发动机的工作循环和性能1

《内燃机学》课程教学大纲课程编号：适用专业：汽车服务工程专业学时数：32学分数：2.0执笔者：编写日期：2013年9月一、课程的性质和目的《汽车发动机原理》是四年制本科生汽车服务工程专业的一门学科基础课。

本课程的任务是使学生获得发动机的基本工作循环和性能、发动机的换气过程与增压技术、发动机混合气形成和燃烧、发动机性能的评价、发动机特性及发动机性能试验方法等知识。

通过本课程的学习，使学生掌握发动机性能提高和合理使用的基本原理，以及发动机实验的基本技能，为本专业学生日后的工作打下坚实的基础。

二、课程的教学内容和学时分配第一章概论（2学时）教学内容：发动机的分类，对汽车动力装置的要求，新型汽车能源。

教学要求：了解发动机的分类和现代发动机的发展，了解对汽车动力装置的要求及汽车常用的能源。

重点：发动机的分类。

难点：无。

第二章发动机的工作循环和性能（4学时）教学内容：发动机理论循环，发动机的实际循环，指示指标，有效指标，指标测量，机械损失及测量，热平衡。

教学要求：了解发动机的理论循环和实际循环过程，掌握发动机理论循环与实际循环的差异，熟记指示指标、有效指标和机械损失，掌握发动机两类指标和机械损失的测量方法，了解发动机的热平衡。

重点：发动机的实际工作循环，指示指标、有效指标及机械损失。

难点：实际循环的各项损失，熟记各项性能指标。

第三章发动机的换气过程与增压（4学时）教学内容：增压技术基础，发动机的换气过程，充气效率，影响因素，换气损失，提高充气效率和降低换气损失的措施，废气涡轮增压器的组成及工作原理，车用发动机的增压系统。

教学要求：了解增压的基本概念和增压方式，掌握发动机的换气过程、充气效率及其影响因素，掌握提高发动机充气效率和降低换气损失的措施，了解废气涡轮增压器的组成及工作原理，了解车用发动机的增压系统。

重点：发动机的换气过程，充气效率及其影响因素，提高充气效率和降低换气损失的措施。

难点：提高充气效率和降低换气损失的措施。

一、概述四冲程直列六缸发动机是现代汽车发动机的一种常见形式，它采用四冲程循环工作原理，具有动力强劲、平稳运转等特点。

本文将就四冲程直列六缸发动机的工作顺序进行详细介绍，以便读者更好地了解其工作原理。

二、四冲程直列六缸发动机概述四冲程直列六缸发动机是由六个气缸按照直线排列组成的发动机，每个气缸都采用四冲程循环工作原理。

它通常用于中大型客车和卡车等重型车辆，并且在一些高性能汽车中也得到了广泛应用。

这种发动机由于气缸数量多、排量大，因此具有较大的功率输出和扭矩输出，可以满足重载、高速行驶等特殊工况的需求。

三、四冲程循环工作原理四冲程直列六缸发动机的工作原理基于四冲程循环，即吸气、压缩、爆发和排气。

其工作过程如下：1. 吸气冲程：活塞向下运动，气缸内的进气门开启，旋转凸轮轴带动气门开启，汽缸内气体向内流入，充满气缸。

2. 压缩冲程：吸气冲程结束后，进气门关闭，同时活塞向上运动，将气体压缩至最高压力点。

3. 燃烧冲程：气体压缩至最高压力点后，点火系统点燃混合气体，产生爆炸，推动活塞向下运动，同时带动曲轴旋转。

4. 排气冲程：燃烧冲程结束后，排气门打开，活塞向上运动，将废气排出气缸外。

四、六缸工作顺序四冲程直列六缸发动机的六个气缸工作顺序通常为1-5-3-6-2-4，即按照发动机旋转方向的顺序，依次为1号气缸、5号气缸、3号气缸、6号气缸、2号气缸和4号气缸。

