第二章燃烧化学基础与内燃机缸内工质-2014

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内燃机原理与构造

动机等。 4、按进气状态分，有非增压式内燃机和增压式内燃机之分。 5、按冷却方式分，有水冷式和风冷式两种。汽车和工程机械用内燃机多数是
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。

内燃机原理(全)

五、二冲程内燃机工作循环和结构特点
1、工作循环特点：二冲程内燃机的工作循环是在两个行程内，即曲轴旋转一周中完成的。它和四冲程内燃机不同之处在于它只有压缩和作功两个主行程，而其进气和排气是在活塞处于下止点附近、以减小部分压缩行程和损失部分作功行程为代价来完成的，完成时间短，一般要通过提前排气和随后的强制扫气、排气来实现。
的气缸容积称为燃烧室容积并以Vc表示。
7、气缸总容积Va：当活塞在下止点时，活塞上方的气缸容积称为气缸总容积井以Va表示。
很明显：
Va = Vh + Vc
8、压缩比ε：气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，以ε表示： Va
Vc
压缩比ε表示气缸中的气体被压缩后体积缩小
的倍数，它对内燃机的性能有重要影响。
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。
注意：在上、下止点时，活塞的运动方向改变，同时它的速度等于零。
3、行程s(stroke)：
上止点与下止点间的距离称为活塞行程s。由图1—3可见，活塞行程s等于曲
柄半径r的两倍，即: S=2r
4、气缸工作容积V h ：在一个气缸中，活
塞从上止点到下止点所扫过的容积称为
气缸工作容积V h 。如气缸直径D和活塞
10、按转速分：有高速、中速和低速内燃机。目前汽油机均为高速内燃机，最高转速一般在6000转/分以上，比柴油机的转速高；汽车用柴油机最高转速 4000转/分左右；而工程机械柴油机最高转速一般为 1500转/分—2000转/ 分。船舶用柴油机转速一般为

燃烧过程的理论基础

550
烟煤Vdaf=40%
650
烟煤Vdaf=30%
750
烟煤Vdaf=20%
840
贫煤Vdaf=14%
900
无烟煤Vdaf=4%
1000
挥发分越高的煤，着火温度越低，即越容易着火；挥发分越低的煤，着火温度越高，越不容易着火。
着火热
一次风：现代大中容量锅炉广泛燃用煤粉，为了使煤粉气流被更快加热到煤粉颗粒的着火温度，总是不把煤粉燃烧所需的全部空气都与煤粉混合来输送煤粉，而只是用其中一部分来输送煤粉，这部分空气称为一次风。
只有粗煤粉在炉膛高温区才可能处于扩散。
其他区域为动力或过渡区，故提高炉膛温度可强化煤粉燃烧。
一次反应：式3-26；一次产物
燃烧机理：在碳粒的吸附表面进行的多相燃烧反应。
二次反应：式3-27；二次产物
碳粒的燃烧
02
不同温度下的碳粒燃烧过程：
图3-6 低于1200℃；高于1200℃；
气流速度影响：
影响煤粉气流着火的因素
煤粉空气混合物经燃烧器喷入炉膛后，通过湍流扩散和回流，卷吸周围的高温烟气，同时又受到炉膛四壁及高温火焰的辐射，被迅速加热，热量达到一定温度后就开始着火。
1．燃料的性质挥发分：含量低，煤粉气流的着火温度高，着火热增大，着火所需时间长，着火点离燃烧器喷口的距离也增大。水分：水分大，着火热也随之增大，炉内温度水平降低，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉汽流的辐射热也相应降低，对着火不利。灰分：灰分在燃烧过程中不能放热还要吸热，灰分在着火和燃烧过程中使得炉内烟气温度降低，同样使煤粉气流的着火推迟，并进一步影响了着火的稳定性。煤粉细度：煤粉愈细，着火愈容易。（这是因为在同样的煤粉浓度下，煤粉愈细，进行燃烧反应的表面积就会越大，而煤粉本身的热阻却减小，在加热时，细煤粉的温升速度就比粗煤粉要快，这样就可以加快化学反应速度，更快地着火。）

内燃机使用的燃料

内燃机燃烧学
解决上述问题的研究主要包括以下几个方面：改变喷油器结构及工作时温度条件、在燃油中加添加剂、植物油脱胶及脂化处理等。近来，世界粮食短缺，粮油价格上涨，也引起了人们对生物燃料的批评，认为生物燃料在与人争粮食，生物燃料的推广使用引起了一些争议。
内燃机燃烧学
第二章燃料与燃烧
第一节内燃机中使用的燃料
燃料
液体燃料
气体燃料
汽油
柴油
醇类
生物燃料
CNG
LPG

内燃机燃烧学
（一）气体燃料
1、成分
内燃机燃烧学
压缩天然气（CNG)主要成分是甲烷，还有少量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等成分，一般以20MP 压力储存在特质的钢瓶内。液化石油气(LPG)的主要成分是乙烷丙烷和丁烷，还含有少量的乙烯丙烯和丁烯, 液化石油气一般在高压下(约2.8MP)贮藏在钢瓶内，在大气条件下即成为气体，对商业用LPG在38℃时的最高蒸气压力为208kpa。
内燃机燃烧学
（三）清洁燃料
根据我国国家发改委于2007年底发布的《产业结构调整指导目录（2007年本）》，发改委鼓励的新能源汽车应用的清洁燃料类型有：压缩天然气、氢燃料、生物燃料、合成燃料、二甲醚类等替代燃。
内燃机燃烧学
一、醇类燃料甲醇（CH3OH）或者乙醇(C2H5OH) 甲醇又名木酒精，乙醇又名酒精。
内燃机燃烧学
研究法的试验条件是；进气温度为51.70℃，转速n ＝600r/min，点火提前角13°CA。马达法的试验条件是：进气温度为148.92℃，转速 n=900 r/min，点火提前角19-26°CA。
研究法辛烷值比较适合于中、低转速时应用；马达法辛烷值适合中、高转速时应用。两种辛烷值的数值差称为敏感度（Sensitivity)，它与燃料的化学组成有关。

