南昌大学内燃机学期末考试复习资料

1、第二章 内燃机的工作指标内燃机的工作指标：动力性能指标：指单位时间内做功能力的大小，反映能量转换中数量方面的大小。经济性能指标：指单位时间单位功率消耗燃料量多少，反映能量转换中质量的好坏。运转性能指标：指内燃机的起动性、振动性和排放性等方面指标耐久性能指标：指大修或更换零件之间的最长运行时间与无故障长期工作能力。第一节、内燃机指标性能指标1. 示功图：是指气缸内压力随曲轴转角（或气缸容积）而变化的关系的图形。P V示功图或P ©示功图上止点下止点E2-1四冲程内懒乳的pp图”三：/:.上止心匹耳相£虑式和点定式内惚机实际嶠环p.V2. 指示性能指标动力性指标：指示功率：内燃

2、机单位时间内所作的指示功指示功：指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi平均指示压力：发动机单位气缸工作容积每循环做的指示功经济性指标：指示燃油消耗率：单位指示功率消耗的燃料量指示热效率：发动机实际循环指示功与所消耗燃料热量的比值内燃机的指示指标是指工质对活塞做功为基础的指标；第二节、有效性能指标 （）是指曲轴输岀的相关指标；1. 指示性能指标有效功率：有效功率与指示功率之比称为机械效率Pe=Pi-Pm有效功：转矩Ttq （标定工况Ttqn ）:升功率：在标定工况下，发动机每升气缸工作容积所发岀的有效功率平均有效压力：是一个假想的、平均不变的压力作用在活塞顶上，使活塞移动一个行程所做的功等于

3、每循环所做的有效功经济性指标：有效燃油消耗率：单位有效功的耗油量，g /（kWh）有效热效率；实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值两个重要的概念：充量系数 c：内燃机每循环实际进入气缸的新鲜充量m1与以进气管内状态充满气缸的工作容积的理论充量msh之比过量空气系数a：燃烧Ikg燃料的实际空气量与理论空气量之比第三节、机械损失与机械效率1. 两个概念：机械损失功率：运动件的摩擦功率以及驱动风扇、机油泵、燃油泵、发电机等附件所消耗的功率，这些消耗功率的总和称为机械损失功率Pm平均机械损失压力：2. 机械损失的组成活塞与活塞环的摩擦损失 （40%65%）轴承与气门机构的摩擦损失 （10

4、%15%）驱动附属机构的功率消耗 （10%20%）风阻损失驱动扫气泵及增压器的损失 （10%20%）3. 机械损失的测定：示功图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法。每种方法的适用范围。倒拖法：只能用于配有电力测功器的情况，因而不适用于大功率发动机，而较适用于测定压缩比不高的汽油机的机械损失。 灭缸法：只适用于自然吸气式多缸柴油机。油耗线法：示功图法：示功图法一般用于当上止点位置能得到精确标定时（）合理组织燃烧过程，提高循环指示效率提高发动机转速采用二冲程提高升功率第四节、提高内燃机动力性能与经济性能的途径1.采用增压技术2.3. 改善换气过程，提高气缸的充量系数4.5.提高内燃机的机械效率6.第三章

5、内燃机的工作循环第一节、内燃机理论循环t 2 心,但提高率逐渐降低q1； f ；-1（“ -1）提高压缩比，可以提高工质的最高温度，从而提高了 增大压力升高比可以增加混合加热循环中等容部分的加热量，提高了热量利用率，从而提高了循环热效率。压缩比以及压力升高比的增加，将导致最高循环压力pz的急剧上升。初始膨胀比可以提高循环平均压力，但等压部分加热量增加，导致循环热效率下降。绝热指数k增大，循环热效率上升。2. 内燃机的三种理论循环 J ）混合加热循环；2）定容加热循环（奥托 OTTO!环）；3）定压加热循环 第二节、内燃机实际循环实际循环与理论循环的区别1）工质的影响 工质成分的变化：理论循环：

