發(fā)動(dòng)機(jī)原理總結(jié)

其次章、發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)和工作循環(huán)：①根本概念：示功圖：氣缸內(nèi)工作壓力隨活塞位置或者曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。升功率：標(biāo)定工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率；性。機(jī)械損失：②機(jī)械損失的構(gòu)成：發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)零件的摩擦損失；驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的損失泵氣損失③機(jī)械損失〔機(jī)械效率〕的主要影響因素：PPT④機(jī)械損失的測(cè)定方法：示功圖法倒拖法〔只應(yīng)用于測(cè)汽油機(jī)，不適用與大功率發(fā)動(dòng)機(jī)〕滅缸法〔應(yīng)用于多缸柴油機(jī)〕油耗線法排氣渦輪增壓柴油機(jī)不能用倒拖法和滅缸法作。⑤提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的途徑：公式：提高途徑：增加排量：i,Vs承受增壓技術(shù)：ρs合理組織燃燒過(guò)程：ηit、фa改善換氣過(guò)程：фc提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：n提高內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械效率：ηm承受二沖程提高升功率：τ⑥理論循環(huán)：實(shí)際循環(huán)簡(jiǎn)化后便于定量分析的假想循環(huán)。簡(jiǎn)化條件：認(rèn)為工質(zhì)由單一的抱負(fù)氣體〔單、雙原子氣體〕即空氣組成，無(wú)視廢氣及燃油蒸氣的影響；燃燒過(guò)程簡(jiǎn)化為由外界很多熱源想工質(zhì)進(jìn)展的等容、等壓或混合加熱過(guò)程壓縮和膨脹過(guò)程簡(jiǎn)化為抱負(fù)的絕熱等熵過(guò)程換氣過(guò)程簡(jiǎn)化為氣門在上、下止點(diǎn)瞬間開(kāi)關(guān)⑦不同加熱方式對(duì)熱效率的影響：P35 〔2.1.3三種理論循環(huán)熱效率的比較〕⑧發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)和理論循環(huán)比較，主要損失有哪些？P41實(shí)際工質(zhì)的影響傳熱損失換氣損失燃燒損失〔時(shí)間損失、后燃損失、不完全燃燒損失〕渦流和節(jié)流損失泄露損失第三章、發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程①充量系數(shù)：每循環(huán)實(shí)際吸入氣缸的穎充量m與進(jìn)氣狀態(tài)下布滿氣缸工作容積的穎充1量m 之比。sh②配氣相位：以曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)排氣門開(kāi)啟時(shí)刻以及持續(xù)開(kāi)啟時(shí)間。③換氣損失：理論循環(huán)與實(shí)際循環(huán)的換氣功之差。