第一章 发动机工作循环及性能指标
§1-1 发动机理想循环概述 一 实际循环向理想循环的简化
（一） 实际循环 （以车用柴油机为例）
1 进气过程: 0～1 （ p > p 0
→p < p 0
） 2 压缩过程: 1～2 （ p ↑，T ↑ ）
初期: 工质吸热；后期: 工质放热。 3 燃烧过程: 2～3～4 （ p ↑↑，T ↑↑ ） 4 膨胀过程: 4～5 （ p ↓，T ↓ ）
初期: 工质放热；后期: 工质吸热。 5 排气过程: 5～0 （ p > p 0
）
（二） 实际循环的简化 1 忽略进、排气过程
2 压缩、膨胀过程 （复杂的多变过程） 简化为绝热过程
3 燃烧过程简化为定容加热过程 （2～3） 和定压加热过程 （3～4）
4 排气放热简化为定容放热过程
5 假定工质为定比热的理想气体
二 理想循环及其分析比较 （一） 混合加热循环
－车用柴油机的理想循环 1 循环特征参数 （1） 压缩比
ε=
v v 12
（2） 压力升高比 λ=
p p 32
（3） 预胀比 ρ=
v v 43
2 热效率 ηt v v p
w q q q q q q =
=-
=-
+01
21
21111
计算得: ηε
λρ
λλρt k k
k =-
?
--+--11
1
111
()()
3 分析
（1） ε 为定值
λ↑ → ηt ↑ ；ρ↑ → ηt ↓ 。ρ = 1 → ηt = const. （汽油机，定容加热循环） （2） ε↑ → ηt ↑ ；当 ε = 20 左右时，ε↑ → ηt ↑ 不大 柴油机 ε = 12～
22
（二） 定容加热循环 （奥托OTTO 循环） － 汽油机的理想循环 1 热效率
因为: 预胀比 ρ=
=v v 43
1 所以: 热效率 ηε
t k =-
-11
1
2 分析
ρ = 1 → ηt = const.
ε↑ → ηt ↑ ；当 ε = 10 左右时，ε↑ → ηt ↑ 不大 且汽油机容易爆燃，因此，汽油机 ε = 6～10
（三） 定压加热循环 （狄赛尔DIESEL 循环） －船舶用大型低速柴油机的理想循环 1 热效率
因为: 压力升高比 λ==p p 32
1
所以: 热效率 ηε
ρ
ρt k k
k =-
?
---11
1
11
()
2 分析
（1）ε为定值ρ↑→ηt↓
（2）ρ为定值ε↑→ηt↑
（四）三种理想循环热效率的比较
1 初态1相同，压缩比ε相同，加热量q1相同ηηη
t v t m t p
,,,
>>
2 初态1相同，最高压力p
m ax 、最高温度T
m ax
相同，放热量q2相同
ηηη
t v t m t p
,,,
<<
§1-2 发动机实际循环
发动机理想循环加上各项损失后，
即可分析发动机的实际循环。
一工质改变损失
（一）工质性质
理论上: 理想气体，双原子气体。
实际上: 燃烧前: 燃料+空气；
燃烧后: 燃烧产物。
（二）比热
理论上: 定比热
实际上: 温度T↑→比热C↑
（三）高温分解
例 C + O → CO +热量[+ O]→ CO2+ 热量
其中CO 为中间产物，CO2为最终产物。若遇高温，则会发生复分解反应，即高温分解:
CO 2 → CO + O - 热量
这部分热量虽然在膨胀过程中还可能会释放出来，但由于活塞已接近下止
点，做功效果变差，热效率下降。
二 传热、流动损失 （一） 传热损失
理论上: 压缩、膨胀过程为绝热过程。
实际上: 大量热量通过汽缸壁传给冷却水或空气。
传热损失是发动机中的最大损失，占总损失量的30%以上。因此，许多研
究者致力于开发绝热发动机。 （二） 流动损失
理论上: 闭口系统，没有气体流动损失。
实际上: 进、排气节流沿程损失，缸内进气、挤压、燃烧涡流损失。 三 换气损失
理论上: 忽略进、排气过程。
实际上: 进、排气门提前开启，迟后关闭。而且有流动阻力。
换气损失中逆向循环所包围的面积为泵气损失。泵气损失包含在换气损失
之中。 四 时间损失
理论上: 定容加热瞬间完成，定压加热速度与活塞运行速度密切配合。 实际上: 燃烧需要时间。 五 补燃损失
理论上: 加热瞬间停止，膨胀过程无加热。
实际上: 虽然大部分（80%以上）燃料在燃烧过程中燃烧掉，但仍有小部分燃
料会拖到膨胀线上才燃烧，做功效果变差，热效率下降。 六 泄漏损失
理论上: 闭口系统，无泄漏。
实际上: 活塞气环不会100%严密密封，总会有些气体窜到曲轴箱中，造 成损失。
§1-3 热平衡
总热量: Q T = G T h u 分别转化为 一 有效功的热量 Q E
Q N e e =?36103. [ kJ/h ] （ 1 kw/h = 36103
.? kJ ）
只有这部分热量做了功，是有用的，所以希望越大越好。一般
柴油机: 30～40% ； 汽油机: 20～30%。
令 q Q Q e e T
=
二 传递给冷却介质的热量 Q S
Q G c t t q Q Q S S S s S T
=-=
()
21
其中G s －发动机冷却介质的每小时流量 [ kg/h ] c s －冷却介质比热 [ kJ/kg ·℃ ]
t 1 ，t 2 －冷却介质的进、出口温度 [℃]
三 废气带走的热量Q R
Q G G c t c t q Q Q R r k pr p r R E
=+-=
()()
21
其中G r －燃料量 [ kg/h ] G k －空气量 [ kg/h ]
