发动机原理复习提纲!!!!!

1、第一章 发动机的性能一. 主要内容1. 理论循环的定义，理论循环的评定参数。2. 发动机实际循环的定义。3. 示功图的概念。4. 指示指标与有效指标。5. 机械效率的定义，机械损失的测定，影响发动机机械损失的因素。6. 热平衡的基本概念。二. 重点1. 对发动机理论循环与实际循环的分析2. 发动机的指示指标与有效指标3. 发动机的机械损失组成、影响因素三. 难点1. 理论循环的比较2. 循环热效率及其影响因素3. 有效指标的分析与提高发动机动力性和经济性的4. 汽车发动机机械效率的测定方法5. 热平衡（实际循环热平衡、发动机热平衡）1.理论循环的定义，理论循环的评定参数。答：理论循环定义：发动

2、机的理论循环是将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化，忽略一些因素，所得出的简化循环。理论循环评定参数：循环热效率t:指热力循环所获得的理论功Wt与为获得理论功所加入的总的热量Q1之比,即t=Wt/Q1=1-Q2/Q1循环热效率是用来评价动力机械设备在能量转换过程中所遵循的理论循环的经济性。循环平均压力Pt：指单位气缸工作容积所做的循环功，即Pt=Wt/Vs=tQ1/ Vs循环平均压力是用来评价循环的做功能力。1. 发动机实际循环的定义。答：发动机实际循环的定义：发动机的实际循环是由进气行程、压缩行程、做功行程以及排气行程4个行程5个过程组成的工作循环。3. 示功图的概念。气缸内气体压力随活塞位

3、移（或气缸内容积）而变化的循环曲线。循环曲线所包围的面积可表示为机器所作的功或所消耗的功，故称为示功图。【计算公式：W=p Adx= pdV 规定：热力系统对外界做功（dV0，膨胀,W0）为正，外界对热力系统做功（dV0，压缩,W p maxm p maxp Q2P Q2M Q 2V , v m p结论：当压缩比一定时，应提高循环加热的压力升高比 ，即增加等容加热部分所占比例。 故 欲提高混合加热循环热效率，应增加定容部分的加热量 。2) 初始态 p 1 ，T 1 、最高压力 p 3 （ p 4 ）相同 Q2V Q2M Q2P , p m v 结论：1)最高压力受限制时（机械强度）， 通过提高

4、压缩比，或增大定压加热过程的加热量（控制喷油正时），可提高循环热效率。2)柴油机比汽油机更接近等压循环，而且 p max 远高于汽油机，柴油机经济性能远优于汽油机。 在实际过程中，由于汽油机受最高压力及爆震的限制，压缩比低于柴油机，即最高压力低于柴油机，所以柴油机热效率高于汽油机。 （前述）循环热效率及其影响因素循环热效率指热力循环所获得的理论功与为获得理论功所加入的总的热量之比意义：评定循环经济性循环热效率主要取决于混合气的形成方式和燃烧放热规律，及其与压缩比的最佳匹配有效指标的分析：PPT第一章 77页到89页提高发动机动力性和经济性的方法：PPT第一章 113页到118页难点4. 汽车发

5、动机机械效率的测定方法（p24-26）（ppt第一章发动机的性能 93-105页）首先，机械效率的定义所以通过测量机械损失来测量机械效率。常用方法如下。1. 示功图法在发动机试验台架上由测功器测得有效功率，通过燃烧分析仪或示波器测得缸内压力，经计算得出指示功率，用指示功率和有效功率的差值来确定机械损失。示功图法一般用于当上止点位置能得到精确校正时才能取得较满意的结果。示功详见ppt。不赘述了第二章 发动机的换气过程一. 主要内容了解换气过程的情况，分析影响充气量的因素，寻找改善换气过程的途径。1. 四行程发动机的换气过程：四行程发动机的换气过程的划分，配气相位的选择，进排气损失的概念。2. 四

6、行程发动机的充气效率V的概念。影响充气效率的因素。汽油机和柴油机的负荷调节方式。残余废气系数的定义。3. 改进四行程发动机换气过程的措施，减少发动机进气系统阻力的技术措施。4. 汽车发动机充气系数与转速之间的关系。提高汽油机中低转速动力性的技术措施。5. 进气管的波动效应。6. 进气系统的可变技术。一. 重点1. 四行程发动机换气过程的划分、换气损失与泵气损失2. 充气效率的定义、提高方法3. 汽车发动机配气相位的选择4. 汽车发动机的可变技术二. 难点1. 影响汽车发动机充气效率的因素2. 动态效应定义、分类、原理3. 可变技术种类、技术方案改进四行程发动机换气过程的措施合理组织换气过程：1

7、)保证标定工况和全负荷条件下，吸入尽可能多的充量，以获得更高的输出功率和转矩。即提高充量系数c的问题，这是换气过程的中心问题。2)保证多缸机各缸的循环进气量的差异不超出应有的范围，即多缸机各缸进气不均匀性的问题。3)应尽量减小不可避免的换气损失，特别是占最大比例的排气损失。4)进气后在缸内所建立的流场(旋流场与湍流场)，应能满足快速合理燃烧的要求。5)换气过程还对解决高、低速性能的矛盾，汽油机混合气组成和均匀分配，柴油机缸内气体流动等问题，起着重要作用，因此也影响到汽车的经济性、排放、噪声及乘坐的舒适性等。减少发动机进气系统阻力的技术措施进气系统的阻力：沿程阻力：管道摩擦阻力，与管长和管内流动

