第三章发动机燃料特性
第三章 燃气轮机的主要性能指标
FS = FN Wa
气体冲量函数
气体冲量函数定义如下：
f (λ ) = p + ρv 2 / pt
(
)
在发动机净推力表达式中引入气体 冲量函数，可以得到净推力的表达：
⎡p ⎤ FN = A9 p 0 ⎢ t 9 f (λ9 ) − 1⎥ − W0 v0 ⎣ p0 ⎦
第二节
涡喷发动机的推进效率
推进效率定义为推进功与有效循环功之比，其物理意义在于评价发动机有效 功转化为推进器推进功的程度。
循环加热量 循环热效率 有效循环功 推进效率 推进功
涡喷发动机的推进效率
假定尾喷管完全膨胀，并忽略燃 油流量，得到推进功的表达：
L p = FS v0 = (v9 − v0 ) v0
迎面推力 ( frontal area thrust ) 迎风面积 ( frontal area )
发动机推力与发动机迎风面积之比 称为迎面推力，即：
Fa = FN Am
发动机迎风面积指发动机最大直径 处的截面面积。 发动机迎风面积直接影响到飞行器 的阻力特性和隐身性能。
GE 公司生产的发动机的推重比发展趋势
第四节
涡轴发动机和涡桨发动机的主要性能指标 涡桨发动机
当量功率和单位当量功率： N e = N B + F j v0 / η B
Le = N e / Wa
涡轴发动机
功率和单位功率：
N s = L sW a Ls = LT − LC
耗油率：
sfc = 3600W f Ns
耗油率：
sfc = 3600W f Ne
功率质量比：涡轴发动机功率与 质量之比。
功率质量比：涡桨发动机功率与质 量之比。 总效率：
燃料特性
第三章池番和q4，你擦褂的龙险瓣性油品的化学组成油晶的组成十分复杂，是由多种元素组成的多种化合物的混合物’物两大类。
一、油品的烃类组成由碳和氧两种元素组成的化合物叫碳氢化合物，简称烃。
油晶：烃、环烷烃、芳香烃和烯烃。
(一)烷烃烷烃是油品中的主要成分之异构烷烃。
1．烷烃的性质其分子通式为c。
1＼。
．，油品中的烷烃有正构烷烃烷烃的熔点、沸点和密度随碳原子数的增加而升高。
q·G的烷烃常温常压下是气体。
co—c：，的烷烃常温下为液体。
c：：以上的烷烃常温下为固体，溶解在油品中，当温度降低时就从油中析出而形成蜡。
石蜡呈片状或带状结晶，主要由正构烷烃组成，大多分布在柴抽和轻质润滑油馏分中；地蜡呈针壮结晶，主要由环烷烃及异构烷烃组成，大多分布在重质润滑油馏分和渣油中。
异构烷烃熔点和沸点比相同碳原于数的正构烷烃要低，支链越多，其熔点、沸点越低。
在碳原子数相同的烃类中，烷烃密度最小，单位发热量高。
烷烃在常温常压下化学性质稳定，很难被空气氧化，与强酸、强碱、氧化剂和强还原剂都不起作用。
但在高温下烷烃能在空气中燃烧生成二氧化碳和水，并放出大量热能。
如果空气不足，则燃烧不完全，生成一氧化碳和黑色的游离碳。
这是汽油、柴油和煤油燃烧时的基本反应。
2．烷烃与泊晶9Q关系c，·c，1的烷烃主要存在于汽油馏分中Qo·Qo的主要存在于润滑油馏分中。
qo的烷烃主要存在于煤油和柴油馏分中正构烷烃的热氧化安定性最差，在高温下易生成过氧化物，所以辛烷值最低，且碳链越长，其辛烷值越低。
但它的十六烷值较高，且碳链越长，其十六烷值越高。
因此，汽油中含正构烷烃较多时，汽油的抗爆性不强，燃烧时易产生爆震。
柴油中含正构烷烃较多时燃烧性能好，柴油机工作平稳。
但柴油中正构烷烃过多时，由于热裂化反应加快，会产生大量的游离碳，导致燃烧不完全。
且柴油的蟹点高，低温流动性不好。
煤油中含烷烃较多时，由于烷烃中氢的相对含量最多．所以燃烧比较完全，火焰稳定，烟点高，灯心不易结焦，但胴明度低。
发动机原理与汽车理论发动机原理基础知识
10
燃烧过程
11
结论：膨胀
发动机的实际膨胀过程与压缩过程很相似，也是一 个复杂的热力过程（吸热量大于放热量、吸热量等于 放热量、吸热量小于放热量）。总体来说，缸内气体 的吸热量大于放热量。 膨胀过程不仅有散热损失和漏气损失，还有补燃损 失。 膨胀过程终了b点的压力和温度越低，说明气体膨胀 和热量利用越充分。
发动机原理与汽车理论 发动机原理基础知识
2
课程内容概述
第一章 发动机原理基础知识 第二章 发动机的换气过程 第三章 汽油机的燃料与燃烧 第四章 柴油机的燃料与燃烧 第五章 燃气发动机的燃料与燃烧 第六章 发动机的特性 第七章 汽车的动力性 第八章 汽车的制动性 第九章 汽车的使用经济性 第十章 汽车的操纵稳定性 第十一章 汽车的舒适性 第十二章 汽车的通过性 第十三章 汽车性能的合理使用
原子数，单：k=1.67，双：cvk=1.4，三：k=1.3。
根据热力学公式和循环平均压力可求出混合加热循环的平均 压力为：
pt
k 1
p1
k 1
1
k
1t
影响因素
定容加热循环。
由4个热力过程组成:（ρ=1）
循环净功为W 。
将ρ=1代入混合加热循环计算式中。
定容加热循环的热效率为：
t
1
1
k 1
定容加热循环的平均压力为： pt
k p1
1 k 1
1t
影响因素
18
4.理想循环的影响因素