这种工作顺序的设计可以保证发动机运转平稳、功率输出均衡。

五、工作顺序的原理解析1. 1号气缸吸气-压缩-燃烧-排气完成后，下一气缸为5号气缸，气缸数量两侧的气缸依次进行工作，可以减小气缸之间的运动不平衡。

2. 气缸工作顺序的设计使得爆炸冲程的气缸间隔均匀，减小了发动机振动和噪音。

3. 6缸发动机的工作顺序还能够使得曲轴的惯性力矩平衡，并且能够保持发动机的运转平稳和动力输出均衡。

六、结论四冲程直列六缸发动机的工作顺序对于发动机的运转平稳性、动力输出等性能有着重要的影响。

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PmeCm.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值; 有效热效率和有效燃油消耗率是衡量发动机经济性的重要指标;8.发动机的机械损失主要包括哪些摩擦损失,驱动各种附件损失,带动机械增压器损失,泵气损失9.什么是机械效率受哪些因素影响有何意义机械效率是有效功率与指示功率的比值;影响因素：①转速和活塞平均速度②负荷③润滑油温度和冷却水温度,意义：比较机械损失所占比例的大小;10.如何测定机械效率适用于汽油机的是哪种方法为什么通过发动机试验测定,常用方法有示功图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法;倒拖法适用于汽油机;11.简述汽油机和柴油机工作循环的区别汽油机和柴油机的工作循环同样有进气,压缩,燃烧工作,排气四个过程;它们的不同的点；1汽油机在进气道,进入汽缸内的气体是有一定比例的汽油和空气称做可燃混合气；柴油机在进气道,进入汽缸内的气体是纯净的空气;2在压缩的过程;汽油机与柴油机是没有区别的,只是被压缩的气体,成分不同;3燃烧过程,汽油机与柴油机的区别较大;汽油本身物质燃点较低,经压缩后给一个高压的电火花就将其点燃了,而且燃烧的速度比柴油快；柴油本身物质密度较大,要在高温和高压的条件下才能自行燃烧,经压缩后的纯净空气正好满足了这个条件,这时即刻向汽缸喷入高压油使其燃烧;柴油的热值比汽油高产生的动力比汽油机大;4排气过程基本是一样的;废弃物都是二氧化碳和水,但是由于汽油的燃烧速度太快需要加入抗爆剂,因此排放不如柴油机清洁13.为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机1.柴油机的压缩比高,作功时膨胀得更厉害;2.柴油机油气混合时空燃比远大于1,是富氧燃烧,燃料可以充分燃烧;汽油机燃烧的空燃比在1左右,因为没有足够的氧气,汽油不能完全燃烧;14.柴油机工作循环为什么不采用等容加热循环定容加热理想循环又称奥托循环,基于这种循环而制造的煤气机和汽油机是最早的活塞式内燃机;由于煤气机、汽油机和柴油机燃料性质不同,机器的构造也不同,其燃烧过程接近于定容过程,不再有边燃烧边膨胀接近于定压的过程,故而在热力学分析中,奥托循环可以看作不存在定压加热过程的混合加热理想循环;定容加热循环被压缩的是燃料和空气的混合物,要受混合气体自燃温度的限制,存在“爆燃”的问题,效率不会太高;定压加热循环压缩的仅仅是空气,不存在“爆燃”的问题,效率高,所以柴油机采用的是后者而不是前者第二章发动机的换气过程1.为什么发动机进气门迟后关闭、排气门提前开启;提前与迟后的角度与哪些因素有关答：1进气门迟后关闭是为了充分利用高速气流的动能,实现在下止点后继续充气,增加进气量;排气门提前开启是由于配气机构惯性力的限制,若是活塞在下至点时才打开排气门,则在气门开启的初期,开度极小,废气不能通畅流出,缸内压力来不及下降,在活塞向上回行时形成较大的反压力,增加排气行程所消耗的功2提前与迟后的角度与哪些因素有关配气相位的合理选择要从哪几个方面衡量：①充气效率的变化是否符合动力性要求;②换气损失尽可能的小;③能否保证必要的燃烧室扫气作用;④排放指标好;2. 四冲程发动机换气过程包括哪几个阶段,这几个阶段时如何界定的答：1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期;气门重叠和燃烧室扫气：由于排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;3 影响充量系数的主要因素有哪些答：1.进气门关闭时缸内的压力; 2.进气门关闭时缸内气体温度; 3.残余废气量; 4.进排气相位角; 5.发动机压缩比; 6.