發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車?yán)碚撜n件匯總?cè)譸pt完整版課件最全教學(xué)教程整套課件全書電子教案教學(xué)課件匯總完整版

1、2022/8/29發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車?yán)碚摳叩嚷殬I(yè)教育汽車運(yùn)用與維修技術(shù)專業(yè)規(guī)劃教材 2/21課程內(nèi)容概述第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識(shí)第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程第三章 汽油機(jī)的燃料與燃燒第四章 柴油機(jī)的燃料與燃燒第五章 發(fā)動(dòng)機(jī)的特性第六章 汽車的動(dòng)力性第七章 汽車的制動(dòng)性第八章 汽車的使用經(jīng)濟(jì)性第九章 汽車的操縱穩(wěn)定性第十章 汽車的舒適性第十一章 汽車的通過性第十二章 汽車性能的合理使用 第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識(shí)2022/8/29第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié) 氣體的熱力性質(zhì)第二節(jié) 熱力學(xué)第一定律第三節(jié) 熱力學(xué)第二定律第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)第五節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)第六節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率返回到首頁第

2、一節(jié) 氣體的熱力性質(zhì) 一、基本概念 二、基本狀態(tài)參數(shù)三、理想氣體狀態(tài)方程 溫度 壓力 比體積工質(zhì) 熱力系統(tǒng) 熱力狀態(tài) 熱力過程P-V 圖一、基本概念 工質(zhì)：實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的物質(zhì)熱力過程：工質(zhì)從某一初始狀態(tài)變化到另一狀態(tài)所經(jīng)歷 的過程。熱力狀態(tài)：工質(zhì)在某一時(shí)刻所處的宏觀狀況熱力系統(tǒng)：作為研究對(duì)象的某一宏觀尺寸范圍內(nèi)的工質(zhì)。二、基本狀態(tài)參數(shù) 比體積：單位質(zhì)量的氣體所占的容積v=V/mv-氣體的比體積V-氣體總?cè)莘em-氣體的質(zhì)量溫度：描述物體的冷熱程度攝氏溫度 (t ）開氏溫度（T K) t=T-273）壓力：單位體積上所受的垂直作用力（kPa）開氏溫度、絕對(duì)壓力、比體積是狀態(tài)參數(shù)開氏溫度

3、不可能有負(fù)值對(duì)于1kg理想氣體 pv=RT對(duì)于mkg理想氣體 pV=mRT(R-氣體常數(shù))三、理想氣體狀態(tài)方程第二節(jié) 熱力學(xué)第一定律 一、功、熱量、內(nèi)能二、 具 體 表 述功1kg氣體：dw=pAdx=pdvmkg氣體：V=mv 定義：當(dāng)氣體的壓力和容積發(fā)生變化時(shí)，氣體與外界之間相互傳遞的機(jī)械能。單位：J KJ 符號(hào)：W 功的正負(fù)：容積增加，對(duì)外做功，為正 容積減少，外界對(duì)物體做功，為負(fù)熱量定義：溫度不同的物體相互接觸，會(huì)有熱量的傳遞。單位：J KJ 符號(hào)：q、Q比熱：單位量的物體溫度變化1K時(shí)吸收或放出熱量 c=dq/dT 1kg氣體從T1變化到T2 mkg氣體從T1變化到T2熱量的正負(fù)：吸

4、收熱量為正、放出熱量為負(fù)定義：氣體內(nèi)部所具有的能量的總和。單位：J KJ 符號(hào)：u、U內(nèi)能變化：1kg氣體從T1變化到T2 mkg氣體從T1變化到T2熱量的正負(fù)：內(nèi)能增加為正、內(nèi)能減少為負(fù)內(nèi) 能功、熱量、內(nèi)能是不是狀態(tài)參數(shù)？具體描述表述：熱和功可以相互轉(zhuǎn)換，為了要獲得一定量的功，必須消耗一定量的熱；反之，消耗一定量的功，必會(huì)產(chǎn)生一定量的熱。能量平衡方程：1kg氣體由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2 mkg氣體由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2 定義、分類、熱力循環(huán)P-V圖熱力循環(huán)循環(huán)評(píng)定指標(biāo)具體表述循環(huán)熱效率、循環(huán)平均壓力開爾文-普朗克表述克勞修斯表述第三節(jié) 熱力學(xué)第二定律熱力循環(huán) 定義：工質(zhì)從某一初態(tài)出發(fā)，經(jīng)過一系列的

5、中間狀態(tài)變化，又回復(fù)到原來狀態(tài)的全部過程稱為熱力循環(huán)。（即封閉的熱力過程）熱力循環(huán)的分類：按循環(huán)進(jìn)行的方向和產(chǎn)生的效果正向循環(huán)：將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的循環(huán) ，又稱為熱機(jī)循環(huán)（或動(dòng)力循環(huán)）。如蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)、內(nèi)燃機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)等。逆向循環(huán)：消耗機(jī)械能將熱量從低溫物體傳遞到高溫物體的循環(huán)。按循環(huán)的目的不同，又可分為制冷循環(huán)和供熱循環(huán)（即熱泵循環(huán)）。熱力循環(huán)P-V圖A-C-B過程中，為膨脹過程,工質(zhì)從熱源吸收熱量Q1，對(duì)外做功W1.B-D-A過程中，為壓縮過程，外界對(duì)氣體做功W2，工質(zhì)向冷源放出熱量Q21kg工質(zhì)的循環(huán)過程中做的靜功：w0=q1-q2mkg工質(zhì)的循環(huán)過程中做的靜功：Wo=Q1-

6、Q2循環(huán)評(píng)定指標(biāo)循環(huán)熱效率：定義：熱功轉(zhuǎn)化效率。說明：熱功轉(zhuǎn)換過程的熱量利用度。循環(huán)平均壓力：定義：單位汽缸工作容積所做的循環(huán)功。說明：循環(huán)的動(dòng)力性。氣缸工作容積熱力學(xué)第二定律開爾文表述不可能建造一種循環(huán)工作的機(jī)器，其作用只是從單一熱源取熱并全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γ灰鹌渌兓??？藙谛匏贡硎霾豢赡馨褵崃繌牡蜏匚矬w傳向高溫物體而不引起其它變化。第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)研究目的：分析影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的各種因素，找出改善發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)、提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一般規(guī)律。進(jìn)氣過程實(shí)際循環(huán)理想循環(huán)兩種循環(huán)區(qū)別燃燒過程壓縮過程膨脹過程排氣過程實(shí)際循環(huán)的簡化柴油機(jī)理想循環(huán)汽油機(jī)理想循環(huán)理想循環(huán)影響因素實(shí)際循環(huán)與理想循環(huán)的主要差別在

7、于實(shí)際循環(huán)存在各種損失21/20一、發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)：連續(xù)不斷的把熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的循環(huán)。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹和排氣5個(gè)過程組成。通常用氣缸內(nèi)工質(zhì)的壓力p隨氣缸容積V（或曲軸轉(zhuǎn)角）而變化的圖形,來表示氣缸內(nèi)工質(zhì)的實(shí)際工作情況。22/20p-V圖和p-圖結(jié)論：進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣23/20進(jìn)氣過程進(jìn)行的好壞用實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮工質(zhì)的數(shù)量評(píng)價(jià)。由pV=mRT可以看出：氣缸容積一定時(shí)，提高進(jìn)氣終了壓力、降低進(jìn)氣終了溫度可增加進(jìn)氣量。進(jìn)氣量的增加意味著循環(huán)加熱量的增加，在循環(huán)熱效率一定時(shí)，可增加循環(huán)凈功，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。 結(jié)論：進(jìn)氣24/20發(fā)

8、動(dòng)機(jī)的實(shí)際壓縮過程，是一個(gè)復(fù)雜的熱力過程(吸熱-絕熱-放熱)。總體來說，缸內(nèi)氣體的放熱量大于其吸熱量。實(shí)際工作中，常測(cè)量壓縮終了的壓力。壓縮終了的壓力過低，說明氣缸密封不良，其主要原因一般是氣門密封不良、活塞和氣缸磨損嚴(yán)重等。 結(jié)論：壓縮25/20汽油機(jī)及燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒接近定容加熱過程。柴油機(jī)燃燒接近混合加熱過程（同時(shí)存在定容加熱和定壓加熱）。燃燒過程放出的熱量越多，放熱時(shí)越靠近上止點(diǎn)，則熱效率越高。在實(shí)際燃燒過程中，不僅有散熱損失，不完全燃燒損失，而且還存在非瞬時(shí)燃燒損失。 結(jié)論：燃燒26/20燃燒過程27/20發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際膨脹過程與壓縮過程很相似，也是一個(gè)復(fù)雜的熱力過程（吸熱量大于放熱量