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;强化系数PmeCm.6.总结提高发动机动力性能和经济性能的基本途径;①增大气缸直径,增加气缸数②增压技术③合理组织燃烧过程④提高充量系数⑤提高转速⑥提高机械效率⑦用二冲程提高升功率;7.什么是发动机的平均有效压力、油耗率、有效热效率各有什么意义平均有效压力是指发动机单位气缸工作容积所作的有效功;平均有效压力是从最终发动机实际输出转矩的角度来评定气缸工作容积的利用率,是衡量发动机动力性能方面的一个很重要的指标;有效燃油消耗率是单位有效功的耗油量,通常以每千瓦小时有效功消耗的燃料量来表示; 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; 有效热效率和有效燃油消耗率是衡量发动机经济性的重要指标;8.发动机的机械损失主要包括哪些摩擦损失,驱动各种附件损失,带动机械增压器损失,泵气损失9.什么是机械效率受哪些因素影响有何意义机械效率是有效功率与指示功率的比值;影响因素：①转速和活塞平均速度②负荷③润滑油温度和冷却水温度,意义：比较机械损失所占比例的大小;10.如何测定机械效率适用于汽油机的是哪种方法为什么通过发动机试验测定,常用方法有示功图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法;倒拖法适用于汽油机;11.简述汽油机和柴油机工作循环的区别汽油机和柴油机的工作循环同样有进气,压缩,燃烧工作,排气四个过程;它们的不同的点；1汽油机在进气道,进入汽缸内的气体是有一定比例的汽油和空气称做可燃混合气；柴油机在进气道,进入汽缸内的气体是纯净的空气;2在压缩的过程;汽油机与柴油机是没有区别的,只是被压缩的气体,成分不同;3燃烧过程,汽油机与柴油机的区别较大;汽油本身物质燃点较低,经压缩后给一个高压的电火花就将其点燃了,而且燃烧的速度比柴油快；柴油本身物质密度较大,要在高温和高压的条件下才能自行燃烧,经压缩后的纯净空气正好满足了这个条件,这时即刻向汽缸喷入高压油使其燃烧;柴油的热值比汽油高产生的动力比汽油机大;4排气过程基本是一样的;废弃物都是二氧化碳和水,但是由于汽油的燃烧速度太快需要加入抗爆剂,因此排放不如柴油机清洁13.为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机1.柴油机的压缩比高,作功时膨胀得更厉害;2.柴油机油气混合时空燃比远大于1,是富氧燃烧,燃料可以充分燃烧;汽油机燃烧的空燃比在1左右,因为没有足够的氧气,汽油不能完全燃烧;14.柴油机工作循环为什么不采用等容加热循环定容加热理想循环又称奥托循环,基于这种循环而制造的煤气机和汽油机是最早的活塞式内燃机;由于煤气机、汽油机和柴油机燃料性质不同,机器的构造也不同,其燃烧过程接近于定容过程,不再有边燃烧边膨胀接近于定压的过程,故而在热力学分析中,奥托循环可以看作不存在定压加热过程的混合加热理想循环;定容加热循环被压缩的是燃料和空气的混合物,要受混合气体自燃温度的限制,存在“爆燃”的问题,效率不会太高;定压加热循环压缩的仅仅是空气,不存在“爆燃”的问题,效率高,所以柴油机采用的是后者而不是前者第二章发动机的换气过程1.为什么发动机进气门迟后关闭、排气门提前开启;提前与迟后的角度与哪些因素有关答：1进气门迟后关闭是为了充分利用高速气流的动能,实现在下止点后继续充气,增加进气量;排气门提前开启是由于配气机构惯性力的限制,若是活塞在下至点时才打开排气门,则在气门开启的初期,开度极小,废气不能通畅流出,缸内压力来不及下降,在活塞向上回行时形成较大的反压力,增加排气行程所消耗的功2提前与迟后的角度与哪些因素有关配气相位的合理选择要从哪几个方面衡量：①充气效率的变化是否符合动力性要求;②换气损失尽可能的小;③能否保证必要的燃烧室扫气作用;④排放指标好;2. 四冲程发动机换气过程包括哪几个阶段,这几个阶段时如何界定的答：1自由排气阶段：从排气门打开到气缸压力接近于排气管内压力的这个时期;强制排气阶段：废气是由活塞上行强制推出的这个时期; 进气过程：进气门开启到关闭这段时期;气门重叠和燃烧室扫气：由于排气门迟后关闭和进气门提前开启,所以进.排气门同时打开这段时期;3 影响充量系数的主要因素有哪些答：1.进气门关闭时缸内的压力; 2.进气门关闭时缸内气体温度; 3.残余废气量; 4.进排气相位角; 5.发动机压缩比; 6.进气状态;第三章发动机废气涡轮增压3为什么增压后需要采用进气中冷技术答：对增压器出口空气进行冷却,一方面可以进一步提高发动机进气管内空气密度,提高发动机的功率输出,另一方面可以降低发动机压缩始点的温度和整个循环的平均温度,从而降低发动机的排气温度、热负荷和NOx的排放;5 车用发动机采用增压时应注意哪些问题答：1适当降低压缩比,加大过量空气系数;2对供油系统进行结构改造,增加每循环供油率;3合理改进配齐相位;4进排气系统设计要与增压系统的要求一致;5对增压器出口空气进行冷却;7 汽油机增压的技术难点有哪些限制汽油机增压的主要技术障碍时：爆燃、混合气的控制、热负荷和增压器的特殊要求等; 第四章燃料与燃烧化学1 我国的汽油和轻柴油时分别根据哪个指标来确定牌号的答：汽油根据辛烷值来确定牌号；轻柴油按凝点来确定牌号;2 