发动机原理复习知识点

补燃是活塞向下止点移动时进行的，这时活塞已经 接近膨胀行程的中﹑后期，燃料的热能不能得到充分 的利用。所以，补燃是我们所不希望的。
二、不规则燃烧
定义： 指在稳定正常运转的情况下，各循环之间的 燃烧变动和各气缸之间的燃烧差异。 １．各循环间的燃烧变动 原因：燃烧分配不均匀程度和气体扰动的影响。
２．各缸间的燃烧差异 原因：燃烧分配不均匀。
c • 一、1kg燃料完全燃烧所需的理论空气量
• 二、过量空气系数 >1时完全燃烧产物的数量
• 三、燃料热值与混合气热值
第五章 发动机燃料与燃烧 第四节 燃烧的基础知识
• • • • • • • • • 四、发动机的燃烧模式 （一）预混燃烧 1.层流火焰传播 2.紊流火焰传播 （二）扩散燃烧 1.油滴的蒸发与燃烧 2.油束和油滴群的蒸发与燃烧 （三）预混燃烧与扩散燃烧的主要特点 （1~4）
绪论：车用动力发展史
• 一、（发动机：汽车的心脏）
1.人.畜力→发条车→“自行车”→蒸汽机→内燃机→电动 车 2.蒸汽机的发明与改进和作为汽车动力 巴本：蒸汽压力、大气压力、真空→往复直线运动 纽卡门：蒸汽机的问世 瓦特：三项专利对蒸汽机的进步的推动作用 法国古诺：第一辆蒸汽驱动的汽车
绪论：车用动力发展史
第五章 发动机燃料与燃烧 第一节 发动机的传统燃料
• 三、燃料特性引起的发动机工作模式上的差异
• 1.混合气形成方式的差异 • 2.着火燃烧模式的差异 • 3.负荷调节方式的差异
第五章 发动机燃料与燃烧 第二节 发动机代用燃料
• • • • • • • • • • • • • 一、气体燃料 （一）天然气 （二）液化石油气 （三）天然气、液化石油气与汽油比较 1.热值 2.抗爆性 3.着火性能 4.排放 5.安全性 6.使用性能 7.携带性 （四）在发动机上的使用方案 单燃料、两用燃料、双燃料
绪论：车用动力发展史
• 四、电动驱动在汽车上的应用 • 1.电动车的研发史 • 能源危机促使电动车发展加快
• 2.电动车的种类 • 纯电动、混合动力、燃料电池 • 电动车的主要问题
• 发动机是将某一种形式的能量转化为机械 能的机器。 • 汽车用活塞式内燃机可以根据不同的特征 分类。 (1)按所用的燃料分类 可分为液体燃料发动机(汽油机、柴油机等) 和气体燃料发动机(如天然气发动机、液化 石油气发动机等)。 (2)按发火方式分类 可分为压燃式发动机与点燃式发动机。
排气门晚关：延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作 用下，使排气干净。
进气门早开 排气门晚关
气门重叠
气门重叠会产生串气吗？ 不会 因为： a. 进、排气流各自有 自己的流动方向和 流动惯性，加上重 叠时间极短。 b. 进气流有助于更好地 排气。
二.换气损失
自由排气损失 w 排气损失 换气损失 强制排气损失 y 进气损失 x
点火提前角
2、明显燃烧期（2~3）
从火焰中心形成（示功图上缸内压力偏离压缩线的2 点）开始，到气缸内压力达到最高点（点3）为止，这 段时间称为明显燃烧期。 一般用压力上升速度来表示压力变化的急剧程度。
p p3 p2 (kpa / CA) 3 2
3、补燃期（3~）
从示功图上最高压力点（点3）以后的燃烧，称为补 燃期。
一、内燃机的理想循环
1、实际循环及理想化
实际工作过程：
进气、 压缩、 燃烧、 排气 膨胀、
汽油机的理想循环： 等容加热循环 低速柴油机的理想循环： 等压加热循环 高速柴油机的理想循环： 混合加热循环
2、汽油机的理想循环 --等容加热循环
1-2的压缩过程绝热压缩；
2-3的燃烧过程等容加热；
3-4的膨胀过程绝热膨胀；
曲轴旋转720℃）
自由排气阶段
换气过程可分为三个阶段
1.自由排气阶段
强制排气阶段
进气阶段
