15133-發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車?yán)碚?第4版)-張西課件

2023/1/9發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車?yán)碚搹埼髡窀咴獋ジ叩嚷殬I(yè)教育汽車運(yùn)用與維修技術(shù)專業(yè)規(guī)劃教材

主

編2023/1/7發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車?yán)碚搹埼髡窀咴獋ジ叩嚷殬I(yè)2/21課程內(nèi)容概述第一章發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程第三章汽油機(jī)的燃料與燃燒第四章柴油機(jī)的燃料與燃燒第五章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性第六章汽車的動(dòng)力性第七章汽車的制動(dòng)性第八章汽車的使用經(jīng)濟(jì)性第九章汽車的操縱穩(wěn)定性第十章汽車的舒適性第十一章汽車的通過性第十二章汽車性能的合理使用2/21課程內(nèi)容概述第一章發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識第一章發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識第一章發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識2023/1/92023/1/7第一章發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識第一節(jié)氣體的熱力性質(zhì)第二節(jié)熱力學(xué)第一定律第三節(jié)熱力學(xué)第二定律第四節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)第五節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)第六節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率返回到首頁第一章發(fā)動(dòng)機(jī)原理基礎(chǔ)知識第一節(jié)氣體的熱力性質(zhì)返回到首第一節(jié)氣體的熱力性質(zhì)一、基本概念二、基本狀態(tài)參數(shù)三、理想氣體狀態(tài)方程溫度壓力比體積工質(zhì)熱力系統(tǒng)熱力狀態(tài)熱力過程 P-V圖第一節(jié)氣體的熱力性質(zhì)一、基本概念二、基本狀態(tài)參數(shù)三、一、基本概念

工質(zhì)：實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的物質(zhì)熱力過程：工質(zhì)從某一初始狀態(tài)變化到另一狀態(tài)所經(jīng)歷的過程。熱力狀態(tài)：工質(zhì)在某一時(shí)刻所處的宏觀狀況熱力系統(tǒng)：作為研究對象的某一宏觀尺寸范圍內(nèi)的工質(zhì)。一、基本概念工質(zhì)：實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的物質(zhì)熱力二、基本狀態(tài)參數(shù)

比體積：單位質(zhì)量的氣體所占的容積v=V/mv--氣體的比體積V--氣體總?cè)莘em--氣體的質(zhì)量溫度：描述物體的冷熱程度攝氏溫度(t℃）開氏溫度（TK)t=T-273）壓力：單位體積上所受的垂直作用力（kPa）開氏溫度、絕對壓力、比體積是狀態(tài)參數(shù)開氏溫度不可能有負(fù)值二、基本狀態(tài)參數(shù)比體積：單位質(zhì)量的氣體所占的容積溫度對于1kg理想氣體pv=RT對于mkg理想氣體pV=mRT(R--氣體常數(shù))三、理想氣體狀態(tài)方程對于1kg理想氣體pv=RT三、理想氣體狀態(tài)方程第二節(jié)熱力學(xué)第一定律一、功、熱量、內(nèi)能二、具體表述第二節(jié)熱力學(xué)第一定律一、功、熱量、內(nèi)能二、具體表功1kg氣體：dw=pAdx=pdvmkg氣體：V=mv

定義：當(dāng)氣體的壓力和容積發(fā)生變化時(shí)，氣體與外界之間相互傳遞的機(jī)械能。單位：JKJ符號：W功的正負(fù)：容積增加，對外做功，為正容積減少，外界對物體做功，為負(fù)功1kg氣體：dw=pAdx=pdv定義：當(dāng)氣體的壓力和容積熱量定義：溫度不同的物體相互接觸，會(huì)有熱量的傳遞。單位：JKJ符號：q、Q比熱：單位量的物體溫度變化1K時(shí)吸收或放出熱量c=dq/dT1kg氣體從T1變化到T2mkg氣體從T1變化到T2熱量的正負(fù)：吸收熱量為正、放出熱量為負(fù)熱量定義：溫度不同的物體相互接觸，會(huì)有熱量的傳遞。定義：氣體內(nèi)部所具有的能量的總和。單位：JKJ符號：u、U內(nèi)能變化：1kg氣體從T1變化到T2

mkg氣體從T1變化到T2熱量的正負(fù)：內(nèi)能增加為正、內(nèi)能減少為負(fù)內(nèi)能功、熱量、內(nèi)能是不是狀態(tài)參數(shù)？定義：氣體內(nèi)部所具有的能量的總和。內(nèi)能功、熱量、內(nèi)能是不是具體描述表述：熱和功可以相互轉(zhuǎn)換，為了要獲得一定量的功，必須消耗一定量的熱；反之，消耗一定量的功，必會(huì)產(chǎn)生一定量的熱。能量平衡方程：1kg氣體由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2mkg氣體由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2具體描述表述：熱和功可以相互轉(zhuǎn)換，為了要獲得一定量的功，必須定義、分類、熱力循環(huán)P-V圖熱力循環(huán)循環(huán)評定指標(biāo)具體表述循環(huán)熱效率、循環(huán)平均壓力開爾文-普朗克表述克勞修斯表述第三節(jié)熱力學(xué)第二定律定義、分類、熱力循環(huán)P-V圖熱力循環(huán)循環(huán)評定具體循環(huán)熱效率熱力循環(huán)

定義：工質(zhì)從某一初態(tài)出發(fā)，經(jīng)過一系列的中間狀態(tài)變化，又回復(fù)到原來狀態(tài)的全部過程稱為熱力循環(huán)。（即封閉的熱力過程）熱力循環(huán)的分類：按循環(huán)進(jìn)行的方向和產(chǎn)生的效果正向循環(huán)：將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的循環(huán)，又稱為熱機(jī)循環(huán)（或動(dòng)力循環(huán)）。如蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)、內(nèi)燃機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)等。逆向循環(huán)：消耗機(jī)械能將熱量從低溫物體傳遞到高溫物體的循環(huán)。按循環(huán)的目的不同，又可分為制冷循環(huán)和供熱循環(huán)（即熱泵循環(huán)）。熱力循環(huán)定義：工質(zhì)從某一初態(tài)出發(fā)，經(jīng)過一系列的中間狀熱力循環(huán)P-V圖A-C-B過程中，為膨脹過程,工質(zhì)從熱源吸收熱量Q1，對外做功W1.B-D-A過程中，為壓縮過程，外界對氣體做功W2，工質(zhì)向冷源放出熱量Q21kg工質(zhì)的循環(huán)過程中做的靜功：w0=q1-q2mkg工質(zhì)的循環(huán)過程中做的靜功：Wo=Q1-Q2熱力循環(huán)P-V圖A-C-B過程中，為膨脹過程,工質(zhì)從熱源吸收循環(huán)評定指標(biāo)循環(huán)熱效率：定義：熱功轉(zhuǎn)化效率。說明：熱功轉(zhuǎn)換過程的熱量利用度。循環(huán)平均壓力：定義：單位汽缸工作容積所做的循環(huán)功。說明：循環(huán)的動(dòng)力性?！?dú)飧坠ぷ魅莘e循環(huán)評定指標(biāo)循環(huán)熱效率：循環(huán)平均壓力：——?dú)飧坠ぷ魅莘e熱力學(xué)第二定律開爾文表述不可能建造一種循環(huán)工作的機(jī)器，其作用只是從單一熱源取熱并全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，而不引起其它變化?？藙谛匏贡硎霾豢赡馨褵崃繌牡蜏匚矬w傳向高溫物體而不引起其它變化。熱力學(xué)第二定律開爾文表述克勞修斯表述第四節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)研究目的：分析影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的各種因素，找出改善發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)、提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一般規(guī)律。進(jìn)氣過程實(shí)際循環(huán)理想循環(huán)兩種循環(huán)區(qū)別燃燒過程壓縮過程膨脹過程排氣過程實(shí)際循環(huán)的簡化柴油機(jī)理想循環(huán)汽油機(jī)理想循環(huán)理想循環(huán)影響因素實(shí)際循環(huán)與理想循環(huán)的主要差別在于實(shí)際循環(huán)存在各種損失第四節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)研究目的：分析影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的各種因素21/20一、發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)：連續(xù)不斷的把熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的循環(huán)。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹和排氣5個(gè)過程組成。通常用氣缸內(nèi)工質(zhì)的壓力p隨氣缸容積V（或曲軸轉(zhuǎn)角θ）而變化的圖形,來表示氣缸內(nèi)工質(zhì)的實(shí)際工作情況。21/20一、發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)：連續(xù)不斷的把22/20p-V圖和p-θ圖結(jié)論：進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣22/20p-V圖和p-θ圖結(jié)論：進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、排23/20進(jìn)氣過程進(jìn)行的好壞用實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮工質(zhì)的數(shù)量評價(jià)。由pV=mRT可以看出：氣缸容積一定時(shí)，提高進(jìn)氣終了壓力、降低進(jìn)氣終了溫度可增加進(jìn)氣量。進(jìn)氣量的增加意味著循環(huán)加熱量的增加，在循環(huán)熱效率一定時(shí)，可增加循環(huán)凈功，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。結(jié)論：進(jìn)氣23/20進(jìn)氣過程進(jìn)行的好壞用實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮工質(zhì)的數(shù)量評24/20發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際壓縮過程，是一個(gè)復(fù)雜的熱力過程(吸熱-絕熱-放熱)。總體來說，缸內(nèi)氣體的放熱量大于其吸熱量。實(shí)際工作中，常測量壓縮終了的壓力。壓縮終了的壓力過低，說明氣缸密封不良，其主要原因一般是氣門密封不良、活塞和氣缸磨損嚴(yán)重等。結(jié)論：壓縮24/20發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際壓縮過程，是一個(gè)復(fù)雜的熱力過程(吸熱-25/20汽油機(jī)及燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒接近定容加熱過程。柴油機(jī)燃燒接近混合加熱過程（同時(shí)存在定容加熱和定壓加熱）。燃燒過程放出的熱量越多，放熱時(shí)越靠近上止點(diǎn)，則熱效率越高。在實(shí)際燃燒過程中，不僅有散熱損失，不完全燃燒損失，而且還存在非瞬時(shí)燃燒損失。結(jié)論：燃燒25/20汽油機(jī)及燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒接近定容加熱過程。結(jié)論：燃26/20燃燒過程26/20燃燒過程27/20發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際膨脹過程與壓縮過程很相似，也是一個(gè)復(fù)雜的熱力過程（吸熱量大于放熱量、吸熱量等于放熱量、吸熱量小于放熱量）?？傮w來說，缸內(nèi)氣體的吸熱量大于放熱量。膨脹過程不僅有散熱損失和漏氣損失，還有補(bǔ)燃損失。膨脹過程終了b點(diǎn)的壓力和溫度越低，說明氣體膨脹和熱量利用越充分。結(jié)論：膨脹27/20發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際膨脹過程與壓縮過程很相似，也是一個(gè)復(fù)雜28/20由于排出的廢氣具有一定的壓力和較高的溫度，故存在排氣損失。由于排氣系統(tǒng)有阻力，使排氣終了的壓力略高于大氣壓力。實(shí)際工作中，也常用排氣溫度作為檢查發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的技術(shù)指標(biāo)，排氣終了溫度偏高，說明發(fā)動(dòng)機(jī)工作不良，熱功轉(zhuǎn)換效率低。結(jié)論：排氣28/20由于排出的廢氣具有一定的壓力和較高的溫度，故存在排29/20二、發(fā)動(dòng)機(jī)的理想循環(huán)1.實(shí)際循環(huán)的簡化2.柴油機(jī)的理想循環(huán)3.汽油機(jī)的理想循環(huán)4.理想循環(huán)的影響因素29/20二、發(fā)動(dòng)機(jī)的理想循環(huán)1.實(shí)際循環(huán)的簡化30/201.實(shí)際循環(huán)的簡化1）假設(shè)工質(zhì)為理想氣體，其比熱為定值。2）假設(shè)壓縮和膨脹過程均是絕熱過程。3）假設(shè)燃燒過程為定容加熱過程或定壓加熱過程，廢氣帶走熱量為定容放熱過程。4）假設(shè)氣缸內(nèi)工質(zhì)的數(shù)量不變，不考慮進(jìn)、排氣過程，并忽略漏氣的影響。5）忽略實(shí)際過程中存在摩擦等能量損失。30/201.實(shí)際循環(huán)的簡化1）假設(shè)工質(zhì)為理想氣體，其比熱31/20柴油機(jī)的理想循環(huán)-混合加熱循環(huán)。由5個(gè)熱力過程組成:

