吉林大學發(fā)動機原理講義課件

1、發(fā)動機原理講義發(fā)動機原理講義參考書目發(fā)動機原理發(fā)動機原理林學東林學東（教材）（教材）汽車拖拉機發(fā)動機汽車拖拉機發(fā)動機董敬董敬機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社2001汽車構造汽車構造（上冊）（上冊）陳家瑞陳家瑞機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社2001工程熱力學工程熱力學陳貴堂陳貴堂北京理工出版社北京理工出版社1998內燃機學內燃機學周龍保周龍保機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社2004內燃機原理內燃機原理蔣德明蔣德明中國農(nóng)業(yè)機械出版社中國農(nóng)業(yè)機械出版社 1988內燃機原理內燃機原理劉永長劉永長華中理工出版社華中理工出版社1992教師信息教師信息 信息信息 韓永強韓永471738860

2、 講課缺點講課缺點 內容多（重點不突出）；思維跳躍（容易跑題）；板書亂、語速快內容多（重點不突出）；思維跳躍（容易跑題）；板書亂、語速快 擬改正方法擬改正方法 每章后給大家電子版講義；挑重點講（常識性的，考試的）每章后給大家電子版講義；挑重點講（常識性的，考試的） 獎勵獎勵 筆記，不考勤（若強烈要求），不計入成績（即使強烈要求）筆記，不考勤（若強烈要求），不計入成績（即使強烈要求） 目標：目標： 希望大家能了解更多的發(fā)動機基本和前沿知識并成為大家的朋友希望大家能了解更多的發(fā)動機基本和前沿知識并成為大家的朋友發(fā)動機基本流程發(fā)動機基本流程 能量轉換過程（實際）能量轉換過程（實際）講授主線及分值分布

3、講授主線及分值分布 提出發(fā)動機的提出發(fā)動機的性能指標性能指標（t、i、e）、）、工作循環(huán)歷工作循環(huán)歷程程、各種指標的、各種指標的計算方法計算方法（一二章）（一二章）20-25分；分； 介紹介紹燃料特性、燃料特性、燃燒初步、燃燒初步、燃燒反應熱化學計算燃燒反應熱化學計算，明確為何分為汽油、柴油兩種（三章），明確為何分為汽油、柴油兩種（三章），10-15； 據(jù)燃料特性講授汽油機、柴油機的據(jù)燃料特性講授汽油機、柴油機的混合氣形成混合氣形成，燃燃燒組織燒組織方式，相應的方式，相應的結構措施結構措施，各個，各個參數(shù)參數(shù)對燃燒、對燃燒、性能的性能的影響規(guī)律影響規(guī)律（四五章）（四五章）25-30； 綜合上述

4、知識講授發(fā)動機實際工作中的特性及各種綜合上述知識講授發(fā)動機實際工作中的特性及各種運行指標對特性的影響（六章）運行指標對特性的影響（六章）25-30分；分； 有害物排放與控制簡介（前沿技術簡介）有害物排放與控制簡介（前沿技術簡介）5-10分。分。 第一章第一章 發(fā)動機的性能指標發(fā)動機的性能指標 定義及意義定義及意義 評價發(fā)動機優(yōu)劣的評價發(fā)動機優(yōu)劣的依據(jù)依據(jù)（優(yōu)秀學生干部；超女、亞姐；帥哥（優(yōu)秀學生干部；超女、亞姐；帥哥VS好發(fā)動機）好發(fā)動機） 按來源分按來源分 理論指標：基于理論循環(huán)得出的動力性、經(jīng)濟性指標理論指標：基于理論循環(huán)得出的動力性、經(jīng)濟性指標； 指示指標：基于缸內實際循環(huán)得出的動力性、

5、經(jīng)濟性指標指示指標：基于缸內實際循環(huán)得出的動力性、經(jīng)濟性指標； 有效指標（實用指標）：發(fā)動機實際運行中所表現(xiàn)出的各種性能指標。有效指標（實用指標）：發(fā)動機實際運行中所表現(xiàn)出的各種性能指標。 按評價內容分按評價內容分 動力性動力性：Pe Ttq n 經(jīng)濟性指標經(jīng)濟性指標：熱效率，熱效率， b，B； 排放指標：排放指標：NOx、PM、CO、HC，臭味，臭味 運行指標運行指標：冷起動、噪聲、冷起動、噪聲、 加工工藝加工工藝：可靠性、耐久性、成本可靠性、耐久性、成本 決定因素：工作循環(huán)過程（燃燒組織）、決定因素：工作循環(huán)過程（燃燒組織）、后處理后處理第一章第一章 發(fā)動機的性能發(fā)動機的性能 發(fā)動機優(yōu)劣對

6、比發(fā)動機優(yōu)劣對比（綜合性）（綜合性）Benz W12 (20/Y)S195 (20W/Y)動力性動力性160kW10kW經(jīng)濟性經(jīng)濟性197g/kWh（30L/h）250g/kWh（3L/h)排放排放歐V(0.32kg/h) Nox，2g/kW.h（標定點）歐-5？(0.15kg/h)15g/kWh使用特性使用特性35W（價格）2.5K$1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 理論循環(huán)的定義（理論循環(huán)的定義（What、How、Why）在在一定的簡化條件一定的簡化條件下將發(fā)動機的實際工作循環(huán)按燃燒過程不同按燃燒過程不同抽象為幾種典型的熱力學可描幾種典型的熱力學可描述的過程（述的過程（P-V、T-S圖）

7、圖），用于獲得某些的性獲得某些的性能評價指標及各種參數(shù)對該指標的影響規(guī)律能評價指標及各種參數(shù)對該指標的影響規(guī)律（效率（效率T-S、功、功P-V）。$1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 簡化條件簡化條件 封閉循環(huán)封閉循環(huán) 換氣過程為定容放熱，換氣過程為定容放熱，無物質交換；無物質交換； 絕熱絕熱 壓縮過程、膨脹過程為絕熱（等熵），壓縮過程、膨脹過程為絕熱（等熵），不考慮傳熱損失；不考慮傳熱損失； 熱源加熱熱源加熱 燃燒過程為瞬時熱源加熱（定容或定壓），燃燒過程為瞬時熱源加熱（定容或定壓），不考慮燃燒過程的不考慮燃燒過程的時間、燃燒損失；時間、燃燒損失； 理想工質理想工質 工質為空氣、工質為空氣、

8、不考慮成份變化及數(shù)量變化；不考慮成份變化及數(shù)量變化； 可逆過程可逆過程 循環(huán)中無能量的損失只有能量的轉換，總熵產(chǎn)為循環(huán)中無能量的損失只有能量的轉換，總熵產(chǎn)為0，可用熱力可用熱力學的循環(huán)來表示。學的循環(huán)來表示。$1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 分類（燃燒過程）分類（燃燒過程） 定容循環(huán)定容循環(huán)（汽油機）（汽油機） 燃燒迅速、上止點（定容：余隙容積）加熱。燃燒迅速、上止點（定容：余隙容積）加熱。 定壓循環(huán)定壓循環(huán)（大型柴油機）（大型柴油機） 上止點后燃燒、加熱緩慢，放熱量導致的壓力增加上止點后燃燒、加熱緩慢，放熱量導致的壓力增加與容積增大引起的壓力下降抵消，壓力維持不變。與容積增大引起的壓力下

