发动机原理及热力学

第一章发动机的性能（1）混合加热循环热效率

的影响因素随着压缩比

↑，

↑。

↑，循环平均吸热温

度↑，↓循环平均放热温度，扩大了循环温差，↑膨胀比。ρ

↑循环总加热量

Q 1

和εc 保持

不变，等压加热部分↑，等容加热部分↓，

↓；

↑循环总加热量Q

和

保持不变

ρ0

↓Q 2

↓η

↑。（2）等容，

εc

↑η

↑（3）等压

εc

↑η

↑，

ρ0

↑Q 1

↑ε

不变

Q 2

↑η

↓。

（2）循环平均压力p

是指单位气缸容积所做的循环功，用它来评定气缸工作容积的做功

能力。p

是随进气终点压力

，压缩比

，初始膨胀比

等殇指数k 和循环热效

率

增加而增加。

（3）同一机型不同加热模式的对比。①Q 1

和εc 保持不变，在相同Q 1

下Q

必然是等压

加热循环最大等容最小。于是有>ηtv

>η

ηtp

。②平均加热温度T T T p m m m m iv 11>>③

相同的

，具有相同的最高压力

max

，压缩终了的温度

T T v

>>即放热

Q Q

222>>于是有，ηηηtv

>>。

（4）柴油机因压缩比高，燃烧的最高爆发压力p

max

很高，但柴油机的过量空气系数

相

对汽油机大，柴油机的最高燃烧温度

max

比汽油机低。

（5）排气过程中，由于系统阻力，排气终了的压力p

大于环境压力

。

p r

-p

用来

克服排气系统的压力。排气系统阻力越大，p

就越大，残留在气缸的废气就越多。

（6）转速n ↑平均速度

↑。

大则活塞组的热负荷和曲轴连杆机构的惯性力均增大，磨

损加剧，寿命下降，为了提高转速又不使

过大，可以减小行程s ，高速发动机，在结构

上采用较小的行程缸径s/D 。但是s/d 小也会造成燃烧室高度减小，燃烧室表面积在容积的

比值增大，混合气形成条件变差，不利于燃烧。（7）升功率

值越大，发动机的强化程度越高，发出一定有效功率的发动机尺寸越小。

（8）机械损失的测定

1示功图法：一般用于当上止点位置得到精确校正时才能取得满意的结果。2倒托法：测定汽油机机械损失时得到较广泛的应用。 3灭缸法：适用于多缸发动机。 4油耗线法：倒托法只能用于配有电力测功器的情况，不适用大功率发动机，适用于测定压缩比不高的汽油机机械损失。对于排气涡轮增压柴油机，倒托法和灭缸法破坏了增压系统的正常工作，只

能使用示功图法、油耗线法。排气涡轮中增压、高增压的柴油机只能用示功图法。

第二章发动机换气过程

1.换气过程：自由排气：从排气门打开到气缸压力接近排气管压力的时期，一般排气提前角

为30-80曲轴转角

强制排气阶段：废气由活塞上行强制推出，缸内平均压力比排气管内平均压力

略高，排气迟闭角为10-35曲轴转角

进气过程：进气提前角为上止点0-40曲轴转角

气门重叠和燃烧室扫气：由于排气门迟后关闭和进气门提前开启，故存在进、

排气门同时打开的现象，叫气门重叠（角度选择以新

鲜充量不流入排气管为原则）。利用气流的压

差和惯性清楚残留废气，增加进气量叫扫气

2.排气损失：分为自由排气损失和强制排气损失

3.进气损失：比排气损失小，两者之和称为换气损失

4.充量系数：每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量和进气状态下理论计算充满气缸工作

容积的空气质量比值

5.影响因素：进气门关闭时缸内压力Pa（正相关）

进气门关闭时缸内气体温度Ta(负相关)

