內(nèi)燃機(jī)原理講義課件

發(fā)動(dòng)機(jī)原理講義1內(nèi)燃機(jī)原理講義發(fā)動(dòng)機(jī)原理講義1內(nèi)燃機(jī)原理講義參考書目《發(fā)動(dòng)機(jī)原理》林學(xué)東（教材）《汽車拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)》董敬機(jī)械工業(yè)出版社2001《汽車構(gòu)造》（上冊(cè)）陳家瑞機(jī)械工業(yè)出版社2001《工程熱力學(xué)》陳貴堂北京理工出版社1998《內(nèi)燃機(jī)學(xué)》周龍保機(jī)械工業(yè)出版社2004《內(nèi)燃機(jī)原理》蔣德明中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社1988《內(nèi)燃機(jī)原理》劉永長華中理工出版社19922內(nèi)燃機(jī)原理講義參考書目《發(fā)動(dòng)機(jī)原理》林學(xué)東（教材）《汽車拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)》董敬教師信息信息韓永強(qiáng) 471738860講課缺點(diǎn)內(nèi)容多（重點(diǎn)不突出）；思維跳躍（容易跑題）；板書亂、語速快擬改正方法每章后給大家電子版講義；挑重點(diǎn)講（常識(shí)性的，考試的）獎(jiǎng)勵(lì)筆記，不考勤（若強(qiáng)烈要求），不計(jì)入成績(jī)（即使強(qiáng)烈要求）目標(biāo)：希望大家能了解更多的發(fā)動(dòng)機(jī)基本和前沿知識(shí)并成為大家的朋友3內(nèi)燃機(jī)原理講義教師信息信息3內(nèi)燃機(jī)原理講義發(fā)動(dòng)機(jī)基本流程能量轉(zhuǎn)換過程（實(shí)際）4內(nèi)燃機(jī)原理講義發(fā)動(dòng)機(jī)基本流程能量轉(zhuǎn)換過程（實(shí)際）4內(nèi)燃機(jī)原理講義講授主線及分值分布

提出發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)（t、i、e）、工作循環(huán)歷程、各種指標(biāo)的計(jì)算方法（一二章）20-25分；介紹燃料特性、燃燒初步、燃燒反應(yīng)熱化學(xué)計(jì)算，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(jī)、柴油機(jī)的混合氣形成，燃燒組織方式，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施，各個(gè)參數(shù)對(duì)燃燒、性能的影響規(guī)律（四五章）25-30；綜合上述知識(shí)講授發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作中的特性及各種運(yùn)行指標(biāo)對(duì)特性的影響（六章）25-30分；有害物排放與控制簡(jiǎn)介（前沿技術(shù)簡(jiǎn)介）5-10分。

5內(nèi)燃機(jī)原理講義講授主線及分值分布提出發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)（t、i、e）、工作第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)定義及意義評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)劣的依據(jù)（優(yōu)秀學(xué)生干部；超女、亞姐；帥哥VS好發(fā)動(dòng)機(jī)）按來源分理論指標(biāo)：基于理論循環(huán)得出的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；指示指標(biāo)：基于缸內(nèi)實(shí)際循環(huán)得出的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；有效指標(biāo)（實(shí)用指標(biāo)）：發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中所表現(xiàn)出的各種性能指標(biāo)。按評(píng)價(jià)內(nèi)容分動(dòng)力性：PeTtqn經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：熱效率，

b，B；排放指標(biāo)：NOx、PM、CO、HC，臭味運(yùn)行指標(biāo)：冷起動(dòng)、噪聲、加工工藝：可靠性、耐久性、成本決定因素：工作循環(huán)過程（燃燒組織）、后處理6內(nèi)燃機(jī)原理講義第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)定義及意義6內(nèi)燃機(jī)原理講義第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的性能

發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)劣對(duì)比（綜合性）BenzW12(20/Y)S195(20W/Y)動(dòng)力性160kW10kW經(jīng)濟(jì)性197g/kWh（30L/h）250g/kWh（3L/h)排放歐V(0.32kg/h)Nox，2g/kW.h（標(biāo)定點(diǎn)）歐-5？(0.15kg/h)15g/kWh使用特性35W（價(jià)格）2.5K7內(nèi)燃機(jī)原理講義第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的性能發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)劣對(duì)比（綜合性）BenzW1$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)理論循環(huán)的定義（What、How、Why）在一定的簡(jiǎn)化條件下將發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)按燃燒過程不同抽象為幾種典型的熱力學(xué)可描述的過程（P-V、T-S圖），用于獲得某些的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)及各種參數(shù)對(duì)該指標(biāo)的影響規(guī)律（效率T-S、功P-V）。8內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)理論循環(huán)的定義（What、How、W$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)簡(jiǎn)化條件封閉循環(huán)換氣過程為定容放熱，無物質(zhì)交換；絕熱壓縮過程、膨脹過程為絕熱（等熵），不考慮傳熱損失；熱源加熱燃燒過程為瞬時(shí)熱源加熱（定容或定壓），不考慮燃燒過程的時(shí)間、燃燒損失；理想工質(zhì)工質(zhì)為空氣、不考慮成份變化及數(shù)量變化；可逆過程循環(huán)中無能量的損失只有能量的轉(zhuǎn)換，總熵產(chǎn)為0，可用熱力學(xué)的循環(huán)來表示。9內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)簡(jiǎn)化條件9內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)分類（燃燒過程）定容循環(huán)（汽油機(jī)）燃燒迅速、上止點(diǎn)（定容：余隙容積）加熱。定壓循環(huán)（大型柴油機(jī)）上止點(diǎn)后燃燒、加熱緩慢，放熱量導(dǎo)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。混和循環(huán)（車用高速柴油機(jī)）一部分（預(yù)混和燃燒）定容燃燒、一部分（擴(kuò)散燃燒）定壓。

10內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)分類（燃燒過程）10內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)典型熱力學(xué)過程可能涉及到的熱力學(xué)過程為：等熵、等溫（燃燒溫度控制：NOx、熱負(fù)荷）、定容、定壓11內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)典型熱力學(xué)過程可能涉及到的熱力學(xué)過程$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)典型熱力學(xué)過程12內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)典型熱力學(xué)過程12內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)理論循環(huán)歷程（板書）等熵（絕熱）壓縮：a-c工質(zhì)加熱（理想燃燒過程）c(-z‘)-z等熵（絕熱）膨脹：z-b定容放熱（理想換氣過程）：b-a.13內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)理論循環(huán)歷程（板書）13內(nèi)燃機(jī)原理講$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)可得到的指標(biāo)Wt為一次量，其余為引申量。Wt14內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)可得到的指標(biāo)Wt14內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)可得到的指標(biāo)Wt，Q1為一次量，其余為二次量。Q2Q1Q1Q215內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)可得到的指標(biāo)Q2Q1Q215內(nèi)燃機(jī)$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)各因素對(duì)性能的影響（必考內(nèi)容）16內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)各因素對(duì)性能的影響（必考內(nèi)容）16內(nèi)$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)壓縮比影響17內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)壓縮比影響17內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)壓縮比影響18內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)壓縮比影響18內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)絕熱指數(shù)理論循環(huán)熱效率隨絕熱指數(shù)的增加而提高。K取決于工質(zhì)性質(zhì)，對(duì)于雙原子分子（空氣）K=1.4，多原子氣體K=1.33，發(fā)動(dòng)機(jī)的混和氣K=1.32～1.4。柴油機(jī)熱效率高的四個(gè)要素壓縮比高、混和氣絕熱指數(shù)高、泵氣損失小、燃燒完全。19內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)絕熱指數(shù)理論循環(huán)熱效率隨絕熱指數(shù)的增$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)三種循環(huán)效率對(duì)比20內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)三種循環(huán)效率對(duì)比20內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)三種循環(huán)效率對(duì)比21內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)三種循環(huán)效率對(duì)比21內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)組成（四行程）進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹和排氣。表達(dá)方式通常用氣缸內(nèi)工質(zhì)的壓力隨氣缸容積（或曲軸轉(zhuǎn)角）的變化圖形P—V圖（或P—Φ）圖來表示，稱為示功圖。(T-S圖不適用，不可逆）理解以缸內(nèi)工質(zhì)對(duì)活塞做功為研究對(duì)象的循環(huán)描述以熱力學(xué)過程為研究對(duì)象的循環(huán)描述（理論）22內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)組成（四行程）22內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)示功圖分析（功的走向）23內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)示功圖分析（功的走向）23內(nèi)燃機(jī)原理$1.2 進(jìn)氣過程（r－a）24內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 進(jìn)氣過程（r－a）24內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 壓縮過程（a－c）25內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 壓縮過程（a－c）25內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 壓縮過程（a－c）26內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 壓縮過程（a－c）26內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 壓縮過程（a－c）27內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 壓縮過程（a－c）27內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 燃燒過程（C-Z）28內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 燃燒過程（C-Z）28內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 膨脹過程（Z-B）29內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 膨脹過程（Z-B）29內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 排氣過程（b－r）30內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 排氣過程（b－r）30內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 指示指標(biāo)

指示指標(biāo)用來評(píng)定實(shí)際循環(huán)質(zhì)量的好壞，以工質(zhì)在氣缸內(nèi)對(duì)活塞做功為基礎(chǔ)。用平均指示壓力及指示功率評(píng)定循環(huán)的動(dòng)力性——即做功能力。用循環(huán)熱效率及燃料消耗率評(píng)定循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。

分類31內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 指示指標(biāo)指示指標(biāo)用來評(píng)定實(shí)際循環(huán)質(zhì)量的好壞，$1.2 動(dòng)力性指標(biāo)