蒸发性不好和太好的汽油,在使用中各有什么缺点和可能产生的问题答：蒸发性过强的汽油在炎热夏季以及大气压力较低的高原和高山地区使用时,容易使发动机的供油系统产生“气阻”,甚至发生供油中断;另外,在储存和运输过程中的蒸发损失也会增加；蒸发性若的汽油,难以形成良好的混合气,这样不仅会造成发动机启动困难,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;3 试述汽油辛烷值和柴油十六烷值的意义;答：辛烷值用来表示汽油的抗爆性,抗爆性时指汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力;辛烷值是代表点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数值;在规定条件下的标准发动机试验中通过和标准燃料进行比较来测定;采用和被测定燃料具有相同的抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积百分比来表示;柴油十六烷值时用来评定柴油的自燃性;将十六烷值规定为100的正十六烷和规定十六烷值为0的α-甲基萘按不同比列混合得出不同十六烷值的标准燃料,其十六烷值为该混合气中正十六烷的体积百分比;如果某种柴油与某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;4什么是过量空气系数它与混合气浓度有什么关系答：发动机工作过程中,燃烧1kg燃油实际共给的空气量与理论空气量之比,称为过量空气系数;过量空气系数大于1称为稀混合气,等于1称为标准混合气,小于1称为浓混合气;8 发动机采用代用燃料的意义是什么答：减缓石油消耗速度,改善发动机的动力性和燃油经济性,降低有害物质排放;第五章柴油机混合气的形成与燃烧1.以柱塞式喷油泵为例简述柴油机燃料喷射过程柱塞式喷油泵一般由柴油机曲轴的定时齿轮驱动,固定在喷油泵体上的活塞式输油泵由喷油泵的凸轮轴驱动,当柴油机工作时,输油泵从油箱洗出柴油,经油水分离器除去柴油中的水分,再经燃油滤清器,滤清柴油中的杂质,然后送入喷油泵,在喷油泵内,柴油经过增压和计量之后,经高压油管供入喷油器,最后通过喷油器将柴油喷入燃烧室;喷油泵前端装有喷油提前角调节器,后端与调速器组成一体,输油泵供给的多余柴油及喷油器顶部的回油均流回油管返回油箱3 什么时供油提前角和喷油提前角解释两者的关系以及对柴油机性能的影响;答：供油系统的理论供油始点到上止点为止,曲轴转过的角度叫供油提前角;喷油器的针阀开始升起也就是喷油始点到上止点间曲轴转过的角度叫喷油提前角;供油提前角的大小决定了喷油提前角,供油提前角越大,喷油提前角约到;但两者并不同步增大,两者之差称为喷油延迟角;影响：发动机转速越高,高压油管越长,喷油延迟角越大,它越大,在着火期间喷入的油越多,低压油喷入气缸的量增多,燃油雾化变差,燃烧不充分,易产生积碳堵塞喷油孔的现象,降低柴油机的性能;5 柴油机有哪些异常喷射现象和他们可能出现的工况简述二次喷射产生的原因和危害及消除方法;答：柴油机有二次喷射、断续喷射、不规则喷射、隔次喷射和滴油这几种异常喷射现象;二次喷射易发生在高速、大负荷工况下；断续喷射常发生于某一瞬间喷油泵的供油量小于喷油器喷出的油量和填充针阀上升空出空间的油量之和;不规则喷射和隔次喷射易发生在柴油机怠速工况下;二次喷射是在压力波动影响下针阀落座后再次升起造成的;由于二次喷射是在燃油压力较低的情况下喷射的,导致这部分燃油雾化不良,燃烧不完全,碳烟增多,并易引起喷孔积炭堵塞;此外,二次喷射还使整个喷射持续时间拉长,则燃烧过程不能及时进行,造成经济性下降,零部件过热等不良后果; 为避免出现不正常喷射现象,应尽可能地缩短高压油管的长度,减小高压容积,以降低压力波动,减小其影响;并合理选择喷射系统的参数;7.试述柴油机燃烧过程,说明压力升高率的大小对柴油机性能的影响柴油机燃烧过程：着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期影响：过大的压力升高率会使柴油机工作粗暴,噪声明显增加,运动零部件受到过大冲击载荷,寿命缩短；过急的压力升高会导致温度明显升高,使氮氧化物生成量明显增加8.燃烧放热规律三要素是什么什么是柴油机合理的燃烧放热规律答：一般将燃烧放热始点相位、放热持续期和放热率曲线的形状称为放热规律三要素; 合理的放热规律是：燃烧要先缓后急;在初期的燃烧放热要缓慢以降低NOx的排放,在中期要保持快速燃烧放热以提高动力性和经济性能,在后期要尽可能缩短燃烧以便降低烟度和颗粒的排放;9.简述柴油机的混合气形成的特点和方式柴油机在进气过程中进入燃烧室的是纯空气,在压缩过程接近终了时才被喷入,经一定准备后既自行着火燃烧;由于柴油机的混合气形成的时间比汽油机短促得多,而且柴油的蒸发性和流动性都较汽油差,使得柴油难以在燃烧前彻底雾化蒸发并与空气均匀混合,因而柴油机可燃混合气的品质较汽油机差;因此柴油机不得不采用较大的过量空气系数,使喷入燃烧室内的柴油能够燃烧得比较完全柴油机混合气形成方式从原理上来分,有空间雾化混合和油膜蒸发混合两种10.