发动机进气排气燃烧过程-2

第二章 发动机的换气过程一。

五个角度：1.进气提前角α：从进气门打开到上止点这段曲轴转角(0～40 oCA)。

目的：活塞下行时有足够大的开启面积，新鲜工质可以顺利流入气缸。

2.进气门迟闭角β：从下止点到进气门关闭(40～70 oCA) 。

目的：利用高速气流的惯性，在下止点后继续充气，以增加进气量。

3.排气提前角γ：从排气门开启到活塞行至下止点所对应的曲轴转角称为，一般为30º~80ºCA。

目的：①在活塞上行时排气门有足够大的开启面积；②减小活塞上行时的阻力。

4.排气迟闭角δ：从上止点到排气门完全关闭这段曲轴转角（10～350CA ） 目的：利用高速气流的惯性排除废气。

.5.叠开角：进、排气门同时开启时对应的曲轴转角，一般为20º～80º曲轴转角。

在增压发动机可达80º~160º的曲轴转角。

因其进气压力高。

目的：由于进气管、气缸、排气管互相连通，可以利用气流的压差、惯性或进、排气管压力波的帮助，清除残余废气，增加进气量，降低高温零件的温度，但注意不应产生废气倒流现象。

二，换气过程：⑴自由排气阶段：排气门开启到气缸压力接近了排气管压力的这一时期 ⑵超临界状态： 排气门开启时，气缸内废气压力较高（0.2~0.5Mpa ）， 通过排气门口废气的流速等于该状态下的音速（m/s ）在超临界排气时期①废气流量与排气管内压力pr 无关，只与气缸内的气体状态及气门开启截面积有关②因排气流速甚高，在排气过程中伴有刺耳的噪声，所以排气系统必须装有消声器。

⑶亚临界状态：当时，排气流动转入亚临界状态，废气流速降低，产生的噪音较小。

特征：排出的废气量决定于气缸内及排气管内的压力差。

压力差越大排出废气越多。

当到某一时刻 ，自由排气阶段结束（一般下止点后10º~30º曲轴转角）。

此阶段虽然历程很短，但因排气流速甚高，排出废气量达60%以上。

⑷高速发动机：高速发动机其排气提前角要大一些：在自由排气阶段中，排出的废气量与发动机转速无关。

第二节 汽油机混合气的形成与燃烧一．汽油机混合气的形成1.化油器式汽油机混合气的形成汽油机的不同工况，对混合气成分的要求也不同。

化油器式汽油机的可燃混合气，是在气缸外部由化油器形成的，并通过节气门开度不同控制混合气的量，从而实现混合气的量调节。

1）发动机不同工况对混合气的要求理想的化油器，能够在满足最佳性能要求的前提下，使混合气成分随负荷（或混合气量）的变化而变化，如图3－1所示。

2）化油器的工作原理为满足发动机不同工况对混合气的要求，化油器设有主供油装置、怠速供油装置、加速供油装置、加浓供油装置和起动供油装置等。

2．电子控制燃油喷射汽油机混合气的形成电子控制的汽油喷射系统，以发动机转速和空气量为依据，由ECU 接受来自各个传感器的信号，如：进气量、曲轴转角、发动机转速、加速减速、冷却水温度、过气温度、节气门开度及排气中氧含量等，经处理后，将控制信号送到喷油器，通过控制喷油器开闭时间的长短，控制供油量，使达到最佳空燃比，以适应发动机运行工况的要求。

常用的多点燃油喷射系统示意图如图3－6所示。

二．汽油机正常燃烧过程当汽油机压缩行程接近终了时，由火花塞跳火形成火焰中心，点燃可燃混合气，火焰以一定速度传播到整个燃烧室，燃烧混合气。

1. 正常燃烧进行情况在混合气的燃烧过程中，火焰的传播速度及火焰前锋的形状均没有急剧变化，这种燃烧现象称为正常燃烧。

根据高速摄影摄取的燃烧图，或激光吸收光谱仪来分析燃烧过程。

如图3－7所示，为汽油机燃烧过程的展开示功图，它以发动机曲轴转角为横坐标，气缸内气体压力为纵坐标。

图中虚线表示只压缩不点火的压缩线。

燃烧过程的进行是连续的，为分析方便，按其压力变化的特征，可人为地将汽油机的燃烧过程分为着火延迟期、明显燃烧期和补燃期三个阶段，分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示。