9、降抵消，壓力維持不變。 混和循環(huán)混和循環(huán)（車用高速柴油機）（車用高速柴油機） 一部分（預混和燃燒）定容燃燒、一部分（擴散燃一部分（預混和燃燒）定容燃燒、一部分（擴散燃燒）定壓。燒）定壓。 $1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 典型熱力學過程典型熱力學過程 T T- -S S 圖中定容過程圖中定容過程曲線的斜率：曲線的斜率：vCTdSdT；定壓；定壓過程過程曲線斜率曲線斜率：pCTdSdT；因為；因為CvCp 所以定所以定容曲線陡峭，而定壓過程曲線較平緩。容曲線陡峭，而定壓過程曲線較平緩。 對于對于 P P- -V V 圖等熵過程圖等熵過程KKVVPPCPV)(2112 即；等等溫過程溫過程：C

10、PV ，等溫斜率小，等溫斜率小 可能涉及到的熱力學過程為：等熵、可能涉及到的熱力學過程為：等熵、等溫（燃燒溫度控制：等溫（燃燒溫度控制：NOx、熱負、熱負荷）荷）、定容、定壓定容、定壓$1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 典型熱力學過程典型熱力學過程$1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 理論循環(huán)歷程理論循環(huán)歷程（板書）（板書） 等熵（絕熱）壓縮：等熵（絕熱）壓縮：a-c 工質加熱（理想燃燒過程）工質加熱（理想燃燒過程）c(-z)-z 等熵（絕熱）膨脹：等熵（絕熱）膨脹：z-b 定容放熱（理想換氣過程）：定容放熱（理想換氣過程）：b-a. $1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 可得到的指標可得到

11、的指標 Wt為一次量，其余為引申量。為一次量，其余為引申量。Wt$1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 可得到的指標可得到的指標 Wt，Q1為一次量，其余為二次量。為一次量，其余為二次量。Q2 Q1Q1 Q2 1212111QQQQQQWtt$1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 各因素對性能的影響各因素對性能的影響（必考內容）（必考內容）$1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 壓縮比影響壓縮比影響$1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 壓縮比影響壓縮比影響$1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 絕熱指數(shù)絕熱指數(shù)理論循環(huán)熱效率隨絕熱指數(shù)的理論循環(huán)熱效率隨絕熱指數(shù)的增加而提高。增加而提高。K取決于工質性質

12、，對于雙原取決于工質性質，對于雙原子分子（空氣）子分子（空氣）K=1.4，多原，多原子氣體子氣體K=1.33，發(fā)動機的混，發(fā)動機的混和氣和氣K=1.321.4。柴油機熱效率高的四個要素壓柴油機熱效率高的四個要素壓縮比高、混和氣絕熱指數(shù)高、縮比高、混和氣絕熱指數(shù)高、泵氣損失小、燃燒完全。泵氣損失小、燃燒完全。$1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 三種循環(huán)效率對比三種循環(huán)效率對比$1.1發(fā)動機理論循環(huán)發(fā)動機理論循環(huán) 三種循環(huán)效率對比三種循環(huán)效率對比$1.2發(fā)動機實際循環(huán)發(fā)動機實際循環(huán) 組成（四行程）組成（四行程） 進氣、壓縮、進氣、壓縮、燃燒、燃燒、膨脹和排氣。膨脹和排氣。 表達方式表達方式 通常

13、用氣缸內工質的壓力隨氣缸容積（或曲軸通常用氣缸內工質的壓力隨氣缸容積（或曲軸轉角）的變化圖形轉角）的變化圖形PV圖（或圖（或P）圖來表圖來表示，稱為示功圖。示，稱為示功圖。(T-S圖不適用，不可逆）圖不適用，不可逆） 理解理解 以缸內工質對活塞做功為研究對象的循環(huán)描述以缸內工質對活塞做功為研究對象的循環(huán)描述 以熱力學過程為研究對象的循環(huán)描述（理論）以熱力學過程為研究對象的循環(huán)描述（理論）$1.2發(fā)動機實際循環(huán)發(fā)動機實際循環(huán) 示功圖分析示功圖分析（功的走向）（功的走向）$1.2 進氣過程（進氣過程（ra）$1.2 壓縮過程（壓縮過程（ac）$1.2 壓縮過程（壓縮過程（ac）$1.2 壓縮過程（

14、壓縮過程（ac）$1.2 燃燒過程（燃燒過程（C-Z） 作用：作用： （cz 線）將燃料的化學線）將燃料的化學能轉變能轉變?yōu)闊崮埽构べ|的壓力、溫度升為熱能，使工質的壓力、溫度升高。放出的熱量越多，放熱時越靠近上高。放出的熱量越多，放熱時越靠近上止點，熱效率越高。止點，熱效率越高。 要求：要求：燃燒完全、及時。燃燒完全、及時。 參數(shù)參數(shù)范圍范圍： P Pz z(MPa) T(MPa) Tz z (K)(K) 汽油機汽油機 3.06.5 22002800 柴油機柴油機 4.59.0 18002200 增壓柴增壓柴 9 9. .0 01414. .0 0 1 19009002 2100100 參數(shù)

15、比較：參數(shù)比較： 柴油機柴油機大大 Pz 汽油機汽油機混合氣熱值高、燃燒溫度高混合氣熱值高、燃燒溫度高TzTz $1.2 膨脹過程（膨脹過程（Z-B）$1.2 排氣過程（排氣過程（br）$1.2 指示指標指示指標 指示指標用來評定實際循環(huán)質量的好壞，指示指標用來評定實際循環(huán)質量的好壞，以工質在氣缸內對活塞做功為基礎。以工質在氣缸內對活塞做功為基礎。 用平均指示壓力及指示功率評定循環(huán)的動用平均指示壓力及指示功率評定循環(huán)的動力性力性即做功能力。用循環(huán)熱效率及燃即做功能力。用循環(huán)熱效率及燃料消耗率評定循環(huán)的經(jīng)濟性。料消耗率評定循環(huán)的經(jīng)濟性。 分類分類$1.2 動力性指標動力性指標 循環(huán)指示功循環(huán)指示

16、功Wi（kJ）：一個實際循環(huán)工質對活塞）：一個實際循環(huán)工質對活塞所做的有用功所做的有用功 。 平均指示壓力平均指示壓力pmi (MPa)：發(fā)動機單位氣缸工作容：發(fā)動機單位氣缸工作容積積(L)一個循環(huán)所做的指示功。一個循環(huán)所做的指示功。 計算方法：計算方法： 測取示功圖（測取示功圖（P- ），利用數(shù)值積分方法進行計算。），利用數(shù)值積分方法進行計算。4;2SDVVWpssimidddVpWi3600$1.2 動力性指標動力性指標 $1.2 動力性指標動力性指標 $1.2 經(jīng)濟性指標經(jīng)濟性指標 $1.2 經(jīng)濟性指標經(jīng)濟性指標 熱效率與燃油消耗率的關系熱效率與燃油消耗率的關系 一小時所作的指示功為一小