8、面上的表面质量有关；（进气管、进气道）局部阻力：是由于流通截面大小、形状以及流动方向变化，在局部产生涡流损失而引起的。（进气门处，主要损失）对发动机进气流动过程而言，局部阻力损失较沿程阻力损失更为重要，特别是减少气门圈座处的局部阻力损失对提高充气效率影响尤其重要。气门座处的流通截面是进气流道中截面最小且截面变化最大、流速最高的地方，局部阻力最大。进气马赫数Ma ：气门处气流总平均速度vm与当地当时的声速C之比。时面值：在气门开启期间随气门升程的变化，气门开启截面积对时间或曲轴转角的积分。气门的时面值（气门的角面值）=Afdt=16nAfd, Af=dt时间内气门开启截面积时面值（角面值）表示了

9、气门的通过能力。总体手段：控制平均进气马赫数，减少气门流通截面处的流动损失 ；(减少局部损失)进气道和进气管、改进空气滤清器 。(减少沿程损失)1) 控制平均进气马赫数，减少气门流通截面处的流动损失即降低气门座处的流速和改善气门座处的流动状况：增大时面值增大气门直径；增加气门数；改进凸轮廓线设计，适当增加气门升程；合理设计气门的结构，减少气门处的流动损失。2) 进气道和进气管的改进保证足够的流通面积；保证内壁面过渡圆滑、平稳，避免气流急转弯及截面突变现象；改善管道表面的光洁度，以减小阻力。3) 进气管形状及进气管长度进气管形状：利用进气管形状形成进气涡流和滚流，有利于燃料与空气混合和燃烧快速进

10、行。但进气流动损失相应增加，导致充气效率下降。现代发动机的解决方案：采用电控高压喷射技术，同时改善进气管形状。进气管长度：从减少进气流动损失角度，进气管长度越短越好为充分利用进气波动效应来提高充气效率，不同转速应对应不同的进气管长度。提高汽油机中低转速动力性的技术措施个人总结:减小气门叠开角,防止倒灌,充分利用燃料做功; 使用细长的进气通路,增加小空气流量情况下的进气速度 加装机械增压机等低转速下效果明显的增压机械进气管的波动效应(张屹)四行程发动机换气过程的划分、换气损失与泵气损失换气过程包括 自由排气阶段 、 强制排气阶段 、 进气过程 和 气门叠开 四个阶段； 换气损失等于排气损失与进气

11、损失之和（W+X+Y） 对实际循环示功图的分析中，W以及X、Y的一部分所表示的功损失d ，已经在求取平均有效压力pme时包括进去，所以（X+Y-d）称为泵气损失。 1. 充气效率的定义、提高方法充气效率是指每一个进气行程所吸入的空气质量与标准状态下（1个大气压、20、密度为1.187kg/m2）占有气缸活塞行程容积的干燥空气质量的比值。提高方法：3. 汽车发动机配气相位的选择1. 影响汽车发动机充气效率的因素2. 动态效应定义、分类、原理3. 可变技术种类、技术方案第三章 发动机燃料与燃烧一. 主要内容1. 发动机的常用燃料2. 汽车发动机燃料的的种类及指标。3. 馏程、十六烷值、辛烷值的概念

12、及对发动机燃烧过程的影响。4. 汽油和柴油性能差异对发动机的影响。5. 代用燃料及其应用。6. 过量空气系数和空燃比的概念。7. 过量空气系数的使用范围及发展趋势。8. 燃烧的基本知识9. 预混合燃烧和扩散燃烧的基本概念。二. 重点1. 发动机燃料（汽油/柴油）的指标、性能差异对发动机的影响2. 过量空气系数的概念，汽油机和柴油机的过量空气系数的范围3. 着火过程4. 气相燃烧的类型、定义、特点三. 难点1. 汽油、柴油的性能差异对汽车发动机的影响2. 链锁自燃着火理论3. 油滴与喷雾燃烧（扩散燃烧）4. 预混合燃烧和扩散燃烧的概念一、主要内容1、发动机的常用燃料。答：汽油和柴油2、汽车发动机

13、燃料的种类及指标。指标：柴油主要使用性能指标：汽油主要使用性能指标：3、馏程、十六烷值、辛烷值的概念及对发动机燃烧过程的影响。馏程概念：馏程表示柴油的蒸发性，用燃油馏出某一百分比的温度范围来表示。 影响：50%溜出温度表示柴油的平均蒸发性。燃料馏出50%的温度低，说明这种燃料轻馏分多、蒸发快，有利于混合气形成90%和95%溜出温度标志柴油中所含难于蒸发的重馏分的数量。重馏分过多，燃烧不容易及时和完全；馏分太轻也不好，将使柴油机工作粗暴十六烷值概念：是评定柴油自燃性好坏的指标。当被测定柴油的自燃性与所配置的标准燃料的自燃性相同时，标准燃料中的十六烷值的体积分数就定义为该种柴油的十六烷值。影响：但

