哈爾濱工程大學內(nèi)燃機原理小結(jié)

1、1、哈爾濱工程大學內(nèi)燃機原理2、平均指示壓力pmi:單位氣缸工作容積一個循環(huán)所作的指示功2、指示功率Pi：內(nèi)燃機單位時間內(nèi)所做的指示功3、指示熱效率n it：發(fā)動機指示功與所消耗的燃料熱量的比值4、指示燃油消耗率bi:單位指示功的耗油量5、有效功率Pe、機械損失功率Pm6、機械效率n m：有效功率與指示功率之比/7、平均有效壓力pme： 一個假想的平均不變的壓力，如果這個壓力作用在活塞上，使活塞 移動一個行程所作的功等于循環(huán)有效功，該壓力稱為平均有效壓力8、升功率PL（kW/L）：在標定工況下，每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率、/9、充量系數(shù)3 c：每循環(huán)實際進入氣缸的新鮮空氣量ml與以進氣管

2、狀態(tài)（ps , Ts , p s） 占滿氣缸工作容積的理論空氣量msh之比10、過量空氣系數(shù)3 a：燃燒1kg燃料的實際空氣量和理論空氣量之比11、空燃比a和燃空比1/a :12、有效熱效率n et:實際循環(huán)有效功與所消耗的熱量的比值13、有效燃油消耗率be：單位有效功的耗油量，通常用每千瓦小時所消耗的燃料克數(shù)g/（kW.h）表示14、機械損失功率Pm（kW）、平均機械損失壓力pmm（MPa）：15、機械損失的測定：示功圖法、倒拖法（偏大）、滅缸法、油耗線法16、提高內(nèi)燃機動力性能與經(jīng)濟性能的途徑：1、采用增壓技術(shù)2、合理組織燃燒，提高指 示效率n it 4、提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速“5、提高內(nèi)燃機的機

3、械效率n m 6、采用二沖程提高升 功率PL17、1、發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩分為指示轉(zhuǎn)矩和有效轉(zhuǎn)矩。（2）2、發(fā)動機的額定轉(zhuǎn)速屬于動力 性能指標。（1）3、指示熱效率和機械效率的乘積等于有效熱效率。（1）4、發(fā)動機轉(zhuǎn) 速不變時，負荷越大則循環(huán)供油量越大。（1）5、通過分析實測發(fā)動機的示功圖，可以 得到發(fā)動機的平均有效壓力。（2）6、用示功圖法測取發(fā)動機的機械損失功率時，若 測量時的上止點比實際上止點位置靠前，則計算所得的機械損失功率比實際工況的小。（2）7、用倒拖法測量機械效率時，由于沒有負荷，缸內(nèi)壓力低，摩擦損失小，測得 的機械損失較小。（2）8、油耗線法的前提是近似假定有效熱效率為常數(shù)，使得小時耗

4、油量與平均有效壓力成正比，從而算得機械效率。（2）電噴汽油機中等負荷時過量空 氣系數(shù)等于1。（1）第三章內(nèi)燃機的工作循環(huán)1、壓縮比 c越大，n t越大壓力升高比入p越大，n t越大初期膨脹比p 0越大， n t越小提高n t的措施，均能提高循環(huán)平均壓力pt2、柴油自燃性用十六烷值表示:用兩種燃料配制成不同比例的標準燃料：正十六烷C16H34, 自燃性好，規(guī)定十六烷值為100，a -甲基萘C11H10,自燃性差，規(guī)定十六烷值為03、汽油抗爆性用辛烷值表示：也是用兩種標準燃料配制混合燃料異辛烷C8H18，抗爆性 好，規(guī)定為100，正庚烷C7H16，抗爆性差，規(guī)定為04、抗爆指數(shù)：研究法辛烷值和馬達

