发动机原理专升本

1、发动机原理内燃机型式对气门叠开角的影响对于点燃式内燃机而言，由于它是采用节气门来调节内燃机的功率，进气管内压力总是低于大气压，特别是在小开度时更是如此。叠开角过大时高温废气有可能倒流进入进气管乃至燃料供应系统中，引起进气管回火同时，由于新鲜充量中含有燃料，利用新鲜充量进行扫气将导致燃料的损失以及未燃碳氢排放物的增加，因此，这类内燃机的气门叠开角一般都是比较小的。在非增压柴油机中，其进气管内压力始终接近大气压力，因此可以允许采用较大的气门叠开角，增强扫气效果，以达到提高内燃机在常用转速范围内充量质量的目的。 对于机械增压柴油机，由于进、排气压差大，且过多的扫气会加重压气机的负担而使机械效率降低，

2、故其叠开角一般取较小值；对于涡轮增压柴油机，由于进、排气压差小，叠开角可取较大的值。但是，过大的叠开角可能会排气门与活塞发生相撞，活塞上的避气门坑相应地要加深，从而直接影响燃烧空气体运动的合理组织以及压缩比的大小。而且，过多的扫气空气也会加重涡轮增压器的负担影响充气效率的因素进气终了时气体压力（pa） 进气终了的气体温度（Ta） 残余废气系数（）压缩比（） 气门正时（）进气（或大气的状态（ps、Ts）减少发动机进气系统阻力的措施时面值和角面值，进气马赫数Ma，气门直径d 和气门数，气门升程，减少进气门处的流动损失着火过程着火是指混合气自动地反应加热，并产生温升，以致引起空间某一位置或最终在某一

3、时刻有火焰出现的过程CHn( nm4) OnCOmm2HO222烃的氧化反应：自燃是指具有适当温度、压力的可燃混合气，在没有外部能量引入的情况下， 依靠自身的反应自动加速，并自动引起火焰的过程（冷焰-蓝焰-热焰）汽油的暴燃，柴油的自然-低温多阶段着火汽油的点燃-高温单阶段着火汽油、柴油性能差异对发动机的影响1kg 燃料完全燃烧所放出的热量，称为燃料的热值过量空气系数 燃烧 1kg 燃料实际提供的空气量 L 与理论上所需空气量 L0 的比值。汽油机 0.8-1.2柴油机1.2-1.6空燃比燃烧时空气量与燃料的比值扩散燃烧与预混燃烧对于汽油（=1）的空燃比=14.9柴油 14.3所谓预先混合式的燃

4、烧方案就是把天然气与空气预先混合后，再供入火焰筒中去燃烧而扩散燃烧式的燃烧方案就是把天然气与空气分别供入燃烧区，一边混合、一边进行燃烧。他们的主要区别：预混燃烧火焰比扩散燃烧的短；预混燃烧稳定性比扩散燃烧差；在低负荷工况下，预混燃烧效率比扩散燃烧低。汽油机燃烧的过程正常燃烧：着火延迟期，明显燃烧期，后燃期影响燃烧速度的因素：火焰速度，火焰前锋面积，可燃混合气密度不规则燃烧；各循环间的燃烧变动， 产生这种现象的主要原因是：火花塞附近混合气成分波动和气体运动状态波动，程度在各循环均有变动，致使火焰中心形成所用的时间不同，即由有效着火时间变动而引起的。各缸间燃烧差异 ，不正常燃烧：指设计或控制不当，

5、汽油机偏离正常点火时间及地点，由此引起的燃烧速率急剧上升，压力急剧增大等异常现象。汽油机的不正常燃烧主要是爆燃和表面点火。爆燃：火焰前锋未到，末端未燃混合气的温度达到其自燃温度而着火燃烧，形成新的火焰中心，产生新的火焰传播。爆燃的危害：机件过载，机件烧损，性能指标下降，发动机磨损加剧，排气冒黑烟影响爆燃的因素：燃料的性质，末端混合气的压力和温度，火焰前锋传到末端混合气的时间表面点火：凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面，点燃混合气的现象，统称表面点火使用因素对燃烧的影响1、混合气浓度2、点火提前角3、转速4、负荷5、大气状况电控汽油喷射系统是汽油机综合控制中最主要、最基本的部分。系统的基本构

6、成：空气系统燃料系统 控制系统汽车喷射系统汽油喷射时刻的控制方式：按照喷射方式分：单点和多点喷射。喷射按时间划分：同时喷射、分组喷射、顺序喷射。化油器供油系统预汽油喷射系统的比较1、汽油喷射系统喷油量计量准确，空燃比控制精度高。2、汽油喷射系统汽油雾化质量好，改善了燃烧过程，提高了燃油经济性。3、电控技术的应用有利于改善过渡工况瞬态响应性能，可以实现负反馈控制，这对改善整机加速性能及排放性能都是有利的。4、采用多点顺序喷射，更改善了各缸分配的均匀性，避免燃油在进气管壁沉积。5、取消了化油器喉管，提高了充气效率，有利于改善整机动力性柴油机燃烧过程：着火延迟期，速燃期，缓燃期，补燃期柴油机混合气形