14、是，十六烷值过大，燃料相对分子质量加大，是燃油的蒸发性变差以及粘度增加，导致排气冒烟加剧，同时燃料经济性也下降。辛烷值概念：汽油在稀混合气情况下抗爆性的表示单位，在数值上等于在规定条件下与试样抗爆性相同时的标准燃料中所含异辛烷的体积百分数。影响：汽油的辛烷值越高，抗爆性就越好，发动机就可以用更高的压缩比，提高发动机功率，增加行车里程数，又可节约燃料，对提高汽油的动力经济性能是有重要意义的1. 代用燃料及其应用。1） 醇类燃料醇类燃料的特点1）热值低，但氧含量大（所需空气量少），可保证动力性能；2）汽化潜热是汽油的三倍，汽化使进气温度低；3）抗爆性能好（辛烷值高）；4）沸点低，易产生气阻；5）常

15、温下难溶于汽油，需加入助溶剂；6）甲醇对视神经有损害作用，乙醇对发动机部件有一定的腐蚀作用。 甲醇作为发动机燃料的应用方式 1) 甲醇(液体)与汽油、柴油的掺烧 ；2) 纯甲醇发动机 ；3) 甲醇裂解气(DM) ；注：热量由排气余热提供。4) 甲醇裂解气与其他燃料的掺烧 。2）生物柴油 植物油含氧，理论空燃比比石油燃料低； 植物油不含硫，不会对零件造成因含硫而引起的腐蚀； 植物油的成分与柴油相比，碳含量较少，又是含氧燃料，排气烟度在高负荷时比柴油低。在柴油机中搀入少量的植物油，也可以得到令人满意的性能； 植物油的十六烷值一般比柴油低，着火较难； 使用纯植物油，极易在喷油嘴处形成积炭。植物油主要

16、作为柴油替代燃料在柴油机上试用，已在欧洲、美国和中国得到应用；作为汽油机用油还处在探索阶段 。3）气体燃料 氢 ； 天然气（NG）； 液化石油气（LPG）； 工业生产中的气体燃料。主要是天然气（NG）和液化石油气（LPG） 天然气作为一种车用燃料，价格低廉，而且汽车的有害物排放量低，所以已在城市公交车和出租车中得到广泛应用2.过量空气系数和空燃比的概念。1）过量空气系数：燃烧1KG燃料实际供给的空气量与理论所需要的空气量之比 2） 空燃比：燃烧时的空气量与燃料量的比值3.过量空气系数的使用范围及发展趋势。1) 稀混合气：1 2) 浓混合气：1理论混合气：=1 汽油机：预混合均匀混合气 a=0.

17、8-1.2 负荷调节方式为量调节 柴油机：质调节 一般柴油机：a=1.2-1.6 增压柴油机：a=1.8-2.2发动机燃料（汽油/柴油）的指标、性能差异对发动机的影响（1）影响汽油性能的关键性指标：1) 辛烷值汽油抗爆性的指标 ； 2) 馏程评价汽油蒸发性的指标 ； 3) 饱和蒸气压 ； 4) 干点及残留量 。（2）影响柴油性能的指标：1） 十六烷值：评价柴油自燃性的指标；2）馏程：与燃烧完善程度及起动性能有密切关系的性质；3）粘度：燃料喷射有密切关系的性质；4）闪点、凝点：与柴油贮存、运送、使用有关的性质；5）机械杂质、水分、酸度等：与柴油机磨损腐蚀有关的性质。选用柴油时，应按最低环境温度高

18、出凝点5以上，即-20号柴油适用于最低环境温度为-15的场合。其中，十六烷值 (对比值) 是柴油自燃性好坏的指标。十六烷值高，自燃性好： 着火延迟时期短； 在着火落后时期内，气缸中形成的混合气少； 着火后压力升高速度低，工作柔和； 冷起动性能改善。（3）汽油柴油机性能差异对发动机的影响：汽油机柴油机混合气形成影响因素蒸发性强蒸发性差、粘度大形成方式气缸外气缸内负荷调节混合气的数量供油量着火与燃烧影响因素自燃温度高自燃温度低着火方式火花塞点燃压缩自燃压缩比不能过高，以免引起自燃较高燃烧方式火焰传播的方式燃烧，燃烧时间短随喷随烧，燃烧时间长2. 过量空气系数的概念，汽油机和柴油机的过量空气系数的范

19、围。燃烧1KG燃油实际供给的空气质量与完全燃烧1KG燃油的化学计量空气质量之比为过量空气系数，记作a过量空气系数：a=燃烧1KG燃油实际供给的空气质量完全燃烧1KG燃油的化学计量空气质量过量空气系数的范围: 汽油机的是0.81.2，柴油机的通常大于1.2着火过程：燃烧之前都有一个准备阶段，即着火阶段。所谓着火，是指混合气自动地反应加速，并产生温升，以致引起空间某一位置或最终在某个时刻有火焰出现的过程。使可燃混合物着火的方法有两种：自燃与点燃，前者是自发的，后者是强制的。气相燃烧的类型、定义、特点：气相燃烧可分为预混合燃烧和扩散燃烧两类。 预混合燃烧是指着火前燃料气体或燃料蒸气与氧化剂(空气)已

