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汽油机燃烧过程..

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说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点,以及对它们的要求。

说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点,以及对它们的要求。

说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点,以及
对它们的要求。

汽油机燃烧过程是指汽油在发动机中燃烧时所经过的各个阶段。

燃烧过程的各个阶段具有不同的特点和要求，下面我们就来一一介绍。

1. 吸入阶段：在吸入阶段，汽油通过进气门进入到气缸内，在此
过程中需要保证充分的进气流量和良好的压缩，从而使汽油能够充分
混合并分配到所有气缸。

2. 压缩阶段：在压缩阶段，汽油被压缩和挤压，形成高压、高温、高能的混合气，使得气缸内的压力急剧升高。

这一阶段需要高效的压
缩机构和精密的燃油喷射系统。

3. 点火阶段：在点火阶段，点火塞点亮混合气，在高温环境中将
其中反应生成大量的热能。

这一阶段需要准确的点火时间和热值。

4. 燃烧阶段：在燃烧阶段，混合气被点燃并燃烧，从而产生大量
的热能和机械能。

这一阶段需要精准的燃烧控制和高质量的燃烧室。

5. 排气阶段：在排气阶段，废气被排出气缸，从而通风并清除燃
烧过程中产生的废气。

这一阶段需要高效的排气机构和稳定的排气温度。

对于汽油机燃烧过程各个阶段的要求，主要包括：精准的配气和
进气、高效的压缩和点火、精准的混合和燃烧控制、稳定的排气和节
能降耗等。

同时，汽油机还需要经受住高温高压和复杂工况下的考验，因此对发动机的性能、耐用性、可靠性等方面提出了更高的要求。

因此，制造汽油机需要经过多次完整的燃油动力性能测试和部件
功能测试，以确保汽油机能够稳定、高效地运行。

同时，不断提高汽
油机性能、降低油耗、提高排放标准，也是当前汽车制造业的主要发
展方向。

汽油机燃烧过程的计算模拟及优化

汽油机燃烧过程的计算模拟及优化

汽油机燃烧过程的计算模拟及优化汽油机发动机是一种非常普遍的内燃机，它以汽油为燃料，通过燃烧产生高温高压气体驱动活塞工作，从而产生动力。

但是，汽油机的燃烧过程是非常复杂的，需要进行计算模拟才能更好地了解其工作原理，并进行优化工作。

本文将介绍汽油机燃烧过程的计算模拟及优化的方法和技术。

1. 汽油机燃烧过程的基础知识汽油机的燃烧过程是指汽油被点燃后，与氧气发生化学反应，产生高温高压气体的过程。

汽油机燃烧的基本反应可用以下化学方程式表示：C8H18 + 12.5O2 → 8CO2 + 9H2O其中，C8H18为汽油分子式，O2为氧气，CO2和H2O是产生的二氧化碳和水。

这个反应产生的热能进一步转化为高温高压气体，推动活塞工作，驱动汽车。

汽油机的燃烧过程是非常复杂的，其中包含着燃料喷射、点火、点燃延迟、燃烧速度、压力和温度等参数的变化，同时还涉及到流体力学和化学动力学等多个学科的知识。

2. 汽油机燃烧过程的计算模拟为了更加深入地了解汽油机的燃烧过程，可以采用计算模拟的方法进行研究。

汽油机的燃烧过程计算模拟通常是基于CFD(Computational Fluid Dynamics)技术，即计算流体动力学技术，利用数值方法模拟汽油机燃烧室内气体的流动状态、燃料的喷射过程、火花塞的点火等。

