第2章 内燃机的工作指标

《内燃机》知识清单一、内燃机的定义与工作原理内燃机是一种通过燃料在气缸内燃烧产生热能，并将热能转化为机械能的动力机械。

其工作原理基于热力学的基本定律。

首先，燃料和空气的混合物被吸入气缸，然后在压缩冲程中被压缩，使得混合物的温度和压力升高。

接下来，火花塞点火（对于汽油机）或者在高温高压下自行燃烧（对于柴油机），产生高温高压的气体。

这些气体膨胀推动活塞做功，通过连杆和曲轴将直线运动转化为旋转运动，最终输出机械能。

二、内燃机的分类1、按燃料类型分汽油机：以汽油为燃料，通常应用于小型汽车、摩托车等。

柴油机：以柴油为燃料，多用于卡车、大型客车、工程机械等。

2、按气缸排列方式分直列式：气缸呈直线排列，结构简单，制造成本低。

V 型：气缸呈 V 形排列，缩短了发动机的长度，常用于中高级轿车。

W 型：可以看作两个 V 型发动机的组合，结构更加紧凑，但制造工艺复杂。

3、按冷却方式分水冷式：通过冷却液在气缸周围的水道中循环来散热。

风冷式：利用空气直接冷却气缸。

三、内燃机的主要部件1、气缸体与气缸盖气缸体是内燃机的基本框架，容纳活塞和气缸。

气缸盖则封闭气缸顶部，上面安装有气门、火花塞或喷油嘴等部件。

2、活塞与连杆活塞在气缸内做往复运动，通过连杆与曲轴相连。

3、曲轴将活塞的往复运动转化为旋转运动，输出动力。

4、气门机构控制进气和排气，包括气门、气门弹簧、凸轮轴等。

5、燃油系统汽油机：包括油箱、油泵、喷油嘴等，将汽油雾化喷入气缸。

柴油机：由油箱、高压油泵、喷油器等组成，以高压喷射柴油。

6、点火系统（汽油机）产生高压电火花，点燃汽油与空气的混合物。

7、润滑系统减少零件之间的摩擦和磨损，保证发动机正常运转。

8、冷却系统防止发动机过热，保持在适宜的工作温度。

四、内燃机的性能指标1、功率表示发动机做功的快慢，单位为千瓦（kW）或马力（hp）。

2、扭矩反映发动机输出的转矩大小，单位为牛·米（N·m）。

3、燃油消耗率衡量发动机的经济性，通常以每千瓦小时消耗的燃料量来表示。

内燃机的工作指标一、柴油机工作指标1、柴油机效率柴油机效率指柴油机在外加功率下所得到的有效输出功率占有功率的百分比，是考量判断柴油机机械效率状况的主要指标。

通常，在标准条件下，常见柴油机的效率范围可在34%~42% 。

2、柴油机比功率比功率，指柴油机在标准工况（100%满负荷运转）下的输出功率，单位时间内负荷变动情况下，柴油机为了保证输出功率的平稳、连续而所需的增加的内部机械耗能的百分数，一般比功率（在柴油机操作过程中，由于无负荷时的转速变化，比功率也会随之相应变化）。

3、柴油机的排放柴油机的排放指的是柴油机排放出的污染物，主要是二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）和悬浮颗粒物（PM10），这些污染物会造成气象环境污染，并影响人们的健康，因此柴油机的排放物一般要求符合国家环保法规，其中对污染物有对应的标准限值要求。

4、柴油机的缸压柴油机缸压是衡量柴油机机械效率和柴油机能量损耗的重要参数，反映了柴油机内燃瞬时过程。

缸压具有节能指示、压缩比汽缸损失校核等功用，也作为故障诊断的参考指标，一般要求缸压超过国家能耗标准的额定值。

5、柴油机热效率柴油机热效率是柴油机运行效果的重要指标，是衡量柴油机效率得到的比值。

一般热效率的范围在0.36～0.5之间，属于正常范围，只要热效率数值在这个范围之内，就可以比较满意。

二、内燃机工作指标1、内燃机机械效率内燃机的机械效率是指把输出的有效功率占总消耗能量的比例，是衡量内燃机运行性能的一个主要参数，目前实际现象中，内燃机的机械效率一般较低，只有20%～35%，而机械效率越低，能量消耗越大，机械效率高则节约能源，提高工作效率。

