内燃机学

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第1章—绪论

课程内容：内燃机工作过程基础理论+内燃机总体及主要零部件结构

学时：64

第1章概论

热机：（化学能燃烧机械能）

外燃机：燃料在气缸外燃烧，加热工质做功。

内燃机：燃料在气缸内燃烧，加热工质做功。包括：往复式和其它形式。往复式主要包括：压燃式，如汽油机和点燃式如柴油机，是本课程主要内容。

历史发展：

1860年莱诺依尔大气压力式的内燃机（没有压缩行程）

1876年奥托4冲程点燃式内燃机

1890年本茨2冲程点燃式内燃机

1892年狄塞尔4冲程压燃式内燃机

1902年雷诺机械增压

1915年波希涡轮增压器

内燃机相对其它动力的优点：

a. 结构简单；

b. 效率较高；

c. 重量体积比小；

d. 成本低，使用方便，技术成熟。

内燃机分类：

图1-01

典型内燃机结构：

点燃式发动机：

图1-02、图1-03、图1-04、图1-05

压燃式发动机：

图1-06、图1-07

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第2章—内燃机工作指标

内燃机工作指标包括：

动力性（功率、转速、扭距）、运转性（冷启动、噪声、排气品质）、耐久可靠性（大修时间）、经济性（燃料和润滑油消耗率）。

2．1 示功图指示性能指标

示功图

4冲程内燃机p-φ示功图—图2-01

4冲程内燃机p-V示功图—图2-02

p-φ和p-V有一一对应关系，可以相互转换。方法：用途：

指示性能指标：以工质对活塞做功为基础的指标，反映燃烧过程的特征。

1．指示功和平均指示压力

指示功W i：气缸内完成一个工作循环得到的有用功

发动机的p-V图—图2-03

平均指示压力p mi：单位气缸容积一个工作循环所做的指示功；或一个假象的作用在活塞上的不变的压力，使活塞在一个冲程的位移中做的功为循环指示功。

用途：

2．指示功率

指示功率P i：单位时间做的指示功W i

3．指示热效率和指示燃油消耗率

指示热效率ηit：发动机指示功与消耗燃料热量的比值

指示燃油消耗率b i：单位指示功的耗油量

2．2 有效性能指标

有效性能指标：指示性能指标扣除摩擦及附件消耗。反映的是发动机的真正做功能力。

1. 机械效率和有效功率

有效功率：P e =P i-P m

机械效率：ηm= P e/ P i

内燃机有效功率：

推导：

2. 平均有效压力和升功率

平均指示压力p me：单位气缸容积一个工作循环所做的有效功, 或一个假象的作用在活塞上的不变的压力，使活塞在一个冲程的位移中做的功为循环有效功。

升功率

3．冲量系数和过量空气系数

冲量系数：实际循环进气量与进气管状态下充满气缸的空气量比值。

过量空气系数φa：燃烧单位燃料的实际供给空气量与理论空气量之比。

柴油机：φa=1.2 – 2.2 汽油机φa=0.85 – 1.1

空燃比：空气与燃料的比值。

4．有效热效率和有效燃油消耗率

有效热效率：ηet=W e / Q1

有效燃油消耗率：单位有效功的耗油量。

2．3 机械损失与机械效率

平均机械损失压力：p m =p i-p e

机械损失的主要组成：

1．活塞和活塞环的摩擦损失：45-65%

2．轴承与气门机构的摩擦损失：2-3%

3．附件的功率消耗：10-20%。只包括必不可少的附件：油水泵等，不包括：水箱风扇，空气压缩机、空调等。

4．驱动扫气泵和增压器的损失：10-20%

机械损失的测定

1．示功图法