17、時所作的指示功為Pi3.6103（kJ） 一小時所消耗的熱量為一小時所消耗的熱量為Bhu（kJ） 則熱效率則熱效率=Pi3.6103/(Bhu)，hu（kJ/kg） 因為因為biB/Pi1000 所以有所以有Pi/B1000/bi 則有熱效率則有熱效率3.6106/（bihu）$1.3 機械損失機械損失 定義定義 發(fā)動機實際循環(huán)所做的指示功不可能完全對外輸出，功在發(fā)動機實際循環(huán)所做的指示功不可能完全對外輸出，功在發(fā)動機內部轉化過程中必然會有所損失，所消耗在發(fā)動機發(fā)動機內部轉化過程中必然會有所損失，所消耗在發(fā)動機內部的這部分功稱為機械損失。用內部的這部分功稱為機械損失。用Pm，pmm表示。表示。

18、 $1.3 機械損失機械損失 組成組成$1.3 機械損失機械損失 測定方法測定方法$1.3 機械損失機械損失 測定方法測定方法$1.3 機械損失機械損失 測定方法測定方法$1.3 機械損失機械損失 測定方法測定方法 4、示功圖法、示功圖法 熱車熱車 測取測取Pe 同時測示功圖，計算出同時測示功圖，計算出Pi 據(jù)公式機械效率據(jù)公式機械效率Pe/Pi可直接求出所有項目可直接求出所有項目 缺點：實驗系統(tǒng)復雜昂貴、需在缸蓋上打孔缺點：實驗系統(tǒng)復雜昂貴、需在缸蓋上打孔 優(yōu)點：可適用于任何機型優(yōu)點：可適用于任何機型$1.3 機械損失機械損失 影響因素影響因素 $1.3 機械損失機械損失 影響因素影響因素

19、2摩擦損失摩擦損失 在機械損失中，摩擦損失所占比例最大，達在機械損失中，摩擦損失所占比例最大，達70左右。左右。 活塞組件活塞組件(活塞環(huán)、活塞裙部和活塞銷活塞環(huán)、活塞裙部和活塞銷)。 減少措施：減少活塞環(huán)數(shù)目；減薄活塞環(huán)厚度；減少活塞裙部的減少措施：減少活塞環(huán)數(shù)目；減薄活塞環(huán)厚度；減少活塞裙部的接觸面積；在裙部涂固體潤滑膜等。接觸面積；在裙部涂固體潤滑膜等。 曲軸組件曲軸組件 （主軸頸、連桿軸頸或平衡軸頸及其密封裝置）（主軸頸、連桿軸頸或平衡軸頸及其密封裝置） 。 一般潤滑動阻力與軸頸的直徑和寬度的立方成正比。一般潤滑動阻力與軸頸的直徑和寬度的立方成正比。 減少運動件的慣性質量，如減小活塞、

20、活塞銷、連桿的質量，可減少運動件的慣性質量，如減小活塞、活塞銷、連桿的質量，可降低軸承負荷并可使軸承寬度和軸徑減小。降低軸承負荷并可使軸承寬度和軸徑減小。 配氣機構配氣機構 減小配氣機構運動件質量，降低彈簧負荷，在搖臂與凸輪接觸面減小配氣機構運動件質量，降低彈簧負荷，在搖臂與凸輪接觸面處加入滾動軸承等。處加入滾動軸承等。 減少措施：相對運動件的接觸面積、接觸形式（滑滾）；配合面減少措施：相對運動件的接觸面積、接觸形式（滑滾）；配合面的加工精度、潤滑情況；運動件的質量，配氣機構的彈簧剛度。的加工精度、潤滑情況；運動件的質量，配氣機構的彈簧剛度。$1.3 機械損失機械損失 影響因素影響因素 $1.

21、3 機械損失機械損失 影響因素（負荷影響因素（負荷 ）$1.3 機械損失機械損失 影響因素影響因素 $1.4 有效指標有效指標 定義定義 發(fā)動機經(jīng)濟性和動力性指標是以曲軸對外輸出的功率曲軸對外輸出的功率為基礎獲得的，代表了發(fā)動機整機的使用性能性能，通常稱它們?yōu)橛行е笜擞行е笜恕?分類分類 動力性：Pe，Ttq，n，Pme 經(jīng)濟性：be、B， 強化指標：PL、me、強化系數(shù)e$1.4 有效指標有效指標 動力性指標動力性指標 $1.4 有效指標有效指標 動力性指標動力性指標 $1.4 有效指標有效指標 動力性指標動力性指標 $1.4 有效指標有效指標 經(jīng)濟性指標經(jīng)濟性指標 $1.4 有效指標有效指

22、標 強化指標強化指標 $1.4 有效指標有效指標 強化指標強化指標 第一章第一章 發(fā)動機的性能指標發(fā)動機的性能指標 知識點回顧知識點回顧理論循環(huán)理論循環(huán) 定義、簡化條件、分類、可得到的指標、影響因素實際循環(huán)實際循環(huán) 組成，各階段特點、要求，不同參數(shù)的汽油柴油機對比，可得到的指標，各指標的計算方法。機械損失機械損失 定義、組成及比例、測定方法、影響因素。有效指標：有效指標： 定義、分類及計算公式、強化指標的對比。第二章 發(fā)動機換氣過程 一、概述一、概述作用作用 盡可能排除缸內廢氣并充人盡可能多的新鮮工質（盡量增加每循環(huán)進入氣缸的新鮮工質量（m1），從而提高功率及強化指標對性能影響對性能影響 影響

23、到汽車的經(jīng)濟性、排放、噪聲及乘坐的舒適性等。要求要求 盡可能合理地延長換氣時間：盡可能合理地延長換氣時間：發(fā)動機換氣過程包括排氣過程和進氣過程。理論上進排氣各占180（合計360 ）曲軸轉角。 實際上由于發(fā)動機轉速高，一個行程的歷時只有60/6000/20.005s時間短充氣不足，排氣不凈。要盡量延長進、排氣時間（換氣過程)即擴大進、排氣的曲軸轉角。組成：組成： 從排氣門開啟進氣門關閉的整個時期，約占410480曲軸轉角。一般分作自由排氣、強制排氣、進氣和氣門疊開四個階段。二、幾個概念 一）配氣定時（配氣相位）圖配氣定時（配氣相位）圖 進、排氣門開、閉相對于曲軸轉角的時刻稱為配氣定時（相位），