9、、吸熱量等于放熱量、吸熱量小于放熱量）?？傮w來說，缸內(nèi)氣體的吸熱量大于放熱量。膨脹過程不僅有散熱損失和漏氣損失，還有補(bǔ)燃損失。膨脹過程終了b點(diǎn)的壓力和溫度越低，說明氣體膨脹和熱量利用越充分。 結(jié)論：膨脹28/20由于排出的廢氣具有一定的壓力和較高的溫度，故存在排氣損失。 由于排氣系統(tǒng)有阻力，使排氣終了的壓力略高于大氣壓力。 實(shí)際工作中，也常用排氣溫度作為檢查發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的技術(shù)指標(biāo)，排氣終了溫度偏高，說明發(fā)動(dòng)機(jī)工作不良，熱功轉(zhuǎn)換效率低。結(jié)論：排氣29/20二、發(fā)動(dòng)機(jī)的理想循環(huán)1.實(shí)際循環(huán)的簡化2.柴油機(jī)的理想循環(huán)3.汽油機(jī)的理想循環(huán)4.理想循環(huán)的影響因素30/201. 實(shí)際循環(huán)的簡化1）假設(shè)工

10、質(zhì)為理想氣體，其比熱為定值。2）假設(shè)壓縮和膨脹過程均是絕熱過程。 3）假設(shè)燃燒過程為定容加熱過程或定壓加熱過程，廢氣帶走熱量為定容放熱過程。4）假設(shè)氣缸內(nèi)工質(zhì)的數(shù)量不變，不考慮進(jìn)、排氣過程，并忽略漏氣的影響。5）忽略實(shí)際過程中存在摩擦等能量損失。31/20柴油機(jī)的理想循環(huán)-混合加熱循環(huán)。由5個(gè)熱力過程組成: 循環(huán)凈功為W。根據(jù)熱力學(xué)中熱量和循環(huán)熱效率的計(jì)算公式可求出混合加熱循環(huán)的熱效率為：2.柴油機(jī)的理想循環(huán)32/20式中：壓縮比， 壓力升高比， 預(yù)脹比， k絕熱指數(shù)， k為定值，其值取決于氣體的原子數(shù)，單：k=1.67，雙：k=1.4，三：k=1.3。 根據(jù)熱力學(xué)公式和循環(huán)平均壓力可求出混合

11、加熱循環(huán)的平均壓力為：33/203.汽油機(jī)的理想循環(huán)汽油機(jī)的理想循環(huán)-定容加熱循環(huán)。由4個(gè)熱力過程組成:（=1） 循環(huán)凈功為W 。將=1代入混合加熱循環(huán)計(jì)算式中：定容加熱循環(huán)的熱效率為：定容加熱循環(huán)的平均壓力為：34/204.理想循環(huán)的影響因素（1）壓縮比。 提高,循環(huán)熱效率t和平均壓力pt提高。(2）壓力升高比和預(yù)脹比。在定容加熱循環(huán)中，壓力升高比增加，循放加熱量增加(在一定時(shí))，使循環(huán)凈功W0和循環(huán)放熱量Q2均相應(yīng)增加, 所以循環(huán)熱效率不變，但循環(huán)平均壓力提高；在混合加熱循環(huán)中(在和總加熱量一定時(shí)) ，提高，預(yù)脹比減小，循環(huán)熱效率和平均壓力提高。（3）絕熱指數(shù)k。在一定時(shí)，k增加，循環(huán)熱效

12、率提高；混合氣濃度增加，循環(huán)平均壓力提高。（4）進(jìn)氣終了的壓力p1。在其它參數(shù)一定時(shí)，p1提高，氣缸內(nèi)的最高溫度和壓力都提高，所以循環(huán)平均壓力也提高。 35/20三、實(shí)際循環(huán)與理想循環(huán)的差別（1）實(shí)際氣體存在的損失wk（2）泵氣損失wr（3）提前排氣損失w （4）非瞬時(shí)燃燒損失wz （5）傳熱損失wb （6）運(yùn)動(dòng)摩擦和不完全燃燒等損失結(jié)論：實(shí)際循環(huán)的熱效率低于理論循環(huán)。36/20一、指示性能指標(biāo)二、有效性能指標(biāo)第五節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)三、發(fā)動(dòng)機(jī)其他性能評(píng)定38/28指示性能指標(biāo)是以氣缸內(nèi)工質(zhì)對(duì)活塞所作的有用功為基礎(chǔ)的性能指標(biāo)，只能評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作循環(huán)進(jìn)行的質(zhì)量好壞。 1.平均指示壓力2.指示

13、功率3.指示燃油消耗率4.指示熱效率一、指示性能指標(biāo)39/28平均指示壓力:指單位氣缸工作容積在每一循環(huán)中所作的指示功，用符號(hào)pi來表示。發(fā)動(dòng)機(jī)每循環(huán)作功的多少與氣缸工作容積有關(guān)，所以用平均指示壓力能更準(zhǔn)確地評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)動(dòng)力性的好壞。1.平均指示壓力40/28指示功率:指發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所作的全部指示功，用Pi來表示，單位為W、kW。 2.指示功率41/28指示燃油消耗率:指單位指示功的耗油量，又稱指示比油耗，用gi來表示，單位為（g/kWh）。 Pi -指示功率為（kW） GT-每小時(shí)耗油量（kg/h） 3指示燃油消耗率42/28指示熱效率:指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗燃料的熱量之比。

14、 4指示熱效率43/28有效性能指標(biāo)是以發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上輸出的功率為基礎(chǔ)的性能指標(biāo)，能夠評(píng)定整機(jī)工作性能的好壞。 1.有效功率2.有效轉(zhuǎn)矩3.平均有效壓力4.升功率、比質(zhì)量、強(qiáng)化系數(shù)5.有效燃油消耗率6.有效熱效率二、有效性能指標(biāo)44/28有效功率是指發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上輸出的功率，用Pe表示，單位為W或kW。Pe= PiPm機(jī)械損失功率主要包括摩擦損失、驅(qū)動(dòng)附件的損失和泵氣損失。機(jī)械損失功率和有效功率可通過發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)得。 1.有效功率45/28有效轉(zhuǎn)矩是指發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上輸出的轉(zhuǎn)矩，用符號(hào)Me表示，單位是Nm。式中：Me有效轉(zhuǎn)矩，Nm； n 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min。 2有效轉(zhuǎn)矩46/28平均有效壓力

15、是指單位氣缸工作容積所輸出的有效功，用符號(hào)pe來表示，單位為Pa或kPa。 3平均有效壓力47/281）升功率（PL ）：指在標(biāo)定工況下，每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率 ，單位為kW/L。2）比質(zhì)量（me ）：指發(fā)動(dòng)機(jī)的凈質(zhì)量與有效功率的比值，單位是kg/kW。 3）強(qiáng)化系數(shù)：指平均有效壓力pe與活塞平均速度Cm的乘積。 4升功率、比重量和強(qiáng)化系數(shù) 48/28有效燃油消耗率:指單位有效功的的燃油消耗量，又稱有效比油耗，用ge來表示，常用單位為g/kWh。式中：Pe-有效功率（kW）； GT-每小時(shí)耗油量為（kg/h） 5有效燃油消耗率49/28有效熱效率:指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)有效功與所消耗熱量之

16、比。6有效熱效率50/281排放性能:有害氣體、顆粒（指發(fā)動(dòng)機(jī)排出的除水以外任何液態(tài)和固態(tài)微粒）。2噪聲：我國噪聲標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定轎車噪聲不得大于84dB 。 3冷起動(dòng)性能：指發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫條件下起動(dòng)的可靠性，它直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性、使用壽命和駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度等。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不采用特殊的低溫起動(dòng)措施，汽油機(jī)在10、柴油機(jī)在5以下的氣溫條件下，接通起動(dòng)機(jī)，15 s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)能順利起動(dòng)。 三、發(fā)動(dòng)機(jī)其他性能評(píng)定一、機(jī)械效率二、機(jī)械損失的組成及測(cè)定第六節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率三、影響機(jī)械效率的因素52/28機(jī)械效率是指曲軸輸出的有效功（或功率）與指示功（或功率）的比值，用符號(hào)m表示 。根據(jù)機(jī)械效率、有效熱