上止点位置不容易精确得到（<0.5°）。

2．倒拖法

需要电力测功机。误差有：气缸不能燃烧带来的压力、温度变化，影响到摩擦功。

3．灭缸法

必须是多缸机。分别对某一气缸停机，减少制动力矩直到转速恢复，得到此时的功率，则摩擦功率为：P-P’。叠加各缸，得到整机的摩擦功。

4．油耗线法

多用于柴油机或喷射式汽油机。在固定转速下进行负荷特性试验，得燃油消耗量与平均有效压力的关系曲线：

图2-04

P me为0时所消耗的油量B为克服摩擦功所用。延长油耗曲线，得到摩擦功。

2．4 提高内燃机动力性与经济性的途径

1．采用增压技术：

2．合理组织燃烧过程，提高指使效率：

3．改善换气过程，提高气缸冲量系数：

4．提高发动机转速：

5．提高机械效率：

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第3章—内燃机的工作循环

3．1 内燃机的理论循环

内燃机的实际热力循环：燃料的热能转变为机械能的过程

内燃机的理论循环：将实际循环简化，忽略次要因素，得到便于进行定量分析的假想简化循环

理论循环的简化假设：

1．空气为工质，为理想气体。其物理化学性能不变，比热为定值；

2．工质总量不变，忽略旧动损失及影响；

3．工作过程绝热；

4．用假想的加热放热代替实际的燃烧与排气过程，排气过程视为等容放热过程。

研究理论循环的目的：

1．阐明热力循环参数间的关系；

2．确定驯化热效率的极限；

3．分析比较不同循环方式的经济性和动力性。

根据不同的燃烧方式，典型的内燃机理论循环有3种：等容加热、等压加热、混合加热。

典型的理论示功图—图3-01

压缩比：V a/V c，压力升高比p z/p c

各种理论循环的特点：

等容加热：加热在等容条件下很快完成，点燃式发动机；

等压加热：加热在等压条件下缓慢完成，燃气轮机、早期压燃式发动机；

混合加热：先在等压条件下很快加热，然后在等压条件下缓慢完成压燃式发动机。

初始状态及加热量一致，当压缩比相同时，等容加热效率最高；当循环最高压力相同时，等压加热效率最高。

各种理论循环比较的结论：

1．提高压缩比，可以提高工质最高温度，从而提高了热效率；

2．提高压力升高比可以提高混合加热中等容部分的比例，从而提高了热效率；

3．绝热指数k增加，热效率增加。

内燃机实际工作条件的约束和限制：

1．结构条件：强度及可靠性。

2．机械效率：摩擦功增加。

3．燃烧：爆燃；余隙太小，燃烧室设计困难。

3．2 内燃机的燃料

1．石油燃料

成分：碳-氢化合物占97-98%

炼制方法：

直接蒸馏法：质量较好

热裂解法：质量较差

催化裂解法：质量最好

柴油和汽油的理化性质：

柴油：

1.自燃温度：十六烷值

2.低温流动性：柴油标号（凝点）0号、-20号等

汽油：

1.挥发性

2.抗爆性：辛烷值：马达法、研究法

2. 气体燃料

1．天然气：热值较低

2．液化石油气

排放较好，可替代汽油

3. 代用燃料

1．醇类（甲、乙）

2．植物油

排放较好，可替代柴油

3.3 内燃机的实际循环

非增压柴油机理论循环和实际循环p-V图—图3-02

与理论循环的差异：

1．不同工质影响：非理想的双原子气体、成分不断变化，影响到比热（增加），从而降低了最高循环温度。

2．换气损失：包括排气门提前打开、流动阻力损失。

3．传热损失：非绝热过程。

4．燃烧损失：包括燃烧的速度限制（引起压缩负功增加、最高压力下降）、后燃及不完全燃烧。3．4 内燃机循环的热力学模型

燃烧模型：

1．热力学模型（0维模型）