24、用相對上、下止點的曲軸轉角的環(huán)形圖來表示則稱為配氣定時圖。二、幾個概念 一）配氣定時（配氣相位）圖配氣定時（配氣相位）圖 作用： 在活塞上行時排氣門有足夠大的開啟面積，減小排氣阻力； 減小活塞上行時的阻力（強制排氣損失負功）；合理匹配可以減小泵氣損失。 高溫廢氣迅速排出可減小發(fā)動機熱負荷；二、幾個概念 一）配氣定時（配氣相位）圖配氣定時（配氣相位）圖 作用 利用壓力差和廢氣流慣性盡可能排凈出廢氣。 作用 在活塞下行時進氣門有足夠大的開啟面積，新鮮工質可以順利流入氣缸；冷卻燃燒室壁面以降低Ta提高充氣效率。 二、幾個概念 一）配氣定時（配氣相位）圖配氣定時（配氣相位）圖 作用： 利用高速氣流的慣

25、性和壓力差在下止點后繼續(xù)充氣，增加進氣量。 作用：二、幾個概念 二）換、泵氣損失 圖例 X：k-a-k-k Y：r-k-r-k-k-a-r W：b-b-r-b d：r-k-k-a-r二、幾個概念 二）換、泵氣損失 1、定義 換氣損失：實際換氣過程相對于“準”理論循環(huán)（理論配氣狀態(tài)下的壓縮、燃燒、膨脹過程）換氣過程所損失的部分（缺失或負功）。 W+Y+X 泵氣損失：720CA實際循環(huán)中為負值的部分。 X+Y-d 換氣損失的優(yōu)化 合理匹配排氣提前角使得W+Y取得最小值。 三）充氣效率 1、定義 充氣效率：實際進入氣缸的新鮮工質量m1與進氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮工質量ms的比值。 2、測量方法

26、 利用空氣流量計測出發(fā)動機實際進氣量M1（kg/h） 計算該工況的理論進氣量Ms（kg/h），二者之比即是。二、幾個概念vSssssinVniVm30602 一）排氣過程 1、自由排氣、自由排氣 定義：定義：從排氣門打開到氣缸壓力接近排氣管壓力所對應的階段。 分段及詳解分段及詳解 前期（超臨界排氣）：Pb/Pr1.9，廢氣以聲速流經(jīng)排氣門口，與壓差無干。C=（KRT）1/2，400-800C時，500m/s-700m/s 中期（亞臨界排氣）： 1.9Pb/Pr1，流速低于音速且取決于壓差。 結束階段：Pb與Pr趨于一致，廢氣不能自由排出，需活塞上行推出廢氣。 特點特點 排出廢氣量與工況（尤其是

27、轉速）無關僅取決于缸內狀態(tài)及排氣管阻力（結束標志為壓力平衡）。 時間極短但有近60的廢氣在此階段排出。三、換氣過程詳解 一）排氣過程 2、強制排氣、強制排氣 定義：定義：克服排氣系統(tǒng)阻力活塞強制推出廢氣。 二）進氣過程 定義：定義：活塞下行、缸內容積增加、缸內壓力下降、環(huán)境壓力缸內壓力進氣系統(tǒng)阻力，吸入新鮮工質。 特點： 初期缸內容積增加、壓差不足不進氣，進氣系統(tǒng)壓力急劇下降。 壓力下降到壓差進氣阻力后壓力幾乎不變。三、換氣過程詳解第二節(jié) 四行程發(fā)動機充氣效率 一、充氣效率影響因素確定一）、圖例一）、圖例進氣終了氣缸容積為Vs+Vc：ma=氣缸工作容積為Vs：令：aVsVVcaa)(Vsmss

28、VaaV 二）、公式推導二）、公式推導一、充氣效率影響因素確定 三）、影響充氣效率的因素三）、影響充氣效率的因素一、充氣效率影響因素確定 一）進氣終了壓力Pa 原理性分析二、各因素對充氣效率的影響規(guī)律 一）進氣終了壓力Pa 轉速影響（不考慮進氣遲關的影響，假定均最佳配氣）二、各因素對充氣效率的影響規(guī)律進氣終了壓力隨轉速的變化（汽）nPa柴汽外 一）進氣終了壓力Pa 負荷影響 汽油機（量調節(jié)） 負荷增加節(jié)氣門開大，阻力系數(shù)小Pa增加（主要因素） 負荷增加發(fā)動機熱負荷增加，對進氣加熱量增加Ta上升（次要因素）。 隨負荷增加汽油機充氣效率上升 柴油機（質調節(jié)） 負荷阻力不變，Pa基本不變 負荷Ta略

29、微 柴油機隨負荷增加v基本不變或稍。二、各因素對充氣效率的影響規(guī)律Pe 二）進氣遲關角 、 容積系數(shù) 影響機理 諧波進氣（主要），進氣終了容積（次要）。二、各因素對充氣效率的影響規(guī)律慣性效應（單一進氣）波動效應（循環(huán)、缸間） 二）進氣遲關角二）進氣遲關角 、 容積系數(shù)容積系數(shù) 對充氣效率的影響對充氣效率的影響 特定轉速下取得最佳值，若可變可獲得外包絡線（各轉速特定轉速下取得最佳值，若可變可獲得外包絡線（各轉速均為峰值，相當于僅考慮均為峰值，相當于僅考慮Pa）。）。 壓力降遲關角共同影響造成的實際發(fā)動機充氣效率為中壓力降遲關角共同影響造成的實際發(fā)動機充氣效率為中間高兩端低（低速慣性不足反流，高速

30、慣性未充分利用且間高兩端低（低速慣性不足反流，高速慣性未充分利用且壓力降過大）壓力降過大） 遲關角越小峰值越靠近低速遲關角越小峰值越靠近低速 汽油機的峰值對應最大扭矩點。汽油機的峰值對應最大扭矩點。二、各因素對充氣效率的影響規(guī)律不同進氣遲關角對應的充氣效率不同進氣遲關角對應的充氣效率實際發(fā)動機充氣效率隨轉速變化實際發(fā)動機充氣效率隨轉速變化n n 三）進氣終了溫度Ta Ta高于To的原因 Ta對充氣效率的影響 降低Ta的措施 排氣管與進氣管置于氣缸兩側，控制進氣預熱，適當加大氣門疊開角 工況對Ta的影響二、各因素對充氣效率的影響規(guī)律 四）殘余廢氣系數(shù)r二、各因素對充氣效率的影響規(guī)律v，而且使燃燒

31、惡化。，而且使燃燒惡化。 汽油機低負荷運轉時汽油機低負荷運轉時（m1 ，mr 變化不大變化不大) 稀釋可燃混合氣稀釋可燃混合氣燃燒過程緩慢燃燒過程緩慢經(jīng)濟性和排放經(jīng)濟性和排放性能變差。性能變差。 111aassvpp 五）環(huán)境溫度Ts和環(huán)境壓力Ps環(huán)境溫度環(huán)境溫度Ts 隨環(huán)境溫度的增加，環(huán)境溫度與缸壁等熱部件的溫差減小，Ts/Ta，充氣效率有所增加。 一般情況下，充氣效率與（Ts/T0）m 成正比，m=0.25-0.3.轉速增加，作用時間短Ts/Ta增加；負荷增加缸壁溫度增加，Ta/Ta減小。環(huán)境壓力環(huán)境壓力 Ps對充氣效率沒有影響。 兩端同除以Ps有， 可見，Pa/Ps在溫度相同的情況下為常