20、按一定比例形成混合气。(火焰传播) 扩散燃烧是指着火前燃料与氧化剂(空气)是相互分开的，着火后燃料边蒸发边与空气混合边燃烧 内燃机中所有燃烧(气体和液体燃料)都属于这两类燃烧中的某一类或这两类燃烧的组合 汽油机和气体燃料发动机的燃烧属预混合燃烧方式； 柴油机的燃烧基本属于扩散燃烧方式，但其燃烧初期有不同程度的预混合燃烧。 链锁自燃着火理论热着火理论与联锁理论的区别:热着火理论:自燃的原因在于热量的积累。链锁理论（链锁自燃）:反应自动加速不一定要依靠热量的积累使大量分子活化，通过链锁反应逐渐积累活化中心的方法也能使反应自动加速，直至着火。链锁反应过程:链引发:是指反应物分子分解成为自由原子或自由

21、基（如H、O、OH）等活性中心的过程。链的传播:是指已生成的自由原子或自由基与反应物作用，一方面将反应推进一步，同时生成新的自由原子或自由基的过程。包括直链反应和支链反应。链的中断:是指自由原子或自由基与容器壁面或惰性气体分子碰撞，使反应能力减小，不再引致反应。链的传播方式:1.直链反应如果在每一步中间反应中，都是由一个活性中心与反应物作用产生一个新的活性中心，整个反应则是以恒定速度进行的反应。2.支链反应如果由一个活性中心引起的反应，同时生成两个以上的活性中心。这时，链就发生了分支，反应速度将急剧地增长，可达到极快的程度(链锁爆炸)。3.退化支链反应烃的氧化反应是先通过直链反应，生成一个新的

22、活性中心和某种过氧化物或高级醛的中间产物，由过氧化物或高级醛引起支链反应。 (柴油机的着火过程)4.断链反应链的特点: 1.存在一个诱导期（活性中心积累的过程）；2.即使在低温下，只要某种原因激发活性中心，便能引起链锁反应（不需要高温）；3.反应自动加速；4.可以控制反应速度（控制活性中心的数量，抗爆剂的工作机理）链锁反应能解释热着火理论不能解释的地方:根据热着火理论,着火需要热量的累积,但是实际过程中有在低温低压的情况下也能着火的情况,即低温多阶段着火,这无法用热着火理论解释,但是对于链锁反应,可用退化支链反应解释,而高温,可用链锁反应的支链反应解释.这就是链锁反应更加合理的地方.以下为低温

23、多阶段着火的详细解释图:油滴与喷雾燃烧（扩散燃烧）预混合燃烧和扩散燃烧的概念第四章 汽油机混合气的形成与燃烧一. 主要内容1. 汽油机燃烧过程的划分。燃烧速度的概念。影响燃烧速度的因素。2. 各循环间燃烧变动的概念。各循环间燃烧变动的评定方法。影响各循环间燃烧变动的因素。3. 各缸间燃烧差异的概念及影响因素。4. 爆燃的概念。爆燃产生的原因。影响爆燃的因素。表面点火的概念。爆燃与表面点火的差异。5. 使用因素对燃烧过程的影响。点火提前角调整特性的概念及应用。6. 汽油喷射系统的组成及各部分的功用。汽油喷射系统汽油喷射时刻的控制方式。汽油喷射系统汽油喷射量的控制策略。7. 汽油机典型燃烧室的特点

24、。汽油机燃烧室设计的基本原则。二. 重点1. 影响燃烧的使用因素2. 汽油机的正常燃烧、不规则燃烧、不正常燃烧的基本概念。3. 使用因素对燃烧过程的影响。4. 电控汽油喷射系统的工作原理和控制策略，电喷汽油机的混合气形成。5. 汽油机燃烧室设计。三. 难点1. 爆燃的基本概念及影响因素。2. 电控汽油喷射系统的工作原理和控制策略。3. 分层给气燃烧.各缸间燃烧差异的概念及影响因素。答：各缸不均匀性是用来评价多缸发动机在稳定工况下各缸之间的工作不均匀性。这种不均匀性是由于各缸之间存在空燃比及充气量的差异而造成的（主要在于各缸进气充量不均匀）。各缸间燃烧差异导致缸汽油机各气缸不可能在统一的最佳状态

25、下工作，各缸的输出功率不一致，从而影响发动机动力性、经济性以及排放特性。同时也造成曲轴转速不均匀，是造成汽车振动的主要因素。影响因素：（1）混合气成分复杂：由于外部混合，在汽油机进气管内存在着空气、燃料蒸气、各种比例的混合气、大小不一的雾化油粒以及沉积在进气管壁上厚薄不同的油膜，情况非常复杂，要想让它们均匀分配到各个气缸是很困难的；（2）各缸进气歧管的差别：各缸间进气重叠引起的干涉、动态效应等现象，导致各缸进气量、进气速度以及气流的紊流状态等不能完全一致。（3）进气管的设计：影响混合气分配不均匀与进气系统所有零件的设计和安装位置都有关系，任何不对称和流动阻力不同的情况都会破坏均匀分配，其中影响

26、最大的是进气管的设计。5.使用因素对燃烧过程的影响。点火提前角调整特性的概念及应用。答：使用因素对燃烧过程的影响：（1）空燃比的影响：可通过燃料的调整特性来评价（指当转速和节气门开度一定时，点火提前角以及发动机温度状态已调整到最佳状态时，发动机的性能随空燃比的变化规律）a=0.80.9时燃烧温度最高，火焰传播速度最大，爆燃倾向增大。在a1.031.1时，由于燃烧完全，be最低。使用a 1的浓混合气工作，必然会产生不完全燃烧。当a 1.2时，火焰速度缓慢，部分燃料可能来不及完全燃烧，因而经济性差。（2）点火提前角：对应于每一工况都存在一个“最佳”点火提前角，这时汽油机功率最大，耗油率最低；点火角