循環(huán)凈功為W。根據(jù)熱力學(xué)中熱量和循環(huán)熱效率的計(jì)算公式可求出混合加熱循環(huán)的熱效率為：2.柴油機(jī)的理想循環(huán)31/20柴油機(jī)的理想循環(huán)-混合加熱循環(huán)。2.柴油機(jī)的理想循32/20式中：ε—壓縮比，

λ—壓力升高比，

ρ—預(yù)脹比，

k——絕熱指數(shù)，k為定值，其值取決于氣體的原子數(shù)，單：k=1.67，雙：k=1.4，三：k=1.3。根據(jù)熱力學(xué)公式和循環(huán)平均壓力可求出混合加熱循環(huán)的平均壓力為：32/2033/203.汽油機(jī)的理想循環(huán)汽油機(jī)的理想循環(huán)-定容加熱循環(huán)。由4個(gè)熱力過程組成:（ρ=1）循環(huán)凈功為W。將ρ=1代入混合加熱循環(huán)計(jì)算式中：定容加熱循環(huán)的熱效率為：定容加熱循環(huán)的平均壓力為：33/203.汽油機(jī)的理想循環(huán)汽油機(jī)的理想循環(huán)-定容加熱循環(huán)34/204.理想循環(huán)的影響因素（1）壓縮比ε。ε提高,循環(huán)熱效率ηt和平均壓力pt提高。(2）壓力升高比λ和預(yù)脹比ρ。在定容加熱循環(huán)中，壓力升高比λ增加，循放加熱量增加(在ε一定時(shí))，使循環(huán)凈功W0和循環(huán)放熱量Q2均相應(yīng)增加,所以循環(huán)熱效率不變，但循環(huán)平均壓力提高；在混合加熱循環(huán)中(在ε和總加熱量一定時(shí))，λ提高，預(yù)脹比ρ減小，循環(huán)熱效率和平均壓力提高。（3）絕熱指數(shù)k。在ε一定時(shí)，k增加，循環(huán)熱效率提高；混合氣濃度增加，循環(huán)平均壓力提高。（4）進(jìn)氣終了的壓力p1。在其它參數(shù)一定時(shí)，p1提高，氣缸內(nèi)的最高溫度和壓力都提高，所以循環(huán)平均壓力也提高。34/204.理想循環(huán)的影響因素（1）壓縮比ε。ε提高,循35/20三、實(shí)際循環(huán)與理想循環(huán)的差別（1）實(shí)際氣體存在的損失wk（2）泵氣損失wr（3）提前排氣損失w

（4）非瞬時(shí)燃燒損失wz

（5）傳熱損失wb

（6）運(yùn)動(dòng)摩擦和不完全燃燒等損失結(jié)論：實(shí)際循環(huán)的熱效率低于理論循環(huán)。35/20三、實(shí)際循環(huán)與理想循環(huán)的差別（1）實(shí)際氣體存在的損36/2036/20一、指示性能指標(biāo)二、有效性能指標(biāo)第五節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)三、發(fā)動(dòng)機(jī)其他性能評定一、指示性能指標(biāo)二、有效性能指標(biāo)第五節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)三38/28指示性能指標(biāo)是以氣缸內(nèi)工質(zhì)對活塞所作的有用功為基礎(chǔ)的性能指標(biāo)，只能評定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作循環(huán)進(jìn)行的質(zhì)量好壞。1.平均指示壓力2.指示功率3.指示燃油消耗率4.指示熱效率一、指示性能指標(biāo)38/28指示性能指標(biāo)是以氣缸內(nèi)工質(zhì)對活塞所作的有用功為基礎(chǔ)39/28平均指示壓力:指單位氣缸工作容積在每一循環(huán)中所作的指示功，用符號pi來表示。發(fā)動(dòng)機(jī)每循環(huán)作功的多少與氣缸工作容積有關(guān)，所以用平均指示壓力能更準(zhǔn)確地評定發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)動(dòng)力性的好壞。1.平均指示壓力39/28平均指示壓力:指單位氣缸工作容積在每一循環(huán)中所作的40/28指示功率:指發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所作的全部指示功，用Pi來表示，單位為W、kW。2.指示功率40/28指示功率:指發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所作的全部指示功，用41/28指示燃油消耗率:指單位指示功的耗油量，又稱指示比油耗，用gi來表示，單位為（g/kW·h）。

Pi---指示功率為（kW）

GT---每小時(shí)耗油量（kg/h）3．指示燃油消耗率41/28指示燃油消耗率:指單位指示功的耗油量，又稱指示比油42/28指示熱效率:指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗燃料的熱量之比。4．指示熱效率42/28指示熱效率:指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗燃料的熱43/28有效性能指標(biāo)是以發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上輸出的功率為基礎(chǔ)的性能指標(biāo)，能夠評定整機(jī)工作性能的好壞。1.有效功率2.有效轉(zhuǎn)矩3.平均有效壓力4.升功率、比質(zhì)量、強(qiáng)化系數(shù)5.有效燃油消耗率6.有效熱效率二、有效性能指標(biāo)43/28有效性能指標(biāo)是以發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上輸出的功率為基礎(chǔ)的性44/28有效功率是指發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上輸出的功率，用Pe表示，單位為W或kW。Pe=Pi－Pm機(jī)械損失功率主要包括摩擦損失、驅(qū)動(dòng)附件的損失和泵氣損失。機(jī)械損失功率和有效功率可通過發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)測得。1.有效功率44/28有效功率是指發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上輸出的功率，用Pe表示，45/28有效轉(zhuǎn)矩是指發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上輸出的轉(zhuǎn)矩，用符號Me表示，單位是N·m。式中：Me——有效轉(zhuǎn)矩，N·m；

n——發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min。

2．有效轉(zhuǎn)矩45/28有效轉(zhuǎn)矩是指發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上輸出的轉(zhuǎn)矩，用符號Me表46/28平均有效壓力是指單位氣缸工作容積所輸出的有效功，用符號pe來表示，單位為Pa或kPa。

3．平均有效壓力46/28平均有效壓力是指單位氣缸工作容積所輸出的有效功，用47/281）升功率（PL

）：指在標(biāo)定工況下，每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率，單位為kW/L。2）比質(zhì)量（me

）：指發(fā)動(dòng)機(jī)的凈質(zhì)量與有效功率的比值，單位是kg/kW。3）強(qiáng)化系數(shù)：指平均有效壓力pe與活塞平均速度Cm的乘積。4．升功率、比重量和強(qiáng)化系數(shù)47/281）升功率（PL）：指在標(biāo)定工況下，每升氣缸工作48/28有效燃油消耗率:指單位有效功的的燃油消耗量，又稱有效比油耗，用ge來表示，常用單位為g/kW·h。式中：Pe---有效功率（kW）；

GT----每小時(shí)耗油量為（kg/h）

5．有效燃油消耗率48/28有效燃油消耗率:指單位有效功的的燃油消耗量，又稱有49/28有效熱效率:指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)有效功與所消耗熱量之比。6．有效熱效率49/28有效熱效率:指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)有效功與所消耗熱量之比50/281．排放性能:有害氣體、顆粒（指發(fā)動(dòng)機(jī)排出的除水以外任何液態(tài)和固態(tài)微粒）。2．噪聲：我國噪聲標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定轎車噪聲不得大于84dB。

3．冷起動(dòng)性能：指發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫條件下起動(dòng)的可靠性，它直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性、使用壽命和駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度等。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不采用特殊的低溫起動(dòng)措施，汽油機(jī)在－10℃、柴油機(jī)在－5℃以下的氣溫條件下，接通起動(dòng)機(jī)，15s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)能順利起動(dòng)。