进气状态;第三章发动机废气涡轮增压3为什么增压后需要采用进气中冷技术答：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;5 车用发动机采用增压时应注意哪些问题答：1适当降低压缩比,加大过量空气系数;2对供油系统进行结构改造,增加每循环供油率;3合理改进配齐相位;4进排气系统设计要与增压系统的要求一致;5对增压器出口空气进行冷却;7 汽油机增压的技术难点有哪些限制汽油机增压的主要技术障碍时：爆燃、混合气的控制、热负荷和增压器的特殊要求等; 第四章燃料与燃烧化学1 我国的汽油和轻柴油时分别根据哪个指标来确定牌号的答：汽油根据辛烷值来确定牌号；轻柴油按凝点来确定牌号;2 蒸发性不好和太好的汽油,在使用中各有什么缺点和可能产生的问题答：蒸发性过强的汽油在炎热夏季以及大气压力较低的高原和高山地区使用时,容易使发动机的供油系统产生“气阻”,甚至发生供油中断;另外,在储存和运输过程中的蒸发损失也会增加；蒸发性若的汽油,难以形成良好的混合气,这样不仅会造成发动机启动困难,加速缓慢,而且未气化的悬浮油粒还会使发动机工作不稳定,油耗上升;如果未燃尽的油粒附着在气缸壁上,还会破坏润滑油膜,甚至窜入曲轴箱稀释润滑油,从而使发动机润滑遭破坏,造成机件磨损增大;3 试述汽油辛烷值和柴油十六烷值的意义;答：辛烷值用来表示汽油的抗爆性,抗爆性时指汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力;辛烷值是代表点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数值;在规定条件下的标准发动机试验中通过和标准燃料进行比较来测定;采用和被测定燃料具有相同的抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积百分比来表示;柴油十六烷值时用来评定柴油的自燃性;将十六烷值规定为100的正十六烷和规定十六烷值为0的α-甲基萘按不同比列混合得出不同十六烷值的标准燃料,其十六烷值为该混合气中正十六烷的体积百分比;如果某种柴油与某标准燃料的自燃性相同,则该标准燃料的十六烷值即为该柴油的十六烷值;4什么是过量空气系数它与混合气浓度有什么关系答：发动机工作过程中,燃烧1kg燃油实际共给的空气量与理论空气量之比,称为过量空气系数;过量空气系数大于1称为稀混合气,等于1称为标准混合气,小于1称为浓混合气;8 发动机采用代用燃料的意义是什么答：减缓石油消耗速度,改善发动机的动力性和燃油经济性,降低有害物质排放;第五章柴油机混合气的形成与燃烧1.以柱塞式喷油泵为例简述柴油机燃料喷射过程柱塞式喷油泵一般由柴油机曲轴的定时齿轮驱动,固定在喷油泵体上的活塞式输油泵由喷油泵的凸轮轴驱动,当柴油机工作时,输油泵从油箱洗出柴油,经油水分离器除去柴油中的水分,再经燃油滤清器,滤清柴油中的杂质,然后送入喷油泵,在喷油泵内,柴油经过增压和计量之后,经高压油管供入喷油器,最后通过喷油器将柴油喷入燃烧室;喷油泵前端装有喷油提前角调节器,后端与调速器组成一体,输油泵供给的多余柴油及喷油器顶部的回油均流回油管返回油箱3 什么时供油提前角和喷油提前角解释两者的关系以及对柴油机性能的影响;答：供油系统的理论供油始点到上止点为止,曲轴转过的角度叫供油提前角;喷油器的针阀开始升起也就是喷油始点到上止点间曲轴转过的角度叫喷油提前角;供油提前角的大小决定了喷油提前角,供油提前角越大,喷油提前角约到;但两者并不同步增大,两者之差称为喷油延迟角;影响：发动机转速越高,高压油管越长,喷油延迟角越大,它越大,在着火期间喷入的油越多,低压油喷入气缸的量增多,燃油雾化变差,燃烧不充分,易产生积碳堵塞喷油孔的现象,降低柴油机的性能;5 柴油机有哪些异常喷射现象和他们可能出现的工况简述二次喷射产生的原因和危害及消除方法;答：柴油机有二次喷射、断续喷射、不规则喷射、隔次喷射和滴油这几种异常喷射现象;二次喷射易发生在高速、大负荷工况下；断续喷射常发生于某一瞬间喷油泵的供油量小于喷油器喷出的油量和填充针阀上升空出空间的油量之和;不规则喷射和隔次喷射易发生在柴油机怠速工况下;二次喷射是在压力波动影响下针阀落座后再次升起造成的;由于二次喷射是在燃油压力较低的情况下喷射的,导致这部分燃油雾化不良,燃烧不完全,碳烟增多,并易引起喷孔积炭堵塞;此外,二次喷射还使整个喷射持续时间拉长,则燃烧过程不能及时进行,造成经济性下降,零部件过热等不良后果; 为避免出现不正常喷射现象,应尽可能地缩短高压油管的长度,减小高压容积,以降低压力波动,减小其影响;并合理选择喷射系统的参数;7.