第七章(汽油机的燃烧过程)
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。
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。
汽油机燃烧过程是指汽油在发动机中燃烧时所经过的各个阶段。
燃烧过程的各个阶段具有不同的特点和要求，下面我们就来一一介绍。
1. 吸入阶段：在吸入阶段，汽油通过进气门进入到气缸内，在此
过程中需要保证充分的进气流量和良好的压缩，从而使汽油能够充分
混合并分配到所有气缸。
2. 压缩阶段：在压缩阶段，汽油被压缩和挤压，形成高压、高温、高能的混合气，使得气缸内的压力急剧升高。
这一阶段需要高效的压
缩机构和精密的燃油喷射系统。
3. 点火阶段：在点火阶段，点火塞点亮混合气，在高温环境中将
其中反应生成大量的热能。
这一阶段需要准确的点火时间和热值。
4. 燃烧阶段：在燃烧阶段，混合气被点燃并燃烧，从而产生大量
的热能和机械能。
这一阶段需要精准的燃烧控制和高质量的燃烧室。
5. 排气阶段：在排气阶段，废气被排出气缸，从而通风并清除燃
烧过程中产生的废气。
这一阶段需要高效的排气机构和稳定的排气温度。
对于汽油机燃烧过程各个阶段的要求，主要包括：精准的配气和
进气、高效的压缩和点火、精准的混合和燃烧控制、稳定的排气和节
能降耗等。
同时，汽油机还需要经受住高温高压和复杂工况下的考验，因此对发动机的性能、耐用性、可靠性等方面提出了更高的要求。
因此，制造汽油机需要经过多次完整的燃油动力性能测试和部件
功能测试，以确保汽油机能够稳定、高效地运行。
同时，不断提高汽
油机性能、降低油耗、提高排放标准，也是当前汽车制造业的主要发
展方向。
第七章 汽油机混合气的形成与燃烧
T 在压缩过程中，混合气的 P 、 ，使这一部分燃料与空 气中的氧气接触，开始了氧化过程，但很缓慢。由于 ，且汽 T 不能使 油本身有较高的热稳定性，在压缩终了，气缸内 P 、 混 合气自燃。 在火花塞点火后，由于电火花的高能量，使火花发生处的混 T 合气温度迅速升高，氧化加剧。随着化学反应的进展，放出热量 增加，这些热量一部分使反应气体本身 ，另一部分传给附近 混合气，也发生化学反应，当反应的混合气温度升高到一定程度 后，形成发火区——火焰中心。 从气缸内混合气总体来说，此时发热总量不多，气缸中压力 的变化规律基本上与压缩过程相同。 着火落后期是混合气燃烧的准备时期，其延迟长短，与混合 气的性能（ 、燃料品质）及压缩终了的压力、温度有关——主 要决定于压缩比大小。
2、明显燃烧期 指火焰由火焰中心烧遍整个燃烧室的阶段 ，因此也可称为火焰 传播阶段。 在示功图上指气 缸压力线脱离压缩线 开始急剧上升（图中 2点）到压力达到最 高点(图中3点)止。 燃烧的主要时期。
明显燃烧期的火焰传播 在均值混合气中，当火 焰中心形成之后，火焰向 四周传播，形成一个近似 球面的火焰层，即火焰前 锋，从火焰中心开始层层 向四周未燃混合气传播， 直到连续不断的火焰前锋 扫过整个燃烧室。
图７-１ 化油器式内燃机燃油供应系统示意图 １—主量孔 ２—浮子室 ３—燃油喷管 ４—喉管 ５—节气门
二、简单化油器特性与理想化油器特性
１.简单化油器特性
图７-2 简单化油器 １—节气门 ２—主量孔 ３—浮子室 ４—进油阀门 ５—浮子 ６—浮子室通气孔 ７—喉管 ８—主喷口
第二节
汽油机的燃烧过程
这种循环间的燃烧变动使汽油机空燃比和 点火提前角调整对每一循环都不可能处于最佳 状态，因而油耗上升，功率下降，不正常燃烧
第七章(3) 汽油机电控点火系统
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5．起动后基本点火提前角的确定
发动机起动后怠速运转时，ECU根据节气门