c pr －废气比热 [ kJ/kg ·℃ ] c p －空气比热 [ kJ/kg ·℃ ] t 1 ，t 2 －进、排气温度 [℃]
四 燃料不完全燃烧的热损失Q B
Q Q q Q Q B T r b B T
=-=
()
1η
其中ηr －燃料效率
五 其它热量损失Q L
Q Q Q Q Q Q q q q q q q L T E S R B l t e s r b =-+++=-+++()
()
发动机热平衡方程式: q q q q q e s r b l ++++=1
§1-4 指示指标
p-V 图 p-φ图 发动机性能指标: 指示指标，有效指标
指示指标: 以工质在汽缸内对活塞做功为基础，评价工作循环的质量。 有效指标: 以曲轴上得到的净功率为基础，评价整机性能。
示功图: 发动机缸内压力p 随汽缸容积V （p-V 图） 或曲轴转角φ （p-φ图） 变化的图示。
一 指示功和平均指示压力 （一） 指示功W i
一个循环工质对活塞所做的有用功。
应该：非增压：F F F i =-12 增压：F F F i =+12 因为: F 2不容易测量, 实际将F 2归到机械损失中考虑。 所以: F F i =1
W F a b i i =?? 其中 a b , － 横、纵座标比例尺
指示功大，说明 ○汽缸工作容积大 ○热功转换有效程度大。为突出后
者，比较不同大小发动机的热功转换有效程度，引入平均有效压力的概念。
（二） 平均指示压力p i
单位汽缸工作容积所做的指示功。
p W V i i h
=
（假想参数）
其中V h －每缸工作容积。
p i ,柴=686～981 [ kpa ] p i ,汽=784～1180 [ kpa ]
二 指示功率N i
单位时间所做的指示功。
若: 缸数i ，每缸工作容积V h [ m 3
]，冲程数 τ，平均指示压力 p i [ p a ]， 转速 n [ r/min ]。则
N W i n p V i n i i i h =???=
60230ττ
[ w ]
=
?-p V i n i h 30103
τ [ kw ]
若: 每缸工作容积V h [ L ]，平均指示压力 p i [ bar ]。则 N p V i n i i h =300τ
[ kw ]
三 指示比油耗和指示热效率 （一） 指示比油耗g i
单位指示功率的耗油量。
g G N i T i
=
?103
[ g/kw ·h ]
G T －每小时耗油量 [ kg/h ] （二） 指示热效率ηi ηi i i
W Q =
Q i －做W i 指示功所消耗的热量。 ηi i u
g h =
?36106
.
h u －燃料的低热值。
ηi ,柴=0.43～0.50 g i ,柴=170～200 [ g/kw ·h ] ηi ,汽=0.25～0.40 g i ,汽=230～340 [ g/kw ·h ]
§1-5 有效指标
一 有效功率和机械损失功率 （一） 有效功率N e
单位时间所做的有效功。 N p V i n e e h =
?-3010
3
τ
[ kw ]
其中 p e －平均有效压力。
（二） 机械损失功率N m 发动机内部损耗的功率。
机械损失包括: 发动机内部摩擦损失；驱动附件损耗，如: 机油泵、燃油泵、
扫气泵、冷却水泵、风扇、配气机构；和泵气损失等。
N p V i n m m h =
?-3010
3
τ
[ kw ]
N N N e i m =- 其中 p m －平均机械损失压力。
二 有效扭矩M e
功率输出轴输出的扭矩。
N M n
e e =?260
π [ w ] =??M n
e 26010
3
π [ kw ]
≈M n e 9550
[ kw ]
三 平均有效压力p e
单位汽缸工作容积所做的有效功。
由于 N p V i n e e h =?-30103
τ [ kw ]
N p V i n i i h =
?-3010
3
τ
[ kw ]
所以
p p N N e i
e i
=
p p p e i m =-
p M V i
e e h =314
.τ [ kpa ]
p M e e ∝
p e ,柴=588～883 [ kpa ] p e ,汽=588～981 [ kpa ]
四 升功率和比重量 （一） 升功率N l
单位汽缸工作容积所发出的功率。
N N i V l e h =
=
?-p n e 3010
3
τ
[ kw/l ]
（二） 比重量G e
发动机净重量G 与所发出有效功率N e 的比值。
G G N e e
=
[ kg/kw ]
N l ↑，G e ↓ → 发动机强化程度高。
N l ,车柴=11～26 [ kw/l ] G e ,车柴=4～9 [ kg/kw ] N l ,拖柴=9～15 [ kw/l ] G e ,拖柴=5.5～16 [ kg/kw ] N l ,汽=22～55 [kw/l ] G e ,汽=1.35～4 [ kg/kw ] 可见，汽油机的强化程度要比柴油机的高。
五 有效比油耗和有效热效率 （一） 有效比油耗g e
单位有效功率的耗油量。
g G N e T e
=
?103
[ g/kw ·h ]
G T －每小时耗油量 [ kg/h ] （二） 有效热效率ηe ηe e e
W Q =
Q e －做W e 有效功所消耗的热量。
ηe e u
g h =
?36106
.