2、内燃机发动机比功率发动机比功率是指内燃机所需要进行回低转速等实现调节的有效输出功率。

高比功率可以使发动机的性能更加可靠和稳定，也是内燃机整体性能的重要指标，并且比功率越高，内燃机的可靠性也越高。

3、内燃机燃油消耗率燃油消耗率是指对比100公里行驶时所耗用柴油，这里说的柴油是指每公里路程所消耗的单位汽油即可换算为升数。

内燃机的工作指标
内燃机是人类工业化进程中非常重要的一项技术，它被广泛应用于船舶、汽车、摩托车等运输和动力设备，也被用于产业领域的发电、农业机械等领域。

内燃机的发动机效率、热效率以及平衡机构的运行性能都是衡量内燃机性能的重要指标。

发动机效率是内燃机工作的主要指标之一，它指的是发动机在一段时间内把燃料的能量转化为机械能的能量的比率。

发动机效率一般是指单程式内燃机的发动机效率，在实际工作状态下，发动机效率受外界影响较大，因此，必须采取合理的参数调整、维护保养措施，才能使其达到理想性能。

热效率是内燃机的另一个重要指标，它表示燃料转化为机械能的能量的比率，它比发动机效率高一些，因为热效率还包括发动机排气出口处所散发的废热能。

热效率随着燃烧室压力和温度的变化而变化，一般情况下，当压力越高，温度越高，热效率越高，但这般情况也有限度，当发动机工作温度、压力超过一定范围时，就会出现热效率降低的情况。

内燃机的平衡机构是调节发动机工作性能的关键，它一般由活塞、连接杆、飞轮以及齿轮等部件组成，它的正确运行是内燃机稳定工作的重要保证，如果平衡机构不正常，发动机的效率和功率将大幅度降低，对整个发动机的使用寿命和可靠性也会造成负面影响。

以上就是内燃机的三大工作指标，它们都有着不同的检测和操作规程，为了保证发动机的正常工作，我们需要通过观察及定期的检查
维护来确保它们的正常运行，从而保证整个发动机的可靠性和可持续性。

内燃机工作过程及性能分析内燃机是一种将化学能转化为机械能的热力机。

其工作过程包括进气、压缩、燃烧和排气四个基本过程。

在这个过程中，内燃机通过燃烧燃料使气体膨胀，利用这种膨胀产生的压力做功，最终驱动设备运转。

本文将分析内燃机的工作过程和性能。

一、进气过程进气过程是内燃机工作的第一步。

在汽油机中，进气门开启后，活塞行程朝下，缸内呈大气压，进气门打开后，缸内气压迅速降低，外界大气压迫使空气进入缸内。

而在柴油机中，缸内是高压的，进气门打开后，外界大气压力迫使空气进入缸内。

进气门在活塞行程末尾关闭，进气过程结束。

二、压缩过程压缩过程是内燃机工作的第二步。

活塞行程从下向上运动，气缸内的空气被压缩，气体温度和压力逐渐升高。

这个过程中，汽油机的压缩比较低，一般为8-12，而柴油机的压缩比较高，一般为16-24。

三、燃烧过程燃烧过程是内燃机工作的第三步。

在汽油机中，混合气在压缩过程中被点火火花点燃，形成火焰蔓延，驱动活塞向下运动，同时释放出大量的能量。

而在柴油机中，燃料在很高的压力条件下被喷射进入高温高压的缸内，通过自燃来实现燃烧。

燃烧产生的热量使气体膨胀，推动活塞向下运动。

四、排气过程排气过程是内燃机工作的最后一步。

活塞靠近上死点时，排气门开启，废气在高温高压的情况下被排出气缸。

然后，气缸再次回到进气过程，开始新一轮的工作。

内燃机的性能分析主要包括热效率和机械效率两个方面。

热效率是指内燃机中可被转化为机械功的化学能的比例。

热效率的计算公式为：热效率=输出功/输入热量。

其中，输出功指的是内燃机输出的有效功率，输入热量是燃料燃烧释放的总热量。

一般来说，汽油机的热效率为30%左右，柴油机的热效率可以达到40%以上。

热效率的提高对于节约能源和降低环境污染具有重要意义。

机械效率是指内燃机在转化化学能为机械能时的损失比例。

它包括传动损失、摩擦损失以及各种机械部件的损失等。

机械效率的计算公式为：机械效率=输出功/输入功。

机械效率的提高对于提高内燃机的工作效率和可靠性非常重要。

《工程热力学及内燃机原理》教学大纲开课单位：汽车工程系课程代号：学分：4 总学时：64 H课程类别：限选考核方式：考试基本面向：车辆工程专业一、本课程的目的、性质及任务本课程为车辆工程专业的一门专业课。

