内燃机原理复习整理0
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九年级内燃机知识点总结归纳内燃机是一种利用燃料在燃烧室内燃烧产生高温高压气体,推动活塞运动,转化为机械能的装置。
内燃机广泛应用于交通工具和工业机械中,是现代社会不可或缺的动力来源之一。
在九年级的学习中,我们接触了一些关于内燃机的基本原理和工作过程的知识,下面对这些知识点进行总结归纳。
一、内燃机的分类1.按工作循环分:四冲程内燃机、两冲程内燃机。
2.按燃料类型分:汽油机、柴油机。
3.按供油方式分:化油器供油内燃机、喷油器供油内燃机。
二、内燃机的基本构造和工作原理内燃机主要由进气系统、燃油供给系统、燃烧室、排气系统和传动系统组成。
1.进气系统:主要由进气道、进气门和空气滤清器等组成,作用是将空气引入燃烧室。
2.燃油供给系统:汽油机采用化油器供油,柴油机采用喷油器供油,其作用是将燃料供给燃烧室。
3.燃烧室:是燃料燃烧和产生高温高压气体的区域。
4.排气系统:由排气门、排气管和消声器等组成,作用是将废气排出。
5.传动系统:将活塞运动转化为机械能,推动车辆或工作机械。
三、四冲程内燃机的工作过程四冲程内燃机是指通过四个活塞行程来完成一个循环的内燃机。
其工作过程包括进气冲程、压缩冲程、工作冲程和排气冲程。
1.进气冲程:活塞向下运动,气门开启,汽缸内减压,燃料混合气经过进气门进入汽缸。
2.压缩冲程:活塞向上运动,气门关闭,燃料混合气被压缩成高压气体,体积变小,压力上升。
3.工作冲程:活塞继续向上运动,达到最高位置时,火花塞产生火花,点燃燃料混合气,产生燃烧,高温高压气体推动活塞向下运动,转化为机械能。
4.排气冲程:活塞到达底死点位置时,排气门开启,高温废气经过排气门排出汽缸。
四、内燃机的性能指标1.功率:内燃机输出的有效功率,分为额定功率和最大功率。
2.扭矩:内燃机输出的转矩,表示内燃机工作能力。
3.燃油消耗率:单位时间内消耗的燃油量,是衡量内燃机燃油经济性的指标。
4.排气量:内燃机在一个工作循环内的气缸容积,单位为升。
物理九年级内燃机知识点内燃机是一种将燃料在内部燃烧产生能量的机械装置。
它是现代社会中最重要的动力来源之一,被广泛应用于汽车、发电机以及飞机等领域。
下面将介绍物理九年级中与内燃机相关的主要知识点。
一、内燃机的工作原理内燃机主要包括四个基本部分:进气系统、压缩系统、燃烧系统和排气系统。
进气系统负责吸入空气和燃料混合物,压缩系统将混合物压缩至高压状态,燃烧系统点燃混合物,产生高温高压气体,最后通过排气系统释放燃烧产物。
二、燃烧原理内燃机主要通过燃料的燃烧来释放能量。
燃料与空气混合后,在高压状态下被点火,发生燃烧反应。
燃烧反应产生的热能将气体加热膨胀,从而驱动活塞工作。
利用连续的爆发和推动机械装置运动的过程,将热能转化为机械能。
三、燃烧反应和燃料在内燃机中,燃料主要是液体燃料(如汽油、柴油)或者气体燃料(如天然气、液化石油气)。
不同类型的燃料在燃烧过程中会有不同的反应特点和燃烧产物。
例如,柴油机燃料燃烧时会产生较多的氮氧化物和颗粒物,而汽油机燃料则会产生较多的碳氢化合物。
四、热力循环内燃机的工作过程可以通过热力循环来描述,常用的是奥托循环和迪塞尔循环。
奥托循环主要用于汽油机,其特点是在连续的四个行程中完成燃油的吸入、压缩、燃烧和排出。
而迪塞尔循环主要用于柴油机,其特点是在燃油被注入和压缩后点火燃烧。
五、效率和排放内燃机的效率是指输入输出能量的比值,通常以热效率和机械效率来衡量。
热效率是指燃料中释放的能量中转化为有效功的比例,机械效率则是指发动机输出功率与输入燃料能量之比。
此外,内燃机的排放问题也备受关注。
汽车尾气排放的二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物和颗粒物等对环境和健康造成重要影响。
六、内燃机的改进和发展为了提高内燃机的效率和减少排放,科学家和工程师进行了许多改进和创新。
一些改进措施包括采用高效燃烧技术、提高燃烧效率、减少摩擦和辐射损失等。