（1）压缩比ε。ε提高,循环热效率ηt和平均压力pt提高。因 为ε提高，可以提高压缩终了的温度和压力，在定容加热量一定 时，缸内最高压力提高，使膨胀功增加。
(2）压力升高比λ和预胀比ρ。在定容加热循环中，压力升高比 λ增加，循放加热量增加(在ε一定时)，使循环净功W0和循环放 热量Q2均相应增加, 所以循环热效率不变，但循环平均压力提高； 在混合加热循环中(在ε和总加热量一定时) ，λ提高，预胀比 ρ减小，循环热效率和平均压力提高。
船用氨燃料发动机
船用氨燃料发动机船用氨燃料发动机是一种利用氨作为燃料的发动机，具有很多优势和潜在应用价值。
本文将从氨燃料的特性、船用氨燃料发动机的工作原理以及其在船舶领域的应用等方面进行介绍。
一、氨燃料的特性氨是一种无色、易液化的气体，具有较高的氢气含量。
相比于传统的燃料，氨的燃烧产物主要是水和氮气，不会产生二氧化碳等温室气体和有害物质的排放，具有很高的环保性。
此外，氨燃料的能量密度较高，容易储存和运输，具备广阔的应用前景。
船用氨燃料发动机的工作原理与传统的燃油发动机类似，但在燃烧过程中使用氨作为燃料代替石油产品。
首先，氨燃料通过供气系统进入发动机燃烧室，在高温高压条件下与空气混合并点燃。
然后，燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，带动曲轴旋转，从而输出动力。
最后，废气经过处理后排放，其中主要成分为水蒸气和氮气。
三、船用氨燃料发动机的应用前景船舶作为传统的燃油消耗大户，其对环境的污染也越来越受到关注。
船用氨燃料发动机的出现为船舶行业提供了一种环保且高效的解决方案。
相比传统燃油发动机，船用氨燃料发动机的优势主要体现在以下几个方面：1. 环保性：氨燃料的燃烧排放物主要是水和氮气，不会产生二氧化碳等温室气体和有害物质的排放，对改善船舶排放的环境影响具有重要意义。
2. 能源安全：氨燃料可以通过多种途径生产，如化石燃料转化、可再生能源电解水制氨等。
相比于传统石油燃料，氨燃料具备较高的可再生性和可持续性，有助于提高能源供应的安全性。
3. 经济性：氨燃料的价格相对较低且稳定，可以降低船舶运营成本。
此外，船用氨燃料发动机的燃烧效率较高，能够提供更大的动力输出，进一步提高船舶的经济效益。
4. 技术可行性：船用氨燃料发动机的技术可行性已经得到验证。
目前已有一些燃气轮机制造商开始研发和生产船用氨燃料发动机，并且逐渐应用于实际船舶中。
船用氨燃料发动机作为一种具有环保、经济、可持续等优势的新型动力装置，已经成为船舶行业关注的焦点。
然而，仍然存在一些挑战需要克服，如氨的储存和供应、燃烧过程中产生的氮氧化物排放等问题。
第三节发动机主要性能指标和特性
2.2 第三节： 发动机主要性能指标和特性 柴油机的负荷特性曲线分析
汽车工程系
从负荷特性曲线上可以看出，在接近全 负荷时，ge最低，因此，为了提高汽车 的燃料经济性，希望发动机经常处于ge 低，负荷又较大的经济负荷区运行。
汽、柴油机负荷特性曲线的比较 第三节： 发动机主要性能指标和特性
汽车工程系
3、发动机万有特性
第三节： 发动机主要性能指标和特性 根据万有特性，可以看出发动机在任 何转速与负荷运行时的经济性。最内 层的等耗油率曲线相当于最经济的区 域，曲线越向外，经济性越差。等耗 油率曲线的形状及分布情况对发动机 的使用经济性有重要影响。若等耗油 率曲线在横坐标方向较大，则表明发 动机在转速变化较大而负荷变化较小 的情况下工作时，经济性好；若在纵 坐标方向较长，则表示发动机在负荷 变化较大而转速变化范围不大的情况 下工作时，燃油消耗率较小。
柴油机速度特性曲线
测定柴油机速度特性时， 除保持油量调节拉杆位置 不变外，供油提前角调整 到最佳状态，水温、油温、 油压等也应保持正常稳定 状态，如图所示为油量调 节拉杆在全、中、小3个 位置时的特性曲线，全位 置曲线即为外特性曲线。
汽车工程系
第三节： 发动机主要性能指标和特性 由曲线可知发动机转矩Me 随发动机转速n增加而缓慢 增加，在中等转速范围内， Me随n增加而降低，这样柴 油机的转矩曲线比较平缓， 这对柴油机运转的稳定性和 克服超载能力是不利的。为 此，柴油机必须通过调速器 中的油量校正装置来改造柴 油机外特性转矩曲线。
汽车工程系
第三节： 发动机主要性能指标和特性
汽油机速度特性曲线分析 测定汽油机速度特性曲线时，除了保持节气门开度 不变之外，化油器、点火提前角均需调整到最佳状 态，水温、油温、油压等也均应保持正常稳定的状 态。从速度特性曲线上可看到发动机有效功率Pe 、 有效转矩Me 、有效燃油消耗率 g e 等随转速变化 的规律，如下图所示，为某汽油机节气门开度在 全开、中等开度和小开度3中状况时的特性曲线。
第三章 内燃机的工作循环
(part at constant volume and part at constant pressure , called limited pressure combustion,) （ 高速柴油机）
• a-c：绝热压缩 (isentropic compression) (Adiabatic and reversible (hence isentropic)
t
W Q1
Q1 Q2 Q1
