汽车1.1发动机理论循环

汽车发动机原理与汽车理论复习重点解答(50分)一）识记及理解层次重点复习内容1、热力循环热效率、发动机理论循环及其热效率高低的比较（压缩比相同的情况下）P20 P27答：为了评价热力循环在能源利用方面的经济性，通常采用热力循环的净功W0与工质从高温热源受热的热量q1的比值作指标称为热力循环热效率。

发动机理论循环包括：定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环（选择）压缩比相同时定容加热循环的热效率最高（汽油机）。

在最高压力一定的条件下定压加热循环的热效率最高（柴油机）。

2、有效功率、指示功率的含义及其大小比较，示功图 P28 (坐标图上面积越大指示功越大) 答：发动机通过曲轴对外输出的功率称为有效功率P32：发动机单位时间内所做得指示功称为指示功率（指示功：在汽缸内完成一个循环所得到的有用功） P31柴油牌号的选用、柴油自燃温度对起动性能的影响P81（选择、判断）答：我国柴油的牌号是以其凝固点命名的，轻柴油按凝固点不同分为10、0、-10、-20、-35号五个级别，选用柴油时应按最低环境温度要高出凝固点5°C以上，凝点越低起动性越好。

柴油的自然温度为200℃-220℃.自然温度越低。

启动性越好。

3、排放物中主要有害气体成分、柴油机有害排放物中主要有害颗粒P157(选择)答：主要有害气体为：一氧化碳(CO);碳氢化合物（HC）氮氧化合物（NOX）; 柴油机有害排放物中主要有害颗粒为：干炭灰、可溶性有机物、硫酸盐4、分层给气燃烧、柴油机的理想放热规律P191/P97(选择、判断) 答：分层给气燃烧：合理组织燃烧室内的混合气成分分布，即在火花塞附近形成具有良好着火条件的较浓可燃混合气，其空燃比为12-14，以保证火焰中心由此向外传播，而在燃烧室的大部分空间具有较稀的混合气。

柴油机的理想放热规律：燃烧先缓后急柴油机的理想放热规律是希望燃烧先缓后急，即开始放热要适中，满足运转柔和的要求，随后燃烧要加快使燃料尽量在上止点附近燃烧。

汽车发动机原理与汽车理论课程设计摘要汽车发动机是一种能够将燃料转化为机械能的设备，在汽车行业中起着至关重要的作用。

本文旨在介绍汽车发动机的原理以及在汽车理论课程设计中的应用，详细讲解其构成、工作原理以及各个部件之间的关系。

第一章：汽车发动机的基础知识1.1 汽车发动机的概念汽车发动机是指一种能够将化学能转化为机械能的设备，通过内燃作用驱动汽车的动力装置。

1.2 汽车发动机的分类按照结构分类，汽车发动机可以分为四种：直列式发动机、V型发动机、W型发动机和逆向双方向发动机。

按照供能方式分类，又可以分为汽油发动机和柴油发动机两大类。

1.3 汽车发动机的构成•缸体：包裹发动机的大部分部件•活塞：连接连杆、从而转化单向线性运动为旋转运动•气门和进气道：调节空气进出缸内•点火塞（汽油发动机）或者喷油嘴（柴油发动机）•燃油系统（汽油发动机）或者柴油喷射系统（柴油发动机）•发电机：提供电力给汽车使用1.4 汽车发动机的工作原理汽车发动机的工作原理为：在燃烧室中，将燃料和空气混合后着火，燃烧产生高温和高压，使活塞产生运动，从而转动曲轴，将热能转化为机械能。

第二章：课程设计2.1 课程设计的目的和意义汽车发动机理论课程设计旨在让学生深入了解汽车发动机，并在实践中掌握汽车发动机的基本操作，提高学生的能力和综合素质。

2.2 课程设计的内容此次课程设计主要包括以下三个内容：1.汽车发动机的动态模拟：利用MATLAB等技术对汽车发动机进行较为真实的模拟，让学生学习发动机的工作原理并锻炼数据分析的能力。