此外,还出现了混合动力汽车和电动汽车等新型动力系统,有效地解决了内燃机在能源利用和环境保护方面的问题。
内燃机原理复习重点(前四章)资料第一章内燃机工作循环与性能指标内燃机的实际工作循环:由进气、压缩、燃烧—膨胀、排气四个过程组成,它是周期性地将燃料燃烧所产生的热能转变为机械能的往复过程。
基本原理:内燃机通过进气过程向气缸内吸入新鲜空气或空气与燃料的混合气,通过活塞的压缩行程,将新鲜充量的温度、压力提高到一个合适的水平,然后燃料以点燃或压燃的方式开始燃烧释放出热能,气缸内气体工质被加热,温度和压力得到进一步提升,同时膨胀推动活塞做功实现由热能到机械能的转变,最后通过排气过程排除已燃废气。
理论循环提出的假设:(1)以空气作为循环工质,视其为理想气体,物理及化学性质保持不变,工质比热容为常数;(2)循环工质的总质量保持不变(3)将燃烧过程简化为等容或等压的加热过程,将排气过程简化为等容放热过程;(4)将工质的压缩和膨胀过程看成等熵过程,工质与外界不进行热交换。
三种形式的理论循环:(1)定容加热循环,如汽油机(2)定压加热循环,如高增压和低速大型柴油机(3)混合加热循环,如高速柴油机理论循环的评价指标:(1)循环热效率t η:工质所做循环功W 与循环加热量1Q 之比,用来评价循环的经济性,即 12t 11Q Q W Q Q η-== 影响t η的因素有:①压缩比ε(随着ε增大,三种循环的热效率都提高,提高压缩比可以提高循环平均加热温度,降低循环平均放热温度);②绝热指数k (随着k 值增大,t η将提高);③压力升高比λ(定压加热循环与定容循环的t η均与λ无关,对于混合加热循环,当1Q 与ε不变时,λ增大则ρ减小,膨胀过程增加,2Q 减少,t η提高);④预胀比ρ(ρ值增加,t η下降)(2)循环平均压力t p :单位气缸工作容积所做的循环功,用来评价循环的做功能力,即 t ()SW p kPa V = 对于定压和定容加热循环,循环平均压力t p 随压缩起点压力a p 、压缩比ε、压力升高比λ 预胀比ρ、绝热指数K 和热效率t η的增加而增加;对于混合加热循环,若1Q 不变,增加ρ 就是减少λ,t η下降,t p 也降低继续膨胀循环:(1)脉冲涡轮增压(2)定压涡轮增压四行程内燃机的实际循环:(1)进气过程:进气压力终点a p 一般小于环境大气压力0p ,压力差用于克服进气阻力,进气终点的温度a T 高于环境大气温度0T(2)压缩过程:复杂多变过程,压缩终了的压力1n c a p p ε=,温度11n c a T T ε-=,其中,多变指数1n 主要受工质与缸壁的热交换及工质泄露情况的影响,当转速提高时,热交换时间缩短,缸壁的传热和气缸泄漏气量减少,1n 会增大,当负荷增加时,气缸壁温度升高,传热量减少,1n 增大,而当漏气量增加或缸壁温度降低时,1n 减小。
第一章发动机的性能三种基本循环方式及其实用意义循环热效率与循环平均压力*内燃机的指示指标与有效指标的差别;评定发动机动力性和经济性有哪些指标;*发动机强化指标发动机热平衡第二章发动机的换气过程换气过程的四个阶段*发动机的充气效率定义;影响充气效率的因素*进气马赫数的定义与限制方法进、排气管的动态效应第三章燃料与燃烧*柴油的十六烷值;汽油的辛烷值气体燃料CNG LNG LPG;天然气燃料的优点*过量空气系数与空燃比的概念*燃料的热值(低热值、高热值)柴油着火:低温多阶段着火冷焰—蓝焰—热焰汽油着火:高温单阶段着火汽油机的预混燃烧与柴油机的扩散燃烧第四章汽油机混合气的形成和燃烧*正常燃烧过程:三个阶段及其特点;燃烧速度及其影响因素不规则燃烧现象:各循环间的燃烧变动与各缸间的燃烧差异燃烧室壁面的熄火作用:现象与危害,熄火厚度及减少方法*不正常燃烧:爆燃与表面点火现象、危害、产生原因及抑制方法采用均质稀混合气燃烧与分层给气燃烧的目的第五章柴油机混合气的形成和燃烧*柴油机燃烧过程的四个阶段与特点;燃烧放热规律三要素发动机噪声由哪三部分组成*油泵速度特性及其校正。
*供油规律、喷油规律及不正常喷射现象。
柴油机混合气形成的两种方式。
常用的直喷式与分隔式燃烧室的型式与特点及其应用。