1 Q2 Q1
tm
1
1
k1 c
(p
p0k 1 1) kp (0
1)
压缩比， c
Va Vc
压力升高比，P
pz pc
初始膨胀比，0
Vz Vc
4
三、循环平均压力pt —评定循环的动力性
pt
W Vs
pt (tQB )( 1 )( c ) pa cvTa k 1 c 1
汽油
14.8 43960 3810 750 305~483 216 3.4 314 80~97 10~15 493~533
柴油 14.3 42500 3789 860 453~603 272.5 40 301 20~30 40~55 473~493
10
（二）柴油的理化性质 (Characteristics of diesel fuel )
发动机的热效率和发动机的运转参数及燃烧室结构型式 无关
所有提高循环热效率的措施，以及增加pa，降低Ta，增 加gb （QB）等措施，均有利于提高pt。
7
五、提高循环热效率及平均压力的限制(restriction)
氨燃料发动机特性研究报告
氨燃料发动机特性研究报告氨燃料发动机特性研究报告摘要：氨燃料作为一种清洁、高效的替代燃料，已经引起了广泛的关注。
本研究通过对氨燃料发动机的特性进行详细研究，探索了氨燃料在发动机中的应用潜力。
结果显示，氨燃料具有较高的燃烧效率和低的排放物。
然而，在实际应用中还存在一些技术挑战，如易爆性和润滑油兼容性等。
因此，未来的研究应重点解决这些问题，进一步提升氨燃料发动机的性能和可靠性。
关键词：氨燃料，发动机，燃烧效率，排放物，技术挑战 1. 引言氨燃料作为一种可再生能源，具有绿色环保、高效能以及广泛应用的潜力，因此在能源领域备受关注。
然而，氨燃料在发动机应用方面的研究却相对较少。
本研究旨在通过对氨燃料发动机特性的深入研究，探索氨燃料在替代传统燃料方面的优势以及存在的技术挑战。
2. 实验方法在研究中，我们设计并制造了一台用于燃气试验的氨燃料发动机，并通过实验对其进行性能测试和排放测量。
我们采用了质量流量计对氨燃料的喷射进行控制，并记录了发动机的转速、燃料消耗量、排放物浓度等参数。
3. 燃烧效率通过实验结果发现，氨燃料具有较高的燃烧效率，其最大热效率可达到30%以上。
这主要是因为氨燃料的燃烧热值高，能够更充分地释放能量。
另外，氨燃料的燃烧过程中生成的氮氧化物排放量较低，对环境的影响也相对较小。
4. 排放物在排放物测量方面，实验结果显示，氨燃料发动机的氮氧化物排放量较低。
然而，一些其他排放物如氨和高级别有机物排放量较高，这需要进一步的优化以减少其对环境的影响。
5. 技术挑战尽管氨燃料具有较高的燃烧效率和较低的排放物，但在实际应用中仍存在一些技术挑战。
首先，氨燃料易爆性较高，需要采取相应的安全措施。
其次，氨燃料对传统润滑油具有一定的兼容性问题，可能会导致发动机内部润滑不足。
此外，氨的存储和供应也面临一定的困难，需要建立完善的基础设施。
6. 结论综上所述，氨燃料发动机具有较高的燃烧效率和低的排放物，但在实际应用中还存在技术挑战。
赵英勋汽车概论-第三章汽车发动机
4．细滤器
机油细滤器用来过滤机油中直径0.001mm以上的细小杂质，这种滤 清器对机油的流动阻力较大，故多做成分流式，它与主油道并联，只有 少量的机油通过它滤清后又回到油底壳。
二、润滑系统工作原理 1. 润滑作用机理
润滑油
轴承
轴
2.润滑系统原理
§3-7 冷却系统
功用
把发动机工作时受热零件吸收的部分热量及时散发出去， 使工作中的发动机得到适度冷却，保持发动机在最适宜的 温度下工作。
功用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气 体压力传递给连杆。
活塞销连接方式 形式:全浮式（工作时自由转动）、半浮式。
活塞销
全浮式：活 塞销能在连 杆衬套和活 塞销座中自 由摆动，使 磨损均匀。
连杆
半浮式： 活塞中部 与连杆小 头采用紧 固螺栓连 接，活塞 销只能在 两端销座 内作自由 摆动。多 用于小轿
保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶
部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带
走。
气环
切口
气环密封原理 将2～3道气环的切口相互错开形成“迷宫式”封气装置。
气环断面形状及泵油作用
油环
功用 ❖ 布油(活塞上行) ❖ 刮油 ❖ 密封(辅助作用)
活塞环
油环的刮油作用
油环形状
3. 活塞销
空气供给系统
汽油供给系统
电子控制系统
电控汽油喷射系统的工作原理
3．汽油喷射式燃油供给系统主要部件
喷油器
喷油器
电磁线圈
分配器
柱塞针阀
汽油喷射式燃油供给系统主要部件
电动汽油泵
汽油喷射式燃油供给系统主要部件 燃油压力调节器和燃油分配管
二、柴油机燃油供给系统
第三章内燃机的主要技术指标
4）升功率
PL
Pe p n We me Vs i 30 Vs i t
PL pme n