简述直喷式燃烧室柴油机的性能特点,并与分隔式燃烧室柴油机进行比对;直喷式燃烧室柴油机的性能特点：1燃烧迅速,所以经济性好,燃油消耗率低,但工作粗暴,压升率高,燃烧噪声大2燃烧室结构简单,表面积与体积的比小,散热损失小,没有主副燃烧室的流动损失,冷启动性能好,经济性好3对喷射系统要求较高4NOx排放量较分隔式燃烧室高特别在高负荷区；微粒排放量较低5对转速变化较为敏感分隔式燃烧室柴油机的性能特点：1主要靠强烈的空气运动来保证较好的混合气质量,空气利用率较高α=1.22随转速的提高,空气运动强度增大,高速下性能较好3对喷射系统要求较低4结构复杂,表面积与体积的比大,散热损失和流动损失大,比直喷式燃烧室柴油机效率低,经济性差5由于散热损失大使起动性能变差6先在副燃烧室着火,主燃烧室压力上升缓慢,工作平稳,燃烧噪声小,但对经济性不利7对燃油不太敏感,有较强的适应性8除低负荷下的碳烟排放量大外,其余由于直喷式11柴油机燃烧过程优化的基本原则是什么答：1油-气-燃烧室的最佳配合;2控制着火落后其内混合气生成量;3合理组织燃烧室内的涡流和湍流运动;4紧凑的燃烧室形状;5加强燃烧期间和燃烧后期的扰流;6优化运转参数;12 什么是柴油机合理的喷油规律答：喷射开始时段的喷油率不能太高,以便控制着火落后期内形成的可燃混合气量,降低初期放热率,防止工作粗暴;在燃烧开始后,应有较高的喷油率以期缩短喷油持续期,加快燃烧速率,同时尽可能减少喷油系统中的燃油压力波动,以防止不正常喷射现象;第六章汽油机混合气的形成与燃烧1.说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点,以及对它们的要求燃烧过程：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：早然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;5.何谓汽油机表面点火防止表面点火有什么主要措施答：在汽油机中,凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面点燃混合气的现象,统称为表面点火;防止措施：1适当降低压缩比;2选用沸点低的汽油和成焦性小的润滑油;3要避免长时间的低负荷运行和汽车频繁加减速行驶;4应用磷化合物为燃油添加剂使沉积物中的铅化物成为磷酸铅从而使碳的着火温度提高到560℃且氧化缓慢,放出热量少,从而减少表面点火的产生;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答：燃烧循环变动是点燃式发动机燃烧过程的一大特征,是指发动机以某一工况稳定运转时,这一循环和下一循环燃烧过程的进行情况不断变化,具体表现在压力曲线、火焰传播情况及发动机功率输出均不相同; 影响：由于存在燃烧循环变动,对于每一循环,点火提前角和空燃比等参数都不可能调整到最佳,因而使发动机油耗上升、功率下降,性能指标得不到充分优化;随着循环变动加剧,燃烧不正常甚至失火的循环次数逐渐增多,碳氢化合物等不完全燃烧产物增多,动力性、经济性下降;同时,由于燃烧过程不稳定,也使振动和噪声增大,零部件寿命下降,当采用稀薄燃烧时,这种循环变动情况加剧; 减少措施：1尽可能使фa=0.8～1.0,此时的循环变动最小;2适当提高气流运动速度和湍流程度可改善混合气的均匀性,进而改善循环变动;3改善排气过程,降低残余废气系数γ;4避免发动机工作在低负荷、低转速工况下;5多点点火有利于减少循环变动;6提高点火能量,优化放电方式,采用大的火花塞间隙;7 提高汽油机压缩比对提高性能有何意义如何保证在汽油机上使用较高的压缩比提高压缩比可以提高汽油机的功率和经济性,特别是对经济性有显著的作用;但压缩比过高,会导致汽油机爆燃,所以应该合理的设计燃烧室,缩短火焰传播行程,合理选用火花塞位置;适当利用湍流,降低终燃混合气温度等11 在汽油机上燃烧均质稀混合气有什么优点它所面临的主要困难时什么目前解决的途径有哪些答：优点：混合气均匀,燃烧较完全;对燃油共给及喷射系统没特别高的要求; 困难：1为防止爆燃采用较低压缩比导致热效率较低;2浓混合气的比热容比低导致热效率低;3只能用进气管节流方式对混合气量进行调节即所谓量调节使得泵气损失较大;4在化学剂量比附近燃烧,导致有害排放特别是NOx排放较高;5用三元催化转换器的汽油机,它的过量空气系数фa 必须控制在1左右,从而限制其性能进一步提高;解决途径：采用稀薄燃烧汽油机;一类是非直喷式稀燃汽油机,包括均质稀燃和分层稀燃式汽油机,另一类是缸内直喷式稀燃汽油机;12.分析过量空气系数和点或提前交对燃烧过程的影响答：当a=0.8-0.9时,由于燃烧温度最高,火焰传播速度最大,Pe达最大值,但爆燃倾向增大;当a=1.03-1.1时,由于燃烧完全,有效燃油消耗率最低,使用a<1的浓混合气工作,由于必然会产生不完全燃烧,所以CO排放量明显上升,当a<0.8或a>1.2时,火焰速度缓慢,部分燃料可能来不及完全燃烧,因而经济性差,HC排放量增多且工作不稳定; 点火过迟,则燃烧延长到膨胀过程,燃烧最高压力和温度下降,传热损失增多,排气温度升高,热效率降低,但爆燃倾向减小,NOx升高,功率、排放量降低;点火提前角对汽油机的经济性影响较大;据统计,如果点火提前角偏离最佳位置5°曲轴转角热效率下降1%；偏离转角10°曲轴转角,热效率下降5%；偏离20°曲轴转角,热效率下降16%;13 何谓稀燃、层燃系统稀燃、层燃对汽油机有何益处答：稀燃系统就是均质预混合气燃烧,通过采用改进燃烧室、高湍流、高能点火等技术使汽油机的稳定燃烧界限超过α=17的系统；分层燃烧系统就是在α更大的情况下,均质混合气难以点燃,为了提高稀燃界限,通过不同的气流运动和供油方法,在火花塞附近形成具有良好着火条件的较浓的可燃混合气,而周边是较稀混合气和空气,分层燃烧低汽油机可稳定工作在α=20～25范围内; 好处：使燃油消耗率降低,且提高排放性能;14 电控汽油喷射系统与化油器相比有何优点答：1可以对混合气空燃比进行精确控制,使发动机在任何公开下都处于最佳工作状态,特别。