32、數(shù)，及充氣效率不變。二、各因素對充氣效率的影響規(guī)律 ssavPP221 五）環(huán)境溫度Ts和環(huán)境壓力Ps冬天與夏天對比（充氣效率、冬天與夏天對比（充氣效率、m1） 冬天的充氣效率低，但功率大（與溫度成冬天的充氣效率低，但功率大（與溫度成0.3次方，而進氣次方，而進氣量量m1與溫度成與溫度成1次方關系（從密度公式考慮），即溫度次方關系（從密度公式考慮），即溫度低低m1增加）。增加）。 高原與平原對比高原與平原對比充氣效率不變充氣效率不變密度變小，密度變小，m1減小動力性下降減小動力性下降二、各因素對充氣效率的影響規(guī)律 一、總體原則（從影響因素出發(fā)）從影響因素出發(fā)） 減小進氣系統(tǒng)阻力：提高減小進氣系

33、統(tǒng)阻力：提高pa 合理匹配配氣相位：綜合優(yōu)化有效容積比和慣性合理匹配配氣相位：綜合優(yōu)化有效容積比和慣性進氣。進氣。 減小排氣系統(tǒng)阻力：降低殘余廢氣系數(shù)減小排氣系統(tǒng)阻力：降低殘余廢氣系數(shù) 減小進氣加熱：降低減小進氣加熱：降低Ta第三節(jié) 提高充氣效率的措施 一、減小進氣系統(tǒng)阻力 減小氣門處的阻力減小氣門處的阻力 1、時面值、角面值（氣門開啟豐度）時面值、角面值（氣門開啟豐度） 定義：整個氣門開啟過程中開啟面積對時間、角度的積分稱為時面定義：整個氣門開啟過程中開啟面積對時間、角度的積分稱為時面值、角面值。代表了氣門總的開啟面積，也可以反應氣門開啟的豐值、角面值。代表了氣門總的開啟面積，也可以反應氣門

34、開啟的豐滿程度（流通能力）。滿程度（流通能力）。 與凸輪升程規(guī)律（氣門升程規(guī)律）、氣門密封錐角有關。與凸輪升程規(guī)律（氣門升程規(guī)律）、氣門密封錐角有關。 隨轉速的升高一般的角面值不變化，而時間變短，時面值下降，換隨轉速的升高一般的角面值不變化，而時間變短，時面值下降，換氣過程就相對困難（阻力系數(shù)氣過程就相對困難（阻力系數(shù) 增加）。增加）。二 、提高充氣效率的措施 一、減小進氣系統(tǒng)阻力 減小氣門處的阻力減小氣門處的阻力 2、進氣馬赫數(shù)進氣馬赫數(shù) 降低降低Ma，提高充氣效率的措施，提高充氣效率的措施 增大氣門的相對通過面積；增大氣門的相對通過面積； 改善氣門處的氣體流動；改善氣門處的氣體流動； 合理

35、的配氣相位。合理的配氣相位。二 、提高充氣效率的措施 一、減小進氣系統(tǒng)阻力 減小氣門處的阻力減小氣門處的阻力 3、氣門直徑和氣門數(shù)氣門直徑和氣門數(shù)二 、提高充氣效率的措施 一、減小進氣系統(tǒng)阻力 減小氣門處的阻力減小氣門處的阻力 4、氣門升程規(guī)律、氣門升程規(guī)律二 、提高充氣效率的措施 一、減小進氣系統(tǒng)阻力 減小氣門處的阻力減小氣門處的阻力 5、減少氣門處的流動損失、減少氣門處的流動損失二 、提高充氣效率的措施 一、減小進氣系統(tǒng)阻力 減小進氣道的阻力減小進氣道的阻力 諧波進氣（可變管長）諧波進氣（可變管長） 根據(jù)發(fā)動機的轉速不同，自動調整進氣管長度，從而能夠充分利用進氣根據(jù)發(fā)動機的轉速不同，自動調

36、整進氣管長度，從而能夠充分利用進氣過程中較高的進氣諧波，提高充氣系數(shù)過程中較高的進氣諧波，提高充氣系數(shù) 一般原則為低速、大扭矩時細長（在阻力變化不大情況下提高慣性）、一般原則為低速、大扭矩時細長（在阻力變化不大情況下提高慣性）、高速時短粗（慣性不變的情況下減小阻力系數(shù)）。高速時短粗（慣性不變的情況下減小阻力系數(shù)）。二 、提高充氣效率的措施 二、合理選擇配氣正時二 、提高充氣效率的措施 二、合理選擇配氣正時二 、提高充氣效率的措施三、減小排氣系統(tǒng)阻力（減小排氣系統(tǒng)阻力（r）選擇合理的排氣消音器（排氣管合格的國標選擇合理的排氣消音器（排氣管合格的國標為動力性下降小于為動力性下降小于5%）。）。減小

37、殘余廢氣系數(shù)。減小殘余廢氣系數(shù)。氣門疊開掃氣。氣門疊開掃氣。四、減少進氣加熱（四、減少進氣加熱（Ta）進排氣管分布在兩側進排氣管分布在兩側氣門疊開、排氣過程等。氣門疊開、排氣過程等。二 、提高充氣效率的措施三 、提高充氣效率的另一種說法發(fā)動機原理講義第三章 燃料與燃燒需掌握內容需掌握內容燃料的組成及分類（燃料的組成及分類（C原子數(shù)、分子結構對原子數(shù)、分子結構對燃料性能的影響）燃料性能的影響）各種燃料的評價指標及實際意義（燃料的各種燃料的評價指標及實際意義（燃料的使用特性）使用特性）常用燃料燃燒化學初步計算（理論空氣量、常用燃料燃燒化學初步計算（理論空氣量、分子變更系數(shù)、混和氣熱值）分子變更系數(shù)

38、、混和氣熱值）燃燒初步（鏈式反應、熱力自燃）燃燒初步（鏈式反應、熱力自燃）第一節(jié) 燃料組成及特征一、燃料的主要分類石油類（烴類）：石油類（烴類）：液態(tài)，汽油、（煤油：用于航空發(fā)動機）、輕柴油、重柴油；氣態(tài)，CNG、LNG、LPG （海底可燃冰，CH4的水合物，每立方米可析出164立方米的天然氣，保守估計有1.1 萬億噸 (11 1012t)，可夠人類使用1000年）含氧燃料：含氧燃料：甲醇、乙醇、醚類（二甲基乙醚DME） ，BTL、GTL、CTL（制取燃油）生物油類：生物油類：大豆油、菜籽油等，可再生資源，太稠、混合氣形成困難、結焦。去除甘油后就可以變稀。氫：氫：好處多多，但主要問題集中在能量