2．现象学模型（准维模型、分区模型）

3．多维模型

热力学模型的假定：

1．气缸内为单区过程；

2．工质为理想气体；

3．气体流动为稳定流动，不计动能；

4．进、排气系统的压力和温度波动不计；

5．工质无泄露。

热力过程计算图—图3-03

控制方程：

公式相应项计算：

1．气缸工作容积：

4．放热率：

热力过程计算中的简化：

1．闭式阶段：无质量、能量交换

2．开式阶段：进排气过程计算

进排气过程的计算：

1．容积法

2．特征线法

3．差分法（高维）

内燃机循环模拟计算结果：

图3-04

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第4章—内燃机的冲量转换

第4章内燃机的冲量转换

冲量转换：排气门（排气口）开启到进气门（进气口）关闭的整个过程。冲量转换的状态与系统设计和运行状态有关。

4．1 4冲程内燃机的换气过程

1．自由排气阶段

超临界状态：气缸压力远大于排气管压力，流速为当地声速，流量取决于缸内状态和气门开启有效截面，与排气管内状态无关。

亚临界状态：气缸压力和排气管压力比较接近，流量与有效截面和缸内与排气管内压差有关。

排气提前：减少废气推出功

自由排气阶段排出的废气量与内燃机的转速无关，但在高速时相同的排气时间对应着更大的曲轴转角。

2．强制排气阶段

活塞上行推动排气

排气迟闭：非增压-利用废气引射；增压-安排扫气过程

3．进气阶段

进气提前：保证进气过程开始时有适当的进气流通截面

进气迟闭：非增压-利用惯性进一步充气；增压-安排扫气过程

换气损失：

1．排气损失

包括：膨胀损失（由于排气门提前开启）和推出损失（活塞推出废气）

与排气提前角的关系：排气提前角增大，膨胀损失增大，推出损失减小

与转速的关系：转速增加，膨胀损失略有增加，推出损失有较大增加

转速对排气损失的影响—图4-01

2．进气损失

包括：进气消耗的功和进气量的损失（均由于流阻）

泵气损失：由排气损失和进气损失组成

提高冲量系数的措施：

1．降低进气阻力

包括：

降低进气门阻力：增加进气门数量、增加进气门直径（进、排气门不等径）等

图4-02

采用可变进气系统：可变凸轮机构、可变气门定时

2．降低排气阻力

采用适当的排气系统

3．减少冲量温度

中冷

4．2 内燃机增压

增压的目的：得到更多的空气，从而可以提供更多燃料，得到更大功率。

包括：增压器、增压器与内燃机的匹配、内燃机增压后的调整

1．增压对经济性和动力性的影响

增压效果直接取决于增压比和压气机绝热效率

增压性能估算：

根据压气机绝热效率的计算公式，得增压前后温度的变化：

T b/T0

且压气机绝热效率越高，温升越小。根据气体状态方程，得增压前后密度的变化：ρb/ρ0

和冲量系数的变化（也可以省略）：

φb/φ0

则有增压前后平均指示压力的变化：

p b/p0

和机械效率的变化：

ηb/η0

于是得有效功率和燃油消耗率的变化：

P b/P0 b b/ b 0

增压对经济性和动力性都有较大的益处。

增压优势与代价

优势：

1．大幅度提高功率

2．节省制造材料

3．降低排气噪声

4．有利于高原恢复功率

5．排放总体下降

6．适用范围广泛

代价：

1．机械及热负荷增加

2．低速扭矩受影响

3．响应性差

2．增压方式

增压方式包括：机械、涡轮、气波、复合等。

图4-03

排气涡轮增压

排气涡轮增压器（涡轮）包括：径流式增压器和轴流式增压器，压气机通常为离心式。

径流式增压器用于高转速及响应性好的场合，如车用发动机；