汽油机习惯上用升功率 PL 表示其强化程度 现代汽油机 PL≥50kW/L 如：Santana2000 PL=74kW/1.8L Passat1.8 PL=91kW/1.8L Passat1.8T PL=110kW/1.8L 柴油机习惯上用平均有效压力 pme 表示其强化 程度，pme=0.6~3.0 MPa 柴油机 pme 较高， 但转速相对较低， PL 不如 故 汽油机高 平均有效压力、升功率，各发动机能类比，是 衡量发动机动力性和强化程度的一个很重要 的参数。
①增加快速加载烟度测试（ELR）。 ②适用于额定功率不大于85kW的柴油机。 ③适用于单缸工作容积小于0.7L、额定转速大于3000r/min 的柴油机。 ④ 对于燃气发动机或安装了先进的排气后处理装置的柴油机
内燃机排放—欧洲指标 排放标准 欧Ⅰ 欧Ⅱ 欧Ⅲ 欧Ⅳ 欧Ⅴ 执行年份 1992 1996 2000 2005 2008 NOx(g/kW· h) 9 7 5 3.5 2 PM(g/kW· h) 0.4/0.61 0.15 0.1 0.02 0.02
We=（2n/60）× Ttq
Pe=（n/30）× Ttq ×10 Ttq 为有效扭矩。
N· m/s
kW
有效功率可以利用测功器测定，水力测功器可先测出有 效扭矩Ttq ，再用上式计算出有效功率。
各种用途内燃机的运转特点
3.1.2 标定功率 内燃机出厂时铭牌上写明厂方标定的有效功率。 ① 15分钟功率：内燃机允许连续运转15分钟的最大有效功 率。汽车爬坡功率和军用车辆及快艇的追击功率。 ② 1小时功率：内燃机允许连续运转一小时的最大有效功率 。船用主机，工程机械和机动车的最大使用功率。 ③ 12小时功率：内燃机允许连续运转12小时的最大有效功 率。可作为工程机械，机车和拖拉机正常使用功率。 ④ 持续功率：内燃机允许长期运转的最大有效功率。 可作为长期连续运转的远洋船舶，发电站，和农林排灌内 燃机的持续使用功率。
发动机原理复习提纲!!!!!概要
第一章发动机的性能一.主要内容1.理论循环的定义，理论循环的评定参数。
2.发动机实际循环的定义。
3.示功图的概念。
4.指示指标与有效指标。
5.机械效率的定义，机械损失的测定，影响发动机机械损失的因素。
6.热平衡的基本概念。
二.重点1.对发动机理论循环与实际循环的分析2.发动机的指示指标与有效指标3.发动机的机械损失组成、影响因素三.难点1.理论循环的比较2.循环热效率及其影响因素3.有效指标的分析与提高发动机动力性和经济性的4.汽车发动机机械效率的测定方法5.热平衡（实际循环热平衡、发动机热平衡）1.理论循环的定义，理论循环的评定参数。
答：理论循环定义：发动机的理论循环是将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化，忽略一些因素，所得出的简化循环。
理论循环评定参数：循环热效率ηt:指热力循环所获得的理论功W t与为获得理论功所加入的总的热量Q1之比,即ηt=W t/Q1=1-Q2/Q1循环热效率是用来评价动力机械设备在能量转换过程中所遵循的理论循环的经济性。
循环平均压力P t：指单位气缸工作容积所做的循环功，即P t=W t/V s=ηt·Q1/ V s循环平均压力是用来评价循环的做功能力。
1.发动机实际循环的定义。
答：发动机实际循环的定义：发动机的实际循环是由进气行程、压缩行程、做功行程以及排气行程4个行程5个过程组成的工作循环。
发动机的热平衡:是指发动机实际工作过程中所加入气缸内的燃料完成燃烧时所能放出的热量的具体分配情况。
发动机理论循环的定义发动机的机械损失组成、影响因素————刘忠俊答：发动机的机械损失组成包括：①发动机内部相对运动件的摩擦损失；②驱动附件的损失；③换气过程中的泵气损失。
影响因素：⑴气缸内最高燃烧压力（凡是导致最高燃烧压力上升的因素都将加大摩擦损失，导致机械损失加大）；⑵转速——转速N上升，机械损失功率增加，机械效率下降；⑶负荷——随负荷减少，机械效率ηm下降，直到空转时，有效功率Pe=0；⑷润滑条件和冷却水温度；⑸发动机技术状况。
汽车发动机性能的评价
图1-1 120 四冲程单缸试验柴油机的p-V图及p-φ图 a)p-V图 b)p-φ图
第一节 发动机动力性能和经济性能的评价指标
(3)燃烧过程 在这个过程中，活塞位于上止点前后，进、排气门均
关闭。 (4)膨胀过程 在这个过程中，进、排气门仍旧关闭。 (5)排气过程 当膨胀过程接近终了时，开始排气过程，排气门开启， 靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点运动时， 继续将废气强制排到大气中。
第一节 发动机动力性能和经济性能的评价指标
第二节 发动机的换气过程 第三节 燃料的特性及其对发动机的影响
第四节 柴油机混合气的形成与燃烧
第一章 汽车发动机性能的评价
第五节 汽油机混合气的形成与燃烧
第六节 汽车发动机特性的分析与评价
１)动力性能指标：有效功率、有效转矩、发动机转速、活塞平均 速度等。 ２)经济性能指标：有效热效率、有效燃油消耗率等。
３)强化指标：升功率、强化系数等。
４)有害物质排放指标：CO、HC、NOx和微粒等。 ５)其他运行性能指标：噪声和冷起动等。 ６)使用性能指标：可靠性、耐久性、维修方便性。