ηe ,柴=0.30～0.40 g e ,柴=218～285 [ g/kw ·h ] ηe ,汽=0.20～0.30 g e ,汽=285～380 [ g/kw ·h ]
由此可见，柴油机的热效率比汽油机的高，经济性比汽油机好。
§1-6 机械损失 一 机械效率ηm
对于不同类型的发动机，绝对损失大的，其相对损失却不一定也大。必须有
一个衡量标准，故引进机械效率的概念。 有效功率与指示功率的比值。 ηm e i
e i
m i
m i
N N p p N N p p =
==-
=-
11
N N e i m ?→↑η 性能好，所以应尽量提高ηm 。 ηm ,柴=0.7～0.85 ηm ,汽=0.7～0.9
二 机械损失的测定
（一） 倒拖法－只能在电力测功机上试验 在压缩比不很高的汽油机上得到广泛应用。
发动机与电力测功机相连。起动发动机，冷却水温度、机油温度达正常值。然后使发动机在给定工况下稳定运转。切断发动机的供油 （N p i i ==00,）。
将电力测功机转换为电动机使用，在给定转速下倒拖发动机，并维持冷却水温度和机油温度不变。由于此时N N m e =-，因此从电力测功机上所测得的倒拖功率N e 即为发动机在该工况下的机械损失功率N m 。 （二） 灭缸法－仅适用于多缸机
当发动机调整到以给定工况稳定运转后，先测出整个发动机的有效功率N e 。之后，在柴油机油门拉杆或齿条位置、或汽油机节气门开度固定不动的情况下，停止向某一汽缸供油或点火。调整测功机，使发动机恢复到原来的转速，重新测定有效功率N e ,1（其余五个汽缸的有效功率），N e ,1必然小于N e （一缸熄火），两者之差即为灭掉缸的指示功率N N N i e e ,,11=-。因为
N N N N N N N N N i i i x e m e m e e ,,,,,()()11111=-=+-+=--。逐次灭缸，则
整台发动机的指示功率为N N N i i x
e e i x =∑-=1
(),，其中x 为总缸数。
如果各缸负荷均匀，则仅测一个缸，即灭火一次即可，N x N N i e e =-(),1。这样，整个发动机的机械损失功率为N N N m i e =-，机械效率为ηm e i N N =/。
其它还有示功图法，油耗线法等。
三 影响机械效率的因素 (一) 转速
其中c m －活塞平均运行速度。
p m 与c m 几乎呈直线关系。ηm 与n 似呈二次方关系。
n ↑ → □ 惯性力↑ → 活塞对缸壁的侧压力↑ → 轴承负荷↑ □ 各摩擦副相对速度↑ → 摩擦损失↑ □ 泵气损失↑，驱动附件损耗↑ → p m ↑ → ηm ↓
若要提高转速来强化发动机，则ηm 将成为主要障碍之一。
（二） 负荷
发动机的负荷 □ 柴油机: 油门拉杆或齿条位置 □ 汽油机: 节气门开度
转速n 一定，负荷↓ 时，发动机燃烧剧烈程度↓，平均指示压力p i ↓；而
由于转速不变，平均机械损失压力p m 基本保持不变。则ηm m i p p =-
↓
↓1，机
械效率下降。
当发动机怠速运转时，有效功率N e =0，指示功率N i 全部用来克服机械损失功率N m 。即N N i m =，因此，ηm =0。
由于车用柴油机普遍在高转速、较低负荷下工作，机械效率下降严重。因此，机械效率对于车用柴油机尤为重要。
（三） 润滑油品质和冷却水温度 润滑油粘度影响润滑效果
润滑油温度影响润滑油粘度 冷却水温度影响润滑油温度
即冷却水、润滑油温度通过润滑油粘度间接影响润滑效果。
1 润滑油粘度（牌号） ↓；冷却水温度↑ → 润滑油温度↑ → 润滑油粘度↓ → 润滑效果↑ → 摩擦↓ → N p m m ,↓ → ηm ↑
2 润滑油粘度（牌号） ↓↓；冷却水温度↑↑ → 润滑油温度↑↑ → 润滑油粘度↓↓
油膜破裂趋势↑↑ → 摩擦↑↑ → N p m m ,↑↑ → ηm ↓↓
3 润滑油中杂质↑ → 摩擦↑ → N p m m ,↑ → ηm ↓
要求: 定期保养、清洗机油滤清器， 5000～10000公里换机油。
§1-7 燃烧热化学
一 燃料的完全燃烧 （一） 理论空气量L 0
1 目的: 1 kg 燃料完全燃烧所需要的空气量L 0
2 已知条件: 1 kg 燃料中所含g C kg 碳，g H kg 氢气，g O kg 氧气 汽油: g C =0855. [ kg/kg ]，g H =0145. [ kg/kg ]，g O =0 [ kg/kg ] 柴油: g C =087. [ kg/kg ]，g H =0126. [ kgkg ]，g O =0004. [ kg/kg ]
3 化学反应方程式
C O CO +→22
H O H O 22212
+→
4 需要总的O 2量 C
O CO +
→
2
2 H O H O 2
2
212
+
→
1 kmol 1 kmol 1 kmol 1 kmol 1
2
kmol 1 kmol
1 kg
1
12
kmol
1
12
kmol 1 kg
1
4
kmol
1
2
kmol
g C kg
g
C
12
kmol
g
C
12
kmol g
H
kg
g
H
4
kmol
g
H
2
kmol
5 燃料中所含的O
2
量
g O [ kg ] =
g
O
32
[ kmol ]
6 所需空气中的O
2量= 总的O
2
量－燃料中所含的O
2
量
7 所需空气量（目的）
（1）kmol
空气中氧气成分约占21%，所以
L
g g g
C H O
1
02112432
=++
.
()[ kmol/kg ]
（2）kg
空气的折合分子量为28.95，即1 kmol 空气= 28.95 kg 空气，所以
L
g g g
C H O
2895
02112432
=++
.
.
()[ kg/kg ]
（3）m3
1 kmol 空气= 22.4 m3空气，所以
L
g g g
C H O
224
02112432
=++
.
.