5、法辛烷值的平均值5、低熱值：1kg燃料完全燃燒放出的熱量，不計水蒸氣的汽化潛熱的熱值稱為低熱值6、殘余廢氣系數(shù)3 r：上循環(huán)的殘余廢氣量與本循環(huán)進氣終了缸內(nèi)的工質(zhì)總量之比7、排氣再循環(huán)率：再循環(huán)廢氣量與新鮮充量之比分析題1、畫圖分析實際循環(huán)和理論循環(huán)的區(qū)別一、工質(zhì)的影響：使比熱容增大、燃燒產(chǎn)物還存在高溫分解和膨脹過程的復合換熱、燃燒 溫度和壓力低，做功減少，熱效率降低二、傳熱損失。理論循環(huán)：缸內(nèi)工質(zhì)和壁面是絕熱 的，沒有傳熱損失。實際循環(huán)：缸內(nèi)工質(zhì)和壁面有熱交換、壓縮過程前期，工質(zhì)溫度低， 被壁面加熱、壓縮后期，工質(zhì)向壁面放熱、燃燒和膨脹過程，工質(zhì)向壁面大量放熱、造成 循環(huán)指示功和熱效率下降

6、三、換氣損失。理論循環(huán)：無換氣過程，僅將排氣簡化為定容 放熱。實際循環(huán)：存在著多種換氣損失：膨脹損失活塞推出功損失吸氣損失四、燃 燒損失。理論循環(huán)：將燃燒過程簡化為定容或混合加熱過程，并認為全部燃料均完全燃燒 釋放出熱量。實際循環(huán)：燃燒時活塞不斷在運動，不可能做到定容和定壓，總有一部分燃 料不能完全燃燒，因此，存在著時間損失和不完全燃燒損失2、理論上進一步提高動力性和經(jīng)濟性的限制結(jié)構(gòu)強度的限制： c和入p增大，pz和dp/dp增大，機械負荷增大。機械效率的 限制：pz增大，活塞等運動件摩擦損失增大，n m降低。燃燒方面的限制： c增大， 汽油機易爆震，柴油機燃燒室設計、制造困難。排放方面的限制

7、： c增大，燃燒溫度 升高，NOx增加，振動噪聲增加。第四章內(nèi)燃機的換氣過程1、超臨界排氣：排氣管壓力與缸內(nèi)壓力之比小于臨界值2、亞臨界排氣：排氣管壓力與缸內(nèi)壓力之比大于臨界值3、排氣提前角、排氣遲閉角、進氣提前角、進氣遲閉角統(tǒng)稱為配氣定時4、排氣損失：膨脹損失和推出功損失之和5、活塞強制排氣的推出功損失與進氣時進氣阻力造成的吸氣功損失之和稱為泵氣損失6、泵氣功：活塞在強制排氣和吸氣過程中所做的功Wpw對于自然吸氣內(nèi)燃機：泵氣功就 是泵氣損失：Wp=Wpw=X+Y。對于增壓內(nèi)燃機：泵氣功為換氣過程中活塞所做的正功， 不是損失，泵氣損失為實際泵氣功比理論泵氣功的減少量7、充量系數(shù)：每循環(huán)實際吸入

8、氣缸的新鮮充量ml與以進氣管狀態(tài)充滿氣缸工作容積的理 論充量msh之比 =衛(wèi)廠sh8、（一）降低進氣系統(tǒng)的流動阻力（二）采用可變配氣系統(tǒng)技術(shù)（三）合理利用進氣諧振 （四）降低排氣系統(tǒng)的流動阻力（五）減少對進氣充量的加熱第五章內(nèi)燃機混合氣的形成和燃燒1、進氣渦流：進氣過程中形成的繞氣缸軸線有規(guī)則的氣流運動2、擠流：在壓縮過程后期，活塞頂面和氣缸蓋之間由于氣體被壓縮而產(chǎn)生的徑向或橫向氣 流運動3、滾流（也稱橫軸渦流）：進氣過程中形成的繞垂直于氣缸軸線的空氣旋流4、斜軸渦流：滾流和渦流結(jié)合形成的與氣缸軸線成一定角度的旋流5、湍流（亂流）：無規(guī)則的氣流運動。、一種為氣流和固體表面之間的壁面湍流、另一種

