第一章内燃机的循环及性能评价指标
内燃机原理 各章重点内容
《内燃机原理》各章提纲及重点内容第一章绪论1、内燃机发展。
前期：1673~1680年荷兰物理学家柯.惠更斯(Christian Huygens)首先提出了真空活塞式火药燃烧的高温燃气在气缸中冷却后形成真空而带动活塞作功，在人类历史上第一次把燃气与活塞联系起来，实现了“内燃”1690年法国医生德.巴本(Deni Papin)，采用相当于真空原理用水蒸气作功质的活塞式发动机，成为近代蒸汽机的直接祖先。
1705~1711年英国人纽卡姆(New Comen)制成了矿井用直立气缸密封式活塞、缸|内水冷却的真空式蒸汽机，热效率不到1%。
| 1776年英国人瓦特(Watt) 改良了纽卡姆蒸汽机，发明了水汽分离冷凝器，大大完善了蒸汽机，热效率达3%，开始了蒸汽时代，掀起了第一次工业革命浪潮。
1794年英国人罗伯特.斯却里塔(RobertSteet)提出了燃用松节油或柏油的内燃机原理，首次提出燃料与空气混合的原理。
1799年法国化学家莱蓬(Lebon) 建议采用照明煤气作燃料并用电火花点火。
| 1820年英国人塞歇尔(W . Cecil) 用氢煤气作燃料,使内燃机以60+/ min转动起来。
1833年英国人莱特(WL. Weight)提出“爆发” 发动机，摆脱了真空发动机的影响，直接利用燃烧压力推动活塞作功。
1857年意大利恩.巴尔桑奇(Engenio Bersanti)和马特依西(Matteucci) 制成自由活塞发动机，第一次实现了爆发作功。
1860年法国人兰诺(Lenoir) 研制成功第一台实用的二冲程、无压缩、电火花点火的煤气机。
1862年法国工程师包.德.罗沙(Beau de Rochas)第一次提出了近代发动机等容燃烧的四冲程循环原理。
诞生：1876年Nikolaus August Otto发明了世界第一台四冲程煤气机。
1886年Benz和Daimlet按Otto的四冲程原理，造出第一台车用汽油机。
1886年Benz和Daimler将发明的汽油机用在车.上，发明了第一部汽车。
汽车发动机原理习题(含答案)
发动机原理 习题第一章 发动机工作循环及性能指标[1]说明提高压缩比可以提高发动机热效率和功率的原因。
答：由混合加热循环热效率公式：知提高压缩比可以提高发动机热效率。
[2] 为什么汽油机的压缩比不宜过高？答：汽油机压缩比的增加受到结够强度、机械效率和燃烧条件的限制。
1、增高将Pz 使急剧上升，对承载零件的强度要求更高，增加发动机的质量，降低发动机的使用寿命和可靠性2、增高导致运动摩擦副之间的摩擦力增加，及运动件惯性力的增大，从而导致机械效率下降3、增高导致压缩终点的压力和温度升高，易使汽油机产生不正常燃烧即爆震[3]做出四冲程非增压柴油机理想循环和实际循环p-V 图，并标明各项损失。
[4]何为指示指标？何为有效指标？答：指示指标：以工质在气缸内对活塞做功为基础，评价工作循环的质量。
有效指标：以曲轴上得到的净功率为基础，评价整机性能。
[5] 发动机机械损失有哪几部分组成？答： 发动机机械损由摩擦损失、驱动附件损失、泵气损失组成。
[6] 写出机械效率的定义式，并分析影响机械效率的因素。
影响机械效率的因素：1、转速ηm 与n 似呈二次方关系，随n 增大而迅速下降；2、负荷 负荷↓时，发动机燃烧剧烈程度↓，平均指示压力↓；而由于转速不变，平均机械损失压力基本保持不变。
则由 ，机械效率下降 当发动机怠速运转时 ，机械效率=0；3、润滑油品质和冷却水温度 冷却水、润滑油温度通过润滑油粘度间接影响润滑效果。
[7] 试述机械损失的测定方法。
机械损失的测试方法只有通过实际内燃机的试验来测定。
常用的方法有：倒拖法灭缸法、油耗线法和示功图法。
)1()1(1111-+--⋅-=-ρλλρλεηk k k t im m p p -=1ηimi m i e i e m p p N N p p N N -=-===11η（1）倒拖法步骤：1.让内燃机在给定工况下稳定运转，是冷却水和机油温度达到给定值；2.切断燃油供应或停止点火，同时将电力测功器转换为电动机，以原给定速度倒拖内燃机空转，并尽可能使冷却水、机油温度保持不变。
第一章 内燃机性能指标及实际循环热
k 1
2 分析 = 1 t = const. t ；当 = 10 左右时， t 不大 且汽油机容易爆燃，因此，汽油机 = 6～10
（三） 定压加热循环 （狄赛尔DIESEL 循环） －船舶用大型低速柴油机的理想循环
1 热效率 因为: 压力升高比
式中:
二、理想循环及其分析比较
（一）
混合加热循环
－车用柴油机的理想循环 1 循环特征参数 v1 （1） 压缩比
v2
（2） 压力升高比