④影響充量系數(shù)的因素：進(jìn)氣終了壓力pa進(jìn)氣終了溫度Ta剩余廢氣系數(shù)配氣正時(shí)〔配氣相位中對(duì)充量系數(shù)影響最大的是進(jìn)氣遲閉角、其次是排氣遲閉角〕壓縮比進(jìn)氣狀態(tài)⑤分析轉(zhuǎn)速和符合是如何影響充量系數(shù)的，汽油機(jī)與柴油機(jī)有什么不同：P68⑥提高充量系數(shù)的措施：降低進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力削減進(jìn)氣門處損失【增大進(jìn)氣門直徑，選擇適宜的排氣門直徑；增加氣門數(shù)目；轉(zhuǎn)變配氣凸輪型線〔氣門升程；削減氣門出的流淌損失削減進(jìn)氣管道阻力【削減進(jìn)氣道流淌阻力、削減進(jìn)氣管流淌阻力、削減空濾的流淌阻力】合理選擇配氣相位減小排氣系統(tǒng)阻力削減對(duì)穎充量的熱傳導(dǎo)進(jìn)氣系統(tǒng)承受電子掌握技術(shù)【可變進(jìn)氣系統(tǒng)、可變配氣相位】第四章、燃燒與燃料熱化學(xué)：①根本概念：理論空氣量：L1kg燃料完全燃燒所必需的最低空氣量0過(guò)量空氣系數(shù)：1kg燃料實(shí)際供給空氣量LL的比值0剩余廢氣系數(shù)：每循環(huán)進(jìn)氣過(guò)程完畢時(shí)氣缸內(nèi)的剩余廢氣量與實(shí)際充氣量的比值燃料低熱值H：?jiǎn)挝涣咳剂贤耆紵蓺鈶B(tài)水釋放的熱量u②常規(guī)燃料：液體燃料: 石油(汽油,柴油)1〕:如：自然氣,液化石油氣、煤氣、固體燃料:在燃燒方面還有很多技術(shù)上的難題需要抑制.如煤漿.液體燃料：a.醇類燃料(甲醇、乙醇) b.植物油燃料(生物柴油)③燃料的使用特性：汽油：1.抗爆性：辛烷值、抗爆指數(shù)；2.蒸發(fā)性：餾程、飽和蒸汽壓；3.氧化安定性：實(shí)際膠質(zhì)、誘導(dǎo)期；4.腐蝕性；5.無(wú)害性；6.清潔性柴油：1.燃燒性：發(fā)火性和抗爆力量。評(píng)價(jià)指標(biāo)是柴油自燃點(diǎn)與十六烷值；2.低溫流淌性：凝點(diǎn)、冷濾點(diǎn)；3.蒸發(fā)性：閃點(diǎn)、餾程；4.粘度；5.腐蝕性；6.安定性：貯存安定性、熱安定性；7.清潔性④汽、柴油主要理化特性的差異：自燃性—不用點(diǎn)燃而自動(dòng)著火的性能。對(duì)柴油來(lái)說(shuō)，自燃性差，則起動(dòng)性差，工作粗暴。十六烷值是評(píng)價(jià)柴油自燃性好壞的指標(biāo)。對(duì)汽油來(lái)說(shuō)最重要的是辛烷值，即期望自燃性差，抗爆性好。揮發(fā)性—液體燃料氣化的難易程度汽油：物理穩(wěn)定性差、易揮發(fā)，所以用預(yù)混合方式燃燒。柴油：物理穩(wěn)性好，不易揮發(fā)，所以用高壓噴射噴入柴油，承受集中燃燒。熱值—能量密度汽Hu44000>Hu42500⑤汽油機(jī)和柴油機(jī)工作模式的差異：混合氣形成方式不同：汽油— 易氣化，在低溫〔氣缸外〕下蒸發(fā)，預(yù)制成均勻混合氣；柴油— 難氣化，用高壓噴霧粉碎，高溫空氣〔氣缸內(nèi)〕促其霧化；著火及燃燒方式不同：汽油— 難自燃，易點(diǎn)燃，用高壓電火花點(diǎn)燃；預(yù)混合氣體中的火焰?zhèn)鞑?。可在Фa=1的條件下完全燃燒。柴油— 易自燃，壓縮著火〔壓燃；集中燃燒，即邊噴邊混-邊燃燒，所以自燃但會(huì)爆燃，為了完全燃燒，必需Фa>1.0〔1.2〕負(fù)荷調(diào)整方式不同：汽油機(jī)—預(yù)混合，Фa根本保持不變，量調(diào)整；柴油機(jī)—a變化∞，質(zhì)調(diào)整。第五章、汽油機(jī)混合氣形成和燃燒①汽油機(jī)混合氣形成和燃燒的特點(diǎn)：氣缸外部形成混合氣〔預(yù)制混合氣〕外源點(diǎn)火——簡(jiǎn)潔掌握點(diǎn)火時(shí)間、地點(diǎn)火焰?zhèn)鞑ナ饺紵鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣却蛩闳紵俣娶谟绊懼鹧舆t期的因素：①料性質(zhì):辛烷值↑→τi↑；②點(diǎn)火時(shí)，缸內(nèi)溫度↑壓力↑→τi↓；③φα=0.85-0.95時(shí)，τi最短；φr↑→τi↑；⑤點(diǎn)火能量E↑→τi↓。