实际供给的空气质量理论上完全燃烧时所需的空气质量=实际空燃比理论空燃比由以上可知，无论使用何种燃料，α=1的可燃混合气即为理论混合气（又称标准混合气）；α＜1的为浓混合气；α＞1的为稀混合气。
可燃混合气的浓度对发动机的动力性和经济性有很大影响。
三、燃烧过程Ⅰ-着火延迟期；Ⅱ-速燃期；Ⅲ-补燃期；θ-点火提前角1开始点火；2形成火燃中心；3最高压力点图汽油机燃烧过程燃料在气缸内从着火到燃烧是很复杂的热反应过程，高速汽油机的燃烧过程持续时间很短，正常燃烧过程如图所示。
5单元-汽油机混合气的形成和燃烧
2.后燃
是指在火花塞点火之后，炽热表面或热辐射点燃混合气 的现象。
应尽量减少后燃期。 着眼于排放性：
应适当的延长后燃期
（二）燃烧速度
定义：燃烧速度是指单位时间燃烧的混合气量，可以表达为
Um=
dm dt
=
U T
AT
燃烧速度表征了燃烧的快慢程度。控制了燃烧速度，就 能控制明显燃烧期的长短及其相对曲轴转角的位置。进 而影响到汽油机的燃烧过程，及汽油机的综合性能。
节气门开度一定时，最 佳点火提前角随转速n的变 化关系如图
n 燃烧所占曲轴转角
t 6nt 佳
负荷对最佳点火提前角的影响
当转速一定时，最佳点 火提前角， 随负荷的变化 关系如图所示。
负荷↓→节气门关小→残余废 气系数γ↑→着火延迟期↑→火 焰传播速度UT↓→θ 佳↑
3、转速对燃烧的影响
当α ＜l燃烧不完全CO增加。
当α ＜0.8及α >1.2时，UT下降燃 烧不完全 －> be增加＋HC排放 增加＋工作不稳定。
可见，在均质混合气燃烧中， 混合气浓度对燃烧影响极大，必 须严格控制。
2、点火提前角对燃烧的影响
点火提前角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。
其数值应视燃料性质、转速、负荷、过量空气系数等很多因素而 定。
中间因素： 燃烧速率（密度、T、P、紊流强度等） 燃烧始点（点火提前角、T、P、混合气浓度等等、辛烷值）
05汽油机燃烧-孙柏刚-文字
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六 不同工况下的燃烧过程的特点
3． 负荷不同时的燃烧过程 （n=c，节气门开度不同）
节气门开度减小充量系数 急剧下降、废气量不变τi增，火 焰传播慢，Pzmax、Tzmax降…. 负荷减小、散热的比例也将 增加。 节气门开度减小(负荷小)， 最佳点火提前角要提早。 可用分电器内的点火提前真 空调节器来自动调节。
四 火焰传播速度
燃烧速率（火焰速度）是指反应区（燃烧前锋）相对于未燃混合气的 移动速度 决定放热速率；火焰传播速率（总火焰速度）是指火焰相对 于静止燃烧室壁面的运动速度 决定已燃-未燃区变化，影响爆燃。 1）层流火焰速率SL 相对未燃混合气 2）湍流火焰速率ST 火焰前锋扭曲、分裂、多燃烧中心、混合增强、火 焰前锋厚度、面积增大。ST=SL*FSR ；FSR——火焰速率比 3）火焰传播速率Sf=ST+Se
强烈爆燃对发动机工作的影响一次效应二次效应在次效应结果机械载荷k机械效率m零件应力k可靠性m轴承轴轴瓦dpdjkk噪音5000hz振动k破坏附面层换热系数k零件温度k表面点火传热损失k冷却润滑系统过热p油膜不易形成磨损加剧拉缸烧瓦局部点tzmax有所k高温分解k热效率m末端气体低温燃烧爆燃形成的反向压力波对减少后燃并没有好处
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第二节 燃烧稳定性 （燃烧的循环变动）
1．现象
汽油机燃烧的一大特点。稀燃、低速、低负荷加剧
2．危害
1）难或不能实现最佳控制； 2）排放高； 3）性能变差，输出转矩变动，车辆驱动性能恶化
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第二节 燃烧稳定性 （燃烧的循环变动）
3．表征参数
1）与气缸压力有关的参数； 2）与燃烧速率有关的参数； 3）与火焰前锋位置有关的参数 平均指示压力变动系数CoVimep=标准偏差σpmi/ pmi均值。为保证 车辆驱动性能CoVimep<10%为宜。示功图测量应多循环平均。 σpmi为pmi的标准偏差；pmi均值为pmi的平均值。
内燃机原理复习题
内燃机原理课后习题第二章内燃机循环及性能评价指标一、名词解释1.理论循环；2.指示指标；3.有效指标；4.指示热效率；5.有效热效率；6.升功率；7.比质量；8.发动机强化系数；9.机械效率；10.发动机热平衡二、填空题1、从示功图上可以观察到发动机工作循环的各个不同阶段---压缩、燃烧、膨胀以及进气、排气等过程中的压力变化情况。