6、工质是理想的双原子气体，并假定其物理化学性质在整个循环过程中是不变的实际循环：燃烧前：工质是由新鲜空气、燃料蒸气和上一循环残余废气等组成的混合气体；燃烧过程中及燃烧后：工质的成分 及数量不断发生着变化，三原子气体占多数，其比热容比两原子气体大，且随着温度的上升而增大，在燃烧产物中还存在着一 些成分的高温分解以及在膨胀过程中的复合放热现象。 工质比热的变化：比容增大，意味着同样的加热量在实际循环中所引起的压力和温度的升高比理论循环低，循环所作的功减少了，循环热效率低。 工质的高温分解： 工质摩尔数的变化：2）换气损失理论循环：闭式循环，没有工质的更换，也没有任何形式的流动阻力损失。实际循环：吸入

7、新鲜空气与燃料，然后在合适时候排岀燃烧废气，这是循环过程得以周而复始进行所必不可少的。有流动损失。3）传热损失:理论循环：假设与工质相接触的气缸壁面是绝热的，两者间不存在热量的交换，因而没有传热损失。实际循环：缸套内壁面、活塞顶面以及气缸盖底面等（统称壁面）与缸内工质直接相接触的表面，始终与工质发生着热量交换。4）燃烧损失理论循环：外界热源向工质在一定条件下的加热过程；燃烧（加热）速度在等容加热条件下，热源向工质的加热速度极快，在容积不变条件下瞬时完成；在等压加热条件下，加热的速度是与活塞的运动速度相配合的，以保持缸内压力不变。实际循环：实际的燃烧过程需要经历着火准备、火焰传播与扩散、后燃等环

8、节，燃烧速度受到多种因素的制约，与理论循环有 很大的差异。第三节、内燃机的燃料及燃料热化学柴油与汽油性质的不同是造成柴油机与汽油机各种特征不同的根本原因之一。1. 柴油的理化性质：自燃性和低温流动性我国的柴油是以凝点来标号的。能够使柴油自行着火的最低温度称为自燃温度。柴油的自燃性用十六烷值 衡量。用两种自燃性能截然不同的标准燃料作比较：一种是正十六烷C16H34,自燃性很好，其十六烷值定义为100;一种是a-甲基萘，自燃性很差，其十六烷值定义为0。十六烷值高的柴油，其自燃温度低，滞燃期短，有利于发动机的冷起动，适合于高速柴油机使用。过高十六烷值的柴油在燃烧 过程中容易裂解，造成排气过程中的碳烟

9、。2. 汽油的的理化性质：挥发性和抗爆性燃料对于发动机发生爆燃的抵抗能力称为燃料的抗爆性。汽油的抗爆性以辛烷值来表示。我国生产的汽油是按研究法辛烷值RON分级的。一般有90#、93#、97#几种规格。汽油的不同馏出温度对发动机性能的影响。3. 燃料的燃烧（热化学）会计算燃料燃烧的化学计量空燃比柴油、汽油：?D =1/0.23*（8/3gc+8gH - gO）kg心kg 燃料）4. 废气再循环（EGR残余废气系数：废气再循环：第四节、内燃机的热平衡第四章内燃机的换气过程第一节四冲程内燃机的换气过程配气相位a)1、排气过程(1) 自由排气阶段：从排气门提前开启到气缸压力接近排气管内压力的时期排气门

10、为什么要提前开启？1) 由于受配气机构的结构限制，气门在开启过程中只能逐渐加大其流通截面。早开启为了增大流通截面积。2) 如果排气门刚好在膨胀行程下止点时开启，则排气门流通截面增加过缓，气缸压力下降迟缓，活塞在向上止点回行时将造成较大的反压力，增加排气行程所消耗的功。(2) 强制排气阶段：活塞强行将废气推岀阶段。排气门为什么要迟关？1 )随着活塞的上行，排气门流通截面开始逐渐减小，气体流经气门的节流作用加强，因而在上止点附近，气缸压力再次升高， 其直接后果是，排气所消耗的功与缸内的残余废气量都增加了，这对于换气与燃烧过程都不利。2) 排气迟闭期间，可以利用缸内气体流动惯性从气缸内抽吸部分废气，

11、多排气。排气提前角：一般范围(30-80度曲轴转角)原因：排气门开启需要时间、利用缸内压力排气、减小活塞上行时的排气阻力排气迟闭及排气迟闭角：利用排气的流动惯性实现过后排气、避免在上止点附近增加排气阻力、迟闭角过大会导致排气倒流2、进气过程：从进气门提前开启到进气门迟后关闭的全过程进气提前开启：为了使得在进气过程开始时，进气门有一定的流通截面，以减少进气过程的阻力，增加进入气缸的新鲜充量, 进气门一般也在上止点前提前开启，称为进气提前，进气提前角为10o40o (CA)。推迟关闭：为利用在吸气过程中形成的进气管内气流流动惯性，实现气缸过后充气，进气门不在下止点关闭，而在下止点过后的一定角度时延