试述柴油机燃烧过程,说明压力升高率的大小对柴油机性能的影响柴油机燃烧过程：着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期影响：过大的压力升高率会使柴油机工作粗暴,噪声明显增加,运动零部件受到过大冲击载荷,寿命缩短；过急的压力升高会导致温度明显升高,使氮氧化物生成量明显增加8.燃烧放热规律三要素是什么什么是柴油机合理的燃烧放热规律答：一般将燃烧放热始点相位、放热持续期和放热率曲线的形状称为放热规律三要素; 合理的放热规律是：燃烧要先缓后急;在初期的燃烧放热要缓慢以降低NOx的排放,在中期要保持快速燃烧放热以提高动力性和经济性能,在后期要尽可能缩短燃烧以便降低烟度和颗粒的排放;9.简述柴油机的混合气形成的特点和方式柴油机在进气过程中进入燃烧室的是纯空气,在压缩过程接近终了时才被喷入,经一定准备后既自行着火燃烧;由于柴油机的混合气形成的时间比汽油机短促得多,而且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,因而柴油机可燃混合气的品质较汽油机差;因此柴油机不得不采用较大的过量空气系数,使喷入燃烧室内的柴油能够燃烧得比较完全柴油机混合气形成方式从原理上来分,有空间雾化混合和油膜蒸发混合两种10.简述直喷式燃烧室柴油机的性能特点,并与分隔式燃烧室柴油机进行比对;直喷式燃烧室柴油机的性能特点：1燃烧迅速,所以经济性好,燃油消耗率低,但工作粗暴,压升率高,燃烧噪声大2燃烧室结构简单,表面积与体积的比小,散热损失小,没有主副燃烧室的流动损失,冷启动性能好,经济性好3对喷射系统要求较高4NOx排放量较分隔式燃烧室高特别在高负荷区；微粒排放量较低5对转速变化较为敏感分隔式燃烧室柴油机的性能特点：1主要靠强烈的空气运动来保证较好的混合气质量,空气利用率较高α=1.22随转速的提高,空气运动强度增大,高速下性能较好3对喷射系统要求较低4结构复杂,表面积与体积的比大,散热损失和流动损失大,比直喷式燃烧室柴油机效率低,经济性差5由于散热损失大使起动性能变差6先在副燃烧室着火,主燃烧室压力上升缓慢,工作平稳,燃烧噪声小,但对经济性不利7对燃油不太敏感,有较强的适应性8除低负荷下的碳烟排放量大外,其余由于直喷式11柴油机燃烧过程优化的基本原则是什么答：1油-气-燃烧室的最佳配合;2控制着火落后其内混合气生成量;3合理组织燃烧室内的涡流和湍流运动;4紧凑的燃烧室形状;5加强燃烧期间和燃烧后期的扰流;6优化运转参数;12 什么是柴油机合理的喷油规律答：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,同时尽可能减少喷油系统中的燃油压力波动,以防止不正常喷射现象;第六章汽油机混合气的形成与燃烧1.说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点,以及对它们的要求燃烧过程：1着火落后期：它对每一循环都可能有变动,有时最大值是最小值的数倍;要求：为了提高效率,希望尽量缩短着火落后期,为了发动机稳定运行,希望着火落后期保持稳定2明显燃烧期：压力升高很快,压力升高率在0.2-0.4MPa/°;希望压力升高率合适3后燃期：湍流火焰前锋后面没有完全燃烧掉的燃料,以及附在气缸壁面上的混合气层继续燃烧;希望后燃期尽可能的短;2.爆燃燃烧产生的原因是什么它会带来什么不良后果答：燃烧室边缘区域混合气也就是末端混合气燃烧前化学反应过于迅速,以至在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然,引发爆燃; 爆燃会给柴油机带来很多危害,发生爆燃时,最高燃烧压力和压力升高率都急剧增大,因而相关零部件所受应力大幅增加,机械负荷增大；爆燃时压力冲击波冲击缸壁破坏了油膜层,导致活塞、气缸、活塞环磨损加剧,爆燃时剧烈无序的放热还使气缸内温度明显升高,热负荷及散热损失增加,这种不正常燃烧还使动力性和经济性恶化;3.爆燃和早燃有什么区别答：早然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锋面到达之前即以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,与爆燃不同的时,表面点火即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,主要是由活塞、连杆、曲轴等运动件受到冲击负荷产生震动而造成;4.