p3 p2
v4 v3
（3） 预胀比
2
热效率
tm
w0 q2v q2 1 1 q1 q1 q1v q1 p
1 忽略进、排气过程 2 压缩、膨胀过程 （复杂的多 变过程） 简化为绝热过程 3 燃烧过程简化为定容加热过 程 （2～3） 和定压加热过程 （3～4） 4 排气放热简化为定容放热过 程 5 假定工质为定比热的理想气 体
（三）评定循环过程中质和量的指标
1．循环的热效率
w0 q1 q2 q2 t 1 q1 q1 q1
式中： w0——mkg工质的循环净功（J） q1——mkg工质在循环中吸收的热量（J） q2——mkg工质在循环中放出的热量（J） 热效率可环平均压力pt
w0 pt （J/m3）或（N· 2） m Vh
Vh——气缸工作容积（m3） 循环平均压力表示单位气缸工作容积所作 的循环功，用来评定循环的动力性。
第三节 热平衡
定义：按照热能在有效功和各项损失方面的数量
分配来研究燃料中总热量的利用情况，称为内燃 机的热平衡。（通常有实验确定） 总热量: QT = GT hu（kJ/h） 式中： GT——每小时的油耗量(kg/h) hu——燃料低热值（kJ/kg)
内燃机原理(简)
1、循环特征参数 、 （2） 压力升高比 λ = ）
（1） 压缩比 ）
p p
3 2
v1 ε = v2
ρ =
k
（3）初始膨胀比 ）
v4 v3
2.、热效率 、
η
it
= 1 −
1
ε
k −1
⋅
− 1 ( λ − 1) + k λ ( ρ − 1)
一、指示功和平均指示压力
1、指示功（或循环指示功） 指示功（或循环指示功）
在气缸完成一个循环， 在气缸完成一个循环，工质对活 塞所做的功， 表示。 塞所做的功，用Wi（J）表示。
2、平均指示压力Pmi 、平均指示压力
1）定义：发动机单位气缸工作容积每循环做的指 ）定义： 示功。 示功。 Pmi=Wi/Vh (kPa) 2）作用：评价发动机工作循环的动力性。 ）作用：评价发动机工作循环的动力性。
↓=>发动机功率 发动机功率↓ 但P0↓(To↑)=>ρ0↓=>ma↓=>发动机功率↓。
2、结构因素 、
(1)进气系统 进气系统
一般包括进气门、进气管、空滤器、化油器、 一般包括进气门、进气管、空滤器、化油器、进 气道等部件。要尽量减少各部件的流动阻力， 气道等部件。要尽量减少各部件的流动阻力，以增大 进气终了的压力，提高充量系数。 进气终了的压力，提高充量系数。 试验证明，增大进气终了压力比降低残余废气系 试验证明， 数对充量系数的影响大， 数对充量系数的影响大，所以设计成进气门直径大于 排气门直径，气门顶部的形状呈流线型。 排气门直径，气门顶部的形状呈流线型。
B:每小时的油耗量, kg/h］ 有效功率[kW] B:每小时的油耗量,［kg/h］ Pe:有效功率[kW] 每小时的油耗量
发动机期末复习题
4、柴油机间接喷射式燃烧室类型中包括下面列出的 （ ） A、半开式燃烧室 B、开式燃烧室 C、统一室燃烧室
D、预燃室燃烧室
5、传统柴油机的喷油时刻与供油时刻的关系是（ ）
A、同步
B、提前
C、滞后
D、没有联系
6、表示柴油机的供油始点用（ ） A、喷油提前角 B、供油提前角 C、雾化提前角 D、着火提前角
4、四冲程发动机换气过程中存在气门叠开现象的原因是 （ ） A、进气门早开和排气门早开 B、进气门晚关和排气门早开 C、进气门早开和排气门晚关 D、进气门晚关和排气门晚关
5、充气效率用于评价发动机实际换气过程完善程度，它的物理意义是反映 （ ）
A、机械效率
B、流动效率
C、换气效率
D、容积效率
6、为了利用气流的运动惯性，在活塞运动到上止点以后，才关闭气门。从上止点到气门完
四、判断题 1、在进、排气门开、闭的四个定时中，排气提前角对充气效率的影响最大。 2、从排气门打开到气缸压力接近排气管压力的这个时期，称为强制排气阶段。 3、在超临界排气期间，排出的废气量由缸内和排气管内的压力差来决定。 4、排气终了时，排气管内废气压力高，说明残余废气密度大，残余废气系数上升。 5、充气效率总是小于 1 的。 6、发动机进气终了的温度 Ta 低于进气状态温度 Ts 。
D、选用高牌号的汽油
11、电控汽油喷射系统中对理论空燃比进行反馈控制的是 （ ）
A、空气流量传感器
B、压力调节器 C、电源电压
D、氧传感器
12、汽油机的不规则燃烧包括
A、被过热表面点燃 B、因温度过高自燃 C、受火焰传播燃烧
D、由已燃气体点燃
2、汽油机出现表面点火的原因中包括
（）
A、压力过高 B、清除水垢 C、浓度过高 D、积炭过多
汽车发动机原理课后简答题答案