1）着火延迟期从火花塞跳火开始到形成火焰中心为止的这段时间，称为着火延迟期。

如图3－7中I 阶段所示。

从火花塞跳火开始到上止点的曲轴转角，称为点火提前角，用θig 表示。

汽车发动机排气系统工作原理汽车发动机排气系统是发动机的重要组成部分，它的功能是将燃烧产生的废气从发动机中排出，并起到净化环境和提高发动机性能的作用。

本文将从排气系统的组成、工作原理和主要组件等方面进行介绍。

一、排气系统的组成汽车发动机排气系统由排气歧管、催化转化器、消声器和尾气管等组成。

1. 排气歧管：排气歧管是连接发动机缸体和催化转化器的管道，它的设计能够将发动机排出的废气有效地输送到催化转化器，提供最佳的排气流动性能。

2. 催化转化器：催化转化器是排气系统中的核心部件，其主要作用是将废气中的有害物质，如一氧化碳、氮氧化物等，转化为无害的物质。

它通过使用催化剂，如铂、钯等，将废气中的有害成分催化氧化或还原，从而净化废气。

3. 消声器：消声器是用来减少发动机排气产生的噪音的装置。

它通过运用消音原理和吸声材料，使废气的流动能够产生适当的阻尼和吸收，从而达到降低噪音的效果。

4. 尾气管：尾气管是将经过处理的废气排放到大气中的管道。

一般情况下，尾气管上还会装有尾气嘴，用来改变排气流动的方向和形态，以达到净化环境和美观的目的。

二、排气系统的工作原理汽车发动机排气系统的工作过程主要包括四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。