残余废气系数（负相关）

进排气相位角

压缩比（正相关）

进气状态（进气温度和压力影响不大）

6.提高发动机充量系数的措施：降低进气系统阻力（减少进气门出流动损失，减少进气到、

进气管和空气滤清器阻力，减少对进气充量的加热，降低排

气系统流通阻力，合理选择进排气相位角，谐振进气与可变

进气支管）

第三章发动机废气涡轮增压

1.结构分类：机械增压系统、废气涡轮增压系统、复合式发动机（废气动力涡轮和废气涡轮

增压）、组合式涡轮增压系统（废气涡轮增压和进气惯性增压）、气波增压系统1.废气涡轮增压的类型：定压涡轮增压系统：涡轮前的废气压力基本保持恒定

脉冲涡轮增压系统

2.比较：脉冲增压废气能量损失较小，利用率高，增压比小于2.5时（低增压）用脉冲，增

压比增加时利用率逐渐接近

脉冲增压可保证足够扫气压力

脉冲增压加速性好

定压增压涡轮效率高

3.主要技术措施：降低压缩比（受爆燃限制）

增加压力控制系统

减小反应滞后（供气跟不上）：采用脉冲增压，涡轮前置，带旁通阀的控制

系统，减小进排气管长度和容积，提高压缩比和可变点火正时

燃料供给系统的调整：汽油泵供油压力随增压压力变化而调节，适当减小

点火提前角

第四章燃料与燃烧化学

1.汽油特性：抗爆性：汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力，用辛烷值表示（用马达

法和研究法测）

蒸发性：影响很和气质量，但太强会发生气阻，使供油中断

氧化安定性：抵抗大气或氧气的作用保持其性质不发生长久性变化的能力

清洁性：保持进气系统的清洁

2.柴油特性：自燃性：用十六烷值评定，过高过低都不好

雾化和蒸发性

硫含量

安定性：柴油在运输、储存和使用过程中保持其外观颜色、组成和使用性能不变的能力

低温流动性：由于石蜡成分而低温时流动变差，使运转不良甚至熄火

3.代用燃料分类：按物态区分：气体（压缩天然气CNG，液化石油气LPG，氢气等）、液体

代用燃料（甲醇，乙醇，生物采油）

4.天然气发动机：单燃料天然气发动机、双燃料天然气发动机（可两种燃料同时用，携带两

套燃油系统），两用燃料天然气发动机

5.着火机理：热自燃：若化学反应所释放的热量大于散失的热量，混合气的温度升高，促使

混合气的反应速率和放热速率增大的相互促进，最终导致极快反应速

率而着火的反应

连锁反应：通过连锁反应逐渐积累活化中心的方法使反应自动加速直至着火6.发动机燃烧方式：同时爆炸燃烧，预混合燃烧，扩散燃烧，柴油机的初始燃烧室预混合燃

烧，燃烧后期属于扩散燃烧

第五章采油机混合气的形成与燃烧

1.喷油系统等等要求：产生足够高的喷油压力，实现所要求的喷油规律，精准控制每个循环的喷油量，避免异常喷射

2.喷射系统有直列柱塞式喷油泵燃油供给系统，分配式喷油泵燃油供给系统

3.喷油器：将喷油泵供给的高压燃油喷入采幽机燃烧室，使燃油雾化成微细油粒，并按一定要求是适当分布在燃烧室内。有孔式喷油器和轴针式喷油器

4.喷射过程：指从喷油泵开始供油直至喷油器停止喷油的过程，分为：

喷射延迟阶段：从喷油泵的柱塞顶封闭，进回油孔的理论供油始点起到喷油器的针阀开始升起为止

主喷射阶段：从喷油始点到喷油器端压力开始急剧下降为止

喷油结束阶段：从喷油器端压力开始急剧下降到针阀落座停止喷油为止，应缩短

5.雾化：燃油喷入燃烧室后被粉碎分散为细小液滴的过程

6.贯穿率：油束的贯穿距离和喷孔沿轴线到燃烧室壁的距离比值

7.雾化质量：油束中液滴的细度和均匀度

8.异常喷射：二次喷射：喷油器针阀落座后，在压力波动的影响下再次升起的现象

断续喷射：针阀在喷射过程中周期性跳动的现象

不规则喷射和隔次喷射：供油量过小/怠速工况时发生

滴油现象：由于压力下降过慢使针阀不能迅速落座，出现仍有燃油流出的现象9.燃烧过程：着火落后期：从燃油开始喷入燃烧室至由于开始燃烧而引起压力升高压力线明

显脱离压缩线开始急剧上升的点

速燃期：从压力脱离压缩线开始急剧上升到达最大压力

缓燃期：从最大压力点到最高温度点，此时间不宜过长

补燃期：从最高温度点到燃烧基本燃烧完，时间不宜过长，方法是加强缸内气体运动

10.混合气形成基本方式：（1）空间雾化混合：将燃油喷射到空间进行雾化，通过燃油与空气之间的相互运动和扩散，在空间形成可燃混合气的方式。有尚未汽化的液态油滴。

（2）油膜蒸发混合：在球形燃烧室为代表的壁面油膜蒸发混合方式。完全汽化。

11缸内气流运动形式：涡流、挤流、滚流、湍流

12柴油机燃烧室：直喷式、非直喷式

直喷式可根据活塞顶部凹坑的深浅分为半开式和开式。开式：浅盆形半开式：ω形、挤流口、各种非回转体形、球形。

13直喷式燃烧室特点：1、由于燃烧迅速，故经济性好，有效燃油消耗率低。直喷式柴油机比分隔式柴油机有效燃油消耗率约低10%-20%。2燃烧室结构简单，表面积与容积比小，散热损失小，没有主副室之间节流损失，冷起动性能、经济性好。3对喷射系统的要求较高，

特别是开式燃烧室。4半开式燃烧室对进气道有较高的要求。5NO

的排放量较分隔式燃烧室柴油机高，特别在高负荷的区域内，约高一倍。6对转速的变化较为敏感，特别是半开式燃烧室，较难同时兼顾高速和低速工况的性能，适用于较非直喷式燃烧室柴油机低。7压力升高率大，燃烧噪声大，工作较粗暴。

14非直喷式：

结构特点是除位于活塞顶部的主燃烧室外，还有位于缸盖内的副燃烧室两者之间有通道相连。燃油不能直接喷入主燃烧室内，而是喷入副燃烧室内。有涡流和预燃。

15非直喷式燃烧室柴油机特点：1采用浓稀两段混合燃烧方式，NO x和微粒排放低于直喷式燃烧室，低负荷下的碳烟排放量较大。2初期放热率低，压力升高率和最高燃烧压力均低于直喷式燃烧室，燃烧柔和，振动噪声小。3对于涡流室，压缩涡流随发动机转速升高而增强，转速越高，混合气体形成和燃烧温度越高，涡流燃烧室适合高速柴油机，转速高达5000r/min

4缸内气流运动比较强烈，空气利用率好，可在过量空气系数1.2左右的条件下正常工作。5对喷油系统要求不高，不需要进气涡流，进气道形状简单，加工制造成本低，使用故障小6一般对燃烧室不太敏感，有较强的适应性。7燃烧室结构复杂，表面积与容积比较大，散热损失较大，流动损失也大。分隔式燃烧室对柴油机较直喷式燃烧室柴油机效率低，经济性差。预燃室式损失更大，经济性更差。8散热损失大喷雾质量不高，冷起动性能不如直喷式燃烧室，一般都要安装电预热塞，用于在冷气动阀时提高燃烧室内的温度，保证顺利起动。16燃烧过程优化的基本原则

1油—汽—燃烧室的最佳配合2控制着火后期内的混合气的生成量3合理组织燃烧室内的涡流和湍流运动。4紧凑的燃烧室形状5加强燃烧期间和燃烧后期的扰流6优化运转参数

常用燃烧室的结构和性能对比

燃

烧

系统

特点

对比项目

直喷式燃烧室分隔式燃烧室

浅盆形ω形球形涡流室预燃室

混合气体形成方式空间雾化空间雾化油膜蒸发两段混合两段混合压缩比12—15 16—18 17—19 18—22 18—22 空气运动

无涡流或进

气涡流

较强进气涡

流和挤流

强进气涡流

压缩涡流和

燃烧涡流

压缩涡流和燃

烧涡流

第六章

汽油机混合气的形成和燃烧

1.正常燃烧过程：着火落后期：从火花塞点火到火焰核心形成，即从火花塞点火到气缸压力线明显脱离压缩线而急剧上升时

明显燃烧期：火焰由火焰中心烧遍整个燃烧室，也称火焰传递阶段，即压力线急剧上升到压力到达最高点

后燃期：明显燃烧期终点3至燃料基本完全燃烧为止

2.不规则燃烧：各循环之间的燃烧变动（循环变动）和各气缸之间的燃烧差异（各缸工作不均匀）

3.不正常燃烧：爆燃：最主要的，常出现于压缩比较高时，缸内压力大幅波动，同时发动机产生一种高频金属敲击声，也称敲缸。影响：燃烧性质（辛烷值），末端混合气压力和温度（正相关），火焰前锋传播到末端混合气的时间（正相关）

表面点火：凡是不靠点火花点火而由燃烧室内炽热表面点燃混合气的现象 4.空燃比α：空气质量和燃油质量的比，理论空燃比14.9

5.发动机各工况对混合气的要求：稳定工况：怠速工况：很浓。小负荷很浓，中等负荷稀，全负荷时加浓

过渡工况：冷启动：混合气体空燃比2：1很浓暖车：很浓，并逐渐减小加速：喷入附加燃料急减速：减少燃料

6.电控汽油喷射供给系统类型：按喷射位置：缸内喷射，进气管喷射（单点喷射，多点喷射）按喷射控制装置：机械式，电控式按喷射方式：连续喷射，间歇喷射

全负荷过量空气系数 1.6—2.2 1.4—1.7 1.3—1.5 1.2—1.6 1.2—1.6 热损失和流动损失

小较小较小大最大喷油器 6—12孔 4—6孔 1—2孔轴针式轴针式开启压力/MPa 20—40 18—25 17—19 10—12 8—13 燃油雾化要求高要求较高一般要求较高要求高性能特点