位置传感器信号（IDL信号）、发动机转速传 感器信号（Ne信号）和空调开关信号（A／ C信号）确定基本点火提前角。 发动机起动后在除怠速以外的工况下运转时， ECU根据发动机的转速和负荷（单位转数的 进气量或基本喷油量）确定基本点火提前角。
第七章（第三节 ） 汽油机电控点火系统
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3．点火线圈的恒流控制
由于现代车采用了高能点火线圈，改善点火性能。 为了防止初级电流过大烧坏点火线圈，在部分电控点 火系统的点火控制电路中增加了恒流控制电路。 恒流的基本方法是：在点火器功率晶体管的输出 回路中增设一个电流检测电阻，用电流在该电阻上形 成的电压降反馈控制晶体管的基极电流，只要这种反 馈为负反馈，就可使晶体管的集电极电流稳定，从而 实现恒流控制。
1、爆燃传感器 2、ECU 3、其他传感器 4、点火器和点火线圈 5、分电器 6、火花塞
第七章（第三节 ） 汽油机电控点火系统
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3 电控点火系统主要元件的构造与维修
一、点火器 二、点火线圈 三、分电器 四、爆燃传感器
五、点火控制电路
第七章（第三节 ） 汽油机电控点火系统
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一、点火器
功能：根据ECU的
第七章（第三节 ） 汽油机电控点火系统
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1.独立点火方式 特点是每缸一 个点火线圈，即点 火线圈的数量与气 缸数相等。
1、点火线圈 2、火花塞 3、点火器 4、ECU 5、各种传感器
第七章（第三节 ） 汽油机电控点火系统
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2.同时点火方式
特点：点火 线圈的数等于气 缸数的一半。
第七章（第三节 ） 汽油机电控点火系统
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。
汽油机燃烧过程
混合气形成
缸内直喷技术
现代汽油机采用缸内直喷技术，将燃 油直接喷入气缸内，与空气混合，实 现更精确的燃油控制和更高的燃油效 率。
汽油和空气在气缸内混合，形成一定 比例的混合气，其浓度直接影响燃烧 效率和发动机性能。
燃烧产物的形成与排放
燃烧产物
汽油机燃烧后产生的产物包括二 氧化碳、水蒸气、未完全燃烧的
碳氢化合物和氮氧化物等。
排放控制
现代汽油机配备三元催化器和氧 传感器等装置，用于减少有害气
体排放和提高排放， 部分汽油机采用废气再循环技术， 将部分废气引入进气系统，降低
燃烧温度和压力。
04 汽油机燃烧过程的优化
提高汽油机的效率
01
02
03
优化燃油喷射
通过精确控制燃油喷射的 时间和量，提高汽油机的 燃油利用率，从而提高效 率。
汽油机燃烧过程的节能要求
提高燃油效率
通过优化燃烧过程和改进 发动机设计，提高汽油机 的燃油效率，降低油耗和 运行成本。
轻量化设计
采用轻量化材料和设计， 减轻发动机重量，降低机 械损失和燃油消耗。
能量回收技术
利用发动机余热和其他可 回收能量，提高能源利用 效率，降低能耗。
汽油机燃烧过程的智能化发展
燃烧优化算法
采用遗传算法、粒子群算法等优化算法，对燃烧模型进行优化，寻 找最优的燃烧参数组合，以提高汽油机的效率和降低排放。
实验验证
通过实验验证模拟结果的准确性，不断修正和优化燃烧模型，为汽油 机燃烧过程的实际应用提供理论支持。
05 汽油机燃烧过程的未来发展
汽油机燃烧过程的环保要求
1 2
减少污染物排放
随着环保意识的提高，汽油机燃烧过程需要进一 步降低污染物排放，如氮氧化物、碳氢化合物和 颗粒物等。
发动机燃烧着火过程