第六章发动机的特性*发动机特性:调整特性、性能特性*发动机工况的标定(功率标定);汽车发动机采用哪种功率标定*发动机负荷特性定义(量调节、质调节);非增压柴油机的最大功率受法规规定的烟度限值限制*发动机速度特性定义(外特性及部分速度特性);汽、柴油机速度特性之差别*扭矩特性(扭矩储备系数、适应性系数、转速储备系数)及柴油机扭矩校正烟度特性:二类工况试验方法*调速特性:柴油机装置调速器的必要性;两极式调速器及其调速特性。
万有特性第七章车用发动机的废气涡轮增压增压度、增压比的概念废气涡轮增压器的工作原理废气能量利用的两种基本形式:恒压增压系统和脉冲增压系统*车用增压发动机的结构上的变动与性能上的基本变化第八章排气污染与控制四种有害排放物及其排放物的浓度C的定义*影响汽、柴油机有害排放物生成的主要因素*有害排放物的控制:排气后处理的几种措施与发动机的前处理的方法各国对汽车排放测试方法的基本原理。
初三物理内燃机知识点总结归纳内燃机是一种将化学能转化为机械能的装置,广泛应用于交通运输、发电和农业等领域。
作为初中物理的一部分,学习内燃机的原理和工作过程以及其相关知识点,有助于我们理解能源转化和机械原理。
本文将对初三物理内燃机知识点进行总结归纳。
一、内燃机的基本原理内燃机分为两类:汽油发动机和柴油发动机。
无论是哪种类型的内燃机,其基本原理都是通过燃烧燃料使气体膨胀从而驱动活塞运动,达到能量转化的目的。
二、内燃机的工作过程内燃机的工作过程分为四个步骤:进气、压缩、燃烧和排出废气。
在进气阶段,活塞下降,气缸内充满了混合气或直接进气。
在压缩阶段,活塞向上移动,将气体压缩至更小的体积。
在燃烧阶段,利用电火花(汽油发动机)或高温(柴油发动机)点燃燃料,使混合气燃烧。
在排出废气阶段,活塞再次向上移动,将废气排出。
三、汽油发动机的工作原理汽油发动机采用火花塞点火进行燃烧。
点火由点火系统中的火花塞完成,它通过电流产生火花并点燃混合气。
汽油发动机通常采用四冲程循环,即在活塞运动过程中进行吸气、压缩、燃烧和排气。
四、柴油发动机的工作原理柴油发动机采用压燃点火进行燃烧。
在压缩过程中,柴油燃料被压缩到足够高的温度,从而点燃燃料。
与汽油发动机不同,柴油发动机不需要火花塞。
五、内燃机的热效率内燃机的热效率是指其能量转换效率。
由于内燃机有燃烧损失和机械损失等,其热效率通常较低。
为了提高内燃机的热效率,可以采取一些措施,如增加压缩比、提高燃烧效率和减少摩擦损失等。
六、内燃机的应用内燃机广泛应用于汽车、船舶、飞机、发电站等领域。
不同类型的内燃机适用于不同的应用场景。
例如,汽油发动机适用于小型车辆和轻型飞机,而柴油发动机适用于大型车辆和船舶。
七、内燃机的环保问题尽管内燃机在能量转化方面非常高效,但其燃烧过程会产生废气和有害物质。
这对环境造成了不良影响。
为了减少内燃机的环境污染,人们研究和使用了一系列的排放控制技术,例如催化剂和尾气再循环。
内燃机原理1.1784 年英国发明家 J·瓦特发明了蒸汽机。
根据德国人 N·A·奥托和 R·狄赛尔提出的内燃机循环, 于1876 年和 1897 年分别推出了汽油机和柴油机。
2.今后值得研究的主要问题:(一)内燃机燃烧问题的研究,(二)降低内燃机排放与噪声的研究,(三)内燃机代用燃料及新型燃料的研究,(四)内燃机电子控制技术的研究,(五)内燃机工作过程模拟及其优化的研究,(六)内燃机增压技术的研究,(七)提高内燃机可靠性与耐久性的研究,(八)内燃机低摩擦、低磨损的研究。
3.(1)图( b) 等容循环, 加热过程是在等容条件下进行的。
气体从a点开始绝热压缩到c点, 自c 点等容吸热至z点, 气体从z点绝热膨胀到b点, 最后沿ba 线等容散热再回到a点完成一个工作循环。
等容循环也叫奥托循环。
(2)图 ( c) 等压循环,加热过程是在等压条件下进行的,等压循环也叫狄赛尔循。
气体从a 点开始绝热压缩到c点, 自c 点定压加热至z 点, 气体从z 点绝热膨胀到b 点, 最后沿ba 线定容散热再回到a 点完成一个工作循环。
(3)图( a) 混合循环,。