2、增加ε，可以提高工质的最高温度，扩大了循环的温度梯度，达到了发动机的较大膨胀比，因而提高了ηt，但其提高率随着ε的不断增大而逐渐降低。
3、发动机指示指标用来评定工质在气缸内热功转换的完善程度。
4、发动机的有效指标是以曲轴飞轮端对外输出有效功为研究基础的，它能够评定发动机的整机性能的好坏。
5、指示热效率是实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比值。
6、有效热效率是实际循环有效功与所消耗的燃料热量之比值。
7、发动机有效指标中的功率、转矩以及转速之间的关系为 Pe =Ttq*n/9550 。
8、平均有效压力与转速的乘积称为发动机强化系数。
三、思考题1、什么是发动机的理论循环？什么是发动机的实际循环？答题要点发动机的理论循环是将发动机的实际循环进行若干简化，使其既近似于所讨论的实际循环，而又简化了实际循环变化纷繁的物理、化学过程，从而提出一种便于作定量分析的假想循环。
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所组成，较之理论循环复杂得多，存在必不可免的许多损失，它不可能达到理论循环那样高的循环效率。
2、什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答题要点指示指标是以工质对活塞做功为基础的性能指标，主要是衡量发动机工作过程的好坏。
指示指标主要有：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等。
3、什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答题要点有效指标是以发动机输出轴上所得到的功率为基础的性能指标。
主要是考虑到发动机自身所消耗的机械能，用来综合评价发动机整机性能的。
汽油机混合气形成方式
汽油机混合气形成方式汽油机混合气是指汽油和空气在一定比例下混合而成的燃料，它是发动机工作的必要条件之一。
汽油机混合气形成方式可以分为以下几种：1. 真空式进气道混合方式这种混合方式采用真空式进气道，通过油浴式空气过滤器，将空气吸入进气道，在进气道突缩处产生负压，从油箱中吸取汽油并混合，形成混合气进入发动机燃烧室。
这种方式简单可靠，但对进气道的设计和空气过滤器的保养要求较高。
2. 流量式进气道混合方式这种混合方式采用流量式进气道，进气道内装有空气流量传感器和节气门位置传感器，通过ECU（发动机控制单元）计算出所需的空气和燃油的比例，再通过喷油嘴向进气道喷出特定量的燃油，从而形成混合气进入发动机燃烧室。
这种方式可以实现空燃比的精准控制，发动机工作性能更好。
3. 直喷式燃油混合方式这种混合方式是将燃油以高压形式喷射到发动机燃烧室中，与空气混合后直接燃烧。
这种方式可以提高燃油利用率，减少废气排放，但对发动机的设计和高压燃油喷射系统的稳定性要求较高。
4. 蒸发式燃油混合方式这种混合方式是将燃油先通过喷油嘴喷入进气道中，然后借助发动机运作时的温度和压力，使燃油蒸发后与空气混合。
这种方式可以实现较高的燃油利用率，但对喷油嘴的设计和喷油量的控制要求较高。
5. 气化式燃油混合方式这种混合方式是将液态燃油加热气化后与空气混合，形成混合气进入发动机燃烧室。
这种方式可以提高燃油利用率，但对发动机的设计和气化系统的稳定性要求较高。
综上所述，汽油机混合气形成方式的选择取决于发动机的类型和使用要求，各种混合方式都有其优缺点，需要根据实际情况进行选择。
汽油机可燃混合气的形成
汽油机可燃混合气的形成汽油机是一种常见的内燃机，其工作原理是通过燃烧混合气体产生能量驱动车辆或机械运转。
而汽油机的可燃混合气的形成是实现这一过程的关键。
本文将从混合气的组成、混合气的调配以及混合气的点火等方面，详细介绍汽油机可燃混合气的形成过程。
我们来了解一下汽油机可燃混合气的组成。
可燃混合气主要由空气和汽油组成。
空气中含有氧气，而氧气是燃烧的必要条件。
汽油则是一种燃料，其中含有碳氢化合物。
在燃烧过程中，汽油中的碳氢化合物与氧气发生化学反应，产生二氧化碳、水和能量。
因此，混合气中的氧气和汽油的比例是影响燃烧效果的重要因素。
混合气的调配是形成可燃混合气的关键步骤。
混合气的调配是通过进气系统实现的。
汽油机进气系统通常包括空气滤清器、进气管道、节气门和进气歧管等部件。
空气滤清器的作用是过滤空气中的杂质，保证进入气缸的空气质量。
进气管道将空气引入到发动机内部。
节气门的开度可以调节空气的流量。
而进气歧管则将空气分配到各个气缸中。
通过调节这些部件，可以控制混合气中空气和汽油的比例，以实现最佳的燃烧效果。