通过本课程的学习，学生掌握热力学的基本概念和内燃机基本原理，能对内燃机的性能进行全面的、系统的分析，具备一定的热力学过程和内燃机主要参数的计算能力，并为以后学习机械方面的专业课程打好基础。

二、本课程的基本要求掌握热力学的基本概念和内燃机基本原理，掌握热力学第一定律和热力学第二定律；了解各种常用工质的热力性质；能根据热力学基本定律，结合工质的热力性质，分析计算实现热能和机械能相互转换的各种热力过程和热力循环；了解提高热效率的正确途径和措施。

了解内燃机排污、噪声、振动的知识，掌握内燃机台架试验的基本知识和基本技能。

三、本课程与其他课程的关系学习本课程前，应先修“高等数学”、“大学物理学”、“机械原理”、“汽车构造”等课程。

只有在学好上述课程的基础上才能更好的学习本课程。

四、本课程的教学内容第一部分工程热力学部分绪论（一）热能及其利用（二）热力学发展简史（三）工程热力学的主要内容及研究方法第一章基本概念（一）热能在热机中转变成机械能的过程（二）热力系统（三）工质的热力学状态及其基本状态参数（四）平衡状态，状态方程式，坐标图（五）工质的状态变化过程（六）过程功和热量（七）热力循环第二章热力学第一定律（一）热力学第一定律的实质（二）热力学能和总能（三）能量的传递和转化（四）焓（五）热力学第一定律的基本能量方程式（六）开口系统能量方程式（七）能量方程式的应用第三章理想气体的性质（一）理想气体的概念（二）理想气体状态方程式（三）理想气体比热容（四）理想气体的热力学能、焓和熵（五）理想气体混合物第四章理想气体的热力过程（一）研究热力过程的目的及一般方法（二）定容过程（三）定压过程（四）定温过程（五）绝热过程（六）多变过程第五章热力学第二定律（一）热力学第二定律（二）可逆循环分析及其热效率（三）卡诺定理（四）熵参数、热过程方向的判据（五）熵增原理（六）熵方程第六章气体的流动（一）稳定流动基本方程（二）促进速度变化的条件（三）喷管的计算（四）定熵滞止参数第七章压气机的热力过程（一）单级活塞式压气机的工作原理和理论耗功量（二）余隙容积的影响（三）多级压缩和级间冷却（四）叶轮式压气机的工作原理第八章气体动力循环（一）活塞式内燃机动力循环（二）活塞式内燃机各种理想循环的比较（三）斯特林循环（四）燃气轮机装置循环（五）燃气轮机装置的定压加热实际循环（六）提高燃气轮机装置循环热效率的措施第二部分内燃机原理部分第一章绪论（一）20世纪的内燃机（二）内燃机面临能源与环境的严峻挑战（三）内燃机当前的发展水平（四）面向21世纪的内燃机第二章内燃机的工作循环（一）内燃机理想循环（二）涡轮增压内燃机理想循环（三）内燃机理想循环热效率（四）内燃机实际循环（五）内燃机工作循环举例第三章内燃机的工作指标与性能分析（一）内燃机的工作指标（二）内燃机的指示参数（三）内燃机的机械损失及机械效率（四）内燃机的有效参数（五）内燃机的强化指标与强化分析（六）内燃机的热平衡（七）内燃机的热计算第四章内燃机的燃烧（一）内燃机燃烧热化学（二）内燃机缸内的空气运动（三）点燃式内燃机的燃烧（四）点燃式内燃机的燃烧室（五）压燃式内燃机的燃烧（六）压燃式内燃机的燃烧室第五章内燃机的燃料与燃料供给（一）内燃机燃料（二）柴油机的燃油喷射系统（三）柴油机电控喷油系统（四）汽油机的燃油供给系统（五）电控汽油喷射系统（六）气体燃料内燃机的燃料供给第六章内燃机的换气过程（一）四冲程内燃机的换气过程（二）提高充气系数的措施（三）二冲程内燃机的换气过程及其品质评定（四）内燃机的换气可用能与缸盖气道稳流试验第七章内燃机增压（一）增压技术和增压方式（二）涡轮增压系统（三）高压比、超高压比涡轮增压系统（四）涡轮增压器与内燃机的配合（五）车用发动机增压（六）特殊工况下发动机的涡轮增压第八章内燃机的排放与控制（一）内燃机排放与环境污染（二）内燃机中的有害气相排放物（三）内燃机的颗粒物排放（四）光化学反应（五）内燃机的排气净化第九章内燃机工作过程数值计算（一）内燃机的工质及热力系统的划分（二）内燃机气缸内的热力过程（三）内燃机进排气系统内的热力过程（四）内燃机缸内过程计算的边界条件（五）内燃机与涡轮增压器的匹配计算第十章内燃机的运行特性（一）内燃机的运行工况和调节（二）内燃机的基本运行特性（三）内燃机的实用运行特性（四）内燃机功率及燃油消耗率的修正五、本课程重点、难点1、工程热力学部分：重点：热力学第一定律、理想气体的性质、热力学第二定律、理想气体的热力过程、气体动力循环、气体的流动难点：热力学第二定律、气体的流动。

