内燃机的燃烧过程汇总
内燃机的原理
内燃机的原理内燃机是一种利用燃料在燃烧时产生的高温高压气体推动活塞做功的热机。
它是现代工业和交通运输中最常用的动力装置之一，广泛应用于汽车、飞机、船舶等各个领域。
内燃机的原理是基于热力学和动力学的相关理论，下面将对内燃机的原理进行详细介绍。
内燃机的原理主要包括燃烧室、活塞、曲轴、气缸、进气门、排气门等关键部件。
当内燃机工作时，首先是通过进气门将混合气（空气和燃料的混合物）进入气缸，然后活塞向上运动压缩混合气，接着点火系统点燃混合气，燃烧产生高温高压气体，气体推动活塞向下运动，最终通过曲轴传递动力。
内燃机的原理可以分为四个基本过程，进气、压缩、燃烧和排气。
在进气过程中，活塞向下运动，气缸内的进气门打开，混合气被吸入气缸；在压缩过程中，活塞向上运动，进气门关闭，混合气被压缩至高压状态；在燃烧过程中，点火系统点燃混合气，燃烧产生高温高压气体推动活塞做功；在排气过程中，活塞再次向上运动，排气门打开，燃烧产生的废气被排出气缸。
内燃机的原理涉及到热力学和动力学的知识。
热力学是研究热能转化和热现象的科学，而内燃机正是利用燃料燃烧产生的热能转化为机械能。
动力学则是研究物体运动的科学，内燃机的活塞和曲轴的运动就是动力学的研究对象。
内燃机的原理也与燃烧化学有关。
燃料在燃烧时会释放出能量，这是内燃机能够工作的基础。
燃料的选择、燃烧的稳定性、燃烧产物的排放等都是内燃机设计和优化的重要方面。
总的来说，内燃机的原理是通过燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功，从而驱动机械设备工作。
它涉及到热力学、动力学和燃烧化学等多个学科的知识，是一种复杂而又高效的动力装置。
随着科学技术的不断发展，内燃机的原理也在不断完善和优化，为人类社会的发展做出了重要贡献。
内燃机原理内燃机的燃烧
曲轴
将活塞的直线运动转化为旋转 运动，并输出功率。
内燃机的应用和发展趋势
内燃机广泛应用于汽车、飞机、船舶等交通工具，同时也在发电和工业领域 中发挥着重要作用。未来的发展趋势包括电动化、节能技术和可再生能源的 应用。
总结和展望
内燃机作为一种高效、可靠的动力装置，在社会发展中起着重要作用。随着 技术的不断进步，内燃机将继续适应新的需求，并为我们的生活创造更多可 能。
循环过程和效率
四冲程循环
进气、压缩、爆发、排气的四个过程交替进行，形成循环。
热效率
内燃机的热效率是指输出的有用功与燃料输入的热能之间的比值。
提高效率
使用先进的喷射技术、增压系统和废气回收技术可以提高内燃机的效率。
Байду номын сангаас
主要部件的功能和结构
活塞
将高温高压气体的能量转化为 直线运动功。
缸盖
密闭燃烧室，承受燃烧过程的 高温高压。
3
点燃过程
燃料与空气混合后，在火花塞点火的 作用下燃烧，产生爆发力推动活塞。
高温高压气体
燃烧产生的高温高压气体通过扩容和 排气过程释放能量。
点燃方式和燃料种类
火花塞点火
使用火花塞将点火能量传递到 燃料混合物，引发燃烧反应。
燃料喷射系统
通过喷射器将燃料雾化并喷入 燃烧室，提高燃烧效率。
柴油喷嘴
使用高压喷嘴将柴油喷射到压 缩空气中，在高温高压下点燃。
内燃机原理内燃机的燃烧
内燃机是一种高效且广泛应用的发动机类型。它的燃烧过程和传热特性、循 环过程和效率都是实现动力转化的关键。
内燃机的工作原理
内燃机利用可燃物质在密闭燃烧室中的燃烧产生的高温高压气体推动活塞运 动，从而产生功率。
内燃机的物理原理及应用
内燃机的物理原理及应用1. 内燃机的定义内燃机是一种将燃料和空气进行混合并在燃烧室内进行燃烧过程来产生能量的热机。
它是现代交通工具中最常用的动力来源之一。
2. 内燃机的物理原理内燃机的工作过程主要包括进气、压缩、燃烧和排气四个基本过程。
2.1 进气过程内燃机在进气过程中，通过活塞的下行运动，将空气吸入燃烧室中。
进气门在活塞下降过程中打开，外部空气通过进气管路进入到气缸内。
2.2 压缩过程压缩过程中，活塞从下止点开始向上运动，将进入燃烧室的空气压缩。
在这一过程中，活塞上行，活塞内空间变小，压缩气体温度和压力升高。
2.3 燃烧过程当活塞接近顶点时，燃料被喷入燃烧室内，并与压缩的空气混合。