通过计算模拟，可以得到燃烧室内的压力、温度、速度等参数的变化过程，进而得到整个燃烧过程的状态。

汽油机燃烧过程计算模拟需要借助计算机软件完成，常用的汽油机燃烧过程计算软件有ANSYS、FLUENT等。

这些软件基于数值方法，对汽油机的燃烧过程进行数值模拟，能够得到燃烧室内气体的速度、压力、温度和化学物种等参数，可精确地描绘汽油机的燃烧过程。

模拟计算的过程是将各种物理学和化学反应模型输入计算机软件中，进行计算，统计出各参数在时间和空间上的分布情况。

但是，计算模拟仍然需要实验数据进行验证，才能保证计算结果的准确性和可靠性。

3. 汽油机燃烧过程的优化汽油机燃烧过程的优化一般包括以下几个方面：3.1 燃烧稳定性稳定的燃烧是保证汽油机性能优异的必要条件，稳定的燃烧应该具有以下特点：燃料混合均匀、火焰传播速度快、火焰传播方向和速度不受燃烧室内流动的影响等。

第04章 汽油机的混合气形成与燃烧

第04章 汽油机的混合气形成与燃烧

第四章 汽油机的混合气形成与燃烧
第一节 汽油机燃烧过程
在测取气缸内燃烧过程的展开压力示功图 （P-坐标系曲线）基础上进行分析，加以讨 论。研究燃烧过程各阶段的工作情况。



一、正常燃烧过程
（一）正常燃烧过程进行情况—三个阶段
（1）着火延迟期（图中1-2段）：从火花塞点火（点1） 至气缸内压力明显脱离压缩线而急剧上升时（点2）的 时间或曲轴转角。 火花塞放电时两极电压达 10~15KV，击穿电极间隙内 的混合气，造成电极间电流 （很小）通过。电火花能量 多在40~80mJ，局部温度可 达3000K，使电极附近的混 合气立即点燃，气缸内压力 脱离压缩线急剧上升。


2、点火提前角—从火花塞发出电火花到上止点间的曲 轴转角。点火提前角的大小受燃料性质、转速、负荷、 过量空气系数等很多因素而定。 当汽油机保持节气门开度、转速以及混合气浓度一定时， 汽油机功率和耗油率随点火提前角改变而变化的关系称 为点火提前角调整特性。对应每一工况都存在一个最佳 点火提前角，这时发动机功率最大、耗油率最低。

点火提前角增大，压缩终了的气体压力、温度增高，爆 燃倾向增大，因此，电喷发动机ESA电子点火控制系统 就是根据爆震传感器信号控制点火提前角是否需要推迟。 同样，点火提前角增大，压缩终了的气体压力、温度增 高，燃烧的最高爆发压力和最高气体温度升高，NOx排 放量增加。 3、发动机转速
转速增加，气缸内紊流增强，火焰传播速率增加，燃烧 持续时间缩短，但所占曲轴转角间隔却延长，因此，最 佳点火提前角应提前。传统汽油机在分电器总成上装离 心调节点火提前器。 ESA电子点火控制系统根据转速 信号电子控制点火触发信号。

第二节 汽油机混合气的形成

汽油机混合气形成方式分成两大类：化油器式和汽油喷 射式，后者又分成进气管内汽油喷射式和气缸内直接汽 油喷射式。化油器式和进气管内汽油喷射式都是气缸外 部形成均匀混合气形式，即便是气缸内直接喷射，发动 机负荷调节也是靠改变
汽油机燃烧过程、柴油及机燃烧过程