9、為 流體內(nèi)不同流速層之間的自由湍流。6、熱力混合：由于氣流的離心力、密度差和壓差等原因，形成氣流運動，促進油氣混合的 作用7、著火界限：能夠正常著火的混合氣濃度的上下限8、燃燒循環(huán)變動現(xiàn)象：當發(fā)動機在某一工況下穩(wěn)定運行時，每一循環(huán)燃燒過程的進行情況 不斷變化9、爆燃（爆震燃燒）：在火焰?zhèn)鞑ミ^程中，末端混合氣的自燃現(xiàn)象10、表面點火：不是依靠電火花點火，而是由于熾熱表面，點燃混合氣而引起的不正常燃 燒現(xiàn)象。后火：電火花點燃混合氣后，在火焰?zhèn)鞑サ倪^程中，熾熱點點燃其余混合氣，但這時火焰前鋒仍以正常速度傳播。早火：在電火花正常點燃以前，熾熱點就點燃混合氣。激 爆就是多點早火，是危害最嚴重的表面點火現(xiàn)

10、象11、楔形燃燒室：初期燃燒速率和壓力升高率大，工作較粗暴。浴盆形燃燒室：火焰?zhèn)鞑?距離長，燃燒速率低，壓力升高率低、面容比較大，HC排放高、燃燒柔和，NOx排放低。 半球形燃燒室：火花塞處容積大，工作粗暴，NOx排放高。碗型燃燒室12、分層燃燒：為合理組織燃燒室內(nèi)的混合氣分布，即在火花間隙周圍局部形成具有良好 著火條件的較濃混合氣?？杖急仍?2-13.4左右，而在燃燒室的大部分區(qū)域內(nèi)事較細的混合 器，兩者之間，為了有利于火焰的傳播，混合氣濃度從火花塞開始由濃到稀逐步過渡，這 就是所謂的分層燃燒13、缸內(nèi)直噴（GDI）14、燃料燃燒的瞬時放熱率（放熱速率）dQB/dp隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系稱為燃

11、燒規(guī)律、 放熱規(guī)律或放熱率曲線。比較合適的放熱規(guī)律是先緩后急15、開始放熱時刻、放熱規(guī)律和放熱持續(xù)時間是燃燒過程的三個主要因素。16、dp/dp過大，則產(chǎn)生強烈的震音，稱為工作粗暴 分析題1、汽油機的燃燒階段是如何劃分的I階段：著火階段T i （12）火花跳火到形成火焰中心的階段，也稱滯燃期第II階段：急燃期（23）火焰由火焰中心燒遍整個燃燒室的階段第III階段：后燃期（34）急燃期終點至燃料基本上完全燃燒完為止2爆燃的機理是什么？分別說明點火提前角、轉(zhuǎn)速、負荷、混合氣濃度這些運轉(zhuǎn)參數(shù)對爆燃 的影響。假定從火花塞點燃混合氣開始，正常火焰開始傳播，到達終燃混合氣所需時間t1、終燃混 合氣開始焰前

12、反應，到達自燃所需時間t2。當t1 t2 :爆燃，因此， 凡是t1減小、t2增大的因素均可抑制爆燃。（1），隨點火提前角增加，爆燃傾向加大、（2） n個時，爆燃傾向1 （3）負荷越大，爆燃傾 向越大（4）在帕=0.80.9時爆燃傾向最大、過濃或過稀的混合氣有助于減小爆燃（5）沉 積物的存在使爆燃傾向增加防止爆燃的方法：1）推遲點火、2）縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x、3）終燃混合氣冷卻、4）增加流 動、5）燃燒室掃氣（加大進排氣重疊期）3、柴油機的燃燒階段是如何劃分的第1階段：著火延遲階段：從噴油開始到壓力開始急劇升高為止第2階段：急燃期：壓力急劇上升的階段第3階段：緩燃期：從壓力急劇升高終點到壓力開始下降