4．后燃期 从缓燃期终点D到燃料基本燃烧完毕（累计放热率 X>95%）的E点称为后燃期。由于柴油机混合气形成时间 短，油气混合极不均匀，总有一些燃料不能及时燃烧，拖 到膨胀期间继续燃烧，特别是在高负荷时，过量空气少， 后燃现象比较严重。后燃期内的燃烧放热，由于远离上止 点进行，热量不能有效利用，并增加了散热损失，使柴油 机经济性下降。此外，后燃还增加了活塞组的热负荷以及 使排气温度升高。 因此，应尽量缩短后燃期，减少后燃所占的百分比。 柴油机燃烧时，空气是过量的，只是混合不匀造成局部缺 氧。因此，加强缸内气体运动，可以加速后燃期的混合气 形成和燃烧速度，而且会使碳烟及不完全燃烧成分加速氧 化。
若能保证汽油机正常工作，着火落后期的长短对汽油 机性能影响不大，这一点与柴油机不同，因为汽油机性能 主要取决于何时着火而不是何时点火。 对着火落后期的要求主要是要稳定并尽可能短。稳定 是指每循环中的 ϕi长短不要离散过大，这就使B点的位置 相对稳定，由此使最高燃烧压力pmax所对应的角度相对稳 定，发动机循环波动率（见后述）不致于过大。所谓 ϕi尽 可能短是因为，过长会使ϕ i 的大小不稳定。考虑到pmax 出 现在上止点稍后为最佳时刻，一般使B点出现在上止点前 12-15 °较为合适。
1） 汽油机的点火提前规律 对于汽油机，最佳θig角将随转速的上升而加大，称为 转速提前；而又随进气管真空度的上升（负荷下降）而加 大，称为真空提前。图6-6 表示了最佳θig在n及负荷变化时 的变化规律。这是因为，在节气门开度不变时，各个转速 的着火落后期均变化不大。但转速上升后，相同落后期所 占的转角将正比增加，于是高转速时的着火落后角显著加 大。为保证最大压力点相位大致不变，必定要加大θig角。 在转速不变时，随着节气门的减小，进气管真空度上升， 残余废气系数φr将加大，使得燃烧速度下降。这样，着火 落后期和燃烧持续期都加大，就要求点火提前以保证加热 中心接近上止点位置。 化油器式汽油机设有机械的转速和真空提前装置来保 证上述要求。电控汽油喷射机型则直接靠点火提前角的 MAP图来加以精确控制。
汽油机的燃烧过程
汽油机的燃烧过程
2. 中等负荷工况
中等负荷工况是指节气门开度为25%~85%的各种转速工况。 在此工况下，由于节气门有足够的开度，进入气缸的混合气数 量增多，燃烧条件好，如果只考虑发动机的燃料经济性，应供给较 稀的经济混合气。但在当前发动机压缩比较大的情况下，稀混合气 容易产生过多的氮氧化物(NOx)排放，为了控制发动机的排放污染， 同时保证排气管中的三效催化转化器能正常发挥作用，在中等负荷 工况下也必须使用理论混合气。
汽油机的燃烧过程
2. 稀混合气(α>1)
要使混合气中的汽油都能完全燃烧，混合气必须是α>1的 稀混合气。当混合气适当稀时，可使发动机的经济性最好，这 种混合气称为经济混合气。
如果混合气过稀(α>1.15)，虽然混合气中的汽油可以保证 完全燃烧，但是，由于过稀的混合气燃烧速度低，在燃烧过程 中，有很大一部分混合气的燃烧是在活塞向下止点移动时进行 的，会使发动机的动力性和经济性都相应变坏。
汽油机的燃烧过程
（一）可燃混合气浓度的表示方法
可燃混合气浓度可以用空燃比(A/F)或过量空气系数(α)来表示。
空燃比就是可燃混合气中所含空气和燃料的质量的比，即
A/F=空气质量(kg)/燃料质量(kg)
(1-1)
汽油机的燃烧过程
（二）可燃混合气浓度对发动机性能的影响
1. 理论混合气(α=1)
理论混合气是理论上燃料完全燃烧的混合气浓度。但 实际上，由于时间和空间条件的限制，汽油不可能及时与 空气绝对均匀混合，实现完全燃烧。因此，理论混合气既 不能实现最佳的燃油经济性，也不能获得最高的动力性。 但理论混合气燃烧后的排气能在排气管中的三效催化转化 器中获得最佳的综合净化效果。
汽油机的燃烧过程
汽油机的燃烧过程