混合气的点火是混合气燃烧的关键步骤。
点火系统由点火线圈、火花塞和点火控制装置组成。
点火线圈将电能转化为高压电流，通过火花塞引燃混合气。
点火控制装置则控制点火时间和点火顺序。
在正时点，点火线圈会产生高压电流，使火花塞产生火花，点燃混合气。
混合气的点火需要考虑到点火的时机和点火的能量。
时机过早或过晚，都会影响燃烧效果。
能量不足则无法点燃混合气，能量过大则会造成爆震。
汽油机可燃混合气的形成是一个复杂的过程，需要考虑到混合气的组成、混合气的调配以及混合气的点火等因素。
只有在合适的条件下，混合气才能充分燃烧，释放出足够的能量，推动发动机正常工作。
因此，在汽油机维护和使用过程中，需要对混合气进行合理的调配和点火控制，以确保发动机的高效运行。
汽车发动机原理试题库及答案14120
一、发动机的性能解释术语指示热效率：是发动机实际循环指示功与消耗燃料的热量的比值.压缩比：气功容积与燃烧室容积之比燃油消耗率：发动机每发出1KW 有效功率,在1h 内所消耗的燃油质量平均有效压力：单位气缸工作容积所做的有效功有效燃料消耗率：是发动机发出单位有效功率时的耗油量升功率：在标定工况下，发动机每升气缸工作容积说发出的有效功率有效扭矩：曲轴的输出转矩平均指示压力：单位气缸容积所做的指示功2、示功图：发动机实际循环常用气缸内工质压力P 随气缸容积V（或曲轴转角）而变化的曲线选择题通常认为，汽油机的理论循环为（ A ）定容加热循环 B、等压加热循环C、混合加热循环D、多变加热循环6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。
在膨胀过程中，工质（ B ）A、不吸热不放热B、先吸热后放热C、先放热后吸热D、又吸热又放热发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ）燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础C、活塞输出的功率为基础D、曲轴输出的功率为基础5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）A、定容加热循环B、定压加热循环C、混合加热循环D、多变加热循环6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。
在压缩过程中，工质（ B ）A、不吸热不放热B、先吸热后放热C、先放热后吸热D、又吸热又放热2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ）A、燃料具有的热量为基础B、燃料放出的热量为基础C、气体对活塞的做功为基础D、曲轴输出的功率为基础2、表示循环热效率的参数有（ C ）。
A、有效热效率B、混合热效率C、指示热效率D、实际热效率发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。
A、定容过程B、加热过程C、定压过程D、绝热过程实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。
A、绝热过程B、吸热过程C、放热过程D、多变过程通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。
A、定容B、定压C、混合D、多变实际发动机的膨胀过程是一个（ D ）。
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第5章 汽油机混合气的 形成和燃烧
汽油机的燃料供给方式与所形成可燃混合 气的关系
燃料供给方式
位置
化油器式
缸外 汽油喷射式
向进气管供 油
向进气管或 各缸进气道
喷油
形成的可燃混合气 均质可燃混合气α<1.15 均质可燃混合气α<1.15
功率调节方 式
量调
量调
缸内 汽油喷射式
直接向各缸 内喷油
中、低转速和负荷工况形成浓度分 层的混合气，平均α可达3.0～
急减速：节气门突然关闭，此时由于惯性作用，发动机仍保持很高的转速， 因此进气管真空度急增，进气量减少，进气管内气压急降而管壁温度降低缓 慢，油膜蒸发更快，供油量增加，缸内混合气变浓，车辆也不能平顺减速。 因此，在急减速时宜利用阻尼器使节气门缓慢关闭（用化油器时）或者使怠 速旁通空气道的通路面积缓慢减小（电控喷油时），以延缓进气量的减少而 防止缸内混合气过浓。
汽油喷射的分类