从排气门打开到气缸内压力接近于排气管压力的这段时期。 分为：⑴超临界状态 ⑵亚超临界状态 排气阀刚开始开启时，气缸内的压力大大超过排气管内压 力，气缸内的压力是排气管内的两倍以上。P/P大于临界值 （P/P=1.9）。这时排气的流动处于超临界状态，气体此时是 音速流过气门的 。 随着活塞的推移，缸内的压力迅速下降，当缸内压力与排 气管压力之比为1.9以下时，即P/P0<1.9时，排气的流动进 入亚临界状态。
第四节 热功转换的效率
• 二、热力学第二定律
• 开尔文表述： • 不可能制造出从单一热源吸热，使之全 部转化为功而不留下其他任何变化的热力发 动机。 • 第二类永动机是不可能存在的。
• 三. 平均指示压力
一个循环内单位气缸容积所作的指示功。
（用以评定气缸工作容积的做工能力） 影响因素： 进气终点压力、压缩比、初始膨胀比、 等熵指数、循环热效率
• • • • • • • •
二、四行程理论与内燃机的发明 1.四行程理论及其实现 锅炉和汽缸分离→合二为一（汽缸中燃烧） 烟气冷却、火药、氢气和空气混合燃料 法国雷诺的煤气机 提高热效率的四项要求和四项措施 1876年，奥拓四行程煤气机诞生 狄赛尔：蒸汽→高温高压的空气（柴油机的发明）
绪论：车用动力发展史
第二节
四行程发动机的充量系数
一、充量系数（充气效率） 实际进气量 实际进入气缸的新鲜充 量 v 进气状态下充满气缸工 作容积的新鲜充量 理论进气量
v
m实 m理
V1 Vh
*．可变气门定时 2．进气持续期可变
第五章 发动机燃料与燃烧 第一节 发动机的传统燃料
• 二、汽油和柴油的使用特性 • （一）汽油 • 1.抗爆性
3、增压的分类
• 1. 增压比分类： 低增压、中增压、高增压 • 2. 结构形式分类： 机械增压系统、 废气涡轮增压系统、 复合式增压系统、 组合式涡轮增压系统、 气波增压系统、
第二节 废气能量的利用
• 一、废气最大可用能 （排气门前废气到达涡轮前的能量损失） 1.排气门处节流损失 2.各种缩口处节流损失 3.管道面积突扩时流动损失 4.气流混合撞击损失 5.气体粘性形成的摩擦损失 6.气流向外界散热的能量损失
第五章 发动机燃料与燃烧 第二节 发动机代用燃料
• • • • • • • • • 二、液体燃料 （一）醇类 （二）二甲醚 （三）生物柴油 1.环保性 2.辛烷值高 3.安全性 4.可再生 5.与石化柴油任意比例相溶
• *解决能源危机的方法： • 代用燃料、新型燃料的研发
第五章 发动机燃料与燃烧 第三节 燃烧热化学（了解）
Q1 ’’ Q1’
混合加热循环的热效率:
k 1 t 1 k 1 1 k 1
ε =V1/V2--压缩比,λ =P3/P2 -压力升高比， ρ =V4/V3 -预胀比，k--绝热指数.
第五节 机械损失与机械效率
• 三、机械损失的测定方法
• 1.示功图法（示功器）--所有发动机（高增压） • 2.倒拖法（电力测功机） ---汽油机、小型柴油机 • 3.灭缸法（断缸法）---柴油机 • 4.油耗线法—负荷特性曲线
三．不正常燃烧
1、爆燃（爆震燃烧） 1）、产生的原因（机理）
远离火花塞的末端 混合气产生自燃
2）、影响爆燃的因素
①燃料性质：辛烷值越高，抗爆性越好。
②末端混合气的压力和温度 ③火焰前锋传播到末端混合气的时间。
第四节. 废气涡轮增压的类型
一、废气涡轮增压系统的类型
（1）定压涡轮增压系统 （2）脉冲涡轮增压系统
二、改善车用增压发动机转矩特性的途径 1、排气旁通
2、进气旁通 3、可变截面涡轮 （1）双蜗壳通道涡轮 （2）可变涡轮通道流通截面涡轮 （3）变喷嘴环流通截面涡轮
第六章 汽油机混合气的形成和燃烧 第一节 汽油机燃烧过程
第六节 热平衡及能量的合理利用
• • • • • • • 一、发动机热平衡 1.发动机所耗燃油的热量 2.转化为有效功的热量 3.传递个冷却介质的热量 4.废弃带走的热量 5.燃料不完全燃烧热损失 6.其他热量损失
一.换气过程 换气过程是从排气阀开启直到进气阀关闭的整个时期。 这个过程大约是380℃-450℃曲轴转角。（四行程内燃机每一循环
•
ε=Va/Vc
第一章 热机与热功转换的基本规律
第四节 热功转换的效率