爆燃：③爆燃的外部特征：金屬敲擊聲；稍微爆燃時(shí)：pe略有增加；嚴(yán)峻爆燃時(shí)：pe下降，n下降，工作不穩(wěn)定，機(jī)身有較大振動(dòng)；冷卻系統(tǒng)過(guò)熱，氣缸蓋溫度、冷卻水溫順潤(rùn)滑油溫明顯上升；嚴(yán)峻時(shí)甚至冒黑煙④爆燃的機(jī)理：末端混合氣在正?；鹧媲颁h到達(dá)前自燃，壓力驟升，產(chǎn)生壓力沖擊波猛烈爆燃對(duì)汽油機(jī)的危害：熱負(fù)荷及散熱損失增加；機(jī)械負(fù)荷增大；動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性惡化；磨損加劇；排氣特別⑤爆燃的影響因素：核心〔t1<t2〕t1t2增加的因素均可抑制爆燃傾向，〔P116-118〕⑥使用因素對(duì)汽油機(jī)燃燒過(guò)程的影響：一點(diǎn)火提前角的影響θ↓→燃燒不準(zhǔn)時(shí)→大局部燃料在膨脹中燃燒→熱量利用率低Pe↓be↑二混合氣成分的影響.〔功率混合氣，n↑i↓〔↑〕φα<1,Pe↑,be↑→CO ↑φα=1.05-1.15(經(jīng)濟(jì)混合氣)燃燒完全，快速〔準(zhǔn)時(shí)性↑〕ηit↑→be↓；，稀混合氣，燃燒慢〔不準(zhǔn)時(shí)，補(bǔ)燃t↓→，可能消滅進(jìn)氣管內(nèi)回火；〔濃混合氣補(bǔ)燃,t↓→可能消滅排氣管放炮現(xiàn)象。三轉(zhuǎn)速nn↑→湍流↑→μn↑→φ=6ntηit↓→泄漏、傳熱↓→Tc↑→τi↓n↓→泄漏、傳熱↑→湍流↓→μn↓四負(fù)荷負(fù)荷↓→φr↑→μn↓→θ佳↑→τi↑→補(bǔ)燃↑→ηit↓負(fù)荷↑→φc↑→φr↓→Pz,Tz↑→爆燃傾向↑五燃料沉積物的影響用無(wú)鉛汽油，沉積物→積碳，工作肯定時(shí)間后，積碳厚度不再增大；用含鉛汽油，沉積物→鉛化物，碳占10%，厚度不斷增加。影響：①沉積物厚度↑，在吸壓過(guò)程，不斷加熱混合氣；②熱的不良導(dǎo)體，使末端混合氣溫度↑；③占肯定燃燒容積，ε↑,D↑，外表點(diǎn)火↑。六大氣狀態(tài)P0↓,m1↓→φα↓→μn↓→Pe↓，be↑→Pc↓→Pz↓→D↓T0↑,m1↓→φα↓→μn↓→Pe↓，be↑→Pc↑→D↑⑦對(duì)汽油機(jī)燃燒室的設(shè)計(jì)要求：↑〔e↑e；較低的排放污染；不正常燃燒現(xiàn)象↓；噪聲↓；起動(dòng)性↑；允許燃燒較稀混合氣。⑧設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮因素：構(gòu)造緊湊〔A/v〕良好的重充氣性能火花塞位置安排適當(dāng)組織適當(dāng)?shù)耐牧鬟\(yùn)動(dòng)⑨各種燃燒室比較〔P1335-1〕第六章、柴油機(jī)混合氣形成和燃燒①柴油機(jī)混合氣的形成和燃燒的特點(diǎn)：進(jìn)氣是純空氣，混合氣在氣缸內(nèi)部形成〔混合氣形成方式：空間霧化混合、壁面油膜蒸發(fā)混合〕;混合氣形成時(shí)間短,15~30°CA;混合氣形成不均勻,整個(gè)燃燒室φα=0~∞混合氣形成與燃燒室嚴(yán)密相連，壓燃，預(yù)混合燃燒+集中燃燒②柴油機(jī)滯燃期的影響因素：噴油時(shí)，缸內(nèi)溫度和壓力P↑,T↑→τi↓;燃料性質(zhì)，十六烷值↑→τi↓;轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、噴油提前角等都是通過(guò)噴油時(shí)缸內(nèi)溫度來(lái)影響τi〔轉(zhuǎn)速↑，τi↓；噴油提前角為開(kāi)口向上拋物線，存在最正確噴油提前角〕③柴油機(jī)工作粗暴與汽油機(jī)爆燃比較：一樣點(diǎn)：在燃燒本質(zhì)上一樣，都是可燃混合氣的自燃；不同點(diǎn)：發(fā)生的部位不同,汽油機(jī)燃燒爆燃發(fā)生在燃燒后期，而柴油機(jī)工作粗爆發(fā)生在燃燒初期。