气体从a 点开始绝热压缩到c点, 自c点定容加热至y点, 自y点定压加热至z点,气体从z 点绝热膨胀到b 点, 最后沿ba 线等容散热再回到a 点完成一个工作循环。
4.实际循环与理论循环相比,热效率较低,循环作的功也较小, 具体表现在如下几个方面:1 .工质不同:理想循环工质是理想气体新鲜空气,比热不随温度变化。
实际循环工质是空气和燃烧产物的混合物,它们的比热随温度升高而上升,加热量相同, 实际循环达到的最高温度比理想循环低。
燃烧过程中及燃烧后,工质的成分变为燃烧产物,成分有变化,容积数量即物质的量也发生变化;1300K高温分解。
2 .气体流动阻力:实际循环每个循环工质必须更换,工质在进、排气行程中流经进、排气管, 进、排气道和进、排气门, 有一定流阻损失。
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概述:
内燃机是一种利用燃料在发动机内燃烧产生高温高压气体推动活塞运动的装置。
内燃机广泛应用于交通工具、发电厂和工业生产中。
本文档为内燃机的复习资料,整理了内燃机的基本原理、工作循环、构造和性能参数等内容。
一、内燃机基本原理
内燃机是通过在活塞内部进行燃烧来产生高压气体推动活塞运动的一种热机。
其基本原理是燃料与空气在气缸内混合并点燃,产生高温高压气体,推动活塞运动,从而驱动机械装置。
二、内燃机工作循环
内燃机的工作循环分为四个连续的过程,即吸气、压缩、燃烧和排气。
在吸气过程中,活塞下行,气门打开,燃料空气混合物进入气缸;在压缩过程中,活塞上行,气门关闭,混合物被压缩至高压;在燃烧过程中,点火系统点火,混合物燃烧产生高温高压气体推动活塞运动;最后,在排气过程中,活塞再次上行,排出废气。
三、内燃机构造
内燃机由气缸、活塞、曲柄连杆机构、燃料系统和点火系统等
组成。
1. 气缸:内燃机的工作腔,通常呈圆筒形,可容纳活塞和混合
气体。
2. 活塞:气缸内能够往复运动的密封装置,将高压气体的作用
转化为机械能。
3. 曲柄连杆机构:将活塞往复运动转化为旋转运动的机构,由
曲轴、连杆和曲柄轴组成。
4. 燃料系统:负责供给燃料和空气混合物到气缸中,包括燃料
喷射器、油泵和进气系统等。
5. 点火系统:提供可靠的点火能量,使混合气体能够燃烧起来。
典型的点火系统包括点火塞、点火线圈和点火控制单元等。
四、内燃机的性能参数
内燃机的性能受到多个参数的影响,包括排量、压缩比、热效率、功率和扭矩等。
一、绪论●基本要求:了解发动机原理的研究对象,研究方法,发动机的经济地位及发展状况。
●具体知识点:无二、发动机的工作指标●基本要求:掌握发动机的工作指标的含义以及指示指标和有效指标、机械损失及其测量。
理解发动机排放指标的含义以及提高发动机发动机动力性经济性的基本途径。
●具体知识点:1、发动机的工作指标(四项);2、内燃机动力性指标:功率、转矩、转速(三项);3、示功图;4、指示(有效)性能指标包括:指示(有效)热效率、指示(有效)功率(燃油效率)等基本概念;5、发动机机械损失组成(五项),常用的测量方法(四种),影响机械效率的主要因素:转速(或活塞平均速度)、负荷、润滑条件;6、排放指标(评定发动机对环境的污染程度常采用的评定指标)(包括四项指标);7、过量空气系数、充量系数的含义;8、指示(有效)性能指标的计算公式,在给定条件下进行计算分析: 计算——结合实际机型进行计算(课后习题的类型);分析——针对实际的公式表述进行分析;⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=τφφηηηin T R p V l H P s s s s c a u m t c e 20 分析对发动机有效输出功率的影响参数。
030l H n P a u s c m t i L φρφτηη=和u m it e H b ηη6106.3⨯=,分析提高发动机动力性和经济性的具体措施以及各参数对动力性和经济性的影响关系。
三、发动机的工作循环基本要求:理解发动机理论循环与实际循环、压缩及膨胀多变指数,掌握发动机燃料的理化特性,了解发动机工作过程数值计算的基本原理。