第一节 发动机动力性能和经济性能的评价指标
一、四冲程发动机的示功图及实际循环
1.示功图 2.自然吸气四冲程发动机的实际循环 (1)进气过程 为使发动机能够连续运转，发动机必须不断吸入新鲜 的工质。 (2)压缩过程 为使吸入气缸内的工质能够迅速燃烧，以产生较大的 压力使发动机做功，发动机必须在做功过程之前将工质进行压缩， 此过程即为压缩过程。
图1-2 自然吸气四冲程发动机的示功图 a)进气过程 b)压缩过程 c)燃烧、膨胀过程(做功行程) d)排气过程
第一节 发动机动力性能和经济性能的评价指标
汽车发动机的性能指标
第一章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
发动机原理基础知识
气体的热力性质 热力学第一定律 热力学第二定律 发动机的循环 发动机的性能指标 发动机的机械效率
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第五节
发动机的性能指标
一、指示性能指标
二、有效性能指标
三、发动机其他性能评定
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一、指示性能指标
指示性能指标是以汽缸内工质对活塞所做的有用功为基础的 性能指标，只能评定发动机实际工作循环进行的质量好坏。 1.平均指示压力 2.指示功率 3.指示燃油消耗率 4.指示热效率
转速一定，随负荷增加，机械损失功率缓慢增加；
转速一定，在中小负荷范围,随负荷增加，指示功率迅速增加； 在大负荷范围,随负荷增加，指示功率缓慢增加。怠速时，指 示功率等于机械损失功率。 由 m 1 可知，在转速一定时，在中小负荷范围，随负荷增 加，机械效率η m增长较快。在大负荷范围，机械效率η m的增 长速度也逐渐缓慢。在怠速时，机械效率η m等于零。
15/28
6．有效热效率
有效热效率:指发动机实际循环有效功与所消耗热量之比。
We e Q1
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三、发动机其它性能
1．排放性能:有害气体、颗粒（指发动机排出的除水以外 任何液态和固态微粒）。 2．噪声：我国噪声标准中规定轿车噪声不得大于84dB 。 3．冷起动性能：指发动机在低温条件下起动的可靠性，它 直接影响发动机的燃料经济性、使用寿命和驾驶员的劳动 强度等。我国标准规定，不采用特殊的低温起动措施，汽 油机在－10℃、柴油机在－5℃以下的气温条件下，接通起 动机，15 s内发动机应能顺利起动。
m me Pe
3）强化系数：指平均有效压力pe与活塞平均速度Cm的乘积。
火箭发动机基本原理与主要性能参数
部截面。
(2) 临界参数
它是指Ma=1时的流动状态下的气流参数，而这种状态叫临界状态。
(3) 喷管排气速度
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第三节 火箭发动机的主要性能参数
一、 推力
二、 推力系数
三、 特征速度
四、 总冲
五、 比冲
六、 发动机后效冲量
七、 效率
八、 推质比
九、 推进剂质量混合比
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我们称pe=pa条件下的状为设计状态，在喷管设计中常称此状态为完 全膨胀状态。该状态下的火箭发动机推力为特征推力，记为F°， F°=mue
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二、 推力系数
1 推力系数定义及表达式
推力系数定义为推力F与Atpc乘积成正比的比例系数，或者为火箭发 动机(推力室)推力F与喷管喉面At和燃烧室压强乘积之比。
一、 推力
1
火箭发动机(推力室)的推力定义是当火箭发动机工作时，作用在火箭 发动机(推力室)内、外壁所有表面上的作用力之合力
2 推力的表达式
F=∫e0pindA+∫e0pexdA
3 真空推力与特征推力
火箭发动机在真空环境中工作时发出的推力叫真空推力。真空推力表 达式为： FV=mue+Aepe
① 当Ma<1
d u d A的符号相反 ，
说明气流欲加速时(d u>0)
d A<0,即喷管流动截面积逐
渐减小才使流速逐渐增加；② 当Ma>1时，即超音速流动时，欲使d
u>0
dA>0，即必须逐渐增大
流动截面积；③ 当Ma=1
d A=0,由前面
的①和②结论，流动截面必为最小截面，此时称为临界截面，或叫喉
发动机的比冲，以ISP
N·s／kg ( m／s ) ，即
汽车概论第三章汽车发动机构造
第二节 发动机机体组与曲柄连杆 机构
（3）飞轮
飞轮主要功用是将在作功行程中传输给曲轴的 功的一部分贮存起来，用以在其它行程中克服阻力， 带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋 转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可 能克服短时间的超载荷。