循環(huán)指示功Wi（kJ）：一個(gè)實(shí)際循環(huán)工質(zhì)對(duì)活塞所做的有用功

。平均指示壓力pmi(MPa)：發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積(L)一個(gè)循環(huán)所做的指示功。計(jì)算方法：測(cè)取示功圖（P-Φ），利用數(shù)值積分方法進(jìn)行計(jì)算。32內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 動(dòng)力性指標(biāo)循環(huán)指示功Wi（kJ）：一個(gè)實(shí)際循$1.2 動(dòng)力性指標(biāo)

33內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 動(dòng)力性指標(biāo)33內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 動(dòng)力性指標(biāo)

34內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 動(dòng)力性指標(biāo)34內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

35內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)35內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

熱效率與燃油消耗率的關(guān)系一小時(shí)所作的指示功為Pi×3.6×103（kJ）一小時(shí)所消耗的熱量為B×hu（kJ）則熱效率=Pi×3.6×103/(B×hu)，hu（kJ/kg）因?yàn)閎i＝B/Pi×1000所以有Pi/B＝1000/bi則有熱效率＝3.6×106/（bi×hu）36內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.2 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)熱效率與燃油消耗率的關(guān)系36內(nèi)燃機(jī)$1.3 機(jī)械損失定義發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)所做的指示功不可能完全對(duì)外輸出，功在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)化過程中必然會(huì)有所損失，所消耗在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的這部分功稱為機(jī)械損失。用Pm，pmm表示。

37內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失定義37內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失組成38內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失組成38內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失

測(cè)定方法39內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失測(cè)定方法39內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失

測(cè)定方法40內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失測(cè)定方法40內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失

測(cè)定方法41內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失測(cè)定方法41內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失

測(cè)定方法4、示功圖法熱車測(cè)取Pe同時(shí)測(cè)示功圖，計(jì)算出Pi據(jù)公式機(jī)械效率＝Pe/Pi可直接求出所有項(xiàng)目缺點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)復(fù)雜昂貴、需在缸蓋上打孔優(yōu)點(diǎn)：可適用于任何機(jī)型42內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失測(cè)定方法42內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失影響因素

43內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失影響因素43內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失影響因素

2．摩擦損失在機(jī)械損失中，摩擦損失所占比例最大，達(dá)70％左右?；钊M件(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；減少活塞裙部的接觸面積；在裙部涂固體潤滑膜等。曲軸組件（主軸頸、連桿軸頸或平衡軸頸及其密封裝置）。一般潤滑動(dòng)阻力與軸頸的直徑和寬度的立方成正比。減少運(yùn)動(dòng)件的慣性質(zhì)量，如減小活塞、活塞銷、連桿的質(zhì)量，可降低軸承負(fù)荷并可使軸承寬度和軸徑減小。配氣機(jī)構(gòu)減小配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量，降低彈簧負(fù)荷，在搖臂與凸輪接觸面處加入滾動(dòng)軸承等。減少措施：相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量，配氣機(jī)構(gòu)的彈簧剛度。44內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失影響因素44內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失影響因素

45內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失影響因素45內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失影響因素（負(fù)荷）46內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失影響因素（負(fù)荷）46內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失影響因素

47內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.3 機(jī)械損失影響因素47內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)定義

發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性指標(biāo)是以曲軸對(duì)外輸出的功率為基礎(chǔ)獲得的，代表了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的使用性能性能，通常稱它們?yōu)橛行е笜?biāo)。分類

動(dòng)力性：Pe，Ttq，n，Pme經(jīng)濟(jì)性：be、B，強(qiáng)化指標(biāo)：PL、me、強(qiáng)化系數(shù)48內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)定義48內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)動(dòng)力性指標(biāo)

49內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)動(dòng)力性指標(biāo)49內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)動(dòng)力性指標(biāo)

50內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)動(dòng)力性指標(biāo)50內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)動(dòng)力性指標(biāo)

51內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)動(dòng)力性指標(biāo)51內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

52內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)52內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)強(qiáng)化指標(biāo)

53內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)強(qiáng)化指標(biāo)53內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)強(qiáng)化指標(biāo)

54內(nèi)燃機(jī)原理講義$1.4 有效指標(biāo)強(qiáng)化指標(biāo)54內(nèi)燃機(jī)原理講義第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)知識(shí)點(diǎn)回顧理論循環(huán)定義、簡(jiǎn)化條件、分類、可得到的指標(biāo)、影響因素實(shí)際循環(huán)組成，各階段特點(diǎn)、要求，不同參數(shù)的汽油柴油機(jī)對(duì)比，可得到的指標(biāo)，各指標(biāo)的計(jì)算方法。機(jī)械損失定義、組成及比例、測(cè)定方法、影響因素。有效指標(biāo)：定義、分類及計(jì)算公式、強(qiáng)化指標(biāo)的對(duì)比。55內(nèi)燃機(jī)原理講義第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)知識(shí)點(diǎn)回顧55內(nèi)燃機(jī)原理講義第二章發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程一、概述作用盡可能排除缸內(nèi)廢氣并充人盡可能多的新鮮工質(zhì)（盡量增加每循環(huán)進(jìn)入氣缸的新鮮工質(zhì)量（m1）），從而提高功率及強(qiáng)化指標(biāo)對(duì)性能影響影響到汽車的經(jīng)濟(jì)性、排放、噪聲及乘坐的舒適性等。要求盡可能合理地延長換氣時(shí)間：發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程包括排氣過程和進(jìn)氣過程。理論上進(jìn)排氣各占180°（合計(jì)360°）曲軸轉(zhuǎn)角。實(shí)際上由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，一個(gè)行程的歷時(shí)只有60/6000/2＝0.005s時(shí)間短充氣不足，排氣不凈。要盡量延長進(jìn)、排氣時(shí)間（換氣過程)即擴(kuò)大進(jìn)、排氣的曲軸轉(zhuǎn)角。組成：從排氣門開啟進(jìn)氣門關(guān)閉的整個(gè)時(shí)期，約占410o～480o曲軸轉(zhuǎn)角。一般分作自由排氣、強(qiáng)制排氣、進(jìn)氣和氣門疊開四個(gè)階段。56內(nèi)燃機(jī)原理講義第二章發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程一、概述56內(nèi)燃機(jī)原理講義二、幾個(gè)概念一）配氣定時(shí)（配氣相位）圖進(jìn)、排氣門開、閉相對(duì)于曲軸轉(zhuǎn)角的時(shí)刻稱為配氣定時(shí)（相位），用相對(duì)上、下止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖來表示則稱為配氣定時(shí)圖。57內(nèi)燃機(jī)原理講義二、幾個(gè)概念一）配氣定時(shí)（配氣相位）圖57內(nèi)燃機(jī)原理講義二、幾個(gè)概念一）配氣定時(shí)（配氣相位）圖作用：①在活塞上行時(shí)排氣門有足夠大的開啟面積，減小排氣阻力；②減小活塞上行時(shí)的阻力（強(qiáng)制排氣損失－負(fù)功）；合理匹配可以減小泵氣損失。③高溫廢氣迅速排出可減小發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷；58內(nèi)燃機(jī)原理講義二、幾個(gè)概念一）配氣定時(shí)（配氣相位）圖58內(nèi)燃機(jī)原理講義二、幾個(gè)概念一）配氣定時(shí)（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(shí)進(jìn)氣門有足夠大的開啟面積，新鮮工質(zhì)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。59內(nèi)燃機(jī)原理講義二、幾個(gè)概念一）配氣定時(shí)（配氣相位）圖59內(nèi)燃機(jī)原理講義二、幾個(gè)概念一）配氣定時(shí)（配氣相位）圖作用：利用高速氣流的慣性和壓力差在下止點(diǎn)后繼續(xù)充氣，增加進(jìn)氣量。作用：60內(nèi)燃機(jī)原理講義二、幾個(gè)概念一）配氣定時(shí)（配氣相位）圖60內(nèi)燃機(jī)原理講義二、幾個(gè)概念二）換、泵氣損失圖例X：k-a-k’-kY：r-k’’-r’-k-k’-a-rW：b-b’-r-bd：r-k’’-k’-a-r61內(nèi)燃機(jī)原理講義二、幾個(gè)概念二）換、泵氣損失61內(nèi)燃機(jī)原理講義二、幾個(gè)概念二）換、泵氣損失1、定義換氣損失：實(shí)際換氣過程相對(duì)于“準(zhǔn)”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(fù)功）。W+Y+X泵氣損失：720°CA實(shí)際循環(huán)中為負(fù)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。62內(nèi)燃機(jī)原理講義二、幾個(gè)概念二）換、泵氣損失62內(nèi)燃機(jī)原理講義三）充氣效率1、定義充氣效率：實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮工質(zhì)量m1與進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮工質(zhì)量ms的比值。2、測(cè)量方法利用空氣流量計(jì)測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際進(jìn)氣量M1（kg/h）計(jì)算該工況的理論進(jìn)氣量Ms（kg/h），二者之比即是。二、幾個(gè)概念63內(nèi)燃機(jī)原理講義三）充氣效率二、幾個(gè)概念63內(nèi)燃機(jī)原理講義一）排氣過程1、自由排氣定義：從排氣門打開到氣缸壓力接近排氣管壓力所對(duì)應(yīng)的階段。分段及詳解前期（超臨界排氣）：Pb/Pr>1.9，廢氣以聲速流經(jīng)排氣門口，與壓差無干。C=（KRT）1/2，400-800°C時(shí)，500m/s-700m/s中期（亞臨界排氣）：1.9>Pb/Pr>1，流速低于音速且取決于壓差。結(jié)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(diǎn)排出廢氣量與工況（尤其是轉(zhuǎn)速）無關(guān)僅取決于缸內(nèi)狀態(tài)及排氣管阻力（結(jié)束標(biāo)志為壓力平衡）。時(shí)間極短但有近60％的廢氣在此階段排出。三、換氣過程詳解64內(nèi)燃機(jī)原理講義一）排氣過程三、換氣過程詳解64內(nèi)燃機(jī)原理講義一）排氣過程2、強(qiáng)制排氣定義：克服排氣系統(tǒng)阻力活塞強(qiáng)制推出廢氣。二）進(jìn)氣過程定義：活塞下行、缸內(nèi)容積增加、缸內(nèi)壓力下降、環(huán)境壓力－缸內(nèi)壓力>進(jìn)氣系統(tǒng)阻力，吸入新鮮工質(zhì)。特點(diǎn)：初期缸內(nèi)容積增加、壓差不足不進(jìn)氣，進(jìn)氣系統(tǒng)壓力急劇下降。壓力下降到壓差>＝進(jìn)氣阻力后壓力幾乎不變。三、換氣過程詳解65內(nèi)燃機(jī)原理講義一）排氣過程三、換氣過程詳解65內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)四行程發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率一、充氣效率影響因素確定一）、圖例進(jìn)氣終了氣缸容積為Vs’+Vc：ma=氣缸工作容積為Vs：令：66內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)四行程發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率一、充氣效率影響因素確定進(jìn)氣終二）、公式推導(dǎo)一、充氣效率影響因素確定67內(nèi)燃機(jī)原理講義二）、公式推導(dǎo)一、充氣效率影響因素確定67內(nèi)燃機(jī)原理講義三）、影響充氣效率的因素一、充氣效率影響因素確定68內(nèi)燃機(jī)原理講義三）、影響充氣效率的因素一、充氣效率影響因素確定68內(nèi)燃機(jī)原一）進(jìn)氣終了壓力Pa原理性分析二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律69內(nèi)燃機(jī)原理講義一）進(jìn)氣終了壓力Pa二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律69內(nèi)燃機(jī)一）進(jìn)氣終了壓力Pa轉(zhuǎn)速影響（不考慮進(jìn)氣遲關(guān)的影響，假定均最佳配氣）二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律進(jìn)氣終了壓力隨轉(zhuǎn)速的變化（汽）nPa柴汽外70內(nèi)燃機(jī)原理講義一）進(jìn)氣終了壓力Pa二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律進(jìn)氣終了壓一）進(jìn)氣終了壓力Pa負(fù)荷影響汽油機(jī)（量調(diào)節(jié)）負(fù)荷增加節(jié)氣門開大，阻力系數(shù)小Pa增加（主要因素）負(fù)荷增加發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷增加，對(duì)進(jìn)氣加熱量增加Ta上升（次要因素）。隨負(fù)荷增加汽油機(jī)充氣效率上升柴油機(jī)（質(zhì)調(diào)節(jié)）負(fù)荷↑→阻力不變，Pa基本不變負(fù)荷↑→Ta略微↑柴油機(jī)隨負(fù)荷增加ηv基本不變或稍↓。二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律Pe71內(nèi)燃機(jī)原理講義一）進(jìn)氣終了壓力Pa二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律Pe71內(nèi)二）進(jìn)氣遲關(guān)角、容積系數(shù)影響機(jī)理諧波進(jìn)氣（主要），進(jìn)氣終了容積（次要）。二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律慣性效應(yīng)（單一進(jìn)氣）波動(dòng)效應(yīng)（循環(huán)、缸間）72內(nèi)燃機(jī)原理講義二）進(jìn)氣遲關(guān)角、容積系數(shù)二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)二）進(jìn)氣遲關(guān)角、容積系數(shù)對(duì)充氣效率的影響特定轉(zhuǎn)速下取得最佳值，若可變可獲得外包絡(luò)線（各轉(zhuǎn)速均為峰值，相當(dāng)于僅考慮Pa）。壓力降＋遲關(guān)角共同影響造成的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率為中間高兩端低（低速慣性不足反流，高速慣性未充分利用且壓力降過大）遲關(guān)角越小峰值越靠近低速汽油機(jī)的峰值對(duì)應(yīng)最大扭矩點(diǎn)。二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律不同進(jìn)氣遲關(guān)角對(duì)應(yīng)的充氣效率實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率隨轉(zhuǎn)速變化nn73內(nèi)燃機(jī)原理講義二）進(jìn)氣遲關(guān)角、容積系數(shù)二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)三）進(jìn)氣終了溫度TaTa高于To的原因Ta對(duì)充氣效率的影響降低Ta的措施排氣管與進(jìn)氣管置于氣缸兩側(cè)，控制進(jìn)氣預(yù)熱，適當(dāng)加大氣門疊開角

