汽车发动机原理重点

指示性能指标：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标（指示功、平均指示压力、指示燃油消耗率、指示热效率）（有效燃油消耗率、有效热效率）有效性能指示：以曲轴输出功为计算基准的指标（有效功率、有效转矩、平均有效压力、）机械损失有示功图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法等，灭缸法仅适用于多缸发动机充量系数:每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下理论计算充满气缸工作容积的空气质量比值。过量空气系数：发动机工作过程中，燃烧1KG燃油实际供给的空气量与理论空气量之比排气损失与进气损失之和称为换气损失自由排气阶段:从排气门打开到气缸压力接近于排气管内压力的这个时期;强制排气阶段：废气是由活塞上行强制推出的这个时期;进气过程：进气门开启到关闭这段时间；气门重叠和燃烧室扫气：由于进气门迟后关闭和进气门提前开启，所以进排气门同时打开这段时期增压度：指发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比增压比：指增压后气体压力与增压前气体压力之比废弃涡轮增压器组成：压气机、涡轮、中间体增压器空为何进气中冷：对增压器出口空气进行冷却，一方面可以进一步提高发动机进气管内空气密度，提高发动机的功率输出，另一方面可以降低发动机压缩始点的温度和整个循环的平均温度，从而降低发动机的排气温度，热负荷和NOx的排放废气涡轮增压：有定压涡轮增压系统和脉冲涡轮增压系统两种基本类型汽油抗爆性评价：辛烷值；柴油自然性评定：十六烷值；汽油根据辛烷值来确定牌号，轻柴油按凝点二次喷射：指喷油器针阀落座以后，在压力波动的影响下再次升起的喷油现象柴油燃烧四阶段：着火落后期、速燃期、缓燃期和补燃期；汽油燃烧三阶段：着火落后期，明显燃烧期和补燃期不灵敏度大于一，E<R,调速器卡滞，会出现飞车现象分隔式燃烧室（非直喷式）有涡流室燃烧室和预燃室燃烧室柴油混合气形成方式：有空间雾化混合与壁面油膜蒸发混合两种直喷式：燃烧迅速，经济性好，有效燃油消耗率低；对喷射系统的要求高，影响可靠性和使用寿命；冷启动性能好；工作较粗暴，压力升高率大，燃烧噪声大；NOx排放比分隔式高，对转速变化敏感，较难兼高、低速工况的性能分隔式：工作平稳，噪声小，经济性不好，结构复杂，表面积与比容积比值较大，使得表面损失增大，冷启动性能较差，热效率差，低负荷时，碳的排量较大，除此外其他性能较直喷式燃烧室优越产生爆燃机理：爆燃的着火类似于柴油机，同时在较大面积上多点着火，所以放热速率极快，局部区域的温度压力急剧增加，类似这种阶跃的压力变化，形成燃烧室内往复传播的激波，猛烈撞击燃烧室壁面，使壁面发生振动，发生高频振音。避免爆燃方法：适当提高燃料的辛烷值，适当降低压缩比，控制末端混合气的压力和温度，调整燃烧室形状，缩短火焰前锋传播到末端混合气的时间，如提高火焰传播速度，缩短火焰传播距离。爆燃和早燃区别：早燃是指在火花塞点火之前，炽热表面点燃混合气的现象，爆燃是指末端混合气在火焰封面到达之前即已低温多阶段方式开始自然的现象。早燃会诱发爆燃，爆燃又会让更多的炽热表面温度升高促使更加剧烈的表面点火。两者相互促进，危害更大，另外，与爆燃不同的是，表面点火早燃一般是在正常火焰烧到之前由炽热物点燃混合气所致，没有压力冲击波，敲缸声比较沉闷，只要由活塞、连杆、曲轴等运动件受到冲击负荷产生振动而造成。负荷特性：指当转速不变时，发动机的性能指标随负荷而变化的关系速度特性：指发动机在油量调节机构保持不表的情况下，主要性能指标随发动机转速的变化规律我国发动机的功率分四级：15分钟功率，1小时功率，12小时功率，持续功率柴油机汽油机负荷特性差异：汽油机的燃油消耗率普遍较高，且在从空负荷向中、小负荷段过渡时，燃油消耗率下降缓慢，仍维持在较高水平，燃油经济性明显较差；汽油机排气温度普遍较高，且与负荷关系较小；汽油机的燃油消耗量曲线弯曲度较大，而柴油机的燃油消耗量曲线在中、小负荷段的线性较好。冷激效应：燃烧室壁面面对火焰的迅速冷却使火焰不能一直传播到缸壁表面，在表面上留下一薄层未燃烧的或不完全燃烧的混合气。壁面冷激是未燃HC的重要来源发动机排放污染物：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和微粒等。汽油机：机内净化（废气再循环装置、改进发动机设计、电子控制燃油喷射系统、提高燃油品质）机外净化（曲轴箱强制通风系统、燃油蒸发控制系统、三元催化转化器）。柴油机：机内净化（增压中冷技术、改进进气系统、改进燃烧系统、降低机油消耗、废气再循环、提高燃油品质）机外净化（微粒捕集器、氧化催化转化器、NOx还原催化转化器、四元催化转化器）光化学烟雾：HC和NOx三元催化转化效率（氧传感器）汽油燃烧三阶段：着火落后期：指从火花塞点火到火焰核心形成的阶段；明显燃烧期：指火焰由火焰中心烧遍整个燃烧室的阶段；后燃期：明显燃烧期终点至燃料基本上完全燃烧为止。影响或改善循环变动：1.一般Qa=0.8-1.0时循环变动最小，过浓或过稀都会使循环变动加剧。可见过量空气系数对循环变动的影响很大。2.适当提高气流运动速度和湍流程度可改善混合气的均匀性，进而改善循环波动。3.残余废气系数过大，则循环变动加剧。4.发动机在低负荷、低转速时，循环变动加剧。5.多点点火有利于减少循环变动。6.提高点火能量、优化放电方式、采用大的火花塞间隙，有助于减少循环波动。气门重叠期间进气管、气缸、排气管连通，可以利用气流的压差和惯性清除残余废气，增加进气量。动力性原理提高进气充量。限制汽油机增压的主要技术障碍是爆燃、混合气的控制、热负荷和增压器的特殊要求等。车用增压柴油机可以改善车辆的经济性能。增压使指示功率和有效功率都提高了，可以明显地改善高负荷区的运行经济性能，增压不仅使功率范围扩大了，而且高负荷的经济运行范围也扩大了。可以降低排气污染和噪声，低速转矩性能变差，加速性能变差，起动与制动有一定困难。十六烷值过高或过低的柴油，都对柴油机的性能或工作不利。十六烷值过高，喷入燃烧室的柴油来不及与空气充分混合就着火，使燃油不能得到及时而完全的燃烧，造成排气冒黑烟，柴油机的经济性降低。十六烷值过低则使柴油机工作粗暴，起动也较困难。对喷油规律的基本要求一是喷射开始时段的喷油率不能太高，以便控制着火落后期内形成的可燃混合气量，降低初期放热率，防止工作粗暴。在燃烧开始后，应有较高的喷油率以期缩短喷油持续期，加快燃烧速率。可用“先缓后急，断油迅速”八个字来概括；二是尽可能减少喷油系统中的燃油压力波动，以防止不正常喷油现象。醇类燃料主要指甲醇和乙醇，它们都是相对分子质量较小的单质，燃烧产物中基本没有碳烟，NOx的排放浓度也很低，是一种低污染燃料。在起动暖机及缸内温度不高时，容易在缸壁形成冷凝物，促使酸性物质生成及磨损增