第二节 发动机机体组与曲柄连杆 机构
第二节 发动机机体组与曲柄连杆 机构
汽油机常用燃烧室形状有以下几种：
①半球形燃烧室 半球形燃烧室（如图3-4a所示）的结构较前两种紧
凑，但因进、排气门分别置于缸盖两侧，故使配气 机构比较复杂。由于其散热面积小，有利于促进燃 料的完全燃烧和减少棑气中的有害气体，现代发动 机上用得较多。
在发动机的作功行程时，活塞顶部承受着燃气 的带冲击性的高压力。对于汽油机活塞瞬时的压力 最大值可达3-5Mpa；对于柴油机活塞，其最大值
第二节 发动机机体组与曲柄连杆 机构
（2）活塞环
活塞环包括气环和油环两种。
气环的作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止气 缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将 活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁，再由冷却水 或空气带走。
第二节 发动机机体组与曲柄连杆 机构
二、曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构，其功用是 将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将 作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以 驱动汽车车轮转动。曲柄连杆机构由活塞连杆组和 曲轴飞轮组等零部件组成。
1.活塞连杆组
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等机件 组成，其组成示意图如图3-6所示。
第三节 配气机构
第三节 配气机构
LPG燃气发动机培训资料要点
LPG燃气发动机的特点
环保：LPG燃气发动机排放的污染物较少，对环境友好 节能：LPG燃气发动机比传统燃油发动机更节能，降低运行成本 安全：LPG燃气发动机采用先进的安全技术，确保使用安全 性能稳定：LPG燃气发动机性能稳定，使用寿命长，维护成本低
LPG燃气发动机的组成
燃料系统
燃料罐：储存LPG燃气，提供 稳定的燃料供应
定期进行安全检查，确保燃气发动机安全运行
应急处理措施
发现燃气泄漏，立即关闭阀门，切断气源 打开门窗，通风换气，降低燃气浓度 禁止使用明火，防止爆炸 及时报告，寻求专业人员帮助，进行维修和处理
安全防护措施
定期检查燃气 管道和阀门，
确保无泄漏
保持通风良好， 避免燃气聚集
定期检查燃气 报警器，确保
其正常工作
LPG的燃烧特性
燃烧效率高：LPG的燃烧效率比汽油和柴油高，可节省燃料成本 环保性能好：LPG燃烧产生的有害气体较少，对环境污染较小 燃烧稳定性好：LPG的燃烧稳定性好，不易产生爆燃现象 燃烧温度高：LPG的燃烧温度较高，可提高发动机的热效率
LPG燃气发动机的操作与维护
启动与停机操作
启动前检查：检查燃气压力、发动机油位、冷却液位等 启动步骤：打开燃气阀、启动发动机、检查发动机运行情况 停机步骤：关闭燃气阀、关闭发动机、检查发动机冷却情况
LPG的密度比空气大， 不易挥发，不易燃
LPG的沸点较低，在常 温下容易液化
LPG的燃烧热值较高， 燃烧效率高，环保性能好
LPG的储存和运输方便， 安全性高
LPG的化学特性
热值：高热值，燃烧效率高
燃烧特性：燃烧完全，无烟 无毒
环保特性：低排放，环保性 能好
主要成分：丙烷和丁烷
第三章 车用轻柴油
图1 柴油硫含量柴油发动机磨损的影响
3．酸度
酸度是指中和100mL试油中的酸性物质所需 要的氢氧化钾毫克数，以mgKOH/100mL表 示。
有机酸大部分含在石油中等馏分中，因此， 柴油中有机酸含量比汽油高。有机酸的含量 在柴油规格中用酸度表示。柴油的酸度大， 会使发动机沉积物增加，还使喷油泵柱塞副 磨损加剧，喷油器头部和燃烧室积炭增多， 从而导致喷雾恶化以及使柴油发动机功率降 低和气缸活塞组件磨损增加。
，燃烧室的局部易 于形成高密集度的过氧化物，成 为着火中心，故着火延迟期短， 整个燃烧过程发热均匀，气体压 力升高平缓，最高压力较低。
柴油燃烧性的评定指标是十六值 和十六烷指数。
三、雾化和蒸发性
为了保证柴油机的动力性和经济性，燃烧过程 必须在活塞位于压缩行程上止点附近迅速完成， 要求喷油持续时间极为短促，只有150～300。 曲轴转角，混合气形成时间只有汽油机的1／ 20～l／30，在既定的燃烧室和喷油设备条件下， 柴油的雾化和蒸发性决定了混合气形成的速度和 质量。 但是，柴油的雾化和蒸发性过强，不仅
轻柴油牌号的选择一般应使最低使用温度等于或 略高于轻柴油的冷滤点。
10号轻柴油：适用于有预热设备的柴油机；
在柴油中添加流动改进剂是改进柴油低 温流动性的主要途径。其作用机理是， 在低温下靠与柴油中析出的石蜡发生共 晶、吸附作用，抑制石蜡结晶的生长， 从而改善了柴油的低温流动性。国产柴 油流动改进剂代号为T1804，化学名称 是聚乙烯—醋酸乙烯酯。
柴油低温流动性的评定指标是凝点、浊 点和冷滤点，我国只采用凝点和冷滤点。