工況對(duì)Ta的影響二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律74內(nèi)燃機(jī)原理講義三）進(jìn)氣終了溫度Ta二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律74內(nèi)燃機(jī)四）殘余廢氣系數(shù)r二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律75內(nèi)燃機(jī)原理講義四）殘余廢氣系數(shù)r二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律75內(nèi)燃機(jī)原五）環(huán)境溫度Ts和環(huán)境壓力Ps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(zhuǎn)速增加，作用時(shí)間短Ts/Ta增加；負(fù)荷增加缸壁溫度增加，Ta/Ta減小。環(huán)境壓力Ps對(duì)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數(shù)，及充氣效率不變。二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律76內(nèi)燃機(jī)原理講義五）環(huán)境溫度Ts和環(huán)境壓力Ps二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律五）環(huán)境溫度Ts和環(huán)境壓力Ps冬天與夏天對(duì)比（充氣效率、m1）冬天的充氣效率低，但功率大（與溫度成0.3次方，而進(jìn)氣量m1與溫度成－1次方關(guān)系（從密度公式考慮），即溫度低m1增加）。

高原與平原對(duì)比充氣效率不變密度變小，m1減小動(dòng)力性下降二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律77內(nèi)燃機(jī)原理講義五）環(huán)境溫度Ts和環(huán)境壓力Ps二、各因素對(duì)充氣效率的影響規(guī)律一、總體原則（從影響因素出發(fā)）減小進(jìn)氣系統(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進(jìn)氣。減小排氣系統(tǒng)阻力：降低殘余廢氣系數(shù)減小進(jìn)氣加熱：降低Ta第三節(jié)提高充氣效率的措施78內(nèi)燃機(jī)原理講義一、總體原則（從影響因素出發(fā)）第三節(jié)提高充氣效率的措施7一、減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力減小氣門處的阻力1、 時(shí)面值、角面值（氣門開啟豐度）定義：整個(gè)氣門開啟過程中開啟面積對(duì)時(shí)間、角度的積分稱為時(shí)面值、角面值。代表了氣門總的開啟面積，也可以反應(yīng)氣門開啟的豐滿程度（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(guān)。隨轉(zhuǎn)速的升高一般的角面值不變化，而時(shí)間變短，時(shí)面值下降，換氣過程就相對(duì)困難（阻力系數(shù)增加）。二、提高充氣效率的措施79內(nèi)燃機(jī)原理講義一、減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力二、提高充氣效率的措施79內(nèi)燃機(jī)原理講一、減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力減小氣門處的阻力2、 進(jìn)氣馬赫數(shù)降低Ma，提高充氣效率的措施增大氣門的相對(duì)通過面積；改善氣門處的氣體流動(dòng)；合理的配氣相位。二、提高充氣效率的措施80內(nèi)燃機(jī)原理講義一、減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力二、提高充氣效率的措施80內(nèi)燃機(jī)原理講一、減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力減小氣門處的阻力3、 氣門直徑和氣門數(shù)二、提高充氣效率的措施81內(nèi)燃機(jī)原理講義一、減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力二、提高充氣效率的措施81內(nèi)燃機(jī)原理講一、減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力減小氣門處的阻力4、氣門升程規(guī)律二、提高充氣效率的措施82內(nèi)燃機(jī)原理講義一、減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力二、提高充氣效率的措施82內(nèi)燃機(jī)原理講一、減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力減小氣門處的阻力5、減少氣門處的流動(dòng)損失二、提高充氣效率的措施83內(nèi)燃機(jī)原理講義一、減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力二、提高充氣效率的措施83內(nèi)燃機(jī)原理講一、減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力減小進(jìn)氣道的阻力諧波進(jìn)氣（可變管長）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不同，自動(dòng)調(diào)整進(jìn)氣管長度，從而能夠充分利用進(jìn)氣過程中較高的進(jìn)氣諧波，提高充氣系數(shù)一般原則為低速、大扭矩時(shí)細(xì)長（在阻力變化不大情況下提高慣性）、高速時(shí)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84內(nèi)燃機(jī)原理講義一、減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力二、提高充氣效率的措施84內(nèi)燃機(jī)原理講二、合理選擇配氣正時(shí)二、提高充氣效率的措施85內(nèi)燃機(jī)原理講義二、合理選擇配氣正時(shí)二、提高充氣效率的措施85內(nèi)燃機(jī)原理講二、合理選擇配氣正時(shí)二、提高充氣效率的措施86內(nèi)燃機(jī)原理講義二、合理選擇配氣正時(shí)二、提高充氣效率的措施86內(nèi)燃機(jī)原理講三、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(biāo)為動(dòng)力性下降小于5%）。減小殘余廢氣系數(shù)。氣門疊開掃氣。四、減少進(jìn)氣加熱（Ta）進(jìn)排氣管分布在兩側(cè)氣門疊開、排氣過程等。二、提高充氣效率的措施87內(nèi)燃機(jī)原理講義三、減小排氣系統(tǒng)阻力（r）二、提高充氣效率的措施87內(nèi)燃機(jī)三、提高充氣效率的另一種說法（一）、降低進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力損失，提高氣缸內(nèi)進(jìn)氣終了時(shí)的壓力。1、降低進(jìn)氣通道的流動(dòng)阻力①加大進(jìn)氣門直徑；②增加進(jìn)氣門數(shù)目；③合理設(shè)計(jì)進(jìn)氣道及氣門的結(jié)構(gòu)。目的：增加氣門流通截面的面積。2、采用可變進(jìn)氣系統(tǒng)技術(shù)①低速時(shí)，采用較小的氣門疊開角以及較小的氣門升程，防止出現(xiàn)缸內(nèi)新鮮充量向進(jìn)氣系統(tǒng)的倒流，以便增加轉(zhuǎn)矩，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。②高速時(shí),應(yīng)具有最大的氣門升程和進(jìn)氣門遲閉角，以最大限度地減小流動(dòng)阻力，充分利用過后充氣，提高充氣效率，以滿足動(dòng)力性要求。③配合以上變化，對(duì)進(jìn)氣門從開啟到關(guān)閉的持續(xù)期（又稱作用角）也應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)最佳的進(jìn)氣定時(shí)。如GM汽車公司推出的無凸輪的電磁氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及Ford汽車公司的液壓氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。3、減少進(jìn)氣管和空氣濾清器的阻力（二）、降低排氣系統(tǒng)的阻力損失，以減小缸內(nèi)的殘余廢氣系數(shù)。（三）、減少高溫零件在進(jìn)氣系統(tǒng)中對(duì)新鮮充量的加熱，以降低進(jìn)氣終了時(shí)的充量溫度。