（3）补燃期。从最高燃烧压力点(图1-1中点3)开始到燃料基本上 燃烧完全为止称为补燃期(图1-1中第Ⅲ阶段)。
汽油机的燃烧过程
图1-1 汽油机燃烧过程的展开示功图
汽油机的燃烧过程
（二）汽油机的不正常燃烧
1. 爆震燃烧
爆震燃烧简称爆燃。汽油机在燃烧过程中，火焰前锋以正常的传播 速度向前推进，使得火焰前方未燃的混合气(末端混合气)受到已燃混合气 强烈的压缩和热辐射作用，加速其先期反应，并放出部分热量，使本身 的温度急剧升高。如果火焰前锋及时到达将其引燃，直到燃烧完为止， 属正常燃烧。如果在火焰前锋未到达前，末端混合气温度达到了自燃温 度，则在其内部最适宜发火的部位产生一个或数个新的火焰中心，引发 爆炸式的燃烧反应，发出尖锐的金属敲击声，这种现象称爆燃。
2. 表面点火
汽油机的燃烧过程
在汽油机中，凡是不靠电火花点火而由燃 烧室炽热表面(如过热的火花塞绝缘体和电极、 排气门、炽热的积炭等)点燃混合气而引起的不 正常燃烧现象，称为表面点火。表面点火出现 时，会使发动机运转不平稳并发生沉闷的敲击 声，容易使发动机过热，有效功率下降，甚至 在压缩过程末期的高温高压下使机件损坏。
汽油机的燃烧过程
（一）汽油机的正常燃烧过程
（1）着火延迟期。从火花塞跳火(图1-1中点1)开始到形成火焰中 心(图1-1中点2)为止这段时间，称为着火延迟期(图1-1中出现最高压 力(图1-1中点3)为止这段时间称为急燃期(图1-1中第Ⅱ阶段)。
[0962]《发动机原理》答案仅供参考
![[0962]《发动机原理》答案仅供参考](https://img.taocdn.com/s3/m/ca4584fe6294dd88d0d26bae.png)
0962_作业_1单选题（共16题，共160.0分）（10.0 分）1. 为了增加流通面积，在活塞运动到上止点之前，就开启气门。
从气门开始打开到上止点之间的曲轴转角称为A．A：排气提前角B．B：进气提前角C．C：排气迟闭角D．D：进气迟闭角（10.0 分）2. 在发动机强制排气阶段，排气流动速度是（）的。
A．A：低于音速B．B：等于音速C．C：高于音速D．D：和音速无关（10.0 分）3. 为了利用气流的运动惯性，在活塞运动到下止点以后，才关闭气门。
从下止点到气门完全关闭之间的曲轴转角称为A．A：排气提前角B．B：进气提前角C．C：进气提前角D．D：进气迟闭角（10.0 分）4. 发动机实际换气过程完善程度的评价参数有A．A：机械效率B．B：热效率C．C：热效率D．D：充气效率（10.0 分）5. 柴油的十六烷值反映其A．A：着火性能B．B：抗爆性能C．C：安全性能D．D：点火性能（10.0 分）6. 一般说来，提高汽油机的压缩比，要相应提高所使用汽油的A．A：热值B．B：点火能量C．C：辛烷值D．D：馏程（10.0 分）7. 极其细小油滴群的燃烧，可以看作是A．A：预混燃烧B．B：扩散燃烧C．C：喷雾燃烧D．D：混合燃烧（10.0 分）8. 汽油的辛烷值反映其A．A：着火性能B．B：抗爆性能C．C：安全性能D．D：点火性能（10.0 分）9. 我国-20号柴油适用的最低温度是A．A：20℃B．B：15℃C．C：–20℃D．D：–15℃（10.0 分）10.对于汽油，化学当量的空燃比A / F为A．A：15.7B．B：14.1C．C：14.7D．D：13.9（10.0 分）11.1公斤燃料完全燃烧所放出的热量称为燃料的A．A：放热率B．B：高热值C．C：低热值D．D：热值（10.0 分）12.汽油机爆震燃烧的根本原因是远端混合气A．A：被过热表面点燃B．B：因温度过高自燃C．C：受火焰传播燃烧D．D：受火焰传播燃烧（10.0 分）13.汽油机出现表面点火的原因中包括A．A：压力过高B．B：水垢过多C．C：浓度过高D．D：积炭过多（10.0 分）14.提高汽油机的压缩比，要相应提高所使用汽油的A．A：热值B．B：点火能量C．C：辛烷值D．D：馏程（10.0 分）15.汽油机的燃烧过程是：A．A：温度传播过程B．B：压力传播过程C．C：热量传播过程D．D：火焰传播过程（10.0 分）16.汽油机混合气形成过程中，燃料（）、燃料蒸汽与空气之间的扩散同步进行。