17、效率和指示熱效率的定義式，可得三者之間的關(guān)系 :由有效燃油消耗率和有效熱效率的關(guān)系式可得 : 一、機(jī)械效率53/28機(jī)械損失的組成：摩擦損失、驅(qū)動(dòng)附件損失、泵氣損失。機(jī)械損失的測(cè)定(倒拖法) ：將發(fā)動(dòng)機(jī)與電力測(cè)功機(jī)相連，電力測(cè)功機(jī)測(cè)定的倒拖功率即機(jī)械損失功率。 二、機(jī)械損失的組成及測(cè)定 54/281點(diǎn)火提前角或供油提前角2發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 3發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷4潤滑油粘度5發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度6發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況三、影響機(jī)械效率的主要因素 55/28提前角過大，由于提前燃燒的損失增加(壓縮消耗功增加)，使循環(huán)指示功減少；同時(shí)也會(huì)增加缸內(nèi)最高壓力，使活塞側(cè)壓力和軸承負(fù)荷增大，摩擦損失增加，使機(jī)械效率降低。提前角過小，

18、使后燃損失（上止點(diǎn)后的燃燒損失）增加，循環(huán)指示功也減少；雖然最高燃燒壓力下降, 機(jī)械損失減少，但比例小，所以機(jī)械效率也下降。最佳的提前角應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷合理選擇。1點(diǎn)火提前角或供油提前角56/28轉(zhuǎn)速提高，各磨擦表面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度提高,運(yùn)動(dòng)件慣性力加大，摩擦損失增加；同時(shí)轉(zhuǎn)速提高，使泵氣損失及驅(qū)動(dòng)附件損失也增加。所以轉(zhuǎn)速提高，機(jī)械效率下降。根據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，機(jī)械損失功率與轉(zhuǎn)速平方近似成正比，所以轉(zhuǎn)速越高，機(jī)械效率下降越快， 2發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速57/28負(fù)荷通常指發(fā)動(dòng)機(jī)的外部阻力矩，常用平均有效壓力、有效功率、有效扭矩或油門開度來表示。 在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，在中小負(fù)荷范圍，隨負(fù)荷增加，機(jī)械效率m增長較快。在大

19、負(fù)荷范圍，機(jī)械效率m的增長速度也逐漸緩慢。在怠速時(shí)，機(jī)械效率m等于零。 3發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷 58/28潤滑油的粘度過大或過小，均會(huì)使機(jī)械損失增加，機(jī)械效率下降。選用潤滑油的原則是：在保證潤滑可靠的前提下，盡量選用粘度較小的潤滑油(減少摩擦損失，改善起動(dòng)性能)。定期更換。 4潤滑油粘度 59/28發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度直接影響潤滑油的粘度。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度過高或過低，會(huì)使?jié)櫥偷恼扯冗^小或過大，均會(huì)導(dǎo)致機(jī)械損失增加，機(jī)械效率下降。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度也直接影響混合氣的形成及燃燒過程。溫度過低，混合氣形成不良，不完全燃燒損失增加，指示功率減小，使機(jī)械效率下降。而溫度過高，會(huì)導(dǎo)致燃燒過程不正常，會(huì)使指示功率減小，機(jī)

20、械效率下降。 5發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度 60/28發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況變壞，會(huì)導(dǎo)致配合間隙變大，氣缸密封不良，使機(jī)械損失增加，指示功率下降，機(jī)械效率降低。6發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程2022/8/29什么是換氣過程？換氣過程對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響？分析原因。發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)換氣過程的要求？排廢氣（排氣過程）、吸新氣（進(jìn)氣過程）有重要影響、多進(jìn)氣就可多供燃料提高動(dòng)力排氣徹底、進(jìn)氣充分，換氣損失小第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程第一節(jié) 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程第二節(jié) 影響換氣過程的因素第三節(jié) 換氣過程對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能 的影響第四節(jié) 改善換氣過程的措施第五節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制與增壓返回到首頁第一節(jié) 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程

21、一、換氣過程二、換氣損失三、換氣過程的評(píng)定指標(biāo)一、換氣過程四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程是指上一循環(huán)排氣門開啟到下一循環(huán)進(jìn)氣門完全關(guān)閉的整個(gè)過程。 換氣過程分為自由排氣、強(qiáng)制排氣和進(jìn)氣過程三個(gè)階段 。自由排氣強(qiáng)制排氣進(jìn)氣、掃氣1.自由排氣階段排氣門開啟到氣缸內(nèi)壓力接近排氣管內(nèi)壓力定義排氣開始到氣缸壓力低于1.9倍排氣管壓力超臨界超臨界結(jié)束到排氣過程結(jié)束亞臨界占排氣時(shí)間不長、排氣量為總排氣量60%多所占比例2.強(qiáng)制排氣階段活塞上行強(qiáng)制排除廢氣階段定義有排氣阻力，缸內(nèi)壓力高出排氣管壓9.8KP缸內(nèi)壓力排氣門不是瞬時(shí)關(guān)閉，故在上止點(diǎn)后關(guān)閉排氣門關(guān)閉時(shí)間排氣門遲后關(guān)閉角取決于排氣門開啟截面和氣流速度（取決于發(fā)

22、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速）上止點(diǎn)到排氣門完全關(guān)閉 3.進(jìn)氣過程早開晚關(guān)缸內(nèi)壓力變化利用進(jìn)氣流慣性充分進(jìn)氣 高于大氣壓 低于大氣壓 高于大氣壓上止點(diǎn)前開啟 4.掃氣過程氣門疊開 所占轉(zhuǎn)角掃氣過程定義 進(jìn)氣門與排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象利用進(jìn)氣流進(jìn)一步掃除廢氣非增壓發(fā)動(dòng)機(jī) 增壓發(fā)動(dòng)機(jī) 疊開角的大小過小過大都不好；增壓發(fā)動(dòng)機(jī)疊開角可增大換氣過程會(huì)有功的損失嗎？強(qiáng)制排氣過程：有功的消耗排氣門提前開啟：循環(huán)功損失進(jìn)氣過程：克服進(jìn)氣阻力消耗功二、換氣損失1.換氣損失的組成排氣損失定義 排氣損失的組成排氣門提前開啟角對(duì)排氣損失的影響 排氣門開啟到進(jìn)氣行程中氣缸壓力達(dá)到大氣壓過程循環(huán)功的損失轉(zhuǎn)速和氣門升程一定時(shí)，增大、減小提前排氣

23、損失、強(qiáng)制排氣損失 最佳排氣門提前開啟角使w+x+u最小，通過實(shí)驗(yàn)確定 n增加，提前角增大進(jìn)氣損失定義 進(jìn)氣損失對(duì)功率和熱效率的影響 進(jìn)氣過程中克服阻力所消耗的功影響不大，但影響進(jìn)氣量 泵氣損失屬于機(jī)械損失三、換氣過程的評(píng)定指標(biāo)1.殘余廢氣系數(shù) 2.充氣效率 衡量排氣是否徹底衡量進(jìn)氣是否充分1.殘余廢氣系數(shù)每循環(huán)進(jìn)氣過程結(jié)束時(shí)，氣缸內(nèi)殘余廢氣量與實(shí)際充氣量的比例定義計(jì)算汽油機(jī)r=0.060.16 非增壓柴油機(jī) r=0.030.06 增壓柴油機(jī) r=0.000.03數(shù)值2.充氣效率定義計(jì)算實(shí)際充氣效率計(jì)算每循環(huán)實(shí)際充氣量m與理論充氣量 的比值 流量計(jì)測(cè)得實(shí)際V( /h) 理論充氣量 第二節(jié) 影響