27、过大，则大部分混合气在压缩过程中燃烧，活塞所消耗的压缩功增加（输出功率下降），且最高压力升高，末端混合气燃烧前的温度较高，爆燃倾向加大 ；点火过迟，则燃烧延长到膨胀过程，燃烧最高压力和温度下降，传热损失增多，排温升高，功率、热效率降低，但爆燃倾向减小；最佳点火提前角的选择，要考虑发动机的整个运行范围能保证最大功率而无爆燃发生。最佳点火提前角随发动机转速的增大而增大。（3）转速：转速上升，紊流增大，火焰传播速度增大，爆燃倾向减少。（4）负荷：负荷减少时，进气量减少（节气门，量调节），残余废气所占比例增加，混合气被稀释，火焰速度下降，燃烧恶化，需供给浓混合气；泵气损失、散热损失增大，经济性下降。但

28、气缸的温度、压力降低，爆燃的倾向减小。当负荷减小时，燃烧速度减慢，为保证燃烧在上止点附近完成，需要增大点火提前角。点火提前角调整特性的概念及应用：概念：指当汽油机转速和节气门开度一定，空燃比以及发动机温度等条件一定时，发动机的性能随点火提前角的变化规律。应用：由于点火调整特性，当转速负荷一定时，每小时耗油量B也就确定。随着点火提前交ig的变化，当输出功率达到最大值Pmax时，由be=1000B/Pe，燃油消耗率也同时达到最低值bemin。因此，可以确定是输出功率最大的Pemax，同时是燃油消耗率最低bmin的点火提前角为最佳点火提前角。1. 见课件汽油机混合气的形成和燃烧 三.使用因素对燃烧的

29、影响2.(1)正常燃烧的三个阶段 着火阶段，也称为滞燃期，着火延迟期 指火花塞跳火到缸压形成火焰中心阶段，此阶段主要形成火焰中心， 气缸压力基本不变。 明显燃烧期，也称急燃期 指从形焰中心到气缸压力达到最高点。 后燃期 指从最高压力点至可燃混合气基本上完全燃烧为止。(2)汽油机不规则燃烧：在稳定正常运转的情况下，各循环之间的燃烧变动和各气缸之间的燃烧和差异。1) 燃烧循环变动（一个气缸内）；2) 各缸燃烧的不均匀性。(3).不正常燃烧可分爆燃和表面点火两类。爆燃：火花塞点火后，离火花塞最远的末端气体，受到火焰前锋面的热辐射和压缩作用，使其压力、温度升高，导致在火焰前锋到达之前自行燃烧的现象。表

30、面点火：不依靠火花塞点燃，而是由燃烧室内部炽热表面点燃混合气的现象。第四章-二-3 使用因素对燃烧过程的影响。1. 空燃比的影响-可通过燃料的调整特性来评价(1) =0.80.9时燃烧温度最高，火焰传播速度最大，爆燃倾向增大。(2) 在 1.031.1时，由于燃烧完全，be最低。(3) 使用 1的浓混合气工作，必然产生不完全燃烧。(4) 当 1.2时，火焰速度缓慢，部分燃料可能来不及完全燃烧，因而经济性差。2. 点火提前角(1)对应于每一工况都存在一个“最佳”点火提前角，这时汽油机功率最大，耗油率最低；(2)点火角过大，则大部分混合气在压缩过程中燃烧，活塞所消耗的压缩功增加（输出功率下降），且

31、最高压力升高，末端混合气燃烧前的温度较高，爆燃倾向加大 ；(3)点火过迟，则燃烧延长到膨胀过程，燃烧最高压力和温度下降，传热损失增多，排温升高，功率、热效率降低，但爆燃倾向减小；最佳点火提前角随发动机转速的增大而增大。最佳点火提前角随发动机负荷的减小而增大。3. 转速火焰速度随转速的变化4. 负荷负荷减少时，进气量减少（节气门，量调节），残余废气所占比例增加，混合气被稀释，火焰速度下降，燃烧恶化，需供给浓混合气；泵气损失、散热损失增大，经济性下降。但气缸的温度、压力降低，爆燃的倾向减小。当负荷减小时，燃烧速度减慢，为保证燃烧在上止点附近完成，需要增大点火提前角。5. 大气状况(1) 大气压力低

32、（高原），气缸充气量减少，经济性和动力性下降(2) 大气温度高，同样气缸充气量下降，容易发生爆燃和气阻第四章-二-4 电控汽油喷射系统的工作原理和控制策略，电喷汽油机的混合气形成。1、电子控制汽油喷射的基本原理通过电控喷射系统还能实现起动加浓、暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制怠速停油、自动怠速等控制功能，满足发动机各种特殊工况对混合气的要求，从而使发动机获得良好的燃油经济性、动力性并降低废气中的有害排放物。2、电控汽油喷射系统的控制功能(1) 汽油喷射控制(2) 点火提前控制(3) 怠速控制(4) 诊断功能(5) 安全保险功能(6) 发动机的其他控制： 1)进气管系统与谐振控制2