12、迟关闭，即进气迟闭。这样有可能使得进气过程终了时，缸内压力等于或略高于进气管压力。进气迟闭角一般为 20o60o(CA)但过大的进气迟闭角，使发动机的冷起动困难。 当转速降低时(起动时)，气流惯性小，进气不足。 低速时，发生缸内气流倒流进入进气管的现象，会影响有效压缩比，从而使压缩终了温度、压力降低，影响起动。3、气门叠开和燃烧室扫气过程1）气门叠开现象：进、排气门同时开启，进排气门和燃烧室三者联通2）气门叠开的作用：扫气：有利于扫除缸内的残余废气，增加气缸充量，达到扫气目的；冷却：可以降低燃烧室内气缸盖、排气门、活塞顶、缸套的温度。3）气门叠开角的大小a. 点燃式内燃机：气门叠开角一般都是比

13、较小的。b. 非增压柴油机：气门叠开角可稍大些，在20o50o（CA）范围内。c. 增压柴油机：采用比非增压大的气门叠开角，一般为 80o140o（CA）。汽油机：新鲜充量是油气混合气，叠开角过大会排岀混合气，废气倒流造成回火。柴油机：叠开角可较大，增强扫气和冷却效果第二节、四冲程内燃机的换气损失换气损失：理论循环换气功与实际循环换气功之差x+y+w泵气损失：与理论循环相比，发动机的活塞在泵气过程中所造成的功的损失x+y-u泵气功：缸内气体对活塞在强制排气过程和吸气行程中所做的功1. 非增压内燃机的换气损失和增压内燃机的换气损失2. 排气损失的影响参数排气提前角排气提前角增大：w面积增加，x面

14、积减小；排气提前角减少：x面积增加最有利的排气提前角应使面积（W+X之和最小发动机转速的影响 转速增高时，发动机膨胀损失的增加幅度远远小于推岀损失的增加幅度，而两者之和在总体上呈现增加的趋势。降低排气损失的主要方法：合理确定排气提前角，以有效地减少排气过程中的损失。3. 进气损失合理调整配气定时， 加大进气门的流通截面、 正确设计进气管及进气道的流动路径以及降低活塞平均速度等，都会使进气损失减少。4. 泵气损失与泵气功一般而言，所有减少换气损失的措施以及以后将要讨论到的提高充量系数的途径，对降低泵气损失都是有利的。另由于二冲程内燃机没有单独的进、排气活塞行程，故泵气功为零。第三节、提高内燃机充

15、量系数的措施1. 充量系数 c：内燃机每循环实际进入气缸的新鲜充量m1与以进气管内状态充满气缸的工作容积的理论充量msh之比2、提高充量系数的措施 1）降低进气门处的流动损失增加进气门数目：采用多气门的优缺点加大进气门直径，受到缸径限制，进气门直径大于排气门直径2）采用可变配气系统技术（VVT等技术）理想的配气系统：气门升程和进气门迟闭角可随工况调整 高速时：增加升程和迟闭角，利用惯性过后充气；低速时：减小升程和迟闭角，以免倒流3）合理利用进气谐振：采用可变进气系统：低速时长、细管，高速时短粗管。4） 降低排气阻力的流动阻力，减小r5）减少对充量的加热，降低 Ta第四节、内燃机的增压1. 内燃

16、机的增压方式：机械增压；排气涡轮增压2、废气涡轮增压器1 ）离心式压气机的工作原理：压气机的流量特性1）离心式压气机的特性曲线在相同转速的条件下， 压气机增压比n b和效率n b随压气机流量qmb的变化关系，称为压气机的流量特性，简称为压气机的特性。2）压气机的喘振与堵塞 喘振线是压气机稳定工作的边界。3）压气机的通用特性 压气机特性曲线中的参数，都是在一定的大气状态下测得的。两种损失： 摩擦损失：因气体有粘性，在压缩机的流道中气体流动式会产生摩擦，造成流动摩擦损失。撞击损失：喘振的定义： 当流量减小到某一值时， 离心压缩机就不能稳定工作， 发生强烈震动及噪音， 这种不稳定工况称为 “喘振工况