13、點第4階段：后燃期：從緩燃期終點到燃料基本上完全燒完4、柴油機的滯燃期長短對燃燒過程有何影響，分析說明那些因素影響滯燃期的長短。滯燃期越長，滯燃期內(nèi)噴入的燃料越多，著火前的可燃混合氣越多，這些燃料在急燃期中 幾乎一起燃燒，使壓力升高比和最高燃燒壓力增大。隨后的燃燒就難以控制。若滯燃期極 短，來不及充分形成可燃混合氣就開始燃燒，燃燒不完全，柴油機經(jīng)濟性和排放性能惡化。（1）溫度和壓力提高，滯燃期縮短（2）十六烷值越高，越容易自燃，滯燃期越短（3） 存在著一個使滯燃期最短的噴油提前角，過早或過晚都會是滯燃期增加510 oCA最佳。（4）轉(zhuǎn)速增加滯燃期縮短（5）隨增壓壓力個、滯燃期11。5、柴油機淺

14、盆形燃燒室是如何進行油、氣混合的？使用這種燃燒室的柴油機的性能有何特 點？燃油直接噴入燃燒室，混合氣形成是空間混合。1）靠燃油的噴散霧化，對噴霧質(zhì)量要求高2）為充分利用空氣，油束與燃燒室形狀相配合燃料要盡可能地分布到整個燃燒室空間3）一般不組織空氣渦流運動依靠油束擴展使燃油與空氣混合4）燃燒室基本上是一個空間5）由于是均勻的空間混合在滯燃期內(nèi)形成的可燃混合氣較多6）對轉(zhuǎn)速和燃料較敏感6、柴油機深坑形燃燒室是如何進行油、氣混合的？使用這種燃燒室的柴油機的性能有何特點？一方面利用一定的噴霧的質(zhì)量，一方面組織進氣渦流及形成擠流促進混合氣形成和燃燒。小型高速柴油機不適合采用淺盆形燃燒室：轉(zhuǎn)速高，混合氣

15、形成和燃燒的時間極短；每循 環(huán)供油量又很少；如果單靠霧化混合。則必須將噴孔直徑做得很小，噴油壓力很高，使燃 油系統(tǒng)制造困難、有渦流的深坑形燃燒室一、選擇題1、哪個燃燒階段在汽油機中沒有？（ C ）A、滯燃期；B、急燃期；C、緩燃期；D、后燃期2、哪種空氣運動不能在進氣過程中形成？（ B）A、渦流；B、擠流；C、滾流；。、湍流3、哪種現(xiàn)象不屬于汽油機的不正常燃燒？（ C）人、爆燃；B、失火；C、粗暴；。、激爆4、自然吸氣汽油機中，爆燃最容易發(fā)生在哪種工況？（ C）A、低速小負荷；B 高速小負荷；C、低速大負荷；D、高速大負荷5、哪種汽油機的燃燒室可以采用多氣門，并使氣門傾斜以增大氣門流通面積？（

16、 D ）A、楔形；B、浴盆形；C、碗形；D、半球形6、柴油機比較合適的放熱規(guī)律是：（A）A、前緩后急；B、前急后緩C、前后均急；D、前后均緩7、汽油機的最佳點火提前角在什么情況下增大？（ C ）A、轉(zhuǎn)速升高或負荷增大；B、轉(zhuǎn)速降低或負荷增大C、轉(zhuǎn)速升高或負荷減小；。、轉(zhuǎn)速降低或負荷減小二、判斷題1、汽油機的滯燃期對燃燒過程影響很大，滯燃期越長越容易發(fā)生爆燃，因此應盡量縮短汽油機的滯燃期。（2 ）2、柴油機的滯燃期對燃燒過程影響很大，滯燃期越長越容易燃燒粗暴，因此應盡量縮短柴油機的滯燃期。（1）3、汽油機的后火對發(fā)動機危害不大。（1 ）4、柴油機正常燃燒過程中，最高燃燒壓力出現(xiàn)在急燃期。V 2）

