汽车发动机-汽油机混合气的形成和燃烧
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发动机原理第五章汽油机混合气的形成和燃烧汽油机是一种内燃机,其工作原理是通过将空气和汽油混合后,利用火花塞点火将混合气体燃烧产生的能量转化为机械能。
汽油机混合气的形成是通过进气管、节气门和进气道来完成的。
当驱动节气门打开时,汽油喷油器会喷射适量的汽油进入进气道中。
同时,空气经过进气管进入气缸。
汽油和空气在进气道中混合,形成可燃混合气体。
混合气的形成过程中有几个关键参数需要控制,例如进气量、燃料喷射量和混合气的浓度。
进气量取决于节气门的开度,而燃料喷射量则由喷油器决定。
为了保证混合气的浓度适中,汽油机通常会配备一个氧传感器,根据氧气浓度的反馈来调节喷油量。
这样可以确保混合气的化学组成接近于最佳的燃烧比例。
燃烧是汽油机中最关键的环节,也是产生动力的过程。
当混合气被点火后,燃烧产生的高温高压气体会向外膨胀,推动活塞运动,驱动曲轴旋转。
混合气的点燃是通过火花塞完成的。
火花塞由中心电极和接地电极组成,中心电极中的电火花将混合气点燃。
燃烧的过程主要包括点火延迟期、燃烧期和尾气期。
点火延迟期是指在点燃混合气之前,混合气在活塞顶部开始自燃的时间。
延迟期的长短会受到很多因素的影响,如混合气的浓度、温度、压力等。
燃烧期是指混合气完全燃烧的时间,这一阶段混合气的能量会被释放并用于驱动活塞运动。
尾气期是指废气在活塞向下运动排出气缸的时间。
为了提高燃烧效率,汽油机通常会采用一些技术来增加混合气的起燃性、均匀度和稳定性。
例如,在进气道中安装气流直通装置可以提高混合气的均匀度;在燃烧室中设置喷油器可以将燃油直接喷到燃烧室中,提高了起燃性;通过调整点火提前角度可以改变燃烧时机,提高燃烧效率。
总结起来,汽油机混合气的形成和燃烧是通过控制进气量、燃料喷射量和混合气的浓度来实现的。
混合气的形成需要一系列的控制和调节来确保混合气的化学组成接近于最佳的燃烧比例。
燃烧则是通过点火将混合气燃烧产生高温高压气体,推动活塞运动,从而驱动汽油机工作。
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。
汽车发动机原理课后习题答案第⼆章发动机的性能指标1.研究理论循环的⽬的是什么?理论循环与实际循环相⽐,主要作了哪些简化?答:⽬的:1.⽤简单的公式来阐明内燃机⼯作过程中各基本热⼒参数间的关系,明确提⾼以理论循环热效率为代表的经济性和以平均有效压⼒为代表的动⼒性的基本途径 2.确定循环热效率的理论极限,以判断实际内燃机经济性和⼯作过程进⾏的完善程度以及改进潜⼒ 3.有利于分析⽐较发动机不同循环⽅式的经济性和动⼒性简化:1.以空⽓为⼯质,并视为理想⽓体,在整个循环中⼯质的⽐热容等物理参数为常数,均不随压⼒、温度等状态参数⽽变化 2.将燃烧过程简化为由外界⽆数个⾼温热源向⼯质进⾏的等容、等压或混合加热过程,将排⽓过程即⼯质的放热视为等容放热过程 3.把压缩和膨胀过程简化成理想的绝热等熵过程,忽略⼯质与外界的热交换及其泄露等的影响4.换⽓过程简化为在上、下⽌点瞬间开和关,⽆节流损失,缸内压⼒不变的流⼊流出过程。
2.简述发动机的实际⼯作循环过程。
四冲程发动机的实际循环由进⽓、压缩、燃烧、膨胀、排⽓组成3.排⽓终了温度偏⾼的原因可能是什么?有流动阻⼒,排⽓压⼒>⼤⽓压⼒,克服阻⼒做功,阻⼒增⼤排⽓压⼒增⼤,废⽓温度升⾼。
负荷增⼤Tr增⼤;n升⾼Tr增⼤,∈+,膨胀⽐增⼤,Tr减⼩。
4.发动机的实际循环与理论循环相⽐存在哪些损失?试述各种损失形成的原因。
答:1.传热损失,实际循环中缸套内壁⾯、活塞顶⾯、⽓缸盖底⾯以及活塞环、⽓门、喷油器等与缸内⼯质直接接触的表⾯始终与⼯质发⽣着热交换2.换⽓损失,实际循环中,排⽓门在膨胀⾏程接近下⽌点前提前开启造成⾃由排⽓损失、强制排⽓的活塞推出功损失和⾃然吸⽓⾏程的吸⽓功损失3.燃烧损失,实际循环中着⽕燃烧总要持续⼀段时间,不存在理想等容燃烧,造成时间损失,同时由于供油不及时、混合⽓准备不充分、燃烧后期氧不⾜造成后燃损失以及不完全燃烧损失4.涡流和节流损失实际循环中活塞的⾼速运动使⼯质在⽓缸产⽣涡流造成压⼒损失。