具体知识点:1、发动机实际循环与理论循环的特点,理论循环到实际循环的简化和假设;2、发动机实际循环与理论循环的差异,存在差异的原因,除实际循环中所研究的工质不同于理论循环的工质以外,实际循环还存在许多不可逆损失(三项损失);3、涉及一些基本概念:残余废气系数、排气再循环、充量系数、过量空气系数;4、循环热效率的计算机影响参数:压缩比、压力升高比、预胀比、工质的等熵指数;5、燃料的理化性质:如评价汽油抗爆性的指标、评价柴油自燃性的指标、柴油的低温流动性、汽油的挥发性等。
名词解释压缩比:气缸总容积与燃烧室容积之比,表示被被压缩的程度。
用ε 表示。
ε=Va/Vc=Vs+Vc配气定时:指内燃机每个气缸的进排气门从开始开启到完全关闭所经历的曲轴转角。
气门重叠角:通常是指发动机进气门和排气门处于同时开启的一段时间用曲轴转角来表示称为气门重叠角。
点火提前角:从点火时刻起到活塞到达压缩上止点,这段时间内曲轴转过的角度。
喷油提前角:喷油器开始喷油时,活塞距离压缩达上止点的曲轴转角。
增压中冷:利用冷却风扇在车辆运行过程中所产生的高速气体流动来冷却增压空气。
偶件:优质材料,精细加工,配对研磨不可互换,密封极好的对件。
喷油规律:指在喷油过程中,单位凸轮转角内从喷油器入气缸的燃油量。
指示效率指示压力、平均指示压力:指单位气缸容积一个循环所做的指示功, Pmi=Wi/Vs有效指示压力: (定义,表达式)指示热效率:指发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。
η it=Wi/Q1 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。
η et=We/ η m平均有效压力:使活塞移动一个行程所做的功等于每个循环所做的有效功的一个假想(平均不变)的压力。
有效燃料消耗率 be:指单位有效功的耗油量。
指示功率:内燃机单位时间内所做的指示功,Pi=2PmiVsni/τ有效功率:指示功率扣除机械损失功率即为有效功率。
Pe=Pi-Pm升功率:在标定工况下发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。
Pl=Pe/Vs充量系数Φc :每循环吸入气缸的空气量换算成进气管的体积与活塞排量之比。
过量空气系数Φa:燃料单位燃料的实际空气量与理论空气量指比。
空燃比α :空气质量流量与燃料质量流量之比。
机械效率:有效功率与指示功率之比。
η m=Pe/Pi机械损失:运动件的摩擦损耗功与附件所消耗的功。
压力升高率dp/dφ:增压比:残余废气系数:上一个循环残留在缸内的废弃 Mr 与每循环缸内气体的总质量 m0 之比。
九年级物理《内燃机》知识点归纳九年级物理《内燃机》知识点归纳内燃机、冲程及工作循环 1.内燃机:燃料在汽缸内燃烧的热机叫内燃机,内燃机分为汽油机和柴油机。
它们的特点是让燃料存汽缸内燃烧,从而使燃烧更充分,热损失更小,热效率较高,内能利用率较大。
2.冲程:活塞在汽缸内住复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。
3.工作原理:四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。
四个冲程为一个工作循环,在一个工作循环中,活塞往复两次,曲轴转动两周,四个冲程中,只有做功冲程燃气对外做功,其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
(1)吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入气缸;(2)压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩;(3)做功冲程:在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。