()[m3/kg ]
（二）过量空气系数和空燃比1 过量空气系数α
α=
L L 0
=
燃烧燃料实际供给的空气量
完全燃烧燃料理论上所需要的空气量1
1
kg
kg
表示混合气的浓稀程度。α大→混合气稀；α小→混合气浓一般，柴油机: α > 1；汽油机: α≤ 1。
2 空燃比A/F
A F L
/=α
=
空气量燃料量
表示混合气的浓稀程度。A/F 大 → 混合气稀；A/F 小 → 混合气浓
（三） 分子变更系数 1 理论分子变更系数 μ0 μ021
=M M
=
燃烧后工质的摩尔数燃烧前工质的摩尔数
μ0↑ → 容积变化大 → 膨胀做功好 → ηt ↑ （1） 完全燃烧:
μα00
1432
=++g g L H
O
（2） 不完全燃烧:
μαα000
10211432
=+-+
+.()L g g L H O
2 实际分子变更系数 μ μμ=
++=
++M M M M r
r
r r
2101
其中M r －1 kg 燃料燃烧后残余废气的摩尔数。r M L r =/α0－残余废气系数。
二 燃料的不完全燃烧 （一） α ≤ 1－汽油机
1 假设燃料中的C 燃烧全部生成了CO 和C O 2。其中CO 是中间产物，即不完 全燃烧产物。C O 2是最终产物，即完全燃烧产物。 g g g C CO CO =+2
2 化学反应方程式 C O C O +
→12
2
C O CO +→22
H O H O 22212
+→
3 需要总的O 2量 C
O C O +
→
122
C O CO +
→2
2
g C O kg
g C O 24
kmol
g C O 12
kmol g C O 2 kg
g C O 2
12
kmol
g C O 2
12
kmol
g C O kg
g g C CO
-2
24
kmol g C O 12
kmol
H O H O 2
2
212+
→
g H kg
g H 4 kmol g H 2
kmol
4 燃料中所含的O 2量 g O [ kg ] =
g O 32
[ kmol ]
5 空气中的O 2量 = 总的O 2量－燃料中所含的O 2量 0211
2412432
02
2
.()αL g g g g g C CO CO
H
O
=
-+
+
-
021*********
02
.()αL g g g g g C H O C CO =+--+
=-+=+-0212424102112432
002
.[.()]L g g L g g g C CO C H O
所以 g L CO =?-2402110.()α
g g L CO C 22402110=-?-.()α
g g g C CO CO =+2
6 分析
（1）当L L =0时，α = 1，A F L /=0
g g g CO CO C ==02, （2）α↓ → g g g CO CO C ><02
,
（3）α↓ → 使g g C CO =时
g CO =0，C 全部生成CO 。此时的过量空气系数称为临界α值。记为α
cr
。
所以α
cr
C
g
L =-
?
1
24021
.
（4）α↓↓→αα
<
cr
此时理论上g g
C CO
<，析出炭粒。
一般柴油机的α
cr
=0.6～0.72。
（二）α > 1－柴油机
混合气混合不均匀，局部过浓或过稀，造成燃烧不完全。缸内情况十分复杂。
三燃料和可燃混合气的热值
（一）燃料的热值
1 kg 燃料完全燃烧所产生的热量[ kJ ]。
加入水的汽化潜热的热值－高热值
不加入水的汽化潜热的热值－低热值h
u
发动机缸内高温，水只能以气态存在，故应取不加入水的汽化潜热的热值，
即低热值。
汽油: h
u =44100 [ kJ/kg ]；柴油: h
u
=42500 [ kJ/kg ]
（二）可燃混合气的热值
H
h
M
u
u
=
1
[ kJ/kmol ]
§1-8 发动机混合气的着火和燃烧方式P
一混合气的着火
（一）柴油机－低温多级自燃
1 t
1
阶段－混合阶段
在压缩过程终了时，燃料喷入汽缸内形成
可燃混合气。燃料遇到温度较高的空气，开始
氧化，但速度缓慢，示功图上的压缩线没有明
显的变化。混合阶段，为着火做准备。
2 t
2
阶段－第一级反应
燃烧的实质是燃料的氧化反应，当反应速
度很快时，火焰就会出现。经过t
1
时间后，反
应加剧，出现冷火焰，缸内压力超过压缩压力。在这一阶段，反应生成醛类、过氧化物和一氧化碳等中间产物。要求混合气较浓，α = 0.4～0.5。
3 t
阶段－第二级反应
3
温度、压力升高较大，产生许多化学反应的活性中心，出现蓝火焰。混合气稀得多，α略小于1。
4 t t t
++时间后－第三级反应
123
活性中心剧增，化学反应加速，热积累剧烈，发生爆炸，出现热火焰。混合气更稀，α≈ 1。
++－着火延迟期
t t t
123
（二）汽油机－高温单级点燃
1 压缩的是燃料与空气的混合气体, 在此过程中, 已经进行了一些化学反应。
2 火花点火, 局部温度高达20000℃以上, 该处燃料分子直接分裂成大量的自由原子与自由基, 迅速反应出现热火焰, 瞬间扩大到整个燃烧室内。所以, 汽油机着火过程：
压缩混合气→点火（经短暂着火延迟期）→热火焰
三燃烧方式
（一）同时爆炸燃烧
取某一部分为系统, 着火前后整个系统各个部分的相完全均匀一致。即相只随t（时间）座标变化, 而不随x （位移）座标变化, 为单相系, 均匀系。
柴油机上, 由于混合气分配不是十分均匀, 总有某一部分混合气最先着火（一般在喷油嘴附近）, 取这一部分为系统, 则系统内实现的就是同时爆炸燃烧。
汽油机上, 由于火焰有传播速度（虽然很快, 但相对同时爆炸燃烧却很小）, 传播逐次进行, 故显然不是同时爆炸燃烧。但火花塞间隙处的少量混合气在电火花作用下, 可实现同时爆炸燃烧，从而形成火焰中心。
（二）逐渐爆炸燃烧
汽油机－火焰传播。两相系－混合气相（未燃区），燃烧产物相（已燃区）。
加热从火花塞开始，紧靠火花塞的那一部分混合气首先被加热, 使氧化或活性中心增多, 发生燃烧。燃烧又加热下一层……, 一层一层传播。燃烧主要在火焰前锋面内进行。火焰前锋面前方的未燃区中是混合气，火焰前锋面后方的已燃区中为燃烧产物和一小部分在火焰前锋面中没有燃烧掉的燃料继续燃
烧。
（三）扩散燃烧
柴油机的燃烧方式, 三相－燃料相, 空气相, 燃烧产物相。
柴油燃点比汽油低, 但在日常生活中汽油却比柴油易燃, 原因就在于汽油的挥发性好, 油与空气形成混合气较快, 物理准备过程已经就绪, 一点即燃。柴油机中燃烧的快慢却主要取决于物理准备过程进行的快慢。油滴遇热蒸发形成燃料蒸汽, 然后才能燃烧, 并非油滴与空气接触就可燃烧。为防止燃烧产物将油滴与空气隔开, 将组织空气相对于油滴的气流运动, 将燃烧产物抛在后面。