三、發(fā)動(dòng)機(jī)其他性能評定50/281．排放性能:有害氣體、顆粒（指發(fā)動(dòng)機(jī)排出的除水以一、機(jī)械效率二、機(jī)械損失的組成及測定第六節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率三、影響機(jī)械效率的因素一、機(jī)械效率二、機(jī)械損失的組成及測定第六節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率52/28機(jī)械效率是指曲軸輸出的有效功（或功率）與指示功（或功率）的比值，用符號ηm表示。根據(jù)機(jī)械效率、有效熱效率和指示熱效率的定義式，可得三者之間的關(guān)系:由有效燃油消耗率和有效熱效率的關(guān)系式可得:一、機(jī)械效率52/28機(jī)械效率是指曲軸輸出的有效功（或功率）與指示功（或53/28機(jī)械損失的組成：摩擦損失、驅(qū)動(dòng)附件損失、泵氣損失。機(jī)械損失的測定(倒拖法)：將發(fā)動(dòng)機(jī)與電力測功機(jī)相連，電力測功機(jī)測定的倒拖功率即機(jī)械損失功率。二、機(jī)械損失的組成及測定53/28機(jī)械損失的組成：摩擦損失、驅(qū)動(dòng)附件損失、泵氣損失。54/281．點(diǎn)火提前角或供油提前角2．發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速3．發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷4．潤滑油粘度5．發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度6．發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況三、影響機(jī)械效率的主要因素54/281．點(diǎn)火提前角或供油提前角三、影響機(jī)械效率的主要因55/28提前角過大，由于提前燃燒的損失增加(壓縮消耗功增加)，使循環(huán)指示功減少；同時(shí)也會(huì)增加缸內(nèi)最高壓力，使活塞側(cè)壓力和軸承負(fù)荷增大，摩擦損失增加，使機(jī)械效率降低。提前角過小，使后燃損失（上止點(diǎn)后的燃燒損失）增加，循環(huán)指示功也減少；雖然最高燃燒壓力下降,機(jī)械損失減少，但比例小，所以機(jī)械效率也下降。最佳的提前角應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷合理選擇。1．點(diǎn)火提前角或供油提前角55/28提前角過大，由于提前燃燒的損失增加(壓縮消耗功增加56/28轉(zhuǎn)速提高，各磨擦表面間的相對運(yùn)動(dòng)速度提高,運(yùn)動(dòng)件慣性力加大，摩擦損失增加；同時(shí)轉(zhuǎn)速提高，使泵氣損失及驅(qū)動(dòng)附件損失也增加。所以轉(zhuǎn)速提高，機(jī)械效率下降。根據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，機(jī)械損失功率與轉(zhuǎn)速平方近似成正比，所以轉(zhuǎn)速越高，機(jī)械效率下降越快，2．發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56/28轉(zhuǎn)速提高，各磨擦表面間的相對運(yùn)動(dòng)速度提高,運(yùn)動(dòng)件慣57/28負(fù)荷通常指發(fā)動(dòng)機(jī)的外部阻力矩，常用平均有效壓力、有效功率、有效扭矩或油門開度來表示。。在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，在中小負(fù)荷范圍，隨負(fù)荷增加，機(jī)械效率ηm增長較快。在大負(fù)荷范圍，機(jī)械效率ηm的增長速度也逐漸緩慢。在怠速時(shí)，機(jī)械效率ηm等于零。3．發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷57/28負(fù)荷通常指發(fā)動(dòng)機(jī)的外部阻力矩，常用平均有效壓力、有58/28潤滑油的粘度過大或過小，均會(huì)使機(jī)械損失增加，機(jī)械效率下降。選用潤滑油的原則是：在保證潤滑可靠的前提下，盡量選用粘度較小的潤滑油(減少摩擦損失，改善起動(dòng)性能)。定期更換。4．潤滑油粘度58/28潤滑油的粘度過大或過小，均會(huì)使機(jī)械損失增加，機(jī)械效59/28發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度直接影響潤滑油的粘度。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度過高或過低，會(huì)使?jié)櫥偷恼扯冗^小或過大，均會(huì)導(dǎo)致機(jī)械損失增加，機(jī)械效率下降。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度也直接影響混合氣的形成及燃燒過程。溫度過低，混合氣形成不良，不完全燃燒損失增加，指示功率減小，使機(jī)械效率下降。而溫度過高，會(huì)導(dǎo)致燃燒過程不正常，會(huì)使指示功率減小，機(jī)械效率下降。5．發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度59/28發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度直接影響潤滑油的粘度。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作60/28發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況變壞，會(huì)導(dǎo)致配合間隙變大，氣缸密封不良，使機(jī)械損失增加，指示功率下降，機(jī)械效率降低。6．發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況60/286．發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程2023/1/92023/1/7什么是換氣過程？換氣過程對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響？分析原因。發(fā)動(dòng)機(jī)對換氣過程的要求？排廢氣（排氣過程）、吸新氣（進(jìn)氣過程）有重要影響、多進(jìn)氣就可多供燃料提高動(dòng)力排氣徹底、進(jìn)氣充分，換氣損失小什么是換氣過程？換氣過程對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響？分析原因。發(fā)動(dòng)機(jī)第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程第一節(jié)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程第二節(jié)影響換氣過程的因素第三節(jié)換氣過程對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響第四節(jié)改善換氣過程的措施第五節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制與增壓返回到首頁第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程第一節(jié)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程返第一節(jié)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程一、換氣過程二、換氣損失三、換氣過程的評定指標(biāo)第一節(jié)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程一、換氣過程一、換氣過程四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程是指上一循環(huán)排氣門開啟到下一循環(huán)進(jìn)氣門完全關(guān)閉的整個(gè)過程。換氣過程分為自由排氣、強(qiáng)制排氣和進(jìn)氣過程三個(gè)階段。一、換氣過程四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程是指上一循環(huán)排氣門開啟到下自由排氣強(qiáng)制排氣進(jìn)氣、掃氣自由排氣1.自由排氣階段排氣門開啟到氣缸內(nèi)壓力接近排氣管內(nèi)壓力定義排氣開始到氣缸壓力低于1.9倍排氣管壓力超臨界超臨界結(jié)束到排氣過程結(jié)束亞臨界占排氣時(shí)間不長、排氣量為總排氣量60%多所占比例1.自由排氣階段排氣門開啟到氣缸內(nèi)壓力接近排氣管內(nèi)壓力定義排2.強(qiáng)制排氣階段活塞上行強(qiáng)制排除廢氣階段定義有排氣阻力，缸內(nèi)壓力高出排氣管壓9.8KP缸內(nèi)壓力排氣門不是瞬時(shí)關(guān)閉，故在上止點(diǎn)后關(guān)閉排氣門關(guān)閉時(shí)間排氣門遲后關(guān)閉角取決于排氣門開啟截面和氣流速度（取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速）上止點(diǎn)到排氣門完全關(guān)閉~2.強(qiáng)制排氣階段活塞上行強(qiáng)制排除廢氣階段定義有排氣阻力，缸內(nèi)3.進(jìn)氣過程早開晚關(guān)缸內(nèi)壓力變化利用進(jìn)氣流慣性充分進(jìn)氣~高于大氣壓低于大氣壓高于大氣壓上止點(diǎn)前開啟~3.進(jìn)氣過程早開缸內(nèi)壓力利用進(jìn)氣流慣性充分進(jìn)氣4.掃氣過程氣門疊開所占轉(zhuǎn)角掃氣過程定義

進(jìn)氣門與排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象 利用進(jìn)氣流進(jìn)一步掃除廢氣非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)~增壓發(fā)動(dòng)機(jī)~疊開角的大小 過小過大都不好；增壓發(fā)動(dòng)機(jī)疊開角可增大4.掃氣過程氣門疊開所占轉(zhuǎn)角掃氣過程定義換氣過程會(huì)有功的損失嗎？強(qiáng)制排氣過程：有功的消耗排氣門提前開啟：循環(huán)功損失進(jìn)氣過程：克服進(jìn)氣阻力消耗功二、換氣損失換氣過程會(huì)有功的損失嗎？強(qiáng)制排氣過程：有功的消耗排氣門提前開1.換氣損失的組成1.換氣損失的組成排氣損失定義排氣損失的組成排氣門提前開啟角對排氣損失的影響

排氣門開啟到進(jìn)氣行程中氣缸壓力達(dá)到大氣壓過程循環(huán)功的損失 轉(zhuǎn)速和氣門升程一定時(shí)，增大、減小提前排氣損失、強(qiáng)制排氣損失最佳排氣門提前開啟角 使w+x+u最小，通過實(shí)驗(yàn)確定n增加，提前角增大排氣損失定義排氣損失的組成排氣門提前開啟角對排氣損失的影響進(jìn)氣損失定義進(jìn)氣損失對功率和熱效率的影響

進(jìn)氣過程中克服阻力所消耗的功影響不大，但影響進(jìn)氣量泵氣損失 屬于機(jī)械損失進(jìn)氣損失定義進(jìn)氣損失對功率和熱效率的影響三、換氣過程的評定指標(biāo)1.殘余廢氣系數(shù)