33、)可变气门升程与配气定时控制3)EGR3、电喷汽油机的混合气形成。这部分确实找不到啊，万岁放过我吧。5. 汽油机燃烧室设计。1. 爆燃的基本概念及影响因素。电控汽油喷射系统的工作原理和控制策略工作原理：在电控汽油喷射系统中，由位于燃油箱内的电动燃油泵供应低压燃油，燃油压力调节器使电磁喷油器的进油压力和进气管空气压力之间保持恒定的压力差，因此电磁喷油器的喷油量与针阀的开启时间成正比。各种传感器将监测到的发动机运行状态参数（空气流量、转速、压力、温度、排气中的氧含量等）输入电控单元（ECU），由此计算出所需的燃油量，然后输出相应宽度的电脉冲信号，控制电磁喷油器的开启时间，从而控制喷油量与负荷之间的

34、最佳的匹配，实现最佳空燃比控制，使发动机优化运行，达到节油和净化排气的目的。通过电控喷射系统还能实现起动加浓、暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制怠速停油、自动怠速等控制功能，满足发动机各种特殊工况对混合气的要求，从而使发动机获得良好的燃油经济性、动力性并降低废气中的有害排放物。控制策略：电控系统的控制主要体现在喷油量的控制。对喷油量的控制主要有以下三方面：1）、启动控制在发动机起动时，ECU不以空气流量计的信号作为喷油量的计算依据，而是按预先给定的起动程序来进行喷油控制。为了保证发动机在低温下也能正常起动，需进一步增大喷油量。一般采用以下两种方法：i. 通过冷起动喷油器和冷起动温度

35、开关控制冷起动加浓。ii. 通过ECU控制冷起动加浓。2）、运转控制（启动后） 发动机运转过程中，ECU根据进气量和发动机转速来计算喷油量。由于ECU要处理的运转参数很多，为了简化ECU的计算程序，通常将总喷油量分成：i. 基本喷油量（基本喷油持续时间，由空气流量计、发动机转速传感器监测）ii. 修正油量（进气温度修正、大气压力修正、蓄电池电压修正）iii. 增加油量（启动增量、暖机增量、加速增量、大负荷增量）即:Q总 = Q基本 Q校正+ Q增量3）、断油/减油控制i. 减速断油控制ii. 减速减油/断油控制iii. 溢油断油控制（启动过程）3、分层给气燃烧（P128）稀薄燃烧时，为了有利于

36、火焰传播，混合气浓度从火花塞开始向燃烧室大部分区域由浓向稀过度，即所谓的分层燃烧。分层给气燃烧的主要特点，是喷雾和气流的配合，在气缸内形成空燃比梯度分布的混合气，并在火花塞附近形成较浓的混合气（空燃比=1213.4）。而在燃烧室其他区域为梯度分布的混合气。由此保证火花塞可靠点燃，并向缸内平均空燃比小但梯度分布的混合气传播火焰。而这种空燃比的梯度分布，主要是靠燃烧室内组织合适的气流，并与喷射方式相配合而实现的。由于喷射方式不同，气缸内气流的组织方式也不一样。所以，根据燃料的喷射方式，分层给气燃烧方式分为进气道喷射式和缸内直喷式两种。1）、进气道喷射式分层给气燃烧方式i. 轴向分层稀薄燃烧 进气导

37、气屏引起很强的进气涡流 燃料在进气后期对准进气门喷入，以便火花塞处有较浓混合气 分层可维持到压缩行程后期，空燃比达到22ii. 横向分层稀薄燃烧2）、缸内直喷式稀薄燃烧典型例子：i. TCCS燃烧系统ii. 滚流分层燃烧系统 通过在进气道设置垂直隔板形成滚流。 中间是浓混合气，两侧为纯空气。在压缩行程维持分层。第五章 柴油机混合气的形成与燃烧一. 主要内容1. 柴油机燃烧过程的划分。柴油机的燃烧过程对柴油机性能的影响。放热规律的概念。2. 柴油机供油系统的组成。喷油泵速度特性的定义。喷油泵速度特性试验的作法。喷油泵速度特性校正的原因及校正方法。柴油机的喷射过程与不规则喷射现象。不规则喷射现象对

38、柴油机性能的影响。供油规律和喷油规律的概念。理想喷油规律的基本概念。3. 柴油机电控系统的组成。柴油机高压共轨系统的基本原理。4. 柴油机混合气形成的方法及特点。典型燃烧室的特点及应用。5. 影响柴油机燃烧过程的因素。延迟喷油技术及应用。EGR技术及应用。二. 重点1. 柴油机燃烧过程的划分。2. 供油、喷油规律。3. 柴油机混合气形成的方法。4. 柴油机的燃烧室设计。5. 影响燃烧过程的转动因素。三. 难点1. 燃烧放热规律（三要素）。2. 油泵的速度特性及其校正（循环供油量随转速上升而增大）。3. 理想的喷油规律。4. 高压共轨系统。第五章 柴油机混合气的形成与燃烧四. 主要内容6. 柴油