MPa 0.6—0.8 0.6—0.8 0.6—0.8 0.7—0.9 0.6—0.8 be/(g/kw.h ）

190—210 218—245 218—245 231—272 245—292 NO

高较高中等低低 PM 较低高低低低 HC

较低高高低低噪声最高较高较低低低起动性容易较容易难难最难适应转速/(r/min) 《1500 《4000 《2500 《5000 《3500 适应缸径/mm

》200

《150

90—130

《100

按空气流测试方法：空气流量质量的质量流量控制，进气管

压力和发动机转速的速度密度控制，节

气门开度和发动机转速的节流速度控制7.汽油喷射供油系统的优点：1对混合气空燃比精确控制2减少进气阻力充气效率高3可采

取较高的压缩比，各缸混合比的均匀性易控制5可使用低辛烷

值燃料6冷启动性能和加速性能好，过渡圆滑

第七章发动机的特性

1.发动机的工况分类

（1）第一类工况，其特点是发动机的功率变化时，转速几乎保持不变，该工况又被称为固定式发动机工况。（2）第二类工况，其特点是发动机的功率与转速接近于幂函数关系，该工况又被称为发动机的螺旋桨工况。（3）第三类工况，其特点是功率与转速都在很大范围内变化，该工况又被称为发动机的面工况。

2.发动机的功率标定

发动机的功率标定，是指制造企业根据发动机的用途、寿命、可靠性、维修与使用条件等要求，人为地规定该产品在标准大气条件下输出的有效功率以及对应的转速，即标定功率与标定转速。

我国发动机功率分为四级（1）15分钟功率发动机允许连续转15分钟的最大有效功率。（2）一小时功率（3）12小时功率（4）持续功率

3柴油机的负荷特性

，燃油消当柴油机保持某一转速不变，移动喷油泵齿条或拉杆位置，改变每循环供油量b

耗量B、有效燃油消耗率b e，等随负荷p e而变化的关系称为柴油机负荷特性。

4.汽油机的负荷特性

当汽油机的转速不变，而逐渐改变节气门开度，同时调节测功器负荷，以保持转速不变；此时，燃油消耗量B、有效燃油消耗率b e随负荷P e变化而变化的关系称为汽油机的负荷特性。

5.柴油机和汽油机的负荷特性的差异

1）汽油机的燃油消耗率普遍较高，且在从空负荷向中、小负荷段过渡时，燃油消耗率下降缓慢，维持在较高水平，燃油经济性明显较差。2）汽油机排气温度普遍较高，且与负荷关系较小。3）汽油机的燃油消耗量曲线弯曲度较大，而柴油机的燃油消耗量曲线在中、小负荷段的线性较好。

6.柴油机和汽油机负荷特性差异分析

1)由于柴油机的压缩比比汽油机高出的较多，其过量空气系数也比汽油机大，所以柴油机的指示热效率要比汽油机高。这样汽油机的燃油消耗率数值高于柴油机

2）从指示热效率曲线的变化趋势上来看，在转速不变的前提下，指示热效率也就随负荷的增大而降低；汽油机采用定质变量的负荷调节方法，在接近满负荷时采取加浓混合气导致指示热效率明显下降，而在低负荷时，由于节气门开度小，残余废气系数较大，燃烧速率降低，需采用浓混合气，当负荷减小时泵气损失增大，导致指示热效率下降。这样汽油机的燃油消耗率在中小负荷区远高于柴油机。

3）排气温度曲线的差异是因为汽油机的压缩比比柴油机低。相应的膨胀比也低，而且混合气比较浓，所以排气温度就是要比柴油机高。在负荷变化是，尽管由于混合气总量的增加引起加入气缸总热量的增加，使排气温度随负荷的提高而上升，但由于在大部分区域内过量空气系数保持不变，故排气温度上升幅度不大。在柴油机中，随着负荷的提高，过量空气系数

随之降低，排气温度显著上升。

发动机课程设计汇总

课程设计说明书设计题目院（系）专业班学生姓名完成日期指导教师（签字）华中科技大学

目录一目的与要求 (1) 二设计任务 (2) 三工作过程模拟计算 (3) 四动力学计算 (7) 五设计感想 (10) 参考文献 (11) 附录A 发动机外特性曲线 (12) 附录 B F g-?、F j-?、F-?曲线图 (13) 附录 C F N-?、F L-?、F t-?、F k-?、R B-?曲线图 (14) 附录 D 发动机合成扭矩∑M k-?曲线图 (15)

一目的与要求 1.目的发动机课程设计是《发动机现代设计》课程的后续教学环节，旨在对刚学习过的发动机设计课程以及发动机原理课程的知识进行综合运用，加深对专业知识的理解。在课程设计环节，通过总体性能计算（工作过程模拟计算与动力学计算）将发动机的结构参数与性能参数结合起来，弄清结构与性能之间的内在联系；通过发动机总体布置图设计，对发动机的总体结构有一个全面而具体的了解，并深化对发动机各主要零件的作用和设计要求的理解。 2.要求对提供的教学参考资料要认真分析，在理解的基础上借鉴，不要盲目照搬照抄。独立完成，可以讨论，不许抄袭；按时完成，不得延期。交课程设计材料（计算说明书与图纸）时必须通过指导教师的考核，不得代交。计算说明书应包括：计算目的、已知条件、变量说明、计算结果及说明（分析）等，其中动力学计算应有受力分析图，曲线图应标明坐标及单位。所绘图纸应符合工程图纸规范要求。

二设计任务 4110柴油机总体方案设计 1. 技术参数机型：立式，直列，水冷，四冲程，废气涡轮增压、中冷燃烧室型式：直喷式气缸直径：110mm 活塞行程：125mm（曲柄半径：62.5mm）缸数：4 发火顺序：1-3-4-2 压缩比：17 标定功率(kW)/转速(r/min)：140/2300 最大扭矩（N.m）/转速（r/min）： 640/1450~1550 外特性最低燃油耗率（g/kW.h）：200 标定工况燃油耗率（g/kW.h）：210 机油耗率（g/kW.h）：≤1.0 调速率：≤8% 怠速（r/min）： 750 曲轴旋转方向（从前端看）：顺时针气门间隙（冷态）：进气门0.3～0.4，排气门0.4～0.5 冷却方式：强制水冷润滑方式：压力、飞溅复合式启动方式：电启动配气定时：进气门开，上止点前20oＣＡ；进气门关，下止点后43oＣＡ排气门开，下止点前60oＣＡ；排气门关，上止点后20oＣＡ供油提前角：上止点前18±2oＣＡ 2. 其他有关数据活塞质量：1.32kg 活塞销质量：0.58kg 活塞环总质量：0.088kg 连杆大头质量（直开口/斜开口, kg）： 1.89/1.98 连杆小头质量(kg)：0.704 连杆长度L(mm)：210 曲柄销直径：70mm 曲柄销长度：40mm 主轴颈直径：85mm 主轴颈长度（非止推挡）：36mm 曲柄臂厚度：28mm 曲柄臂宽度：126mm

喷气发动机原理简介

分类涡轮喷气式发动机完全采用燃气喷气产生推力的喷气发动机是涡轮喷气发动机。这种发动机的推力和油耗都很高。适合于高速飞行。也是最早的喷气发动机。离心式涡轮喷气发动机使用离心叶轮作为压气机。这种压气机很简单，适合用比较差的材料制作，所以在早期应用很多。但是这种压气机阻力很大，压缩比低，并且发动机直径也很大，所以现在已经不再使用这种压气机。轴流式涡轮喷气发动机使用扇叶作为压气机。这样的发动机克服了离心式发动机的缺点，因此具有很高的性能。缺点是制造工艺苛刻。现在的高空高速飞机依然在使用轴流式涡喷发动机。涡轮风扇发动机一台涡扇发动机的一级压气机主条目：涡轮风扇发动机