轴流式增压器用于大流量、高效率的场合，如大型发动机。

图4-03-2

离心式压气机工作过程

图4-04

压气机的主要作用是提高气体压力，即增加气体密度。其工作过程见上图，为：

压气机特性曲线

主要特性参数包括绝热效率、压比、流量、转速。见图4-05。

各特性参数分析：

喘振与阻塞

喘振：当压气机工作在喘振线左侧时，压气机工作不稳定甚至强烈振动，发生危险。原因：当流量太小、压比太大时，工作轮进口处的气流与壁面发生分离现象。

阻塞：压气机工作在特性线右下侧时，流量太小、压比太大。当压比继续降低时，流量也不增加，即阻塞现象。

压气机通用特性曲线（去除大气环境的影响）

折合流量：

折合转速：

径流式涡轮工作过程

径流式涡轮工作简图—图4-05-2

径流式涡轮的结构设计的核心是将压力和温度降低，转化为动能并将其传递给涡轮。

4．3涡轮增压系统

定压系统与脉冲系统—图4-06

定压系统：系统介绍。优点：涡轮在定压下全周进气，效率高，系统结构简单。缺点：脉冲能量利用率低，流动损失大，响应差，扫气效果差。

脉冲系统：图4-07。系统介绍。优点：脉冲能量利用率高，流动损失小，响应好，扫气效果好。缺点：涡轮间歇进气，效率低，系统结构复杂。

脉冲转换器：图4-08。系统介绍。优点：能量传递优于定压系统，涡轮效率优于脉冲系统。缺点：结构复杂，能量形式多次转换，有损失。

多脉冲系统：图4-09。系统介绍。用于多缸。即可以保证能量传递效率，又可以提高涡轮效率。

模块式脉冲转换（MPC）系统：图4-10。系统介绍。结构简单，能量传递效率和涡轮效率都高。

各种脉冲系统特点比较：图4-10。

涡轮增压器与发动机的匹配

增压器的选择：增压压力、流量、效率

压气机：增压压力、流量

涡轮：功率平衡

增压后发动机的调整

1．压缩比：降低。降低机械负荷。

2．过量空气系数：升高。降低热负荷，降低油耗。

3．供油系统

4．配气机构：气门重叠角加大。

5．进、排气系统：进气系统容量加大；排气系统重新设计。

6．中间冷却：进一步增加功率，降低油耗，降低排放。

汽油机增压

主要制约因素：爆燃。混合气形成使用喷射方式。通常为低增压。对于车用要求增压器响应性好。

机械增压

特点：响应性好；功率、油耗的收益较少；结构紧凑。

4．3 二冲程内燃机的换气

二冲程内燃机的换气过程：

特点：

1．自由排气阶段

气体流出约70-80%。

2．强制排气阶段

活塞上行推动排气

3．过后排气或过后进气阶段

多数二冲程内燃机的扫气口的关闭早于排气口。

过后排气：可以进一步排出废气

过后进气：可以额外充气（少部分二冲程内燃机）

二冲程内燃机换气过程的特点

1．时间短；

2．排气、进气同时进行

二冲程内燃机的换气方案（图4-12、图4-13）

横流扫气

回流扫气

直流扫气

曲轴箱扫气

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第5章—内燃机混合气的形成和燃烧

内燃机混合气的形成和燃烧影响着发动机的动力性、经济性、噪声和排放。

5．1 内燃机缸内的气体流动

良好的缸内气体流动，对汽油机可以：提高火焰传播速度、降低燃烧循环变动、适应稀燃烧或层燃的需要等；对柴油机可以：提高混合气形成速度、提高燃烧速度、促进热混合作用等。

1．进气涡流

进气涡流：绕气缸轴线的有组织的气体流动。

分布：小于某一半径时，涡流沿半径增加而增加，即刚体分布；大于某一半径时，涡流沿半径增加而减少，即势流分布。接近上止点时，势流减弱，可以认为是刚体分布。进气涡流可以持续到燃烧结束。