39、密度（貯存：壓縮法、液化法、吸附法）、零部件的脆化和來源。僅是能量的載體，非能源。 （紅色字體部分由于出現(xiàn)較晚，或應用范圍較窄，被稱為代用燃料。其出現(xiàn)（紅色字體部分由于出現(xiàn)較晚，或應用范圍較窄，被稱為代用燃料。其出現(xiàn)的主要目地為緩解能源危機和環(huán)境污染）的主要目地為緩解能源危機和環(huán)境污染）二、石油類燃料特性 1、化學組成：、化學組成：主要成分：碳、氫，占主要成分：碳、氫，占9798%；少量元素：硫、氧、氮少量元素：硫、氧、氮其中其中O元素可以降低燃燒過程微粒物，煙度下降；元素可以降低燃燒過程微粒物，煙度下降；S可以使可以使N多催化劑中毒，盡量減少。多催化劑中毒，盡量減少。微量元素：微量元素：K，

40、As，Na，Ca通式：多種碳氫化合物的混合物，通式可表達通式：多種碳氫化合物的混合物，通式可表達為為CnHm，通常稱為烴。，通常稱為烴。二、石油類燃料特性 2、C原子數(shù)對烴類燃料性能的影響原子數(shù)對烴類燃料性能的影響隨分子中隨分子中C原子個數(shù)的增加有：原子個數(shù)的增加有：二、石油類燃料特性 3、分子結構對烴類燃料性能的影響、分子結構對烴類燃料性能的影響二、石油類燃料特性 3、分子結構對烴類燃料性能的影響、分子結構對烴類燃料性能的影響第二節(jié) 燃料使用特性一、汽油使用特性1、餾程：蒸發(fā)性（揮發(fā)性）、餾程：蒸發(fā)性（揮發(fā)性）定義：定義：餾出某一質量百分比燃油的溫度范圍。主要指標：主要指標：為了評價燃料的揮

41、發(fā)性（形成混合氣的難易程度），以10、50和90的餾出溫度作為指標。 （1）10餾出溫度餾出溫度T10(75)表征燃料的起動性（T10低容易冷車起動）。但過低，在輸送時受發(fā)動機溫度較高、壓力過低部位汽化，形成“氣阻”，使發(fā)動機斷火，影響正常運轉。（2）50餾出溫度餾出溫度T50(145)表征平均蒸發(fā)性。T50低(從較低負荷向較高負荷過渡時，能夠及時供應所需的混合氣）暖車時間+加速性+工作穩(wěn)定性均會改善。（3）90餾出溫度餾出溫度T90(195)第二節(jié) 燃料使用特性一、汽油使用特性2、辛烷值（抗爆性）、辛烷值（抗爆性）爆震：爆震：在汽油機燃燒中，在火焰前鋒面未傳播到的情況下由于缸內溫度（或局部溫

42、度）高過而引起的末端混合氣自燃（瞬間同時燃燒） ，從而引起缸內溫度、壓力急劇上升并伴隨特定敲缸聲（壓力波在缸內的不斷反射）的不正常燃燒狀態(tài)。輕微爆震時燃燒迅速定容性提高，熱效率提高、動力性提高。爆震過強時缸內溫度、壓力急劇上升發(fā)動機的熱負荷、機械負荷增加，潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)破壞從而引起可預見的重大破壞?，F(xiàn)代汽油機中增設爆震傳感器，使發(fā)動機在臨界爆震狀態(tài)燃燒。第二節(jié) 燃料使用特性一、汽油使用特性2、辛烷值（抗爆性）、辛烷值（抗爆性）辛烷值測定方法：辛烷值測定方法：在特殊的單缸試驗機（CFR）上按規(guī)定的條件進行。利用兩種標準燃料：異辛烷(2,2,4三甲基戊烷，C8H18)，辛烷值為100；正庚烷

43、(C7H16)，辛烷值為0。按不同比例（體積）混合可得不同辛烷值的標準燃料，（其辛烷值即為異辛烷的體積百分數(shù)）。在特定工況下調整壓縮比使被測燃料發(fā)生臨界爆震。找出與被測燃油相同具有抗爆性的標準燃料，則標準燃料的辛烷值即為被測定汽油的辛烷值。辛烷值高低順序為烷烴烯烴（炔烴）環(huán)烷烴芳烴。 辛烷值的分類：辛烷值的分類：馬達法試驗值（MON）n=900r/min、進氣加熱（條件苛刻），研究法試驗值（RON）n=600r/min、進氣不加熱。MON11時的理論分子變更系數(shù)時的理論分子變更系數(shù) 計算方法計算方法四、燃料熱值與混合氣熱值燃料熱值與混合氣熱值 1、燃料熱值：、燃料熱值：1kg燃料完全燃燒所放出

44、的熱量，稱為燃料的熱值。燃料完全燃燒所放出的熱量，稱為燃料的熱值。高熱值：包括水蒸汽凝結后放出的汽化潛熱；高熱值：包括水蒸汽凝結后放出的汽化潛熱；低熱值：不包括水蒸汽凝結后放出的汽化潛熱。低熱值：不包括水蒸汽凝結后放出的汽化潛熱。2、混合氣熱值：、混合氣熱值：單位數(shù)量的可燃混合氣燃燒所產(chǎn)生的熱量（汽油機如下，柴油機去掉燃單位數(shù)量的可燃混合氣燃燒所產(chǎn)生的熱量（汽油機如下，柴油機去掉燃料部分）。料部分）。發(fā)動機中每循環(huán)放熱量取決于混合氣熱值（單位體積），而非燃料低熱值發(fā)動機中每循環(huán)放熱量取決于混合氣熱值（單位體積），而非燃料低熱值如汽油、甲醇低熱值差很多如汽油、甲醇低熱值差很多44000kJ/kg

45、和和27000kJ/kg，而理論混合氣熱值相差不，而理論混合氣熱值相差不大大3749kg/m3和和36301/m3。所以燒。所以燒E10時合理增加噴油量在發(fā)動機結構不變的情況時合理增加噴油量在發(fā)動機結構不變的情況下動力性相差不大。下動力性相差不大。第四節(jié)第四節(jié) 燃燒初步燃燒初步掌握內容掌握內容燃燒的階段燃燒的階段著火理論及自燃臨界條件著火理論及自燃臨界條件火焰?zhèn)鞑ザx及速度的影響因素火焰?zhèn)鞑ザx及速度的影響因素汽油柴油的使用特性與汽、柴油機混合氣形成汽油柴油的使用特性與汽、柴油機混合氣形成燃燒組織的關系燃燒組織的關系一、著火階段（點燃）一、著火階段（點燃）定義定義發(fā)生明顯光、火焰效應前的準備階

46、段發(fā)生明顯光、火焰效應前的準備階段A、鏈式反應、鏈式反應組成：組成：鏈引發(fā)、鏈傳播、鏈中斷鏈引發(fā)、鏈傳播、鏈中斷鏈引發(fā)：鏈引發(fā)：烴類受激（電火花、高溫氣流）產(chǎn)生自由基（或原子）烴類受激（電火花、高溫氣流）產(chǎn)生自由基（或原子）活性中心活性中心促促進新反應進行。進新反應進行。鏈傳播鏈傳播自由基與反應物作用：進一步反應，產(chǎn)生新的自由基：自由基與反應物作用：進一步反應，產(chǎn)生新的自由基：1:1：直鏈反應（不加速）：直鏈反應（不加速）1:多：支鏈反應（加速、爆炸）多：支鏈反應（加速、爆炸）鏈中斷鏈中斷自由基與環(huán)境碰撞失去活性自由基與環(huán)境碰撞失去活性（沒電了，玩完了）（沒電了，玩完了）反應物濃度急劇消失，自