第一章1.内燃机动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类？表示动力性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？表示经济性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？答：指示指标是以工质对活塞所做的功为基础的，它不考虑动力输出过程中机械摩擦和附件消耗等外来因的影响，可以直接反映由燃烧到热工转换的工作循环进行的好坏：有效指标是以曲轴对外输出的功率为基础，代表了发动机整机的性能。
表示动力性能的指标：平均指示压力p mi是发动机单位气缸工作容积的指示功平均指示功率P i发动机单位时间所做的指示功，P i=p mi V s in30τ平均有效压力p me发动机单位气缸工作容积输出的有效功有效功率P e发动机指示功率减去机械损失功率对外输出的功率，P e=P i−P m有效扭矩发动机工作时，由功率输出轴输出的扭矩转速n和活塞平均速度C m：提高发动机转速，即增加单位时间内做工的次数，从而使发动机体积小、重量轻和功率增加。
转速增加活塞平均速度也增加，他们之间的关系：C m=Sn30表示经济性能的指标：指示热效率ηi是实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比。
指示燃油消耗率b i单位指示功的耗油量，与指示热效率之间的关系：b i=3.6×106ηi×Hμ有效热效率ηe发动机有效功与所消耗燃料热量的比值有效燃油消耗率b e与P e的关系：b e=BP e ×106，与ηe的关系ηe=3.6×106b e×Hμ2.怎样求取发动机的指示功率、有效功率、平均指示压力和平均有效压力？指示功率P i=p mi V s in30τb i=BP i×106 P i=P e+P m有效功率P e=P i−P m P e=T tq n9550P e=p me V s in30τb e=BP e×106平均指示压力p mi=W iV s P i=p mi V s in30τ平均有效压力p me=30P eτV s in p me=0.1047T tqτiV s×30×10−33.机械效率的定义是什么？机械效率是有效功率和指示功率的比值，ηm=P eP i =p mep mi=1−P mP i=1−p mmp mi4.压缩比的定义是什么？压缩比等于气缸总容积与燃烧室容积的比值。
内燃机工作循环及性能要求
2004年我国公布了汽车燃油经济性法规，从2005年7月1日起实行第一阶段要求， 2008年年初实行第二阶段要求 表 l. 乘用车表燃料消耗量限值(1)单位：L／100km
如果申请车型在结构上具有以下一种或多种特征，其限值见表2： a)装有自动变速器； b)具有三排或三排以上座椅，； c)符合GB／T 15089-2001中3.5.1规定条件的M1G类汽车。 表2.乘用车燃料消耗量限值(2)单位：L／100km
我国轻型汽车（≯ 我国轻型汽车（≯3。5T） 5T） 污染物排放限值
(GB 18352.1-2001) 车辆类型
6座2.5吨以下 M1类
基准质量kg 全部 RM≤1250
1250<RM≤1700
CO（g/km） 2.72 2.72 5.17 6.90 3.5 1.2 1.1
HC+NO（g/km）
SI&IDI DI
此外从行驶的稳定性出发当车速由于外界阻力矩的增加而减少时由于外界阻力矩的增加而减少时希望动力装置能提供更大的主动力矩从而达到新的稳定运行点但内燃机的输出转矩随转速的变化特性通常比较平坦对于柴油机来说更由于柴油机供油特性和涡轮增压器特性分别随转速的降低而供油量相应减少进气增压压力相应减少使输出转矩反而下降因此必须在燃油泵中设置调速器在涡轮增压器上设置放气阀以便改善其原有特性提高发动机对工况变化的适应性
车辆需要在多种环境条件和道路工况条件下使用，因而在规定发动机设计 任务时必须考虑发动机在各种条件下能经济、正常、有效使用的适应能力。 对发动机性能有直接影响的自然环境条件包括气温、气压、沙尘等。例如， 低温起动性能是发动机的重要性能指标，对于汽油机一般要求在-10℃环境 温度下不依靠任何辅助起动装置或措施能用电动机拖转后自行点火运转； 对柴油机一般要求在-5℃环境温度下能起动。若车辆工作的环境温度更低， 则往往要考虑采用辅助起动措施来提高发动机的低温环境适应性。低温时 除了有起动问题外，还存在低温进气造成的燃烧不良和金属结构材料的低 温脆性等问题，这些也都是需要注意的。为适应高气温下工作，发动机冷 却系设计必须留有充分余量，橡胶、塑料件的耐高温性能也必须得到保证。 环境气压主要涉及高海拔下因进气密度低而引起的一系列问题。为此可考 虑通过增压提高进气密度以恢复发动机所需要的功率或通过气压控制系统 防止燃油过量造成油耗或排放过高。对于行驶在沙漠等沙尘区的车辆来说， 仅装有通常的空气滤清器是不够的，必须在其前加装初滤器，形成有效的 二级过滤装置来清除进气中的尘埃，否则将严重损害发动机的寿命。