发动机原理第七章汽油机燃烧过程
发动机原理第七章汽油机燃烧 过程
本章主要介绍汽油机燃烧过程的基本原理、燃烧速度和燃烧室结构的影响因 素，以及点火系统和燃料喷射系统的作用和种类，使您对汽油机燃烧过程有 更深入的了解。
燃烧过程简介
1 定义和重要性
燃烧过程是汽油机中产生动力的关键步骤，它将燃料和空气混合物转化为能量。
2 基本要素
燃烧过程的基本要素包括燃料、空气和火花塞的点火。
燃烧速度和燃烧室结构
1 影响因素
燃烧速度受到燃料特性、混合气浓度和压缩比等因素的影响。
2 影响燃烧速度的燃烧室结构
燃烧室的形状和尺寸会对燃烧速度产生影响。优化燃烧室结构可以提高燃烧效率。
点火系统和燃料喷射系统
Hale Waihona Puke 1 点火系统的作用和种类点火系统用于在燃烧室中引发火花，点燃燃 料混合物。常见的点火系统包括火花塞和火 花塞脉冲点火。
2 燃料喷射系统的作用和种类
燃料喷射系统用于将燃料以适量、适时和适 速喷射到燃烧室中。常见的燃料喷射系统包 括多点喷射和直喷技术。
燃烧过程中的热损失和化学反应
1 热损失的种类和减少方法
燃烧过程中会有热损失，包括散热、冷却和排放等损失。通过优化散热系统和增加排放 净化设备可以减少热损失。
2 化学反应和产物
汽油发动机原理
汽油发动机原理
汽油发动机是一种热机，利用燃烧汽油产生的高温高压气体推动活塞，从而转动曲轴，从汽缸中提取能量。
汽油发动机原理如下：
1. 进气过程：活塞向下运动，汽缸内产生负压，外部空气通过进气阀进入汽缸。
同时，燃油喷射器喷射适量的汽油雾化到进气道中。
2. 压缩过程：活塞向上运动，将进入汽缸的混合气体压缩，使其温度和压力升高。
在压缩过程中，点火系统发出火花，点燃混合气体。
3. 燃烧过程：点燃的混合气体燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动。
此时，曲轴转动，从活塞运动中提取机械能。
4. 排气过程：活塞再次向上运动，将燃烧产生的废气排出汽缸，通过排气阀排入排气管中。
汽油发动机的工作原理基于四个冲程：进气、压缩、燃烧和排气。
这四个冲程通过活塞在汽缸内的往复运动来完成。
这种循环过程持续进行，产生连续的功，驱动车辆前进。
需要注意的是，这里提供的是汽油发动机的基本原理，实际的汽油发动机还涉及一系列的系统和部件，如点火系统、供油系统、冷却系统等，以保证发动机的正常运行。
汽油机工作循环过程
汽油机工作循环过程
汽油机工作循环过程主要包括四个阶段：吸气、压缩、燃烧和排气。
1. 吸气阶段：活塞从上死点（TDC，上止点）向下移动，拉开进气门，汽缸内形成低压区域，进气门打开，混合气（燃油和空气）由进气道进入汽缸。
2. 压缩阶段：活塞继续向上移动，使进气门关闭，活塞达到下止点（BDC），燃气便开始被压缩，压缩比一般在8-12之间。
3. 燃烧阶段：活塞开始向下移动，点火塞放电，引燃混合气。
燃烧释放出的热能使压力迅速上升，活塞被推力推向上止点，同时压缩空气被压缩为高温高压的燃烧气体。
4. 排气阶段：活塞再次向上移动，排气门打开，高温高压的燃烧残渣通过排气门排出，并清除汽缸内的废气，准备进行下一循环。
整个循环过程一般被称为Otto循环，是一种理论循环。
在实
际实验和使用中，汽油机还有其他补偿措施，如进气增压、气门正时等，以提高效率和性能。
燃烧学(8)
雾化细度的选择
雾化细度越好，雾化质量越好 雾化细度并非越小越好
易被气流带走 造成局部燃料浓度过高或过小，造成燃烧不稳
32
雾化均匀度
衡量雾化后液滴之间的尺寸差异 雾化均匀度指标：均匀性指数n