形成：1. 带导气屏的进气门 2. 切向气道 3. 螺旋气道

进气涡流的形成—图5-01

产生涡流的气道的气流速度分布图5-02

气道的评定：流动阻力涡流强度

2．挤流

挤流：压缩过程后期，由于活塞与气缸盖彼此靠近挤压形成的气体流动。挤流在汽油机上得到了广泛的应用。

3．滚流（横轴涡流）

进气滚流：由于进气过程产生的垂直于气缸轴线的有组织的气体流动。

滚流发展过程图5-03

4．湍流

湍流：气缸内的无规则的气体流动。其特征通常用统计方法加以定义。重要用于汽油机。

5．2 点燃式内燃机的燃烧

1．着火过程与着火落后

火花点火过程

火花点火过程十分复杂，有许多方面还有待研究。大体分为：

1．击穿阶段：高压电离，击穿

2．电弧：建立电流通道，形成电弧

3．辉光放电：绝大部分点火能量在此阶段放出

滞燃期

滞燃期：由点火到开始燃烧的阶段。依开始燃烧的定义不同可以定义为从火花点火到：缸内压力线脱离压缩线；或火焰传播到某一设定半径；或10%的燃料燃烧完了。

2．点燃式内燃机的正常燃烧

1．定容燃烧弹中的燃烧

定容燃烧弹中的燃烧与汽油机比较相似，见图5-04。

可以看出：1. 由于燃烧压缩效应，混合气传播速率不等；2. 靠近火花塞处的部分燃烧完成后，被周围部分燃烧压缩，温度再次升高，有后辉现象。3. 由于燃烧的压缩-膨胀作用，即使静止的燃烧室也有气体流动，且燃烧开始时和燃烧末期运动方向是相反的。

2．预混合燃烧与扩散燃烧

预混合燃烧：

扩散燃烧：

3．点燃式内燃机的燃烧

点燃式内燃机的燃烧过程：着火、急燃、后燃。图5-05

着火：从点火到形成火焰中心，约占燃烧时间的15%。滞燃期与以下因素有关：1. 燃料性质；2. 开始点火时的气缸内压力温度；3. 过量空气系数（0.8-0.9最短）；4. 残余废气；5. 火花能量。对于汽油机来说，滞燃期可以通过调节点火提前角来控制，对工作过程影响不大。

急燃：指火焰传遍整个燃烧室的过程。这一阶段燃料迅速燃烧，在气缸最高压力处阶段结束。最高压力点的位置对发动机的性能有重大影响：过早，则压力升高率增加，但最高燃烧压力过高，且压缩负功增加；过迟，则后燃严重。

后燃：急燃期终点到燃料基本燃烧完全为止。燃烧效率低，使排气温度上升。

4. 火焰传播速率与燃烧速率

由于湍流效应，火焰传播速率与燃烧速率会大大增加，见图5-06。

湍流效应不强时，火焰传播速率与湍流效应呈线性关系；湍流效应较强时，火焰传播速率与湍流效应是非线性关系，过强的湍流效应可能会使火焰传播速率降低，甚至淬熄火焰。

5. 着火界限与可燃范围

燃料的着火界限或可燃范围见图5-06-2。

由于缸内状态的不均匀性，实际发动机的着火界限比上述要小。分层燃烧发动机和柴油机，由于缸内燃料分布的不均匀，着火界限可达到超过上述范围（但在燃烧当地仍在此范围内）。

6. 工况对燃烧过程的影响

见图5-07

点火提前角：影响因素较多，对应于某一工况，有一最佳值。

混合气浓度：最佳的功率和油耗点对应的混合气浓度不一致。

负荷：见图5-07-2。随负荷减少，最佳点火提前角增加。这是由于：1. 废气相对增加、火焰传播速度下降，滞燃期增加。2. 冷却散热损失增加。通常汽油机装有点火提前真空调节器自动调节。

转速：转速增加，每循环时间减少，点火提前角需要增加。

7. 循环变动

循环变动是点燃式发动机的重要特征，表现为各循环之间燃烧过程有较大的不同。

点燃式内燃机的循环变动—图5-08

循环变动的后果：1. 难以确定最佳点火提前角；2. 导致较高的污染排放；3. 导致输出扭矩和功率变化。

循环变动的表征参数：1. 压力；2. 燃烧速率；3. 火焰前锋位置。

循环变动产生的原因：1. 缸内气体运动状况的变化；2. 混合气成分（特别是在点火瞬间火花塞附近）的变化。

循环变动的减小措施：1. 多点点火；2. 组织进气涡流以加速燃烧；3. 提高转速以形成更强烈的湍流；3. 采用电喷技术；6. 采用快燃技术；7. 加大点火能量。

4．点燃式内燃机的不正常燃烧

1. 爆燃

强烈、急剧的多点自燃。图5-09

特征：1. 金属敲击声（敲缸）；2. 冷却系统过热；3. 气缸盖温度上升等。

原因：未燃混合气受到压缩和热辐射，在火焰锋面到达前，产生自燃。与柴油机的粗暴燃烧的不同：粗暴燃烧发生在急燃期始点，缸内压力基本均匀；爆燃发生在急燃期终点，缸内有压力冲击波。