汽油机燃烧过程、柴油及机燃烧过程

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。

汽油机燃烧过程

汽油机燃烧过程


混合气形成
缸内直喷技术
现代汽油机采用缸内直喷技术，将燃 油直接喷入气缸内，与空气混合，实 现更精确的燃油控制和更高的燃油效 率。
汽油和空气在气缸内混合，形成一定 比例的混合气，其浓度直接影响燃烧 效率和发动机性能。
燃烧产物的形成与排放
燃烧产物
汽油机燃烧后产生的产物包括二 氧化碳、水蒸气、未完全燃烧的
碳氢化合物和氮氧化物等。
排放控制
现代汽油机配备三元催化器和氧 传感器等装置，用于减少有害气
体排放和提高排放， 部分汽油机采用废气再循环技术， 将部分废气引入进气系统，降低
燃烧温度和压力。
04 汽油机燃烧过程的优化
提高汽油机的效率
01
02
03
优化燃油喷射
通过精确控制燃油喷射的 时间和量，提高汽油机的 燃油利用率，从而提高效 率。
汽油机燃烧过程的节能要求
提高燃油效率
通过优化燃烧过程和改进 发动机设计，提高汽油机 的燃油效率，降低油耗和 运行成本。
轻量化设计
采用轻量化材料和设计， 减轻发动机重量，降低机 械损失和燃油消耗。
能量回收技术
利用发动机余热和其他可 回收能量，提高能源利用 效率，降低能耗。
汽油机燃烧过程的智能化发展
燃烧优化算法
采用遗传算法、粒子群算法等优化算法，对燃烧模型进行优化，寻 找最优的燃烧参数组合，以提高汽油机的效率和降低排放。
实验验证
通过实验验证模拟结果的准确性，不断修正和优化燃烧模型，为汽油 机燃烧过程的实际应用提供理论支持。
05 汽油机燃烧过程的未来发展
汽油机燃烧过程的环保要求
1 2
减少污染物排放
随着环保意识的提高，汽油机燃烧过程需要进一 步降低污染物排放，如氮氧化物、碳氢化合物和 颗粒物等。
发动机燃烧着火过程

发动机燃烧着火过程


4．后燃期 从缓燃期终点D到燃料基本燃烧完毕（累计放热率 X>95%）的E点称为后燃期。由于柴油机混合气形成时间 短，油气混合极不均匀，总有一些燃料不能及时燃烧，拖 到膨胀期间继续燃烧，特别是在高负荷时，过量空气少， 后燃现象比较严重。后燃期内的燃烧放热，由于远离上止 点进行，热量不能有效利用，并增加了散热损失，使柴油 机经济性下降。此外，后燃还增加了活塞组的热负荷以及 使排气温度升高。 因此，应尽量缩短后燃期，减少后燃所占的百分比。 柴油机燃烧时，空气是过量的，只是混合不匀造成局部缺 氧。因此，加强缸内气体运动，可以加速后燃期的混合气 形成和燃烧速度，而且会使碳烟及不完全燃烧成分加速氧 化。
若能保证汽油机正常工作，着火落后期的长短对汽油 机性能影响不大，这一点与柴油机不同，因为汽油机性能 主要取决于何时着火而不是何时点火。 对着火落后期的要求主要是要稳定并尽可能短。稳定 是指每循环中的 ϕi长短不要离散过大，这就使B点的位置 相对稳定，由此使最高燃烧压力pmax所对应的角度相对稳 定，发动机循环波动率（见后述）不致于过大。所谓 ϕi尽 可能短是因为，过长会使ϕ i 的大小不稳定。考虑到pmax 出 现在上止点稍后为最佳时刻，一般使B点出现在上止点前 12-15 °较为合适。
1） 汽油机的点火提前规律 对于汽油机，最佳θig角将随转速的上升而加大，称为 转速提前；而又随进气管真空度的上升（负荷下降）而加 大，称为真空提前。图6-6 表示了最佳θig在n及负荷变化时 的变化规律。这是因为，在节气门开度不变时，各个转速 的着火落后期均变化不大。但转速上升后，相同落后期所 占的转角将正比增加，于是高转速时的着火落后角显著加 大。为保证最大压力点相位大致不变，必定要加大θig角。 在转速不变时，随着节气门的减小，进气管真空度上升， 残余废气系数φr将加大，使得燃烧速度下降。这样，着火 落后期和燃烧持续期都加大，就要求点火提前以保证加热 中心接近上止点位置。 化油器式汽油机设有机械的转速和真空提前装置来保 证上述要求。电控汽油喷射机型则直接靠点火提前角的 MAP图来加以精确控制。
汽油机的燃烧过程