爆燃的机理是什么如何避免发动机出现爆燃答：爆燃着火方式类似于柴油机,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,这种类似阶越的压力变化,形成燃烧室内往复传播的激波,猛烈撞击燃烧室壁面,使壁面产生振动,发出高频振音即敲缸声; 避免方法：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;5.何谓汽油机表面点火防止表面点火有什么主要措施答：在汽油机中,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,统称为表面点火;防止措施：1适当降低压缩比;2选用沸点低的汽油和成焦性小的润滑油;3要避免长时间的低负荷运行和汽车频繁加减速行驶;4应用磷化合物为燃油添加剂使沉积物中的铅化物成为磷酸铅从而使碳的着火温度提高到560℃且氧化缓慢,放出热量少,从而减少表面点火的产生;6.何谓汽油机燃烧循环变动燃烧循环变动对汽油机性能有何影响如何减少燃烧循环变动答：燃烧循环变动是点燃式发动机燃烧过程的一大特征,是指发动机以某一工况稳定运转时,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出均不相同; 影响：由于存在燃烧循环变动,对于每一循环,点火提前角和空燃比等参数都不可能调整到最佳,因而使发动机油耗上升、功率下降,性能指标得不到充分优化;随着循环变动加剧,燃烧不正常甚至失火的循环次数逐渐增多,碳氢化合物等不完全燃烧产物增多,动力性、经济性下降;同时,由于燃烧过程不稳定,也使振动和噪声增大,零部件寿命下降,当采用稀薄燃烧时,这种循环变动情况加剧; 减少措施：1尽可能使фa=0.8～1.0,此时的循环变动最小;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,进而改善循环变动;3改善排气过程,降低残余废气系数γ;4避免发动机工作在低负荷、低转速工况下;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;7 提高汽油机压缩比对提高性能有何意义如何保证在汽油机上使用较高的压缩比提高压缩比可以提高汽油机的功率和经济性,特别是对经济性有显著的作用;但压缩比过高,会导致汽油机爆燃,所以应该合理的设计燃烧室,缩短火焰传播行程,合理选用火花塞位置;适当利用湍流,降低终燃混合气温度等11 在汽油机上燃烧均质稀混合气有什么优点它所面临的主要困难时什么目前解决的途径有哪些答：优点：混合气均匀,燃烧较完全;对燃油共给及喷射系统没特别高的要求; 困难：1为防止爆燃采用较低压缩比导致热效率较低;2浓混合气的比热容比低导致热效率低;3只能用进气管节流方式对混合气量进行调节即所谓量调节使得泵气损失较大;4在化学剂量比附近燃烧,导致有害排放特别是NOx排放较高;5用三元催化转换器的汽油机,它的过量空气系数фa 必须控制在1左右,从而限制其性能进一步提高;解决途径：采用稀薄燃烧汽油机;一类是非直喷式稀燃汽油机,包括均质稀燃和分层稀燃式汽油机,另一类是缸内直喷式稀燃汽油机;12.分析过量空气系数和点或提前交对燃烧过程的影响答：当a=0.8-0.9时,由于燃烧温度最高,火焰传播速度最大,Pe达最大值,但爆燃倾向增大;当a=1.03-1.1时,由于燃烧完全,有效燃油消耗率最低,使用a<1的浓混合气工作,由于必然会产生不完全燃烧,所以CO排放量明显上升,当a<0.8或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,HC排放量增多且工作不稳定; 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,排气温度升高,热效率降低,但爆燃倾向减小,NOx升高,功率、排放量降低;点火提前角对汽油机的经济性影响较大;据统计,如果点火提前角偏离最佳位置5°曲轴转角热效率下降1%；偏离转角10°曲轴转角,热效率下降5%；偏离20°曲轴转角,热效率下降16%;13 何谓稀燃、层燃系统稀燃、层燃对汽油机有何益处答：稀燃系统就是均质预混合气燃烧,通过采用改进燃烧室、高湍流、高能点火等技术使汽油机的稳定燃烧界限超过α=17的系统；分层燃烧系统就是在α更大的情况下,均质混合气难以点燃,为了提高稀燃界限,通过不同的气流运动和供油方法,在火花塞附近形成具有良好着火条件的较浓的可燃混合气,而周边是较稀混合气和空气,分层燃烧低汽油机可稳定工作在α=20～25范围内; 好处：使燃油消耗率降低,且提高排放性能;14 电控汽油喷射系统与化油器相比有何优点答：1可以对混合气空燃比进行精确控制,使发动机在任何公开下都处于最佳工作状态,特别。