24、換氣過程的因素一、影響充氣效率的因素二、影響殘余廢氣系數(shù)的因素一、影響充氣效率的因素1.進(jìn)氣終了的壓力和溫度2.排氣終了的壓力和溫度3.大氣壓力和溫度4.壓縮比5.配氣相位進(jìn)氣終了壓力對(duì)充氣效率的影響按公式：進(jìn)氣阻力（ ）大，進(jìn)氣終了壓力低進(jìn)氣終了壓力對(duì)充氣效率的影響進(jìn)氣終了溫度對(duì)充氣效率的影響按公式：進(jìn)氣終了溫度對(duì)充氣效率的影響排氣終了壓力和溫度對(duì)充氣效率的影響按公式：實(shí)際上：排氣阻力（排氣通道的阻力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速）大，排氣終了壓力高按公式：原因分析大氣壓力和溫度對(duì)充氣效率的影響按公式：實(shí)際上：原因分析實(shí)際進(jìn)氣量也減少 減小幅度小理論充氣量減少 減小幅度大壓縮比對(duì)充氣效率的影響分析：實(shí)際：影響

25、很小壓縮比的選?。?汽油機(jī)：保證正常燃燒的前提下，盡可能提高壓縮比，提 高熱效率。柴油機(jī)：保證正常著火自燃的前提下，不過分最求高壓縮 比，以免機(jī)件承受的機(jī)械負(fù)荷大。配氣相位對(duì)充氣效率的影響進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角影響最大，排氣門遲后關(guān)閉角影響其次。進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角過?。ú荒艹浞掷脷饬鬟M(jìn)氣）、過大（進(jìn)氣容易被壓出缸外）排氣門遲后關(guān)閉角過?。ú荒艹浞掷脷饬髋艢猓?、過大（易廢氣到流）進(jìn)、排氣門遲后關(guān)閉角目的：減小進(jìn)排氣損失、利用氣流慣性充分進(jìn)、排氣。最佳的進(jìn)、排氣遲后關(guān)閉角應(yīng)根據(jù)進(jìn)、排氣流慣性來確定，而氣流慣性取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速結(jié)論進(jìn)氣終了壓力提高，充氣效率提高。進(jìn)氣終了溫度提高，充氣效率下降。排氣終了

26、壓力提高，充氣效率下降。排氣終了溫度變化對(duì)充氣效率影響不大。 大氣壓力降低、大氣溫度升高，充氣效率提高。 壓縮比提高，充氣效率提高。配氣相位：進(jìn)、排氣遲后角過大或過小，充氣效率降低。 二、影響殘余廢氣系數(shù)的因素合適的配氣相位第三節(jié) 換氣過程對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響充氣效率 指示熱效率 機(jī)械效率一、理論空氣量和過量空氣系數(shù)二、充氣效率和發(fā)動(dòng)機(jī)功率一、 理論空氣量和過量空氣系數(shù) 理論空氣量 過量空氣系數(shù) 指1kg的燃料完全燃燒時(shí)所需的最低空氣量。(可計(jì)算 汽油：15kg；柴油:14.5kg )過量空氣系數(shù)：指燃燒1kg燃料實(shí)際供給的空氣量L與理論空氣量L0的比值。 at1 稀混合氣；at1 濃混合氣；a

27、t =1 理論混合氣 二、充氣效率和發(fā)動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系式中：K1、K2對(duì)一定的發(fā)動(dòng)機(jī)為比例常數(shù) 。且K2=9550 K1 。影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性指標(biāo)（Pe和Me）的參數(shù)主要有：過量空氣系數(shù)、充氣效率、指示熱效率和機(jī)械效率。 提高充氣效率是提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的重要措施之一。第四節(jié) 改善換氣過程的措施一、減小進(jìn)氣阻力二、減小排氣阻力三、降低進(jìn)氣溫度四、合理選擇配氣相位一、減小進(jìn)氣阻力1減小進(jìn)氣門處的阻力系數(shù)：加大進(jìn)氣門直徑:采用多氣門結(jié)構(gòu):適當(dāng)增加進(jìn)氣門升程:改進(jìn)配氣凸輪線型；適當(dāng)降低活塞運(yùn)行速度:減小活塞行程。2減小空氣濾清器的阻力系數(shù)：定期維護(hù)、適時(shí)更換3減小進(jìn)氣管道的阻力系數(shù)：盡可能采用圓形截

28、面、增大進(jìn)氣道尺寸、減小彎道和流通截面變化、采用進(jìn)氣控制系統(tǒng)。 二、減小排氣阻力1.減小排氣門處的阻力：采用加大排氣門升程或多排氣門結(jié)構(gòu)。2.減小排氣管道的阻力：應(yīng)采用漸擴(kuò)型，保證排出的氣體充分膨脹，降低氣缸與排氣管內(nèi)的壓力差，使氣缸壓力迅速下降。三、降低進(jìn)氣溫度1.在結(jié)構(gòu)布置上，減小進(jìn)氣管受熱；2.加強(qiáng)對(duì)冷卻系統(tǒng)的維護(hù)，防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱；3.熱空氣供給裝置。四、合理選擇配氣相位(1)進(jìn)氣遲后角一定，在某一轉(zhuǎn)速下充氣效率最高。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，在較低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，采用較小的進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角，可獲得較高的充氣效率和有效功率。 （3）改變進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角度，可改變v和Pe隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系，從而

29、改變發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性 第五節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制與增壓 目的 發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制柴油機(jī)的進(jìn)氣控制 汽油機(jī)：提高充氣效率 柴油機(jī)：控制進(jìn)氣量或進(jìn)氣渦流進(jìn)氣節(jié)流控制、進(jìn)氣渦流控制通常采用動(dòng)力閥控制一、發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制 汽油機(jī)的進(jìn)氣控制通常采用動(dòng)力閥式，動(dòng)力閥式進(jìn)氣控制系統(tǒng)通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的空氣流通截面大小，來適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷時(shí)的進(jìn)氣量需求，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。 103/53應(yīng)用在柴油機(jī)上的進(jìn)氣控制主要有進(jìn)氣節(jié)流控制和進(jìn)氣渦流控制氣節(jié)流控制的方法就是在進(jìn)氣道中安裝一個(gè)節(jié)氣門，并由電控執(zhí)行元件根據(jù) 的指令控制節(jié)氣門的開度，以控制進(jìn)氣量和進(jìn)氣管壓力。 在一定轉(zhuǎn)速下，進(jìn)氣渦流的強(qiáng)度主要取決于進(jìn)

30、氣道的結(jié)構(gòu)，一定結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣道，只能適應(yīng)某一轉(zhuǎn)速對(duì)進(jìn)氣渦流強(qiáng)度的要求。二、發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣增壓1.增壓的目的:1)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量、體積和制造成本。2)提高熱效率，降低油耗率。3)降低排放污染和噪聲。4)可補(bǔ)償高原功率損失。5)提高整機(jī)使用經(jīng)濟(jì)性。6)改善發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。2.進(jìn)氣增壓的評(píng)定指標(biāo):增壓度：增壓后功率的提高量與增壓前功率之比。增壓比：增壓后的氣體壓力與增壓前的氣體壓力之比。3.進(jìn)氣增壓系統(tǒng)的類型按增壓比的不同，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可分為：1）低增壓:b1.6 （pme=7001000kPa ）；2）中增壓:1.6b2.5（pme=1000 1500kPa）；3）高增壓:b 2.5（pme=1500k

31、Pa以上）。按增壓器裝置的結(jié)構(gòu)原理不同，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可分為：1）機(jī)械增壓系統(tǒng)；2）廢氣渦輪增壓系統(tǒng)；3）氣波增壓系統(tǒng)；4）諧波進(jìn)氣增壓系統(tǒng)；5）復(fù)合增壓系統(tǒng)。4.進(jìn)氣增壓對(duì)汽油機(jī)的影響對(duì)汽油機(jī)的不利影響表現(xiàn)在：（1）爆燃傾向加大：汽油機(jī)增壓后，由于壓縮始點(diǎn)壓力和溫度升高，促使爆燃發(fā)生，必須采取降低壓縮比、推遲點(diǎn)火時(shí)刻等技術(shù)措施。負(fù)面影響：熱效率下降、排溫過高等。（2）熱負(fù)荷加大：汽油機(jī)的過量空氣系數(shù)小，其燃燒溫度高，排氣溫度比柴油機(jī)高（300），增壓后汽油機(jī)的整體溫度更高；同時(shí)，汽油機(jī)氣門疊開角不大，掃氣作用不明顯，所以增壓后的汽油機(jī)在排氣門、活塞等處的熱負(fù)荷均高于柴油機(jī)。5.進(jìn)氣增壓對(duì)柴油機(jī)的