在轴流式涡喷发动机的一级压气机上安装巨大的进气风扇的发动机。一级压气机风扇因为体积大，除了可以压缩空气外，还能当作螺旋桨使用。涡轮风扇发动机的燃油效率在跨音速附近比涡轮喷气发动机要高。涡轮轴发动机主条目：涡轮轴发动机涡轮轴发动机类似涡桨发动机，但拥有更大的扭矩，并且他的输出轴和涡轮轴是不平行的(一般是垂直)，输出轴减速器也不在发动机上。所以他更类似于飞机上用的燃气轮机。涡轴发动机的大扭矩使他经常用于需要带动大螺旋桨的直升机。它的结构和车用燃气轮机区别不大。涡轮喷气发动机(Turbojet)（简称涡喷发动机）[1]是一种涡轮发动机。特点是完全依赖燃气流产生推力。通常用作高速飞机的动力。油耗比涡轮风扇发动机高。涡喷发动机分为离心式与轴流式两种，离心式由英国人弗兰克·惠特尔爵士于1930年取得发明专利，但是直到1941年装有这种发动机的

飞机才第一次上天，没有参加第二次世界大战，轴流式诞生在德国，并且作为第一种实用的喷气式战斗机Me-262的动力参加了1944年末的战斗。相比起离心式涡喷发动机，轴流式具有横截面小，压缩比高的优点，但是需要较高品质的材料——这在1945年左右是不存在的。当今的涡喷发动机均为轴流式。一个典型的轴流式涡轮喷气发动机图解（浅蓝色箭头为气流流向）图片注释: 1 - 吸入, 2 - 低压压缩, 3 - 高压压缩, 4 - 燃烧, 5 - 排气, 6 - 热区域, 7 - 涡轮机, 8 - 燃烧室, 9 - 冷区域, 10 - 进气口

机械原理课程设计单缸四冲程内燃机

机械原理课程设计说明书题目：单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析二级学院机械工程学院年级专业 13材料本科班学号学生姓名指导教师朱双霞教师职称教授

目录第一部分绪论 (2) 第二部分设计题目及主要技术参数说明 (3) 2.1 设计题目及机构示意图 (3) 2.2 机构简介 (3) 2.3 设计数据 (4) 第三部分设计内容及方案分析 (6) 3.1 曲柄滑块机构设计及其运动分析 (6) 3.1.1 设计曲柄滑块机构 (6) 3.1.2 曲柄滑块机构的运动分析 (7) 3.2 齿轮机构的设计 (11) 3.2.1 齿轮传动类型的选择 (12) 3.2.2 齿轮传动主要参数及几何尺寸的计算 (13) 3.3 凸轮机构的设计 (13) 3.3.1 从动件位移曲线的绘制 (14) 3.3.2 凸轮机构基本尺寸的确定 (15) 3.3.3 凸轮轮廓曲线的设计 (16) 第四部分设计总结 (18) 第五部分参考文献 (20) 第六部分图纸 (21)

第一部分绪论 1.本课程设计主要内容是单缸四冲程内燃机机构设计及其运动分析，在设计计算中运用到了《机械原理》、《理论力学》、《机械制图》、《高等数学》等多门课程知识。 2. 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能是气缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞做功。再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。这些过程中只有膨胀过程是对外做功的过程。其他过程都是为更好的实现做功过程而需要的过程。四冲程是指在进气、压缩、膨胀和排气四个行程内完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。进气行程时，此时进气门开启，排气门关闭；压缩行程时，气缸、内气体受到压缩，压力增高，温度上升；膨胀行程是在压缩上止点前喷油或点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并做功；排气行程时，活塞推挤气缸内废气经排气门排出。此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环。

涡扇发动机工作原理

动力原理：涡轮喷气发动机涡轮风扇发动机冲压喷气发动机涡轮轴发动机升力原理：飞机是比空气重的飞行器，因此需要消耗自身动力来获得升力。而升力的来源是飞行中空气对机翼的作用。在下面这幅图里，有一个机翼的剖面示意图。机翼的上表面是弯曲的，下表面是平坦的，因此在机翼与空气相对运动时，流过上表面的空气在同一时间(T)内走过的路程(S1)比流过下表面的空气的路程(S2)远，所以在上表面的空气的相对速度比下表面的空气快 (V1=S1/T >V2=S2/T1)。根据帕奴利定理——“流体对周围的物质产生的压力与流体的相对速度成反比。”，因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上，这就产生了升力。从机翼的原理，我们也就可以理解螺旋桨的工作原理。螺旋桨就好像一个竖放的机翼，凸起面向前，平滑面向后。旋转时压力的合力向前，推动螺旋桨向前，从而带动飞机向前。当然螺旋桨并不是简单的凸起平滑，而有着复杂的曲面结构。老式螺旋桨是固定的外形，而后期设计则采用了可以改变的相对角度等设计，改善螺旋桨性能。飞行需要动力，使飞机前进，更重要的是使飞机获得升力。早期飞机通常使用活塞发动机作为动力，又以四冲程活塞发动机为主。这类发动机的原理如图，主要为吸入空气，与燃油混合后点燃膨胀，驱动活塞往复运动，再转化为驱动轴的旋转输出：

单单一个活塞发动机发出的功率非常有限，因此人们将多个活塞发动机并联在一起，组成星型或V型活塞发动机。下图为典型的星型活塞发动机。现代高速飞机多数使用喷气式发动机，原理是将空气吸入，与燃油混合，点火，爆炸膨胀后的空气向后喷出，其反作用力则推动飞机向前。下图的发动机剖面图里，一个个压气风扇从进气口中吸入空气，并且一级一级的压缩空气，使空气更好的参与燃烧。风扇后面橙红色的空腔是燃烧室，空气和油料的混和气体在这里被点燃，燃烧膨胀向后喷出，推动最后两个风扇旋转，最后排出发动机外。而最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上，因此会带动压气风扇继续吸入空气，从而完成了一个工作循环。

自制喷气式发动机

自制喷气式发动机自制喷气式发动机 2010-03-19 17:24:20| 分类：动手动脑DIY | 标签：喷气式发动机自制喷气式超轻型飞机超轻型飞行器|字号订阅自制喷气式发动机《转》自1988年出第一架模型引擎後，模型界引擎的。1993年法国jpx推出以丙烷为燃料的商品航模涡喷发动机，随后各种商业涡喷厂家日渐增多，使得涡喷发动机的价钱到了人们能接受的水平，因此，飞按比列缩小，配上喷气发动机的航模象真机，成了发达国家地区的航模爱好者最热门的爱好。但是商品涡喷发动机，价格昂贵，折合人民币高达30000元，因此在许多国家，因此许多爱好者选择自己制涡喷发动机。自从英国的一位工程师级的发烧友kurt shreckling自己设计的第一款涡轮喷气发动机，并在1998年出版了一本书名叫，《航模喷气发动机-Gas turbine engine for aircraft model》，打破了涡喷爱好者不能业余自制的神话，书中是以他自己设计FD3-64为例，详细介绍了这款发动机的制作过程，用的是普