发动机的性能指标 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。因此，发动机构造的变革和多样性是与发动机性能指标的不断完善和提高密切相关的。 一、动力性指标 动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。 1.有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m 。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 2.有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作pe 单位为KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率pe： 式中：Te—有效转矩，N·m； n—曲轴转速，r/min。 3.发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n 表示，单位为r/min 。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。有效转矩也随发动机工况而变化。因此，汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。 4.平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作pme，单位为MPa 。显然，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。 二、经济性指标 发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。 1.有效热效率 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率，记作ηe。显然，为获得一定数量的有效功所消耗的热量越少，有效热效率越高，发动机的经济性越好。 2.有效燃油消耗率 发动机每输出1kW 的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率，记作be，单位为g/（kW·h）。 式中：B—发动机在单位时间内的耗油量，kg/h； Pe—发动机的有效功率，kW。 显然，有效燃油消耗率越低，经济性越好。 三、强化指标
发动机的性能指标 发动机的性能指标 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。因此，发动机构造的变革和多样性是与发动机性能指标的不断完善和提高密切相关的。 一、动力性指标 动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。 1.有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 2.有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作pe单位为KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率pe： 式中：Te—有效转矩，N·m； n—曲轴转速，r/min。 3.发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n表示，单位为r/min。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。有效转矩也随发动机工况而变化。因此，汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。 4.平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作pme，单位为MPa。显然，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。 二、经济性指标 发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。
厂商提供的汽车说明书，反映了汽车的基本性能和技术含量，读懂汽车说明书对选购汽车具有指导意义。一般的汽车说明书含有下列内容: (1)发动机的基本参数汽车发动机的基本参数主要包括发动机缸数、气缸的排列形式、气门数、排气量、最高输出功率和最大转矩。 ①缸数——汽车发动机常用缸数有3，4、5，6、8缸。排量1升以下的发动机常用3缸，2.5升以下一般为4缸发动机，3升左右的发动机一般为6缸，4升左右为8缸，5.5升以上用12缸发动机。一般来说，在同等缸径下，缸数越多，排量越大，功率越高;在同等排量下，缸数越多，缸径越小，转速可以提高，从而获得较大的提升功率。 ②气缸的排列形式——一般5缸以下的发动机的气缸多采用直列方式排列，少数6缸发动机也有直列方式排列的。直列发动机的气缸体成一字排开，缸体、缸盖和曲轴结构简单，制造成本低，低速转矩特性好，燃料消耗少，尺寸紧凑，应用比较广泛;缺点是功率较低。直列6缸的动平衡较好，振动相对较小。大多6到12缸发动机采用V形排列，v形即气缸分两列错开角度布置，形体紧凑，v形发动机长度和高度尺寸小\布置起来非常方便。V8发动机结构非常复杂，制造成本很高，所以使用的较少，而V12发动机则过大过重，只有极个别的高级轿车采用。 ③气门数——国产发动机大多采用每缸2气门，即一个进气门，一个排气门;国外轿车发动机普遍采用每缸4气门结构，即2个进气门，2个排气门，提高了进、排气的效率;国外有的公司开始采用每缸5气门结构，即3个进气门，2个排气门，主要作用是加大进气量，使燃烧更加彻底。气门数量并不是越多越好，5气门确实可以提高进气效率，但其结构极其复杂，加工困难，采用较少，国内生产的新捷达王就采用五气门发动机。 ④排气量——气缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积，又称为单缸排量，它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是各缸工作容积的总和，一般用于升( L)来表示。发动机排量是最重要的结构参数之一，它比缸径和缸数更能代表发动机的大小，发动机的许多指标都同排气量密切相关。 ⑤最高输出功率——最高输出功率一般用马力(hp )或千瓦(kW)来表示。发动机的输出功率同转速关系很大，随着转速的增加，发动机的功率也相应提高;但是到了一定的转速以后，功率反而呈下降趋势。一般在汽车使用说明中最高输出功率用每分钟转速来表示(r/min)，如lOOhp/5000r/min，即代表在每分钟5000转时发动机最高输出功率为100马力。 ⑥最大转矩——它指发动机从曲轴端输出的力矩，转矩的表示方法是N·m/r/min，最大转矩一般出现在发动机的中、低转速范围，随着转速的提高，转矩反而会下降。当然，在选择时要权衡一下怎样合理使用、不浪费现有功能。比如，北京冬夏都有必要开空调，在选择发动机功率时就要考虑到不能太小;只是在城市环路上下班交通用车，就没有必要挑过大马力的发动机。因此要尽量做到经济、合理选配发动机。
第一章发动机工作循环及性能指标§1-1 发动机理想循环概述 一实际循环向理想循环的简化 （一）实际循环（以车用柴油机为例） 1 进气过程: 0～1 （p > p 0→p < p ） 2 压缩过程: 1～2 （p↑，T↑） 初期: 工质吸热；后期: 工质放热。 3 燃烧过程: 2～3～ 4 （p↑↑，T↑↑） 4 膨胀过程: 4～ 5 （p↓，T↓） 初期: 工质放热；后期: 工质吸热。 5 排气过程: 5～0 （p > p ） （二）实际循环的简化 1 忽略进、排气过程 2 压缩、膨胀过程（复杂的多变过程）简化为绝热过程 3 燃烧过程简化为定容加热过程（2～3）和定压加热过程（3～4） 4 排气放热简化为定容放热过程 5 假定工质为定比热的理想气体 二理想循环及其分析比较 （一）混合加热循环 －车用柴油机的理想循环 1 循环特征参数 （1）压缩比 （2）压力升高比