高温高压的气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功;(4)排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。
(如下四个冲程的示意图)。
汽油机的工作过程进气阀开关排气阀开关活塞运动曲轴运动冲程作用能量的转化吸气冲程开关向下半周吸入汽油和空气的混合物―― 压缩冲程关关向上半周燃料混合物被压缩,温度升高,压强增大机械能→内能做功冲程关关向下半周燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动,通过连杆带动曲轴对外做功内能→机械能排气冲程关开向上半周排除废气―― 说明一个工作循环中,有两次内能与机械能的转化:压缩冲程机械能转化为内能,做功冲程内能转化为机械能柴油机和汽油机的区别:汽油机柴油机构造不同汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料不同汽油柴油吸气冲程汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物柴油机在吸气冲程中只吸入空气点火方式压缩冲程末,火花塞产生电火花点燃燃料,称为点燃式压缩冲程末,喷油嘴向汽缸内喷出雾状柴油遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃,称为压燃式效率效率低20%一30%效率高30%~45%应用自重轻便,主要用于汽车、飞机、摩托车等机体笨重,主要用于载重汽车、火车、轮船等区分汽油机、柴油机以及判断内燃机的四个冲程的方法:区分汽油机和柴油机时,要从构造上区别,有喷油嘴的是柴油机,有火花塞的是汽油机,一要看进气门、排气门的开闭状态,二要看活塞的运动方向,在此基础上进行综合分析。
内燃机原理复习整理第一章1. 发动机的两大机构五大系统:曲柄连杆机构、配气机构;供给系、点火系、冷却系、润滑系、起动系。
2. 发动机编号规则第二章1.指示性能指标:以工质对活塞做功为基础的指标。
包括指示功和平均指示压力,指示功率、指示热效率和知识燃油消耗率。
2.有效性能指标:平均有效压力、有效功率和升功率3.机械损失的组成部分:活塞与活塞环间的摩擦(45-65%)、轴承与气门机构的摩擦(2-3%)、驱动附属机构(10-20%)、风阻、扫气泵及增压器(10-20%)。
4.机械损失的确定:示功图法、倒拖法(、灭缸法、油耗线法)。
5.排放指标:排放物浓度、质量排放量(g/km,轻型车)、比排放量(g/kW h,重型车)、排放率。
6.提高动力性与经济性的途径:增压、合理组织燃烧,提高循环指示效率ηit、改善换气过程,提高气缸充量系数φc、提高转速、提高机械效率、采用二冲程提高升功率。
7.一些系数的定义和计算第三章1.实际循环与理论循环的差别:a)工质的影响:理论上:理想气体,双原子分子、定比热实际上:燃烧前燃料+空气,燃烧后燃料产物、温度增加比热增加b)传热、流动损失理论上:压缩膨胀为绝热过程、闭口系统没有气体流动损失实际上:大量热通过气缸壁传给冷却水或空气、进排气节流沿程损失,缸内近期挤压燃烧涡流损失c)换气损失理论上:忽略进排气损失实际上:进排气门提前开启延迟关闭,且有流动阻力d)燃烧损失:燃烧速度的有限性、不完全燃烧损失e)泄漏损失:活塞环不100%密封2.内燃机的燃料a)柴油:C:85-88%,H:12-13.6%,S:0-0.2%自燃性:十六烷值:正十六烷(100);a-甲基萘(0)--柴油40-55之间;高 有利于冷起动,过高则增加碳烟(<65)。
低温流动性:凝点;0号,-20号;b)汽油:C:85-87%,H:13-15%挥发性:10%馏出温度:起动性;50%馏出温度:平均蒸发性--暖车、加速性、工作稳定性;90%馏出温度:难以挥发的重质成分抗爆性:辛烷值;马达法、研究法;抗爆指数=(MON+RON)/2;抗爆剂:四乙铅(人中毒;TWC中毒),MMT,MTBE第四章1.换气过程:自由排气阶段、强制排气阶段、进排气重叠阶段、进气阶段、惯性进气阶段2.换气损失:膨胀损失W、推出损失X、进气损失Y3.随着排气提前角的增大,膨胀损失增加,推出损失减小。