2.发动机拆解：将一个发动机拆分为各个部件，并通过物理实验进行相关操作，让学生更好地了解各个部件的功能和组成关系。

3.实际操作：让学生在课程设计中对发动机进行实际操作，学习更加深入。

2.3 课程设计过程1.建立学生学习小组2.汽车发动机的理论学习和相关知识的普及宣传3.组织学生进行动态模拟实验4.发动机拆解与组装实验5.实际操作，让学生深入了解汽车发动机第三章：总结汽车发动机是整个汽车的心脏，其工作原理和性能对整个汽车有着至关重要的作用。

发动机的性能指标理论循环简化条件：理想气体，压缩和膨胀是绝热等熵，封闭循环，燃烧为定压或定容加热，放热为定容放热。

三个基本循环：定容加热循环、定压加热循环、混合加热循环。

理论循环用循环热效率和循环平均压力衡量评定港闸热效率影响因素：压缩比，等熵指数，压力升高比，预膨胀比。

压缩比相同，定容加热循环热效率最高，汽油机按此工作。

最高压力一定，定压加热循环热效率最高，高增压柴油机和车用高速柴油机按此工作。

汽车配件实际循环的影响：实际工质影响，换气损失，燃烧损失。

实际工质影响：理论中工质比热容是定值，实际气体随温度升高而上升；实际还存在泄漏。

平衡方程：发动机的换气过程换气过程：自由排气，强制排气，进气，燃烧室扫气气门重叠：排气门晚关和进气门提前打开，出现进排气门同时开启的现象燃烧室扫气：利用气流压差、惯性清除废气，增加新鲜充量，降低燃烧室热区零件的温度。

长林机械换气损失：排气损失（分自由排气损失，强制排气损失）和进气损失。

充气效率：实际进入气缸的新鲜充量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜充量之比。

充气效率影响因素：进气终了状态的气缸压力，温度，残余废气系数，压缩比，配气相位。

充气效率措施：减少进气系统的流动损失，减小对新鲜充量的加热，减小排气系统的阻力，合理地选择配气相位。

发动机废气涡轮增压增压是发动机提高功率最有效的方法。

增压优点：①在保证输出功率不变的情况下，可以使气缸数减少或者气缸直径减小，从而可以减小发动机的比质量和外形尺寸②提高热效率，降低燃油消耗率③减少排气污染和噪声④降低发动机的单位功率造价⑤对补偿高原功率损失十分有利增压缺点：①增压发动机的机械负荷和热负荷都较高②增压发动机很难满足车辆对转矩适合性及瞬变工况的要求③车用汽油机应用增压技术较困难④适用的小型涡轮增压器发展晚并且效率偏低径流式增压器：主要离心式压气机和径流式涡轮机组成，还有支承装置、密封装置、冷却系统、润滑系统。

离心式压缩机参数，空气增压比压气机特性：压气机在不同转速下的压比、效率和空气流量之间的关系。

第一章发动机的工作原理和总体构造§1.1发动机的分类§1.2四冲程发动机工作原理§1.2.1四冲程汽油机工作原理一、现代汽车发动机的构造现代汽车发动机的构造如图1-1,气缸内装有活塞,活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。

活塞在气缸内做往复运动,通过连杆推动曲轴转动。

为了吸人新鲜气体和排除废气,设有进、排气系统等。

二、基本术语1、工作循环2、上、下止点3、活塞行程4、气缸工作容积5、内燃机排量6、燃烧室容积7、气缸总容积8、压缩比9、工况10、负荷率三、四冲程汽油发动机的工作循环图1-2 为发动机示意图。

四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程,即进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程和排气行程。