17、dV5、 汽油機燃燒室的面容比越小越好。（1 ） = f （甲）=A w 或生=f （t ） = A wCAp 柱塞面積（mm2 ）、wp 幾何供 油柱塞速度，按凸輪轉(zhuǎn)角或時間計6、 汽油機急燃期的燃燒速度越快越好。（1 ）d C V VdtP P7、柴油機急燃期的燃燒速度越快越好。（2 ）8、汽油機分層燃燒的目的是為了燃燒稀混合氣。（1 ）9、GDI汽油機全負荷時采用較濃的均質(zhì)混合氣。（1 ）第七章內(nèi)燃機的燃料供給與調(diào)節(jié)1、幾何供油規(guī)律：從幾何關(guān)系上求出的單位凸輪轉(zhuǎn)角（或單位時間）噴油泵供油量隨凸輪轉(zhuǎn)角（或時間）的變化關(guān)系。由于進、回油孔的節(jié)流作用：實際有效供油行程會略大于幾 何供油行程，實

18、際供油量也會略大于幾何供油量2、噴油規(guī)律：單位凸輪轉(zhuǎn)角（或單位時間）內(nèi)從噴油器噴入氣缸的燃料量隨凸輪轉(zhuǎn)角（或 時間）的變化關(guān)系3、噴油規(guī)律的確定：實驗法（長油管法）、試驗計算法、計算法4、 供油提前角0 d：噴油泵在上止點前開始供油的曲軸轉(zhuǎn)角噴油提前角Oj：燃料在上 止點前開始噴射的曲軸轉(zhuǎn)角 0 d= 0j+ 0 x0 d和0 j之間相差的曲軸轉(zhuǎn)角稱為噴油延遲角0 x5、常見的異常噴射現(xiàn)象：二次噴射、氣穴與穴蝕、不穩(wěn)定噴射等6、二次噴射：正常噴射結(jié)束，針閥落座后又第二次開啟向氣缸內(nèi)噴油的現(xiàn)象（多發(fā)生在柴 油機大負荷、高速運轉(zhuǎn)工況）7、氣穴現(xiàn)象：燃油中是溶有少量空氣的，當高壓油路內(nèi)壓力急劇下降時

19、，其中的空氣先行 析出；當壓力進一步下降到燃油的飽和蒸氣壓時，部分燃油也開始氣化，兩者構(gòu)成的密集 氣泡，稱為氣穴。8、穴蝕現(xiàn)象：出現(xiàn)氣穴后，若強壓力波傳到氣泡處或氣泡被運送到高壓部位，氣泡會被急 劇壓縮而爆破，產(chǎn)生極高的沖擊力，引起噪聲與振動，并對金屬表面形成沖擊，如某處壁 面經(jīng)常受這種壓力沖擊。/9、氣穴是低壓造成，二次噴射是高壓造成。因此，消除二次噴射時，也要防止氣穴的產(chǎn)生， 例如盡可能采用節(jié)流式或等壓式出油閥等10、不穩(wěn)定噴射或不規(guī)則噴射：在某些工況（特別是低怠速工況）下容易出現(xiàn)，循環(huán)供油 量不斷變動，各循環(huán)噴油規(guī)律也有差異。針閥開啟不足，針閥跳動無一定規(guī)，造成每循環(huán) 供油量的變動不齊噴