32、影響對(duì)柴油機(jī)的不利影響表現(xiàn)在：1）機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷加大：燃燒最高壓力和溫度提高2）低速和加速時(shí)排氣管冒煙： 低速時(shí)，由于增壓效果較差，供氣量不足；加速時(shí)，氣流慣性作用，壓氣機(jī)供氣滯后，都使混合氣過濃，排氣管冒煙。 5.進(jìn)氣增壓對(duì)柴油機(jī)的影響結(jié)構(gòu)上必須采取以下措施：1）適當(dāng)調(diào)整和改進(jìn)燃料供給系統(tǒng) ：保證噴油持續(xù)時(shí)間不變（如加大噴油泵柱塞直徑、加大噴油器噴孔直徑、提高噴油壓力等）；同時(shí)適當(dāng)減小噴油提前角（抑制燃燒最高壓力和溫度，降低機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷）。2）適當(dāng)調(diào)整配氣相位：適當(dāng)增加氣門疊開角，降低發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷。試驗(yàn)表明：氣門疊開角每增加100，活塞的平均溫度下降4。 3）適當(dāng)減小壓縮比：壓縮比減小

33、，降低燃燒最高壓力和溫度。壓縮比減小過多，冷起動(dòng)困難，經(jīng)濟(jì)性變差。一般減小1-2個(gè)單位。5.進(jìn)氣增壓對(duì)柴油機(jī)的影響4）對(duì)增壓空氣冷卻：采用中冷器對(duì)增壓后的空氣進(jìn)行冷卻。一方面提高進(jìn)氣密度，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高；另一方面降低進(jìn)氣終了的溫度和循環(huán)的平均溫度，從而降低排氣終了溫度、熱負(fù)荷及NOX排量。5）強(qiáng)化冷卻系統(tǒng)：增大機(jī)油散熱器面積；調(diào)整水泵容量、提高水泵轉(zhuǎn)速；增大散熱水箱面積，降低機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。1增壓壓力控制系統(tǒng)（1）旁通閥式增壓壓力控制（2）節(jié)流閥式增壓壓力控制（3）可調(diào)葉片式增壓壓力控制2增壓空氣供給量控制三、進(jìn)氣增壓控制 第三章 汽油機(jī)的燃料與燃燒2022/8/29汽油機(jī)的燃料與燃燒汽油

34、機(jī)為什么用汽油作為燃料？燃燒過程對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響？良好的蒸發(fā)性、易點(diǎn)燃燃燒完全，產(chǎn)生熱能多，經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性好燃燒不完全，經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性差、排放性差第三章 汽油機(jī)的燃料與燃燒第一節(jié) 汽油的使用性能第二節(jié) 汽油機(jī)混合氣的形成 第三節(jié) 汽油機(jī)的燃燒過程第四節(jié) 改善汽油機(jī)燃燒過程的措施 第五節(jié) 汽油機(jī)的排放污染返回到首頁第一節(jié) 汽油的使用性能由多種碳?xì)浠衔锝M成，C 85% 、H 15%成分含義、影響混合氣形成、評(píng)定指標(biāo)、結(jié)論蒸發(fā)性自燃溫度：220471 燃燒單位量的汽油放出的熱量 （44400KJ）燃點(diǎn)熱值含義、評(píng)定指標(biāo)、國產(chǎn)汽油的編號(hào)抗爆性C汽油的蒸發(fā)性含義：指汽油從液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的難易程度。評(píng)

35、定指標(biāo)（通過蒸餾實(shí)驗(yàn)測(cè)定）：10%餾出溫度:影響冷起動(dòng)性能。此溫度低，汽油的蒸發(fā)性好，冷起動(dòng)性能好；但此溫度過低，汽油因蒸發(fā)過快而形成氣阻，使供油不暢，影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。50%餾出溫度:影響暖機(jī)時(shí)間和加速性能。此溫度越低，表明汽 油的平均蒸發(fā)性越好，暖機(jī)時(shí)間越短，加速性能好。90%餾出溫度:影響燃燒的完全程度、積炭和潤滑油的污染程。 此溫度越高，重餾分越多（難以蒸發(fā)），不完全燃燒程度增加，排氣管冒黑煙；未完全燃燒的燃料使積碳增加；沖刷缸壁油膜，污染潤滑油。結(jié)論：餾出溫度越低，蒸發(fā)性越好，對(duì)混合氣形成和完全燃燒越 有利。蒸發(fā)性過好，易產(chǎn)生氣阻，且蒸發(fā)損失較大。汽油的抗爆性含義：汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生

36、爆燃的抵抗能力。評(píng)定指標(biāo)（對(duì)比試驗(yàn)方法測(cè)定）辛烷值的測(cè)定：用抗爆很高的異辛烷（辛烷值為100）和抗爆很低的正庚烷(辛烷值為0）以不同的容積比混合，制成標(biāo)準(zhǔn)燃料（ 異辛烷的含量就是其辛烷值）。當(dāng)被測(cè)汽油和標(biāo)準(zhǔn)燃料抗爆性相同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)燃料的辛烷值就是被測(cè)汽油的辛烷值。國產(chǎn)汽油編號(hào)：辛烷值按測(cè)定方法有馬達(dá)法（MON）和研究法(RON)，同一種汽油研究法值比馬達(dá)法值高出67個(gè)單位。國產(chǎn)汽油采用研究法(RON)進(jìn)行編號(hào)，如92#、 95#、 98#。結(jié)論：辛烷值越高，抗爆性越好。第二節(jié) 汽油機(jī)混合氣的形成燃料與空氣的混合物，混合氣中含燃料量的多少稱為混合氣濃度?；旌蠚獾臐舛韧ǔＳ眠^量空氣系數(shù)或空燃比來表示

37、。概念混合氣的濃度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工況發(fā)動(dòng)機(jī)各工況對(duì)混合氣濃度的要求要求汽油機(jī)混合氣的形成過程汽油機(jī)混合氣形成過程的控制汽油機(jī)混合氣濃度的控制形成混合氣的濃度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響經(jīng)濟(jì)混合氣（at =1.05-1.15 ）：可保證汽油可獲得足夠的空氣而實(shí)現(xiàn)完全燃燒，發(fā)動(dòng)機(jī)性能最好。功率混合氣（at =0.85-0.95）：發(fā)動(dòng)機(jī)可發(fā)出較大功率，但不能完全燃燒，經(jīng)濟(jì)性差混合氣過稀（at 1.15）或過濃at 0.85）：燃燒速度減慢，經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性差。無法點(diǎn)燃的混合氣濃度（at 1.3-1.4或at 0.4-0.5）混合氣無法點(diǎn)燃，發(fā)動(dòng)機(jī)無法工作。發(fā)動(dòng)機(jī)的工況含義：發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況。表示：

38、轉(zhuǎn)速和負(fù)荷。轉(zhuǎn)速：從最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速。負(fù)荷：發(fā)動(dòng)機(jī)的外部載荷?？捎霉?jié)氣門的開度 表示。節(jié)氣門全關(guān)，負(fù)荷為0；節(jié)氣門 全開，負(fù)荷100%。負(fù)荷可以從0變化到 100%。發(fā)動(dòng)機(jī)各工況對(duì)混合氣濃度的要求怠速工況 ：n=700-900r/min,節(jié)氣門開度at =0.6-0.8 小負(fù)荷工況 ：負(fù)荷在25%以下 at =0.7-0.9中等負(fù)荷工況 ：負(fù)荷在25%-85% at =1.05-1.15大負(fù)荷和全負(fù)荷工況： 負(fù)荷在85%-100% at =0.85-0.95冷起動(dòng)工況： at =0.2-0.6暖機(jī)工況 ：從起動(dòng)時(shí)的極濃減小到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的濃度加速工況：額外供油總結(jié)：發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷：小負(fù)荷 中負(fù)荷