然后，燃料受到点火系统的点火，开始燃烧。
燃烧产生的高温和高压气体推动活塞向下运动，转化为机械能。
2.4 排气过程排气过程中，活塞接近下止点，排气门打开，废气通过排气管排出气缸。
然后，进入下一个循环。
3. 内燃机的应用内燃机广泛用于汽车、摩托车、船舶、飞机等交通工具中，也用于发电站、工厂和家庭等场所。
3.1 汽车内燃机是汽车最常用的动力来源之一，在汽车行业占据重要地位。
它具有启动快、瞬间加速响应好等特点，广泛应用于私人轿车、商用车、卡车等各种类型的汽车。
3.2 船舶内燃机在船舶中的应用非常广泛，尤其是小型船舶。
内燃机具有体积小、功率大、维护方便等特点，可以提供船舶所需的动力。
3.3 飞机喷气式飞机通常采用涡轮发动机，它是一种使用内燃机原理的航空动力装置。
内燃机提供了飞机所需的推力，使飞机能够在空中飞行。
3.4 发电站内燃机发电机组可以用于建筑工地、电力抢修、户外野营等场所。
它们具有体积小、重量轻、便于携带的特点，可以提供紧急电力供应。
3.5 工厂和家庭内燃机被广泛应用于工厂和家庭中的发电设备。
在断电时可以提供备用电源，保证设备的正常运行。
4. 总结内燃机是利用燃料与空气混合燃烧产生能量的热机，包括进气、压缩、燃烧和排气四个基本过程。
简述内燃机的工作过程
简述内燃机的工作过程
内燃机的工作过程可以分为以下四个冲程：
1. 吸气冲程：活塞下行形成气缸内压力小于大气压的差，这个压力差使空气进入气缸。
对于汽油机，吸入的是汽油和空气的混合物；对于柴油机，吸入的是纯空气。
2. 压缩冲程：吸气冲程完成后，活塞上行压缩空气达到一定温度，使燃料燃烧。
对于柴油机，由于压缩的工质是纯空气，压缩比高于汽油机，压缩终点的温度和压力都大大超过柴油的自燃温度，使其自燃。
3. 做功冲程：燃烧的空气使活塞下行，从而将热能转换成机械能。
这种转换是通过连杆活塞组和曲轴实现的，高温高压的燃气推动活塞下行，通过连杆使曲轴做圆周运动。
4. 排气冲程：在飞轮惯性的驱动下，活塞上行将燃烧后的废气从打开的排气阀门中排出。
当活塞行至上终点位置时，整个内燃机的工作循环完成。
这四个冲程中，只有做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的。
在压缩冲程中，机械能转化为内能；在做功冲程中，内能转化为机械能。
内燃机工程中的点火与燃烧机理
内燃机工程中的点火与燃烧机理内燃机是现代工业中常见的一种动力装置，它的工作原理是利用可燃混合气体的爆炸产生高温高压气体驱动活塞成为机械能，从而将其转化为运动能，可以通过燃油、天然气和液化石油气等不同的燃料来进行工作。
内燃机工程中的点火与燃烧机理是内燃机工作中的核心环节，也是影响内燃机性能和环保等方面的重要因素。
一、内燃机的点火原理点火是内燃机工作的关键，正确的点火工艺可以确保热爆发与燃烧的有效控制，从而提高内燃机工作的效率。
目前内燃机的点火主要有两种方式，一种是机械点火，另一种是电子点火。
机械点火是在早期内燃机发明时应用的方法，主要通过摇摆或者离心力使得火花产生，其缺点主要在于点火时机的精度难以保证，且自身重量较大，容易磨损和故障。
而电子点火则是机械点火的升级版，它利用了控制系统和激光半导体器件使得点火时间和精度大大提高，并且工作效率更加稳定。
除了点火方式的选择，内燃机的点火参数也是内燃机工程中的关键环节。
点火参数包括了点火时刻，点火幅度，点火持续时间以及点火间隔等。
其中，点火时刻是最关键的一项参数，它要求点火时刻不仅要满足燃烧的需要，同时还要保证燃油不过早燃烧，也不要过晚燃烧。
点火还需要考虑柴油机和汽油机的不同特点。
柴油机就需要保证高温高压状态下的自燃能力，而汽油机则常常采用提高燃油与空气混合比的方法。
二、内燃机的燃烧机理燃烧机理是内燃机能否正常工作的关键因素之一。
在燃烧过程中，燃气需要被均匀的分配到每个发动机缸中，产生的高温高压状态需要与气缸内壁均匀接触，从而产生高压力。
内燃机的燃烧机理主要包括燃油喷射、点火、混合气燃烧以及排气的过程。
燃油喷射是将燃料均匀的喷射到空气中的过程，这里涉及到喷油嘴的设计和燃料的盛装，喷油嘴的设计需要满足燃料均匀喷射，且需要同时满足燃料性能及引擎特点。