壓力,，有沖擊波產(chǎn)生。汽油機(jī)爆燃，敲缸聲高頻，動(dòng)聽(tīng)，而柴油機(jī)工作粗暴敲缸聲低頻，沉悶。④根本定義：幾何供油規(guī)律：供油速率隨噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角〔或時(shí)間〕變化的關(guān)系噴油規(guī)律：噴油速率隨噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)角〔或時(shí)間〕變化關(guān)系柴油機(jī)工作粗暴：⑤柴油機(jī)不正常噴射：二次噴射、斷續(xù)噴射、隔次噴射、氣穴、滴油⑥影響柴油機(jī)燃燒過(guò)程的因素：燃料性質(zhì)：主要指十六烷值和餾程一般狀況下，十六烷值高，發(fā)火性好，但蒸發(fā)性差〔餾出溫度高〕工作嚴(yán)峻但冒煙。餾程低，蒸發(fā)性好，但發(fā)火性差，冒煙↓但工作粗暴。供油提前角θ大噴油早，缸內(nèi)P,T低較多燃料在上止點(diǎn)前燃燒，壓縮負(fù)功↑→Pe↓→be↑→著火落后期長(zhǎng)，粗暴。θ小→噴油晚→較多燃料在膨脹沖程中燃燒→熱效率↓→Pe↓→be↑θ最正確→Pemax,bemin轉(zhuǎn)速：n↑→傳熱損失，漏氣損失↓→噴油壓力↑→霧化↑→缸內(nèi)渦流↑→ηit↓,所以車用柴油機(jī)都裝有供油提前角自動(dòng)提前器。n↓→傳熱↑，泄漏↑→混合氣不均勻，燃燒↓ →ηit↓→渦流↓→噴油壓力↓→霧化↓負(fù)荷gb↑,空氣量根本不變→φα↓→燃燒完全性↓，噴油持續(xù)性↑，燃燒準(zhǔn)時(shí)性↓→ηit↓負(fù)荷↑→加熱量↑，剩余廢氣系數(shù)↓，壁面溫度Tw↑→著火落后期↓→燃燒粗暴↓噪音↓負(fù)荷↓→相對(duì)散熱損失↑→ηit↓⑦降低柴油機(jī)工作粗暴的途徑：τi，如：↑ε，用十六烷值高的燃料等；削減著火落后期內(nèi)的噴油量；削減著火落后期內(nèi)形成的混合氣量〔承受油膜蒸發(fā)形成混合氣〕〔核心思想就是降低著火落后期形成的混合氣〕第七章、排氣污染與掌握①發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物種類&危害：一氧化碳起頭暈、惡心、頭痛，使中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損，慢性中毒，嚴(yán)峻時(shí)使心血管工作困難；碳?xì)浠衔锏闹匾煞?；氮氧化物O在我大氣中簡(jiǎn)潔被氧化成，O2毒性很強(qiáng)，是光化學(xué)煙霧的主要作物；微粒：致癌，也會(huì)導(dǎo)致慢性病、肺氣腫、皮膚病以及其他疾??；硫氧化物：自身有毒，形成酸雨；二氧化碳：溫室效應(yīng)。②柴油機(jī)&汽油機(jī)排放物生成機(jī)理：一氧化碳：燃料不能完全燃燒生成。汽油機(jī)：фa=1CO2H2O。實(shí)際上，фa<1時(shí)，局部CO；фa>1CO，但是燃料混合不均勻可能產(chǎn)COCO2COO2。柴油機(jī)：理論上不存在CO，但是混合不均勻和局部缺氧會(huì)產(chǎn)生少量的CO。CO是柴油機(jī)的幾十倍。碳?xì)浠铮何慈己臀赐耆紵娜加汀C在汽油機(jī)中的生成機(jī)理HC的生成機(jī)理〔55～65%〕{書上只介紹了排氣生成機(jī)理}不完全燃燒;(2)壁面淬熄及縫隙效應(yīng);(3)壁面油膜和積碳的吸附;非排氣HC的生成機(jī)理(1)曲軸箱竄氣〔20～25%〕;(2)燃油蒸發(fā)〔15～20%〕;HC在柴油機(jī)中的生成機(jī)理〔由機(jī)內(nèi)燃燒產(chǎn)生〕(1)混合不均勻;(2)噴油器壓力室容積的影響〔3〕冷啟動(dòng)白煙；HC氮氧化合物：排氣中的O高溫順氧與氮在高溫中的停留時(shí)間是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程中NO生成的三要素。