爆燃的不利影响：1. 功率、热效率降低；2. 气缸过热；3. 零件应力增加。

燃料抗爆性的评定

评定：研究法辛烷值RON和马达法辛烷值MON。标准燃料：异辛烷为100，正庚烷为0，与实际燃料加以比较。由于试验参数不同，马达法测出的辛烷值较低，研究法和马达法的差异称为燃料的灵敏度。抗爆指数是二者的平均。

添加剂：四乙铅

内燃机结构运转因素对爆燃的影响

凡是增加产生自燃的时间或减少火焰传播时间的因素都可以减轻爆燃的倾向。

运转因素的影响：

1. 点火提前角+；

2. 转速-；

3. 负荷+；

4. 混合气浓度+-；

5. 燃烧室沉积物+。

结构因素的影响：

1. 缸径+；

2. 火花塞位置（理论上最好靠近排气门）

3. 气缸盖和活塞材料（导热好）

4. 燃烧室结构（紧凑）

防止爆燃的方法：1. 推迟点火；2. 缩短火焰传播距离；3. 加强冷却；4. 加强气体流动。

2. 表面点火

不靠火花塞点火，而是由炽热的燃烧室表面点火。

正常表面点火（非爆燃性）：后火、早火

爆燃性表面点火（激爆）：

影响表面点火的因素和预防措施

因素：表面沉积物、混合气抗点燃能力

3. 续走

节气门完全关闭后，发动机继续运转。这是由于废气回流，温度很高造成的。

5．点燃式内燃机的燃烧模型

零维（热力学）模型

准维（现象学/分区）模型

多维（1、2、3维）模型

5．3 点燃式内燃机的燃烧室

1．点燃式内燃机的燃烧室

1. 点燃式内燃机的燃烧室设计要求

经济性、动力性、不爆燃、循环变动小、工作柔和、启动性好、瞬态性、排放

2. 点燃式内燃机的燃烧室设计参数

压缩比：提高有利于经济性、动力性，但受到爆燃限制，对排放也不利。

燃烧室面容比：表示燃烧室的紧凑性。影响到爆燃、排放和热损失

火花塞位置和性能：影响到火焰传播距离，尽量布置在排气门附近和燃烧室中央。

燃烧室内气体流动：适当的气体流动有利；过强则热损失增加

3. 点燃式内燃机燃烧室的典型结构

楔型浴盆型碗型半球型

图5-10、5-11、

冲量分层和缸内喷射系统

冲量分层：

缸内喷射系统：

4．2 压燃式内燃机的燃烧

条件：可燃混合气已经准备好、达到着火温度

1．燃烧阶段的划分

压燃式内燃机的燃烧过程：着火延迟、急燃、缓燃、后燃。图5-12。

着火延迟：从燃料喷入到开始燃烧。燃料在这一过程中完成着火准备。

急燃：已准备好燃烧的燃料在上止点附近急剧燃烧，气缸压力急剧上升阶段。

缓燃：从急燃结束到压力开始急剧下降为止。此阶段燃料在容积不断扩大的状态下进行。

后燃：从缓燃结束到燃料基本燃烧完为止。

滞燃期

见图5-13。滞燃期长则燃烧开始时已经准备好燃烧的燃料比例就越大，发动机动力性和经济性就越好，但发动机受机械、热应力也越大；当滞燃期过大时，摩擦功大幅度增加，动力性和经济性反而变坏。滞燃期对应确定的工况，有一最佳值。