适当的排气提前角应使两者之和最小,即W+X最小。
4.减少排气损失的方法:合理确定排气提前角、增加气门数、增加流通截面积。
5.减少进气损失的方法:加大进气门流通截面积、正确设计进气管及进气流动路径、降低活塞平均速度。
6.影响充气量的因素:转速(转速升高进气流速大,流动阻力大,进气终了压力Pa小,充量下降;转速过低惯性进气降低,充量下降)、负荷(负荷上升,节气门开度大,进气阻力小,Pa大,充量大)、大气状态7.提高充量系数的措施:降低进气系统的阻力损失,提高缸内进气终了时的压力pa;降低排气系统的阻力损失,减小缸内残余废气系数φr;减少高温零件在进气过程中的新鲜充量的加热,降低充量温度Ta;合理的配气正时和气门升程规律。
8.增大进气终了的压力比降低残余废气系数对充量系数的影响大,所以设计成进气门直径大于排气门直径,气门顶部的形状呈流线型9.采用4气门或5气门方案的优点不只是增加了进排气的流通面积,减小流动损失。
对于汽油机还可以使火花塞中央布置,以缩短火焰传播距离,提高抗爆性,因此可以采用更高的压缩比,提高汽油机的燃油经济性。
10.可变配气系统:低速时采用小气门叠角和升程;高速时最大气门升程和进气门迟闭角;进气持续角也要相应变化。
内燃机的增压1.增压方式:机械增压、排气涡轮增压、气波增压、负荷增压。
2.优势:1使发动机在总质量和体积基本不变的条件下,输出功率得到大幅度的提高。
可以降低单位功率的造价,提高材料利用率。
2排气可以在涡轮中进一步膨胀,排气噪声降低。
3有利于高原功率恢复。
4增压后,缸温和压力提高,可使滞燃期短,有利于降低压力升高率和燃烧噪声。
5一般采用较大的过量空气系数,HC、CO和PM降低。
6技术适用性广,高低速的二、四冲程各缸径均可增压强化。
3.代价:1机械负荷及热负荷大,影响可靠性和耐久性。
2低速排气能量不足,可能会使发动机低速转矩受影响。
3加速响应性差。
4进一步强化受中冷器影响。
4.涡轮增压的优点①发动机重量和体积增加很少情况下,发动机不需作重大改变很容易提高功率20%~50%。
由于不象机械增压时压比受到限制,故近来高增压的趋势越来越明显。
高增压时功率提高甚至可大于100%。
②由于废气能量的收回发动机经济性会明显的提高一般由于废气能量的回收能提高经济性3%一4%,再加上相对地减少了机械损失及散热损失,提高了发动机机械效率和热效率,使发动机涡轮增压后油耗率降低5%一10%。
③涡轮增压发动机对海拔高度的变化有较高的适应力,在高原地区工作时比不增压发动机功率下降要少的多,故涡轮增压除了用来提高发动机功率,外还可用作高原发动机恢复功率。
④涡轮增压后排气噪声相对减少,排气烟度及排气中有害成分也减少,故对减少污染是有利的。
5.排气涡轮增压有定压和脉冲涡轮增压两种基本形式。
6.定压和脉冲涡轮增压的比较排气能量,脉冲增压对排气能量的利用比定压好。
两种系统对能量的利用效果将随增压比的提高而逐渐接近。
扫气作用,定压系统由于排气管压力波动小,不容易保证气缸的扫气质量;加速性能,脉冲增压系统的内燃机加速性能好;增压器的效率,脉冲系统的热效率低,定压的涡轮效率高增压系统的结构,脉冲系统尺寸较大,排气管结构也比较复杂。
综上所是,车用发动机大部分时间是在部分负荷下工作,对加速性能和转矩特性要求较高,故多采用脉冲增压系统。
7.内燃机与涡轮增压器的匹配计算8.内燃机的增压改造压缩比与过量空气系数:降低压缩比;加大过量空气系数。
供油系统:增加供油量;减小喷油提前角(T增)。
配气相位:加大气门重叠角。
进排气系统:增大进气管容积,减少进气压力波动。
增压空气的冷却:提高密度。
9.限制汽油机增压技术的主要技术障碍是爆燃、热负荷和对增压器的特殊要求。
10.机械增压得到重新重视和发展因为:制造工艺水平和材料科学进步、小排量采用涡轮增压难度大、对后处理系统无影响。
11.二冲程内燃机的换气过程:自由排气阶段、扫气阶段、过后排气或过后充气阶段。
12.二冲程内燃机换气过程的特点:换气时间短、扫排气同时进行,缸内参与废气系数高、扫气消耗功大,指示效率低,油耗高、HC排放高。