内燃机的总体构造与工作原理第一章内燃机的总体构造内燃机是热机的一种,它区别于其它型式的特点,是燃料在机器内部燃烧,燃料燃烧时释放出大量的热量,使燃烧后的气体(燃气)膨胀推动机械做功。

燃气是实现热能向机械能转化的媒介物质，这种媒介物质称工作介质（简称工质）。

往复活塞式发动机是应用最早、最广泛的一种，旋转活塞式是近代在国内处发展起来的一种新型内燃机。

往复活塞式内燃机有许多不同型式：按所用的燃料不同分为汽油机和柴油机；按点火方式不同分为点燃式和压燃式；按实现工作过程的行程数不同分为四冲程和二冲程内燃机。

不同型式的内燃机虽然都有它的特点，但它们都要完成将热能向机械能转化这一根本任务。

在内燃机中热能与机械能转化与反转化这一对矛盾是其本矛盾。

它的存在和发展，规定动着其它矛盾的存在和发展。

为了实现这一转化，内燃机必须由一系列的机构和系统所组成。

二个机构：（一）柄连杆机构：主要零件有：气缸体、曲轴箱、所缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等。

活塞通过连杆与曲轴相连。

活塞在气缸中往复运动时，连杆摆动并使曲轴作旋转运动。

反之，曲轴转动时，可使活塞在气缸中作往复直线运动。

燃料在气缸中燃烧时，燃气膨胀作用在活塞上的压力，借助于连杆转变为曲轴的旋转力矩，使曲轴带动工作机械做功。

固定在曲轴后端的飞轮，它能储存能量，使曲轴均匀旋转。

（二）配气机构包括：进气门、排气门、凸轮轴及其它驱动件等。

汽油机或柴油机为了连续不断地工作，必须把膨胀做功后的废气从气缸中排出，吸入由汽油或者柴油和空气组成的可燃混合气，即要进行换气。

配气机构是根据工作过程的需要，适时的开启和关闭进气门和排气门，完成换气过程。

由此可见，上述两个机构是内燃机中实现将热能转化为机械能所必须的主要机构。

但是，必须向气缸供给可燃混合气，使之燃烧，不然，内燃机中不可能有热能向机械能转化。

因此，为了使内燃机运转，还要有以下几大系统。

1、燃料供给系：它担负着向气缸内供给可燃混合气的任务。

内燃机的工作指标内燃机是一种用于产生动力的发动机，它以燃料的燃烧为基础，将热量转变为机械能量。

内燃机的性能受多种因素的影响，例如燃烧过程、发动机尺寸及结构特征等。

因此，确定一种内燃机的性能指标是尤为重要的。

首先，比较热效率。

比较热效率指的是内燃机进行完燃烧后，最终产生的动力占燃料能量的有效百分比，比较热效率的不同，代表内燃机的效率不同。

比较热效率的值越高，表明内燃机的性能越好。

其次，安培效率。

安培效率是指内燃机的有效使用的电动力的百分比，它是用来测量内燃机的能源利用率的一个重要指标，安培效率越高，说明内燃机的性能越好。

此外，还有燃烧室容积比和内燃机加速特性。

燃烧室容积比是用来衡量内燃机运行过程中，燃烧产生的压力大小的一个重要指标，燃烧室容积比越大，表明内燃机的性能越好。

内燃机加速特性是指内燃机在不同转速下产生的动力的大小，内燃机加速特性越好，表明内燃机的性能越好。

最后，内燃机的运行成本。

内燃机的运行成本不仅仅受燃料的影响，而且还受到发动机状态、发动机结构和维护费用的影响。

内燃机的运行成本越低，表明内燃机的性能越好。

总而言之，内燃机的性能受一系列指标的影响，其中包括比较热效率、安培效率、燃烧室容积比、内燃机加速特性以及运行成本等，而这些指标的大小和水平，又会直接影响内燃机的效率和使用寿命。