2.充氣效率

衡量排氣是否徹底衡量進(jìn)氣是否充分三、換氣過程的評定指標(biāo)1.殘余廢氣系數(shù)2.充氣效率1.殘余廢氣系數(shù)每循環(huán)進(jìn)氣過程結(jié)束時(shí)，氣缸內(nèi)殘余廢氣量與實(shí)際充氣量的比例定義計(jì)算汽油機(jī)r=0.06~0.16非增壓柴油機(jī)r=0.03~0.06增壓柴油機(jī)r=0.00~0.03數(shù)值1.殘余廢氣系數(shù)每循環(huán)進(jìn)氣過程結(jié)束時(shí)，氣缸內(nèi)殘余廢氣量與實(shí)際2.充氣效率定義計(jì)算實(shí)際充氣效率計(jì)算每循環(huán)實(shí)際充氣量m與理論充氣量的比值流量計(jì)測得實(shí)際V(/h)理論充氣量2.充氣效率定義實(shí)際充氣每循環(huán)實(shí)際充氣量m與理論充氣量第二節(jié)影響換氣過程的因素一、影響充氣效率的因素二、影響殘余廢氣系數(shù)的因素第二節(jié)影響換氣過程的因素一、影響充氣效率的因素一、影響充氣效率的因素1.進(jìn)氣終了的壓力和溫度2.排氣終了的壓力和溫度3.大氣壓力和溫度4.壓縮比5.配氣相位一、影響充氣效率的因素1.進(jìn)氣終了的壓力和溫度進(jìn)氣終了壓力對充氣效率的影響按公式：進(jìn)氣阻力（）大，進(jìn)氣終了壓力低進(jìn)氣終了壓力對充氣效率的影響按公式：進(jìn)氣阻力（進(jìn)氣終了壓力對充氣效率的影響進(jìn)氣終了壓力對充氣效率的影響15133-發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車?yán)碚?第4版)-張西課件進(jìn)氣終了溫度對充氣效率的影響按公式：進(jìn)氣終了溫度對充氣效率的影響按公式：進(jìn)氣終了溫度對充氣效率的影響進(jìn)氣終了溫度對充氣效率的影響排氣終了壓力和溫度對充氣效率的影響按公式：實(shí)際上：排氣阻力（排氣通道的阻力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速）大，排氣終了壓力高按公式：原因分析排氣終了壓力和溫度對充氣效率的影響按公式：實(shí)際上：排氣阻力（大氣壓力和溫度對充氣效率的影響按公式：實(shí)際上：原因分析實(shí)際進(jìn)氣量也減少減小幅度小理論充氣量減少減小幅度大大氣壓力和溫度對充氣效率的影響按公式：實(shí)際上：原因分析實(shí)際進(jìn)壓縮比對充氣效率的影響分析：實(shí)際：影響很小壓縮比的選取：汽油機(jī)：保證正常燃燒的前提下，盡可能提高壓縮比，提高熱效率。柴油機(jī)：保證正常著火自燃的前提下，不過分最求高壓縮比，以免機(jī)件承受的機(jī)械負(fù)荷大。壓縮比對充氣效率的影響分析：實(shí)際：影響很小壓縮比的選?。浩錃庀辔粚Τ錃庑实挠绊戇M(jìn)氣門遲后關(guān)閉角影響最大，排氣門遲后關(guān)閉角影響其次。進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角過?。ú荒艹浞掷脷饬鬟M(jìn)氣）、過大（進(jìn)氣容易被壓出缸外）排氣門遲后關(guān)閉角過?。ú荒艹浞掷脷饬髋艢猓⑦^大（易廢氣到流）進(jìn)、排氣門遲后關(guān)閉角目的：減小進(jìn)排氣損失、利用氣流慣性充分進(jìn)、排氣。最佳的進(jìn)、排氣遲后關(guān)閉角應(yīng)根據(jù)進(jìn)、排氣流慣性來確定，而氣流慣性取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速配氣相位對充氣效率的影響進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角影響最大，進(jìn)氣門遲后結(jié)論進(jìn)氣終了壓力提高，充氣效率提高。進(jìn)氣終了溫度提高，充氣效率下降。排氣終了壓力提高，充氣效率下降。排氣終了溫度變化對充氣效率影響不大。大氣壓力降低、大氣溫度升高，充氣效率提高。壓縮比提高，充氣效率提高。配氣相位：進(jìn)、排氣遲后角過大或過小，充氣效率降低。結(jié)論進(jìn)氣終了壓力提高，充氣效率提高。二、影響殘余廢氣系數(shù)的因素合適的配氣相位二、影響殘余廢氣系數(shù)的因素合適的配氣相位第三節(jié)換氣過程對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響充氣效率指示熱效率機(jī)械效率一、理論空氣量和過量空氣系數(shù)二、充氣效率和發(fā)動(dòng)機(jī)功率第三節(jié)換氣過程對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響充氣效率指示一、理論空氣量和過量空氣系數(shù)

理論空氣量過量空氣系數(shù)

指1kg的燃料完全燃燒時(shí)所需的最低空氣量。(可計(jì)算汽油：15kg；柴油:14.5kg)過量空氣系數(shù)：指燃燒1kg燃料實(shí)際供給的空氣量L與理論空氣量L0的比值。φat＞1稀混合氣；φat＜1濃混合氣；φat=1理論混合氣

一、理論空氣量和過量空氣系數(shù)理論空氣量過量空氣系數(shù)二、充氣效率和發(fā)動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系式中：K1、K2——對一定的發(fā)動(dòng)機(jī)為比例常數(shù)。且K2=9550K1。影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性指標(biāo)（Pe和Me）的參數(shù)主要有：過量空氣系數(shù)、充氣效率、指示熱效率和機(jī)械效率。提高充氣效率是提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的重要措施之一。二、充氣效率和發(fā)動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系式中：K1、K2——對一第四節(jié)改善換氣過程的措施一、減小進(jìn)氣阻力二、減小排氣阻力三、降低進(jìn)氣溫度四、合理選擇配氣相位第四節(jié)改善換氣過程的措施一、減小進(jìn)氣阻力一、減小進(jìn)氣阻力1．減小進(jìn)氣門處的阻力系數(shù)：加大進(jìn)氣門直徑:采用多氣門結(jié)構(gòu):適當(dāng)增加進(jìn)氣門升程:改進(jìn)配氣凸輪線型；適當(dāng)降低活塞運(yùn)行速度:減小活塞行程。2．減小空氣濾清器的阻力系數(shù)：定期維護(hù)、適時(shí)更換3．減小進(jìn)氣管道的阻力系數(shù)：盡可能采用圓形截面、增大進(jìn)氣道尺寸、減小彎道和流通截面變化、采用進(jìn)氣控制系統(tǒng)。一、減小進(jìn)氣阻力1．減小進(jìn)氣門處的阻力系數(shù)：二、減小排氣阻力1.減小排氣門處的阻力：采用加大排氣門升程或多排氣門結(jié)構(gòu)。2.減小排氣管道的阻力：應(yīng)采用漸擴(kuò)型，保證排出的氣體充分膨脹，降低氣缸與排氣管內(nèi)的壓力差，使氣缸壓力迅速下降。二、減小排氣阻力1.減小排氣門處的阻力：采用加大排氣門升程或三、降低進(jìn)氣溫度1.在結(jié)構(gòu)布置上，減小進(jìn)氣管受熱；2.加強(qiáng)對冷卻系統(tǒng)的維護(hù)，防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱；3.熱空氣供給裝置。三、降低進(jìn)氣溫度1.在結(jié)構(gòu)布置上，減小進(jìn)氣管受熱；四、合理選擇配氣相位(1)進(jìn)氣遲后角一定，在某一轉(zhuǎn)速下充氣效率最高。四、合理選擇配氣相位(1)進(jìn)氣遲后角一定，在某一轉(zhuǎn)速下充氣效（2）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，在較低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，采用較小的進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角，可獲得較高的充氣效率和有效功率。（3）改變進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角度，可改變?chǔ)莢和Pe隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系，從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性（2）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，在較低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，采用較小的進(jìn)氣門第五節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制與增壓

目的發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制柴油機(jī)的進(jìn)氣控制

汽油機(jī)：提高充氣效率柴油機(jī)：控制進(jìn)氣量或進(jìn)氣渦流

進(jìn)氣節(jié)流控制、進(jìn)氣渦流控制通常采用動(dòng)力閥控制第五節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制與增壓

目的發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制一、發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制汽油機(jī)的進(jìn)氣控制通常采用動(dòng)力閥式，動(dòng)力閥式進(jìn)氣控制系統(tǒng)通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的空氣流通截面大小，來適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷時(shí)的進(jìn)氣量需求，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。

一、發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣控制汽油機(jī)的進(jìn)氣控制通常采用103/53應(yīng)用在柴油機(jī)上的進(jìn)氣控制主要有進(jìn)氣節(jié)流控制和進(jìn)氣渦流控制

氣節(jié)流控制的方法就是在進(jìn)氣道中安裝一個(gè)節(jié)氣門，并由電控執(zhí)行元件根據(jù)ＥＣＵ的指令控制節(jié)氣門的開度，以控制進(jìn)氣量和進(jìn)氣管壓力。在一定轉(zhuǎn)速下，進(jìn)氣渦流的強(qiáng)度主要取決于進(jìn)氣道的結(jié)構(gòu)，一定結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣道，只能適應(yīng)某一轉(zhuǎn)速對進(jìn)氣渦流強(qiáng)度的要求。

103/53應(yīng)用在柴油機(jī)上的進(jìn)氣控制主要有進(jìn)氣節(jié)流控制和進(jìn)氣二、發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣增壓1.增壓的目的:1)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量、體積和制造成本。2)提高熱效率，降低油耗率。3)降低排放污染和噪聲。4)可補(bǔ)償高原功率損失。5)提高整機(jī)使用經(jīng)濟(jì)性。6)改善發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。二、發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣增壓1.增壓的目的:2.進(jìn)氣增壓的評定指標(biāo):增壓度：增壓后功率的提高量與增壓前功率之比。增壓比：增壓后的氣體壓力與增壓前的氣體壓力之比。2.進(jìn)氣增壓的評定指標(biāo):3.進(jìn)氣增壓系統(tǒng)的類型按增壓比的不同，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可分為：1）低增壓:πb＜1.6（pme=700～1000kPa）；2）中增壓:1.6≤πb≤2.5（pme=1000～1500kPa）；3）高增壓:πb

＞2.5（pme=1500kPa以上）。按增壓器裝置的結(jié)構(gòu)原理不同，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可分為：1）機(jī)械增壓系統(tǒng)；2）廢氣渦輪增壓系統(tǒng)；3）氣波增壓系統(tǒng)；4）諧波進(jìn)氣增壓系統(tǒng)；5）復(fù)合增壓系統(tǒng)。3.進(jìn)氣增壓系統(tǒng)的類型按增壓比的不同，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可分為：4.進(jìn)氣增壓對汽油機(jī)的影響對汽油機(jī)的不利影響表現(xiàn)在：（1）爆燃傾向加大：汽油機(jī)增壓后，由于壓縮始點(diǎn)壓力和溫度升高，促使爆燃發(fā)生，必須采取降低壓縮比、推遲點(diǎn)火時(shí)刻等技術(shù)措施。負(fù)面影響：熱效率下降、排溫過高等。（2）熱負(fù)荷加大：汽油機(jī)的過量空氣系數(shù)小，其燃燒溫度高，排氣溫度比柴油機(jī)高（300℃），增壓后汽油機(jī)的整體溫度更高；同時(shí)，汽油機(jī)氣門疊開角不大，掃氣作用不明顯，所以增壓后的汽油機(jī)在排氣門、活塞等處的熱負(fù)荷均高于柴油機(jī)。4.進(jìn)氣增壓對汽油機(jī)的影響對汽油機(jī)的不利影響表現(xiàn)在：5.進(jìn)氣增壓對柴油機(jī)的影響對柴油機(jī)的不利影響表現(xiàn)在：1）機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷加大：燃燒最高壓力和溫度提高2）低速和加速時(shí)排氣管冒煙：低速時(shí)，由于增壓效果較差，供氣量不足；加速時(shí)，氣流慣性作用，壓氣機(jī)供氣滯后，都使混合氣過濃，排氣管冒煙。5.進(jìn)氣增壓對柴油機(jī)的影響對柴油機(jī)的不利影響表現(xiàn)在：5.進(jìn)氣增壓對柴油機(jī)的影響結(jié)構(gòu)上必須采取以下措施：1）適當(dāng)調(diào)整和改進(jìn)燃料供給系統(tǒng)