20、射；針閥開啟嚴重不足，使有的循環(huán)不能開啟，油泵兩次供油 才有一次噴油 隔次噴射11、波動噴射現(xiàn)象（不屬于不穩(wěn)定噴射）在帶有壓力室的孔式噴油器中易發(fā)生，在低速、 低負荷工況，噴射過程中針閥上下波動12、噴油壓力：噴油過程中，噴油器端的最大噴射壓力pjmax （往往略高于泵端最大許用壓力ppmax）噴油壓力一般是啟噴壓力的24倍13、噴油泵的速度特性：噴油泵在油量調(diào)節(jié)齒桿位置不變時，每循環(huán)噴油量Vb隨油泵 轉(zhuǎn)速np （或柴油機轉(zhuǎn)速n）的變化的特性：Vb = f （ np ）。/分析題1、說明壓燃式內(nèi)燃機有哪些異常噴射現(xiàn)象和它們可能出現(xiàn)的工況。二次噴射（多發(fā)生在柴油機大負荷、高速運轉(zhuǎn)工況）、氣穴和穴

21、蝕不穩(wěn)定噴射（特別是低怠速工況）2、簡述二次噴射產(chǎn)生的原因、造成的危害及消除方法。原因：燃油壓力波在高壓油路的傳播與反射，噴油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)匹配不當噴油泵出油閥落座時，形成一個膨脹波，同時高壓油路的燃油回流，膨脹波傳到噴嘴端， 針閥落座，主噴射結(jié)束；回流的燃油在已落座的出油閥處形成正壓力波，此壓力波向噴嘴 端反射，當超過噴油器開啟壓力時（根本原因），針閥二次開啟，向氣缸內(nèi)噴油危害：清除方法：減小高壓油路容積、適當增大噴孔總面積、增大出油閥彈簧剛度和開啟壓力、 適當增大等容出油閥的減壓容積、采用阻尼出油閥或等壓出油閥等措施。3、噴油泵速度校正的方法有哪幾種？簡述各種校正方法的原理。液力校正：常用出

22、油閥校正，故意削弱出油閥密封環(huán)帶的密封性，高速時，由于節(jié)流作用，密封嚴密，減壓容積大；低速時，節(jié)流削弱，密封不嚴，減壓容積小機械校正：通過離心調(diào)節(jié)器，直接改變柱塞的有效供油行程4、簡述電控汽油噴射系統(tǒng)的組成及各部分的主要作用。主要傳感器（一）曲軸轉(zhuǎn)速與位置傳感器：確定曲軸轉(zhuǎn)速、曲軸轉(zhuǎn)角和第一缸上止點位置（二）進氣流量傳感器（三）氧傳感器：根據(jù)排氣中的氧含量判斷申a大于1還是小于1噴油器與其他主要執(zhí)行器（一）噴油器：根據(jù)啟閉持續(xù)時間控制噴油量（二）點火裝置：由高壓線圈產(chǎn)生高壓電擊穿火花塞間隙點火（三）進氣量調(diào)節(jié)裝置：通過加速踏板改變節(jié)氣門開度，從而改變進氣量電控器第八章內(nèi)燃機污染物的生成與控制一、CO的主要影響因素一過量空氣系數(shù)q a， a =1.0 1.1之間，CO排放過渡到最低 值二、點燃式內(nèi)燃機HC （1）排放、（2）曲軸箱、（3）蒸發(fā) 一般混合氣略?。ü =1.1- 12）未燃HC最少，過濃過稀都會是HC增多（1）壁面淬熄（2）狹隙效應（3潤滑油膜的吸附和解吸（4）燃燒室中沉積物的影響（5） 部分燃燒和失火柴油機的HC排放，柴油機排出的HC主要由燃燒過程產(chǎn)生（1）油束外圍的過稀混合氣區(qū)域（2）噴油器嘴部的壓力室容積（3）噴到壁面的油膜三、點燃時內(nèi)燃機：高溫和富氧是促使NO大量生成的條件，稀薄燃燒是降低點燃機NOx 的重要手段，推遲點火可降低最高燃燒