NONO2。NOX的排放與柴油機(jī)數(shù)量級(jí)根本相當(dāng),柴油機(jī)稍高。微粒油機(jī)混合氣極不均勻，盡管總是富氧燃燒，但局部缺氧還是會(huì)導(dǎo)致炭煙生成。③【汽油機(jī)】排放污染物的機(jī)內(nèi)&機(jī)外凈化技術(shù)：機(jī)內(nèi)凈化：1. 推遲點(diǎn)火時(shí)刻；EGR；燃燒系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)；提高點(diǎn)火能量；電控汽油噴射技術(shù)。機(jī)外凈化〔排氣后處理：. 熱反響器；催化轉(zhuǎn)化器；NO吸附復(fù)原催化劑。x④【柴油機(jī)】排放污染物的機(jī)內(nèi)&機(jī)外凈化技術(shù)：機(jī)內(nèi)凈化：1.推遲噴油時(shí)刻；排氣再循環(huán)；增壓及增壓中冷；改善噴油特性；改進(jìn)燃燒方法和燃燒室。機(jī)外凈化：1.氧化催化轉(zhuǎn)化器；NO復(fù)原催化劑；x微粒捕集器。第八章、發(fā)動(dòng)機(jī)特性①根本概念：發(fā)動(dòng)機(jī)工況：發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速和負(fù)荷狀態(tài)下的工作狀態(tài)，簡(jiǎn)稱工況。負(fù)荷特性：轉(zhuǎn)速不變，其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷〔PeTtq或平均有效壓力Pme表示〕的變化關(guān)系。nTtqPme為縱坐標(biāo)，在圖上畫出很多等耗油率曲線和等功率曲線，組成發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性。柴油機(jī)的調(diào)速特性：適應(yīng)性系數(shù)：轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)藏系數(shù)：穩(wěn)態(tài)調(diào)速率：瞬態(tài)調(diào)速率：②萬(wàn)有特性制取與根本應(yīng)用：制取：P2458-23根本應(yīng)用：等燃油消耗率曲線最內(nèi)層為最經(jīng)濟(jì)區(qū)，曲線越向外，經(jīng)濟(jì)性越差。油耗較小。對(duì)于汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)，最經(jīng)濟(jì)區(qū)大致處于萬(wàn)有特性中部，等燃油消耗率曲線橫向較長(zhǎng)。耗率較小。工程機(jī)械用發(fā)動(dòng)機(jī)，期望最經(jīng)濟(jì)區(qū)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速四周，等燃油消耗率曲線縱向較長(zhǎng)些。首先，汽油機(jī)的燃油消耗率比柴油機(jī)高。其次，汽油機(jī)的最經(jīng)濟(jì)區(qū)域處于偏上位置；柴油機(jī)的最經(jīng)濟(jì)區(qū)比較靠近中等負(fù)荷。由于車用汽油機(jī)常在較低負(fù)荷工作，故經(jīng)濟(jì)性能不佳；車用柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性較好。③分析比較汽油機(jī)和柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線的差異：柴油機(jī)的負(fù)荷特性曲線低于汽油機(jī)的負(fù)荷特性曲線