：保證噴油持續(xù)時(shí)間不變（如加大噴油泵柱塞直徑、加大噴油器噴孔直徑、提高噴油壓力等）；同時(shí)適當(dāng)減小噴油提前角（抑制燃燒最高壓力和溫度，降低機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷）。2）適當(dāng)調(diào)整配氣相位：適當(dāng)增加氣門疊開角，降低發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷。試驗(yàn)表明：氣門疊開角每增加100，活塞的平均溫度下降4℃。3）適當(dāng)減小壓縮比：壓縮比減小，降低燃燒最高壓力和溫度。壓縮比減小過多，冷起動(dòng)困難，經(jīng)濟(jì)性變差。一般減小1-2個(gè)單位。5.進(jìn)氣增壓對柴油機(jī)的影響結(jié)構(gòu)上必須采取以下措施：5.進(jìn)氣增壓對柴油機(jī)的影響4）對增壓空氣冷卻：采用中冷器對增壓后的空氣進(jìn)行冷卻。一方面提高進(jìn)氣密度，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高；另一方面降低進(jìn)氣終了的溫度和循環(huán)的平均溫度，從而降低排氣終了溫度、熱負(fù)荷及NOX排量。5）強(qiáng)化冷卻系統(tǒng)：增大機(jī)油散熱器面積；調(diào)整水泵容量、提高水泵轉(zhuǎn)速；增大散熱水箱面積，降低機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷。5.進(jìn)氣增壓對柴油機(jī)的影響4）對增壓空氣冷卻：采用中冷器對增1．增壓壓力控制系統(tǒng)（1）旁通閥式增壓壓力控制（2）節(jié)流閥式增壓壓力控制（3）可調(diào)葉片式增壓壓力控制2．增壓空氣供給量控制三、進(jìn)氣增壓控制1．增壓壓力控制系統(tǒng)三、進(jìn)氣增壓控制第三章汽油機(jī)的燃料與燃燒第三章汽油機(jī)的燃料與燃燒2023/1/92023/1/7汽油機(jī)的燃料與燃燒汽油機(jī)為什么用汽油作為燃料？燃燒過程對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響？良好的蒸發(fā)性、易點(diǎn)燃燃燒完全，產(chǎn)生熱能多，經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性好燃燒不完全，經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性差、排放性差汽油機(jī)的燃料與燃燒汽油機(jī)為什么用汽油作為燃料？燃燒過程對發(fā)動(dòng)第三章汽油機(jī)的燃料與燃燒第一節(jié)汽油的使用性能第二節(jié)汽油機(jī)混合氣的形成第三節(jié)汽油機(jī)的燃燒過程第四節(jié)改善汽油機(jī)燃燒過程的措施第五節(jié)汽油機(jī)的排放污染返回到首頁第三章汽油機(jī)的燃料與燃燒第一節(jié)汽油的使用性能返回到首第一節(jié)汽油的使用性能由多種碳?xì)浠衔锝M成，C85%、H15%成分含義、影響混合氣形成、評定指標(biāo)、結(jié)論蒸發(fā)性自燃溫度：220~471燃燒單位量的汽油放出的熱量（44400KJ）燃點(diǎn)熱值含義、評定指標(biāo)、國產(chǎn)汽油的編號抗爆性゜C第一節(jié)汽油的使用性能由多種碳?xì)浠衔锝M成，C85%汽油的蒸發(fā)性含義：指汽油從液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的難易程度。評定指標(biāo)（通過蒸餾實(shí)驗(yàn)測定）：10%餾出溫度:影響冷起動(dòng)性能。此溫度低，汽油的蒸發(fā)性好，冷起動(dòng)性能好；但此溫度過低，汽油因蒸發(fā)過快而形成氣阻，使供油不暢，影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。50%餾出溫度:影響暖機(jī)時(shí)間和加速性能。此溫度越低，表明汽油的平均蒸發(fā)性越好，暖機(jī)時(shí)間越短，加速性能好。90%餾出溫度:影響燃燒的完全程度、積炭和潤滑油的污染程。此溫度越高，重餾分越多（難以蒸發(fā)），不完全燃燒程度增加，排氣管冒黑煙；未完全燃燒的燃料使積碳增加；沖刷缸壁油膜，污染潤滑油。結(jié)論：餾出溫度越低，蒸發(fā)性越好，對混合氣形成和完全燃燒越有利。蒸發(fā)性過好，易產(chǎn)生氣阻，且蒸發(fā)損失較大。汽油的蒸發(fā)性含義：指汽油從液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的難易程度。汽油的抗爆性含義：汽油對發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆燃的抵抗能力。評定指標(biāo)（對比試驗(yàn)方法測定）辛烷值的測定：用抗爆很高的異辛烷（辛烷值為100）和抗爆很低的正庚烷(辛烷值為0）以不同的容積比混合，制成標(biāo)準(zhǔn)燃料（異辛烷的含量就是其辛烷值）。當(dāng)被測汽油和標(biāo)準(zhǔn)燃料抗爆性相同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)燃料的辛烷值就是被測汽油的辛烷值。國產(chǎn)汽油編號：辛烷值按測定方法有馬達(dá)法（MON）和研究法(RON)，同一種汽油研究法值比馬達(dá)法值高出6～7個(gè)單位。國產(chǎn)汽油采用研究法(RON)進(jìn)行編號，如92#、95#、98#。結(jié)論：辛烷值越高，抗爆性越好。汽油的抗爆性含義：汽油對發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆燃的抵抗能力。第二節(jié)汽油機(jī)混合氣的形成燃料與空氣的混合物，混合氣中含燃料量的多少稱為混合氣濃度。混合氣的濃度通常用過量空氣系數(shù)或空燃比來表示。概念混合氣的濃度對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工況發(fā)動(dòng)機(jī)各工況對混合氣濃度的要求要求汽油機(jī)混合氣的形成過程汽油機(jī)混合氣形成過程的控制汽油機(jī)混合氣濃度的控制形成第二節(jié)汽油機(jī)混合氣的形成燃料與空氣的混合物，混合氣中含燃混合氣的濃度對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響經(jīng)濟(jì)混合氣（φat=1.05-1.15）：可保證汽油可獲得足夠的空氣而實(shí)現(xiàn)完全燃燒，發(fā)動(dòng)機(jī)性能最好。功率混合氣（φat=0.85-0.95）：發(fā)動(dòng)機(jī)可發(fā)出較大功率，但不能完全燃燒，經(jīng)濟(jì)性差混合氣過?。é誥t＞1.15）或過濃φat＜0.85）：燃燒速度減慢，經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性差。無法點(diǎn)燃的混合氣濃度（φat＞1.3-1.4或φat＜0.4-0.5）混合氣無法點(diǎn)燃，發(fā)動(dòng)機(jī)無法工作?；旌蠚獾臐舛葘Πl(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響經(jīng)濟(jì)混合氣（φat=1.05發(fā)動(dòng)機(jī)的工況含義：發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況。表示：轉(zhuǎn)速和負(fù)荷。轉(zhuǎn)速：從最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速。負(fù)荷：發(fā)動(dòng)機(jī)的外部載荷?？捎霉?jié)氣門的開度表示。節(jié)氣門全關(guān)，負(fù)荷為0；節(jié)氣門全開，負(fù)荷100%。負(fù)荷可以從0變化到100%。發(fā)動(dòng)機(jī)的工況含義：發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況。發(fā)動(dòng)機(jī)各工況對混合氣濃度的要求怠速工況：n=700-900r/min,節(jié)氣門開度φat=0.6-0.8

小負(fù)荷工況：負(fù)荷在25%以下φat=0.7-0.9中等負(fù)荷工況：負(fù)荷在25%-85%φat=1.05-1.15大負(fù)荷和全負(fù)荷工況：負(fù)荷在85%-100%φat=0.85-0.95冷起動(dòng)工況：φat=0.2-0.6暖機(jī)工況：從起動(dòng)時(shí)的極濃減小到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的濃度加速工況：額外供油總結(jié)：發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷：小負(fù)荷中負(fù)荷大負(fù)荷混合氣濃度：濃稀濃發(fā)動(dòng)機(jī)各工況對混合氣濃度的要求怠速工況：n=700-900汽油機(jī)混合氣的形成過程按燃油噴射的位置不同分為：單點(diǎn)噴射：1-2個(gè)噴油器，噴油壓力0.07-0.10MPa多點(diǎn)噴射:每缸1個(gè)噴油器，噴油壓力0.25-0.35MPa缸內(nèi)噴射：噴油壓力5-11MPa汽油機(jī)混合氣的形成過程按燃油噴射的位置不同分為：汽油機(jī)混合氣形成過程的控制噴油正時(shí)的控制（噴油器開始噴油時(shí)刻）：噴油過早，部分燃油沉積在進(jìn)氣管上，不能進(jìn)入氣缸。噴油過遲，混合氣形成時(shí)間短，混合氣質(zhì)量差。最佳噴油時(shí)刻的確定：進(jìn)氣行程開始時(shí)刻與噴油結(jié)束時(shí)刻同步，根據(jù)進(jìn)氣行程開始時(shí)刻、噴油時(shí)間、和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定。同步噴油：順序噴射、分組噴射、同時(shí)噴射。異步噴油：起動(dòng)異步噴油、加速異步噴油。汽油機(jī)混合氣形成過程的控制噴油正時(shí)的控制（噴油器開始噴油時(shí)刻汽油機(jī)混合氣濃度的控制汽油機(jī)混合氣濃度的控制第三節(jié)汽油機(jī)的燃燒過程著火延遲期、明顯燃燒期、補(bǔ)燃期正常燃燒爆燃、熱面點(diǎn)火不正常燃燒第三節(jié)汽油機(jī)的燃燒過程著火延遲期、明顯燃燒期、補(bǔ)燃期正常2023/1/92023/1/7著火延遲期定義：從火花塞跳火開始到形成火焰中心為止。點(diǎn)火提前角（）：火花塞跳火到上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角。所需時(shí)間：約占整個(gè)燃燒時(shí)間的15%左右。著火延遲期定義：從火花塞跳火開始到形成火焰中心為止。明顯燃燒期最高壓力出現(xiàn)時(shí)刻對發(fā)動(dòng)機(jī)功率、燃油消耗有很大影響。過早、過遲都不宜。最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后12゜~15゜，最理想。用壓力升高率（）表征汽油及工作粗暴程度。定義：從火焰中心形成到汽缸內(nèi)出現(xiàn)最高壓力為止這段時(shí)間稱為明顯燃燒期