汽车发动机的工作循环和效率提升方法汽车发动机是汽车的核心部件，负责转化燃油能量为机械能，提供动力驱动汽车运行。

为了提高汽车的效率和性能，发动机的工作循环以及效率提升方法显得尤为重要。

本文将介绍汽车发动机的常见工作循环以及提升效率的方法。

一、汽车发动机的工作循环1.四冲程循环四冲程循环是目前大多数汽车发动机采用的工作循环。

它包括进气、压缩、燃烧和排气四个冲程。

具体步骤如下：（1）进气冲程：活塞下行，进气门打开，气缸内形成负压，外界空气通过进气门进入气缸。

（2）压缩冲程：进气门关闭，活塞上行，将空气压缩。

（3）燃烧冲程：活塞上行至顶点时，喷油器喷入燃油，与压缩空气混合后点火燃烧，产生高温高压气体推动活塞向下运动。

（4）排气冲程：活塞下行，活塞向外排出燃烧产生的废气。

2.二冲程循环二冲程发动机与四冲程发动机最大的区别在于排气冲程与进气冲程的合并，即一次活塞上行和一次活塞下行完成进、排气过程。

由于时间上的重叠，二冲程发动机的工作节奏较快，功率输出相对较大，但排放污染物较多，因此在现代汽车中较少使用。

二、提升汽车发动机效率的方法1.缩小排量缩小发动机排量可以减少内部热损失和摩擦损失，提高热能利用率。

目前，涡轮增压技术被广泛应用于汽车发动机中，通过增加进气压力和密度，提高燃烧效率，实现小排量发动机的大功率输出。

2.提高压缩比增加发动机的压缩比可以提高热效率，使燃料更充分燃烧，减少废气排放。

然而，过高的压缩比会导致爆震现象，因此需要采用高压缩比专用燃油以及控制系统来避免此问题。

3.采用直喷技术传统的多点喷射燃油技术容易出现积炭和混合贫化问题。

而直喷技术可以准确控制燃油进入气缸的时间和量，更好地与空气混合，提高燃烧效率，减少燃油消耗和尾气排放。

4.采用可变气门正时技术可变气门正时技术可以根据不同工况调节进气和排气门的开启时间和持续时间，使得气缸内气流更加顺畅，提高发动机的进气效率和排气效率。

5.使用轻量化材料减轻发动机的重量可以降低惯性负荷，提高功率输出并减少燃料消耗。

汽车发动机的工作原理总结5篇第1篇示例：汽车发动机是汽车最重要的部件之一，它是汽车的心脏，是驱动汽车行驶的动力源。

汽车发动机的工作原理可以简单概括为燃油与空气在气缸内的混合燃烧过程，通过这个过程来产生燃烧产生的热能转换为机械能，从而驱动汽车前进。

下面就让我们来详细了解一下汽车发动机的工作原理。

汽车发动机的工作原理是通过四冲程循环来完成的。

四冲程循环是指气缸在工作时，活塞上下往复运动共经历四个过程，包括进气、压缩、爆燃和排气四个过程。

这四个过程依次进行，将燃油燃烧产生的能量转化为机械能。

在进气冲程中，汽缸进气门打开，活塞向下运动，汽缸内部空气因此而被吸入。

在压缩冲程中，活塞向上运动，气缸的气门全部关闭，汽缸内的空气被压缩，温度和压力提高。

在压缩末端阶段，点火塞发出高压电火花，点燃气体混合物，完成爆燃工作。

在爆燃冲程中，点火塞点燃空气和燃油混合气，燃烧产生高温高压气体推动活塞下行。

在排气冲程中，活塞再次向上运动，推出燃烧产物，气缸内部完成一个完整的工作循环。

汽车发动机的工作与性能受很多因素影响，如点火正时、燃油混合比、气缸压缩比、气缸结构等。

油气混合比的偏差会导致燃烧不充分和排放增加；点火正时的不准确会降低燃烧效率；气缸的压缩比不合理会影响动力输出等。

汽车发动机需要精准的控制和优化设计才能实现最高效的工作。

现代汽车发动机逐渐向高速、高效、低排放的方向发展。

为了提高发动机功率和燃油效率，汽车制造商在工作原理上进行了许多创新。

采用了涡轮增压技术、缸内直喷技术、可变气门正时技术等，使得发动机工作更加高效。

汽车发动机的工作原理是通过燃油与空气混合燃烧产生的热能转换为机械能，从而驱动汽车前进。

人们对发动机性能的需求不断提高，汽车工程技术也在不断迭代更新。

我们相信，在不久的将来，汽车发动机将会更加高效、环保和安全。

第2篇示例：汽车发动机是汽车的心脏，是汽车最重要的动力装置。

它通过燃烧燃料产生动力，驱动汽车前进。

发动机的工作循环详解发动机是现代交通运输和工业生产中不可或缺的重要设备，相信大家对于发动机已经有一定的了解。

本文将详细介绍发动机的工作循环，帮助读者更深入地理解发动机的工作原理和性能。

一、工作循环的概念工作循环是发动机在工作过程中气缸内空气燃烧的完整过程，分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。

这四个阶段按照一定的顺序循环进行，保证发动机能够正常工作。

二、进气阶段进气阶段是指发动机在工作过程中通过气门将外界空气引入气缸内。

在进气阶段，活塞向下运动，气门打开，气缸内的压力低于外界，空气通过进气道进入气缸，同时混合气也随之形成。

三、压缩阶段压缩阶段是指进气阶段之后，活塞向上运动将气缸内的空气压缩。

在压缩阶段，气门关闭，活塞向上移动，使得气缸内的空气被压缩，同时温度也随之升高。

压缩的目的是为了提高空气的温度和压力，以利于后续的燃烧过程。

四、燃烧阶段燃烧阶段是指压缩阶段之后，点火塞点火引燃空气和燃油混合物，产生爆发力推动活塞向下运动。

在燃烧阶段，点火塞发出火花将混合气点燃，产生高温和高压的气体，燃烧产物通过气缸的推动活塞向下运动，同时驱动曲柄轴输出动力。

五、排气阶段排气阶段是指燃烧阶段之后，气缸内废气通过排气门排出。

在排气阶段，活塞向上运动，排气门打开，高温废气通过排气道排出气缸。

废气的排出让气缸内重新形成低压状态，为下一个工作循环的进气阶段做好准备。

六、工作循环的影响因素发动机的工作循环受到多个因素的影响：1. 排量：发动机的排量决定了每个循环气缸内可进入的空气和燃油混合物的体积大小，从而影响燃烧过程的效果。