（3） 预胀比 2 热效率 计算得: ηελρλλρt k k k =-?--+--11 1111()() 3 分析 （1） ε 为定值 λ↑ → ηt ↑ ；ρ↑ → ηt ↓ 。ρ = 1 → ηt = const. （汽油机，定容加热循环） （2） ε↑ → ηt ↑ ；当 ε = 20 左右时，ε↑ → ηt ↑ 不大 柴油机 ε = 12～22 （二） 定容加热循环 （奥托OTTO 循环） － 汽油机的理想循环 1 热效率 因为: 预胀比 ρ==v v 43 1 所以: 热效率 ηεt k =- -111 2 分析 ρ = 1 → ηt = const. ε↑ → ηt ↑ ；当 ε = 10 左右时，ε↑ → ηt ↑ 不大 且汽油机容易爆燃，因此，汽油机 ε = 6～10 （三） 定压加热循环 （狄赛尔DIESEL 循环） －船舶用大型低速柴油机的理想循环
发动机主要性能指标及特性综述摘要： 本文是以发动机的性能指标及特性为对象，通过研究了解动力性指标、经济性指标、发动机速度特性、发动机工况与负荷、发动机性能指标分类、发动机调节特性、发动机性能特性、发动机性能指标的校、指示功率、指示燃油消耗率等概念及数据，让我们直观及更方便的的方法了解发动机的性能和特性，使我在维修、检测及提升性能等一些方面能更快更有效。 一、发动机主要性能指标： 1、动力性指标 2、经济性指标 3、发动机速度特性 4、发动机工况与负荷 5、发动机性能指标分类 二、发动机特性： 1、基本概念 2、发动机调节特性 3、发动机性能特性 4、发动机性能指标的校正 三、发动机的指示指标： 1、指示功和平均指示压力
2、指示功率 3、指示燃油消耗率 一、发动机主要性能指标 1.1、动力性指标 （1）有效转矩（T+4）（单位N.m） 发动机通过飞轮对外输出的转矩 （2）有效功率（Pe表示，单位KW） A、定义：发动机通过飞轮对外输出功率称为发动机的有效功率 B、计算公式： (3)发动机产品铭牌 A、标定功率和标定转速：发动机产品铭牌上标明的功率及相应的转速称为标定功率和标定转速 B、标定功率分类：15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率其中，汽车上常用15分钟功率作为标定功率 1.2、经济性指标 （1）表示方法：燃油消耗率 （2）定义：指发动机每发出1KW有效功率，在1小时内所消耗的燃油质量（g为单位） （3）要求：燃油消耗率越低、燃油经济性越好 （4）计算公式： 1.3、发动机速度特性 （1）定义：发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化
发动机原理复习资料与答案-----------------------作者：
-----------------------日期：
一、名词解释题 指示功：气缸完成一个工作循环所得到的有用功。 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。 热值：单位重量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。 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。 发动机的运行特性：冷启动性能、噪音和排气品质。 有效转矩：发动机工作时，由功率输出轴输出的转矩。 平均机械损失压力：发动机单位汽缸工作容积一个循环所损失的功 指示功率：发动机单位时间内所做的指示功。 残余废气系数：进气过程结束时气缸内残余废气量与进入气缸中新鲜空气的比值。 负荷特性：当转速不变时，发动机的性能指标随负荷而变化的关系。 指示热效率：发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。 有效性能指标：以曲轴输出功为计算基准的指示称为有效性能指标。 升功率：发动机每升工作容积所发出的有效功率。 过量空气系数：燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量与全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量之比。 柴油机的燃烧放热规律：瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系。（瞬时放热速率是指在燃烧过程的某一时刻，单位时间内或1°曲轴转角
内燃烧的燃油所放出的热量；累积放热百分比是指燃烧过程开始至某一时刻为止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。） 平均有效压力：发动机单位气缸工作容积输出的有效功。 增压度：发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。 速度特性：发动机在油量调节机构（油量调节齿轮、拉杆或节气门开度）保持不变的情况下，主要性能指标（转矩、油耗、功率、排气温度、烟度等）随发动机转速的变化规律。 有效燃料消耗率：每小时单位有效功率所消耗的燃料。 平均指示压力：单位气缸容积一个循环所做的指示功。 比质量：发动机的质量与所给定的标定功率之比。 增压比：增压后气体的压力与增压前气体的压力之比。 发动机的特性：动力性（功率、转矩、转速）；经济性（燃料及润滑油消耗率）；运转性（冷启动性能、噪音、排气品质）等。 二、填空题 1、进气门关闭时缸内压力越高，充量系数越大，如果对进气进行加热，将导致充量系数变小。 2、过量空气系数是指发动机工作过程中，燃烧1kg燃油实际供给的空气量与理论空气量之比。 3、测定机械损失的方法有示功图法、倒拖法、 灭缸法和油耗线法。 4、柴油机的异常喷射有二次喷射、滴油现象、 断续喷射、不规则喷射和隔次喷射。
123发动机理论循环：将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化，忽略次要因素后建立的循环模式。 循环热效率：工质所做循环功与循环加热量之比，用以评定循环经济性。 指示热效率：发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。 有效热效率：实际循环的有效功与所消耗的热量的比值。 指示性能指标：以工质对活塞所作功为计算基准的指标。 有效性能指标：以曲轴对外输出功为计算基准的指标。 指示功率：发动机单位时间内所做的指示功。 有效功率：发动机单位时间内所做的有效功。 机械效率：有效功率与指示功率的比值。 平均指示压力：单位气缸工作容积，在一个循环中输出的指示功。 平均有效压力 me p ：单位气缸工作容积，在一个循环中输出的有效功。 有效转矩：由功率输出轴输出的转矩。 指示燃油消耗率：每小时单位指示功所消耗的燃料。 有效燃油消耗率：每小时单位有效功率所消耗的燃料。 指示功：气缸内每循环活塞得到的有用功。 有效功：每循环曲轴输出的单缸功量。 示功图：表示气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角的变化关系的图像。p V -图即 为通常所说示功图， p ?-图又称为展开示功图。 换气过程：包括排气过程（排除缸内残余废气）和进气过程（冲入所需新鲜工质，空气或者可燃混合气）。 配气相位：进、排气门相对于上、下止点早开、晚关的曲轴转角，又称进排气相位。 