88內(nèi)燃機(jī)原理講義三、提高充氣效率的另一種說法（一）、降低進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力損失發(fā)動(dòng)機(jī)原理講義第三章燃料與燃燒89內(nèi)燃機(jī)原理講義發(fā)動(dòng)機(jī)原理講義第三章燃料與燃燒89內(nèi)燃機(jī)原理講義需掌握內(nèi)容燃料的組成及分類（C原子數(shù)、分子結(jié)構(gòu)對(duì)燃料性能的影響）各種燃料的評(píng)價(jià)指標(biāo)及實(shí)際意義（燃料的使用特性）常用燃料燃燒化學(xué)初步計(jì)算（理論空氣量、分子變更系數(shù)、混和氣熱值）燃燒初步（鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、熱力自燃）90內(nèi)燃機(jī)原理講義需掌握內(nèi)容燃料的組成及分類（C原子數(shù)、分子結(jié)構(gòu)對(duì)燃料性能的影第一節(jié)燃料組成及特征一、燃料的主要分類石油類（烴類）：液態(tài)，汽油、（煤油：用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)）、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(jì)有1.1萬億噸(11×1012t)，可夠人類使用1000年）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：大豆油、菜籽油等，可再生資源，太稠、混合氣形成困難、結(jié)焦。去除甘油后就可以變稀。氫：好處多多，但主要問題集中在能量密度（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(yīng)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(jī)和環(huán)境污染）91內(nèi)燃機(jī)原理講義第一節(jié)燃料組成及特征一、燃料的主要分類91內(nèi)燃機(jī)原理講義二、石油類燃料特性1、化學(xué)組成：主要成分：碳、氫，占97~98%；少量元素：硫、氧、氮其中O元素可以降低燃燒過程微粒物，煙度下降；S可以使N多催化劑中毒，盡量減少。微量元素：K，As，Na，Ca通式：多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔?，通式可表達(dá)為CnHm，通常稱為烴。92內(nèi)燃機(jī)原理講義二、石油類燃料特性1、化學(xué)組成：92內(nèi)燃機(jī)原理講義二、石油類燃料特性2、C原子數(shù)對(duì)烴類燃料性能的影響隨分子中C原子個(gè)數(shù)的增加有：93內(nèi)燃機(jī)原理講義二、石油類燃料特性2、C原子數(shù)對(duì)烴類燃料性能的影響93內(nèi)燃二、石油類燃料特性3、分子結(jié)構(gòu)對(duì)烴類燃料性能的影響94內(nèi)燃機(jī)原理講義二、石油類燃料特性3、分子結(jié)構(gòu)對(duì)烴類燃料性能的影響94內(nèi)燃二、石油類燃料特性3、分子結(jié)構(gòu)對(duì)烴類燃料性能的影響95內(nèi)燃機(jī)原理講義二、石油類燃料特性3、分子結(jié)構(gòu)對(duì)烴類燃料性能的影響95內(nèi)燃第二節(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）定義：餾出某一質(zhì)量百分比燃油的溫度范圍。主要指標(biāo)：為了評(píng)價(jià)燃料的揮發(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(biāo)。（1）10％餾出溫度T10(<75℃)表征燃料的起動(dòng)性（T10低容易冷車起動(dòng)）。但過低，在輸送時(shí)受發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較高、壓力過低部位汽化，形成“氣阻”，使發(fā)動(dòng)機(jī)斷火，影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）50％餾出溫度T50(<145℃)表征平均蒸發(fā)性。T50低(從較低負(fù)荷向較高負(fù)荷過渡時(shí)，能夠及時(shí)供應(yīng)所需的混合氣）暖車時(shí)間+加速性+工作穩(wěn)定性均會(huì)改善。（3）90％餾出溫度T90(<195℃)96內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性一、汽油使用特性96內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性一、汽油使用特性2、辛烷值（抗爆性）爆震：在汽油機(jī)燃燒中，在火焰前鋒面未傳播到的情況下由于缸內(nèi)溫度（或局部溫度）高過而引起的末端混合氣自燃（瞬間同時(shí)燃燒），從而引起缸內(nèi)溫度、壓力急劇上升并伴隨特定敲缸聲（壓力波在缸內(nèi)的不斷反射）的不正常燃燒狀態(tài)。輕微爆震時(shí)燃燒迅速定容性提高，熱效率提高、動(dòng)力性提高。爆震過強(qiáng)時(shí)缸內(nèi)溫度、壓力急劇上升發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷增加，潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)破壞從而引起可預(yù)見的重大破壞。現(xiàn)代汽油機(jī)中增設(shè)爆震傳感器，使發(fā)動(dòng)機(jī)在臨界爆震狀態(tài)燃燒。97內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性一、汽油使用特性97內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性一、汽油使用特性2、辛烷值（抗爆性）辛烷值測(cè)定方法：在特殊的單缸試驗(yàn)機(jī)（CFR）上按規(guī)定的條件進(jìn)行。利用兩種標(biāo)準(zhǔn)燃料：異辛烷(2,2,4三甲基戊烷，C8H18)，辛烷值為100；正庚烷(C7H16)，辛烷值為0。按不同比例（體積）混合可得不同辛烷值的標(biāo)準(zhǔn)燃料，（其辛烷值即為異辛烷的體積百分?jǐn)?shù)）。在特定工況下調(diào)整壓縮比使被測(cè)燃料發(fā)生臨界爆震。找出與被測(cè)燃油相同具有抗爆性的標(biāo)準(zhǔn)燃料，則標(biāo)準(zhǔn)燃料的辛烷值即為被測(cè)定汽油的辛烷值。辛烷值高低順序?yàn)橥闊N＜烯烴＜（炔烴）＜環(huán)烷烴＜芳烴。辛烷值的分類：馬達(dá)法試驗(yàn)值（MON）n=900r/min、進(jìn)氣加熱（條件苛刻），研究法試驗(yàn)值（RON）n=600r/min、進(jìn)氣不加熱。MON<RON。燃料敏感度=研究法試驗(yàn)值-馬達(dá)法試驗(yàn)值，表征了燃料對(duì)工況的敏感度。通用評(píng)價(jià)抗爆性的指標(biāo)：ONI（抗爆指數(shù)）＝(MON+RON)/2。目前所用汽油的牌號(hào)即為該值。98內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性一、汽油使用特性98內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性一、汽油使用特性2、辛烷值（抗爆性）提高辛烷值的方法：加抗爆劑（四乙鉛、溴乙烷），由于對(duì)后處理器催化劑的毒性強(qiáng)、鉛排放，目前已經(jīng)停用。提高汽油中芳香烴的含量，裂化調(diào)制。加調(diào)和劑（醚、醇）99內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性一、汽油使用特性99內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性二、柴油使用特性（燃燒機(jī)理復(fù)雜，影響因素多，性能要求多）

1、自燃性（發(fā)火性）的指標(biāo)——十六烷值測(cè)定方法十六烷值對(duì)混合氣形成及燃燒過程的影響100內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性二、柴油使用特性（燃燒機(jī)理復(fù)雜，影響因素第二節(jié)燃料使用特性二、柴油使用特性2、蒸發(fā)性——餾程

101內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性二、柴油使用特性101內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性二、柴油使用特性3、霧化性（燃油噴射系統(tǒng)參數(shù)）—用粘度評(píng)價(jià)

102內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性二、柴油使用特性102內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性二、柴油使用特性4、流動(dòng)性凝點(diǎn)：指柴油失去流動(dòng)性開始凝結(jié)的溫度。

103內(nèi)燃機(jī)原理講義第二節(jié)燃料使用特性二、柴油使用特性103內(nèi)燃機(jī)原理講義第三節(jié)燃燒熱化學(xué)需把握的內(nèi)容理論空氣量摩爾空氣量質(zhì)量空氣量體積空氣量理論分子變更系數(shù)混合氣熱值摩爾熱值質(zhì)量熱值體積熱值104內(nèi)燃機(jī)原理講義第三節(jié)燃燒熱化學(xué)需把握的內(nèi)容104內(nèi)燃機(jī)原理講義一、理論空氣量定義1kg燃料完全燃燒所需的最低（理論）空氣量

計(jì)算方法105內(nèi)燃機(jī)原理講義一、理論空氣量定義105內(nèi)燃機(jī)原理講義二、過量空氣系數(shù)定義（ɑ）實(shí)際提供的空氣量L與理論上所需空氣量L0之比