47、由基找不到促進的對象反應物濃度急劇消失，自由基找不到促進的對象（孤立了、沒用了）（孤立了、沒用了）氧化反應的特征氧化反應的特征存在形成、積累活性中心的誘導期，長度與反應物特性、濃度、溫度、容器邊存在形成、積累活性中心的誘導期，長度與反應物特性、濃度、溫度、容器邊界形狀有關界形狀有關一、著火階段（自燃）一、著火階段（自燃）B、熱力自燃、熱力自燃定義定義在在T,P適宜的情況下無外部能量，自身反應自動加速、自發(fā)著火過程適宜的情況下無外部能量，自身反應自動加速、自發(fā)著火過程著火條件著火條件在整個著火過程中每一時刻的反應放熱速度（與溫度呈指數(shù)關系）大于反應在整個著火過程中每一時刻的反應放熱速度（與溫度呈

48、指數(shù)關系）大于反應物系統(tǒng)向環(huán)境的散熱速度（與溫度呈線性關系），產(chǎn)生熱量積累從而著火。物系統(tǒng)向環(huán)境的散熱速度（與溫度呈線性關系），產(chǎn)生熱量積累從而著火。一、著火階段（自燃）一、著火階段（自燃）實際著火過程實際著火過程一、著火階段（點燃）一、著火階段（點燃）定義：定義：利用電火花在可燃混合氣中產(chǎn)生火焰核心并引利用電火花在可燃混合氣中產(chǎn)生火焰核心并引起火焰?zhèn)鞑サ闹疬^程。起火焰?zhèn)鞑サ闹疬^程。電火花的作用電火花的作用提供能量使提供能量使T升高升高電離混合氣形成活性中心引發(fā)鏈反應或熱積累電離混合氣形成活性中心引發(fā)鏈反應或熱積累二、燃燒過程（火焰?zhèn)鞑ィ┒?、燃燒過程（火焰?zhèn)鞑ィ┒x：定義：火焰前鋒面（以火

49、花塞中心為球面的火焰前鋒面（以火花塞中心為球面的0.010.5mm厚度的一層反厚度的一層反應中的混合氣）前方為未燃混合氣、后方為已燃混合氣；極大的應中的混合氣）前方為未燃混合氣、后方為已燃混合氣；極大的溫度、濃度梯度造成傳熱、傳質使得火焰向前傳播。溫度、濃度梯度造成傳熱、傳質使得火焰向前傳播。在無紊流或若紊流時傳播速度較慢、層流傳播；在強紊流時火焰在無紊流或若紊流時傳播速度較慢、層流傳播；在強紊流時火焰前鋒面破裂、形成許多小的反應團、宏觀厚度增加、反應面積增前鋒面破裂、形成許多小的反應團、宏觀厚度增加、反應面積增加、火焰?zhèn)鞑ニ俣葮O快。加、火焰?zhèn)鞑ニ俣葮O快。小紊流小紊流大紊流大紊流四、汽油、柴油

50、特性引發(fā)的燃燒組織四、汽油、柴油特性引發(fā)的燃燒組織柴油柴油四、汽油、柴油特性引發(fā)的燃燒組織四、汽油、柴油特性引發(fā)的燃燒組織汽油汽油發(fā)動機原理講義第四章 汽油機混合氣形成及燃燒第一節(jié)第一節(jié) 汽油機燃燒過程汽油機燃燒過程概述（幾個概念）概述（幾個概念）一、汽油機正常燃燒一、汽油機正常燃燒定義定義唯一地由火花塞點火且火焰前鋒以特定的速度傳唯一地由火花塞點火且火焰前鋒以特定的速度傳遍整個燃燒室的過程。遍整個燃燒室的過程。 燃燒過程分段燃燒過程分段（）著火延遲期；）著火延遲期；（）明顯燃燒期；）明顯燃燒期；（）后燃期。）后燃期。一、汽油機正常燃燒一、汽油機正常燃燒著火延遲期（著火延遲期（1-2）定義定義

51、從火花塞跳火到壓力偏離壓縮線（出現(xiàn)火焰，從火花塞跳火到壓力偏離壓縮線（出現(xiàn)火焰，5放熱量）的時間或放熱量）的時間或曲軸轉角曲軸轉角 作用作用火花塞放電點燃混合氣形成火焰核心（鏈引發(fā)）；火花塞放電點燃混合氣形成火焰核心（鏈引發(fā)）；火花塞放電特性火花塞放電特性兩極電壓達兩極電壓達1015kV；擊穿電極間隙的混合氣，造成電極間電流通過；擊穿電極間隙的混合氣，造成電極間電流通過；電火花能量多在電火花能量多在4080mJ；局部溫度可達局部溫度可達3000K，使電極附近的混合氣立即點燃；，使電極附近的混合氣立即點燃；形成火焰中心，火焰向四周傳播；形成火焰中心，火焰向四周傳播；氣缸壓力脫離壓縮線開始急劇上升

52、。氣缸壓力脫離壓縮線開始急劇上升。 一、汽油機正常燃燒一、汽油機正常燃燒著火延遲期（著火延遲期（1-2）特點：特點：燃燒量小，壓力升高不明顯。燃燒量小，壓力升高不明顯。要求要求盡量縮短著火延遲期盡量縮短著火延遲期并保持穩(wěn)定。并保持穩(wěn)定。影響滯燃期的因素影響滯燃期的因素一、汽油機正常燃燒一、汽油機正常燃燒明顯燃燒期（明顯燃燒期（2-3）定義定義從火焰核心形成（開始燃燒）到最高燃燒壓力點（火焰?zhèn)鞑サ秸麄€燃從火焰核心形成（開始燃燒）到最高燃燒壓力點（火焰?zhèn)鞑サ秸麄€燃燒室）對應的曲軸轉角或時間。燒室）對應的曲軸轉角或時間。作用作用迅速地把大部分燃料的化學能轉變?yōu)闊崮?；迅速地把大部分燃料的化學能轉變?yōu)闊?/p>

53、能；特點特點是汽油機燃燒的主要時期，熱量利用率高。是汽油機燃燒的主要時期，熱量利用率高。明顯燃燒期愈短，愈靠近上止點，汽油機經(jīng)濟性、動力性愈好。明顯燃燒期愈短，愈靠近上止點，汽油機經(jīng)濟性、動力性愈好。要求要求在壓力升高率（平均壓力升高率）不過高（在壓力升高率（平均壓力升高率）不過高（0.1750.25MPa）（若過）（若過高則工作粗暴，機械負荷、熱負荷增加對高則工作粗暴，機械負荷、熱負荷增加對NOx排放增加）的前提下盡排放增加）的前提下盡量縮短明顯燃燒期（量縮短明顯燃燒期（20-40CA）并靠近上止點（）并靠近上止點（Pmax在在8,12-15CA）。）。一、汽油機正常燃燒一、汽油機正常燃燒后