通车床，及不锈钢为主料制成，目的是让爱好者能用日常找到的材料来加工出来，虽然推力不够专业的商品机大，但其推力用在航模上绰绰有余，加上其制作成本很低，约100美元，成为国外喷气机爱好者最热门的制作，从这开始，各种型号自制涡喷发动机在此基础上改进发展起来。从最初的 fd3-64的2.5公斤推力到，最新的12公斤推力。这一切都是广大涡喷自制爱好者努力研究的结果做为自制涡喷的原型机，可能现在你打算自制涡喷时，不用选择制作fd3-64，因为它毕竟是98年的产品，现在的国外爱好者的通过改进设计，自制涡喷已经达到12公斤推力。推重比10左右。但不要认为它已过时，而一无用处，因为fd3-64的制作理论，让你在家哩打造涡喷成为了现实，不用去担心没有航空发动机制造厂的专用设备，因为日常生活中你能找到相应的材料来加工。同时，作者打破迷信专业厂家的思想，自己开动脑筋，用中国人的话说，就是想尽一切土办法，在科学的理论指导下制成了能用于航模的喷气发动机。他的成功，同时也鼓励了更多的爱好者参与到自制涡喷的研究与发烧行列中来，大大提高了自制涡喷的推力，这是一种挑战与锻炼。同时我们也可以参考fd3-64的制作加工部件过程，敢于根据自己的条件，在科学理论指导下，改进加工方法。但是fd3-64毕竟是过时的设计，它的木头压气轮需要碳纤加强，加上效

汽车发动机构造与维修》教学总结

《汽车发动机结构与维修》教学总结依据我校课程教学改革，提高教学质量的决定，在校教务科领导的指导和支持下，我们对汽车专业《机械识图》课程进行了较大调整，取得了较好的效果，总结如下：1．“三位一体”的教学方式传统的教学方式，是将课堂教学与实验教学分开进行，难以有机统一。根据《机械识图》课程直观性、实践性强的特点，我们相对集中了一个月时间，进行“三位一体”的教学，即将汽车发动机的拆装实习、现场教学和课堂多媒体教学有机组合在一起，根据理论联系实际的原则和同学们的认知规律，由老师指导，学生动手，由外到内，由表及里，逐个系统，逐个零部件地进行发动机的拆装，在分组拆装发动机的同时，老师现场讲解其基本结构及工作原理，直观明了，学生轻松掌握；学生现场提问，现场得到解答，师生互动，既锻炼了同学“真刀实枪”的动手能力，又增强了师生感情交流。对发动机一些复杂的结构和工作原理，全班集中进行多媒体教学，这样有分有合，有理论有实践，实践——理论——再实践，不断提高，现场即是课堂，多媒体课堂也在现场，灵活机动，有机结合，相辅相成，有效地激发学生的学习兴趣和热情，提高了教学效果。 2．“五合一”的教学内容组合传统的教学模式，是将汽车发动机的构造与发动机原理分为二册，先讲“构造”，后讲“原理”，将一个有机整体割裂开来，导致讲“构造”时难以深入，而讲“原理”时，又枯燥乏味，而且以前所学的构造已经忘记，影响了学生学习兴趣和教学质量。本次调整，我们将汽车发动机“构造”与“原理”合成一门课，相关内容有机穿插，有些系统是先讲构造，后讲原理；而有的是先讲理论，提出问题，再讲构造；还有的是构造、原理穿插进行，有机结合，使学生觉得有骨有肉。除此之外，我们还结合拆装发动机的机

《汽车发动机原理》课程考核大纲

《汽车发动机原理》课程考核大纲《汽车发动机原理》课程组 2010年10月

《汽车发动机原理》课程考核大纲一、课程的性质与任务《汽车发动机原理》是本专业的一门专业课。它的任务是使学生掌握发动机工作过程的基本理论和提高性能指标的主要途径，并获得应用理论知识解决实际问题的初步能力；掌握车用发动机的特性和试验方法，为学习后续专业课和今后工作中合理运用发动机打下基础。二、课程教学内容和考核目标教学大纲已明确规定了本课程的教学内容、基本要求与考核方法。根据教学大纲规定，按照考核的特点对教学内容和基本要求加以细化，按章节详述如下：第1章发动机的性能（一）课程教学内容 1.1 发动机基本理论循环发动机基本理论循环的建立目的、方法、基本假定、类型和特点；发动机基本理论循环的分析方法与评价指标；基本理论循环的平均压力和循环热效率；循环平均压力和循环热效率的影响因素。1.2 发动机实际循环发动机的工作过程与实际循环；实际循环的表示方法；进气、压缩、燃烧、膨胀和排气等5个过程；实际循环各过程的起始与终了参数。实际循环的评价指标——指示指标：动力性指标——指示功、指示功率和平均指示压力等；经济性指标——指示热效率和指示燃油消耗率。 1.3 发动机整机性能发动机的性能试验的方法、设备与试验过程；发动机的性能的评价指标——有效指标：动力性指标——有效功率、有效扭矩和平均有效压力等；经济性指标——有效热效率和有效燃油消耗率；发动机排放指标与噪声指标；其它性能指标。 1.4 发动机机械损失发动机机械损失的定义与评价指标，主要是机械损失功率和平均机械损失压力；机械损失的构成及影响因素；发动机机械损失的测量方法与原理：示功图法、倒拖法、灭缸法和油耗线法等；发动机机械损失的测量设备与试验过程。

《汽车发动机原理》课程教学大纲

汽车发动机理论》课程教学大纲课程名称：发动机原理适用专业：交通运输专业总学时（学分）：48 理论学时：48 实践学时：0 适用对象：交通工程专业一、说明（一）课程的性质、任务《汽车发动机理论》是交通工程专业的专业基础课程，主要内容为汽车发动机性能评价指标、提高性能指标的途径、发动机的基本工作过程（换气过程及混合气形成和燃烧过程）发动机特性等，并介绍排气污染和噪声振动等知识。通过本课程的学习，使学生掌握内燃机理论的基本知识，为提高汽车的应用效率奠定基础，为学生从事相关专业工作打下理论基础。（二）课程的教学要求 1、掌握内燃机的能量转换以及循环充量的原理和规律，即动力机械的动力输出与能量利用问题； 2、掌握内燃机的燃烧与排放问题，包括内燃机的燃烧过程、规律与有害排放物及噪声控制。 3、掌握内燃机应用于汽车动力时具有重要影响的运行特性与性能调控问题。（三）课程考核办法课程的考核方式是将理论考试的70%成绩和实验考试的30%成绩记为总成绩。