在这四个步骤中，排气是其中一个最重要的环节。

1. 进气：汽车发动机通过进气门将空气和燃油混合物吸入到气缸内，形成可燃气体。

2. 压缩：活塞向气缸内移动，将进气混合物压缩，增加其密度和压力，为燃烧创造条件。

3. 燃烧：发动机点火后，点燃进气混合物，产生高温高压气体，释放能量推动活塞做功。

4. 排气：在燃烧后，废气会产生，并通过排气门排出。

排气门在发动机的特定时机打开，废气经过排气歧管和催化转化器等组件后，经过消声器减少噪音，并最终排出尾气管。

三、排气系统的主要组件及其功能1. 废气涡轮增压器（可选）：它利用废气的能量驱动涡轮从而帮助提高发动机的进气效率。

2. 废气再循环系统（EGR）：EGR系统将一部分排气重新引入到气缸中，减少氮氧化物的生成和发动机燃烧过程的温度，提高燃烧效率和降低排放。

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。

发动机进气和排气的原理
发动机的进气和排气是引擎操作的两个重要过程，这两个过程共同构成了发动机的工作循环。

下面将介绍发动机进气和排气的基本原理。

1. 进气过程：
在进气过程中，发动机通过进气系统从外界吸入空气。

主要的功能是提供支持燃烧所需的氧气。

以下是进气过程的基本原理：
- 进气门打开：进气门开启时，发动机的活塞处于下行冲程。

活塞向下运动，气缸内的气体排出，以清除上一个工作周期剩余的废气。

- 进气阀门关闭：当活塞到达上止点之前，进气阀关闭。

这样，气缸内的气体被封闭，形成一个密封空间。

- 进气回路形成：进气门关闭后，活塞继续向下运动，气缸内的体积增大，形成负压。

负压将气缸连接的进气道中的空气吸入气缸中。

- 燃油喷射：当进气阀关闭后，燃油喷射器将燃油喷入气缸内，与进入的空气混合形成可燃混合气。

- 进气门关闭：当活塞向上运动时，进气门关闭，封闭气缸中的混合气体。

2. 排气过程：
在排气过程中，发动机通过排气系统将燃烧产生的废气排出。

以下是排气过程的基本原理：
- 排气门打开：活塞到达上止点时，排气门打开。

废气开始从气缸内排出。

- 排气阀门关闭：在排气门打开的同时，进气门关闭，防止新鲜空气进入气缸。

- 排气管排气：废气通过排气管排出发动机，并进入排气系统，最终排到车辆的尾气中去。

通过这种进气和排气的循环，发动机能够不断吸入新鲜空气来支持燃烧，并将废气排出，使发动机能够持续高效地工作。

发动机的燃烧过程及工作原理发动机是汽车、飞机等各种交通工具的核心组件，而燃烧过程是发动机能够产生动力的关键。

本文将介绍发动机的燃烧过程及其工作原理，以揭示发动机背后的奥秘。

一、燃烧过程简介燃烧是指可燃物料与氧气在一定条件下发生的氧化反应。

而发动机的燃烧过程是指通过可燃物料（通常为汽油或柴油）与空气的混合物在气缸内燃烧，从而驱动活塞运动，转化为机械能的过程。

二、火花点火式火花点火式发动机是目前大多数汽车所采用的发动机类型，下面将以火花点火式发动机为例，介绍其燃烧过程及工作原理。

1. 吸气冲程：活塞从上止点开始向下运动，此时气缸内压力低于大气压，进气阀开启。

活塞下行使气缸内形成负压，使得进气阀打开，进气门将燃料和空气混合物送入气缸。

2. 压缩冲程：活塞自下行止点开始向上运动，进气阀关闭。

活塞上行使气缸内的混合物开始被压缩，同时引擎控制单元（ECU）发送信号，点燃火花塞产生的火花，点燃燃料和空气混合物。

3. 爆发冲程：在压缩冲程的末端，点火系统点燃燃料和空气混合物，产生火焰。

火焰迅速蔓延，形成高温高压的气体，推动活塞向下运动。

4. 排气冲程：活塞自下行止点运动至上止点，此时进气气门关闭，排气气门开启。

废气被排出气缸，准备进入下一个工作循环。

三、柴油与火花点火式发动机不同，柴油发动机采用压燃燃料（柴油），无需火花塞点火。

下面将以柴油发动机为例，介绍其燃烧过程及工作原理。

1. 进气冲程：活塞从上止点开始向下运动，进气阀开启，气缸内形成负压，柴油燃料由喷油器喷射至气缸内。

2. 压缩冲程：活塞自下行止点开始向上运动，进气阀关闭。

柴油燃料被压缩至高温高压状态。

在压缩过程的末端，柴油燃料达到自燃温度并点燃。

3. 扩展冲程：点燃后的柴油形成火焰，在气缸内迅速扩展。

高温高压的火焰推动活塞向下运动。

4. 排气冲程：活塞自下行止点运动至上止点，进气气门关闭，排气气门开启。

废气被排出气缸。

四、发动机工作原理总结发动机的工作原理可以归纳为吸气、压缩、燃烧和排气四个基本过程。

第一章1简述发动机的实际工作循环过程。

发动机的实际循环是由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程组成的，较理论循环复杂很多。

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，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。

此时进排气门均关闭，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，增大作功过程的温差，获得最大限度的膨胀比，提高热功转化效率，为燃烧过程创造有利条件。

3) 燃烧过程。

此时进排气门均关闭，活塞处在上止点前后，作用是将燃料的化学能转变为热能，使工质的压力、温度升高。

4) 膨胀过程。

也称作功过程，此时进排气门均关闭，高温、高压的工质推动活塞，由上止点向下止点移动而膨胀作功，气体的压力和温度也随即迅速降低。

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，膨胀过程结束后，活塞由下止点返回上止点，将气缸内的废气排除。

2画出四冲程发动机实际循环的示功图，它与理论示功图有什么不同？说明指示功的概念和意义。

图a、b分别为柴油机和汽油机实际循环和理论循环的示功图比较，理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体随温度等因素影响会变大，而且实际循环中还存在泄露损失。

换气损失燃烧损失等，这些损失的存在，会导致实际循环放热率低于理论循环。

指示功时指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi，指示功Wi反映了发动机气缸在一个工作循环中所获得的有用功的数量。

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为：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。