第八节 轻柴油的选用
轻柴油的选择就是按照风险率为10％的最低气 温进行牌号的选择。
各地区风险率为10％的最低气温见书70～71。 某月风险率为10％的最低气温值，表示该月中最 低气温低于该值的概率为0.1，或者说该月中最 低气温高于该值的概率为0.9。掌握本地区内风 险率为10％的最低气温不仅是选择轻柴油牌号的 依据，也是选择发动机油、车辆齿轮油和制动液 的依据。
汽车运行材料PPT 03第三章 车用柴油
测定冷滤点的仪器组装图见图3-3。 测定方法概要是：试样在规定条件下 冷却，通过可控的真空装置，使试样经 标准滤网过滤吸入吸量管。试样每低于 前次温度1℃，重复此步骤，直至试样中 蜡状结晶析出量足够使流动停止或流速 降低，记录试样充满吸量管的时间超过 60s或不能完全返回到试杯时的温度作为 试样的冷滤点。
度称为浊点。 轻柴油浊点的测定按照《石油
产品浊点测定法》（GB/T 69862014）的规定进行。
测试仪器为浊点测定仪，具体如 图3-2所示。
方法概要是：将清澈透明的试 样放入仪器中，以分级降温的方式 冷却试样。通过目测观察或光学系 统的连续监控，来判断试样是否有 蜡晶体的生成。当试管底部首次出 现蜡晶体而呈现雾状或浑浊的最高 试样温度，即为试样的浊点，用℃ 表示。
柴油雾化和蒸发性的评定指标是馏程、运动黏度、密度油的安定性是指柴油在运输、贮存和使用过程中保持颜色、
组成和使用性能不变的能力。 柴油安定性的评定指标是碘值、色度、氧化安定性、实际胶质、
10%蒸余物残炭和喷油器清洁度。 五、腐蚀性
柴油中腐蚀性物质有硫、硫醇硫、有机酸、水溶性酸或碱。 柴油腐蚀性的评定指标是硫含量、硫醇硫含量、酸度和铜片腐 蚀试验。
测定方法概要是，把试样装在规定 的试管中，并冷却到预期的温度时，把 试管倾斜45°，经过1min，观察试样液 面是否能移动，从而找出其液面停止移 动的最高温度，即为所测油品的凝点。
图3-1 凝点测定仪
l-试管；2-搅拌器；3-套管；4-温度计； 5-冷却容器
第二节 柴油低温流动性的评定指标
二、浊点 轻柴油中开始出现浑浊的最高温
图3-3 测定冷滤点的仪器组装图
影响汽车燃料经济性因素(教案)
第三章 汽车燃料经济性第三节 提高汽车使用燃料经济性的途径和技术影响汽车燃料经济性的因素主要包括汽车使用因素和汽车本身的结构因素，针对这两个因素，目前国内外汽车节油途径，概括起来有政策性措施和技术管理措施。
一、政策性措施政策性措施是制定正确的运输能源政策，包括燃料价格政策、燃料与道路税收政策、油料分配与奖惩制度、油料管理制度、各种运输方式的合理分配与转换政策、新能源开发政策、限制油耗及车速的标准法规等。
由于各国采取的燃料政策不同，汽车的平均油耗差异较大，见表2-13。
显然，国家的燃料价格政策严重影响汽车的平均油耗。
表2-13 发达国家乘用车运行统计国别平均载人数量（人/车）年运行里程（1000km ）油耗（L/100km ）汽油价格（美元/L ）说明法国2.513.98.90.97表中数据，除了人/车为1991~1993年的注册车辆数据外，均为1992年的数据意大利2.013.27.5 1.27瑞典2.414.89.8 1.13英国2.516.69.30.87德国2.212.810.2 1.01日本3.510.410.7 1.00美国 1.721.011.80.28节能管理和营运管理以及交通管理措施对汽车节能具有很大影响，是降低运输企业油耗成本的重要措施。
节能管理包括制定有关运行油耗的法规和标准，完善油耗考核奖惩制度，正确选择与合理使用车辆，正确选用燃润料与轮胎，推广节能新技术、新产品，进行驾驶员轮训等。
营运管理包括掌握运输市场信息，建立现代化调度系统，搞好运输组织，提高现有车辆的实载率，大力研究结合全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和先进运输信息系统（ATS）的新型货运管理系统和客运管理系统。
例如，优选公共汽车、载货汽车的路线；选择与道路、货运相应的车型；加快信息反馈，完善物流系统，以便统一调配运输；搞好物流集散点的调整；改善运输方式，加强运输的集中管理，研制封闭容器运输、高架运输等新运输系统。
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验研究表明，十六烷值由55增加到75，油耗率增加7~8 （）。因此，国产柴油的十六烷值规定在10~50之间。
•
测定十六烷值是在特殊的单缸试验机上进行的。
试验时采用十六烷（值为100）和 -甲基奈（值为0） 混合液，当测定柴油与（体积）十六烷配置的混合液自
自燃温度：自行着火的最低温度，以十六烷值来评价。以两 种自然性能截然不同的标准燃料（正十六烷与 甲基萘）作 比较。常用柴油：十六烷值为65以下，其值越高，滞燃期越 短，利于冷启动。
2）低温流动性： 当温度降低时，柴油含有的高分子烷烃和 水分开始出现结晶，呈半透明状，其温度为柴油浑浊点， 当温度在降低时，柴油完全凝结，此时温度为凝点以凝点 来确定柴油标号。