、讲授内容第一篇热力工程基础（6）第二篇动力输出与能量利用第五章发动机实际循环与评价指标（ 6 学时）第一节四冲程发动机的实际循环一、发动机的实际循环二、发动机实际循环与理论循环的比较第二节发动机的指示指标一、发动机的示功图二、发动机的指示性能指标第三节发动机的有效指标一、动力性指标二、经济性指标三、强化指标第四节机械损失与机械效率一、机械效率二、机械损失的测定三、影响机械效率的主要因素四、发动机的热平衡第六章换气过程与循环充量（6 学时）第一节四冲程发动机的换气过程一、换气过程二、换气损失第二节四冲程发动机的充量系数一、充量系数

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。分隔式燃烧室，工质在主副燃烧室之间流进、流出引起节流损失 5.泄露损失活塞环处的泄漏无法避免 5.提高发动机实际工作循环效率的基本途径是什么？可采取哪些措施？答：减少工质比热容、燃烧不完全及热分解、传热损失、提前排气等带来的损失。措施：提高压缩比、稀释混合气等 6.为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机? 柴油机拥有更高的压缩比， 7.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？以工质在气缸内对活塞做功为基础，评定发动机实际工作循环质量的

机械原理课程设计指导书(四冲程)讲解

机械原理课程设计指导书四冲程内燃机设计一．设计任务（共需要A1、A2、A3各1张，A3网格纸1张，A4两张） 1.机构设计根据行程速比系数K及已知尺寸确定机构的主要尺寸，并绘制机构运动简图1张（A4）。 2.运动分析图解求出连杆机构的位置、速度与加速度，绘制滑块的位移、速度与加速度曲线，完成运动分析图1张（A2）。 3.动态静力分析通过计算和图解，求出机构中各运动副的约束反力及应加于曲柄OA的平衡M（每人负责完成5～6个位置），完成动态静力分析图1张（A1）。力矩 b 4.计算并画出力矩变化曲线图1张（A3方格纸）。 5.计算飞轮转动惯量F J。 6.计算发动机功率。 7.用图解法设计进、排气凸轮，完成凸轮设计图1张（A3）。 8.绘制内燃机的工作循环图1张（A4）。 9.完成设计说明书（约20页）。 ●分组及组内数据见附表1； ●示功图见附表2； ●组内成员分工见附表3； ●课程设计进程表见附表4； ●四冲程内燃机中运动简图见附图1。

二．设计步骤及注意问题 1. 确定初始数据根据分组情况（附表1），查出设计初始数据。活塞行程 H = （mm ）活塞直径 D= （mm ）活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e= （mm ）行程速比系数 K= 连杆重心2c 至A 点的距离 2AC l = （mm ）曲柄重量 1Q = （N ）连杆重量 2Q = （N ）活塞重量 3Q = （N ）连杆通过质心轴2c 的转动惯性半径c ρ 2c ρ= （m 2m ）曲柄的转速 n 1= （rpm ）发动机的许用速度不均匀系数 [δ]= 曲柄不平衡的重心到O 点的距离 OC l =OA l （mm ）开放提前角：进气门：-10°；排气门： -32° 齿轮参数： m =3.5（mm ）； α=20°；a h *=1；25.0*=C 2Z =' 2Z =14； 3Z ='3Z =72 ；1Z =36

各种飞机发动机原理

一、活塞式发动机航空活塞式发动机是利用汽油与空气混合，在密闭的容器（气缸）内燃烧，膨胀作功的机械。活塞式发动机必须带动螺旋桨，由螺旋桨产生推（拉）力。所以，作为飞机的动力装置时，发动机与螺旋桨是不能分割的。主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣等组成。气缸是混合气（汽油和空气）进行燃烧的地方。气缸内容纳活塞作往复运动。气缸头上装有点燃混合气的电火花塞（俗称电嘴），以及进、排气门。发动机工作时气缸温度很高，所以气缸外壁上有许多散热片，用以扩大散热面积。气缸在发动机壳体（机匣）上的排列形式多为星形或V形。常见的星形发动机有5个、7个、9 个、14个、18个或24个气缸不等。在单缸容积相同的情况下，气缸数目越多发动机功率越大。活塞承受燃气压力在气缸内作往复运动，并通过连杆将这种运动转变成曲轴的旋转运动。连杆用来连接活塞和曲轴。曲轴是发动机输出功率的部件。曲轴转动时，通过减速器带动螺旋桨转动而产生拉力。除此而外，曲轴还要带动一些附件（如各种油泵、发电机等）。气门机构用来控制进气门、排气门定时打开和关闭。二、涡轮喷气发动机在第二次世界大战以前，所有的飞机都采用活塞式发动机作为飞机的动力，这种发动机本身并不能产生向前的动力，而是需要驱动一副螺旋桨，使螺旋桨在空气中旋转，以此推动飞机前进。这种活塞式发动机＋螺旋桨的组合一直是飞机固定的推进模式，很少有人提出过质疑。到了三十年代末，尤其是在二战中，由于战争的需要，飞机的性能得到了迅猛的发展，飞行速度达到700－800公里每小时，高度达到了10000米以上，但人们突然发现，螺旋桨飞机似乎达到了极限，尽管工程师们将发动机的功率越提越高，从1000千瓦，到2000千瓦甚至3000千瓦，但飞机的速度仍没有明显的提高，发动机明显感到“有劲使不上”。问题就出在螺旋桨上，当飞机的速度达到800公里每小时，由于螺旋桨始终在高速旋转，桨尖部分实际上已接近了音速，这种跨音速流场的直接后果就是螺旋桨的效率急剧下降，推力下降，同时，由于螺旋桨的迎风面积较大，带来的阻力也较大，而且，随着飞行高度的上升，大气变稀薄，活塞式发动机的功率也会急剧下降。这几个因素合在一起，决定了活塞式发动机＋螺旋桨的推进模式已经走到了尽头，要想进一步提高飞行性能，必须采用全新的推进模式，喷气发动机应运而生。喷气推进的原理大家并不陌生，根据牛顿第三定律，作用在物体上的力都有大小相等方向相反的反作用力。喷气发动机在工作时，从前端吸入大量的空气，燃烧后高速喷出，在此过程中，发动机向气体施加力，使之向后加速，气体也给发动机一个反作用力，推动飞机前进。事实上，这一原理很早就被应用于实践中，我们玩过的爆竹，就是依*尾部喷出火药气体的反作用力飞上天空的。早在1913年，法国工程师雷恩．洛兰就获得了一项喷气发动机的专利，但这是一种冲压式喷气发动机，在当时的低速下根本无法工作，而且也缺乏所需的高温耐热材料。1930年，弗兰克．惠特尔取得了他使用燃气涡轮发动机的第一个专利，但直到11年后，他的发动机在完成其首次飞行，惠特尔的这种发动机形成了现代涡轮喷气发动机的基础。现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。涡轮喷气发动机仍属于热机的一种，就必须遵循热机的做功原则：在高压下输入能量，低压下释放能量。因此，从产生输出能量的原理上讲，喷气式发动机和活塞式发动机是相同的，都需要有进气、加压、燃烧和排气这四个阶段，不同的是，在活塞式发动机中这4个阶段是分时依次进行的，但在喷气发动机中则是