通常利用发动机循环的示功图来分析工作循环中气体压力p 和相应于活塞不同位置的气缸容积V 之间的变化关系, 示功图表示了活塞在不同位置时气缸内压力的变化情况。

其中,曲线所围成的面积表示发动机整个工作循环中气体在单个气缸内所作的功。

四冲程汽油机的示功图如图1-3 所示。

（1 进气行程（图1-3a化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合,形成可燃混合气后吸人气缸。

进气过程中,进气门开启,排气门关闭。

随着活塞从上止点向下止点移动,活塞上方的气缸容积增大,从而气缸内的压力降低到大气压以下,即在气缸内造成真空吸力。

这样,可燃混合气使经进气管道和进气门被吸人气缸。

（2 压缩行程（图1-3b为使吸人气缸的可燃混合气能迅速燃烧,以产生较大的压力,从而使发动机发出较大功率,必须在燃烧前将可燃混合气压缩,使其容积缩小、密度加大、温度升高,故需要有压缩过程。

在这个过程中,进、排气门全部关闭,曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，称为压缩行程。

在示功图上，压缩行程用曲线a c表示。

（3 作功行程（图1-3c在这个行程中,进、排气门仍旧关闭。

当活塞接近上止点时,装在气缸盖上的火花塞即发出电火花,点燃被压缩的可燃混合气。

发动机工作循环名词解释
发动机的工作循环是指内燃机进行一次完整的工作过程中所经历的各个阶段。

这个过程通常在四冲程发动机中分为四个主要步骤：进气、压缩、做功（也称为燃烧或动力冲程）和排气。

1. 进气冲程：
- 在这个阶段，活塞从上止点向下止点移动。

- 进气门打开，而排气门关闭。

- 由于活塞的向下运动，气缸内的容积增大，产生真空，使得外部的新鲜空气和燃料混合物（汽油与空气的混合物）被吸入气缸内。

2. 压缩冲程：
- 接着，活塞开始向上移动，将进气门和排气门都关闭。

- 气缸内的混合气体被压缩，其温度和压力升高。

- 压缩比是压缩冲程结束时气缸内气体体积与压缩冲程开始时气体体积之比，它对发动机性能有很大影响。

3. 做功冲程：
- 当混合气体被压缩到一定程度后，火花塞产生电火花，点燃混合气体。

- 燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，通过曲轴将热能转化为机械能。

- 这个过程就是发动机产生动力的部分。

4. 排气冲程：
- 最后，活塞再次向上移动，同时排气门打开，进气门仍然关闭。

- 已经完成燃烧的废气在活塞的推动下排出气缸。

- 当活塞接近上止点时，排气门关闭，准备下一个工作循环的开始。

这四个冲程组成一个完整的“工作循环”。

四冲程发动机就是这样周而复始地进行这些过程，从而持续地输出动力。

第二章：1.三种理论循环：等容加热循环（汽油机均匀混合燃烧），混合加热循环（低速柴油机扩散燃烧），等压加热循环（高速柴油机预混和扩散燃烧）。

1.循环热效率：ηt=Wt/Q1=1-Q2/Q1 预胀比P=V ‘z/Vz 压缩比ε=Va/Vc公式：2.提高循坏热效率的途径：(1).提高压缩比。

(2).提高多变指数。

(3).增加压力升高率。

(3).减小预胀比。

3.实际循环和理论循环的差别，主要体现在实际循环的每一个过程中所存在的不同形式的损失。

1）进气行程：进气流动损失。

2）压缩行程：工质影响，传热损失3）做功行程：燃烧损失。

4）.排气行程：排气流动损失。

4.残余废气系数：残余废气量Mr与新鲜进气量M1之比：表示气缸内换气郭晨进行的完善程度。

评价指标：1).一活塞做功为基础评价气缸内热工转换的完善程度的指示性指标。

实际循环做功能力的评价指标：有平均指示压力：指示功率：实际循环的经济性指标：指示热效率：指示燃油消耗率：5.指示指标的缺点：只能评价内燃机气缸內热工转化的工作循环的好坏，却不能评价指示功经内部传递途径对外输出功的过程中，所要克服的内部摩擦损失功率以及驱动附件所消耗的功率损失大小等。