7、成特点：（空间雾化混合，油膜蒸发混合）2 种混合缸内进行：在压缩行程接近终了时柴油由喷射系统直接喷入燃烧室内。混合时间短：难以形成均匀的混合气，燃烧室内的工质成分随时间和地点而变化。采用较大的过量空气系数：柴油本身粘度大，蒸发性不好。混合气在高温、高压下多点自燃着火燃烧，且混合过程、着火过程和燃烧过程共存。柴油机与汽油机燃烧过程对比喷油泵速度特性及其校正喷油泵油量控制机构位置固定，循环供油量随转速变化的关系称为喷油泵速度特性正校正：为使柴油机满足汽车的扭矩要求，应使供油量随转速下降而增加。出油阀校正： 可变减压容积和可变减压作用；调速器校正。负校正：为防止柴油机在低速大负荷时冒烟，应使低速时供

8、油量随转速下降而减少。柴油机喷射过程：喷射延迟阶段，主喷射阶段，喷射结束阶段柴油机供油规律则是供油速率：单位时间内喷油泵的供油量随时间的变化关系。它纯粹是由喷油泵柱塞的几何尺寸和运动规律确定的。柴油机喷油规律则是喷油速率：单位时间内喷油器喷入燃烧室内的燃油量随时间的变化关系。不正常喷射现象：二次喷射，滴油现象，断续喷射，不规则喷射和隔次喷射 解决措施：尽可能地缩短高压油管长度，减小高压容积，以降低压力波动；合理选择参数，如喷油泵柱塞直径、凸轮廓线、出油阀形式及尺寸、出油阀减压容积、高压油管内径、喷油器喷孔尺寸、针阀开启压力等。喷射系统中的穴蚀破坏：在高压容积内产生压力波动时，在极低的压力区形成

9、汽泡，随后压力迅速升高使汽泡爆裂而产生冲击波，这种冲击波多次作用于金属表面则引起穴蚀。穴蚀破坏会影响到喷射系统的工作可靠性和使用寿命。燃油的雾化：燃油喷入燃烧室内后被粉碎分散为细小液滴的过程。雾化可以大大增加蒸发表面积，加速吸热和汽化过程。可以从几何形状和雾化质量两个方面来描述油束特性。柴油机燃烧过程的影响因素：燃油喷射、气流运动与燃烧室形状间的配合影响燃烧过程的运转因素：负荷，转速，供、喷油提前角，燃油，废气再循环理想的柴油机燃烧放热规律：先缓后急，开始放热阶段，控制燃烧放热速率，以降低压力升高率然后燃烧应加速进行，绝大部分燃油在尽可能靠近上止点处完成燃烧。燃烧持续时间不宜过长。发动机性能指

10、标随调整、运转工况而变化的关系称为发动机特性发动机负荷特性：是指发动机转速不变，其经济性指标随负荷而变化的关系；以曲线表示，则称为负荷特性曲线；万有特性是以转速为横坐标，以平均有效压力（或转矩）为纵坐标，在图上画出许多等耗油率曲线和等功率曲线，根据需要还可以画出等过量空气系数曲线、等进气管真空度曲线、冒烟极限等。从两个角度改善发动机与车辆的匹配：从提高动力性的角度从提高经济性的角度废气涡轮增压系统：发动机排出的具有一定能量的废气进入废气涡轮并膨胀做功。废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作轮，在压气机中将新鲜空气压缩后，再送入气缸废气涡轮增压好处：1）可以减少缸数或气缸直径，减

11、少整机外形尺寸和单位功率的重量，这对提高车辆使用经济性很有意义。在内燃机重量体积改变（增加）不大的情况下，可提高功率20%-50%。提高了热效率，降低了发动机的油耗率 5%-10% 。减少了排气污染及噪声。降低了单位功率的造价。对补偿高原功率损失十分有利废气涡轮增压与非增压性能比较由于利用了废气能量，有利于改善整机动力性及经济性改善了排放品质起动性、加速性变差改善低速扭矩特性有一定困难热负荷及机械负荷增加根据废气在涡轮机中不同的流通方向，涡轮增压器可分为径流式涡轮与轴流式涡轮两类径流式涡轮车用发动机轴流式涡轮大、中型柴油机废气能量利用有两种基本形式：恒压增压系统和脉冲增压系统在低增压时，采用脉冲涡轮增压较为有利。而在高增压是则宜采用恒压涡轮增压。但考虑到车用柴油机大部分时间在部分负荷（增压压力较低）下工作，对其转矩特性、加速性能要求比较高，即使是在高增压的车用柴油机上仍常采用脉冲增压系统。增压发动机在结构上的变动调整供油系、增大供油量 改变配气相位减小压缩比、增大过量空气系数设置分支排气管设置压气机的中冷器车用增压发动机性能：低速扭矩性能变化，加速性能变差，经济性有所改善，降低排气污染及噪声，起动与制动有一定困难汽油机增压的困难：