罗森-兰姆分布：Yd=exp[-(d/dm)n] dm：对应d/dm=1 机械雾化器：n=1~4 求导以后得到粒度分布
24
流量系数和雾化角
机械雾化器
简单离心式
在通常压力下具有较好的雾化质量 能耗低，运行经济性好 结构简单，制造、安装、维护保养方便 自动控制简单 负荷降低时雾化质量恶化：油压降低 负荷调节范围小：
可调离心式
25
简单离心式喷嘴流量计算
1944年阿勃拉莫维奇对离心喷嘴的流量 系数和雾化角计算进行了求解
57
滴状燃烧：
油雾燃烧
实验发现，油雾燃烧过程中，油滴燃尽仍旧 服从直径平方-直线规律，但燃烧速度常数约 增加40% 其他研究发现，燃烧速度常数与压力有关
d02-d2=-f(p)Kcτ f(p)<1
油雾燃烧速度与滴群蒸发速度求解相似，但 需将蒸发速度常数改成燃烧速度常数
58
油雾燃烧中速度常数的增加
d0 2 K
44
实际应用中液滴蒸发时间修正
实际应用中，液滴与环境气流之间存在 相对速度，蒸发速度将加快，需要对蒸 发时间进行修正 蒸发常数：
K1’=K1(1+a1ScsRen) Sc：ν/D a1=0.3;s=1/3;n=1/2
《汽油机的燃烧过程》课件
燃烧持续期
燃烧持续时间
燃烧持续期是从燃烧开始到燃烧结束的时间。
燃烧效率
燃烧效率是指实际燃烧的燃料与理论完全燃烧的燃料之比，反映了燃烧过程的完善程度。
燃烧结束与废气排放
燃烧结束
随着可燃混合气被完全燃烧，燃烧过程结束。
废气排放
燃烧结束后，废气通过排气门排出气缸，进入排气管和消声 器，最终排放到大气中。
先进的燃烧控制技术
缸内直喷技术
缸内直喷技术可以将燃料直接喷入发动机缸内，实现更 精确的燃料控制和更高的燃油效率。通过优化缸内直喷 系统的设计和控制策略，可以进一步降低汽油机的排放 和提高其性能。
多段燃烧控制
多段燃烧控制技术可以根据发动机工况和负荷的不同， 采用不同的燃烧模式和燃料喷射策略。通过多段燃烧控 制，可以优化汽油机的燃烧过程，降低污染物排放和提 高燃油效率。
燃烧的重要性
在汽油机中，燃烧是产生动力的 关键过程，它使得燃料释放出的 能量能够推动活塞运动，进而驱 动汽车行驶。
汽油机燃烧的化学反应
汽油机中的主要化学反应
汽油中的碳氢化合物与空气中的氧气反应，生成二氧化碳和水，同时释放出能 量。
化学反应的详细过程
汽油分子中的碳原子与空气中的氧气结合，形成二氧化碳分子；同时，氢原子 与氧气结合形成水分子。在这个过程中，化学键的断裂和形成释放出能量。
详细描述
在进气过程中，进气门打开，新鲜空 气通过进气道进入汽缸，与上一循环 留下的残余废气混合，形成混合气。
压缩过程
总结词
活塞向上运动，混合气被压缩，温度升高。
详细描述
在压缩过程中，活塞向上运动，将混合气压缩，使其密度和温度升高，为即将到 来的燃烧做好准备。
汽油喷射与混合气形成
汽车发动机原理第7章 特殊燃烧问题课件
2．爆燃性表面点火
程度严重或长时间的早火，往往会引起爆燃性表面点火， 也称激爆，其危害程度比普通爆燃更甚。由于表面点火的产生 ，使发动机实际着火时间提前，导致爆燃产生，而爆燃又明显 提高了燃烧室的温度水平，使表面点火愈发严重，两者相互促 进，导致激爆产生。此时压力升高率为正常值的5倍，最高燃 烧压力为正常燃烧的1.5 倍。由于表面点火的时间随温度水平 上升逐渐前移，有时会造成单缸机停车和多缸机破损。
但目前所用的无铅汽油并非完全无铅，我国对汽油含铅量的要 求是，普通无铅汽油小于13.5mg/L，优质无铅汽油小于5mg/L。
2）非铅类抗爆添加剂
在汽油中加入一定量的醇类和醚类添加剂可提高汽油的辛烷值 ，如表7-2所示。但添加醇类燃料会产生甲醛等新的有害排放物， 欧美等国家有一定程度的应用，但添加量一般小于5%。也有人认 为MTBE有致癌作用。