6.有效性能指标是来衡量发动机热工转化对外界的影响。

动力性指标：1）有效功率Pe:指示功率克服运动的摩擦损失功率以及驱动冷却风扇，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率。

2）平均有效压力Pme：单位气缸工作容积输出的有效功，是衡量发动机动力性的重要参数之一。

3）升功率Pl：单位气缸工作容积所输出的额定功率。

经济性指标：7.有效热效率：8.有效燃油消耗率：简称油耗率，单位时间内有效功率所消耗的燃油量。

9.机械效率定义：ηm=Pe/Pi=1-Pmm/Pmi Pmm=Pmi-Pme10.发动机的机械损失包括那几部分？各占比例如何？常用哪几种方法测量发动机机械损失？摩擦损失，占62-75%；驱动各种附件损失，占10-20%；带动机械增压器损失，占6-10%泵气损失，占10-20%。

第 1 页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t η：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it η：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et η：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i P ：发动机单位时间内所做的指示功。

有效功率e P ：发动机单位时间内所做的有效功。

机械效率m η：有效功率e P 与指示功率i P 的比值。

平均指示压力mi p ：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tq T ：由功率输出轴输出的转矩。

指示燃油消耗率i b ：每小时单位指示功所消耗的燃料。

有效燃油消耗率e b ：每小时单位有效功率所消耗的燃料。

指示功i W ：气缸内每循环活塞得到的有用功。

有效功e W ：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 ϕ-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）与进气过程（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。

汽车发动机部分知识点总结一、发动机的工作原理1.1. 热力循环原理发动机的工作原理首先需要了解热力循环原理。

热力循环是指发动机在工作过程中，通过燃烧燃油产生高温高压气体，然后将这些高温高压气体转化为机械能，驱动汽车运行的过程。

热力循环包括吸气、压缩、爆燃、排气四个过程。

了解热力循环原理有助于理解发动机的工作过程和性能表现。

1.2. 火花点火和压燃点火原理发动机的点火方式主要有火花点火和压燃点火两种。

火花点火是通过点火塞产生的高压电火花点燃混合气，压燃点火则是通过气缸内混合气的高温高压自燃来推动活塞。

这两种点火方式各有优劣，影响着发动机性能和燃油效率。

1.3. 比例压缩原理比例压缩是指在发动机工作过程中，活塞将混合气压缩到一定比例的过程。

压缩比越大，内燃机的热效率越高。

了解比例压缩原理有助于选择适合的汽车发动机，并且有助于保养发动机。

二、发动机的结构2.1. 气缸气缸是发动机的主要工作部件，是燃烧室和活塞的工作场所。

气缸数量和排列方式直接影响了发动机的性能和特性。

2.2. 活塞活塞是发动机内部上下运动的零部件，是发动机内部的运动部件。

正常工作的活塞需要具备一定的材料强度和表面光洁度，以及良好的润滑条件。

2.3. 曲轴曲轴是将活塞上下运动转换为发动机的旋转动力的重要部件。

曲轴需要具备足够的强度和耐磨性，并且在制造过程中需要注意其平衡性。

2.4. 活塞连杆活塞连杆是活塞与曲轴相连的零部件，它是将活塞运动转换为曲轴旋转的媒介。

活塞连杆需要具备足够的强度和重量轻，以减小惯性负荷。

2.5. 气门气门是发动机进气和排气的控制部件，它的工作精度和密封性直接影响了发动机的性能和燃油效率。

2.6. 燃油系统燃油系统是将燃油输送到燃烧室的系统，包括供油系统和喷油系统。

燃油系统的工作状态直接关系到发动机的燃油效率和排放水平。

2.7. 冷却系统冷却系统是将发动机产生的热量散发到空气中的系统，包括水循环冷却和风冷两种方式。