排气早开角：排气门打开到下止点所对应的曲轴转角。 排气晚关角：上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角。 进气早开角：进气门打开到上止点所对应的曲轴转角。 进气晚关角：下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角。 气门重叠：上止点附近，进、排气门同时开启着地现象。 扫气作用：新鲜工质进入气缸后与缸内残余废气混合后直接排入排气管中。 排气损失：从排气门提前打开，直到进气行程开始，缸内压力到达大气压力前循环功的损失。 自由排气损失：因排气门提前打开，排气压力线偏离理想循环膨胀线，引起膨胀功的减少。 强制排气损失：活塞将废气推出所消耗的功。 进气损失：由于进气系统的阻力，进气过程的气缸压力低于进气管压力（非增压发动 机中一般设为大气压力），损失的功成为进气损失。 换气损失：进气损失与排气损失之和。 泵气损失：内燃机换气过程中克服进气道阻力所消耗的功和克服排气道阻力所消耗的功的代数和。不包括气流对换气产生的阻力所消耗的功。 充量系数：实际进入气缸内的新鲜空气质量与进气状态下理论充满气缸工作容积的空气质量之比。 进气马赫数M ：进气门处气流平均速度与该处声速之比，它是决定气流性质的重要参数。M 反映气体流动对充量系数的影响，是分析充量系数的一个特征数。当M 超过一定数值时，大约在0.5左右，急剧下降。应使M 在最高转速时不超过一定数值，M 受气门大小、形状、生成规律、进气相位等因素影响。 增压比：增压后气体压力与增压前气体压力之比。 增压：利用增压器提高空气或可燃混合气的压力。 增压度：发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。 4抗爆性：汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力，用辛烷值表示。 干点：汽油蒸发量为100%时的温度。 自然点：柴油在没有外界火源的情况下能自行着火的最低温度。 凝点：柴油失去流动性而开始凝固的温度。 热值：单位量（固体和液体燃料用1kg ，气体燃料用1）的燃料完全燃烧时所发出的热量。当生成的水为液态时，成为高热值，气态时为低热值。无论是汽油机还是柴油机，燃料在气缸中生成的水均为气态，所用热值均为低热值。 理论空气量：1kg 燃料完全燃烧时所需的最少空气量。 过量空气系数：燃油燃烧实际供给的空气量（L ）与完全燃烧所需理论空气量（）的比值。 空燃比：燃油燃烧时空气流量与燃料流量的比。 5喷油器的流通特性：喷孔流通截面积与针阀升程的关系。 喷射过程：从喷油泵开始供油直到喷油器停止喷油的过程。 供油规律：供油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系。 喷油规律：喷油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系。 喷油提前角：燃油喷入气缸的时刻到活塞上止点所经历的曲轴转角。 燃油的雾化：燃油喷入燃烧室内后备粉碎分散为细小液滴的过程。 燃烧放热规律：瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系。 瞬时放热速率：在燃烧过程中的某一时刻，单位时间内（或曲轴转角内）燃烧的燃油所放出的热量。 累积放热百分比：从燃烧开始到某一时刻为止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。
汽车发动机试题库 (含答案) 一、名词解释（因不好排，故未作出解释） 1、上止点 2,下止点 3,活塞行程 4,曲柄半径 5,汽缸工作容积 6,燃烧室容积 7,汽缸总容积 8, 9,压缩比 10,工作循环 11,四冲程发动机 12,二冲程发动机 13,发动机 14,内燃机 15, 连杆轴瓦 16充气效率 17气门重叠 18喷油泵的速度特性 二、填空（注：有下画线者为应填内容） 1、内燃机与外燃机相比，具有热效率高、体积小、便于移动和起动性能好等优点。 内燃机又分活塞式内燃机和燃气轮机两大类。车用发动机主要采用活塞式内燃机。 2、发动机的分类方法有: 1) 按活塞运动方式分 往复活塞式内燃机和旋转活塞式内燃机两种。前者在汽车上获得了广泛应用。2) 按所用的燃料分 汽油机、柴油机和气体燃料发动机。 3) 按完成一个工作循环所需的行程数分 有二冲程发动机和四冲程发动机之分。汽车上广泛采用后者。 4) 按冷却方式分 可分为水冷式发动机和风冷式发动机。汽车上广泛采用水冷式发动机。 5)按气缸数目分 可分为单缸发动机和多缸发动机。汽车几乎都是采用多缸发动机。 6)按气缸的排列方式分 可分为单列式发动机和双列式发动机。 7)按进气系统是否增压分 自然吸气（非增压）式发动机和强制进气（增压）式发动机。 8) 曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组组成.即机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。 9)汽油机的燃烧室有楔型燃烧室;盆型燃烧室和半球形燃烧室等三种. 10) 活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。 11) 活塞可分为三部分，活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。 12) 活塞环是具有弹性的开口环，有气环和油环两种。气环起密封和导热的作用；油环起布油和刮油的作用。气环的开口有直角形切口;阶梯形切口;斜切口和带防转销钉槽等四种形式. 13) 连杆分为三部分：即连杆小头、连杆杆身和连杆大头（包括连杆盖）。 14) 曲轴由曲轴前端（自由端）、曲拐及曲轴后端（功率输出端）三部分组成。 15) 气门组包括：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座及锁片等。16）气门传动组由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂等组成。 17）化油器式汽油机燃油供给系统由化油器、汽油箱、汽油滤清器、汽油泵等装置组成。 18）汽油的使用性能指标主要有蒸发性、热值、抗爆性。 19）简单化油器的构造由浮子室、喉管、量孔、喷管和节气门等组成。 20）柴油机的燃油供给系统由燃油供给装置、空气供给装置、混合气形成装置、