汽油机的燃烧过程


汽油机的燃烧过程
2. 中等负荷工况
中等负荷工况是指节气门开度为25%~85%的各种转速工况。 在此工况下，由于节气门有足够的开度，进入气缸的混合气数 量增多，燃烧条件好，如果只考虑发动机的燃料经济性，应供给较 稀的经济混合气。但在当前发动机压缩比较大的情况下，稀混合气 容易产生过多的氮氧化物(NOx)排放，为了控制发动机的排放污染， 同时保证排气管中的三效催化转化器能正常发挥作用，在中等负荷 工况下也必须使用理论混合气。
汽油机的燃烧过程
2. 稀混合气(α>1)
要使混合气中的汽油都能完全燃烧，混合气必须是α>1的 稀混合气。当混合气适当稀时，可使发动机的经济性最好，这 种混合气称为经济混合气。
如果混合气过稀(α>1.15)，虽然混合气中的汽油可以保证 完全燃烧，但是，由于过稀的混合气燃烧速度低，在燃烧过程 中，有很大一部分混合气的燃烧是在活塞向下止点移动时进行 的，会使发动机的动力性和经济性都相应变坏。
汽油机的燃烧过程
（一）可燃混合气浓度的表示方法
可燃混合气浓度可以用空燃比(A/F)或过量空气系数(α)来表示。
空燃比就是可燃混合气中所含空气和燃料的质量的比，即
A/F=空气质量(kg)/燃料质量(kg)
(1-1)
汽油机的燃烧过程
（二）可燃混合气浓度对发动机性能的影响
1. 理论混合气(α=1)
理论混合气是理论上燃料完全燃烧的混合气浓度。但 实际上，由于时间和空间条件的限制，汽油不可能及时与 空气绝对均匀混合，实现完全燃烧。因此，理论混合气既 不能实现最佳的燃油经济性，也不能获得最高的动力性。 但理论混合气燃烧后的排气能在排气管中的三效催化转化 器中获得最佳的综合净化效果。
汽油机的燃烧过程
汽油机的燃烧过程

汽油机的燃烧过程


（3）补燃期。从最高燃烧压力点(图1-1中点3)开始到燃料基本上 燃烧完全为止称为补燃期(图1-1中第Ⅲ阶段)。
汽油机的燃烧过程
图1-1 汽油机燃烧过程的展开示功图
汽油机的燃烧过程
（二）汽油机的不正常燃烧
1. 爆震燃烧
爆震燃烧简称爆燃。汽油机在燃烧过程中，火焰前锋以正常的传播 速度向前推进，使得火焰前方未燃的混合气(末端混合气)受到已燃混合气 强烈的压缩和热辐射作用，加速其先期反应，并放出部分热量，使本身 的温度急剧升高。如果火焰前锋及时到达将其引燃，直到燃烧完为止， 属正常燃烧。如果在火焰前锋未到达前，末端混合气温度达到了自燃温 度，则在其内部最适宜发火的部位产生一个或数个新的火焰中心，引发 爆炸式的燃烧反应，发出尖锐的金属敲击声，这种现象称爆燃。
2. 表面点火
汽油机的燃烧过程
在汽油机中，凡是不靠电火花点火而由燃 烧室炽热表面(如过热的火花塞绝缘体和电极、 排气门、炽热的积炭等)点燃混合气而引起的不 正常燃烧现象，称为表面点火。表面点火出现 时，会使发动机运转不平稳并发生沉闷的敲击 声，容易使发动机过热，有效功率下降，甚至 在压缩过程末期的高温高压下使机件损坏。
汽油机的燃烧过程
（一）汽油机的正常燃烧过程
（1）着火延迟期。从火花塞跳火(图1-1中点1)开始到形成火焰中 心(图1-1中点2)为止这段时间，称为着火延迟期(图1-1中出现最高压 力(图1-1中点3)为止这段时间称为急燃期(图1-1中第Ⅱ阶段)。
《汽车发动机机械系统检修》培训提纲--§1-5汽油机的燃烧过程