热工基础与发动机原理第2章

23
• 5）发动机工作温度 • 发动机的工作温度直接影响润滑油的工作温度，而随润滑油温度的提
高，其黏度减小。发动机的工作温度过高或过低，就会使润滑油的黏度过小或过大，均会导致机械损失增加，机械效率下降。同时，温度过高有时使润滑油变质。因此，使用中应尽量保持发动机正常的工作温度，一般为80℃~95℃。此外，发动机的工作温度也直接影响混合气的形成及燃烧过程。发动机工作温度过低，燃料不易蒸发，混合气形成不良，不完全燃烧损失增加，指示功率减小，使机械效率下降。而温度过高，则会导致燃烧过程不正常，汽油机易发生爆燃，也会使指示功率减少，机械效率下降。
，每小时耗油量为 GT （kg/h），则指示燃油消耗率为
Pi （kW）
gi

GT Pi
10 3
指示燃油消耗率是评定发动机实际循环经济性的重要指标之一
9
• 4．指示热效率
• 指示热效率是指发动机实际循环指示功与所消耗热量之比，即
i

Wi Q1
• Q1 为做 Wi 指示功所消耗的热量，按所消耗的燃料量与燃料的热值来计算，燃料的热值是指单位质量的燃料燃烧后放出的热量，其数值取决于燃料本身的性质。
19
• 3．影响机械效率的因素
• （1）点火提前角或供油提前角 • 汽油机的点火提前角和柴油机的供油提前角直接影响实际循环指示功
和缸内最高压力。汽油机的点火提前角和柴油机的供油提前角不易过大或过小，必须根据发动机的转速和负荷等合理选择。 • （2）发动机转速 • 随发动机转速提高，各摩擦表面间的相对运动速度加大，摩擦损失增加；同时由于转速上升而引起运动件的惯性力加大，致使活塞侧压力和轴承负荷增加，也会使汽缸和活塞的摩擦损失增加。此外，转速提高，还会使泵气损失及驱动附件的机械损失增加。所以，随发动机转速提高，机械损失功率增加，机械效率下降。根据试验统计，机械损失功率与转速平方近似成正比，所以转速越高，机械效率下降越快，如图2-3所示。这也成为通过提高转速来强化发动机动力性的一大障碍。

内燃机基本知识以及混合气形成原理PPT课件

3．气道的评定方法
•为了增加进气充量，气道的流动阻力越小越好； •气道的质量指标主要有流动阻力和涡流强度； •希望在尽可能小的阻力下有足够的涡流强度。
在稳流气道试验台 (图5—3)上评定涡流强度的方法基本相近，一般采用叶片风速仪测量模拟气缸内涡流的转速或用角动量矩直接测出涡流的角动量，气体流量用流量计测定。测量方法一般采用定压差法，在不同的气门升程下测量叶片的转速和气体流量。
进气结束时，汽缸内旋流速度的分布表明，小于某一半径时，切线速度随半径的增加而增大，速度呈刚体流分布；越过这一半径时，切线速度随半径的增加而减小，速度呈势流分布。当活塞接近上止点时，刚体流动明显增强，势流运动明显减弱，可以认为此时燃烧室凹坑内的旋流运动力刚体流。
进气过程所产生的旋流可以持续到燃烧膨胀过程。
火花点火过程十分复杂，至今仍有许多方面还不清楚，图5—6示出了常规高压线圈点火系统工作时电压与电流的变化情况，图上标明的数据与系统的组成及元器件的参数选择有关，只是说明大致的量级，整个放电过程可以分成三个阶段：
1－高压连接端； 2－Al2O3陶瓷绝缘体； 3－外壳； 4－隔热带； 5－导电玻璃密封剂； 6－外部卡口垫圈； 7－Ni/Cu合金中心电极； 8－接地电极
采用统计的方法定义湍流特性参数，在统计定常的
湍流场中，某方向上的当地瞬时流速U可以写为
U (t)(5U-6)u(t)
式中，为平均速度；u(t)为流速的脉动分量。
U lim 1 t0 U (t)dt
t0 式中，τ为时间；t0为起始时间。
（5-7）
湍流强度定义为脉动速度分量的1 均方根值，即
缩口型燃烧室
在压缩过程中形成的有组织的旋转空气运动，称为压缩涡流。如在涡流室柴油机的压缩过程中，气缸内的空气通过通道被压人涡流室中，形成有组织的旋流运动，这种压缩涡流可促进喷入涡流室中的燃料与空气的混合，涡流大小由涡流室形状、通道尺寸、位置和角度决定。