可采取的基本措施是：1）减小燃烧室面积，缩短后燃气能减小传热损失。

2）采用最佳点火提前角和供油提前角能减少提前燃烧损失或后燃损失。

3）采用多气门，最佳配气相位和最优进排气系统能减少换气损失。

简述汽车发动机工作过程汽车发动机是汽车的重要组成部分，它通过燃烧燃料产生能量，驱动车辆行驶。

发动机的工作过程可以分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。

下面将对每个阶段进行详细描述。

1. 进气阶段：在进气阶段，发动机通过进气门将空气引入燃烧室。

进气门是通过凸轮轴带动，凸轮轴根据曲轴的转速进行旋转。

进气门的开启和关闭由凸轮轴上的凸轮控制，凸轮轴的转动是通过连杆机构与曲轴相连实现的。

2. 压缩阶段：进气阀关闭后，活塞开始向上运动，将进气混合气体压缩。

压缩过程使混合气体变得更加浓缩，增加了燃烧时产生的能量。

压缩过程中，汽缸内的体积减小，气体压力增加。

3. 燃烧阶段：当活塞到达顶点时，高压点火系统将火花塞产生的火花引燃混合气体。

混合气体在火花的作用下发生燃烧反应，释放出大量的能量。

燃烧产生的高温高压气体将活塞推向下方，并且曲轴转动，通过连杆机构将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。

4. 排气阶段：在燃烧完全后，活塞再次向上运动，将燃烧产生的废气排出。

此时，排气门打开，废气通过排气门进入排气管，最终被排放到大气中。

排气门的开启和关闭过程与进气门相似，由凸轮轴控制。

在发动机工作过程中，曲轴的旋转驱动着汽缸内的活塞做往复运动。

曲轴通过连杆机构与活塞相连，能够实现活塞的上下运动转换为曲轴的旋转运动。

这样，曲轴的转动就能够驱动汽车的动力传出装置，如驱动轴、传动箱等，从而驱动车辆行驶。

发动机运行过程中需要燃料与空气的混合物进行燃烧，以产生能量。

为了确保燃料的燃烧效率，发动机还配备了一系列辅助设备，如喷油系统、点火系统、进气系统和排气系统等。

总结起来，汽车发动机工作过程包括进气、压缩、燃烧和排气四个阶段。

这些阶段由发动机各个部件的协同工作完成，最终产生能量驱动车辆行驶。

汽车发动机的工作原理和性能对车辆的性能和经济性都有着重要的影响。

第二章发动机的换气过程本章重点：换气过程的特点及其评价指标；提高换气效果的措施。

本章难点：充气效率的定义；可变技术发动机排出废气、充入新鲜空气或可燃混合气的全过程叫做换气过程。

没有换气过程，发动机无法持续运转。

每循环进入气缸的空气量或可燃混合气量是决定发动机动力输出大小的因素。

所以，换气过程是发动机工作过程不可缺少的组成部分，也是决定发动机动力性、经济性的重要环节。

合理组织换气过程，保证吸入尽可能多的新鲜充量，以获得尽可能高的输出功率和扭矩；尽量减少换气损失，以降低机械损失，提高发动机经济性；保证进气后在缸内所形成的气体运动，能满足组织快速燃烧的要求，以提高热效率。

η是评价发动机换气过程完善程度和决定发动机性能的重要指标。

充气效率ν2.1 四冲程发动机的换气过程1.换气过程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，大约占410~480℃A（曲轴转角）。

一般将换气过程分为自由排气、强制排气、进气和气门重叠四个阶段。

图1-2-1为四冲程发动机换气过程的p-V图。

1）自由排气阶段图1-2-1中从排气门早开点b′到晚关点r′，约240~260℃A的b′bdrr′段为排气过程。

排气门开启初期，缸内压力p远大于排气管压力p r，此时，图1-2-1 四冲程发动机的换气过程p-V图尽管活塞还在下行，缸内压力也在不断下降，但是压差(p-p r)已足以使废气自由留出，而不必依靠活塞推出。