17、” 2）径流式涡轮的工作原理3、涡轮增压系统涡轮增压系统的两种工作方式：定压增压系统与脉冲增压系统 两种系统的优缺点和选型定压增压系统：脉冲增压系统:选型：内燃机在低增压时宜采用脉冲增压系统， 高增压时两种系统均可采用。车用发动机大部分时间是在部分负荷下工作，对加速性 能和转矩特性要求较高，故较多采用脉冲增压系统。对于船用、发电等场合，由于变工况要求并不突出，对增压系统的空间安 装位置也无严格限制，且增压度一般较高，故多采用定压增压系统。4. 采用增压后发动机的改造压缩比：适当降低，受爆压与爆燃的限制；适当加大过量空气系数，降低热负荷;供油系统：循环供油量需增加；配气系统：配气相位；进排气系统

18、：进排气管；增压中冷5、汽油机增压的特殊问题爆燃：增压后进气温度压力的提高使爆燃倾向增加，因此要采取措施，降低进气温度。具体有：增压中冷、降低压缩比、降低增压比等。热负荷汽油机过量空气系数小，燃气温度高，排温可达800-900度。第五节 二冲程内燃机的换气过程1 三个阶段：自由排气阶段、扫气与强制排气阶段、过后排气与过后充气阶段2.换气质量评价参数：扫气系数过量扫气系数扫气系数越大说明残余废气越少，扫气效果越好。过量扫气系数小，说明浪费的新鲜充量少，所作无用功也少第五章内燃机混合气的形成和燃烧第一节、内燃机缸内的气体流动气体流动的方式：涡流、挤流、滚流、湍流。（定义）1、涡流：在进气过程中形成

19、的，绕气缸轴线有组织的气流运动，称为进气涡流。1 ）进气涡流的产生方法：采用带导气屏的进气门；切向气道；螺旋气道2）气道的评定方法： 为了增加进气充量，气道的流动阻力越小越好； 气道的质量指标主要有流动阻力和涡流强度；希望在尽可能小的阻力下有足够的涡流强度。3）气道质量评定指标：无量纲流量系数：评价不同气门升程下气道的阻力特性或流通能力无量纲涡流：评价不同气门行程下气道形成涡流的能力涡流比：评价不同气门行程下气道形成涡流的强度又称挤流2、挤流:在压缩过程后期，活塞表面的某一部分和气缸盖彼此靠近时所产生的径向或横向气流运动称为挤压流动,3、滚流：在进气过程中形成的，绕气缸轴线垂直线旋转的有组织的

20、空气漩流，称为滚流或横轴涡流。4、湍流：在气缸内形成的无规则的气流运动称为湍流（四气门双气道）第二节、点燃式内燃机的燃烧1. 汽油机的燃烧过程与特点：1）点火过程在发动机运行条件下：静止的具有化学计量比的混合气：点火能量只需要0.2mJ较稀或较浓的混合气及电极处混合气有较高流速：点火能量为3mJ为能使发动机在各种上况下都能可靠点火：常规点火系统供给的能量一般为3050mJ预混燃烧（汽油机）：火焰中心到达之前燃料与空气充分混合的燃烧。扩散燃烧（采油机）：燃料着火后仍有燃料喷入气缸，处于一边喷油，一边混合，一边燃烧，混合过程控制了燃烧速率。2）燃烧过程的划分、包括哪几个阶段，每个阶段有什么特点 着

21、火延迟期（滞燃期）：从火花塞跳火到形成火焰中心的阶段。特点： 急燃期：是从火焰中心形成到最大压力的阶段特点：这时期火焰中心传遍了整个燃烧室。压力升高很快，压力升高率大，为dp/d © =0.20.4MPa/CA，最大压力出现。【最高压力点到达过早：dp/d ©增加，最高燃烧压力过高，工作粗暴。压缩过程负功增加。到达过完：膨胀比减小，燃烧高温时期的传热表面积增加，油耗上升，但工作柔和。】 后燃期：从最高压力点到燃烧结束点。特点：3）燃烧过程按燃烧质量划分火焰发展期：指从火花点火到燃料化学能释放10%之间。快速燃烧期：从火焰扩展阶段（已燃质量百分数达到10%）到火焰传播过程终点