内燃机原理第二章燃料、工质与热化学_图文

烟煤炼焦副产品，主要成分H2、 CH4 、CO、CO2、N2。
2021/4/14 星期三
一般用于发电机组
7
HIT 规格严格功夫到家
分类方法
按来源分类
2021/4/14 星期三
第一节燃料及其理化特性
ICE代用燃料分类
燃料种类
矿物质代用燃料（不可再生）
生物质代用燃料（可再生）
燃料
压缩天然气（CNG）；液化天然气（LNG）；液化石油气（LPG）；煤制甲醇；煤制二甲醚（DME）；煤制柴油（CTL）；天然气制柴油（GTL）
C8H18
H CH3 H
H
CH H
ON＝100
正庚烷 C7H16
HHH HCCC
HHH
HHHH CCCCH HHHH
2021/4/14 星期三
ON＝0
16
HIT 规格严格功夫到家
第一节燃料及其理化特性
研究法辛烷值RON（research octane number） ON
马达法辛烷值MON（motor octane number）
低温多阶段
Pb（C2H5）4
PbO2
ROOH（不活泼）
爆燃倾向降低
着火落后期加长
问题 Pb污染 TWC（Three-way Catalytic Converter）中毒
我国汽油Pb<5mg/L
MMT抗爆剂
甲基环戊二烯基三羰基锰（CH3C5H4Mn(CO)3,MMT）
问题 MMT覆盖火花塞—失火
我国汽油Mn<0.016g/L
13°CA(BTDC)
混合气预热 Pre-heating of Mixture
149℃

初二物理知识点：内燃机知识点

初二物理知识点：内燃机知识点内燃机是一种利用可燃混合物在燃烧过程中释放的化学能转换为机械能的装置。

它被广泛应用于汽车、摩托车、发电机以及其他机械设备中。

初二物理课程中主要涉及内燃机的结构、工作原理和应用。

本文将分别介绍内燃机的基本构造、工作原理和常见应用，以帮助读者对内燃机有更深入的了解。

一、内燃机的基本构造内燃机主要由以下几个部分组成：气缸、活塞、曲轴、连杆、汽门机构和点火系统。

1. 气缸和活塞：内燃机中常见的是单缸发动机和多缸发动机。

每个气缸内部都有一个活塞，活塞上有气缸盖、活塞环等零件，活塞在气缸内做上下往复运动。

2. 曲轴和连杆：曲轴连接活塞和发动机的输出轴，将活塞的上下往复运动转化为旋转运动。

连杆连接活塞和曲轴，使活塞在气缸内的上下运动能够转移到曲轴上。

3. 汽门机构：汽门机构负责控制进气门和排气门的开关。

它由凸轮轴、凸轮、气门和气门弹簧组成。

通过凸轮的旋转，推动气门的开启和关闭，控制气缸内进气和排气的时机。

4. 点火系统：点火系统提供了燃油混合气的点火能量，引燃气缸内的混合气体，触发燃烧过程。

它由火花塞、点火线圈、点火分配器等组成。

电流从点火线圈经过点火分配器传送到火花塞，产生火花点燃混合气体。

二、内燃机的工作原理内燃机的工作原理可以概括为四个过程：进气、压缩、燃烧和排气。

1. 进气过程：活塞下行时，进气门打开，气缸内产生负压，外部大气压力将混合气体推入气缸。

2. 压缩过程：活塞上行时，进气门关闭，压缩混合气体。

气体受到压缩而变得高温高压。

3. 燃烧过程：在顶点位置时，火花塞产生火花，引燃混合气体。

燃烧时产生高温高压气体，推动活塞运动。

4. 排气过程：活塞再次下行时，排气门打开，废气排出。

活塞上行时，排气门关闭。

通过连续进行这四个过程，内燃机不断地将化学能转化为机械能，驱动机械设备的运转。

三、内燃机的应用内燃机广泛应用于各种机械设备中，包括汽车、摩托车、发电机、船舶、飞机等。

1. 汽车和摩托车：内燃机是汽车和摩托车的主要动力来源。

内燃机燃烧学

Hubei Automotive Industry Institute
湖北汽车工业学院汽车工程系
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
汽车发动机原理
第三章
燃烧学基础
3.1.3 代用燃料
• 天然气的研究法辛烷值为130，十六烷值为零，只能点燃不能压燃。 • 燃料分子中的碳原子数少，单位发热量的CO2排出量比较少，这对减少地球温室效应很有帮助。 • 由于排放物中的未燃HC是甲烷，所以产生光化学烟雾的可能性小。但排放物中的甲醛含量比汽油、柴油都要高。
汽车发动机原理
第三章
燃烧学基础
3.2 燃烧热化学
• 1 kg燃料完全燃烧所需的理论空气量为
1 gc gH g0 L0 kmol / kg燃料 0.21 12 4 32
1 8 L0 g 8 g g c H 0 kg / kg 燃料 0.23 3
Hubei Automotive Industry Institute
湖北汽车工业学院汽车工程系
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
汽车发动机原理
第三章
燃烧学基础
3.1.2 柴油
• 柴油的自燃性常用十六烷值来评定。柴油的自燃性是与一种标准燃料进行比较来加以评定的。标准燃料是正十六烷和α-甲基萘的混合物。 • 硫天然地存在于原油中，柴油中的硫明显地增加排气中的微粒物。 • 我国用于汽车的轻质柴油按凝点分为10、0、-10、 -20、-35、-50号共6个牌号。如10号柴油，其凝点不高于10℃。

工程燃烧学复习要点

⼯程燃烧学复习要点思考题第⼀章绪论1、燃烧的定义（氧化学说）：燃烧⼀般是指某些物质在较⾼的温度下与氧⽓化合⽽发⽣激烈的氧化反应并释放⼤量热量的现象。

2、化⽯燃料燃烧的主要污染排放物？烟尘，硫氧化物，氮氧化物其次还有CO,CO2等其他污染物。

3、燃素学说;燃素学说认为⽕是⽕是由⽆数细⼩且活泼的微粒构成的物质实体，这种⽕的微粒即可愿意与其他元素结合⽽形成化合物也可以以游离的⽅式存在，⼤量游离的⽕的微粒聚集在⼀起就形成了明显的⽕焰，它弥散于⼤⽓之中变给⼈以热的感觉，由这种⽕微粒构成的⽕的元素便是燃素。