章 内燃机循环与效率
第一章内燃机循环与效率高等内燃机学北京理工大学张卫正本章内容⏹第一节 内燃机效率与理论循环 ⏹第二节 追求效率的机型注重历史稀薄分层燃烧稀薄分层燃烧100年前的思路欧3欧4收口式燃烧室60~70年已有的技术绝热发动机70~80年代广泛研究重新受到重视第一节 内燃机效率与理论循环① 提高效率一直是推动技术发明、发展的永恒动力。
② 技术一旦上升到理论层面会使技术得到飞跃发展。
1876年德国人奥托提出并研制了推动第二次工业革命的四冲程内燃机——ηe=～14%p0V p大气压式内燃机示功图1. 在下止点附近燃烧，膨胀不充分2.没有压缩过程，压缩比~1；3.还要借助于大气压力使活塞复位1860年法国人勒诺瓦尔研制的二冲程内燃机——ηe=～4.5%1862年法国铁路工程师罗沙提出现代四冲程内燃机惠更斯发动机设计方案（1673年）奥托四冲程内燃机的启示奥托发动机效率高的根本原因是通过压缩过程提高了压缩比。
重要贡献——让人们认识到：要提高效率就要提高压缩比！奥托循环Otto Cycle奥托循环Otto Cycle 要得到就要先付出；付出得越多，得到得越多。
cs c c s c a V V V V V V V V V /1/)(//21+=+===εεV a ——气缸总容积V c ——燃烧室容积V s ——工作容积111--=k t εη奥托循环一 内燃机循环理论⏹1.卡诺循环理论⏹卡诺其人、其书、其预言(奥托机前52年，1824年，卡诺28岁) 卡诺服役期间出版了一本《热力发动机的研究与考察》一书。
50~60年后人们才真正认识该书的重要性和先见性。
1）卡诺循环；2）压缩比与效率的结论；3）发动机评价体系；4）对蒸汽机未来发展的预言。
1）卡诺循环工作在高低温热源间热机所能达到的最高理论效率。
carnot=1-T1/T2卡诺循环的弱点: P zmax很高；循环指示功很低。
2）压缩比与效率卡诺通过大量统计、研究得出：要想提高发动机的效率必须提高压缩比。
内燃机构造 第一章 总体构造及分类
使用教材： 计划学时：30，其中：实验：6学时
实验1：发动机整机拆装 实验2：柴油机的负荷特性及调速特性 实验3：汽油机的速度特性
内燃机
——动力之源
§ 1.1 内燃机的基本名词、定义及一般分类
一、热力发动机及其分类
1、概念
– 将燃料燃烧(汽油、柴油、煤气等)所释放出来的热能转化为机械能的装置称为热力
二、内燃机的基本名词定义
单 缸 汽
油
机 构
造
简 图
二、内燃机的基本名词定义
二、内燃机的基本名词定义
9 曲柄半径（mm)：R 10. 工作循环 每一个工作循环包括进气、压 缩、作功和排气过程，即完成 进气、压缩、作功和排气四个 过程叫一个工作循环。
三、内燃机的分类
1）燃料：柴油机、汽油机、煤气机 2）冲程数：二冲程、四冲程 3）气缸数：单缸机、多缸机 4）气缸排列方式：直列立式、直列卧式、V型、星型等 5）冷却方式：水冷、风冷、油冷 6）进气方式：增压式、非增压式（自然吸气式） 7）着火方式：压燃式、点燃式 8）用途：固定式、移动式 9）进气方式 ：自然吸气 增压 10）标定转速 ：高速机 低速机 中速机 10）曲轴旋转方向 ：左转机 右转机
气阀式直流换气二冲程柴油机的 构造特点：
(1) 进气孔布置在气缸下部，其 高度约为活塞行程的10～20％左 右。进气孔的打开和关闭，由气 缸内运动的活塞来控制； (2) 排气阀布置在气缸盖上，由 凸轮轴驱动； (3)扫气泵，由发动机通过传动齿 轮传动，它将吸人的空气压缩至
pk=0.123～0.13MPa，送入气缸周
3。对压缩空气进行冷却（提高进气密度） 增压中冷
四 增压发动机工作原理
废气涡轮增压器结构
清华大学_汽车发动机原理_第1章_性能指标与影响因素