因此，把握这些指标的变化，对于科学评估内燃机性能至关重要。

评价内燃机性能的指标有很多，这些指标可以分为机械性能指标和经济性能指标。

其中，最重要的是比较热效率、安培效率、燃烧室容积比、内燃机加速特性以及运行成本等。

比较热效率越高，代表内燃机的效率越高；安培效率越高，代表内燃机的能源利用率越高；燃烧室容积比越大，代表内燃机的压力越大；内燃机加速特性越好，代表内燃机的动力越好；运行成本越低，代表内燃机的成本效益越好。

因此，评估内燃机性能需要考虑多种因素，把握各项指标的变化，才能准确地反映出内燃机性能的情况，从而掌握引擎的运行状态，避免发动机出现意外情况。

内燃机的工作指标
内燃机是世界上应用最广泛的发动机之一，用于各种不同类型的机械设备。

每种类型的发动机都具有特定的工作指标，以确保其正常运行。

在本文中，我们将探讨内燃机的工作指标。

首先，内燃机的性能指标必须符合严格的标准。

其基本特性必须满足机械设备的要求，包括最大功率，最大转速，最大扭矩，最大可运行时间等等。

同时，它的性能必须能满足各种环境条件，如温度，湿度，压力，污染，光照等。

其次，内燃机必须拥有良好的可靠性指标。

可靠性是指一个设备或系统能在特定的测试条件下连续工作的能力。

通常，可靠性直接受到发动机本身质量及其所用零部件质量的影响，受到外界环境因素的影响也很大。

因此，内燃机的可靠性指标必须符合专业的测试标准。

第三，内燃机的燃料消耗必须能够保持合理的水平。

此外，内燃机的排放必须符合专业的标准，其中包括尾气照度，气体排放浓度，液体排放浓度，尾气温度等等。

此外，它还必须有良好的抗噪声性能，以确保机器的正常工作环境。

最后，内燃机的使用寿命也非常重要。

一般来说，内燃机的使用寿命可以达到5000小时以上，且需要进行定期维护，以维持其良好的性能。

总的来说，内燃机的工作指标包括性能，可靠性，燃料消耗，排放和使用寿命等。

这些指标的要求必须符合专业标准，以确保内燃机的正常运行。

此外，为了保持发动机持续正常运转，定期维护也是必
不可少的。

内燃机原理课后题内燃机学课后题第二章：内燃机的工作指标2-7内燃机的动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类？表示动力性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？表示经济性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？2-8怎样求取发动机的指示功率、有效功率、平均指示压力和平均有效压力？2-9机械效率的定义是什么？2-10平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别？2-11充量系数的定义是什么？的高低反映了发动机哪些方面性能的好坏？2-12试推导由吸入的空气量来计算平均有效压力的解析式及升功率的解析式，并分析提高发动机升功率的途径。

2-13影响be的因素有哪些？降低be的途径有哪些？2-14过量空气系数的定义是什么？在实际发动机上怎样求得？2-15内燃机的机械损失由哪些部分组成？详细分析内燃机机械损失的测定方法，其优、缺点及适用场合。

2-16要设计一台六缸四冲程高速柴油机，设平均指示压力，平均机械损失压力，希望在2000r/min时能发出的功率为73.5kW。

1）为将活塞平均速度控制在8m/，缸径行程比取多大合适？2）为使缸径行程比为1:1.2，缸径与行程取多大？1）求发动机的pme、Ttq和。

2）当时，试求、、和的值。

3）当、、均未变，由0.75提高到0.8，此时PL、Pe和be的值。

4）若通过提高使Pe提高到160kW，而、均未变化，则、、be值是多大？5）通过以上计算，你可以得出哪些结论？2-17试述机械损失的测定方法。

第三章：内燃机的工作循环3-1研究理论循环的目的是什么？柴油机的理论循规蹈矩环与实际循环有何区别？3-2试推导混合加热理论循环热效率的表达式。

3-3从理论循环中可以得到哪些结论？在指导实际工作时要受到哪些限制？3-4简述发动机实际循环向理想循环的简化条件。

3-5在初态相同、最高压力和温度相同、放热量相同的前提下，在发动机理想循环P-V图上比较混合、定容和定压加热循环的热效率。