39、机燃烧过程的划分。柴油机的燃烧过程对柴油机性能的影响。放热规律的概念。柴油机燃烧过程的划分：着火延迟期速燃期缓燃期补燃期柴油机的燃烧过程对柴油机性能的影响：主要表现在对循环热效率和最高燃烧压力两个方面的影响，为了减小燃烧噪声及降低机械负荷，希望降低压力升高比及最高燃压力；而欲使柴油机有较高的热效率，希望燃料尽量在上止点附近燃烧。放热规律：放热速率随时间（曲轴转角）的变化关系7. 柴油机供油系统的组成。喷油泵速度特性的定义。喷油泵速度特性试验的作法。喷油泵速度特性校正的原因及校正方法。柴油机的喷射过程与不规则喷射现象。不规则喷射现象对柴油机性能的影响。供油规律和喷油规律的概念。理想喷油规律的基本

40、概念。柴油机供油系统的组成：柴油机供油系统由柴油箱、输油泵、低压油管、柴油滤清器、喷油泵、高压油管、喷油器和回油管等组成喷油泵速度特性：喷油泵油量控制机构位置（齿条或拉杆）固定，循环供油量随转速变化的关系称为喷油泵速度特性喷油泵速度特性试验的作法： 喷油泵速度特性校正的原因：随着柴油机负荷增加，通常以转速降低来达到能量新平衡，但转速降低，供油量随之减少，输出转矩也减少。为使供油量与空气量相匹配，对特性进行必要的校正，得到较理想的转矩特。校正方法：采用喷油泵速度特性的负校正 ：车用柴油机在低速、全负荷工况下，由于排气烟度的严格限制，需要采取措施对低速范围内的供油量进行相反的校正，即应使低速范围内

41、的供油量随转速的下降而有一定的减小。柴油机的喷射过程：喷射延迟阶段，主喷射阶段，喷射结束阶段不规则喷射现象：喷油系统内的压力高、变化快，喷油峰值达100MPa，甚至200MPa。二次喷油时的针阀升程：喷油器针阀落座后在压力波动影响下再次升起，发生在高速大负荷；断续喷油时的针阀升程：喷油泵的供油量小于喷油嘴喷出的油量和填充针阀上升出空间的油量之和，造成针阀在喷射过程中周期性跳动隔次喷油时的针阀升程：供油量过小时，喷油量不断变动甚至有的循环小喷油，多发生在怠速不规则喷射现象对柴油机性能的影响：二次喷油时的针阀升程：造成压力低，雾化不良，燃烧不完全，碳烟增大，喷孔积碳断续喷油时的针阀升程：造成针阀运

42、动副过度磨损隔次喷油时的针阀升程：造成运转不稳定，工作粗暴供油规律：喷油规律：喷油速率随凸轮轴转角的变化规律。即喷油的始点、终点和喷油持续角度是否适合，判断燃油喷射规律是否符合理想的燃烧过程和放热规律的要求。理想喷油规律：（1）着火前喷油量大大少于常见规律的着火前喷油量。这将使其压力升高率dp/d大大减小，柴油机的工作比较柔和。（2）滞燃量将比常见规律少.这是因为理想规律在开始阶段喷射的油量少，从而减少了滞燃期参加预混合的油量（滞燃量）。（3）由于开始喷油量少，喷油压力低，燃油喷射不远，着火将在燃烧室中心附近开始。着火后，由于喷油率很快上升而油又喷至外围，从而使火焰向空气较多的燃烧室外围传播，

43、因此较易得到完全燃烧。8. 柴油机电控系统的组成。柴油机高压共轨系统的基本原理。柴油机电控系统的组成：以传统的机械式喷射系统为机体，增加电控系统，如电子调速器，自动控制供油时刻定时器，控制单元及相应的传感器柴油机高压共轨系统的基本原理：ECU控制喷油器的喷油量，其大小取决于燃油轨道(公共供油管)压力和电磁阀开启时间的长短。该技术不再采用传统的柱塞泵脉动供油的原理，而是通过共轨直接或间接的形成恒定的高压燃油，分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的启闭，定时定量的控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的发火时间、足够的能量和

44、最少的污染排放9. 柴油机混合气形成的方法及特点。典型燃烧室的特点及应用。柴油机混合气形成的方法：空间雾化混合油膜蒸发混合空间油膜混合柴油机混合气形成的特点： 柴油机的混合气形成的时间比汽油机短促得多； 柴油的蒸发性和流动性都较汽油差，使得柴油难以在燃烧前彻底雾化蒸发并与空气均匀混合。10. 影响柴油机燃烧过程的因素。延迟喷油技术及应用。EGR技术及应用。影响柴油机燃烧过程的因素：喷雾特性与燃烧室内空气流动的匹配情况（喷注在燃烧室空间的喷射位置，喷孔直径和喷孔数，喷嘴结构，喷射压力）发动机工作时的运转因素（负荷，转速，喷油提前角，燃油，废气再循环）延迟喷油技术及应用：EGR技术及应用：废弃再循

45、环技术；能力有限，能力有限，这一章还没真正复习到，万岁爷帮忙把那标红的三个我不会的概念修补修补，在书上看到的很杂乱，不敢乱总结提取，生怕误导同学们第五章柴油机混合气的形成与燃烧重点1、 柴油机燃烧过程的划分根据柴油机燃烧过程中气缸压力的变化特点（图6-1，P145），将燃烧过程认为的划分为以下四个阶段。第阶段成为滞燃期或着火延迟期i（图6-1中AB段），是指从喷油器喷油开始的A点只由于着火燃烧引起气缸压力升高时起脱离压缩线开始急剧上升的B点。在滞燃期，喷油器在A点向温度高达900K以上的压缩空气喷入燃料后，使喷雾经历粉碎、分散、蒸发、汽化等的物理混合过程，和局部可燃混合气先期化学反应使之自燃的

