内燃机

第一章 内燃机工作循环与性能指标

1.内燃机的实际工作循环是由进气、压缩、燃烧-膨胀和排气四个过程组成。

2.内燃机的三种形式理论循环，分别是定压加热循环（奥拓循环）、定容加热循环（狄赛尔循环）和混合加热循环

3.循环热效率：工质所做循环功与循环加热量之比ηt=1-Q2/Q1

4.压缩比等于气缸总容积比上压缩容积，气缸工作容积+压缩容积=气缸总容积

5.压缩比增大，热效率增大；绝热系数增大，热效率增大；定容加热和定压加热循环的热效率与压力升高比无关，压力升高比增大，混合加热循环热效率提高；预胀比增加，定压加热和和混合加热循环热效率降低

6.循环平均压力是随压缩始点压力、压缩比、压力升高比、预胀比、绝热指数和热效率的增加而增加

第三节 指示性能指标

1.平均指示压力：指单位气缸容积一个循环所做的指示功。Pmi=Wi/Vs ，Wi=Pmi 62104

π-⨯S D (kJ ） 2.指示功率：内燃机在单位时间所做的指示功τ

30ni V P P s mi i = 3.指示热效率：发动机实际循环的指示功与所消耗的燃料热量之比

4.指示燃油消耗率：指单位指示功的耗油量。（发出1KW.h 的功所消耗燃油的克数）

5.燃油消耗量：开1个小时的车，所消耗燃油的千克数

6.燃油消耗率：发出1KW.h 的指示功燃油所消耗的克数

7.经济性指标：热效率、燃油消耗率；动力性：指示压力、指示功率

第四节 有效性能指标

1.有效性能指标从曲轴输出轴取

2.动力性指标用来评价内燃机对外做功的能力，主要有平均有效压力、有效功率和升功率

3.机械损失功率Pm ：发动机所有运动件摩擦功率和附件消耗的功率总和

4.有效功率=指示功率-机械损失功率Pe=Pi-Pm

5.机械效率ηm=Pe/Pi=1-Pm/Pi

6.Pe=Ttq*n/9550（KW) B=Kg/h be=B ×103/pe [g/(KW.h)

7.升功率：指在标定工况下，内燃机每升气缸工作容积所发出的有效功率。升功率是从内燃机有效功率的角度来衡量气缸工作容积的利用程度。τ

30b

meb L n p P =(KW/L)

8.有效热效率ηe 是内燃机实际循环发出的有效功We 与所消耗的燃烧热量Q1之比。ηe=ηi ηm ；当测得有效功率Pe 和每小时燃油消耗量B 时，有效热效率ηe=3.6Pe*103/Be Hu

9.有效燃油消耗率是指单位有效功的耗油量（每发出1KW.h 的有效功所消耗的燃油克数）

be=B*10/3 /Pe ηe=3.6x106/beHu 有效燃油消耗率与有效热效率成反比，有效燃油消耗率越小，内燃机的经济性越好

9.汽车发动机排放试验方法：（1）车辆试验法 （2）发动机台架试验法

10.机械损失压力Pmm=Pmi-Pme 机械效率ηm=1-Pmm/Pmi

11.机械损失的测定方法：（1）倒拖法（2）示功图法 (3)灭缸法（4）油耗线法

12.影响机械效率的因素：（1）转速(与机械效率反比）（2）负荷(与机械效率正比）（3）机油品质和冷却水温度（在机械损失中，摩擦损失占的比例最大；温度升高，机油粘度变小；当内燃机强化程度高，轴承负荷大，大粘度，其余小粘度） 13.提高内燃机动力性和经济性的途径：（1）提高平均指示压力①采用增压技术②合理组织燃烧过程，提高循环指示效率③改善换气过程④提高空气利用率（2)提高内燃机的转速（3）提高机械效率（4）采用二行程来提高升功率

第二章内燃机换气过程与增压技术

第一节四行程内燃机的换气过程

1.排气过程自下止点前的点b’排气门开启时起，至上止点后的点r’排气门关闭时止。在上止点附近点r至点r’，进排气门同时开启，新鲜充量从进气管流入气缸，把废气赶向排气管，实现燃烧室扫气。内燃机的换气过程：

一、自由排气阶段

排气门刚打开时，缸内压力远高于排气管内压力，随着排气过程进行以及排气门流通截面的逐渐增大，排气管内的压力将逐渐升高，直至在某一时刻达到或接近缸内压力。这一阶段由于有正向压力差的存在，排气可以自发地进行，故把从排气门开启到气缸压力达到排气背压（排气管内压力）的时期，称为自由排气阶段。排气提前角为30º~80º(CA)

二、强制排气阶段

自由排气阶段结束后，气缸内的废气将被上行活塞强制推出，直到排气门关闭．这一过程就是强制排气阶段。排气门迟闭角为10º~70º(CA)

三、进气阶段

从进气门开启到关闭的全过程都是进气阶段。进气提前角为10°～40°（CA），进气迟闭角一般为20°～60°（CA）

四、气门叠开和燃烧室扫气阶段

在排气行程上止点附近出现进、排气门同时开启的特殊现象，通常将这一现象称为气门叠开。气门叠开角，它是排气迟闭角与进气提前角之和。

气门叠开将导致：一方面，有利于扫除缸内的残余废气，增加气缸充量，达到扫气目的；

另一方面，又可以降低燃烧室内气缸盖、排气门、活塞顶、缸套的温度。尽管带走的热量不多，但对于这些受热严重且冷却困难的关键零件，其效果却是显著的。

扫气系数：每循环流经气缸总的空气质量与进气过程结束时实际进入气缸的新鲜空气质量之比

第三节充气效率和残余废弃系数

1.过量空气系数：燃烧lkg燃料的实际空气量与理论空气量之比

2.残余废弃系数：进气过程结束时，气缸内的残余燃气和新鲜充量的质量之比

3.充气效率：进气过程结束时实际进入气缸的新鲜充量质量与在进气状态Ps、Ts 下能充满气缸工作容积Vs的新鲜充量质量之比

4.影响充气效率的因素：（1）进气终了的工质密度（2）残余废气系数和压缩比：汽油机的压缩比较低，进气有节流损失，气门开叠角小，残余废气系数偏高；