22、（已燃质量百分数达到90%）之间。4）火焰传播速度火焰传播速率Sf :火焰前锋相对于燃烧室壁面传播的绝对速率【 Sf=SL+Sg】层流火焰传播速率SL：火焰前锋相对于未燃混合气的相对速率混合气运动速率Sg：5）着火界限或可燃范围可燃混合气过浓：即油多氧少，当火焰中心形成后，由于氧少，氧化速度减慢，放热量减少，不能迅速传播。不能着火可燃混合气过稀：即油少氧多，当火焰中心形成后，由于燃油少，热值低，放热量少，传播速度慢，甚至中断。不能着火这两个界限的混合气浓度称为可燃范围或着火界限。6）不同工况下的燃烧过程的特点： 点火提前角不同时：点火提前角过大时：增加了压缩功的消耗，示功图面积也减小，功率降低

23、，同时，发动机工作粗暴性增加，爆燃的倾向也增加 点火提前角过小时：使燃烧在膨胀过程中进行，燃烧的最高压力和最高温度将降低，热损失增多，功率下降最佳点火提前角：最佳点火提前角相当于使最高燃烧压力在上止点后12 15CA时到达，这时实际示功图与理论示功图最为接近（时间损失最小）。 混合气浓度不同时：1） 当© a=0.80.9时，火焰传播速度最快，这时发动机的功率Pe最大。称为功率混合气。由于这时燃烧产生的压力和温度都 较高，所以产生的爆燃的倾向也最大。2）当© a=1.031.1时，燃油消耗率最低，称为经济混合气。这主要是因为气缸内燃料、空气和残余废气不能绝对均匀混合， 因而

24、不可能刚好在© a=1时获得完全燃烧。3） 当混合气过浓或过稀时，都会产生不完全燃烧，CO、HC排放量增大。 负荷不同时：当节气门关小时，充量系数急剧下降，但留在气缸内的残余废气量不变，使残余废气系数增加，滞燃期增加，火焰传播速率下 降，最高爆发压力、最高燃烧温度、压力升高比均下降，冷却水散热损失相对增加，因而燃油消耗率增加。因此，随着负荷的 减小，最佳点火提前角要提早。 转速对燃烧过程不同时：转速n T湍流火焰传播速率t i J；进气阻力© cj， © r T-t i T ;燃烧时间缩短（1/6n） - t i T综合影响，使以秒计的滞燃期与转速的关系不大，但是

25、按曲轴转角计的滞燃期却随转速的增加而增大。2. 燃烧的循环变动1）定义：在发动机以其某一工况稳定运行时，这一循环和下一循环燃烧过程的进行情况不断变化，具体表现在压力曲线、火 焰传播情况及发动机功率输岀均不相同。2）危害燃烧快的循环：气缸最高爆发压力和爆燃的趋势都增加。因而限制了使用低辛烷值汽油和采用高压缩比。燃烧慢的循环：HC排放及油耗都会大幅度上升燃烧循环变动：每一循环点火提前角不可能都处在最佳值影响发动机性能指标提高。消除气缸压力的循环变动：可降低最高燃烧压力，改善工作粗暴性和燃油经济性，降低发动机排放污染3）表征参数最佳点火提前角/空燃比：根据平均循环的要求确定的压缩比/燃料辛烷值：根据

26、最倾向于爆燃的要求确定的只有减少燃烧循环变动，才有可能获得最佳的性能。 与气缸压力有关的参数：最大压力升高率及对应的曲轴转角 与燃烧速率有关的参数：最大燃烧速率、火焰发展曲轴转角、快速燃烧曲轴转角 与火焰前锋位置相应的参数：火焰半径、火焰前锋面积、己燃和未燃的容积随时间的变化曲线、火焰到达某一指定位置所需 要的时间。 与排放有关的参数：CO未燃HG NOX的含量4）主要原因 气缸内气体运动状况的循环变动。 气缸内的混合气成分的循环变动。5）降低措施 多点点火有利于减少压力的循环变动。 组织进气涡流能增加燃烧速率，从而达到减少循环变动的目的。 提高发动机转速，在气缸内形成更强烈的湍流也能减少循环