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Email: sjshuai@Phone: 010-********-14帅石金清华大学汽车工程系汽车发动机原理Automotive Engine FundamentalsTsinghua University第一部分：动力输出与能量利用第1章性能指标与影响因素第2章燃料、工质与热化学第3章工作循环与能量利用第4章换气过程与进气充量第5章运行特性与整车匹配第二部分：燃烧与排放第6章燃烧的基础知识第7章柴油机混合气形成与燃烧第8章汽油机混合气形成与燃烧第9章有害排放物的生成与控制第10章新燃烧方式与替代燃料动力1.动力的获取和输出；能量的消耗和利用2.燃料能量转换的“质”环节；加入整机能量总量的“量”环节Tsinghua University1.工质对活塞所作功及示功图2.发动机的性能指标3.影响动力经济性指标的环节与因素第一部分：动力输出与能量利用第1章性能指标与影响因素第2章燃料、工质与热化学第3章工作循环与能量利用第4章换气过程与进气充量第5章运行特性与整车匹配第二部分：燃烧与排放第6章燃烧的基础知识第7章柴油机混合气形成与燃烧第8章汽油机混合气形成与燃烧第9章有害排放物的生成与控制第10章新燃烧方式与替代燃料动力p-ϕ图示功图（四冲程）p-V 图EIIETDC TDC TDC BDC BDCw/o combustion180360540720︒CA p p zp 0IVCEVO EVCIVOTDC(上止点)BDC(下止点)p p zp 0V sV cVpAd sTDC -Top Dead Center BDC -Bottom Dead Center IVO -Intake Valve Open IVC -Intake Valve Close EVO -Exhaust Valve Open EVC -Exhaust Valve Close示功图Indicator Diagram压力图/展开示功图ϕ要求会识图和画图！正负功确定原则：⏹压力方向与活塞运动方向一致，工质对活塞作正功⏹压力方向与活塞运动方向相反，工质对活塞作负功工质对活塞所作功Compression 压缩过程W < 0 Power 作功过程W > 0Intake 进气过程W > 0Exhaust排气过程W < 0W p d V=循环功：⏹动力过程功：压缩与燃烧膨胀冲程所作功之代数和⏹泵气过程功：进气与排气冲程所作功之代数和(总)指示功＝动力过程功＋理论泵气功(不考虑泵气损失)净指示功＝动力过程功＋泵气过程功(考虑泵气损失)进气压力p d <大气压力p 0排气压力p e >大气压力p 0与泵气有关的功：⏹理论泵气功忽略流动阻力, 进、排气冲程压力所作功之代数和。
内燃机循环及性能评价指标
Wi p mi Vs p mi
D 2
4
S 103
pmi是衡量实际循环动力性能的一个重要指 标 pmi（MPa） 汽油机 柴油机 0.8-1.5 0.7-1.1
以一个假想的、大 小不变的压力作用 在活塞上，使活塞 移动一个行程，其 所做的功等于循环 功，则此假想的压 力即为平均指示压 力 pmi
e
、 bi 、be的大致范围
bi be [g/(kW· h )] [g/(kW· h)] 205-320 170-205 270-325 190-285
η
t
η
i
η
e
汽油机 0.54-0.58 0.3-0.4 0.25-0.3 柴油机 0.64-0.67 0.4-0.5 0.3-0.45
升功率PL、比质量me和强化系数pmeCm的大致范围 PL me pmeCm m／s ） （kW／L） （kg／kW） （MPa· 汽油机 汽车柴油机 30-70 18-30 1.1-4.0 2.5-9.0 8-17 6-11
第三节 内燃机实际循环及其评价指标
一、实际循环 实际循环通常用气缸内的工质压力p随气 缸工作容积V（或曲轴转角φ ）而变化的 图形表示，即示功图p－V图，p－φ 图称 为展开示功图。p－V图上曲线所包围的 面积（积分）表示工质完成一个实际循 环所做的有用功。 发动机实际循环是由进气、压缩、燃烧、 膨胀和排气五个过程（四个行程）所组 成。
指示功率Pi
发动机单位时间所做的指示功。
p m iVs in n 2 Pi Wi i 60 30
指示热效率η i和指示燃料消耗率bi
指示热效率η i是实际循环指示功与所消耗的 燃料热量之比值 。
第一章 内燃机理论循环和实际循环2
（2）时间损失
实际循环时，燃烧及向工质加热不可能瞬间完成，因此： 存在点火（喷油）提前角，使有用功面积下降；ηt↓ pZ 出现在 TDC 后 10CA，而非等容加热，使有用功面积减小。
（3）换气损失 排气门早开，造成膨胀功损失；泵气损失功W2 （4）不完全燃烧损失（严格来说，该项不是对ηt 的影响） 正常燃烧时，也有ηt≠100% 不正常燃烧、Φa ＜1等，ηt ↓↓ （5）缸内流动损失 流动增强以及提高涡流与湍流程度， ηt ↓ 因为：造成能量损失、散热损失 例如：流动损失，非直喷式柴油机＞直喷式柴油机 总结：由于以上在工质和循环方面的差别，使得 理论循环ηt - 实际循环ηt =10—20% 两者之间的差别指出了改善内燃机ηt的基本原则。
ql qt (qe
qe qs qr qb ql 1
§ 1.6 提高发动机功率的途径