空燃比

106內(nèi)燃機(jī)原理講義二、過量空氣系數(shù)定義（ɑ）106內(nèi)燃機(jī)原理講義三、ɑ>1時(shí)的理論分子變更系數(shù)

計(jì)算方法107內(nèi)燃機(jī)原理講義三、ɑ>1時(shí)的理論分子變更系數(shù)計(jì)算方法107內(nèi)燃機(jī)原理講四、燃料熱值與混合氣熱值

1、燃料熱值：1kg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(jié)后放出的汽化潛熱；低熱值：不包括水蒸汽凝結(jié)后放出的汽化潛熱。2、混合氣熱值：?jiǎn)挝粩?shù)量的可燃混合氣燃燒所產(chǎn)生的熱量（汽油機(jī)如下，柴油機(jī)去掉燃料部分）。發(fā)動(dòng)機(jī)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44000kJ/kg和27000kJ/kg，而理論混合氣熱值相差不大3749kg/m3和36301/m3。所以燒E10時(shí)合理增加噴油量在發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)不變的情況下動(dòng)力性相差不大。108內(nèi)燃機(jī)原理講義四、燃料熱值與混合氣熱值1、燃料熱值：108內(nèi)燃機(jī)原理講義第四節(jié)燃燒初步掌握內(nèi)容燃燒的階段著火理論及自燃臨界條件火焰?zhèn)鞑ザx及速度的影響因素汽油柴油的使用特性與汽、柴油機(jī)混合氣形成燃燒組織的關(guān)系109內(nèi)燃機(jī)原理講義第四節(jié)燃燒初步掌握內(nèi)容109內(nèi)燃機(jī)原理講義一、著火階段（點(diǎn)燃）定義發(fā)生明顯光、火焰效應(yīng)前的準(zhǔn)備階段A、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)組成：鏈引發(fā)、鏈傳播、鏈中斷鏈引發(fā)：烴類受激（電火花、高溫氣流）產(chǎn)生自由基（或原子）――>活性中心――>促進(jìn)新反應(yīng)進(jìn)行。鏈傳播自由基與反應(yīng)物作用：進(jìn)一步反應(yīng)，產(chǎn)生新的自由基：1:1：直鏈反應(yīng)（不加速）1:多：支鏈反應(yīng)（加速、爆炸）鏈中斷自由基與環(huán)境碰撞失去活性（沒電了，玩完了）反應(yīng)物濃度急劇消失，自由基找不到促進(jìn)的對(duì)象（孤立了、沒用了）氧化反應(yīng)的特征存在形成、積累活性中心的誘導(dǎo)期，長度與反應(yīng)物特性、濃度、溫度、容器邊界形狀有關(guān)110內(nèi)燃機(jī)原理講義一、著火階段（點(diǎn)燃）定義110內(nèi)燃機(jī)原理講義一、著火階段（自燃）B、熱力自燃定義在T,P適宜的情況下無外部能量，自身反應(yīng)自動(dòng)加速、自發(fā)著火過程著火條件在整個(gè)著火過程中每一時(shí)刻的反應(yīng)放熱速度（與溫度呈指數(shù)關(guān)系）大于反應(yīng)物系統(tǒng)向環(huán)境的散熱速度（與溫度呈線性關(guān)系），產(chǎn)生熱量積累從而著火。111內(nèi)燃機(jī)原理講義一、著火階段（自燃）B、熱力自燃111內(nèi)燃機(jī)原理講義一、著火階段（自燃）實(shí)際著火過程112內(nèi)燃機(jī)原理講義一、著火階段（自燃）實(shí)際著火過程112內(nèi)燃機(jī)原理講義一、著火階段（點(diǎn)燃）定義：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。電火花的作用提供能量使T升高電離混合氣形成活性中心引發(fā)鏈反應(yīng)或熱積累113內(nèi)燃機(jī)原理講義一、著火階段（點(diǎn)燃）定義：113內(nèi)燃機(jī)原理講義二、燃燒過程（火焰?zhèn)鞑ィ┒x：火焰前鋒面（以火花塞中心為球面的0.01～0.5mm厚度的一層反應(yīng)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(zhì)使得火焰向前傳播。在無紊流或若紊流時(shí)傳播速度較慢、層流傳播；在強(qiáng)紊流時(shí)火焰前鋒面破裂、形成許多小的反應(yīng)團(tuán)、宏觀厚度增加、反應(yīng)面積增加、火焰?zhèn)鞑ニ俣葮O快。小紊流大紊流114內(nèi)燃機(jī)原理講義二、燃燒過程（火焰?zhèn)鞑ィ┒x：小紊流大紊流114內(nèi)燃機(jī)原理講四、汽油、柴油特性引發(fā)的燃燒組織柴油115內(nèi)燃機(jī)原理講義四、汽油、柴油特性引發(fā)的燃燒組織柴油115內(nèi)燃機(jī)原理講義四、汽油、柴油特性引發(fā)的燃燒組織汽油116內(nèi)燃機(jī)原理講義四、汽油、柴油特性引發(fā)的燃燒組織汽油116內(nèi)燃機(jī)原理講義發(fā)動(dòng)機(jī)原理講義第四章汽油機(jī)混合氣形成及燃燒117內(nèi)燃機(jī)原理講義發(fā)動(dòng)機(jī)原理講義第四章汽油機(jī)混合氣形成及燃燒117內(nèi)燃機(jī)原理第一節(jié)汽油機(jī)燃燒過程概述（幾個(gè)概念）118內(nèi)燃機(jī)原理講義第一節(jié)汽油機(jī)燃燒過程概述（幾個(gè)概念）118內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒定義唯一地由火花塞點(diǎn)火且火焰前鋒以特定的速度傳遍整個(gè)燃燒室的過程。

燃燒過程分段（Ⅰ）著火延遲期；（Ⅱ）明顯燃燒期；（Ⅲ）后燃期。119內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒定義119內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒著火延遲期（1-2）定義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(shí)間或曲軸轉(zhuǎn)角

作用火花塞放電點(diǎn)燃混合氣形成火焰核心（鏈引發(fā)）；火花塞放電特性①兩極電壓達(dá)10～15kV；②擊穿電極間隙的混合氣，造成電極間電流通過；③電火花能量多在40～80mJ；④局部溫度可達(dá)3000K，使電極附近的混合氣立即點(diǎn)燃；⑤形成火焰中心，火焰向四周傳播；⑥氣缸壓力脫離壓縮線開始急劇上升。

120內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒著火延遲期（1-2）120內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒著火延遲期（1-2）特點(diǎn)：燃燒量小，壓力升高不明顯。要求盡量縮短著火延遲期并保持穩(wěn)定。影響滯燃期的因素121內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒著火延遲期（1-2）121內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒明顯燃燒期（2-3）定義從火焰核心形成（開始燃燒）到最高燃燒壓力點(diǎn)（火焰?zhèn)鞑サ秸麄€(gè)燃燒室）對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角或時(shí)間。作用迅速地把大部分燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；特點(diǎn)是汽油機(jī)燃燒的主要時(shí)期，熱量利用率高。明顯燃燒期愈短，愈靠近上止點(diǎn)，汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性愈好。要求在壓力升高率（平均壓力升高率）不過高（0.175－0.25MPa）（若過高則工作粗暴，機(jī)械負(fù)荷、熱負(fù)荷增加對(duì)NOx排放增加）的前提下盡量縮短明顯燃燒期（20-40°CA）并靠近上止點(diǎn)（Pmax在8,12-15°CA）。122內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒明顯燃燒期（2-3）122內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒后燃期（3點(diǎn)以后）

定義從壓力最高點(diǎn)到燃料燃燒90%以上的時(shí)間或曲軸轉(zhuǎn)角。作用①火焰前鋒后未及燃燒的燃料再燃燒；②貼附在缸壁上未燃混合氣層的部分燃燒；③高溫分解的燃燒產(chǎn)物（H2、CO等）重新氧化。特點(diǎn)燃燒速度慢，遠(yuǎn)離上止點(diǎn)，熱量利用率低。要求盡量減少后燃期123內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒后燃期（3點(diǎn)以后）123內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒影響燃燒速度的因素

可燃混合氣密度火焰前鋒面積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(shí)期火焰前鋒掃過的面積，以調(diào)整燃燒速度，形成不同燃燒組織狀態(tài)124內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒影響燃燒速度的因素124內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒影響燃燒速度的因素

火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤刂芔T就能控制明顯燃燒期的長短及相對(duì)曲軸轉(zhuǎn)角的位置。一般在50～80m/s，燃燒時(shí)間極短，僅1～2ms

影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩馗變?nèi)紊流紊流增加速度增加混合氣成分125內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒影響燃燒速度的因素125內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒影響燃燒速度的因素

影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩貧堄鄰U氣系數(shù)殘余廢氣系數(shù)增加火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆党跏蓟旌蠚鉁囟?、壓力初始T，P增加火焰?zhèn)鞑ニ俣忍岣?26內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒影響燃燒速度的因素126內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒不規(guī)則燃燒

分類循環(huán)變動(dòng)

各缸間燃燒差異

循環(huán)變動(dòng)原因火花塞附近混合氣的混合比；氣體紊流性質(zhì)、程度在各循環(huán)均有變動(dòng)，致使火焰中心形成的時(shí)間不同，即由有效著火時(shí)間變動(dòng)而引起。危害使空燃比和點(diǎn)火提前角調(diào)整不可能都對(duì)每一循環(huán)處于最佳狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性惡化，不正常燃燒傾向增加，整個(gè)汽油機(jī)性能下降。影響因素①當(dāng)a=0.8～0.9時(shí)循環(huán)燃燒變動(dòng)最小；②在中等負(fù)荷以上變動(dòng)較?。虎奂訌?qiáng)紊流有助于減少變動(dòng)，因此轉(zhuǎn)速增加，一般變動(dòng)減小；④加大點(diǎn)火能量，采用多點(diǎn)點(diǎn)火，情況可有所改善；⑤點(diǎn)火時(shí)刻和點(diǎn)火位置對(duì)燃燒變動(dòng)很敏感。127內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒不規(guī)則燃燒127內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒不規(guī)則燃燒

