发动机原理总结

1，机械损失的组成与测定及测定方法的试用范围

一、机械损失的组成部分 1. 活塞与活塞环的摩擦损失 2. 轴承与气门机构的摩擦损失 3. 驱动附属机构的功率消耗 4. 风阻损失

5. 驱动扫气泵及增压器的损失

二、机械损失的测定 1、示功图法

一般用于当上止点位置能得到精确校正时才能取得较满意的结果。 2、倒拖法

这种方法在具有电力测功器的试验条件下方可进行 3、灭缸法

此法仅适用于多缸发动机。 4、油耗线法

这种方法不适用于用节气门调节功率的汽油机。

倒拖法只能用于配有电力测功器的情况，因而不适用于大功率发动机，而较适用于测定压缩比不高的汽油机的机械损失。对于排气涡轮增压柴油机(pb ＜0.15M Pa ），由于倒拖法和灭缸法破坏了增压系统的正常工作，因而只能用示功图法、油耗线法来测定机械损失。对于排气涡轮中增压、高增压的柴油机(pb ≥0.15MPa)，除示功图外，尚无其他适用的方法可取代。

2：提高内燃机动力性能与经济性能的途径 16

2e it m u i 0t 4

02-172-191P 30P K 3.63100-b 2126H me it it L c m s a m u L c m s a u p n H n l H l K n ηφηρτφηφηρφηηηη==⨯∴=⨯==e 由（）和（）变化不大而据此，可以进行提高发动衡量经济性的指

机动力性和改善标为b 经济性，由（）的途求得：

径分析。

162e it m u i 0

t 4

2-172-191P 30P K 3.63100-b 2126H me it it L c m s

a

m u

L c m s a u

p n H n l H l

K n ηφηρτφηφηρφ

ηηηη==⨯∴=⨯==e 由（）和（）

变化不大

而据此，可以进行提高发动衡量经济性的指机动力性和改善标为b 经济性，由（）的途

求得：径分析。162

e it m u i 0t 402-172-191P 30P K 3.63100-b 2126H me it it

L c m s a m u

L c m s a u

p n H

n l H

l K n

ηφηρτφη

φηρφηηηη==⨯∴=⨯==e 由（）和（）变化不大而据此，可以进行提高发动衡量经济性的指机动力性和改善标为b 经济性，由（）的途求得：

径分析。 提高内燃机动力性能与经济性能的途径

1. 采用增压技术

从式(2—37)可以看到，在保持过量空气系数φa 等参数不变的情况下，增加吸进空气的密度ρs 可以使发动机功率按比例增长

2. 合理组织燃烧过程，提高循环指示效率ηit

3. 改善换气过程，提高气缸的充量系数φc

4. 提高发动机的转速

增加转速可以增加单位时间内每个气缸做功的次数，因而可提高发功机的功率输出；与此同时，发动机的比质量也随之降低。

转速的增长不同程度上受燃烧恶化、充量系数φc和机械效率ηm急剧降低，零件使用寿命和可靠性降低以及发动机振动、噪声加剧等限制。

5. 提高内燃机的机械效率

提高机械效率可以提高内燃机的动力性能和经济性能，这方面主要靠合理选定各种热力和结构参数，靠结构、工艺上采取措施减少其摩擦损失及驱动水泵、油泵等附属机构所消耗的功率以及改善发动机的润滑、冷却来实现

6. 采用二冲程提高升功率

3.理论循环的结论与限制

结论

1.提高压缩比εc可以提高工质的最高温度，扩大了循环的温度阶梯，增加了内燃机的膨胀比，从

而提高了热效率ηt，但提高率随着压缩比εc的不断增大而逐渐降低。

2.增大压力升高比λp可以增加混合加热循环中等容部分的加热量，提高了热量利用率，因而可使

热效率ηt提高。

3.增大初始膨胀比ρ0，可以提高循环平均压力，但由于等压部分加热量的增加，导致循环热效率η

t随之降低，因为这部分热量是在膨胀比不断降低的情况下加入的，做功能力下降。

4.所有提高热效率的措施，以及增加循环始点的进气压力pa，降低进气温度Ta，增加循环供油量等

措施，均有利于循环平均压力pt的提高。

5.