2. 汽缸数：汽缸数越多，每个循环中燃烧室内的混合气体和废气排出的效率越高。

3. 气门间隙：气门间隙对于气门的开启和关闭时间有重要影响，过大或者过小的气门间隙都会影响进气和排气的效果。

4. 点火方式：点火方式的选择直接影响到燃烧效率，目前主要有电火花点火和压缩火花点火两种方式。

5. 混合气浓度：混合气的浓度对燃烧效果有很大影响，过浓或者过稀的混合气都会影响发动机的性能。

第二章发动机工作循环及性能指标一、选择题：1、在机械损失中，占比例最大的的是_____D__。

A.驱动附属机构的损失B.排气损失C.进气损失D.摩擦损失2、单位气缸工作容积的循环有效功称之为____A_____。

A.升功率B.有效热效率C.有效扭矩D.平均有效压力3、当发动机油门位置固定，转速增加时____A______。

A.平均机械损失压力增加，机械效率减小B.平均机械损失压力减小，机械效率增加C.平均机械损失压力减小，机械效率减小D.平均机械损失压力增加，机械效率增加4、发动机的有效功We与所消耗的燃油发出的热量Q1的比值称之为_____B_____。

A.有效燃油消耗率B.有效热效率C.有效扭矩D.平均有效压力5、关于发动机性能指标的描述不正确的是______B____。

Ａ.指示指标是以工质在气缸内对活塞做功为基础的性能指标。

Ｂ.指示指标是考虑到机械损失的指标。

]Ｃ.有效指标它是以曲轴对外输出的功为基础的性能指标。

D.有效指标用来评定发动机性能的好坏。

6、发动机单位气缸工作容积每循环做的指示功称为______A____。

A.平均指示压力B.循环指示功C.有效功率D.平均有效压力7、评价发动机经济性的指标是_____D_____。

A.平均有效压力B.有效扭矩C.有效功率D.有效热效率8、评价发动机动力性的指标是____D______。

A.有效燃油消耗率B.有效热效率C.每小时的油耗量D.平均有效压力9、发动机负荷一定，当转速增加时，则______A____。

A.机械效率下降B.平均机械损失压力下降C.指示功率增加D.平均指示压力增加第三章发动机的换气过程一、选择题：1、发动机的整个换气过程约占曲轴转角的______D______CA。

Ａ.180~270 Ｂ.300~360 Ｃ.340~400 Ｄ.410~480(2、关于发动机换气过程的描述不正确的是_______A______。

Ａ.强制排气阶段排出的废气量大于自由排气阶段排出的废气量。

发动机原理 习题第一章 发动机工作循环及性能指标[1]说明提高压缩比可以提高发动机热效率和功率的原因。

答：由混合加热循环热效率公式：知提高压缩比可以提高发动机热效率。

[2] 为什么汽油机的压缩比不宜过高？答：汽油机压缩比的增加受到结构强度、机械效率和燃烧条件的限制。

1ε增高将Pz 使急剧上升，对承载零件的强度要求更高，增加发动机的质量，降低发动机的使用寿命和可靠性2ε增高导致运动摩擦副之间的摩擦力增加，及运动件惯性力的增大，从而导致机械效率下降 3ε增高导致压缩终点的压力和温度升高，易使汽油机产生不正常燃烧即爆震[3]做出四冲程非增压柴油机理想循环和实际循环p-V 图，并标明各项损失。

（见书第9页 图1-2）[4]何为指示指标？何为有效指标？答：指示指标：以工质在气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。

[5] 发动机机械损失有哪几部分组成？答： 发动机机械损由摩擦损失、驱动附件损失、泵气损失组成。

[6] 写出机械效率的定义式，并分析影响机械效率的因素。

影响机械效率的因素：1、转速ηm 与n 似呈二次方关系，随n 增大而迅速下降2、负荷 负荷↓时，发动机燃烧剧烈程度↓，平均指示压力↓；而由于转速不变，平均机械损失压力基本保持不变。

则由 ，机械效率下降 当发动机怠速运转时 ，机械效率=03、润滑油品质和冷却水温度 冷却水、润滑油温度通过润滑油粘度间接影响润滑效果。

[7] 试述机械损失的测定方法。

机械损失的测试方法只有通过实际内燃机的试验来测定。

常用的方法有：倒拖法灭缸法、油耗线法和示功图法。

（1）倒拖法步骤：1.让内燃机在给定工况下稳定运转，是冷却水和机油温度达到给定值；2.切断燃油供应或停止点火，同时将电力测功器转换为电动机，以原给定速度倒拖内燃机空转，并尽可能使冷却水、机油温度保持不变。

此方法规定优先采用，且不能用于增压发动机。

（2）灭缸法)1()1(1111-+--⋅-=-ρλλρλεηk k k t ↓↓-=i m m p p 1ηi mi m i e i e m p p N N p p N N -=-===11η此方法仅适用于多缸内燃机（非增压柴油机）步骤：1.将内燃机调整到给定工矿稳定运转，测出其有效功率Pe。