27、变动。 采用化学计量空燃比，由于火焰温度和传播速度比较高，因此压力变动最小。 采用燃油电控喷射技术（特别是多点燃油喷射）可改善循环之间的混合气浓度不均匀性，达到降低循环变动的目的。 采用快燃、速燃燃烧技术，提高火焰的传播速率，有助于减小燃烧循环变动； 加大点火能量、优化放电方式、采用大的火花塞间隙，有助于减小循环变动。3点燃式内燃机的不正常燃烧：爆燃和表面点火1）爆燃： 定义：在某种条件下（如压缩比过高），汽油机的燃烧会变得不正常，压力曲线出现高频、大幅波动，上止点附近的压力升高 率值急剧波动，此时火焰传播速度和火焰前锋形状发生急剧的改变，称为爆燃。 爆燃机理火焰前锋未到，未燃混合气的温度达到

28、其自燃温度而着火燃烧，形成新的火焰中心，以极高速度向未燃区传播，由于速度极快气体容积来不及膨胀，使缸内温度压力急增，形成压力波，激波以音速向前传播，撞击活塞、缸壁、产生敲击声。汽油机的爆燃现象就是终燃混合气的自燃现象。 强烈爆燃对发动机工作的影响机件过载、机件烧损、发动机磨损加剧、Pe下降、be上升、轻微爆燃有利排气冒黑烟，补燃增加，排气温度增加 影响爆燃的主要结构和运转因素由火焰中心形成至正常火焰传播到终燃混合气为止所需的时间为t1 ;由火焰中心形成至终燃混合气自燃所需的时间为t2。当t1 <t2时，就不发生爆燃；当t1 >t2时，则发生爆燃。因此，凡是t1减小、t2增加的因素均

29、可减少爆燃倾向；反之，均使爆燃倾向增加。燃料因素：辛烷值越高，抗爆性越好运转因素：点火提前角、负荷、转速、燃烧室沉积物、混和气浓度结构因素：汽缸直径、气缸盖和活塞材料、火花塞位置、燃烧室结构 防止爆燃的方法（实际发动机常采用的措施）推迟点火；缩短火焰燃烧传播距离；终燃混合气的冷却，使离火花塞最远处的可燃混合气冷却得较好，如减小终燃混合气部分的余隙高度；增加流动，使火焰传播速度增加，且终燃混合气的散热也好；燃烧室扫气（如加大进、排气重叠期）的冷却作用可减轻爆燃 汽油机爆燃和柴油机工作粗暴的区别与柴油机的工作粗暴性在燃烧本质上是一致的，均是可燃混合气的自燃结果。两者发生的时间和气缸内的状况是有差异

30、的。柴油机的工作粗暴性发生在急燃期始点，压力升高比大，但气缸内压力还是均匀的；而汽油机的爆燃是发生在急燃期的终点，气缸内有压力波冲击现象。对汽油机而言是优良的燃料，对柴油机就是最差的燃料，反之亦然。2）表面点火定义及分类正常（非爆燃性）表面点火：火焰以正常速度传播 后燃；早燃；爆燃性表面点火 （激爆）：激爆是由燃烧室沉积物引起的爆燃性炽热点火，这是一种危害性最大的表面点火现象。表面点火和爆燃的区别和联系区别：爆燃表面点火末端混合气自燃炽热表面点燃火花塞跳火之后火花塞跳火之前、后有压力冲击波无压力冲击波敲击声较清脆敲击声较沉闷两者相互促进：强烈的爆燃必然增加向气缸壁的传热，从而促成炽热点的形成，

31、导致表面点火；早火又使气缸压力升高比 和最高燃烧压力增加，使未燃混合气受到较大的压缩和传热，从而促使爆燃发生。影响表面点火的因素凡是能使缸内的T、P降低的因素，都可预防表面点火 选用沸点低的汽油和成焦性小的润滑油； 应用磷化物为燃油添加剂，使沉积物中的铅化合物形成磷酸铅，从而使碳的着火温度提高到560C，且氧化缓慢，放出热量少，减少激爆的发生。 适当降低压缩比。 避免长时间的低负荷运行和汽车频繁加减速行驶；第三节、点燃式内燃机的燃烧室1. 点燃式内燃机典型燃烧室的类型 楔形燃烧室；浴盆形燃烧室；碗形燃烧室；半球形燃烧室；其他类型燃烧室2. 稀薄燃烧与分层燃烧1）稀燃定义分层燃烧的定义2）稀燃、