第⼆章燃料1.什么叫燃料？它应具备哪些基本要求？是指在燃烧过程中能释放出⼤量热量，该热量⼜能经济、有效地应⽤于⽣产和⽣活中的物质。

物质作为燃料的条件：（1）能在燃烧时释放出⼤量热量；（2）能⽅便且很好的燃烧；（3）⾃然界蕴藏量丰富，易于开采且价格低廉；（4）燃烧产物对⼈类、⾃然界、环境危害⼩2.化⽯燃料主要包括那些燃料？（煤，⽯油，天然⽓）3.燃料分类⽅法？燃料按物态分类及其典型代表燃料（1 固体燃料（煤炭）2 液体燃料（⽯油、酒精）2⽓体燃料（天然⽓、氢⽓）4.燃料的组成，固液体燃料的元素组成都有那些？固体燃料是各种有机化合物的混合物。

混合物的元素组成为：C、H、O、N、S、A、M 液体燃料是由多种碳氢化合物混合⽽成的。

其元素组成亦为：C、H、O、N、S、A、M5.⽓体燃料的主要组成成分有哪些？⽓体燃料是由若⼲单⼀可燃与不可燃⽓体组成的混合物：CO、H2、CH4、CnHm、CO2、N2、H2O、 O2等。

6.燃料分析有⼏种，分别是什么？（1）⼯业分析组成（测定燃料中⽔分（M）、挥发分（V）灰分（A）和固定碳（FC）等4种组分的含量）。

；（2）元素分析组成（⽤化学分析的⽅法测定燃料中主要化学元素组分碳（C）、氢（H）、氮（N）、硫（S）和氧（O）以及灰分（A）和⽔分（M）的含量）；（3）成分分析组成(化学分析⽅法测定⽓体燃料各组分的体积或质量百分⽐)7.燃料的可燃与不可燃部分各包含哪些主要成分？可燃成分：（碳（最主要的可燃元素，氢（发热值最⾼的可燃元素）硫（有机硫、黄铁矿硫：可燃烧释放出热量，合称为可燃硫或挥发硫。

燃烧学pdf

燃烧学燃烧学是一门研究燃烧现象及其应用的学科。

它涉及到多个方面，包括燃烧基础、燃烧化学、燃料与燃烧、火焰传播、燃烧器设计、燃烧环境影响、燃烧测量与监控、燃烧效率与优化、燃烧污染物排放以及燃烧理论模型等。

一、燃烧基础燃烧是物质与氧气发生反应的过程，通常会产生光和热。

燃烧基础是燃烧学的基础，它涉及到燃烧的概念、燃烧的必要条件以及燃烧的类型等方面的知识。

二、燃烧化学燃烧化学是燃烧学的重要组成部分，它主要研究燃烧过程中的化学反应和反应机理。

通过了解燃烧化学，可以更好地理解燃烧现象，优化燃料和燃烧条件，提高燃烧效率。

三、燃料与燃烧燃料是燃烧过程中所需的物质，不同的燃料具有不同的性质和特点。

燃料与燃烧的研究涉及到燃料的分类、特性、燃烧过程和反应机理等方面的知识。

通过对燃料与燃烧的研究，可以提高燃料的利用效率和减少污染物的排放。

四、火焰传播火焰传播是燃烧过程中的一个重要现象，它涉及到火焰的形成、传播和熄灭等方面的知识。

通过对火焰传播的研究，可以更好地了解火焰的特性，控制火焰的行为，提高燃烧过程的稳定性。

五、燃烧器设计燃烧器是实现燃料燃烧的装置，其设计对于燃烧过程的效率和安全性具有重要影响。

燃烧器设计的研究涉及到燃烧器的结构、工作原理、设计原则和方法等方面的知识。

通过对燃烧器设计的研究，可以提高燃烧器的性能和可靠性。

六、燃烧环境影响燃烧过程会向环境中排放各种气体和颗粒物，这些物质会对环境产生影响。

燃烧环境影响的研究涉及到污染物排放、空气质量和环境监测等方面的知识。

通过对燃烧环境影响的研究，可以降低燃烧过程对环境的影响，促进可持续发展。

七、燃烧测量与监控燃烧测量与监控是燃烧学中的重要技术手段，它涉及到各种测量仪器和监测方法。

通过燃烧测量与监控，可以实时了解燃烧过程的参数和状况，优化燃烧过程，提高燃烧效率，同时也可以保障设备和人员的安全。

八、燃烧效率与优化燃烧效率是指燃烧过程中有效能量的比例，优化燃烧效率可以提高燃料利用率和减少能源浪费。

2024年大学课件内燃机-(版)