各缸燃燒差異原因主要是由于分配不均勻造成的

危害整個(gè)汽油機(jī)功率下降；耗油率上升；排放性能惡化

影響因素分配不均勻氣道內(nèi)的沉積燃油進(jìn)氣歧管的差別各缸間進(jìn)氣重疊引起的干涉。過量空氣系數(shù)的影響各缸混合氣成分不同。進(jìn)氣管的設(shè)計(jì)任何不對(duì)稱和流動(dòng)阻力不同的情況都會(huì)破壞均勻分配128內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒不規(guī)則燃燒128內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒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(yīng)中斷。影響因素：①當(dāng)a=1左右，熄火厚度最小，混合氣變濃、稀此厚度均增加；②負(fù)荷減小時(shí)，熄火厚度顯著增加；③燃燒室溫度、壓力提高，氣缸紊流加強(qiáng)，熄火厚度均減小。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A/V、活塞余隙從而降低汽油機(jī)的HC排出量。129內(nèi)燃機(jī)原理講義一、汽油機(jī)正常燃燒燃燒室壁面淬熄作用129內(nèi)燃機(jī)原理講義$4.1二、不正常燃燒分類爆震和表面點(diǎn)火（早燃、后燃）（一）爆震特征：氣缸內(nèi)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），受到壓縮和輻射熱的作用，加速了先期反應(yīng)產(chǎn)生了自燃。壓力沖擊波反復(fù)撞擊缸壁。影響因素：1）燃料性質(zhì)：辛烷值高的燃料，抗爆燃能力強(qiáng)。2）末端混合氣的壓力、溫度(壓縮比、散熱組織）①末端混合氣的壓力和溫度增高，則爆燃傾向增大。②提高壓縮比，則氣缸內(nèi)壓力、溫度升高，爆燃易發(fā)生；③氣缸蓋、活塞的材料使用輕金屬，由于其導(dǎo)熱性好，末端混合氣壓力、溫度低，爆燃傾向小，可提高壓縮比0.4～0.7單位。3）火焰前鋒傳播到末端混合氣的時(shí)間提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?、縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，都會(huì)減少火焰前鋒傳播到末端混合氣的時(shí)間，這有利于避免爆燃。例如，氣缸直徑大時(shí)，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增加，爆燃傾向增大，故沒有很大缸徑的汽油機(jī)）。130內(nèi)燃機(jī)原理講義$4.1二、不正常燃燒分類130內(nèi)燃機(jī)原理講義$4.1二、不正常燃燒危害輕微敲缸時(shí)，燃燒定容性改善，發(fā)動(dòng)機(jī)功率上升，油耗下降。嚴(yán)重時(shí)破壞缸壁表面的附面氣膜和油膜（摩擦損失增加；氣缸蓋和活塞頂溫度升高（傳熱增加）；從而導(dǎo)致冷卻系過熱，功率降低，耗油率增加。劇烈爆震將造成活塞、氣門燒壞，軸瓦破裂，火花塞絕緣體破裂，潤滑油氧化成膠質(zhì)，活塞環(huán)卡死。131內(nèi)燃機(jī)原理講義$4.1二、不正常燃燒危害131內(nèi)燃機(jī)原理講義$4.1二、不正常燃燒（二）表面點(diǎn)火----熱點(diǎn)點(diǎn)火由燃燒室內(nèi)熾熱表面（如排氣門頭部、火花塞絕緣體或零件表面熾熱的沉積物等）點(diǎn)燃混合氣的并形成火焰?zhèn)鞑ァ｜c(diǎn)火時(shí)刻是不可控制的（早燃、晚燃），常見于壓縮比>9。1.早燃：火花塞點(diǎn)火之前，熾熱表面點(diǎn)燃混合氣危害由于它提前點(diǎn)火而且熱點(diǎn)表面比火花大，燃燒速率快氣缸壓力、溫度增高，發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴；壓縮功增大，向缸壁傳熱增加，致使功率下降（待商榷）；T，P升高；火花塞、活塞等零件過熱。早燃與爆燃相互促進(jìn)：TP升高誘發(fā)爆燃，爆燃促進(jìn)更多熱點(diǎn)形成更劇烈的表面點(diǎn)火。132內(nèi)燃機(jī)原理講義$4.1二、不正常燃燒（二）表面點(diǎn)火----熱點(diǎn)點(diǎn)火132$4.1二、不正常燃燒2.后燃是指在火花塞點(diǎn)火之后，熾熱表面或熱輻射點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象。與爆燃不同，表面點(diǎn)火一般是在正?；鹧鏌街坝蔁霟嵛稂c(diǎn)燃混合氣所致，沒有壓力沖擊波，“敲缸聲”比較沉悶，主要是由活塞、連桿、曲軸等運(yùn)動(dòng)件受到?jīng)_擊負(fù)荷產(chǎn)生振動(dòng)而造成。影響因素凡是能促使燃燒室溫度和壓力升高以及促使積炭等熾熱點(diǎn)形成的一切條件，都能促成表面點(diǎn)火。133內(nèi)燃機(jī)原理講義$4.1二、不正常燃燒2.后燃是指在火花塞點(diǎn)火之后，熾熱表$4.1二、不正常燃燒各種示功圖對(duì)比134內(nèi)燃機(jī)原理講義$4.1二、不正常燃燒各種示功圖對(duì)比134內(nèi)燃機(jī)原理講義$4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響分析方法：從邊界入手分析邊界對(duì)燃燒過程因素的影響進(jìn)而分析出性能變化最終要分析的性能：1、發(fā)動(dòng)機(jī)性能：動(dòng)力性（Pe）、經(jīng)濟(jì)性（be）、排放特性（HC：壁面淬熄及混合氣過濃，NOx：高溫、富氧、作用時(shí)間，CO：a<1時(shí)或不均勻時(shí)）；2、燃燒特性：最佳點(diǎn)火提前角（正比于著火延遲期）、不規(guī)則燃燒、不正常燃燒、壁面淬熄等。中間因素：燃燒速率（密度、T、P、紊流強(qiáng)度等）燃燒始點(diǎn)（點(diǎn)火提前角、T、P、混合氣濃度等等、辛烷值）使用因素（初始邊界）：混合氣濃度、點(diǎn)火提前角、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、環(huán)境參數(shù)。135內(nèi)燃機(jī)原理講義$4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響分析方法：135內(nèi)燃機(jī)原理4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響1、混合氣濃度當(dāng)a＝0.8~0.9時(shí)，UT、Pz、Tz、壓力升高率、Pe均達(dá)最高值，且爆燃傾向增加。當(dāng)a＝l.03~1.1時(shí)，燃燒完全，UT較快，be最低。最高溫度+富?？諝猓?gt;NOx排放增加。當(dāng)a＜l燃燒不完全CO增加。當(dāng)a＜0.8及a>1.2時(shí)，UT下降燃燒不完全－>be增加＋HC排放增加＋工作不穩(wěn)定?？梢?，在均質(zhì)混合氣燃燒中，混合氣濃度對(duì)燃燒影響極大，必須嚴(yán)格控制。136內(nèi)燃機(jī)原理講義4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響1、混合氣濃度136內(nèi)燃機(jī)原4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響2、點(diǎn)火提前角定義點(diǎn)火提高角是從發(fā)出電火花到上止點(diǎn)間的曲軸轉(zhuǎn)角。其數(shù)值應(yīng)視燃料性質(zhì)、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、過量空氣系數(shù)等很多因素而定。要求（彌補(bǔ)滯燃期使燃燒始點(diǎn)發(fā)生在特定范圍內(nèi)）隨辛烷值的增加點(diǎn)火提前角增加隨負(fù)荷（T、P）升高點(diǎn)火提前角減小隨轉(zhuǎn)速升高點(diǎn)火提前角增加。點(diǎn)火提前角調(diào)整特性當(dāng)汽油機(jī)保持節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速以及混合氣濃度一定時(shí)，汽油機(jī)功率（耗油率）隨點(diǎn)火提前角改變而變化的關(guān)系稱為點(diǎn)火提前角調(diào)整特性。137內(nèi)燃機(jī)原理講義4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響2、點(diǎn)火提前角137內(nèi)燃機(jī)原4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響138內(nèi)燃機(jī)原理講義4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響138內(nèi)燃機(jī)原理講義4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響3、轉(zhuǎn)速(平均紊流強(qiáng)度增加，每循環(huán)時(shí)間縮短)點(diǎn)火提前角一般有，其中m<1。即隨轉(zhuǎn)速的升高以時(shí)間計(jì)的著火延遲期縮短（紊流強(qiáng)度增加），但以曲軸轉(zhuǎn)角計(jì)的著火延遲期增加（每°曲軸轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的時(shí)間正比與轉(zhuǎn)速的負(fù)1次方），應(yīng)該相應(yīng)加大點(diǎn)火提前角（離心點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置）。速燃期n增加紊流增加，火焰速度大體與轉(zhuǎn)速成正比增加（圖4-16），因而以秒計(jì)的燃燒過程縮短，但由于循環(huán)時(shí)間亦縮短，一般燃燒過程相對(duì)的曲軸轉(zhuǎn)角增加。爆震轉(zhuǎn)速增加時(shí)，火焰速度亦增加，爆燃傾向減小。139內(nèi)燃機(jī)原理講義4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響3、轉(zhuǎn)速(平均紊流強(qiáng)度增加，4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響140內(nèi)燃機(jī)原理講義4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響140內(nèi)燃機(jī)原理講義4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響5、大氣狀況大氣壓力低，氣缸充氣量減少（但充氣效率不變），則殘余廢氣系數(shù)增加，另外，壓縮壓力低，著火延遲期長和火焰速度慢，則經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性下降，但爆燃傾向減小。大氣溫度高，同樣氣缸充氣量下降（充氣效率提高），經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性變差，而且容易發(fā)生爆燃和氣阻。在炎熱地區(qū)行車時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)冷卻系散熱能力，用泵油量大的汽油泵。反之，在寒冷地區(qū)行車時(shí)，要加強(qiáng)進(jìn)氣系統(tǒng)的預(yù)熱，增強(qiáng)火花能量等，以保證燃油霧化、點(diǎn)火及起動(dòng)。141內(nèi)燃機(jī)原理講義4.1三、使用因素對(duì)燃燒的影響5、大氣狀況141內(nèi)燃機(jī)原理