明顯燃燒期最高壓力出現(xiàn)時(shí)刻對發(fā)動(dòng)機(jī)功率、燃油消耗有很大影響。補(bǔ)燃期定義：從出現(xiàn)最高壓力開始，到燃料基本燃燒完為止。參與燃燒的物質(zhì)：未燃盡的燃料、吸附在缸壁上的混合氣層和部分高溫分解產(chǎn)物，此階段繼續(xù)燃燒、放熱。盡量縮短補(bǔ)燃期：補(bǔ)燃期的熱量不能有效轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γ古艢鉁囟壬?，熱效率下降。補(bǔ)燃期定義：從出現(xiàn)最高壓力開始，到燃料基本燃燒完為止。參與燃爆燃自燃：自行燃燒。爆燃：自燃和火焰?zhèn)鞑ネ瑫r(shí)進(jìn)行，混合氣的燃燒速率和缸內(nèi)壓力升高率急劇上升?；鹧?zhèn)鞑ニ俣龋耗┒嘶旌蠚庾匀夹纬傻幕鹧媲颁h面推進(jìn)速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常燃燒的火焰?zhèn)鞑ニ俣?。爆震的外部特征?）發(fā)出金屬振音（敲缸）；2）冷卻系統(tǒng)過熱（冷卻水、潤滑油溫度均上升），氣缸蓋溫度上升；3）在輕微爆震時(shí)，功率略有增加；4）強(qiáng)烈爆震時(shí)，功率下降，轉(zhuǎn)速下降，發(fā)動(dòng)機(jī)有較大的噪聲和振動(dòng)。爆燃自燃：自行燃燒。

汽油機(jī)正常燃燒與爆燃的比較汽油機(jī)正常燃燒與爆燃的比較1）使用抗爆性好的燃油。2）降低末端混合氣溫度和壓力（與點(diǎn)火提前角、負(fù)荷、冷卻水溫度、進(jìn)氣溫度、混合氣濃度、壓縮比、燃燒室積碳有關(guān)）3）合理設(shè)計(jì)燃燒室，縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x。4）提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，提高火焰?zhèn)鞑ニ俣取７乐贡嫉拇胧悍乐贡嫉拇胧簾崦纥c(diǎn)火表面點(diǎn)火：在汽油機(jī)中，不依靠電火花點(diǎn)火，而是由于熾熱表面（如過熱的火花塞絕緣體和電極、排氣門、更多的是燃燒室表面熾熱的沉積物）點(diǎn)燃混合氣所引起的不正常燃燒現(xiàn)象。根據(jù)表面點(diǎn)火發(fā)生時(shí)間的不同：早火（相當(dāng)于提前點(diǎn)火）和后火（危害不大）。防止表面點(diǎn)火的措施：降低缸內(nèi)溫度、減少缸內(nèi)沉積物可防止表面點(diǎn)火的產(chǎn)生。如高質(zhì)量燃油和潤滑油、適當(dāng)降低壓縮比。熱面點(diǎn)火表面點(diǎn)火：在汽油機(jī)中，不依靠電火花點(diǎn)火，而是由于熾熱表面點(diǎn)火的示功圖表面點(diǎn)火的示功圖第四節(jié)改善汽油機(jī)燃燒的措施合適的壓縮比合理設(shè)計(jì)燃燒室正確選用燃料蒸發(fā)性適中、抗爆性好適當(dāng)提高壓縮比，爆燃是障礙。燃燒室緊湊、形成渦流、合理布置火花塞位置80゜~90゜保持發(fā)動(dòng)機(jī)溫度第四節(jié)改善汽油機(jī)燃燒的措施合適的壓縮比正確選用燃料精確控制混合氣的形成精確控制混合氣濃度和噴油正時(shí)過量空氣系數(shù)Фat＝0.85~0.95時(shí)，混合氣稍濃，燃燒速度最快。爆燃傾向增大、排氣中NOx、HC、CO含量增加當(dāng)過量空氣系數(shù)Фat=1.05~1.15時(shí)，混合氣稍稀，但火焰?zhèn)鞑ニ偃员容^高。爆燃傾向、排氣污染較小采用Фat＜0.85~0.95的過濃混合氣時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣蕊@著降低，耗油率增加，HC、CO含量增加，燃燒速度慢造成排氣管放炮采用過量空氣系數(shù)Фat＞1.05~1.15的過稀混合氣時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣纫矔?huì)明顯降低，耗油率增加，燃燒速度慢，HC增加，不會(huì)造成排氣管放炮采用過量空氣系數(shù)Фat＞1.3~1.4和Фat＜0.4~0.5的極稀混合氣和極濃混合氣，火焰無法傳播精確控制混合氣的形成精確控制混合氣濃度和噴油正時(shí)過量空氣系數(shù)點(diǎn)火提前角大小對汽油機(jī)爆燃傾向、示功圖上最高壓力點(diǎn)的位置有很大影響。精確控制點(diǎn)火提前角點(diǎn)火提前角大小對汽油機(jī)爆燃傾向、示功圖上最高壓力點(diǎn)的位置有很第五節(jié)汽油機(jī)的排放污染二、汽油機(jī)排氣污染的控制措施

一、汽油機(jī)的排氣污染物

第五節(jié)汽油機(jī)的排放污染二、汽油機(jī)排氣污染的控制措施

一一、汽油機(jī)的排氣污染物汽油機(jī)排出廢氣中的污染物種類和數(shù)量與其所用燃料及燃燒過程有關(guān)。汽油機(jī)排放出的污染物包括ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ、ＳＯ２、ＣＯ２和炭煙。其中ＣＯ、ＨＣ和ＮＯｘ是最主要的污染物，已被列為各國法規(guī)限制的對象。一、汽油機(jī)的排氣污染物汽油機(jī)排出廢氣中的污染物種類和數(shù)量與二、汽油機(jī)排氣污染的控制措施

1.廢氣再循環(huán)(ＥＧＲ)裝置將排氣管中的適量廢氣引流到進(jìn)氣管中，隨新鮮混合氣一起進(jìn)入汽缸參加燃燒，利用再循環(huán)廢氣對新鮮混合氣的稀釋作用和對燃燒速度的抑制作用，降低燃燒的最高溫度，以實(shí)現(xiàn)減少ＮＯｘ生成量的目的。

二、汽油機(jī)排氣污染的控制措施1.廢氣再循環(huán)(ＥＧＲ)裝置2.二次空氣供給裝置

通過該裝置將新鮮空氣送入排氣管內(nèi)，利用廢氣中的高溫，使排氣中的ＨＣ和ＣＯ進(jìn)一步氧化，達(dá)到排氣凈化的目的。

2023/1/92.二次空氣供給裝置

通過該裝置將新鮮空氣送入排氣管內(nèi)，利3.催化轉(zhuǎn)換裝置

催化轉(zhuǎn)換裝置中裝有促使廢氣中有害物進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)的催化劑，當(dāng)廢氣流經(jīng)催化器時(shí)，通過化學(xué)反應(yīng)使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害氣體，以達(dá)到降低排氣污染的目的。