这一阶段为自由排气阶段。

自由排气阶段大约在下止点后10~30℃A结束。

自由排气阶段虽然时间不长，且气门开启流通面积也较小，但因流速很高，排出废气量达60%以上。

2）强制排气阶段自由排气阶段结束后，缸内压力大大降低，必须依靠上行活塞强制推出。

因为气门流通面积减小，排气不畅，在排气后期到上止点，缸内压力略有上升。

3）进气过程图1-2-1中从排气门早开点d到晚关点a′，约220~265℃A的drr′aa′段为进气过程。

发动机的进气与排气系统解析在汽车发动机中，进气与排气系统扮演着至关重要的角色。

进气系统负责将空气和燃料混合物引入燃烧室，而排气系统则将燃烧产生的废气排出。

这两个系统相互配合，共同实现汽车引擎的高效工作。

本文将对发动机的进气与排气系统进行详细解析。

一、进气系统进气系统的主要部件包括进气道、空气滤清器、进气歧管和气缸。

其工作原理如下：1. 空气滤清器：汽车进气系统中的第一道防线是空气滤清器。

其作用是过滤进入发动机的空气，防止灰尘、沙粒等杂质进入引擎，保护发动机运行顺畅。

2. 进气道：空气滤清器过滤后的空气通过进气道进入发动机。

进气道的设计可影响进气的流量和速度，进而影响发动机的性能。

3. 进气歧管：进入进气道的空气经过进气歧管分配到不同的气缸中。

进气歧管的结构和设计也会对发动机的性能产生一定的影响。

4. 气缸：空气进入气缸后与燃油混合，通过喷油器喷射形成可燃混合气。

然后，在火花塞的作用下，混合气被点燃，完成燃烧过程。

进气系统的设计和优化对发动机的性能和燃油经济性具有重要影响。

例如，增加进气道的直径和长度可以增加进气量，提高发动机的输出功率。

同时，采用进气可变门的技术可以实现进气道的变化尺寸，从而在不同转速下优化进气效果。

二、排气系统排气系统由排气歧管、催化转化器、消声器等组成，其功能是将燃烧后产生的废气排出发动机。

排气系统的工作原理如下：1. 排气歧管：燃烧后的废气从气缸中排出，在排气歧管中进行集中处理，将多个气缸的废气合并到一起。

2. 催化转化器：废气经过排气歧管后进入催化转化器，其中的催化剂能够将有害物质转化成无害物质，减少对环境的污染。

3. 消声器：排气经过催化转化器后进入消声器。

消声器通过设计和设置吸音材料，减少发动机排气产生的噪音。

排气系统的设计和优化可以降低发动机运行时的噪音，并减少废气对环境的污染。

例如，采用不同形状和尺寸的排气管可以改变排气流动的速度和压力，从而影响发动机的输出功率和扭矩。

自然吸气汽油发动机工作原理
自然吸气汽油发动机是目前主流的汽油发动机之一，其工作过程
可以分为四个步骤：进气、压缩、爆炸和排气。

接下来，我们详细介
绍一下自然吸气汽油发动机的工作原理。

第一步：进气
进气是自然吸气汽油发动机工作的第一步，即将空气通过进气道引入
发动机。

发动机的进气系统主要由进气口、空气过滤器、进气道和节
气门等组成。

当发动机运转时，活塞在下行行程时通过进气门将空气
引入发动机。

进气时需要考虑空气的流量和过滤掉灰尘等杂物，因此
空气过滤器的作用非常重要。

第二步：压缩
经过进气道，空气进入汽缸内，在活塞上升过程中被压缩。

汽缸的密
闭结构使得空气的压力随着活塞的升高逐渐增加，最终达到发动机预
设的压力。

为了提高效率，发动机通常采用多缸结构，即将多个汽缸
串联起来，以助力气体的压缩。

第三步：爆炸
当气体达到一定压力后，点火系统向汽缸中喷入燃油，形成混合气体。

然后，点火系统通过火花塞点火，使混合气体爆炸。

当混合气体爆炸时，气体急速膨胀，推动活塞下降。

这一过程被称为“燃烧过程”。

第四步：排气
经过燃烧后，排气门打开，将燃烧后的废气排出。

废气进入排气管，
再经过消音器减少噪音，最终排出车尾。

与进气过程相似，排气系统
也需要考虑气流的流量和净化排放废气的作用。

综上所述，自然吸气汽油发动机的工作原理是一个循环过程，由
进气、压缩、爆炸和排气四个步骤组成。

这种发动机结构简单、运转
平稳，是目前用于轻型和中型汽车的主流发动机之一。