§4-2汽油機(jī)混合氣的形成

分類汽油機(jī)混合氣形成的方式主要有兩類：一類是化油器式，另一類是汽油噴射式（SPI、MPI、GDI）。除分層燃燒的GDI發(fā)動(dòng)機(jī)外都是預(yù)先形成均質(zhì)混合氣（提前噴射、理論混合氣）并依靠控制節(jié)流閥（節(jié)氣門）開度來調(diào)節(jié)混合氣數(shù)量的。142內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-2汽油機(jī)混合氣的形成分類142內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-2汽油機(jī)混合氣的形成理想空燃比特性（本課程的混合氣狀態(tài)）理想化油器特性a＝1負(fù)荷（Ttq，Pe，pme)143內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-2汽油機(jī)混合氣的形成理想空燃比特性（本課程的混合氣狀§4-2汽油機(jī)混合氣的形成汽油噴射式混合氣的形成（理論混合氣）空氣系統(tǒng)

計(jì)量并控制燃燒所必要的空氣量。燃料系統(tǒng) 由電動(dòng)汽油泵向各缸噴嘴及起動(dòng)噴嘴壓送具有一定壓力的燃油。控制系統(tǒng) 根據(jù)工況（根據(jù)信號(hào)判斷）決定合適的噴射時(shí)間（開啟時(shí)刻及時(shí)長）。144內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-2汽油機(jī)混合氣的形成汽油噴射式混合氣的形成（理論混合§4-2汽油機(jī)混合氣的形成空氣系統(tǒng)空氣系統(tǒng)用來計(jì)量并控制燃燒所必要的空氣量。其中空氣流量計(jì)是進(jìn)行空氣量測(cè)量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的關(guān)鍵部分；空氣閥安裝在與節(jié)流閥并聯(lián)的旁通空氣回路上，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)起動(dòng)且節(jié)流閥全閉時(shí)，為加速暖機(jī)開啟旁通回路；發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷仍由節(jié)流閥的開度調(diào)節(jié)。常用空氣流量傳感器有①葉片式；②熱線風(fēng)速（或熱膜）式；③卡門渦街式。145內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-2汽油機(jī)混合氣的形成空氣系統(tǒng)145內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-2汽油機(jī)混合氣的形成燃料系統(tǒng)（電動(dòng)汽油泵）是將直流電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)子式（或葉輪式）汽油泵聯(lián)成一體的結(jié)構(gòu)。（壓力調(diào)節(jié)器）使噴嘴的供油壓力相對(duì)于進(jìn)氣管壓力總是高出一個(gè)恒定值。保證噴嘴針閥兩端的壓差恒定，防止因進(jìn)氣管壓力變化而引起噴油量變化。（噴嘴）電磁線圈通電的時(shí)間決定了噴油量的多少。多點(diǎn)噴射方式MPI（MultiPointInjection）：?jiǎn)吸c(diǎn)噴射方式SPI（SinslePointInjection）。146內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-2汽油機(jī)混合氣的形成燃料系統(tǒng)146內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-2汽油機(jī)混合氣的形成控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成見圖4-43。它由各類傳感器、執(zhí)行器及電控單元（ECU）組成。需要跛行系統(tǒng)、OBD系統(tǒng)、冗余設(shè)計(jì)。兩種混合氣形成方式的比較（電控的優(yōu)點(diǎn)）通電時(shí)間計(jì)算準(zhǔn)確，修正因素多，油量、空氣計(jì)量準(zhǔn)確、控制精度高。燃油正壓噴射，氣阻概率低＋霧化質(zhì)量好，改善了燃燒過程，經(jīng)濟(jì)性好。取消了化油器喉管，提高了充氣效率，有利于改善整機(jī)動(dòng)力性。反饋控制，改善瞬態(tài)響應(yīng)性能，整機(jī)加速性能及排放性能好。采用多點(diǎn)噴射，使各缸分配均勻性，避免燃油在進(jìn)氣管中沉積。147內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-2汽油機(jī)混合氣的形成控制系統(tǒng)147內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-3燃燒室（設(shè)計(jì)要點(diǎn)）結(jié)構(gòu)緊湊以面容比（A／V）——燃燒室表面積與其容積之比來表征（A/V值越?。??；鹧?zhèn)鞑ゾ嚯x小，不易爆燃，可提高壓縮比。相對(duì)散熱損失小，熱效率高。熄火面積小，HC排量少。具有良好的充氣性能主要應(yīng)考慮進(jìn)氣門、進(jìn)氣道的布置。應(yīng)允許有較大的進(jìn)氣門直徑或進(jìn)氣流通面積，適于多氣門布置。進(jìn)氣流線短，轉(zhuǎn)彎少，使混合氣盡可能平直、光順地流入燃燒室。148內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-3燃燒室（設(shè)計(jì)要點(diǎn)）結(jié)構(gòu)緊湊148內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-3燃燒室（設(shè)計(jì)要點(diǎn)）火花塞位置安排適當(dāng)掃除火花塞周圍殘余廢氣性要好，使點(diǎn)燃性，低速穩(wěn)定性好，循環(huán)變動(dòng)小?；鸹ㄈM量布置在使末端混合氣受熱少的位置，如排氣門附近。應(yīng)使由火花塞傳播開的火焰面變化分配合理，確保運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x應(yīng)盡可能短。燃燒室形狀合理分布燃燒持續(xù)期控制在60(40)°CA之內(nèi)；不致過高。149內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-3燃燒室（設(shè)計(jì)要點(diǎn)）火花塞位置安排適當(dāng)149內(nèi)燃機(jī)原§4-3燃燒室（設(shè)計(jì)要點(diǎn)）組織適當(dāng)?shù)奈闪鬟\(yùn)動(dòng)增大火焰?zhèn)鞑ニ俣?；冷卻末端混合氣區(qū)。減少循環(huán)間的燃燒變動(dòng)。減小熄火厚度，降低HC的排量。紊流過強(qiáng)會(huì)使熱損失增加，點(diǎn)火困難，壓力上升速度過大。分類進(jìn)氣渦流：它是利用進(jìn)氣口和進(jìn)氣道的形狀，在進(jìn)氣過程中造成氣流繞氣缸中心線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)氣滾流（縱向渦流）：旋轉(zhuǎn)中心線與氣缸中心線垂直的流動(dòng)，宏觀的，多用于分層燃燒。壓縮擠流：在接近壓縮終點(diǎn)時(shí)，利用活塞頂部和缸蓋底面之間的狹小間隙S（稱擠氣間隙），將混合氣擠入主要燃燒室內(nèi)，形成渦流。正好在上止點(diǎn)前達(dá)到最大，上止點(diǎn)后還有反擠流運(yùn)動(dòng)，因此增大擠流強(qiáng)度可以提高明顯燃燒期火焰?zhèn)鞑ニ俣?，縮短燃燒時(shí)間；而且擠流不會(huì)引起充氣效率降低，受負(fù)荷、轉(zhuǎn)速影響較小，曾是汽油機(jī)形成紊流的主要途徑。150內(nèi)燃機(jī)原理講義§4-3燃燒室（設(shè)計(jì)要點(diǎn)）組織適當(dāng)?shù)奈闪鬟\(yùn)動(dòng)150內(nèi)燃機(jī)原第五章柴油機(jī)混合氣形成和燃燒

§5-1柴油機(jī)燃燒過程概述：柴油機(jī)混合氣的形成和燃燒過程特點(diǎn)