54、燃期（后燃期（3點以后）點以后） 定義定義從壓力最高點到燃料燃燒從壓力最高點到燃料燃燒90%以上的時間或曲軸轉角。以上的時間或曲軸轉角。作用作用火焰前鋒后未及燃燒的燃料再燃燒；火焰前鋒后未及燃燒的燃料再燃燒；貼附在缸壁上未燃混合氣層的部分燃燒；貼附在缸壁上未燃混合氣層的部分燃燒；高溫分解的燃燒產(chǎn)物（高溫分解的燃燒產(chǎn)物（H2、CO等）重新氧化。等）重新氧化。特點特點燃燒速度慢，遠離上止點，熱量利用率低。燃燒速度慢，遠離上止點，熱量利用率低。要求要求盡量減少后燃期盡量減少后燃期一、汽油機正常燃燒一、汽油機正常燃燒影響燃燒速度的因素影響燃燒速度的因素 可燃混合氣密度可燃混合氣密度火焰前鋒面積火焰前鋒

55、面積AT利用燃燒室?guī)缀涡螤罴捌渑c火花塞位置的配合，可以改變不同時期火利用燃燒室?guī)缀涡螤罴捌渑c火花塞位置的配合，可以改變不同時期火焰前鋒掃過的面積，以調整燃燒速度，形成不同燃燒組織狀態(tài)焰前鋒掃過的面積，以調整燃燒速度，形成不同燃燒組織狀態(tài)一、汽油機正常燃燒一、汽油機正常燃燒影響燃燒速度的因素影響燃燒速度的因素 火焰?zhèn)鞑ニ俣然鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣瓤刂瓶刂芔T就能控制明顯燃燒期的長短及相對曲軸轉角的位置。一般在就能控制明顯燃燒期的長短及相對曲軸轉角的位置。一般在5080m/s，燃燒時間極短，僅，燃燒時間極短，僅12ms 影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩赜绊懟鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩馗變任闪鞲變任闪魑闪髟黾铀俣仍黾游闪髟黾铀俣仍?/p>

56、加混合氣成分混合氣成分一、汽油機正常燃燒一、汽油機正常燃燒影響燃燒速度的因素影響燃燒速度的因素 影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩赜绊懟鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩?殘余廢氣系數(shù)殘余廢氣系數(shù)殘余廢氣系數(shù)增加火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆禋堄鄰U氣系數(shù)增加火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆?初始混合氣溫度、壓力初始混合氣溫度、壓力初始初始T，P增加火焰?zhèn)鞑ニ俣忍岣咴黾踊鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣忍岣咭?、汽油機正常燃燒一、汽油機正常燃燒不規(guī)則燃燒不規(guī)則燃燒 分類分類循環(huán)變動循環(huán)變動 各缸間燃燒差異各缸間燃燒差異 循環(huán)變動循環(huán)變動原因原因 火花塞附近混合氣的混合比；氣體紊流性質、程度在各循環(huán)均有變動，致火花塞附近混合氣的混合比；氣體紊流性質、程度在各循環(huán)均有變動，致使火焰

57、中心形成的時間不同，即由有效著火時間變動而引起。使火焰中心形成的時間不同，即由有效著火時間變動而引起。危害危害 使空燃比和點火提前角調整不可能都對每一循環(huán)處于最佳狀態(tài)使空燃比和點火提前角調整不可能都對每一循環(huán)處于最佳狀態(tài) ，經(jīng)濟性、，經(jīng)濟性、動力性惡化，不正常燃燒傾向增加，整個汽油機性能下降。動力性惡化，不正常燃燒傾向增加，整個汽油機性能下降。影響因素影響因素 當當a=0.80.9時循環(huán)燃燒變動最??；時循環(huán)燃燒變動最??；在中等負荷以上變動較小；在中等負荷以上變動較小；加強紊流有助于減少變動，因此轉速增加，一般變動減?。患訌娢闪饔兄跍p少變動，因此轉速增加，一般變動減??；加大點火能量，采用多點點

58、火，情況可有所改善；加大點火能量，采用多點點火，情況可有所改善；點火時刻和點火位置對燃燒變動很敏感。點火時刻和點火位置對燃燒變動很敏感。一、汽油機正常燃燒一、汽油機正常燃燒不規(guī)則燃燒不規(guī)則燃燒 各缸燃燒差異各缸燃燒差異原因原因 主要是由于分配不均勻造成的主要是由于分配不均勻造成的 危害危害 整個汽油機功率下降；耗油率上升；整個汽油機功率下降；耗油率上升；排放性能惡化排放性能惡化 影響因素影響因素分配不均勻分配不均勻氣道內的沉積燃油氣道內的沉積燃油進氣歧管的差別進氣歧管的差別各缸間進氣重疊引起的干涉。各缸間進氣重疊引起的干涉。過量空氣系數(shù)的影響過量空氣系數(shù)的影響各缸混合氣成分不同。各缸混合氣成分

59、不同。進氣管的設計進氣管的設計 任何不對稱和流動阻力不同的情任何不對稱和流動阻力不同的情況都會破壞均勻分配況都會破壞均勻分配一、汽油機正常燃燒一、汽油機正常燃燒 燃燒室壁面淬熄作用燃燒室壁面淬熄作用 原因：接近缸壁的一層氣體受冷和碰壁使得鏈反應中斷。原因：接近缸壁的一層氣體受冷和碰壁使得鏈反應中斷。 影響因素：影響因素： 當當a=1左右，熄火厚度最小，混合氣變濃、稀此厚度均增加；左右，熄火厚度最小，混合氣變濃、稀此厚度均增加； 負荷減小時，熄火厚度顯著增加；負荷減小時，熄火厚度顯著增加； 燃燒室溫度、壓力提高，氣缸紊流加強，熄火厚度均減小。燃燒室溫度、壓力提高，氣缸紊流加強，熄火厚度均減小。

60、危害：存在大量未燃燒的烴，排氣中危害：存在大量未燃燒的烴，排氣中HC。 解決措施：盡量減小熄火厚度及燃燒室的面容比解決措施：盡量減小熄火厚度及燃燒室的面容比 A/V、活、活塞余隙從而降低汽油機的塞余隙從而降低汽油機的 HC排出量。排出量。$4.1 二、不正常燃燒 分類分類 爆震和表面點火（早燃、后燃）爆震和表面點火（早燃、后燃）（一）爆震（一）爆震 特征：氣缸內發(fā)出特別尖銳的金屬敲擊聲，亦稱之敲缸。特征：氣缸內發(fā)出特別尖銳的金屬敲擊聲，亦稱之敲缸。 原因：處在最后燃燒位置上的那部分未燃混合氣（常稱末端混合氣），原因：處在最后燃燒位置上的那部分未燃混合氣（常稱末端混合氣），受到壓縮和輻射熱的作用