《汽车发动机机械系统检修》培训提纲--§1-5汽油机的燃烧过程

课题§1-5汽油机的燃烧过程课型理论+实践班级时间第周星期第节导学目标1、了解汽油的组成及主要性能指标2、掌握汽油规格及牌号3、了解汽油机可燃混合气形成的特点4、熟悉汽油机燃烧过程5、汽油机非正常燃烧重点汽油机燃烧过程分析难点汽油机非正常燃烧教学方法手段讲述导学过程设计教学活动学生活动时间回忆上次课要点，向学生提问。

§1-5汽油机的燃烧过程(p42)什么是燃烧过程？为什么要研究燃烧过程汽油机燃烧过程特点：4点。

一，汽油的组成及主要性能指标（一）燃油简介汽油、柴油的获得：直馏法、裂化法(热裂化、催化裂化) 不同方法炼制的汽柴油适用范围不同。

（二）汽油的主要性能指标。

1、蒸发性定义，衡量指标；10%，50%，90%的蒸发温度。

2、抗爆性定义，辛烷值，（马，研），牌号。

3，国产汽油规格。

P43表1-6。

选用：1，说明书，2，压缩比。

二、汽油机混合气的形成(p44)1、化油器式喉管处高速气流冲击2、喷射式压力喷射成细小颗粒回答问题：1、什么是循环充量？充气效率？2、如何区别自由排气损失、强制排气损失、进气损失、泵气损失和换气损失？3、影响充气效率的因素？1015101教师活动学生活动时间三，汽油机的燃烧过程(p45)(一)燃烧简介HC化合物燃烧，放热。

完全燃烧产物：混合气浓度表示方法：空燃比，过量空气系数。

(二)着火（物理，化学变化）(三)正常燃烧过程(图1-40)对燃烧的要求：完全、及时、正常。

1，着火延迟期（点火至火焰中心形成）2，急燃期。

V=20m/s～30m/s。

着火→Pmax着火点与最高压力点在哪里好。

(火焰中心形成在btdc12-15°,Pmax出现ATDC12-18°)3，补燃期，（蒸发不良及混合不均；热分解）(四)不正常燃烧爆燃与表面点火。

1，爆燃什么是爆燃？(火焰前锋到达以前末端混合气的自燃) 现象：来不及膨胀，局部T、P↑↑，与周围气体压力不平衡产生冲击波并以超音速传播。

发动机原理第七章汽油机燃烧过程

发动机原理第七章汽油机燃烧过程

燃烧过程中会发生一系列化学反应，产生二氧化碳、水蒸汽和氮氧化物等排放物。
发动机原理第七章汽油机燃烧 过程
本章主要介绍汽油机燃烧过程的基本原理、燃烧速度和燃烧室结构的影响因 素，以及点火系统和燃料喷射系统的作用和种类，使您对汽油机燃烧过程有 更深入的了解。
燃烧过程简介
1 定义和重要性
燃烧过程是汽油机中产生动力的关键步骤，它将燃料和空气混合物转化为能量。
2 基本要素
燃烧过程的基本要素包括燃料、空气和火花塞的点火。
燃烧速度和燃烧室结构
1 影响因素
燃烧速度受到燃料特性、混合气浓度和压缩比等因素的影响。
2 影响燃烧速度的燃烧室结构
燃烧室的形状和尺寸会对燃烧速度产生影响。优化燃烧室结构可以提高燃烧效率。
点火系统和燃料喷射系统
Hale Waihona Puke 1 点火系统的作用和种类点火系统用于在燃烧室中引发火花，点燃燃 料混合物。常见的点火系统包括火花塞和火 花塞脉冲点火。
2 燃料喷射系统的作用和种类
燃料喷射系统用于将燃料以适量、适时和适 速喷射到燃烧室中。常见的燃料喷射系统包 括多点喷射和直喷技术。
燃烧过程中的热损失和化学反应
1 热损失的种类和减少方法
燃烧过程中会有热损失，包括散热、冷却和排放等损失。通过优化散热系统和增加排放 净化设备可以减少热损失。
2 化学反应和产物
5单元-汽油机混合气的形成和燃烧