实际汽油机的转速和转矩波动程度要比柴油机要大的多， 例如，汽油机的转速波动一般大于±10r/min，而柴油机可稳 定到±2r/min。这种波动主要来源于各循环之间的燃烧过程的 波动。如图7-5所示的例子，在10个循环的示功图采样中，最 高燃烧压力pz的波动范围是2.5-3.5MPa，pz的位置及着火时刻 也都是变动的；基于这组示功图算出的最大放热速率（ dQb/d）max的最大值与最小值相差2倍左右。
3）调整汽油组分
烃的分子结构对抗爆性有一定影响，按烷烃、烯烃、环烷烃、 芳香烃的排列顺序，辛烷值依次增高。通过调整汽油中各类烃的比 例，可以改变其辛烷值。如芳香烃辛烷值最高，在国外普通汽油中 的含量可达40%，在高级汽油中的含量超过52%，而国产70号汽油 中只有5-10%。但是国外近年来发现，芳香烃会导致排放中有毒的 苯以及CO2增加，所以其比例又有逐年下降的趋势。
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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不正常燃烧
2.表面点火 表面点火
2）影响表面点火的因素及预防措施： ）影响表面点火的因素及预防措施： ＊凡是能使缸内T、P降低的因素，都可预防 降低的因素， 凡是能使缸内 、 降低的因素 热表面点火 ＊选用低沸点汽油和含胶质少的机油 ＊在燃料中加抑制表面点火的添加剂 ＊适当降低压缩比 ＊选用合格的火花塞、排气门 选用合格的火花塞、
不正常燃烧
1.爆燃 爆燃
3）减轻爆燃的措施： ）减轻爆燃的措施： ＊降低水温和进气温度 ＊降低末端混合气的温度 ＊降低压缩比 ＊推迟点火 ＊增多残余废气
不正常燃烧
2.表面点火 表面点火
1）现象： ）现象： 在火花塞点燃式汽油机中， 在火花塞点燃式汽油机中，凡是不依靠火花 塞点火，而是由燃烧室内炽热表面（排气门头部、 塞点火，而是由燃烧室内炽热表面（排气门头部、 火花塞绝缘体和电极、燃烧室表面炽热的沉积物） 火花塞绝缘体和电极、燃烧室表面炽热的沉积物） 点燃混合气而引起的不正常燃烧的现象。 点燃混合气而引起的不正常燃烧的现象。 后火 表面点火 早火
汽油机的燃烧循环变动
产生燃烧循环变动的原因
＊气缸内气体运动状况
＊每循环气缸内的混合气成分
总之，气流速度（平均参数和湍流参数）的变动， 总之，气流速度（平均参数和湍流参数）的变动，空燃 比的变动以及空气、燃料和废气混合情况的变动， 比的变动以及空气、燃料和废气混合情况的变动，是造 成燃烧循环变动的主要原因。 成燃烧循环变动的主要原因。
另一类是利用喷油器向进气管、 另一类是利用喷油器向进气管、进气歧管或气缸内喷 射汽油形成混合气。 射汽油形成混合气。
喷油器 1—燃油滤网2—电接线3—电磁线圈 4—弹簧5—衔铁6—针阀7—轴针
可燃混合气的成分对发动机的影响
概念： 概念：过量空气系数
燃烧1kg燃料所实际供给给的空气质 过量空气系数 = 完全燃烧1kg燃料所需的理论料所需量
2.影响急燃期的因素有： 影响急燃期的因素有： 影响急燃期的因素有
火焰传播速度 火花塞位置
燃烧室型式 点火提前角
概念：压力升高率 概念：
∆p p3 − p2 = ∆ϕ ϕ 3 − ϕ 2
3.影响后燃期的因素有： 影响后燃期的因素有： 影响后燃期的因素有
火焰前锋过后未来得及燃烧的燃料 贴附在缸壁上未燃混合气层这部分燃料
θ —点火提前角 点火提前角
影响汽油机燃烧过程各阶段的因素
1.影响滞燃期的长短的因素有： 影响滞燃期的长短的因素有： 影响滞燃期的长短的因素有
＊开始点火时气缸内气体的压力、温度（ε） 开始点火时气缸内气体的压力、温度（ ） ＊过量空气系数Øa 过量空气系数 ＊残余废气量 ＊气缸内混合气的气体流动 ＊火花能量
1）现象： ）现象： ＊缸内出现尖锐的金属敲击声 ＊油膜被破坏，机件磨损加剧 油膜被破坏， ＊燃烧室、冷却系统过热，排 燃烧室、冷却系统过热， 温增加 ＊有效功率下降、有效燃油消 有效功率下降、 耗率升高 ＊压力线出现爆震波