32、分层、缸内直喷的优点分层燃烧：汽油机功率不可能用变质调节，而只能用进气管节流的变量调节。由于节流引起较大的泵气损失，所以造成低负 荷的经济性较差。容易爆燃。汽油机始终以点火范围内的混合比工作，使热效率低，如果能以稀混合气工作，可提高循环 的热效率。排气污染严重。汽油机排气中有害成分 （CO HC NOx）的数量与混合气的浓度有密切关系。缸内直喷：稀燃：3）典型的缸内直喷燃烧系统（GDI）缸内直喷的优点及目前存在的问题第四节、压燃式内燃机的燃烧柴油机的燃烧过程：1. 着火的两个条件：混合气的浓度要适当，即混合气的浓度要在着火界限之内。混合气的温度要高于着火临界温度。2. 燃烧阶段的划分、包括哪几

33、个阶段，每个阶段有什么特点。滞燃期（着火延迟期）：化学反应缓慢，压力没有明显变化；T i长短对后期燃烧影响很大。急燃期（速燃期）：燃烧速度快，P,T上升快（等容燃烧）全负荷时继续喷油。缓燃期：喷油基本结束；燃烧速率仍然很快；温度达到最高；等压燃烧后燃期（补燃期）：燃烧速率明显减慢；缸内压力温度急剧下降 对柴油机燃烧过程四个阶段的要求：滞燃期要短，急燃期要缓，缓燃期要急，补燃期要少。3. 滞燃期定义、对发动机性能的影响、影响滞燃期的因素 滞燃期定义：从喷油开始（A点）到压力开始急剧升高时（B点）为止，刺时间段称滞燃期 对发动机性能的影响：滞燃期越长：最高燃烧压力和最大压力升高比随滞燃期的增加而增

34、加。滞燃期极短：对混合气形 成不利，反过来又使柴油机性能恶化 影响滞燃期的因素压缩温度和压力：随着压缩温度和压力提高，滞燃期减小。燃料性质：十六烷值高的燃料自燃性较好，滞燃期较小。喷油提前角：喷油早 燃料进入气缸时的空气温度和压力较低，使滞燃期长。喷油迟虽然初始温度和压力升高， 但作用的时间缩短， 可能着火前活塞已开始下行， 使空气温度和压力降低， 也使滞燃期增加。 转速：转速高 压缩温度、压力增高；喷油压力有所提高，使燃油雾化得到改善；空气扰动加速；使滞燃期减小。4. 放热规律： 燃油燃烧放出的热量随曲轴转角变化的关系，称为燃烧的放热规律。 放热规律三要素：开始放热的时刻、放热规律曲线形状

35、和 放热持续时间（它们对性能的影响主要表现在循环热效率和最高燃烧压力两个方面。） 理想的放热规律：有合适的燃烧起点，同时燃烧应先缓后急，即开始放热适中，满足运转柔和的要求，随后燃烧加快，使燃料尽量靠近上止点燃烧（在上止点后1215CA燃烧完），以保证好的动力性和经济性。燃烧持续时间尽量小（不超过 40CA。5. 燃烧噪声： 急剧升高的压力直接使燃烧室壁面及活塞曲轴零件产生强烈振动，并通过气缸壁面传至外部， 从而形成燃烧噪声。控制措施：缩短滞燃期 （如选用十六烷值高的燃料）；减小滞燃期内的喷油量（改变供油规律，喷油量先少后多）； 减少滞燃期内形成的可燃混合气数量。6. 柴油机的冷起动性能：为什么

36、柴油机冷起动困难？ 气缸内压缩始点温度下降、气缸壁传热增大以及由于起动转速低而引起漏气量增加，从而使压缩终点温度、压力下降。 低温时燃料粘性增大、起动转速低，使燃料的蒸发和雾化均恶化的形成。 润滑油粘度增加，运动阻力大。冷起动要满足的条件：压缩终点压力、温度必须足够高。要有足够的起动转速。要形成易于着火的混合气。柴油机燃烧过程与汽油机的差别扩散燃烧与预混燃烧的定义。柴油机和汽油机属于哪种燃烧方式第五节 压燃式内燃机的燃烧室1. 油气主要混合方式：空间雾化混合：将柴油高压喷向燃烧室空间，形成雾状，与空气进行混合。油膜蒸发混合：将大部分柴油喷射到燃烧室壁面上，形成一层油膜，受热蒸发，在燃烧室中强烈