电喷发动机工作原理

电喷发动机工作原理现在的电喷车在行驶过程中，当司机突然松开油门踏板（使节气门完全关闭）时，发动机不需要输出转矩，而是由汽车的动能拖动。这一工况被称为拖动工况或滑行工况。在拖动工况为了减少废弃排放和降低燃油消耗以及改善行驶特性，电控系统中央控制器识别出发动机处于拖动工况后，首先立即推迟当时的点火角，然后全部切断向发动机喷油，这样可使工况的过度过程较为平稳。当发动机转速超过规定转速界限（转速界限２）并且节气门关闭时，喷嘴将不再喷油，发动机的供油被切断；而发动机转速一旦低于下个转速界限（转速界限３），则喷嘴又重新开始喷油。如果在拖动工况出现发动机转速急剧下降，如在紧急刹车时，则喷嘴将在较高转速（转速界限１）恢复喷油，以防止低于发动机怠速转速或发动机完全熄火。一、简介电子燃油喷射控制系统（简称EFI或EGI系统），以一个电子控制装置（又称电脑或ECU）为控制中心，利用安装在发动机不同部位上的各种传感器，测得发动机的各种工作参数，按照在电脑中设定的控制程序，通过控制喷油器，精确地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。此外，电子控制燃油喷射系统通过电脑中的控制程序，还能实现起动加浓、暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制断油、自动怠速控制等功能，满足发动机特殊工况对混合气的要求，使发动机获得良好的燃料经济性和排放性，也提高了汽车的使用性能。电子控制燃油喷射系统的喷油压力是由电动燃油泵提供的，电动燃油泵装在油箱内，

浸在燃油中。油箱内的燃油被电动燃油泵吸出并加压，压力燃油经燃油滤清器滤去杂质后，被送至发动机上方的分配油管。分配油管与安装在各缸进气歧管上的喷油器相通。喷油器是一种电磁阀，由电脑控制。通电时电磁阀开启，压力燃油以雾状喷入进气歧管内，与空气混合，在进气行程中被吸进气缸。分配油管的末端装有燃油压力调节器，用来调整分配油管中燃油的压力，使燃油压力保持某一定值，多余的燃油从燃油压力调节器上的回油口返回燃油箱。进气量由驾驶员通过加速踏板操纵节气门来控制。节气门开度不同，进气量也不同，进气歧管内的真空度也不同。在同一转速下，进气歧管真空度与进气量成一定的比例关系。进气管压力传感器可将进气歧管内真空度的变化转变成电信号的变化，并传送给电脑，电脑根据进气歧管真空度的大小计算出发动机进气量，再根据曲轴位置传感器测得信号计算出发动机转速。根据进气量和转速计算出相应的基本喷油量。电脑根据进气压力和发动机转速控制各缸喷油器，通过控制每次喷油的持续时间来控制喷油量。喷油持续时间愈长，喷油量就愈大。一般每次喷油的持续时间为2～10ms。各缸喷油器每次喷油的开始时刻则由电脑根据安装于离合器壳体上的发动机转速（曲轴位置）传感器测得某一位置信号来控制。这种类型的燃油喷射系统的每个喷油器在发动机每个工作循环中喷油两次，喷油是间断进行的，属于间歇喷射方式二、电子燃油喷射控制的原理（一）各种工况控制简介

汽车发动机原理课后习题答案..

第一章发动机的性能 1.简述发动机的实际工作循环过程。 1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。 3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。提高工质的绝热指数κ。可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。⑸优化燃烧室

结构减少缸内流动损失。⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。 4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。 5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。强化系数P meCm. 6.总结提高发动机动力性能和经济性能的基本途径。 ①增大气缸直径，增加气缸数②增压技术③合理组织燃烧过程④提高充量系数⑤提高转速⑥提高机械效率⑦用二冲程提高升功率。 7.什么是发动机的平均有效压力、油耗率、有效热效率？各有什么意义？平均有效压力是指发动机单位气缸工作容积所作的有效功。平均有效压力是从最终发动机实际输出转矩的角度来评定气缸工作容积的利用率，是衡量发动机动力性能方面的一个很重要的指标。有效燃油消耗率是单位有效功的耗油量，通常以每千瓦小时有效功消耗的燃料量来表示。有效热效率是实际循环有效功与所消耗的燃料热量之比

汽车发动机原理课本总结

汽车发动机原理一、发动机实际循环与理论循环的比较 1.实际工质的影响理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体比热是随温度上升而增大的，且燃烧后生成CO2、H2O等气体，这些多原子气体的比热又大于空气，这些原因导致循环的最高温度降低。加之循环还存在泄漏，使工质数量减少。实际工质影响引起的损失如图中Wk所示。这些影响使得发动机实际循环效率比理论循环低。 2.换气损失为了使循环重复进行，必须更换工质，由此而消耗的功率为换气损失。如图中Wr所示。其中，因工质流动时需要克服进、排气系统阻力所消耗的功，成为泵气损失，如图中曲线rab’r 包围的面积所示。因排气门在下止点提前开启而产生的损失，如图中面积W所示。 3.燃烧损失（1）非瞬时燃烧损失和补燃损失。实际循环中燃料燃烧需要一定的时间，所以喷油或点火在上止点前，并且燃烧还会延续到膨胀行程，由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失. （2）不完全燃烧损失。实际循环中会有部分燃料、空气混合不良，部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失。（3）在高温下，如不考虑化学不平衡过程，燃料与氧的燃烧化学反应在每一瞬间都处在化学动平衡状态，如2H2O=2H2+O2等，由左向右反应为高温热分解，吸收热量。但在膨胀后期及排气温度较低时，以上各反应向左反应，同时放出热量。上述过程使燃烧放热的总时间拉长，实质上是降低了循环等容度而降低了热效率。（4）传热损失。实际循环中，汽缸壁和工质之间始终存在着热交换，使压缩、膨胀线均脱离理论循环的绝热压缩、膨胀线而造成的损失。（5）缸内流动损失。指压缩及燃烧膨胀过程中，由于缸内气流所形成的损失。体现为，在压缩过程中，多消耗压缩功；燃烧膨胀过程中，一部分能量用于克服气流阻力，使作用于活塞上做功的压力减小。二、充量系数衡量不同发动机动力性能和进气过程完善程度的重要指标；定义为每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下计算充满气缸工作容积的空气质量的比值。影响因素： 1.进气门关闭时缸内压力Pa 2.进气门关闭时缸内气体温度Ta 3.残余废气系数 4.进排气相位角 5.压缩比 6.进气状状态提高发动机充量系数的措施 1.降低进气系统阻力发动机的进气系统是由空气滤清器、进气管、进气道和进气门所组成。减少各段通路对气流的阻力可有效提高充量系数。（1）减少进气门处的流动损失1）进气马赫数M 不超过0.5受气门大小、形状、升程规律、进气相位等因素影响2）减少气门处的流动损失增大气门相对通过面积，提高气门处流量系数以及合理的配气相位是限制M值、提高充量系数的主要方法。增大进气门直径可以扩大气流通路面积；增加气门数目；改进配气凸轮型线，适当增加气门升程，在惯性力容许条件下，使气门开闭尽可能快；改善气门处流体动力性能。（2）减少进气道、进气管和空气滤清器的阻力