不正常燃烧
1.爆燃 爆燃
2）产生的原因： ）产生的原因： 在火焰前锋到达之前，末端混合气的温度、压力超过其 在火焰前锋到达之前，末端混合气的温度、 临界温度、压力而自然，形成新的火焰中心， 临界温度、压力而自然，形成新的火焰中心，火焰传播速度 加大，使得缸内局部压力、温度急剧升高，压力来不及平衡。 加大，使得缸内局部压力、温度急剧升高，压力来不及平衡。 形成冲击波（激波）。冲击波反复撞击缸壁， 形成冲击波（激波）。冲击波反复撞击缸壁，发出尖锐的敲 ）。冲击波反复撞击缸壁 缸声。 缸声。
降低燃烧循环变动的措施
多点点火 组织进气涡流 提高发动机转速 采用化学计量空燃比 采用燃油电控喷射技术 采用快燃、 采用快燃、速燃燃烧技术 加大点火能量
汽油机燃烧过程与柴油机燃烧过程的区别
1.属于预混合燃烧，具有定容燃烧的形式。燃烧持续期 属于预混合燃烧，具有定容燃烧的形式。 属于预混合燃烧 约为25~40℃A（柴油机约为 ℃ （柴油机约为50~70℃A） 约为 ℃ ） 2.压缩比小，一般为7~9（柴油机约为 压缩比小，一般为 ）。热效率 压缩比小 （柴油机约为12~22）。热效率 ）。 低，排温高。 排温高。 3.最高燃烧温度高（接近定容燃烧）。 最高燃烧温度高（接近定容燃烧）。 最高燃烧温度高 4.易燃烧不完全（过量空气系数小）。 、HC、NOx 易燃烧不完全（过量空气系数小）。CO、 、 易燃烧不完全 ）。 排放高。 排放高。 5.挥发损失大（汽油的挥发性好） 挥发损失大（汽油的挥发性好） 挥发损失大
不正常燃烧
2.表面点火 表面点火
3）与爆燃的区别： ）与爆燃的区别： 被炽热表面点燃，无压力波产生， ＊被炽热表面点燃，无压力波产生，而爆燃时为 自燃，有压力波产生。 自燃，有压力波产生。 沉闷的敲缸声（主要是由活塞、连杆、 ＊沉闷的敲缸声（主要是由活塞、连杆、曲轴等 运动件受到冲击负荷产生振动而造成的。） 运动件受到冲击负荷产生振动而造成的。）
层流火焰燃烧速度
湍流火焰燃烧速度
湍 流 火 焰
湍流较弱
湍流强烈
火焰传播速度
dm = vT FT ρ m dt
火焰前锋面积
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
未燃混合 气密度
汽油机的燃烧过程
＊各阶段的划分 ＊各阶段的特点 ＊影响各阶段的因素
思 考 点3到达时刻对发动机的影响？ Ⅰ—滞燃期 Ⅱ—急燃期 Ⅲ—后燃期 滞燃期 急燃期 后燃期
第七章 汽油机混合气的形成与燃烧
本章学习的目的和重点内容 1.汽油机混合气形成方式 汽油机混合气形成方式 2.燃烧过程的作用及其重要性 燃烧过程的作用及其重要性 3.汽油机燃烧过程各阶段的划分 汽油机燃烧过程各阶段的划分 4.影响汽油机燃烧过程各阶段的因素 影响汽油机燃烧过程各阶段的因素
汽油机混合气的形成方式？ 汽油机混合气的形成方式？ 第一类是利用化油器在气缸外部形成均匀可燃混合气。 第一类是利用化油器在气缸外部形成均匀可燃混合气。 靠控制节气门开度调节混合气数量。 靠控制节气门开度调节混合气数量。
汽油机燃烧产物CO2和H2O分解现象 汽油机燃烧产物 分解现象
注意： 注意：后燃期内，由于燃烧已远离上止点，燃烧条件差，燃烧 放热量得不到充分利用，排气温度高，故希望后燃期越短越好
汽油机的燃烧过程
正常燃烧
汽油机 的燃烧 过程 不正常燃烧 后火 表面点火 早火 爆燃
正常燃烧
不正常燃烧
1.爆燃 爆燃
一般用符号Øa来表示
思考
Øa =1、 Øa <1、 Øa >1分别代表什么含义？ 分别代表什么含义？ 、 、 分别代表什么含义
可燃混合气的成分对发动机的影响
正常燃烧
燃烧速度
火焰传播速度
dm = vL FL ρ m dt
火焰前锋面积
未燃混合 气密度
火焰传播方式可分为层流火焰传播和湍流火焰传播。 火焰传播方式可分为层流火焰传播和湍流火焰传播。 层流火焰传播