滞燃期与以下因素有关：

1. 压缩温度和压力+；

2. 喷油提前角（有一个使滞燃期最短的喷油提前角）；

3. 转速-；

4. 燃料性质。见图5-14。

2．放热规律

见图5-15。燃烧放热规律强烈影响平均有效压力、油耗、最高燃烧压力、燃烧噪声等性能指标。燃烧过程的3个主要要素是：放热开始时刻、放热规律、放热持续时间；对性能的影响主要表现在循环热效率和最高燃烧压力。这两个因素是相互矛盾的。好的燃烧放热规律是先缓后急，以在保证动力性和经济性的前提下，降低燃烧噪声和零件负荷。

3．冷启动性

冷启动的困难性：1. 压缩温度低；2. 燃料粘性大，不容易汽化；3. 润滑油粘性大，摩擦阻力大；

4. 蓄电池性能下降。

冷启动：保证足够的压缩温度和相成适当的可燃混合气。

5．4 压燃式内燃机的燃烧室

压燃式内燃机的燃烧室分两大类：直接喷射式和分隔式

直接喷射式：

1．浅盆型

图5-16。

特点：混合气的形成主要靠多孔喷射；不组织进气涡流；燃烧室简单、紧凑，传热损失小；性能较好，应力较大。图5-16-2。

2．深坑型

图5-17。

特点：

3．球型

图5-17-2。

特点：壁面蒸发雾化方式，噪声、振动小，工作柔和，性能指标较好。

图5-17-3。

涡流室与预燃室

图5-18、5-19。

涡流室压缩时有强烈的涡流，预燃室压缩时没有涡流，但流过通道时会产生涡流。

特点：不需要昂贵复杂的燃料高压喷射系统，主要靠气体流动雾化。

5．各种燃烧室的比较：

图5-20。

改善燃烧的途径。

图5-21。

内燃机学

第6章—内燃机的燃料供给与调节

6．1 压燃式内燃机的燃料供给与调节

6．1．1要求：

6．1．2喷油泵工作过程

图6-2

6．1．3喷油参数及指标

供油提前角：负荷增加，供油持续期增加，供油提前角应增大；

指标：1。最大循环供油量；2。最大平均供油速率；3。最高工作转速图6-6

6．1．4喷油器结构与参数：

图6-13

流通面积（雾化颗粒—射程）

图6-16

6．1．5 异常喷射

二次喷射

图6-18

大负荷高速运转下，燃油可压缩与压力波反射

6．1．6 调速器及其匹配

喷油泵速度特性

图6-20

高速时为非线形

机械式调速器

两极式、全程式

图6-22，6-23

调速率（瞬时、稳定）

6．1．7电控喷射

循环供油量：转速、增压压力、空气温度、燃油温度

供油提前角：转速、负荷

图6-28

共轨喷油系统：以电磁阀调节供油量，以调节共轨油道的油压

6．2 点燃式内燃机的燃料供给与调节

化油器、电控喷射（气道、气缸）

电控喷射的优点：

6．2．1化油器

理想化油器

图6-31，6-32

主燃油系及校正

简单化油器

图6-34

校正

图6-35

怠速油系图6-36

加浓图6-37

加速图6-38启动

6．2．2电控汽油喷射

单点

图6-39

多点

图6-40

反馈控制

图6-45

开环、闭环

缸内

6．3 气体燃料供给

6．3．1气体燃料概述

种类

性质

表6-2

6．3．1气体燃料供给形式

机外（预）混合、直接喷射

图6-53，6-54

CNG / LPG使用特点

内燃机学

第7章—内燃机污染物的生成与控制7．1 污染物的生成机理

内燃机污染物：

CO：

过量空气系数

图7-1

HC：

生成与排放：

生成机理：

NOx：

生成机理：温度

微粒：

高温、缺氧

图7-8

7．2 内燃机的排放特性

点燃式

稳定工况：

图7-10

瞬态工况：

压燃式

点燃式和压燃式排放及其耐久性

7．3 内燃机的排放控制

废气再循环，增压

柴油机燃烧方式的影响

图7-28

排气后处理

三元催化器