3）化学成分：成分有C、H、O、N，C占85%， 低热值： 1公斤燃油完全燃烧所放出的热量称为热值。
42500~44000
4）馏程—表示柴油的的蒸发性，用燃油馏出某 百分比的温度范围表示。
汽油的主要使用性能指标是辛烷值和馏程等。国产汽油牌 号是以汽油的辛烷值来标号的。
1）抗暴性 • 辛烷值—表示汽油抗暴性的指标。辛烷值愈高，抗暴性愈
好，发动机的压缩比可以选择的愈高。
• 测定汽油辛烷值是在专门的试验发动机上进行的。按一 定的试验条件，试验时采用正庚烷（值为0）和异辛烷（值 为100）的混合液，当测定汽油与（体积）异辛烷配置的混 合液在专用发动机上爆震强度相同时，待测汽油的辛烷值 就是x。
• 轻柴油的主要使用性能指标
• 1）十六烷值—评定柴油自燃性好坏的指标。十六烷值
愈高，燃料自燃性愈好，着火滞燃期愈短，对空间雾化 混合方式为主的直喷式柴油机来说，着火滞燃期内形成
的可燃混合气数量愈少，初始放热量愈小，气缸内压力 升高速率低，发动机工作柔和，燃烧噪音低。但增大十
六烷值将带来燃料分子量加大，使燃油的蒸发性变差及 粘度增加，导致排气冒烟增加及燃油经济性下降。如试
5）粘度—燃料流动性的尺度，与燃料喷射雾化有直接的 关系。显然，粘度愈大，燃料喷射雾化特性愈差，燃 油和空气的混合质量愈差，燃烧不完全、油耗率增加、 排气冒黑烟。但粘度指标不能过低，因为喷油泵柱塞 偶件、喷油器针阀偶件等均需燃料润滑，否则，偶件 易咬死，喷射油压偏低。
6）凝点—柴油牌号规定依据。
2、汽油
• 按试验条件不同可分为马达法（）和研究法（）。马达法 试验转速和进气温度较高，容易爆震，因此用马达法测定 的辛烷值比研究法低。我国用研究法，美国用辛烷值指数 （（）/2）。
辛烷值的高低顺序是烷烃 烯烃 焕烷烃 芳烃，柴油主要 成分是直链式烷烃，抗暴性能差，辛烷值低；国内汽油主要 成分是烷烃，抗暴性较好，辛烷值较高；国外汽油含芳烃成 分远高于国内汽油，因此抗暴性好，辛烷值高。
b） 50%馏出温度—标志着汽油的平均蒸发性，影响 发动机暖车时间、加速性以及工作稳定性。希望此 温度较低。
c） 90%馏出温度—标志着燃料中难于挥发的重质成分的数量。 此温度愈高，燃料中重质成分愈多，在气缸中因不易挥发而 附着在气缸壁上，容易造成冒烟、积碳、稀释机油（油底壳 内机油油面反而上升）（油品不好的典型例子）
2）挥发性 馏程和蒸气压—评价汽油蒸发性好坏的指标。
汽油及其它石油产品是多种烃类的混合物，各有自己的沸 点，随着温度升高，按照馏分由轻到重逐次沸腾，因此可利 用蒸馏仪测定汽油馏程。通常以10%、50%和90%的馏出温度 作为评定指标：
a） 10%馏出温度—标志着发动机的冷起动性。但是太 低会导致汽油在管路输送过程中因高温零件壁面加 热而变成蒸气，在管路中形成“气阻”，使发动机 功率下降，甚至熄火。
章发动机的燃料特性
第一节 概述- “燃料与工质”对发动机的影响
“燃料与工质”对发动机的影响 ◎燃料的理化特性
燃料的理化特性决定了内燃机混合气形成和着火方式， 是造成内燃机不同工作方式的决定因素。 ◎工质的热力参数
工质的热力参数对循环热效率有巨大的影响，是决定内 燃机动力性、经济性“质”环节的重要因素； ◎燃料的热值
• 馏程与燃烧完善程度及发动机起动性能有密切关系， 如燃料馏出50%的温度愈低，说明这种燃料轻馏分多、 蒸发快、有利于混合气形成，发动机容易起动。90% 和95%馏出温度愈高，说明燃料中重馏分过多，在高 速柴油机中来不及蒸发、形成可燃混合气，燃烧不完 全。因此车用高速柴油机使用轻馏分柴油，但馏分太 轻也不好，可能着火延迟期内形成的可燃混合气数量 太多，初始放热多，发动机工作粗暴。
燃料的热值（尤其是混合气热值）、过量空燃系数、化 学计量比等问题，既是内燃机原理的基础之一，也是影响 动力性和经济性的“量”环节的主要因素之一。
§：
•常规燃料——石油制品的液体燃料，即汽油和柴油。 •代用燃料——气体、醇类、醚类、酯类（ ）目的：替 代能源、环保要求
• 石油产品以多种碳氢化合物的混合物形式出现，分子式 为，通常称为烃。根据碳原子数的不同构成不同相对分 子质量、不同沸点的物质。
• 利用沸点不同直接进行分馏，依次可得到石油气-汽油煤油-轻、重柴油-渣油。
三、汽油与柴油的使用特性
1、柴油：
轻柴油用于车用高速柴油机，重柴油用于中、低速船用柴油机。
国标252-81规定：轻柴油的牌号按凝点不同分为10号、0号、 -10号、-20号、-35号五级，凝点是指柴油失去流动性开始 凝结的温度，因此上述牌号含义是指其凝点分别不高于 10 C、0 C、-10 C、-20 C、-35 C。选用柴油牌号 时，应按发动机最低环境温度高出其凝点5 C以上，例如， -20号柴油适用于最低环境温度为-15 C的场合。
液体：甲醇3、乙醇C2H5（可来自植物甘蔗） 二甲醚33、动植物燃料（菜子油）
气体：液化石油气（丙烷、丁烯）、天然气、 （甲烷）
H2、沼气（4）、煤气（） 固体：煤粉、水煤浆 烃燃料（除汽油、柴油外）和含氧燃料（含氧生物燃料） 趋势：汽车燃料多元化
二、 发动机的燃料特性
• 石油的主要成分是碳、氢两种元素，含量约占97~98%， 其它还有少量的硫、氧、氮等。