3.催化轉(zhuǎn)換裝置催化轉(zhuǎn)換裝置中裝有促使廢氣中有害物進(jìn)行氧化第四章柴油機(jī)的燃料與燃燒第四章柴油機(jī)的燃料與燃燒2023/1/92023/1/7第四章柴油機(jī)的燃料與燃燒第一節(jié)柴油的使用性能第二節(jié)柴油機(jī)混合氣的形成第三節(jié)柴油機(jī)的燃燒過程第四節(jié)改善柴油機(jī)燃燒過程的措施第五節(jié)柴油機(jī)的排放污染與噪聲返回到首頁第四章柴油機(jī)的燃料與燃燒第一節(jié)柴油的使用性能返回到第一節(jié)柴油的使用性能多種烴與少量硫、氮及添加劑組成的混合物。成分含義、影響混合氣形成、評定指標(biāo)、結(jié)論發(fā)火性含義、影響混合氣形成、評定指標(biāo)、結(jié)論蒸發(fā)性含義、國產(chǎn)柴油的編號黏度凝點(diǎn)第一節(jié)柴油的使用性能多種烴與少量硫、氮及添加劑組成的混合一、柴油的發(fā)火性含義：指柴油的自燃能力。評定指標(biāo)：十六烷值。十六烷值低：發(fā)火性差十六烷值高：發(fā)火性好，著火延遲期短柴油機(jī)工作柔和。十六烷值過高：重質(zhì)餾分多，蒸發(fā)性差，易高溫裂解，冒黑煙、經(jīng)濟(jì)性差。車用柴油機(jī)：十六烷值40～60。一、柴油的發(fā)火性含義：指柴油的自燃能力。二、柴油的蒸發(fā)性含義：指柴油從液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的難易程度。評定指標(biāo)（通過蒸餾實(shí)驗(yàn)測定）：50%餾出溫度:餾出溫度低，輕餾分多，蒸發(fā)性好，有利于冷啟動(dòng)，但其著火性差。90%、95%餾出溫度:餾出溫度高，重餾分多，蒸發(fā)性差。導(dǎo)致冒黑煙和積碳。結(jié)論：要求柴油的50%餾出溫度適宜，90%餾出溫度和95%餾出溫度應(yīng)比較低。二、柴油的蒸發(fā)性含義：指柴油從液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的難易程度。三、黏度黏度決定其流動(dòng)性，影響霧化質(zhì)量和潤滑能力。黏度大，濾清困難，流動(dòng)阻力增加，不易霧化。黏度小，流動(dòng)性好，容易霧化，但粘度過小使其失去必要潤滑能力，磨損、柴油的露失量增加。黏度變大三、黏度黏度決定其流動(dòng)性，影響霧化質(zhì)量和潤滑能力。黏度變大四、凝點(diǎn)凝點(diǎn)指柴油冷卻到開始失去流動(dòng)性的溫度，是評價(jià)柴油低溫流動(dòng)性的指標(biāo)。國產(chǎn)輕柴油的牌號以凝點(diǎn)大小編號。如10號輕柴油的凝點(diǎn)為10℃。好的柴油凝點(diǎn)低。選用柴油時(shí)，其凝點(diǎn)要比最低環(huán)境溫度低3～5℃。四、凝點(diǎn)凝點(diǎn)指柴油冷卻到開始失去流動(dòng)性的溫度，是評價(jià)柴油低溫第二節(jié)柴油機(jī)混合氣的形成粘度大、不易蒸發(fā)，采用高壓噴射方法（高壓油泵、噴油器），與缸內(nèi)高溫高壓的空氣混合形成混合氣?；旌蠚獾男纬蓵r(shí)間短且不均勻。噴油和燃燒是同時(shí)進(jìn)行，即邊噴油、邊霧化、邊混合、邊燃燒。特點(diǎn)空間霧化混合方式油膜蒸發(fā)混合方式方式第二節(jié)柴油機(jī)混合氣的形成粘度大、不易蒸發(fā)，采用高壓噴射特點(diǎn)：噴油器以一定壓力、一定射程和一定霧化質(zhì)量將柴油噴入燃燒室并形成油霧，從高溫空氣中吸熱、蒸發(fā)、擴(kuò)散與空氣混合形成可燃混合氣。要求：噴油器的噴霧特性（射程、錐角和形狀)與燃燒室形狀匹配；燃燒室有一定的渦流，加速混合氣的形成；采用多孔噴油器，擴(kuò)大油霧分布空間。一、混合方式1.空間霧化混合方式特點(diǎn)：一、混合方式1.空間霧化混合方式含義：噴油器將大部分柴油噴射到燃燒室壁面上形成油膜，只有小部分柴油直接噴射到空間，這小部分柴油在空間蒸發(fā)、擴(kuò)散與空氣混合,首先著火，燃燒室溫度迅速上升。油膜在強(qiáng)烈的空氣渦流作用下，受熱蒸發(fā)并與空氣混合，形成可燃混合氣。特點(diǎn)：與空間霧化混合方式相比，油膜蒸發(fā)混合方式形成的混合氣要均勻些；由于分層燃燒，同時(shí)燃燒的混合氣量少，氣缸壓力上升緩慢，工作柔和，但動(dòng)力性稍差。一、混合方式2.油膜蒸發(fā)混合方式含義：一、混合方式2.油膜蒸發(fā)混合方式二、柴油機(jī)混合氣濃度的控制現(xiàn)代柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)主要以電控共軌式(各缸噴油器共用一個(gè)高壓油軌)噴油系統(tǒng)為特征，對噴油量的控制通過控制噴油器噴油和停止噴油的時(shí)刻或控制噴油壓力來實(shí)現(xiàn)。

二、柴油機(jī)混合氣濃度的控制現(xiàn)代柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)主要以三、柴油機(jī)混合氣形成過程的控制噴油正時(shí)的控制分為“位置控制”和“時(shí)間控制”兩種類型

噴油壓力的控制

只有在柴油機(jī)共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)中，才能對噴油器的噴油壓力進(jìn)行獨(dú)立控制三、柴油機(jī)混合氣形成過程的控制噴油正時(shí)的控制三、柴油機(jī)混合氣形成過程的控制噴油器噴射過程中的噴油速率和噴油規(guī)律對柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放和噪聲等均有很大的影響。噴油速率是指噴油器在單位曲軸轉(zhuǎn)角(或單位時(shí)間)內(nèi)的平均噴油量，而噴油規(guī)律是指噴油器的噴油速率隨曲軸轉(zhuǎn)角(或時(shí)間)的變化規(guī)律。三、柴油機(jī)混合氣形成過程的控制噴油器噴射過程中的噴油速率和噴第三節(jié)柴油機(jī)的燃燒過程柴油機(jī)的燃燒過程更為復(fù)雜通常分為著火延遲期、速燃期、緩燃期和補(bǔ)燃期四個(gè)階段

第三節(jié)柴油機(jī)的燃燒過程柴油機(jī)的燃燒過程更為復(fù)雜著火延遲期定義：從噴油器開始噴油到混合氣形成火焰中心為止。著火延遲期的長短：用曲軸轉(zhuǎn)角或時(shí)間表示。著火延遲期越長：噴油量越多，速燃期幾乎同時(shí)燃燒，壓力增長率和最高壓力升高，機(jī)械負(fù)荷大，工作粗暴。著火延遲期定義：從噴油器開始噴油到速燃期定義：從汽缸內(nèi)開始著火到出現(xiàn)最高燃燒壓力。特點(diǎn)：多個(gè)火焰中心，燃燒迅速，接近定容過程，溫度、壓力迅速升高。速燃期結(jié)束，最高壓力6-9MP。壓力升高率：此階段壓力升高率過大，工作不平穩(wěn)、噪聲大、機(jī)件負(fù)荷大、排氣增加，壓力升高率控制在400-600KPa。速燃期定義：從汽缸內(nèi)開始著火到出現(xiàn)緩燃期定義：從汽缸內(nèi)出現(xiàn)最高壓力到出現(xiàn)最高溫度。特點(diǎn)：噴油過程結(jié)束，缸內(nèi)大量未燃混合氣繼續(xù)燃燒，缸內(nèi)溫度繼續(xù)升高（最終1700-2000C）缸內(nèi)壓力迅速降低。緩燃期結(jié)束：放熱量約為循環(huán)加熱量的70%-80%。゜緩燃期定義：從汽缸內(nèi)出現(xiàn)最高壓力到゜補(bǔ)燃期定義：從汽缸內(nèi)出現(xiàn)最高溫度到燃燒基本結(jié)束。特點(diǎn)：補(bǔ)燃期終點(diǎn)很難確定，放熱量為循環(huán)加熱量的95%-97%為結(jié)束。轉(zhuǎn)速高，燃燒過程時(shí)間短，混合氣不均勻，補(bǔ)燃期長。此期間放出熱量很難利用，零件熱負(fù)荷增大，排氣溫度升高，使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，應(yīng)盡量縮短補(bǔ)燃期。゜補(bǔ)燃期定義：從汽缸內(nèi)出現(xiàn)最高溫度到゜163/18第四節(jié)改善柴油機(jī)燃燒過程的措施一、使用措施二、結(jié)構(gòu)措施三、電控技術(shù)的應(yīng)用163/18第四節(jié)改善柴油機(jī)燃燒過程的措施一、使用措施164/18一、使用措施1.正確選用燃料(發(fā)火性和蒸發(fā)性要兼顧)：2.精確控制供(噴)油正時(shí)：噴油提前角θs、供油提前角θ及兩者之間的關(guān)系：θ=θs+θx；θx（噴油延遲角）-由高壓油管長度和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。1）噴油提前角對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響：過大，工作粗暴；功率下降、油耗增加。過小，工作柔和；傳熱損失增加、排氣溫度升高，熱效率降低。2）噴油提前角對油耗及排氣污染的影響：對應(yīng)每一工況，都有一個(gè)最佳噴油提前角，此時(shí)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性最好，但排氣污染和燃燒噪聲較嚴(yán)重。噴油提前角范圍：15°～35°（CA）。164/18一、使用措施1.正確選用燃料(發(fā)火性和蒸發(fā)性要兼165/18噴油提前角對油耗及排氣污染的影響一、使用措施165/18噴油提前角對油耗及排氣污染的影響一、使用措施166/183.合理控制轉(zhuǎn)速和負(fù)荷：1）轉(zhuǎn)速的影響：轉(zhuǎn)速提高，壓縮終了壓力提高；霧化質(zhì)量提高；空氣渦流增強(qiáng)，利于混合氣的形成與燃燒。但轉(zhuǎn)速不宜過高（充氣效率下降，循環(huán)供油量增加），使熱效率下降、排氣污染嚴(yán)重。2）負(fù)荷的影響：負(fù)荷增加，工作柔和；燃燒過程拉長、不完全燃燒增加，使熱效率下降。當(dāng)負(fù)荷過大時(shí)，使排氣管冒黑煙，熱效率急劇下降。一、使用措施166/183.合理控制轉(zhuǎn)速和負(fù)荷：一、使用措施167/18二、結(jié)構(gòu)措施1.合理選擇壓縮比：壓縮比提高，工作柔和；熱效率提高，改善冷起動(dòng)性能；但壓縮比過高，機(jī)械負(fù)荷過大。在保證冷起動(dòng)容易和有效燃燒的前提下，盡量降低壓縮比。2.合理設(shè)計(jì)燃燒室：3.保證合適的噴油規(guī)律：4.保證良好的油束特性。直接噴射式：ω形燃燒室和球形燃燒室分隔式：預(yù)燃室式燃燒室和渦流室式燃燒室167/18二、結(jié)構(gòu)措施1.合理選擇壓縮比：直接噴射式：ω168/18ω形燃燒室-直接噴射式混合氣的形成以空間霧化混合方式為主。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，面容比小，相對散熱少，經(jīng)濟(jì)性好；能形成一定的擠氣渦流；壓縮終了氣缸溫度上升快，冷起動(dòng)性能好。采用多孔噴油器，對燃油和噴油系統(tǒng)要求較高；渦流強(qiáng)度對轉(zhuǎn)速變化敏感；工作粗暴；排氣污染較大。柴油機(jī)的燃燒室168/18ω形燃燒室-直接噴射式混合氣的形成以空間霧化混合169/18混合氣的形成以油膜蒸發(fā)混合方式為主。特點(diǎn)：面容比小，相對散熱少，經(jīng)濟(jì)性好；一般配有螺旋進(jìn)氣道以產(chǎn)生強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流；采用單孔或雙孔噴油器，對燃油和噴油系統(tǒng)要求不高；工作柔和；排氣污染小。冷起動(dòng)比較困難；對負(fù)荷反應(yīng)遲緩（空氣渦流跟不上，加速時(shí)冒黑煙）；高、低速性能差別很大。應(yīng)用：小型高速柴油機(jī)上（高速性能好）。球形燃燒室-直接噴射式柴油機(jī)的燃燒室169/18混合氣的形成以油膜蒸發(fā)混合方式為主。球形燃燒室-170/18預(yù)燃室式燃燒室通道方向與預(yù)燃室并不相切。特點(diǎn)：混合氣的形成主要靠燃燒渦流，可采用軸針式噴油器，對燃油系統(tǒng)要求不高；由于節(jié)流作用，工作柔和，燃燒噪聲??；排氣污染少。面容比大，散熱損失較大，流動(dòng)損失大，所以熱效率較低，經(jīng)濟(jì)性不如直接噴射式；冷起動(dòng)困難（需加裝起動(dòng)電熱塞）。柴油機(jī)的燃燒室170/18預(yù)燃室式燃燒室通道方向與預(yù)燃室并不相切。柴油機(jī)的171/18渦流室式燃燒室通道方向與渦流室相切。特點(diǎn)：混合氣的形成主要利用壓縮渦流和二次渦流，可采用軸針式噴油器，對燃油系統(tǒng)要求不高；對進(jìn)氣道沒有特殊要求；高速性能好；排氣污染小。面容比大，散熱損失較大，熱效率低，經(jīng)濟(jì)性不如直接噴射式，冷起動(dòng)困難（需加裝起動(dòng)電熱塞）。柴油機(jī)的燃燒室171/18渦流室式燃燒室通道方向與渦流室相切。柴油機(jī)的燃172/18噴油規(guī)律噴油規(guī)律：單位時(shí)間（或曲軸轉(zhuǎn)角）內(nèi)的噴油量隨時(shí)間（或曲軸轉(zhuǎn)角）的變化關(guān)系。理想的噴油規(guī)律：先緩后急并盡量縮短噴油時(shí)間。即在著火延遲期內(nèi)噴油速率要低，以控制壓力升高率和最高燃燒壓力；著火燃燒后噴油速率要高，停油干脆，保證燃燒過程在上止點(diǎn)附近完成。172/18噴油規(guī)律噴油規(guī)律：單位時(shí)間（或曲軸轉(zhuǎn)角）內(nèi)的噴油173/18油束特性霧化：燃油以高壓經(jīng)噴孔中噴出時(shí)，被分散成大小不等的微粒所形成的圓錐形油束，這一過程稱霧化。描述：通常用油束形狀和霧化質(zhì)量描述。1）油束射程L：油束前端在壓縮空氣中的最大噴射距離。2）油束錐角β：標(biāo)志油束的緊密程度。β越大，油束越松散，油滴越細(xì)。173/18油束特性霧化：燃油以高壓經(jīng)噴孔中噴出時(shí)，被分散成174/183）霧化質(zhì)量（霧化特性）：表示柴油吹散霧化的程度，一般是指霧化時(shí)的細(xì)度和均勻度。細(xì)度用油束中油粒的平均直徑表示；均勻度用油粒的最大直徑與平均直徑之差表示。油束特性174/183）霧化質(zhì)量（霧化特性）：表示柴油吹散霧化的程度175/18三、電子技術(shù)的應(yīng)用電控技術(shù)在柴油機(jī)上的應(yīng)用，改善了混合氣的形成條件和燃燒過程，不僅使柴油機(jī)的排氣污染降低，同時(shí)也使柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)一步提高。噴油量控制、噴油正時(shí)控制、噴油速率控制、噴油壓力控制、怠速轉(zhuǎn)速控制、怠速時(shí)各缸均勻性控制、進(jìn)氣節(jié)流控制、可變進(jìn)氣渦流控制、可變配氣正時(shí)控制、增壓控制、排放控制、起動(dòng)控制、巡航控制、故障自診斷及失效保護(hù)、與自動(dòng)變速器綜合控制。175/18三、電子技術(shù)的應(yīng)用電控技術(shù)在柴油機(jī)上的應(yīng)用，改善第五節(jié)柴油機(jī)的排氣污染與噪聲炭煙生成量多：壓縮比高；重質(zhì)成分多。CO、HC和NOX生成量少：過量空氣系數(shù)較大。負(fù)荷對排氣污染影響：負(fù)荷增加，排氣污染增加。燃燒室結(jié)構(gòu)對排氣污染影響：分隔室式燃燒室排氣污染低。一、排氣污染第五節(jié)柴油機(jī)的排氣污染與噪聲炭煙生成量多：壓縮比高；重二、柴油機(jī)排氣污染的控制措施柴油機(jī)排放控制主要是降低ＮＯｘ和ＰＭ排放。廢氣再循環(huán)技術(shù)催化轉(zhuǎn)換技術(shù)過濾技術(shù)