一. 二. 三. 四. 五. 六. 采用增压技术 合理组织工作过程，提高指示热效率 改善换气过程，提高充气效率 提高发动机转速 提高机械效率 采用二冲程
二 发动机的热平衡
• 总热量: QT = B hu • 分别转化为 Qe 3.6 103 N e • 有效功的热量 • QE [ kJ/h ] （ 1 kw/h = kJ ） • 只有这部分热量做了功，是有用的，所以希望越大越好。 • 一般柴油机: 30～40% ； 汽油机: 20～30%。 • 传递给冷却介质的热量 QS
三.影响机械损失的因素
1. 转速 n 2. 负荷 3. 润滑油粘度、冷却水温度 选用润滑油的原则：在可靠润滑的条件下，尽 量选用粘度较小的润滑油，以减小摩擦损失， 改善起动性能。 4.点火提前角或供油提前角 5.发动机工作温度 6.发动机技术状况
第一章内燃机的循环及性能评价指标
第一章内燃机的循环及性能评价指标1内燃机是在气缸内将燃料的化学能通过燃烧转为热能，再通过曲柄连杆机构将热能转化为机械的动力装置.根据完成一次能量转换所需的行程数不同，内燃机分四冲程机和二冲程机2内燃机对外输出功需要的环节：第一环节：混合气的形成并导入气缸的过程.第二环节:燃烧放热过程.第三环节:能过量的传递过程。
3三种理论循环：等容丶等压丶混合加热循环，①当加热量和压缩比相同时放热Qp>Qm>Q v ②.加热量和最高压力一定时，Qv>Qm>Qp③最高压力和最高温度一定时Qv=Qm=Qp4四冲程内燃机的实际循环热效率取决于混合气形成方式和燃烧放热规律，以及压缩比的最佳匹配.汽油机是均匀混合气以火焰传播形式迅速燃烧，柴油机根据混合气的形成特点家燃烧分预混合燃烧和扩散燃烧5论循环的评价:常用循环热效率（是指热力循环所获得的理论功与为获得该理论功所加入的总热量之比）评价动力机械设备在能量转换过程中所遵循理论循环的经济性，用循环平均压力(是指单位气缸工作容积所做的循环功)评价循环的做工能力. 6四冲程内燃机的实际循环：由进气行程（过程）丶压缩行程（过程）丶做功行程（燃烧过程和膨胀过程）以及排气过程（过程）4个行程5个过程组成。
评价指标：内燃机性能评价指标有两大类，即以活塞做功为基础评价气缸内热功转换的完善程度的指示指标；和以曲轴飞轮端对外输出的有效功为基础，从实用角度评价对外做功的有效指标。
实际循环做功能力的评价指标主要有平均指示压力（定义为单位气缸工作容积所做的指示功）和指示功率（指发动机单位时间所做的指示功）。
实际循环的经济指标有指示热效率和指示燃油消耗率。
7内燃机有效性能指标：①动力性指标a有效功率（克服运动件的摩擦损失功率以及驱动冷却风扇丶机油泵等附件所消耗的功率损失后，经曲轴对外输出的有用功。
称指示功率在传递过程中所有内部消耗功率的总和为机械损失功率）b平均有效压力（单位气缸工作容积输出的有效功）②经济性指标a有效热效率（实际循环对外输出的有效功与未获得此有效功率所消耗的热量之比）③排放指标8机械损失:内燃机的机械损失①摩擦损失62%-75%②驱动附件的损失10%-20%③泵气损失9机械损失的测定a倒拖法b示功图法c灭缸法10 排气提前角如何影响发动机性能？①如果加大排气提前角，排气初期缸内压力和温度更高，超临界排气声速更高。
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第一章内燃机的循环及性能评价指标1内燃机是在气缸内将燃料的化学能通过燃烧转为热能，再通过曲柄连杆机构将热能转化为机械的动力装置.根据完成一次能量转换所需的行程数不同，内燃机分四冲程机和二冲程机2内燃机对外输出功需要的环节：第一环节：混合气的形成并导入气缸的过程.第二环节:燃烧放热过程.第三环节:能过量的传递过程。
3三种理论循环：等容丶等压丶混合加热循环，①当加热量和压缩比相同时放热Qp>Qm>Q v ②.加热量和最高压力一定时，Qv>Qm>Qp③最高压力和最高温度一定时Qv=Qm=Qp4四冲程内燃机的实际循环热效率取决于混合气形成方式和燃烧放热规律，以及压缩比的最佳匹配.汽油机是均匀混合气以火焰传播形式迅速燃烧，柴油机根据混合气的形成特点家燃烧分预混合燃烧和扩散燃烧5论循环的评价:常用循环热效率（是指热力循环所获得的理论功与为获得该理论功所加入的总热量之比）评价动力机械设备在能量转换过程中所遵循理论循环的经济性，用循环平均压力(是指单位气缸工作容积所做的循环功)评价循环的做工能力. 6四冲程内燃机的实际循环：由进气行程（过程）丶压缩行程（过程）丶做功行程（燃烧过程和膨胀过程）以及排气过程（过程）4个行程5个过程组成。
评价指标：内燃机性能评价指标有两大类，即以活塞做功为基础评价气缸内热功转换的完善程度的指示指标；和以曲轴飞轮端对外输出的有效功为基础，从实用角度评价对外做功的有效指标。