5单元-汽油机混合气的形成和燃烧

危害 1）由于它提前点火而且热点表 面比火花大，燃烧速率快气缸 压力、温度增高，发动机工作 粗暴； 2）压缩负功增大，向缸壁传热 增加，致使功率下降； 3）T，P升高；火花塞、活塞 等零件过热。 早燃与爆燃相互促进：T、P升 高诱发爆燃，爆燃促进更多热 点形成更剧烈的表面点火。
2.后燃
是指在火花塞点火之后，炽热表面或热辐射点燃混合气 的现象。
应尽量减少后燃期。 着眼于排放性：
应适当的延长后燃期
（二）燃烧速度
定义：燃烧速度是指单位时间燃烧的混合气量，可以表达为
Um=
dm dt
=
U T
AT
燃烧速度表征了燃烧的快慢程度。控制了燃烧速度，就 能控制明显燃烧期的长短及其相对曲轴转角的位置。进 而影响到汽油机的燃烧过程，及汽油机的综合性能。
节气门开度一定时，最 佳点火提前角随转速n的变 化关系如图
n 燃烧所占曲轴转角
t 6nt 佳
负荷对最佳点火提前角的影响
当转速一定时，最佳点 火提前角， 随负荷的变化 关系如图所示。
负荷↓→节气门关小→残余废 气系数γ↑→着火延迟期↑→火 焰传播速度UT↓→θ 佳↑
3、转速对燃烧的影响
当α ＜l燃烧不完全CO增加。
当α ＜0.8及α >1.2时，UT下降燃 烧不完全 －> be增加＋HC排放 增加＋工作不稳定。
可见，在均质混合气燃烧中， 混合气浓度对燃烧影响极大，必 须严格控制。
2、点火提前角对燃烧的影响
点火提前角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。
其数值应视燃料性质、转速、负荷、过量空气系数等很多因素而 定。
中间因素： 燃烧速率（密度、T、P、紊流强度等） 燃烧始点（点火提前角、T、P、混合气浓度等等、辛烷值）