39、 大負(fù)荷 混合氣濃度：濃 稀 濃汽油機(jī)混合氣的形成過程按燃油噴射的位置不同分為：單點(diǎn)噴射 ：1-2個(gè)噴油器，噴油壓力0.07-0.10MPa多點(diǎn)噴射 : 每缸1個(gè)噴油器，噴油壓力 0.25-0.35MPa缸內(nèi)噴射：噴油壓力 5-11MPa汽油機(jī)混合氣形成過程的控制噴油正時(shí)的控制（噴油器開始噴油時(shí)刻）：噴油過早，部分燃油沉積在進(jìn)氣管上，不能進(jìn)入氣缸。噴油過遲，混合氣形成時(shí)間短，混合氣質(zhì)量差。最佳噴油時(shí)刻的確定：進(jìn)氣行程開始時(shí)刻與噴油結(jié)束時(shí)刻同步，根據(jù)進(jìn)氣行程開始時(shí)刻、噴油時(shí)間、和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定。同步噴油：順序噴射、分組噴射、同時(shí)噴射。異步噴油：起動(dòng)異步噴油、加速異步噴油。汽油機(jī)混合氣濃度的控制第

40、三節(jié) 汽油機(jī)的燃燒過程著火延遲期、明顯燃燒期、補(bǔ)燃期正常燃燒爆燃、熱面點(diǎn)火不正常燃燒2022/8/29著火延遲期定義：從火花塞跳火開始到形成火焰中心為止。點(diǎn)火提前角（ ）：火花塞跳火到上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角。所需時(shí)間：約占整個(gè)燃燒時(shí)間的15%左右。明顯燃燒期最高壓力出現(xiàn)時(shí)刻對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率、燃油消耗有很大影響。過早、過遲都不宜。最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后1215，最理想。用壓力升高率（ ）表征汽油及工作粗暴程度。定義：從火焰中心形成到汽缸內(nèi)出現(xiàn)最高壓力為止這段時(shí)間稱為明顯燃燒期 補(bǔ)燃期定義：從出現(xiàn)最高壓力開始，到燃料基本燃燒完為止。參與燃燒的物質(zhì)：未燃盡的燃料、吸附在缸壁上的混合氣層和部分高溫分解產(chǎn)物，此階

41、段繼續(xù)燃燒、放熱。盡量縮短補(bǔ)燃期：補(bǔ)燃期的熱量不能有效轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γ古艢鉁囟壬?，熱效率下降。爆燃自燃：自行燃燒。爆燃：自燃和火焰?zhèn)鞑ネ瑫r(shí)進(jìn)行，混合氣的燃燒速率和缸內(nèi)壓 力升高率急劇上升。火焰?zhèn)鞑ニ俣龋耗┒嘶旌蠚庾匀夹纬傻幕鹧媲颁h面推進(jìn)速度， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常燃燒的火焰?zhèn)鞑ニ俣?。爆震的外部特征?）發(fā)出金屬振音（敲缸）；2）冷卻系統(tǒng)過熱（冷卻水、潤滑油溫度均上升），氣缸蓋溫 度上升；3）在輕微爆震時(shí)，功率略有增加；4）強(qiáng)烈爆震時(shí)，功率下降，轉(zhuǎn)速下降，發(fā)動(dòng)機(jī)有較大的噪聲 和振動(dòng)。 汽油機(jī)正常燃燒與爆燃的比較1）使用抗爆性好的燃油。2）降低末端混合氣溫度和壓力（與點(diǎn)火提前角、負(fù) 荷、冷卻水溫度、進(jìn)氣溫度

42、、混合氣濃度、壓縮 比、燃燒室積碳有關(guān)）3）合理設(shè)計(jì)燃燒室，縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x。4）提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?。防止爆燃的措施：熱面點(diǎn)火表面點(diǎn)火：在汽油機(jī)中，不依靠電火花點(diǎn)火，而是由于熾熱表面（如過熱的火花塞絕緣體和電極、排氣門、更多的是燃燒室表面熾熱的沉積物）點(diǎn)燃混合氣所引起的不正常燃燒現(xiàn)象。根據(jù)表面點(diǎn)火發(fā)生時(shí)間的不同：早火（相當(dāng)于提前點(diǎn)火）和后火（危害不大）。防止表面點(diǎn)火的措施：降低缸內(nèi)溫度、減少缸內(nèi)沉積物可防止表面點(diǎn)火的產(chǎn)生。如高質(zhì)量燃油和潤滑油、適當(dāng)降低壓縮比。 表面點(diǎn)火的示功圖第四節(jié) 改善汽油機(jī)燃燒的措施合適的壓縮比合理設(shè)計(jì)燃燒室正確選用燃料 蒸發(fā)性適中、抗爆性好適當(dāng)提高壓縮比，

43、爆燃是障礙。燃燒室緊湊、形成渦流、合理布置火花塞位置8090 保持發(fā)動(dòng)機(jī)溫度精確控制混合氣的形成精確控制混合氣濃度和噴油正時(shí)過量空氣系數(shù)at0.850.95時(shí)，混合氣稍濃，燃燒速度最快。爆燃傾向增大、排氣中NOx、HC、CO含量增加當(dāng)過量空氣系數(shù)at =1.051.15時(shí)，混合氣稍稀，但火焰?zhèn)鞑ニ偃员容^高。爆燃傾向、排氣污染較小 采用at0.850.95的過濃混合氣時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣蕊@著降低，耗油率增加，HC、CO含量增加，燃燒速度慢造成排氣管放炮采用過量空氣系數(shù)at1.051.15的過稀混合氣時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣纫矔?huì)明顯降低，耗油率增加，燃燒速度慢，HC增加，不會(huì)造成排氣管放炮 采用過量空氣系數(shù)a

44、t1.31.4和at0.40.5的極稀混合氣和極濃混合氣，火焰無法傳播點(diǎn)火提前角大小對(duì)汽油機(jī)爆燃傾向、示功圖上最高壓力點(diǎn)的位置有很大影響。 精確控制點(diǎn)火提前角第五節(jié) 汽油機(jī)的排放污染二、汽油機(jī)排氣污染的控制措施 一、汽油機(jī)的排氣污染物 一、汽油機(jī)的排氣污染物 汽油機(jī)排出廢氣中的污染物種類和數(shù)量與其所用燃料及燃燒過程有關(guān)。汽油機(jī)排放出的污染物包括 、 和炭煙。其中 、 和是最主要的污染物，已被列為各國法規(guī)限制的對(duì)象 。二、汽油機(jī)排氣污染的控制措施 1.廢氣再循環(huán)()裝置 將排氣管中的適量廢氣引流到進(jìn)氣管中，隨新鮮混合氣一起進(jìn)入汽缸參加燃燒，利用再循環(huán)廢氣對(duì)新鮮混合氣的稀釋作用和對(duì)燃燒速度的抑制作

45、用，降低燃燒的最高溫度，以實(shí)現(xiàn)減少 生成量的目的。 2.二次空氣供給裝置 通過該裝置將新鮮空氣送入排氣管內(nèi)，利用廢氣中的高溫，使排氣中的 和 進(jìn)一步氧化，達(dá)到排氣凈化的目的。2022/8/293.催化轉(zhuǎn)換裝置 催化轉(zhuǎn)換裝置中裝有促使廢氣中有害物進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)的催化劑，當(dāng)廢氣流經(jīng)催化器時(shí)，通過化學(xué)反應(yīng)使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害氣體，以達(dá)到降低排氣污染的目的。 第四章 柴油機(jī)的燃料與燃燒2022/8/29第四章 柴油機(jī)的燃料與燃燒第一節(jié) 柴油的使用性能第二節(jié) 柴油機(jī)混合氣的形成 第三節(jié) 柴油機(jī)的燃燒過程 第四節(jié) 改善柴油機(jī)燃燒過程的措施第五節(jié) 柴油機(jī)的排放污染與噪聲 返回到首頁第一節(jié) 柴油的使用性能