二、柴油機(jī)排氣污染的控制措施柴油機(jī)排放控制主要是降低ＮＯ１.廢氣再循環(huán)(ＥＧＲ)技術(shù)柴油機(jī)進(jìn)行廢氣再循環(huán)的目的和方法與汽油機(jī)基本相同。柴油的廢氣溫度會(huì)更高

１.廢氣再循環(huán)(ＥＧＲ)技術(shù)柴油機(jī)進(jìn)行廢氣再循環(huán)的目的和2.催化轉(zhuǎn)換技術(shù)

利用安裝在柴油機(jī)排氣系統(tǒng)中的催化轉(zhuǎn)換器?使柴油機(jī)排出的ＨＣ、ＣＯ、ＰＭ氧化，或使ＮＯｘ還原。分為氧化催化轉(zhuǎn)換器和還原催化轉(zhuǎn)換器兩大類。

2.催化轉(zhuǎn)換技術(shù)

利用安裝在柴油機(jī)排氣系統(tǒng)中的催化轉(zhuǎn)換器3.顆粒物過濾技術(shù)

顆粒物過濾系統(tǒng)的主要裝置就是顆粒物過濾器，它是安裝在柴油汽車排氣系統(tǒng)中，通過過濾來降低排氣中顆粒物的數(shù)量。顆粒物過濾器的過濾效率可達(dá)５０％~９０％。

3.顆粒物過濾技術(shù)

顆粒物過濾系統(tǒng)的主要裝置就是顆粒物過濾三、柴油機(jī)的噪聲與控制三、柴油機(jī)的噪聲與控制：著火延遲期內(nèi)形成的混合氣在速燃期中幾乎同時(shí)燃燒，氣缸壓力急劇升高而產(chǎn)生壓力波，壓力波通過氣缸體、氣缸蓋等向外輻射，產(chǎn)生燃燒噪聲；燃燒產(chǎn)生的壓力波也會(huì)對缸體、缸蓋、活塞、連桿等產(chǎn)生沖擊引起機(jī)械振動(dòng)，產(chǎn)生機(jī)械噪聲。產(chǎn)生燃燒噪聲的根源：主要在速燃期，其次是緩燃期，其它對噪聲影響不大。降低燃燒噪聲的措施：控制著火延遲期內(nèi)混合氣的數(shù)量（減小噴油提前角、選用發(fā)火性能好的柴油、提高壓縮比等）；控制燃燒速度（采用廢氣再循環(huán)）。三、柴油機(jī)的噪聲與控制三、柴油機(jī)的噪聲與控制：著火延遲期第五章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性第五章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性2023/1/92023/1/7第五章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況第二節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性第三節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性第四節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)整特性返回到首頁第五章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況返回到首頁185/29第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況發(fā)動(dòng)機(jī)工況是指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的工作狀況，通常用發(fā)動(dòng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)速或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與轉(zhuǎn)速來表示。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的用途，其工況可分三類：固定式工況：螺旋漿工況：面工況：

185/29第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況發(fā)動(dòng)機(jī)工況是指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)186/29固定式工況特點(diǎn)：功率變化時(shí)，轉(zhuǎn)速幾乎保持不變。如發(fā)電用的發(fā)動(dòng)機(jī)，負(fù)荷變化沒有一定的規(guī)律，但轉(zhuǎn)速必須保持穩(wěn)定，以保證輸送電壓和頻率的恒定，反映在工況圖上是一條垂直線，屬于線工況。（如直線1）。186/29固定式工況特點(diǎn)：功率變化時(shí)，轉(zhuǎn)速幾乎保持不變。如187/29螺旋漿工況特點(diǎn)：功率和轉(zhuǎn)速接近于冪函數(shù)關(guān)系。如船用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率必須與螺旋槳所吸收的功率（Pe=kn3）相等，也屬于線工況（如曲線2）。187/29螺旋漿工況特點(diǎn)：功率和轉(zhuǎn)速接近于冪函數(shù)關(guān)系。如船188/29面工況特點(diǎn)：功率和轉(zhuǎn)速變化范圍很大，如車用發(fā)動(dòng)機(jī)。這種工況用曲線3下面的陰影面積表示。188/29面工況特點(diǎn)：功率和轉(zhuǎn)速變化范圍很大，如車用發(fā)動(dòng)機(jī)189/291.定義:指發(fā)動(dòng)機(jī)在油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（節(jié)氣門開度或供油拉桿、齒條）位置保持不變時(shí)，性能指標(biāo)（Pe、Me、ge、GT等）隨n的變化規(guī)律，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性。2.速度特性曲線的繪制方法:通過發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺架上測出的。測量時(shí)，油門位置不變，調(diào)整測功器的負(fù)荷，轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，待工況穩(wěn)定后，依次記錄不同轉(zhuǎn)速下的Pe、Me、ge、GT等數(shù)據(jù)。以n為橫坐標(biāo)，以Pe、Me、ge、GT等為縱坐標(biāo)，繪制速度特性曲線。3.分類:全負(fù)荷速度特性（即外特性）和部分負(fù)荷速度特性第二節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性189/291.定義:指發(fā)動(dòng)機(jī)在油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（節(jié)氣門開度或供190/29一、汽油機(jī)的速度特性1.外特性：節(jié)氣門在最大開度時(shí)所測得的速度特性。2.部分速度特性：節(jié)氣門在部分開度時(shí)所測得的速度特性。190/29一、汽油機(jī)的速度特性1.外特性：節(jié)氣門在最大開度191/291.外特性曲線191/291.外特性曲線192/29Me曲線根據(jù)Me=k2ηiηmηv/φat分析。Ⅰ.φat可視為常數(shù)：Ⅱ.ηi

：Ⅲ.ηm

：Ⅳ.ηv：結(jié)論：在低轉(zhuǎn)速時(shí)，Me隨n提高而增加；某一轉(zhuǎn)速M(fèi)e達(dá)到最大值；在高轉(zhuǎn)速時(shí)，Me隨n的提高而迅速下降。192/29Me曲線根據(jù)Me=k2ηiηmηv/φat分析