汽油机和柴油机工作原理的区别

汽油机和柴油机工作原理的区别
汽油机和柴油机是内燃机的两种常见类型，其工作原理有一定的区别。

1. 燃油混合方式：汽油机是通过将空气和汽油混合后喷入气缸内，然后点火燃烧汽油-空气混合物来产生动力。

柴油机则是
将空气先压缩到很高的压力，然后将柴油喷入气缸内，利用柴油的较高压燃点自燃来产生动力。

2. 压缩比：汽油机的压缩比一般较低，通常在8:1到12:1之间，而柴油机的压缩比则较高，一般在16:1到22:1之间。

这是因
为柴油机需要通过高压压缩使柴油自燃，而汽油机则依靠火花塞的点火来点燃混合物。

3. 燃烧过程：汽油机的燃烧过程相对较快，火焰传播速度较快，燃烧产生的温度和压力较低。

柴油机的燃烧过程相对较慢，燃烧产生的温度和压力较高。

这也导致了柴油机具有较高的燃烧效率和低的燃料消耗。

4. 点火系统：汽油机使用火花塞来点火，而柴油机没有火花塞，燃烧是自燃的。

5. 燃料：汽油机燃料为汽油，柴油机燃料为柴油。

汽油的挥发性较好，柴油的点燃质量需要在缸内的高温和压力下自燃。

总的来说，汽油机和柴油机的工作原理主要区别在于燃油混合
方式、压缩比、燃烧过程、点火系统和燃料等方面。

这些差异导致了它们在功率输出、燃烧效率和使用范围等方面有所不同。

汽油机工作循环过程

汽油机工作循环过程
汽油机工作循环过程主要包括四个阶段：吸气、压缩、燃烧和排气。

1. 吸气阶段：活塞从上死点（TDC，上止点）向下移动，拉开进气门，汽缸内形成低压区域，进气门打开，混合气（燃油和空气）由进气道进入汽缸。

2. 压缩阶段：活塞继续向上移动，使进气门关闭，活塞达到下止点（BDC），燃气便开始被压缩，压缩比一般在8-12之间。

3. 燃烧阶段：活塞开始向下移动，点火塞放电，引燃混合气。

燃烧释放出的热能使压力迅速上升，活塞被推力推向上止点，同时压缩空气被压缩为高温高压的燃烧气体。

4. 排气阶段：活塞再次向上移动，排气门打开，高温高压的燃烧残渣通过排气门排出，并清除汽缸内的废气，准备进行下一循环。

整个循环过程一般被称为Otto循环，是一种理论循环。

在实
际实验和使用中，汽油机还有其他补偿措施，如进气增压、气门正时等，以提高效率和性能。

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汽油机燃烧过程
1.燃烧过程的重要性
燃料燃烧完全的程度，直接影响到 热量产生的多少和排出的废气的成分， 而燃烧时机又关系到热量的利用程度。 所以燃烧过程是影响发动机的动力性、 经济性和排气污染的主要过程，同时与 噪声、振动、启动性能和使用寿命也有 重大关系。
2.对燃烧过程的要求
1）燃烧完全，释放出尽可能多的热能， 减少废气中的有害物质。
3、补燃期
*从最高压力点到燃烧结束为补燃期：指明显燃烧期
以后在膨胀过程中的燃烧。
*此阶段参加燃烧的燃料主要有： ①火焰前锋面过后，后面未及燃烧的燃料（燃烧室边缘 和缝隙）再燃烧。 ②贴附在缸壁未燃混合气层的部分燃烧。壁面温度低，
对火焰具有熄火作用，这样在壁面存在大量未燃烴，在
随后的膨胀中部分未燃烴继续燃烧。
要在工作柔和的条件下，尽可能地提高火焰传播速度。
2．衡量发动机工作粗暴程度的指标 —明显燃烧期内的平 均压力升高率△P/△ψ，
即曲轴每转1度时，缸内气体压力的平均升高量：
ΔP/Δψ=（P3-P2)/(ψ3-ψ2） [kPa/0CA] 一般使火焰中心形成点出现在 TDC 前 12-150CA ，缸内 最高压力点出现在TDC后12-150CA。 ΔP/Δψ=175 ~ 245kPa/0CA
3．影响火焰传播速度的因素：
混合气浓度、缸内气体的紊流强度、残余 废气系数等。
汽油机燃烧过程与柴油机燃烧过程的区别：
1. 属于预混合燃烧 , 具有定容燃烧的形式。燃烧持续 期约为25~40℃A(柴油机约为50~70℃A)。 2 ．压缩比小，一般为 7~9 ， ( 柴油机约为 12~22) 。热 效率低，排温高（膨胀不充分）。
3．最高燃烧温度高（接近定容燃烧）。
4．易燃烧不完全（过量空气系数小，防止爆燃燃烧室 内的激冷区），CO、HC、NOx排放高。
5．挥发损失大（汽油的挥发性好）。
【2】汽油机的不正常燃烧
常见的不正常燃烧:爆燃和表 面点火。