46、化学反应过程。第阶段称为速燃期，是指从气缸压力脱离压缩线的B点开始至达到最高气缸压力Pmax的C点。在这一阶段，主要是在i内形成的可燃混合气同时燃烧，所以又称为预混合燃烧阶段。其特点是燃烧等容度高，所以气缸压力和温度急剧升高。第阶段为缓燃期，是指从最高压力的C点至最高温度的D点。在这一阶段一般喷射过程结束。其特点是，在前期喷射的燃料在速燃期内已基本燃烧完，所以后续喷燃的燃料在气缸内空气量减少而燃烧产物不断增加，而且汽缸容积逐渐增加的条件下燃烧，所以燃烧速率缓慢，造成边喷边燃的现象。第阶段为补燃期，是指从最高温度的D点至混合气基本燃烧完毕。补燃期的终点很难确定，一般当发热量达到总放热量的95%9

47、9%时，认为补燃结束。由于柴油机燃烧时间短处，而且边喷边燃，混合气又极不均匀，总有部分燃料不能及时燃烧而拖到膨胀过程中继续燃烧，因此这种燃烧又称作后燃。2、 供油、喷油规律。3、 柴油机混合气形成的方法影响燃烧过程的转动因素负荷：负荷增加，循环油量增加，混合气放热量增大，缸内温度上升，着火延迟期缩短。有利于减少工作粗暴。但中小负荷时，随着喷油量增大，喷射时期延长，燃烧迟后，不利于提高热效率。转速：转速增高时，着火延迟期缩短。转速过低或者过高都会使燃烧效率降低。喷油提前角：每一种工况，均有一个最佳的喷油提前角。喷雾相对燃烧室空间的喷射位置还取决于喷油时刻。转速或负荷增加时，应加大供油提前角。燃油

48、特性：使用十六烷.较高的燃油自燃性好，滞燃期短，可降低工作振动和噪声，降低NOx的排放量。直喷式燃烧室比分隔式燃烧室对燃油的性质更为敏感。EGR：废气再循环降低了燃烧.程的温度，降低NOx的排放量。随着转速、负荷的增长，废气再循环量逐渐减少。柴油机的燃烧室设计燃烧室的选型由于直喷式柴油机具有节.燃油的突出特点，所以直喷式燃烧室在高速柴油机上的应用日益广泛，并逐渐向小排量的方向发展。汽缸直径大于200mm、转速低于1000 r/min的大型增压柴油机，目前几乎都采用无涡流或低进气涡流的浅盆形（开式）直喷式燃烧室。在缸径D=150200mm的高速柴油机上，多数倾向于采用直接喷射射式燃烧室，其中有采

49、用进气涡流和不组.进气涡流两.形式，其燃烧室形状介于浅盆形（开式）和深坑形（半开式）之间。分隔式柴油机具有高速性能好、噪声和排放污染低以及喷油装置价格低等优点，在D3500r/min的车用高速柴油机上仍有不少应用。1. 燃烧放热规律（三要素）。P147 PDF第五章 P17-P22放热速率随时间（曲轴转角）的变化关系，称为燃烧放热规律。燃烧起点、燃烧放热规律曲线形状和燃烧持续时间被认为是燃烧放热规律的三要素。燃烧三要素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；为了减少燃烧噪声及降低机械负荷，希望降低压力升高比及最高燃压力；而欲使柴油机有较高的热效率，希望燃料尽量在上止点附近燃烧。

50、 降低 p/ ，就意味着较多的燃料不在上止点附近燃烧，其结果使燃烧拉长，柴油机热效率下降，燃油消耗率增加降低燃烧噪声(使柴油机工作平稳)与提高经济性(使柴油机经济运行)之间往往发生矛盾理想的喷油规律（P155156）对喷射系统的要求 1. 避免出现不正常喷射现象 ； 2. 可以根据不同转速和负荷的工况要求，在最佳的喷油时刻， 精确提供所需的燃油量 ； 3. 为改善柴油机的经济性、动力性、有害排放和噪声水平等， 尽可能实 尽可能实现理想的喷油规律： 更高的喷射压力和喷油速率以及更短的喷油持续时间已是技术发展的一个明显趋势。 为保证“先缓后急 先缓后急” 的喷油规律，使用“分级喷射”的方法，即实现第一次喷入少量燃油，第二次再喷入其余大部分燃油。在所有的工况下都希望在喷射结束阶段能尽可能迅速地结束喷射，以避免低的喷射压力或低的喷油速率使雾化质量变差。4. 具有良好的油束特性满足燃烧室的要求。理想的喷油率图形高压共轨系统（P163168）高压共轨电控燃油喷射系统 ECU控制喷油器的喷油量，其大小取决于燃油轨道(公共供油管)压力和电磁阀开启时间的长短。该技术不再采用传统的柱塞泵脉动供油的原理，而是通过共轨直接或间接的形成恒定的