46、多種烴與少量硫、氮及添加劑組成的混合物。成分含義、影響混合氣形成、評(píng)定指標(biāo)、結(jié)論發(fā)火性含義、影響混合氣形成、評(píng)定指標(biāo)、結(jié)論蒸發(fā)性含義、國產(chǎn)柴油的編號(hào)黏度凝點(diǎn)一、柴油的發(fā)火性含義：指柴油的自燃能力。評(píng)定指標(biāo)：十六烷值。十六烷值低：發(fā)火性差十六烷值高：發(fā)火性好，著火延遲期短柴油機(jī)工作柔和。十六烷值過高：重質(zhì)餾分多，蒸發(fā)性差，易高溫裂解， 冒黑煙、經(jīng)濟(jì)性差。車用柴油機(jī)：十六烷值4060。二、柴油的蒸發(fā)性含義：指柴油從液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的難易程度。評(píng)定指標(biāo)（通過蒸餾實(shí)驗(yàn)測(cè)定）：50%餾出溫度:餾出溫度低，輕餾分多，蒸發(fā)性好，有 利于冷啟動(dòng)，但其著火性差。90%、95%餾出溫度:餾出溫度高，重餾分多，蒸發(fā)性

47、差。 導(dǎo)致冒黑煙和積碳。結(jié)論：要求柴油的50%餾出溫度適宜，90%餾出溫度和 95%餾出溫度應(yīng)比較低。三、黏度 黏度決定其流動(dòng)性，影響霧化質(zhì)量和潤滑能力。黏度大，濾清困難，流動(dòng)阻力增加，不易霧化。黏度小，流動(dòng)性好，容易霧化，但粘度過小使其失去 必要潤滑能力，磨損、柴油的露失量增加。黏度變大四、凝點(diǎn)凝點(diǎn)指柴油冷卻到開始失去流動(dòng)性的溫度，是評(píng)價(jià)柴油低溫流動(dòng)性的指標(biāo)。國產(chǎn)輕柴油的牌號(hào)以凝點(diǎn)大小編號(hào)。如10號(hào)輕柴油的凝點(diǎn)為10。 好的柴油凝點(diǎn)低。選用柴油時(shí)，其凝點(diǎn)要比最低環(huán)境溫度低3 5。第二節(jié) 柴油機(jī)混合氣的形成粘度大、不易蒸發(fā)，采用高壓噴射方法（高壓油泵、 噴油器），與缸內(nèi)高溫高壓的空氣混合形成混

48、合氣?；旌蠚獾男纬蓵r(shí)間短且不均勻。噴油和燃燒是同時(shí)進(jìn)行，即邊噴油、邊霧化、邊混合 、邊燃燒。特點(diǎn)空間霧化混合方式油膜蒸發(fā)混合方式方式特點(diǎn)： 噴油器以一定壓力、一定射程和一定霧化質(zhì)量將柴油噴入燃燒室并形成油霧，從高溫空氣中吸熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散與空氣混合形成可燃混合氣。要求： 噴油器的噴霧特性（射程、錐角和形狀)與燃燒室形狀匹配； 燃燒室有一定的渦流，加速混合氣的形成；采用多孔噴油器，擴(kuò)大油霧分布空間。一、混合方式1.空間霧化混合方式含義： 噴油器將大部分柴油噴射到燃燒室壁面上形成油膜，只有小部分柴油直接噴射到空間，這小部分柴油在空間蒸發(fā)、擴(kuò)散與空氣混合,首先著火，燃燒室溫度迅速上升。油膜在強(qiáng)烈的空氣

49、渦流作用下，受熱蒸發(fā)并與空氣混合，形成可燃混合氣。特點(diǎn)： 與空間霧化混合方式相比，油膜蒸發(fā)混合方式形成的混合氣要均勻些；由于分層燃燒，同時(shí)燃燒的混合氣量少，氣缸壓力上升緩慢，工作柔和，但動(dòng)力性稍差。一、混合方式2.油膜蒸發(fā)混合方式二、柴油機(jī)混合氣濃度的控制 現(xiàn)代柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)主要以電控共軌式(各缸噴油器共用一個(gè)高壓油軌)噴油系統(tǒng)為特征，對(duì)噴油量的控制通過控制噴油器噴油和停止噴油的時(shí)刻或控制噴油壓力來實(shí)現(xiàn)。 三、柴油機(jī)混合氣形成過程的控制 噴油正時(shí)的控制 分為“位置控制”和“時(shí)間控制”兩種類型 噴油壓力的控制 只有在柴油機(jī)共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)中，才能對(duì)噴油器的噴油壓力進(jìn)行獨(dú)立控制三、柴

50、油機(jī)混合氣形成過程的控制噴油器噴射過程中的噴油速率和噴油規(guī)律對(duì)柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放和噪聲等均有很大的影響。 噴油速率是指噴油器在單位曲軸轉(zhuǎn)角(或單位時(shí)間)內(nèi)的平均噴油量，而噴油規(guī)律是指噴油器的噴油速率隨曲軸轉(zhuǎn)角(或時(shí)間)的變化規(guī)律。第三節(jié) 柴油機(jī)的燃燒過程柴油機(jī)的燃燒過程更為復(fù)雜通常分為著火延遲期、速燃期、緩燃期和補(bǔ)燃期四個(gè)階段 著火延遲期定義：從噴油器開始噴油到混合氣形成火焰中心為止。著火延遲期的長短：用曲軸轉(zhuǎn)角或時(shí)間表示。著火延遲期越長：噴油量越多，速燃期幾乎同時(shí)燃燒，壓力增長率和最高壓力升高，機(jī)械負(fù)荷大，工作粗暴。速燃期定義：從汽缸內(nèi)開始著火到出現(xiàn)最高燃燒壓力。特點(diǎn)：多個(gè)火焰中心

51、，燃燒迅速，接近定容過程，溫度、壓力迅速升高。速燃期結(jié)束，最高壓力6-9MP。壓力升高率：此階段壓力升高率過大，工作不平穩(wěn)、噪聲大、機(jī)件負(fù)荷大、排氣 增加，壓力升高率控制在400-600KPa。緩燃期定義：從汽缸內(nèi)出現(xiàn)最高壓力到出現(xiàn)最高溫度。特點(diǎn)：噴油過程結(jié)束，缸內(nèi)大量未燃混合氣繼續(xù)燃燒，缸內(nèi)溫度繼續(xù)升高（最終1700-2000 C）缸內(nèi)壓力迅速降低。緩燃期結(jié)束：放熱量約為循環(huán)加熱量的70%-80%。 補(bǔ)燃期定義：從汽缸內(nèi)出現(xiàn)最高溫度到燃燒基本結(jié)束。特點(diǎn)：補(bǔ)燃期終點(diǎn)很難確定，放熱量為循環(huán)加熱量的95%-97%為結(jié)束。轉(zhuǎn)速高，燃燒過程時(shí)間短，混合氣不均勻，補(bǔ)燃期長。此期間放出熱量很難利用，零件熱

52、負(fù)荷增大，排氣溫度升高，使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，應(yīng)盡量縮短補(bǔ)燃期。 163/18第四節(jié) 改善柴油機(jī)燃燒過程的措施一、使用措施二、結(jié)構(gòu)措施三、電控技術(shù)的應(yīng)用164/18一、使用措施1.正確選用燃料(發(fā)火性和蒸發(fā)性要兼顧)：2.精確控制供(噴)油正時(shí) ：噴油提前角s 、供油提前角及兩者之間的關(guān)系：=s+x；x（噴油延遲角）-由高壓油管長度和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。 1）噴油提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響：過大，工作粗暴；功率下降、油耗增加。過小，工作柔和；傳熱損失增加、排氣溫度升高，熱效率降低。2）噴油提前角對(duì)油耗及排氣污染的影響：對(duì)應(yīng)每一工況，都有一個(gè)最佳噴油提前角，此時(shí)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性最好，但排氣污染和燃燒噪聲較嚴(yán)重。噴油提

53、前角范圍：15 35（CA）。165/18噴油提前角對(duì)油耗及排氣污染的影響一、使用措施166/183.合理控制轉(zhuǎn)速和負(fù)荷：1）轉(zhuǎn)速的影響：轉(zhuǎn)速提高，壓縮終了壓力提高；霧化質(zhì)量提高；空氣渦流增強(qiáng)，利于混合氣的形成與燃燒。但轉(zhuǎn)速不宜過高（充氣效率下降，循環(huán)供油量增加），使熱效率下降、排氣污染嚴(yán)重。2）負(fù)荷的影響：負(fù)荷增加，工作柔和；燃燒過程拉長、不完全燃燒增加，使熱效率下降。當(dāng)負(fù)荷過大時(shí)，使排氣管冒黑煙，熱效率急劇下降。一、使用措施167/18二、結(jié)構(gòu)措施1.合理選擇壓縮比：壓縮比提高，工作柔和；熱效率提高，改善冷起動(dòng)性能；但壓縮比過高，機(jī)械負(fù)荷過大。在保證冷起動(dòng)容易和有效燃燒的前提下，盡量降低壓