13.扫气方案:横流扫气(扫气效果差,易短路,受热不均匀)、回流扫气(可以克服扫气是新鲜充量短路、结构简单、制作方便)、直流扫气(扫气品质好)。
1.缸内气体流动:涡流、挤流、滚流、湍流。
2.点火过程:击穿阶段、电弧阶段、辉光放电阶段。
为在各种工况下都可靠点火常规点火系统供给的能量一般为30-50mJ。
3.燃烧过程:滞燃期(着火阶段):火花塞跳火—形成火焰中心。
通过控制点火提前角调整着火时刻,所以滞燃期对汽油机工作影响不大。
急燃期:火焰中心—烧遍整个燃烧室。
压力升高很快,压升率代表发动机工作粗暴程度、振动和噪声水平。
与火焰传播速率、火花塞位置、燃烧室形状相关。
后燃期:最高压力点—燃料基本完全燃烧燃烧速率降低、活塞下移,缸内压力下降。
4.最佳点火提前角时最高燃烧压力在上止点后12--15°(CA) 时达到。
5.燃烧循环变动的原因:缸内气体运动状况的循环变动、缸内混合气成分的循环变动。
6.降低燃烧循环变动的措施:多点点火、组织进气涡流、提高转速、加浓混合气、电控燃油喷射、加大点火能量。
7.爆燃原因:终燃混合气的快速自然。
不利影响:输出功率、热效率降低;发动机过热;零件的应力增加。
爆燃是限制火花点火发动机功率提高和经济性改善的一个重要因素,他限制了压缩比、增压度。
提高燃料抗爆性,改进燃烧系统和进气系统。
8.燃料抗爆性能的评定:辛烷值有马达法(MON)、研究法辛烷值(RON)、道路法辛烷值。
抗爆指数:国际上广泛采用(MON+RON)/2表示燃料的抗爆性能9.随着点火提前角的增加,示功图上偏离压缩线到最高燃烧压力出现的时间减小;爆燃倾向增大;转速增加,爆燃倾向减小;负荷减小,爆燃倾向减小过浓或过稀的混合气有助于减小爆燃;沉积物的存在使爆燃倾向增加。
10.气缸直径、火花塞位置、气缸盖与活塞的材料、燃烧室结构的影响。
11.防止爆燃的方法:推迟点火、缩短火焰传播距离、终燃混合气的冷却、增加流动、燃烧室扫气。
12.表面点火现象分为正常表面点火(后火、早火)和激爆。
13.防止表面点火的措施:选用挥发性好的燃油和结焦性小的润滑油、降低压缩比、避免长时间低负荷运行和频繁加减速。
14.燃烧室的要求:燃料经济性高、燃料过程等容度高、生成污染物少、动力性高、不出现爆燃或不正常燃烧、循环变动小、燃烧快、稀燃能力强、起动性好、瞬态特性好、EGR 承受能力强。
15.燃烧室设计要点:压缩比、面容比、火花塞位置及其性能、燃烧室气流运动、优化。
16.A/V大,火焰传播距离长,容易爆燃,HC排放高,相对散热面积大、热损失大。
1.柴油机可燃混合气的形成方式:空间雾化混合、油膜蒸发混合2.燃烧阶段的划分:滞燃期、急燃期、缓燃期、后燃期。
3.十六烷值表示柴油发火性能的指标。
4.柴油牌号表示柴油低温流动性能,以凝点为准。
5.降低燃烧噪音的主要途径:缩短滞燃期、减少滞燃期内的喷油量(二次喷射)。
6.启动条件:压缩温度足够高、形成易于着火的混合气。
7.柴油机燃烧室类型:浅盆型、深坑型、球型、涡流室燃烧室、预燃式燃烧室。
柴油机燃料供给与调节1.柴油机燃料供给与调节应有一下要求:能产生足够高的喷射压力,以保证燃料良好的雾化;对应于柴油机的每一工况能精确、及时的控制每循环喷入气缸的燃料量。
各缸喷油量应当均匀;整个工况范围内,尽可能保持最佳喷油时刻;能保证柴油机安全可靠的工作。
2.要求柴油机燃料供给与调节系统能在品质(高压喷雾与喷油规律)、数量(油量的精确控制)、时间(喷油始点与持续期)和可靠性方面均能满足与整机的匹配。
3.燃料供给系的分类:泵-管-嘴系统;泵-喷嘴系统;共轨式系统。
4.异常喷射现象:二次喷射、气穴与穴蚀、不稳定喷射。
5.喷油器的分类:轴针式、空式。
6.不稳定喷射:不齐喷射:针阀开启不足,针阀的跳动无一定的规律,从而造成每循环喷油量不一致;隔次喷射:有的循环针阀不能开启。
原因:高速、大负荷时,喷射压力高,为防止二次喷射采用了大的出油阀减压容积;低速、小负荷时,供油量少,柱塞行程短,漏油多,油压低,且减压过度。
7.对喷雾的要求:良好的雾化:通常以雾化细度和雾化均匀度来评价。
雾化细度用油滴平均直径表示,均匀度以偏离平均值的偏差来表示。