发动机四个工作行程1.引言1.1 概述发动机是现代交通工具中不可或缺的部分，它的工作原理复杂而精巧。

在发动机的运行过程中，存在着四个关键的工作行程，它们分别是进气、压缩、燃烧和排气。

这四个工作行程相互协调，使得发动机能够高效地转化燃料能量为机械能，驱动车辆进行运行。

在这四个工作行程中，每个行程都有其独特的特点和功能。

进气行程主要是通过进气门将空气和燃料混合物引入到发动机内部，为燃烧提供必要的氧气。

压缩行程则将进气混合物压缩至较高的压力，以提高燃烧效率和能量释放。

燃烧行程是发动机最重要的一环，燃料在缸内被点火，化学能转化为热能，推动活塞向下运动，产生功率。

最后，排气行程则通过打开排气门将废气排出，为下一个工作循环做准备。

这四个工作行程之间的相互作用是高度协调和精确的。

每个行程的正确操作和时序都对发动机的性能和效率产生重要影响。

一个完整的工作行程循环需要精确控制，通过精确的机械设计和电子控制系统来实现。

本篇文章将详细探讨每个工作行程的工作原理和主要过程。

通过深入了解发动机的工作原理和工作行程，有助于我们更好地理解发动机的性能和优化潜力。

同时，了解这些工作行程对发动机性能的影响，对于提高发动机的燃油效率和减少排放也具有重要意义。

接下来的章节将逐一介绍每个工作行程的工作原理和主要过程，以及它们对发动机性能的影响。

1.2文章结构文章结构部分的内容：文章的结构主要涵盖了引言、正文和结论三个部分。

引言部分（1.引言）概述了文章的主题内容和背景，介绍了发动机四个工作行程的重要性和相关性。

进一步明确了文章的目的，即探讨发动机四个工作行程的工作原理和主要过程，并分析其对发动机性能的影响。

正文部分（2.正文）详细介绍了发动机的四个工作行程，包括第一个、第二、第三和第四个工作行程。

每个工作行程中分别包含了工作原理和主要过程的详细分析和讨论。

通过对每个工作行程的介绍和分析，读者可以全面地了解发动机四个工作行程的特点和作用。

第一章内燃机的循环及性能评价指标1内燃机是在气缸内将燃料的化学能通过燃烧转为热能，再通过曲柄连杆机构将热能转化为机械的动力装置.根据完成一次能量转换所需的行程数不同，内燃机分四冲程机和二冲程机2内燃机对外输出功需要的环节：第一环节：混合气的形成并导入气缸的过程.第二环节:燃烧放热过程.第三环节:能过量的传递过程。

3三种理论循环：等容丶等压丶混合加热循环，①当加热量和压缩比相同时放热Qp>Qm>Q v ②.加热量和最高压力一定时，Qv>Qm>Qp③最高压力和最高温度一定时Qv=Qm=Qp4四冲程内燃机的实际循环热效率取决于混合气形成方式和燃烧放热规律，以及压缩比的最佳匹配.汽油机是均匀混合气以火焰传播形式迅速燃烧，柴油机根据混合气的形成特点家燃烧分预混合燃烧和扩散燃烧5论循环的评价:常用循环热效率（是指热力循环所获得的理论功与为获得该理论功所加入的总热量之比）评价动力机械设备在能量转换过程中所遵循理论循环的经济性，用循环平均压力(是指单位气缸工作容积所做的循环功)评价循环的做工能力. 6四冲程内燃机的实际循环：由进气行程（过程）丶压缩行程（过程）丶做功行程（燃烧过程和膨胀过程）以及排气过程（过程）4个行程5个过程组成。

评价指标：内燃机性能评价指标有两大类，即以活塞做功为基础评价气缸内热功转换的完善程度的指示指标；和以曲轴飞轮端对外输出的有效功为基础，从实用角度评价对外做功的有效指标。

实际循环做功能力的评价指标主要有平均指示压力（定义为单位气缸工作容积所做的指示功）和指示功率（指发动机单位时间所做的指示功）。

实际循环的经济指标有指示热效率和指示燃油消耗率。

7内燃机有效性能指标：①动力性指标a有效功率（克服运动件的摩擦损失功率以及驱动冷却风扇丶机油泵等附件所消耗的功率损失后，经曲轴对外输出的有用功。

称指示功率在传递过程中所有内部消耗功率的总和为机械损失功率）b平均有效压力（单位气缸工作容积输出的有效功）②经济性指标a有效热效率（实际循环对外输出的有效功与未获得此有效功率所消耗的热量之比）③排放指标8机械损失:内燃机的机械损失①摩擦损失62%-75%②驱动附件的损失10%-20%③泵气损失9机械损失的测定a倒拖法b示功图法c灭缸法10 排气提前角如何影响发动机性能？①如果加大排气提前角，排气初期缸内压力和温度更高，超临界排气声速更高。