（1）按喷油器数量分 ① 多点喷射（Multi Point Injection，缩写为 MPI） 每个气缸有一个专用的喷油器用于为该气缸提供 汽油。属于多点喷射的有BOSCH的L-Jetronic、 Motronic等系统。 ② 单点喷射（Single Point Injection,缩写为SPI） 几个气缸共用一个喷油器生成混合气。属于此类 的有BOSCH公司的Mono-Jetronic和MonoMotronic等系统。
3.4 高转速和负荷工况形成均质混合气
平均α≈1.0
质调
过量空气系数α对动力性、燃料经济性和排 放的影响
稳定工况和热机怠速工况对混合气的控制 要求
稳定运行工况
热机怠速工况
燃料供给方式
部分负荷工 况
节气门接近全开 及全开工况
过量空气系数
怠速转速／r ／min
化油器供油
电控汽油喷射 无三元催化转
化器
化油器供油方式的缺点
（1）燃油雾化程度受空气密度的影响； （2）过量空气系数受空气密度的影响； （3）多缸机混合气分配不均匀； （4）负荷变动造成附加的燃油耗和排放恶化； （5）体积效率较低； （6）化油器结冰； （7）浮子式化油器的工作受发动机姿势的影响； （8）发动机倒拖影响排放和油耗。
汽油喷射的发展史
过渡工况对混合气的控制要求
冷机起动：燃油和空气温度很低，汽油雾化性差，大部分燃料以油膜状态流 进气缸，而在冷气缸中能气化的只是燃油中的轻馏分，大部分燃油会沿缸壁 流失和随排气排出，气缸内混合气过稀，起动困难。要使冷机起动时缸中实 际形成的混合气浓度落到点火界限之内，就必须设置起动系统，供给极浓的 混合气，
BOSCH公司1973年开发出L-Jetronic电子控制汽油喷射系统,采用阻流板式空 气流量计代替D-jetronic的进气歧管压力传感器提供负荷信息。上述系统不能 以电子手段控制点火提前角，其电子控制范围仅覆盖燃油喷射，故称为电子 控制燃油喷射系统（Electronic Fuel Injection缩写成EFI）。L-Jetronic正在淘 汰过程中。
电控汽油喷射 带三元催化转
化器
大体接近于 最经济 混合气
开环控制 按最经济混
合气浓 度供油
闭环控制 过量空气系
数在1附 近
随负荷加大而逐 渐加浓到节 气门全开时 的最大功率 混合气
α在0.8左右， 以最小节 气门开度 下指示功 率最大为 准
600～800
开环控制
随负荷加大而逐 渐加浓到节 气门全开时 的最大功率 混合气
暖机：起动后随着发动机温度升高，燃油蒸发量加大，因此在暖机时要求比 起动瞬间有稍稀的混合气，要求在暖机过程中逐渐减少供油量。
加速：节气门急速打开时，由于燃油惯性大于空气，在打开节气门之后的一 个短时间里发动机吸进的燃油量增加滞后，缸内混合气瞬时变稀，甚至过稀， 要过一段时间才能达到新的平衡状态。这使曲轴转速提高缓慢或降低，这会 影响汽车加速性，严重时甚至可能发生熄火或化油器回火。因此在汽车加速 时，额外多供给一些燃油使缸内混合气不至于过稀，满足加速的需要。
当时汽油喷射在车用汽油机上的推广存在三个问题： ①价格高，因为当时汽油喷射还未被广大的消费者所接受，生产批量 小，成本高； ②性能不够完善，可靠性较差，加速性和起动性也差； ③维修困难，维修人员的培训没有跟上。
汽油喷射的发展史
（3）电子控制阶段
1957年是汽油喷射发展史上具有重要意义的一年。因为这一年的1月15 日 Bendix公司在底特律的汽车工程学会年会上正式推出了电子控制汽油喷射 系统。这一技术后来被德国BOSCH公司买断并加以改进，开发成D-Jetronic 电子控制汽油喷射系统。该系统采用转速-密度法进行燃油定量控制，现已完 全淘汰，不再生产。
（1）二战以前 由于航空发动机化油器结冰和起火的事故频频发生，1906年开始
试验将汽油喷射用于二冲程和四冲程航空发动机。这一时期汽油喷射 以航空为主，采用机械控制；美国采用进气口喷射，德国则直接往气 缸内喷射。 （2）二战以后，转入车用
二战以后，活塞式航空发动机迅速被喷气式航空发动机取代，因 此汽油喷射由航空转入车用。初期以二冲程为主，既用于轿车也用于 载重车。后发现二冲程汽油喷射困难重重，于是转而以四冲程为主。 这一时期的汽油喷射装置都是机械控制的，二冲程逐渐让位于四冲程， 缸内喷射逐渐让位于进气口喷射。
开环控制 α略小于1
闭环控制 α≈1
闭环控制，并 至少有高、 低两个控 制目标值：
低怠速800～ 900
高怠速l000～ 1100
过渡工况对混合气的控制要求
汽车实际使用工况中冷机起动、暖机、加 速和减速都是变工况过程。
当发动机工况稳定时，进气管内气流速度、 气体压力与温度、管壁温度等均稳定，油 膜沿进气管全长的分布情况、蒸发速率等 也都稳定不变，这时在同一单位时间内被 吸进气缸的燃油总量必定同化油器或中央 喷油器的供油量保持平衡。但在工况变动 时，这两种燃油量是不一致的。