37、的旋转气流作用下，燃料蒸气 与空气形成均匀的可燃混合气。2. 燃油喷雾的特征。 混合气形成主要靠燃油的喷散雾化，对喷雾质量要求高，为此采用多孔喷嘴 对空气运动不做要求。 要求油束与燃烧室形状相配合，燃料要尽可能地分布到整个燃烧室空间。 相对散热面积小 ，传热损失小。 排放差。（最高燃烧压力及压力升高比较高，工作粗暴；容易冒烟和产生较多的NOX 对转速和燃料较敏感。 过量空气系数较大3. 压燃式内燃机燃烧室的分类及比较选型分类：浅盆形燃烧室；深坑形燃烧室；球形燃烧室； 涡流式燃烧室；预燃室式燃烧室；比较选型：第六节、均质充量压缩着火燃烧（HCCI）发动机1. 均质充量压缩着火的定义2.HCCI

38、发动机的主要特点及放热规律3. HCCI发动机需要解决的冋题第七章 内燃机的燃料供给与调节1柴油机燃料供给与调节系统的分类。泵一管一嘴；泵一喷嘴；共轨式2高压共轨系统的优缺点及不同情况下喷射的作用。优点：能保持恒压，且压力高130150MPa油压不受负荷和转速的影响，改善了低速喷油品质；燃油喷射采用电磁阀开启时间的控制方式，使喷油时刻和喷油持续期容易控制，可以实现理想的喷油规律。缺点：不同情况下喷射的作用：3几何供油规律与实际喷油规律的差别及主要影响因素。差别：规律不同；供油始点不同；持续时间不同；供油速率峰值不同影响因素：高压油管的存在4柴油机的异常喷射现象有哪些？1）二次喷射的原因、常见工

39、况、消除方法 原因：燃油在高压作用下的可压缩性和燃油压力波在高压油路的传播与反射。 常见工况：消除方法： 消除油管内压力波峰值； 在保证喷雾质量的前提下， 适当增大喷孔总面积； 增大出油阀弹簧刚度和开启压力。2）气穴与穴蚀的定义，产生的原因、常见工况。气穴定义：穴蚀定义：气泡破裂过程的能量达一定数值，对金属表面形成冲击而导致疲劳损坏，称为穴蚀现象。产生原因：常见工况：3）不稳定喷射的定义，产生的原因、常见工况、 定义：循环供油量不断变动，各循环喷油规律也有差异这种现象称之为不稳定喷射，也称不规则喷射。 产生原因：高速、大负荷时，为提高喷油速率而采用高喷射压力，为防止二次喷射采用了较大的出油阀减

40、压容积，但在低怠速 工况时，循环供油量少，柱塞有效供油行程小，漏油增多，油压低，加之在高压油路中减压过度，造成高压油路系统残压降低 而产生周期性波动，从而使循环供油量也相应发生变化。常见工况： 危害：易发生在柴油机怠速工况下，造成怠速运转不稳定，工作粗暴，并限制了柴油机的最低稳定转速。消除方法：采用双弹簧喷油器；采用等压出油阀 ；5柴油机为什么要调速器？调速器的作用及评价指标 原因：为避免高速时超速“飞车”低速与怠速时不稳定运行 作用：评价指标：调速率：稳定调速率、瞬时调速率；不灵敏度；转速波动率。6汽油机不同工况下对混合气浓度的要求。 当汽油机在部分负荷范围内运行时，应当供给较稀的混合气（a

41、=1.051.15），以保证较高的燃油经济性。 当汽油机节气门接近全开或全开的大负荷或全负荷工况时，应当供给较浓的混合气（a=0.850.95），以保证较好的动力性能。 汽油机采用三效催化转化器来降低有害排放时，则应在从部分负荷到接近全负荷的大部分工况下，供给化学计量比混合气。 为了保证汽油机怠速的运转稳定性以及过渡工况（启动与加速）的需要，当对对混合气的浓度作响应的调整。7. 汽油机喷射方式的分类：进气总管或中央单点喷射；进气道多点喷射；缸内直接喷射。8. 汽油机电控系统的组成及主要传感器的作用。传感器：可将驾驶员的意图，汽油机的工况，环境信息及时真实传输到电控器。电控器： 将传感器输入的信号， 用控制软件并结合存储器内的各种标定数据及图表进行分析计