大学课件内燃机-(附件版)大学课件：内燃机一、引言内燃机是一种将燃料在气缸内燃烧产生的高温高压气体直接作用于活塞，将热能转化为机械能的热力发动机。

作为一种重要的动力机械，内燃机在交通运输、农业机械、工业设备等领域具有广泛的应用。

本课件旨在对内燃机的基本原理、分类、工作过程、性能指标及未来发展进行详细阐述，以期为大学生提供全面、系统的内燃机知识。

二、内燃机的基本原理与分类1.基本原理内燃机的基本原理是将燃料和空气混合后在气缸内燃烧，产生高温高压气体推动活塞运动，进而驱动曲轴旋转，完成热能向机械能的转换。

内燃机的工作循环包括进气、压缩、燃烧、排气四个过程。

2.分类内燃机按燃料类型可分为汽油机、柴油机、天然气发动机等；按气缸排列方式可分为直列式、V型、水平对置式等；按冷却方式可分为水冷式和风冷式。

三、内燃机的工作过程1.进气过程进气过程是活塞由上往下运动，气缸内形成负压，吸入新鲜空气和燃油混合物的过程。

进气门开启，排气门关闭。

2.压缩过程压缩过程是活塞由下往上运动，将吸入的混合气压缩，使其温度和压力升高。

此时，进气门和排气门均关闭。

3.燃烧过程当混合气压缩到一定程度时，火花塞产生电火花点燃混合气，产生高温高压气体推动活塞向下运动。

此时，进气门和排气门均关闭。

4.排气过程排气过程是活塞由上往下运动，将燃烧后的废气排出气缸。

此时，排气门开启，进气门关闭。

四、内燃机的性能指标1.功率功率是内燃机输出的能力，通常用马力（hp）或千瓦（kW）表示。

功率与发动机转速和扭矩有关。

2.扭矩扭矩是内燃机输出的力矩，通常用牛·米（N·m）表示。

扭矩与发动机功率和转速有关。

3.燃油消耗率燃油消耗率是指内燃机在单位时间内消耗的燃油量，通常用克/千瓦时（g/kW·h）表示。

燃油消耗率越低，发动机的经济性越好。

4.排放性能排放性能是指内燃机排放的废气中含有的有害物质浓度，如二氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等。

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。

第二章燃料与工质

燃烧不及时或不完全
燃油消耗率增加，排气带烟
2. 汽油
关键性指标：辛烷值、馏程 2-1. 辛烷值
辛烷值高，抗爆震的能力强
抗爆性对汽油来说非常重要，希望自燃性差，抗爆性好
（抗暴添加剂——四乙铅——已禁止使用）
辛烷值是评价汽油抗爆性好坏的指标以辛烷值标号
发动机燃料的主要技术指标
2-1. 抗爆性：燃料不发生爆燃（Knock）的能力抗爆性对汽油来说非常重要，希望自燃性差，抗爆性好辛烷值是评价汽油抗爆性好坏的指标
H
C H
2-2. 辛烷值的测定
测量燃料辛烷值的CFR发动机
测量燃料十六烷值和辛烷值的CFR发动机
辛烷值马达法和研究法的测量条件
运行条件 Operaitions 发动机转速 Engine speed
压缩比 Compression ratio e
马达法辛烷值 MON 900 rpm
研究法辛烷值 RON 600 rpm
H C H H
H
H H H H C H C C C H C H H C C H C H H
ethane 乙烷
H H HH H H 2, 2, 4 trimethylpentane (iso-octane)
异辛烷

Alkenes or Olefins - one or more double bonds between carbons - CnH2n
烷烃十六烷值环烷烃
稀烃甲基萘
芳烃
碳原子数
燃料C/H比与热值和排放特性的关系
热值（能量密度） ◎燃料的热值由C/H比决定, 由于H比C的热值高（约3.7:1）, 柴油C/H > 汽油C/H 汽油Hu（ 44000）> 柴油Hu （42500）

第2章_燃料与工质

Department of Automotive EngineeringTsinghua University 汽车发动机原理帅石金清华大学汽车工程系点燃式和压燃式内燃机工作过程、燃烧理论、性能分析及参数调控Department of Automotive EngineeringDepartment of Automotive Engineering石油会枯竭吗？Department of Automotive EngineeringTsinghua University2015Department of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringAdjustment of compression ratioWorm shaft蜗杆轴CFR enginethe AmericanF uel燃料研究联合协会专用的带有爆震传感器的可变压缩比单缸85/115In December 1928, the CFR Committee accepted the basicWaukesha Motor Company design. The first engine wasdesigned, built, tested and delivered to Detroit in under 45 days.Department of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringWaukesha Engine:F5 -Cetane Method 1938 Cetane EngineDepartment of Automotive Engineering10个碳原子以上烃类的饱和蒸汽压接近于0→柴油的蒸汽压接近065 kPa 88 kPa发动机燃料的主要技术指标Department of Automotive EngineeringTsinghua University 3) 蒸发性(2) 馏程：燃油在规定条件下蒸馏出某一百分比的温度(范围)初馏点—燃料中含有的最轻馏分的沸点，但不能判断轻馏分的含量10％馏程(T10) —燃料中含有轻馏分的大概数量，反映汽油机的冷起动性50％馏程(T50)—燃料的平均蒸发性能，反映汽油机的工作稳定性90％馏程(T90)—燃料中的重质馏分含量，反映汽油机燃烧完全性干点（终馏点）—燃料中含有的最重馏分的沸点Department of Automotive EngineeringDepartment of Automotive Engineering催化裂化烷基化重整Department of Automotive Engineering每吨石油能产出的油品比例基本是一定的(中国柴:汽=2:1),这一比例也决定了两者谁也不可能淘汰对方Department of Automotive Engineering芳烃烯烃甲基叔丁基醚烷烃环烷烃烷烃（长链）烯烃汽油柴油芳烃Department of Automotive EngineeringDepartment of Automotive Engineering EnlargedAreaDeposits absorb, then release fuel; and decrease heat transferDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringDepartment of Automotive EngineeringTsinghua University1) 混合气形成方式不同◎汽油—易气化，缸外低压喷射蒸发，与空气形成预制均质混合气◎柴油—难气化，缸内高压喷雾成细小液滴，与空气形成非均质(分层)混合气2) 着火及燃烧方式不同◎汽油—难自燃，易点燃(SI)，用高压电火花点燃预混燃烧，火焰传播。