54、縮比。2.合理設(shè)計(jì)燃燒室：3.保證合適的噴油規(guī)律：4.保證良好的油束特性。直接噴射式： 形燃燒室和球形燃燒室分隔式：預(yù)燃室式燃燒室和渦流室式燃燒室168/18形燃燒室-直接噴射式混合氣的形成以空間霧化混合方式為主。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，面容比小 ，相對(duì)散熱少，經(jīng)濟(jì)性好；能形成一定的擠氣渦流 ；壓縮終了氣缸溫度上升快，冷起動(dòng)性能好。 采用多孔噴油器，對(duì)燃油和噴油系統(tǒng)要求較高；渦流強(qiáng)度對(duì)轉(zhuǎn)速變化敏感；工作粗暴；排氣污染較大。柴油機(jī)的燃燒室169/18混合氣的形成以油膜蒸發(fā)混合方式為主。特點(diǎn)：面容比小，相對(duì)散熱少，經(jīng)濟(jì)性好；一般配有螺旋進(jìn)氣道以產(chǎn)生強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流；采用單孔或雙孔噴油器，對(duì)燃油和噴油系統(tǒng)要求

55、不高；工作柔和；排氣污染小。 冷起動(dòng)比較困難；對(duì)負(fù)荷反應(yīng)遲緩（空氣渦流跟不上，加速時(shí)冒黑煙）；高、低速性能差別很大。 應(yīng)用：小型高速柴油機(jī)上（高速性能好）。球形燃燒室-直接噴射式柴油機(jī)的燃燒室170/18預(yù)燃室式燃燒室通道方向與預(yù)燃室并不相切。特點(diǎn)：混合氣的形成主要靠燃燒渦流，可采用軸針式噴油器，對(duì)燃油系統(tǒng)要求不高 ；由于節(jié)流作用，工作柔和，燃燒噪聲??；排氣污染少。 面容比大，散熱損失較大，流動(dòng)損失大，所以熱效率較低，經(jīng)濟(jì)性不如直接噴射式；冷起動(dòng)困難（需加裝起動(dòng)電熱塞）。柴油機(jī)的燃燒室171/18渦流室式燃燒室通道方向與渦流室相切 。特點(diǎn)：混合氣的形成主要利用壓縮渦流和二次渦流，可采用軸針式噴

56、油器，對(duì)燃油系統(tǒng)要求不高；對(duì)進(jìn)氣道沒有特殊要求；高速性能好；排氣污染小。 面容比大，散熱損失較大，熱效率低，經(jīng)濟(jì)性不如直接噴射式，冷起動(dòng)困難（需加裝起動(dòng)電熱塞）。柴油機(jī)的燃燒室172/18噴油規(guī)律噴油規(guī)律：單位時(shí)間（或曲軸轉(zhuǎn)角）內(nèi)的噴油量隨時(shí)間（或曲軸轉(zhuǎn)角）的變化關(guān)系。理想的噴油規(guī)律：先緩后急并盡量縮短噴油時(shí)間。即在著火延遲期內(nèi)噴油速率要低，以控制壓力升高率和最高燃燒壓力；著火燃燒后噴油速率要高，停油干脆，保證燃燒過程在上止點(diǎn)附近完成。173/18油束特性霧化：燃油以高壓經(jīng)噴孔中噴出時(shí)，被分散成大小不等的微粒所形成的圓錐形油束，這一過程稱霧化。描述：通常用油束形狀和霧化質(zhì)量描述。1）油束射程L

57、：油束前端在壓縮空氣中的最大噴射距離。2）油束錐角：標(biāo)志油束的緊密程度。越大，油束越松散，油滴越細(xì)。174/183）霧化質(zhì)量（霧化特性）：表示柴油吹散霧化的程度，一般是指霧化時(shí)的細(xì)度和均勻度。細(xì)度用油束中油粒的平均直徑表示；均勻度用油粒的最大直徑與平均直徑之差表示。油束特性175/18三、電子技術(shù)的應(yīng)用電控技術(shù)在柴油機(jī)上的應(yīng)用，改善了混合氣的形成條件和燃燒過程，不僅使柴油機(jī)的排氣污染降低，同時(shí)也使柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)一步提高。噴油量控制、噴油正時(shí)控制、噴油速率控制、噴油壓力控制、怠速轉(zhuǎn)速控制、怠速時(shí)各缸均勻性控制、進(jìn)氣節(jié)流控制、可變進(jìn)氣渦流控制、可變配氣正時(shí)控制、增壓控制、排放控制、起動(dòng)

58、控制、巡航控制、故障自診斷及失效保護(hù)、與自動(dòng)變速器綜合控制。第五節(jié) 柴油機(jī)的排氣污染與噪聲 炭煙生成量多：壓縮比高；重質(zhì)成分多。CO 、HC和NOX生成量少：過量空氣系數(shù)較大。負(fù)荷對(duì)排氣污染影響：負(fù)荷增加，排氣污染增加。燃燒室結(jié)構(gòu)對(duì)排氣污染影響：分隔室式燃燒室排氣污染低。一、排氣污染二、柴油機(jī)排氣污染的控制措施 柴油機(jī)排放控制主要是降低 和 排放。廢氣再循環(huán)技術(shù)催化轉(zhuǎn)換技術(shù)過濾技術(shù). 廢氣再循環(huán)()技術(shù) 柴油機(jī)進(jìn)行廢氣再循環(huán)的目的和方法與汽油機(jī)基本相同。柴油的廢氣溫度會(huì)更高2. 催化轉(zhuǎn)換技術(shù) 利用安裝在柴油機(jī)排氣系統(tǒng)中的催化轉(zhuǎn)換器使柴油機(jī)排出的 、 氧化，或使 還原。分為氧化催化轉(zhuǎn)換器和還原催

59、化轉(zhuǎn)換器兩大類。3. 顆粒物過濾技術(shù)顆粒物過濾系統(tǒng)的主要裝置就是顆粒物過濾器，它是安裝在柴油汽車排氣系統(tǒng)中，通過過濾來降低排氣中顆粒物的數(shù)量 。顆粒物過濾器的過濾效率可達(dá) 。三、柴油機(jī)的噪聲與控制 三、柴油機(jī)的噪聲與控制 ：著火延遲期內(nèi)形成的混合氣在速燃期中幾乎同時(shí)燃燒，氣缸壓力急劇升高而產(chǎn)生壓力波，壓力波通過氣缸體、氣缸蓋等向外輻射，產(chǎn)生燃燒噪聲；燃燒產(chǎn)生的壓力波也會(huì)對(duì)缸體、缸蓋、活塞、連桿等產(chǎn)生沖擊引起機(jī)械振動(dòng)，產(chǎn)生機(jī)械噪聲。產(chǎn)生燃燒噪聲的根源：主要在速燃期，其次是緩燃期，其它對(duì)噪聲影響不大。降低燃燒噪聲的措施：控制著火延遲期內(nèi)混合氣的數(shù)量（減小噴油提前角、選用發(fā)火性能好的柴油、提高壓縮比

60、等）；控制燃燒速度（采用廢氣再循環(huán)）。 第五章 發(fā)動(dòng)機(jī)的特性2022/8/29第五章 發(fā)動(dòng)機(jī)的特性第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的工況第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性第三節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)整特性返回到首頁185/29第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的工況發(fā)動(dòng)機(jī)工況是指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的工作狀況，通常用發(fā)動(dòng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)速或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與轉(zhuǎn)速來表示。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的用途，其工況可分三類：固定式工況：螺旋漿工況：面工況： 186/29固定式工況特點(diǎn)：功率變化時(shí)，轉(zhuǎn)速幾乎保持不變。如發(fā)電用的發(fā)動(dòng)機(jī)，負(fù)荷變化沒有一定的規(guī)律，但轉(zhuǎn)速必須保持穩(wěn)定，以保證輸送電壓和頻率的恒定，反映在工況圖上是一條垂直線，屬于線工況。（如直線1）。187/2