2、速燃期
*从火焰中心形成到示功图上的压力达到最高点为止称
为速燃期。 *在均质混合气中，当火焰中心出现后，与其临近的一 薄层混合气首先燃烧即形成极薄的火焰层，称为火焰前 锋。 *火焰前锋向前推进的法向移动速度，称为火焰传播速度。 *火焰传播速度：车用一般30—60m/s。
*混合气约80—90%在此期间燃烧完毕，温度、 压力迅速升高，最高压力在上止点后 12℃A~15℃A（循环功最多）一般占20— 30º CA。缸内最高压力点与最高温度点重合。 *急燃期越短，愈靠近上止点，汽油机经济 性、动力性越好。但可能导致压力升高率值 过高，工作粗暴。
二、燃烧过程的几个阶段
1、滞燃期（着火延迟期）
从火花塞开始跳火到火焰中心形成→滞燃期。
是燃烧的准备阶段，主要进行热量的积累， 缸内的压力线与纯压缩线基本重合。 当反应的混合气的温度升高到一定程度后， 形成发火区，即火焰中心。
从火花塞跳火瞬时到活塞行至上止点时的曲 轴转角，称为点火提前角，用 表示。一般为 20—35º CA。
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，曲轴转过的角度称为 点火提前角。
混合可燃气体从点燃、燃烧到烧完有一个时间过 程，最佳点火提前角的作用就是在各种不同工况下使 气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程。这样效 率最高，震动最小，温升最低。
*点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻，效率降低， 热负荷、机械负荷、噪声和震动加剧，这是应该防止的。 点火过迟，发动机无力，功效率低，油耗大，排气声大。 不论点火过早或过迟，都会影响转速的提升。 *最佳点火角受很多因素影响，如果要发动机工作在 理想状态下，以下因素必须考虑： 1)缸温缸压。越高燃烧越快，点火提前角要越小。影响缸 温缸压的因素有：发动机压缩比、气温、缸温、负荷。大 家的车在气温变化的季节有不同表现正缘于此。
2)汽油辛烷值。也就是汽油牌号，越高抗爆震能力越 强，相应允许更大的点火提前角。 3)燃气混合比。过浓过稀燃烧速度皆慢，需增加点火 提前角。这个主要看节气门开度、海拔高度。 对于 难以预料的情况，有些车还加装了爆震传感器，发 生爆震时自动降低点火提前角。 显然，要完成如此复杂的运算，靠传统的模拟 点火器是难以胜任的。只有微电脑点火器，才能高 速、精确、稳定地实现最佳点火提前角。
2）燃烧及时，使放热集中在上止点附 近，提高热功转换能力。 3.燃烧过程的研究方法高速摄影法、示功图法【1】汽油机的正常燃烧
汽油机的燃烧过程 指从点火开始到燃 料基本烧完为止的 过程。
一、示功图上的 关键点
1、火花塞跳火 2 、缸内压力线偏离纯压缩 线的始点
3、缸内最高压力点
θ -点火提前角
Ⅰ-滞燃期 Ⅱ-显燃期 Ⅲ-补燃期 汽油机的燃烧过程
正常燃烧
*最高压力过早使压缩功增大，过迟散热 损失增大；过大产生振动、噪音，过小使膨 胀功减少。 *压力升高率：即曲轴每转1度时，缸内 气体压力的平均升高量： λP =△P/△θ ΔP =（P3-P2） Δθ=（θ3-θ2）
*λP表征压力变化的急剧程度： λP过大，发动机振动和噪声大， 工作粗暴； λP在１７５～２５０ＭＰ a/℃A，汽油机工作柔和，性能好。
1）特点： A.火花放电时两极电压达10～15KV，局部温度3000K，加快了混合气 的氧化反应速度。 B.此阶段缸内压力无明显升高。 2）影响滞燃期时间长短的因素： ①燃料本身的分子结构和物理化学性质。着火温度和热稳定性 越低，着火延迟期越短。 ②混合气成分。混合过量空气系数=0.8~0.9着火延迟期最短。 ③火花塞跳火时缸内压力及温度高，着火延迟期缩短。 ④电火花强度大，着火延迟时间将减小。另外，与残余废气量、 缸内混合气的运动等因素有关。
③高温分解的燃烧产物（ H2 、 O2 、 CO ）等重新氧
化。
在膨胀中远离上止点放热，热能不能充分利 用，使ηi↓，Me↓，ge↑，且排气温度↑，散热
量↑。过长会造成发动机过热，排气管“放炮”。
希望补燃期尽可能短，后燃放热量尽可能少。
总结：
1.上述三个阶段中,火焰传播期速度对ηi起决定性的作用。