涡喷发动机的工作原理

1.涡喷发动机的工作原理？涡喷发动机以空气为介质，进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机；压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功，提高空气的压力；空气在燃烧室内和燃油混合燃烧，将燃料化学能转变成热能，生成高温高压燃气；燃气在涡轮内膨胀，将热能转为机械能，驱动涡轮旋转，带动压气机；燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，燃气以较高速度排出，产生推力。 2.涡轮发动机的特征，什么是燃气涡轮发动机的特性？发动机特性分哪几种？特征：发动机作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能，同时作为一个推进器，它利用所产生的机械能使发动机获得推力。发动机的特性：燃气涡轮发动机的推力和燃油消耗率随发动机转速、飞行高度和飞行速度的变化规律叫发动机特性。发动机特性分为：保持飞机高度和飞机速度不变的情况下，发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律叫发动机转速特性。在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞机速度不变时，发动机的推力和燃油消耗率随飞机的高度的变化规律叫高度特性。在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞行高度不变时，发动机的推力和燃油消耗量随飞机速度（或马赫数）的变化规律叫速度特性。 3.净推力和总推力根据牛顿第2，第3定律，气流进入发动机和离开发动机的动量发生变化，产生推力。净推力：取决于离开发动机的燃气动量与进来的空气动量加进来的燃油动量。净推力还包括喷管出口的静压超过周围空气的静压产生的推力。Fn=Qma(Vj-Va)+Aj(Pj-Pam) 总推力：是指当飞机静止时发动机排气产生的推力，包括排气动量产生的推力和喷口静压和环境空气静压之差产生的附加推力。Fg=Qma(Vj)+Aj(Pj-Pam)。正常飞行时，压气机、扩压器、燃烧室、排气锥产生向前推力，涡轮、尾喷口产生向后的推力。 4.影响热效率的因素？热效率表明，在循环中加入的热量有多少变为机械功。影响因素有：加热比（涡轮前燃气总温），压气机增压比，压气机效率和涡轮效率。加热比、压气机效率和涡轮效率增大，热效率也增大。压气机增压比提高，热效率增大，当增压比等于最经济增压比时，热效率最大，继续提高增压比，热效率反而下降。热效率也称做内效率。 5.进气道的作用？什么是进气道总压恢复系数？一是尽可能多的恢复自由气流的总压并输送该压力到压气机，这就是冲压恢复或压力恢复；二是提供均匀的气流到压气机使压气机有效地工作。进气道出口截面的总压与进气道前方来流的总压比值，叫做进气道总压恢复系数，该系数是小于1的数值，表示进气道的流动损失。 6.进气道冲压比的定义，影响冲压比的因素？进气道的冲压比是：进气道出口处的总压与远方气流静压的比值。冲压比越大，说明空气在压气机前的冲压压缩程度越大，影响冲压比因素：流动损失，飞行速度和大气温度。（大气密度、高度、发动机转速）：当大气温度和飞行速度一定时，流动损失大，则冲压比下降；当大气温度和流动损失一定时，飞行速度越大，则冲压比增加；当飞行速度和流动损失一定时，大气温度上升，则冲压比下降。 7.压气机分哪两种？目前燃气涡轮发动机中常采用哪一种，为什么？离心式和轴流式。目前燃气涡轮发动机中常采用轴流式压气机。这是因为轴流式压气机具有下述优点：总的增压比高，压气机效率高，单位面积的流通能力高，迎风面积小，阻力小。缺点：单级增压比低，结构复杂离心式优点：单级增压比高，压气机稳定工作范围宽，结构简单可靠，重量轻，长度短，起动功率小，缺点：流动损失大，效率低，单位面积的流通能力低，迎风面积大，阻力大 8.进口导向叶片的功能是什么？决定进入压气机叶片气流攻角的因素是什么？为了保证压气机工作稳定，有的在第1级工作叶轮前还有一排不动的叶片称为进口导向叶片。其功能是引导气流的流动方向产生预旋，使气流以合适的方向流入第1级工作叶轮。决定因素是：工作叶轮进口处的绝对速度（包括大小和方向），压气机的转速。 9.简要说明空气在多级压气机中的流动。基元级的叶栅通道均是扩张形的。在叶轮内，绝对速度增大，相对速度减小。同时，总压、静压和总温、静温都升高；在整流器内，绝对速度减小；静压和静温升高，总压略有下降，总温保持不变。由此可见，空气流过基元级时，不仅在叶轮内受到压缩，而且在整流器内也受到压缩。

汽车发动机工作原理与构造教案

发动机工作原理和总体构造任务一汽车发动机的发展史学习目标 1.了解发动机的发展史； 2.了解汽车发动机的分类。 1.发动机的发展史发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置，简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。 1876年，德国人奥托(Nicolaus A. Otto）在大气压力式发动机的基础上发明了往复活塞式四冲程汽油机。由于采用了进气、压缩、做功和排气四个冲程，发动机的热效率从大气压力式发动机的11%提高到14%，而发动机的质量却降低了70%。 1892 年，德国工程师狄塞尔（Rudolf Diesel）发明了压燃式发动机（即柴油机），实现了内燃机历史上的第二次重大突破。由于采用高压缩比和膨胀比，热效率比当时其他发动机又提高了1 倍。 1926 年，瑞士人布希（A. Buchi）提出了废气涡轮增压理论，利用发动机排出的废气能量来驱动压气机，给发动机增压。50 年代后，废气涡轮增压技术开始在车用内燃机上逐渐得到应用，使发动机性能有很大提高，成为内燃机发展史上的第三次重大突破。[1] 1956年，德国人汪克尔（Wankel）发明了转子式发动机，使发动机转速有较大幅度的提高。1964年，德国NSU公司首次将转子式发动机安装在轿车上。 1967 年德国博世（Bosch）公司首次推出由电子计算机控制的汽油喷射系统（Electronic Fuel Injection，EFI），开创了电控技术在汽车发动机上应用的历史。经过30年的发展，以电子计算机为核心的发动机管理系统(Engine Management System，EMS）已逐渐成为汽车（特别是轿车发动机）上的标准配置。由于电控技术的应用，发动机的污染物排放、噪声和燃油消耗大幅度地降低，改善了动力性能，成为内燃机发展史上第四次重大突破。[3] 1967年，美国进行了一次氢气汽车行驶的公开表演，那辆氢气汽车在80公里时速下，每次充氢10分钟可运行121公里。该车有19个座位，由美国比林斯公司制造。1971年，第一台装有斯特林发动机（Strling）的公共汽车开始运行。1972年，日本本田技研工业在市场售出装有复合涡流控制燃烧(CVCC, Compound Vertex Controlled Combustion)的发动机的西维克（Civic）牌轿车，打响了稀薄气体燃烧发动机的第一炮。 1977年，在美国芝加哥召开了第一次国际电动汽车会议。会议期间，展出了各种电动汽车一百多辆。1978年，日本研究成功混合动力汽车。1979年8月，巴西制造出以酒精为燃料的汽车。巴西是现在世界上使用酒精汽车最多的国家。 1980年，日本研制成功液态氢气车。在后部装有保持液态氢低温和一定压力的特制贮存罐。该车用85公升的液氢，行驶了400公里，时速达135公里。 1980年，美国试制成功了一种锌氯电池电动汽车。