实际循环做功能力的评价指标主要有平均指示压力（定义为单位气缸工作容积所做的指示功）和指示功率（指发动机单位时间所做的指示功）。
实际循环的经济指标有指示热效率和指示燃油消耗率。
7内燃机有效性能指标：①动力性指标a有效功率（克服运动件的摩擦损失功率以及驱动冷却风扇丶机油泵等附件所消耗的功率损失后，经曲轴对外输出的有用功。
称指示功率在传递过程中所有内部消耗功率的总和为机械损失功率）b平均有效压力（单位气缸工作容积输出的有效功）②经济性指标a有效热效率（实际循环对外输出的有效功与未获得此有效功率所消耗的热量之比）③排放指标8机械损失:内燃机的机械损失①摩擦损失62%-75%②驱动附件的损失10%-20%③泵气损失9机械损失的测定a倒拖法b示功图法c灭缸法10 排气提前角如何影响发动机性能？①如果加大排气提前角，排气初期缸内压力和温度更高，超临界排气声速更高。
排气量更多，缸内更多具有做工能力的气体排出缸外直接影响发动机的动力性和经济性②如果为了保证缸内已燃气体充分膨胀做功，而推迟（减小）排气提前角滞后，自由阶段排出的废气量减少，大部分留给强制排气阶段，使活塞推动废气排出时的损失增加，同样不利于发动机的动力性和经济性。
存在着最佳的排气提前角，而且由于超临界排气速度与发动机转速无关，所以碎发动机转速的提高，超临界排气阶段所占的曲轴转角增加，因此，排气提前角随发动机转速的升高应适当提前。
11何为气门叠升现象？四冲程发动机在进气上止点，由于进气门提前开启丶排气门迟后关闭而造成排气门同时开启现象，称气门叠开现象。
配气相位图又称配气定时图。
12（非）增压发动机为何有较小较大的气门叠升角？①对量调节的非增压点燃式发动机。
通过节气门开度来控制负荷，进气管压力总是低于大气压力，小负荷进气管负压更大，此时进气提前角过大，高温废气可能倒流到进气管。
由于这种量调节式发动机进气过程进入气缸的是混合气，容易造成气管回火，因此气门叠升角不宜过大。
②质调节的压燃式柴油机，由于进气过程中进入的是纯空气，无节气门等节流损失，进气管压力始终接近于大气压力，采用较大的气门叠升角。
③增压柴油机进气压力大于大气压力，新鲜空气在增压差的作用下进入气缸，采用较大的气门叠升角，使一部分空气通过气缸直接排到排气管。
这个进气通过气缸直接排到排气管的现象称为扫气过程。
扫气可以排除废气提高充气效果降低温度提高可靠性13换气损失：①排气损失（主要包括a自由排气损失，自由排气损失指排气门提前开启而引起的部分具有做功能力的气体排出使膨胀功减小的部分又称膨胀损失b强制排气损失指活塞从下止点向上止点运动过程中推出的废气所消耗的功。
排气损失取决于排气提前角。
发动机转速一定，排气提前角过小【大】，自由排气损失减小【增加】，强制排气损失增加【减小】）②进气损失（指进气阻力的存在使进气过程中气缸压力低于大气压力的部分）与排气损失相比，进气损失较小，但它影响发动机的充气效率和发动机的性能。
14如何减少换气损失？①合理的配气定时②尽可能加大气门流通截面积③减小进排气管流动阻力④适当降低活塞的平均速度⑤采用排量可变技术15从哪些方面评价发动机换气过程的完善程度？换气过程的好坏可以从两方面评价，即气缸内前一循环的废气被这一循环的新鲜充量替换的程度和本次循环进入气缸新鲜充量的程度。
前者从换气本质上评价换气过程的完善程度，常用残余废气系数表示，即气缸内残留的前一循环废气量mr和进入气缸的新鲜充量m1之比，而后者主要反映进气过程的完善程度，由此从进气量的定量角度评价换气过程的好坏。
16换气的目的：尽量排净废气，最大限度的充入新鲜气体，完善燃烧。
17充气效率：，每循环实际进入气缸的新鲜充量m1与进气状态下充满气缸工作容积的理论充量msh之比，影响充气效率的因素：①进气终了状态的密度②残余废气系数和压缩比③配气定时④进气状态提高充气效率的措施：①减小进气系统阻力②合理的配气定时③有效利用进气管内压力波的动态波动效应④利用增压技术18进气管的三种效应：①动态效应(指利用发动机在间歇地进行进排气过程中产生的的进排气管的压力波，来提高充气效率的方法)——②进气管的惯性效应（利用进气行程中所产生的压力波的作用，在进气门关闭之前在进气门处出现压力波，提高充气效率）③进气管的波动效应（利用进气门关闭后进气管内产生的压力波，来提高充气效率，特别是在中低速区过短的进气管长度不能有效利用气流的波动效应，不利于提高充气效率）惯性效应和波动效应都通过进气管长度来调整，有必要同时考虑。