了解发动机负荷特性曲线了解汽车耗油量 出处：车汇通 [ 2004-10-10 10:57:33 ] 作者： 责任编辑：wangfen 发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性，它是指当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。利用这一变化曲线，可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。 在了解负荷特性前，首先要知道有效比燃油消耗量是什么。 衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量（升）计算。例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数，这是衡量汽车经济性指标。衡量发动机经济性指标，工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标，简称油耗率，用ge表示，它指每小时单位有效功率消耗的燃油量，单位是g/kw.h。当然，衡量发动机经济性还有其它指标，由于与本文关系不大不作介绍。 发动机分为汽油机和柴油机两大类。汽油机是依靠节气门调节负荷的，因此汽油机负荷特性又称节流特性；柴油机是靠改变喷油量来调节负荷的，通过喷油量变化改变混合气成份，因此柴油机负荷特性又称燃油调整特性。 由于发动机转速是经常变化的，需要测定发动机不同转速下的负荷特性，才能全面评价不同转速和不同负荷下发动机的燃油经济性。发动机负荷特性的读取在试验台架上进行。以汽油机为例，启动发动机后逐渐开启节气门，直至最大，同时调节载荷使发动机保持某一转速稳定运行，测定此工况下发动机输出功率及燃油消耗量。然后
再关小节气门，调整载荷使发动机保持转速不变再测定。如此依次进行下去，直到发动机能保持稳定工作的最小节气门开度，得到不同负荷和转速下的燃油消耗量。不同转速下的发动机负荷特性曲线变化的趋势是差不多，只是具体数值的不同。 普通汽油机负荷特性曲线的特征，开始启动时ge最大（此时需要浓混合气），但随节气门逐渐开启负荷增大而ge减少直至最低点，此时节气门接近全开。继续开大节气门，ge又会开始上升，曲线呈现一条内凹抛物线。曲线的最小ge值越低越好，同时ge随负荷的变化越平缓，发动机在不同负荷下工作的经济牲越好。从曲线的形状，可以分析出哪一个负荷区域是最经济的。 汽油机负荷特性曲线柴油机负荷特性曲线 柴油机负荷特性曲线的走向特征与汽油机基本一样。但两者对比，柴油机的负荷特性曲线比较平坦，这也就是为什么柴油机比汽油机省油的重要原因。
、发动机的性能指标主要有动力性能指标、经济性能指标和运转性能指标。（P1） 2、三种发动机的理论循环，即等容加热循环、等压加热循环和混合加热循环。（P1） 3、发动机实际循环是由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程组成的，较之理论循环复杂得多。（P6） 4、以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标；以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标；（P12）、（P15） 5、机械损失的测定方法有多种，常用的方法有示功图法、倒拖法、灭缸法、 油耗线法等。（P19） 二、填空： 1、四冲程发动机的换气过程包括从排气门开启直到进气门关闭的整个时期，可分作自由排气、强制排气、进气和燃烧室扫气四个阶段。（P24） 二、填空： 1、柴油机燃油供给系统的作用是对燃油喷入量、喷油时刻和油 束的空间形态三方面进行控制。（P77） 2、喷油系统的作用是定时、定量并按一定规律向柴油机各缸供给高 压燃油。（P77） 3、喷射过程是指从喷油泵开始供油直至喷油器停止喷油的过程， 整个过程分 三个阶段，即喷射延迟阶段、主喷射阶段和喷射结束阶段。 （P81） 4、柴油机喷射过程出现不正常现象有二次喷射、断续喷射、不规则喷 射和隔次喷射、滴油现象等。（P85） 5、柴油发动机燃烧过程分成着火落后期（又称滞燃期）、速燃期、缓燃期、补燃期四个阶段。（P85） 6、柴油发动机混合气形成的两种基本方式：空间雾化混合和壁面油膜蒸发混合。（P91） 7、内燃机缸内的气流运动形式可分为涡流、挤流、滚流和湍流四种形 二、填空： 1、汽油发动机正常燃烧过程分成着火落后期、明显燃烧期、补 燃期三个阶段。（P106） 2、汽油发动机的不正常燃烧分成爆燃和表面点火两类。（P111） 3、汽油机不规则燃烧可分为循环变动和各缸工作不均匀两类。 （P110） 4、电子控制系统分为和两类。（P142） 5、汽油机的燃油配制有化油器式和燃油喷射式供油两种方式。 （P115） 6、根据汽油的喷射位置，汽油喷射系统可分为缸内喷射和进气管喷射 两大类，进气管喷射又进一步分为单点喷射和多点喷射。（P118） 7、按喷射方式，汽油喷射系统分为连续喷射和间歇喷射两种。（P118） 8、按空气流量的测量方法，汽油喷射系统可分为质量流量控制的汽油
一、发动机的性能 一、解释术语 1、指示热效率：是发动机实际循环指示功与消耗燃料的热量的比值. 2、压缩比：气功容积与燃烧室容积之比 3、燃油消耗率：发动机每发出1KW有效功率,在1h内所消耗的燃油质量 4、平均有效压力：单位气缸工作容积所做的有效功 5、有效燃料消耗率：是发动机发出单位有效功率时的耗油量 6、升功率：在标定工况下，发动机每升气缸工作容积说发出的有效功率 7、有效扭矩：曲轴的输出转矩 8、平均指示压力：单位气缸容积所做的指示功 2、示功图：发动机实际循环常用气缸内工质压力P随气缸容积V（或曲轴转角）而变化的曲线 二、选择题 1、通常认为，汽油机的理论循环为（ A ） A、定容加热循环 B、等压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ） A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ） A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有（ C ）。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。 A、定容 B、定压
第一章发动机的性能 1.简述发动机的实际工作循环过程。 1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。 3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？ 提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。提高工质的绝热指数κ。可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。⑸优化燃烧室
结构减少缸内流动损失。⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。 4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？ 答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。 5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？ 答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。强化系数P meCm. 6.总结提高发动机动力性能和经济性能的基本途径。 ①增大气缸直径，增加气缸数②增压技术③合理组织燃烧过程④提高充量系数⑤提高转速⑥提高机械效率⑦用二冲程提高升功率。 7.什么是发动机的平均有效压力、油耗率、有效热效率？各有什么意义？ 平均有效压力是指发动机单位气缸工作容积所作的有效功。平均有效压力是从最终发动机实际输出转矩的角度来评定气缸工作容积的利用率，是衡量发动机动力性能方面的一个很重要的指标。有效燃油消耗率是单位有效功的耗油量，通常以每千瓦小时有效功消耗的燃料量来表示。有效热效率是实际循环有效功与所消耗的燃料热量之比