定义： 循环净功与从高温热源吸收热量的比值 η T=W/Q1=(Q1-Q2)/Q1=1-Q2/Q1 W: 对外作出的循环净功； Q1: 循环中吸收的总热量; Q2: 循环中放出的总热量。 作用： 评价循环的经济性。
第一章 热机与热功转换的基本规律
• （辛烷值、辛烷值的ຫໍສະໝຸດ Baidu定方法、抗爆指数、含铅汽油）
• • • • •
2.蒸发性 (混合气形成) 3.抗氧化安定性 4.清净性 （清净、分散、抗氧化、破乳、防锈、清除积碳）
第五章 发动机燃料与燃烧 第一节 发动机的传统燃料
• 二、汽油和柴油的使用特性
• • • • • • （二）柴油 1.自然性 2.低温流动性 3.雾化和蒸发性 4.粘度（粘稠与流动性） 5.闪点（安全性）
进气阀关闭时也必须在下止点后才关闭？
从下止点到进气阀终了这段曲轴转角称为进气迟闭角。
进气门早开：增大了进气行程开始时气门的开启高度，减小进 气阻力，增加进气量。 进气门晚关：延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用 下，增加进气量。 排气门早开：借助气缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻 力，使排气干净。
• 冲程： 活塞由一个止点到另一个止点运动一次的程； • 气缸工作容积（Vh）： 活塞从上止点到下止点所让 出的空间容积。
• 发动机工作容积（Vl）： 发动机所有气缸工作容积之和，也叫发动机的排量。 •
Vl=Vh×i
• 燃烧室容积（Vc）： 活塞在上止点时，活塞顶上面的空间容积。 • 气缸总容积（Va）： 活塞在下止点时，活塞顶上面的空间容积。 • 压缩比（ε）： 气缸总容积与燃烧室容积的比值。
一、正常燃烧过程
1、着火（落后期）延迟期（1~2）
从电火花跳火开始到明显的火焰核心形成以前的 这段时间，称为着火延迟期。 当汽油和空气的混合气进入汽缸以后，由于汽油的自 燃温度远远高于其点燃温度，这时还不能产生自燃。只 有在火花塞跳火以后，由于电火花的高能量，使火花塞 电极间隙处的混合气温度急剧升高。极大地加速了反应 的进行，经过一段时间后，才形成明显燃烧的火焰核心。
2.强制排气阶段 在强制排气阶段中，废气是由上行活塞强制推出。 为什么要在活塞到达下止点前就打开排气阀？
从排气阀打开到下止点为止，这段曲轴转角称为排气提前角。
为什么排气阀是在活塞过了上止点后才关闭？
从上止点到排气阀关闭终了这段曲轴转角为排气迟闭角。
3.进气阶段 进气阀必须在上止点前开始打开？ 从进气门打开到上止点为止，这段曲轴转角称为进气提前角。
• 二、四行程理论与内燃机的发明 • 2.内燃机在汽车上的应用 • 1886年，本茨和戴姆勒依据奥拓的四行程原理制 造了第一台汽油机（第一辆汽车发明了） • 1936年柴油机应用到汽车上
• 1927年蒸汽机停止生产
绪论：车用动力发展史
• • • • • • • • • 三、车用内燃机的发展历程 1.车用内燃机的主要标志性技术 点燃、压燃 含铅汽油 增压技术 燃油经济性及排放标准 内燃机技术的进步（四项） 2.车用内燃机的发展方向 节能环保、轻量化、智能化控制、燃料多样化等
4-1的排气过程等容放热。
等容加热循环的热效率：
Q1
η T=1-1/ε
k-1 Q2
ε --压缩比； k--绝热指数。
3、车用柴油机的理想循环 --混合加热循环
1-2的压缩过程绝热压缩； 2-3的燃烧过程等容加热； 3-4的燃烧过程等压加热； 4-5的膨胀过程绝热膨胀； 5-1的排气过程等容放热。
发动机总体构造
• 总体构造：两大机构五大系统
– 两大机构：曲柄连杆机构、配气 机构 – 五大系统：冷却系、润滑系、燃 料供给系、点火系、起动系
• 注意：柴油机没有点火系。
发动机基本术语
• • • • 工作循环：每完成一次热功转换的工作过程。 上止点：活塞离曲轴回转中心最远处。 下止点：活塞离曲轴回转中心处。 曲柄半径R ：连杆与曲轴连接中心至曲轴旋转中 心的距离。 • 活塞行程S：上、下两止点间的距离（mm）， S=2R；