19废气再循环（EGR）对发动机性能影响（柴油）以及柴油EGR的区别？①汽油机采用均匀混合气靠外部能源点燃的方式点燃，采用量调节负调节方法，喷油量取决于进入气缸的空气流量，进入气缸的空燃比不受EGR的影响而基本保持不变；②柴油机这种质调节压燃式发动机，采用燃料直接喷入气缸内的高温高压的空气中强制雾化的混合气形成方式，燃料喷射量不受进入气缸的空气量的限制，只取决于负荷的大小（压燃式发动机也一样）20EGR系统分类：汽油机的EGR系统（EGR开丶闭环控制系统）柴油机EGR系统（外部丶内部EGR系统）21柴油丶汽油的特性：①柴油a十六烷值：评定柴油自燃性好坏的指标。
与柴油机起动性和工作粗暴密切相关，自燃性好，着火延迟期短，工作柔和；冷起动性改善。
b馏程：评定柴油蒸发性的主要指标c粘度：表示柴油流动性的好坏，影响柴油机喷射系统的喷雾质量，粘度大雾化后油滴平均直径也越大d凝点：评定柴油的低温流动性e热值：表示燃料的做功能力，热值越大，做功能力越强②汽油a抗爆性：汽油的抗爆性用辛烷值评价，辛烷值越高抗爆能力越强b流程和蒸汽压:流程和蒸汽压是评价汽油蒸发性的重要指标22汽油柴油性能的差异对发动机性能的影响？①混合气形成和负荷调整方法的不同：汽油机量调节，柴油机质调节②着火和燃烧方式不同：汽油自燃温度高，点燃温度低，点燃的方式，以火焰传播方式，取决于火焰传播速度。
柴油自燃点低，采用压缩自燃的方式，边混合边燃烧，取决于燃料的的喷射规律和扩散燃烧速度。
23理论空气量：1Kg燃料完全燃烧所需的空气量。
24过量空气系数：燃烧1kg燃料实际供给的空气量与理论上所需的空气量之比，称过量空气系数。
当=1为理论空气系数。
大于1为稀混合气，小于1为浓混合气25①量调节：汽油机发动机输出功率依靠节气门调节进入气缸的混合气数量来调节，即称这种负调节方式为量调节。
②质调节：柴油机进入气缸的空气量基本保持不变，其功率输出依靠调节喷入气缸的油量来调节就，即质调节。
26空燃比：燃烧时的空气量与燃料量的比值，即空燃比27燃料热值：1kg燃料完全燃烧所放出的热量，称为燃料的热值。
28混合气的热值：当气缸工作容积和进气条件一定时，每循环对工质的加热量取决于单位体积可燃混合气的热值。
29一般燃料的燃烧过程分为点火和燃烧两个阶段。
低温着火需经历冷焰（主要反应产物是甲醛）丶蓝焰（主要产物是CO）丶热焰( 主要产物是CO2)三个阶段。
30内燃机的燃烧方式：①预混合燃烧：着火前燃料和空气按一定的比例预先混合而形成可燃混合气体，燃烧室空间个各点上的压力和温度是不均匀的，以火焰传播方式完成燃烧，燃烧室气体分为燃烧产物相和未燃混合气相，燃烧取决于火焰传播速度。
②扩散燃烧：是缸内直喷压燃式发动机（柴油机）的主要燃烧方式，雾化燃料与高温高压空气边混合边燃烧，扩散燃烧混合气形成速度决定扩散燃烧速度。
燃烧室分可燃混合气相丶空气相丶燃烧产物相。
③稀薄混合气的均质低温压燃：特点燃烧室内充量均质化，燃烧室空间各点温度和压力基本保持一致；压燃，具有爆炸燃烧的特点；燃烧室存在一个相，燃烧前是混合气相燃烧后是燃烧产物相，NOX生成量低，热效率高。
缺点可造成过大的压力升高率。
31正常燃烧：汽油机在接近压缩终了，通过火花塞点燃均匀混合气使之燃烧放热同时，工质的压力和温度迅速提高，由此推动活塞做功，实现热工转换。
这种能量转换效率主要取决于燃烧放热过程。
第I阶段称为着火阶段，是指火花塞条货到缸压形成火焰中心阶段。
第II 阶段称为明显燃烧期（急燃期）是指从形成火焰中心至气缸压力达到最高点。
第III阶段称后燃期指从压力最高点至可燃气混合气基本完全燃烧为止。
32不规则燃烧现象：是指稳定正常运转的情况下，每循环之间的燃烧变动和各缸之间的燃烧差异。
点燃式发动机燃烧过程的一大特征。
a循环燃烧变动b各缸燃烧的不均匀性。
33不正常燃烧现象：①爆燃（指火花塞点火后，离火花塞最远的末端气体，受到火焰前锋面的热辐射和压缩作用，使其压力丶温度升高，导致在离火焰前锋达到之前自行燃烧的现象）②表面点火（不依靠火花塞点火，而是有燃烧室内部炽热表面点燃混合气的现象称表面点火）34影响爆燃的主要因素：a燃料的性质。
辛烷值越高，抗爆性越强b末端气体温度和压力c 负荷和转速d气缸直径D35使用因素对燃烧过程的影响？a空燃比b点火提前角（汽油机燃烧过程，存在滞燃期后燃期等过程，为保证燃烧过程尽可能在上止点附近完成，提高膨胀比，获得更大的做功能力，往往在压缩上止点前某一曲轴转角点火。
该点点火时刻相对上止点所对相应的曲轴转角为点火提前角。
）c转速d负荷36典型燃烧室：①楔形燃烧室：压缩过程中，利用挤气面积产生较强挤流，提高火焰传播速度气门倾斜6-30°布置，使打洞机具有较高的动力性和经济性，初期燃烧速度高，压力升高率打，工作粗暴，NOX排放量高HC排放量多，需合理控制挤气面积的大小②半球形燃烧室：又称屋脊形燃烧室火花塞中央布置，反动及动力性和经济性好，HC排放量也少，高速适应性强。