内燃机实际工作条件下的约束和限制

1) 结构强度的限制

2) 机械效率的限制

3) 燃烧方面的限制

4) 排放方面的限制

4汽油机的燃烧过程及分析

第I阶段称为着火阶段，是指电火花跳火到形

成火焰中心的阶段。电火花在上止点前θ角跳火

以后，混合气中并不立即产生火焰。高速摄影表

明，在1点亮后，到2’点再亮，这段时间约占整

个燃烧时间的15％左右，但一般是按气缸压力开

始与压缩压力相分离的2点计算的，2点与2’点相

差甚微，它与底片的感光性能及测压仪器的灵敏

度有关。

第II阶段2—3称为急燃期，是指火焰由火焰

中心烧遍整个燃烧室的阶段，因此也可称为火焰

传播阶段。在这一阶段内，压力升高很快，压力

升高率为

dp/dφ=0.2~0.4MPa/[(°)（CA）]

一般用压力升高率代表发动机工作粗

暴的程度。振动和噪声水平、火焰传播速率与压力升高率密切相关，因此火焰传播速率高的可燃混合气均促使压力升高率增加，同样火花塞位置、燃烧室型式对压力升高率也有影响。

急燃期终点一般为最高压力点3或最高温度点3’(有时3和3’点重合)；当然，若取放热率骤然下降的时刻作为急燃期终点则更为合理。

最高燃烧压力点3到达的时刻，对发动机的功率、经济性有重大影响。如3点到达过早，则混合气必然过早点燃，从而引起压缩过程负功的增加，压力升高率增加，最高燃烧压力过高。相反，如3点到达过迟，则膨胀比将减小，同时，燃烧高温时期的传热表面积增加，也是不利的。3点的位置可以用点火提前角来调整

第III阶段3—4称为后燃期，它相当于急燃期终点3至燃料基本上完全燃烧点4为止。图上的点3表示燃烧室主要容积已被火焰充满，混合气燃烧速度开始降低，加上活塞向下止点加速移动，使气缸中压力从点3开始下降。在后燃期中主要是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。此外，汽油机燃烧产物中CO2和H2O 的离解现象比柴油机严重，在膨胀过程中温度下降后又部分复合而放出热量，一般也作后燃看待。

(七)汽油机不同工况下燃烧过程的特点（填空题）

1、点火提前角不同时的燃烧过程

在汽油机上，保持节气门开度、转速以及混合气浓度一定，记录功率、燃油消耗率、排气温度随点火提前角的变化，称为汽油机点火提前特性(图5—12)。

转速越大，点火提前角越大

2、混合气浓度不同时的燃烧过程

在汽油机的转速、节气门开度保持一定，点火提前角为最佳值时调节供油量，记录功率、燃油消

耗率、排气温度随过量空气系数的变化曲线，称为汽油机在某一转速和节气门开度下的调整特性

在φa=0.8~0.9时，滞燃期最短，火焰传播的平均速率最高。此外，由于φa＜1的混合气燃烧以后

的实际分子变更系数增大以及燃料蒸发量增多，使进气温度下降，充量系数有所增大，因此这时最

高爆发压力、最高燃烧温度、压力升高率和功率均达到最大值，但同时由于不完全燃烧，燃油消耗

率较高。

在φa=1.03~1.1时，燃油消耗率达较佳值，这主要是因为气缸内燃料、空气和残余废气不能绝对

均匀混合，因而不可能刚好在φa=1时获得完全燃烧。

3、负荷不同时的燃烧过程

当节气门关小时，充量系数急剧下降，但留在气缸内的残余废气量不变，使残余废气系数增加，

滞燃期增加，火焰传播速率下降，最高爆发压力、最高燃烧温度、压力升高比均下降，冷却水散热

损失相对增加，因而燃油消耗率增加。因此，随着负荷的减小，最佳点火提前角要提早(图5—14)。

在传统汽油机中，采用点火提前真空调节器来自动调整。

4、转速不同时的燃烧过程

当转速增加时，气缸中湍流增加，火焰传播速率大体与转速成正例增加，因而最高爆发压力、压

力升高比随转速的变化不大。此外，在转速升高时，由于散热损失减少，进气被加热，使气缸内混

合得更均匀，有利于缩短滞燃期。但另一方面，由于残余废气系数增加，气流吹走电火花的倾向增

大，又使滞燃期增加。以上两种因素使以秒计的滞燃期与转速的关系不大，但是按曲轴转角计的滞

燃期却随转速的增加而增大。因此，在汽油机上均设有点火提前角的离心自动调节装置，使在转速

增加时，增大点火提前角。

5．降低爆燃的措施