1、混合氣形成特點(diǎn)：汽缸內(nèi)部形成混合氣：因柴油不易揮發(fā)（餾程250~350℃）必須借助噴射設(shè)備在上止點(diǎn)附近（T,P高）噴入氣缸，利用噴霧、加熱蒸發(fā)和氣流的沖擊作用形成混合氣?；旌蠚庑纬蓵r(shí)間短，只有15~35゜CA,n=1500r/min時(shí)只有1.7ms~4ms混合氣形成不均勻α=f(x.y.z.t)α=0~∞整個(gè)燃燒室α=0~∞，為了照顧弱者總體過量空氣系數(shù)>1.2。導(dǎo)致容積利用率低，PL、me低（傻大黑粗）混合氣形成與燃燒緊密相連邊混合邊燃燒。2、混合氣形成方式：空間霧化混合，燃料噴入燃燒室空間形霧狀混合物。要求噴霧與燃燒室形狀配合，并利用氣流運(yùn)動(dòng)。油膜蒸發(fā)混合，燃料大部分順氣流方向噴到燃燒室上，形成一層油膜，油膜受熱蒸發(fā)，在旋轉(zhuǎn)氣流作用下與空氣相混合形成可燃混合氣?，F(xiàn)代小型高速柴油機(jī)上，燃燃油或多或少會(huì)噴到燃燒上形成油膜因此以上兩種混合方式兼而有之，只是主次，多少不同。目前多數(shù)車用柴油機(jī)以空間霧化混合為主。3、燃燒過程特點(diǎn)油膜（滴）蒸發(fā)擴(kuò)散為主的混合加熱循環(huán)，存在缺氧區(qū)域－>裂化、脫氫－>碳煙生成（冒黑煙）、微粒（PT）排放增加。151內(nèi)燃機(jī)原理講義第五章柴油機(jī)混合氣形成和燃燒§5-1柴油機(jī)燃燒過程15152內(nèi)燃機(jī)原理講義152內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程燃燒過程概述：分為著火延遲期（又稱為滯燃期）、速燃期、緩燃期和補(bǔ)燃期著火延遲期（又稱為滯燃期）：定義：從燃油開始噴入燃燒室內(nèi)（A點(diǎn)）至由于開始燃燒而引起壓力升高使壓力脫離壓縮線開始急劇上升（B點(diǎn)）。作用：在著火延遲期內(nèi)，燃燒室內(nèi)進(jìn)行著混合氣準(zhǔn)備的物理和化學(xué)過程。物理過程：燃油油滴加熱蒸發(fā)擴(kuò)散氣化和混合形成可燃混合氣；化學(xué)過程：可燃混合氣裂解產(chǎn)生醛類（過氧化物蘭炎）CO蘭炎產(chǎn)物是CO，O，OH，H等或性中心熱炎熱爆炸（鏈引發(fā)）。著火延遲期一般為0.7~3ms。主要影響因素為此時(shí)燃燒室內(nèi)工質(zhì)的狀態(tài)（如T，P和燃料種類）。Tc↑→τi↓十六烷值↑→τi↓153內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程燃燒過程概述：153內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程速燃期：定義：速燃期為圖5－l中的BC段，即從壓力脫離壓縮線開始急劇上升（B點(diǎn)）至達(dá)到最大壓力（C點(diǎn)）。作用：速燃期內(nèi)，在著火延遲期內(nèi)準(zhǔn)備好的混合氣幾乎同時(shí)開始燃燒P↑↑，接近等容燃燒，評(píng)價(jià)參數(shù)為平均壓力升高率和最大壓力升高率（dp/dφ）maxΔp/Δφ=[kpa/?CA]急劇上升的壓力沖擊燃燒室壁，活塞，曲軸等部件誘發(fā)缸蓋、缸套、機(jī)體等部件變形，振動(dòng)并輻射出強(qiáng)烈的噪聲。因此（dp/dφ）max應(yīng)控制在0.4~0.5MPa/?CA以下。（dp/dφ）max的大小主要與著火延遲期內(nèi)準(zhǔn)備好的可燃混合氣的數(shù)量有關(guān)。要求：在適宜的壓力升高率下越多越好影響因素（滯燃期內(nèi)形成的混合氣量）：缸內(nèi)溫度、壓力＋十六烷值－>影響滯燃期噴油規(guī)律、蒸發(fā)速率決定在滯燃期內(nèi)形成的混合氣量蒸發(fā)速度154內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程速燃期：154內(nèi)燃機(jī)原理講義緩燃期：定義：緩燃期為圖5－1中的CD段，即從最大壓力點(diǎn)（C點(diǎn)）至最高溫度點(diǎn)（D點(diǎn)）。作用：速燃期內(nèi)未燃燒的燃油和后噴入的燃油在具有大量廢氣的環(huán)境中較慢定壓燃燒。一邊燃燒，一邊活塞下行，缸內(nèi)壓力幾乎不變或稍有變化（接近等壓過程放熱量達(dá)70~80%。燃燒室內(nèi)的最高溫度可達(dá)2000K左右，一般在上止點(diǎn)后20°～35°CA處出現(xiàn)。特點(diǎn)：缸內(nèi)廢氣↑，氧氣↓，燃燒條件不利，邊混合邊燃燒局部高溫缺氧燃料裂解形成碳煙→冒煙、經(jīng)濟(jì)性差↓。所以柴油機(jī)均在α>1的條件下工作，使柴油機(jī)容積利用率下降。這是其比質(zhì)量，升功率不如汽油機(jī)的原因之一?！?-1柴油機(jī)燃燒過程155內(nèi)燃機(jī)原理講義緩燃期：§5-1柴油機(jī)燃燒過程155內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程補(bǔ)燃期：最高溫度點(diǎn)（D點(diǎn)）至燃油基本燃燒完（E點(diǎn)）。補(bǔ)燃期的終點(diǎn)很難準(zhǔn)確地確定，一般當(dāng)放熱量達(dá)到循環(huán)總放熱量的95％～99％時(shí)，就可以認(rèn)為補(bǔ)燃期結(jié)束，也是整個(gè)燃燒過程的結(jié)束。特點(diǎn)：時(shí)間短促，混合氣不太均，燃燒放出的熱量得不到有效利用，排氣溫度提高，散熱損失增大，對(duì)柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性不利。此外，后燃還增加了有關(guān)零部件的熱負(fù)荷（膨脹過程的多變指數(shù)？）。影響因素：重餾份比例（T90、T95）因此，應(yīng)盡量縮短補(bǔ)燃期，減少補(bǔ)燃期內(nèi)燃燒的燃油量。156內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程補(bǔ)燃期：156內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程燃燒放熱規(guī)律：瞬時(shí)放熱速率：指在燃燒過程中的某一時(shí)刻，單位時(shí)間（曲軸轉(zhuǎn)角）內(nèi)單位質(zhì)量混合氣所放出的熱量；kJ/（kg·°CA）kJ/(kg·s)累積放熱百分比：是指從燃燒過程開始至某一時(shí)刻（曲軸轉(zhuǎn)角）為止混合氣所放出的熱量與每循環(huán)混合氣放熱量的比值。燃燒放熱規(guī)律：瞬時(shí)放熱速率和累積放熱百分比隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。燃燒放熱規(guī)律影響到表征燃燒過程中缸內(nèi)壓力、溫度的變化，決定著影響到柴油機(jī)的性能；對(duì)了解、分析和改進(jìn)燃燒過程有著特別重要的作用（熱力過程計(jì)算）。不同類型柴油機(jī)的放熱規(guī)律曲線形狀不同。157內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程燃燒放熱規(guī)律：157內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程典型高速柴油機(jī)燃燒過程放熱率（累積放熱量）第Ⅰ階段AB為予混合燃燒階段，放熱率一般都很高，歷時(shí)3~7°CA，與速燃期相對(duì)應(yīng)。第Ⅱ階段BC為擴(kuò)散燃燒階段，放熱率逐漸下降，歷時(shí)約為40°CA，Ⅰ-Ⅱ階段的放熱率約為80%。第Ⅲ階段CD為放熱的尾巴，可能延至整個(gè)膨漲過程放熱量約占20%。大量研究表明，開始燃燒時(shí)刻，放熱規(guī)律曲線形狀和燃燒持續(xù)時(shí)間是放熱規(guī)律三要素，燃燒始點(diǎn)最佳是使Pmax出現(xiàn)在上止點(diǎn)后7~8°CA，燃燒持續(xù)時(shí)間最佳為40°CA（25-30°CA）。158內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程典型高速柴油機(jī)燃燒過程放熱率（累積放熱§5-1柴油機(jī)燃燒過程柴油機(jī)燃燒過程中存在的主要問題空氣利用率低（不均勻?qū)е碌模┗旌蠚庑纬蓵r(shí)間短、只有15~35°CA1.7~4ms邊燃燒邊噴油，油滴易被高溫廢氣包圍找不到氧，氧找不到油分子（不均勻、邊混合邊燃燒；氣包油、油包氣）；所以為保證柴油機(jī)燃燒比較完全，必須在α>1條件工作：α>=1.3左右，即最少有30%的空氣量未能完全利用。使柴油機(jī)容積利用率低，強(qiáng)化指標(biāo)差。159內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程柴油機(jī)燃燒過程中存在的主要問題159§5-1柴油機(jī)燃燒過程燃燒噪聲（工作粗暴）主要是因?yàn)樗偃计趬毫ι呗蔬^大（Δp/Δφ>0.4~0.5Mpa/?CA）產(chǎn)生燃燒噪聲使零件負(fù)荷↑壽命↓稱柴油機(jī)工作粗暴。降低柴油機(jī)工作粗暴的根本措施是↓Δp/Δφ，主要途徑有三：①縮短著火落后期φi：選十六烷值高的燃料；提高噴油時(shí)缸內(nèi)溫度如增壓等，推遲噴油（靠近上止點(diǎn)、減小噴油提前角）；②減小著火延遲期內(nèi)噴入的油量（選擇合適的噴油規(guī)律，先少后多）；③控制蒸發(fā)速度（油膜蒸發(fā)緩和）；160內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程燃燒噪聲（工作粗暴）160內(nèi)燃機(jī)原理§5-1柴油機(jī)燃燒過程排氣冒黑煙緩燃期燃油被高溫廢氣包圍：高溫缺氧→裂解→脫氫→聚合形成碳煙。一般在高負(fù)荷時(shí)發(fā)生如汽車加速，爬坡或超載。減少冒黑煙的措施：①增大過量空氣系數(shù)α：改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)ην↑，減少噴油量降低功率使用。②組織相對(duì)運(yùn)動(dòng)：促使油束分散增大混合范圍；熱混合作用；增強(qiáng)缸內(nèi)紊流。③提高噴射壓力，促進(jìn)油束霧化。161內(nèi)燃機(jī)原理講義§5-1柴油機(jī)燃燒過程排氣冒黑煙161內(nèi)燃機(jī)原理講義