而燃料的盛装则需要保证制定合理的油箱容积和油位相应的设计，如果油位过高或过低，可能会导致燃油无法正常喷射，从而影响整个内燃机的工作效果。
内燃机燃烧效率的提高
内燃机燃烧效率的提高一、引言内燃机是利用燃料经过燃烧释放能量驱动活塞运动来产生动力的一种机械设备。
燃烧过程是内燃机能量转换的关键环节，且其效率决定了发动机的性能和燃料利用率。
因此，如何提高内燃机的燃烧效率是一个非常重要的问题。
二、内燃机的燃烧过程内燃机燃烧过程是将空气和燃料混合在一起，在燃烧室中进行高温高压下的燃烧反应，将化学能转化为热能推动活塞运动，从而产生动力。
简而言之，内燃机的燃烧过程包括燃料的氧化和燃烧产物的放出。
燃料主要分为液体燃料和气体燃料，其中，最常用的液体燃料是汽油和柴油，最常用的气体燃料是天然气和液化石油气。
三、内燃机燃烧效率的影响因素内燃机燃烧效率受到多种因素的影响，其中最主要的因素包括下列三个方面。
1. 空燃比空燃比是燃油进入燃烧室时，与氧气混合的比例。
理论上，当燃料与氧气的比例为化学计量比时，可以得到最大的燃烧量。
此时的空燃比称为化学计量空燃比。
但是，实际上化学计量空燃比并不一定能够实现最高的燃烧效率。
通常情况下，随着空燃比的升高，燃烧产物中氧化物含量下降，产生的热量也会降低，同时也会增加不完全燃烧产物的生成，燃烧效率反而降低。
2. 点火提前角点火提前角是指点火正时提前于最佳点火正时的角度。
在正时点后适当提前点火可以使燃气在燃烧室内完成燃烧，从而产生更高的压力来推动活塞，提高发动机性能。
但是，点火提前角过大会导致正常燃烧失控，甚至会出现爆震现象；而点火提前角过小则会降低燃烧效率。
3. 发动机排放系统发动机排放系统是控制发动机废气中有害成分排放的装置，包括三元催化剂、再生式净化器、DNOX系统等。
发动机排放系统工作正常对发动机燃烧效率的提高起着至关重要的作用。
如果腐蚀、老化或堵塞阻塞了排放系统中的某些部件，就会影响排气量，限制燃烧室内气流的正常运动，降低燃烧效率。
四、提高内燃机燃烧效率的措施目前，有多种方法可以提高内燃机燃烧效率，包括下列三个方面。
1. 优化进气和排气系统优化进气和排气系统可以加强内燃机的吸气和排气能力，从而加强燃料混合，提高空燃比。
内燃机工作原理
内燃机工作原理内燃机是一种将化学能转化为机械能的热机，是现代社会最常用的动力装置之一。
它的工作原理是通过燃烧燃料使气体产生膨胀，从而推动活塞进行往复运动，将化学能转化为机械能。
内燃机主要分为两种类型：汽油发动机和柴油发动机。
两者的工作原理有所不同，下面将分别介绍。
汽油发动机的工作原理是利用汽油的爆炸能力来推动活塞运动。
在发动机的气缸内，燃油和空气混合物被喷入，并在活塞上升时被压缩。
当活塞达到顶点时，火花塞产生火花，将混合物点燃，发生爆炸。
爆炸产生的高温高压气体使活塞向下运动，产生动力。
同时，废气被排出，准备进行下一次循环。
柴油发动机的工作原理与汽油发动机类似，不同之处在于燃烧过程。
在柴油发动机中，燃油与空气分别在高压下进入气缸，活塞上升时被压缩。
当活塞接近顶点时，柴油喷油嘴喷出的燃油进入气缸中，并因为高压而被立即气化。
混合物达到点火温度后，自燃爆发。
爆炸产生的高温高压气体推动活塞向下运动，提供动力。
内燃机工作原理的核心是“四个过程”：进气、压缩、燃烧和排气。
在进气过程中，活塞向下运动，气缸内充满了混合气。
在压缩过程中，活塞向上运动，将混合气压缩为高压状态。
在燃烧过程中，混合气被点燃，产生高温高压气体，推动活塞向下运动。
在排气过程中，排气门打开，废气被排出，准备进行下一个循环。
内燃机的工作效率受到很多因素的影响，如燃料的质量、燃烧过程的完全性和机械摩擦的损耗等。
为了提高内燃机的效率，人们不断对其进行改进。
例如，采用高压直喷技术、进气增压技术和电喷技术等。
除了汽车，内燃机还广泛应用于船舶、飞机和发电机等领域。
然而，随着环境保护意识的增强，人们对内燃机的排放和能源消耗等问题越来越关注。
因此，发展绿色环保的替代能源和新型动力装置成为了当前的研究热点。
总结而言，内燃机的工作原理是通过燃烧燃料使气体膨胀，从而推动活塞进行往复运动，将化学能转化为机械能。
无论是汽油发动机还是柴油发动机，其工作原理基本相似，都包括了进气、压缩、燃烧和排气四个过程。
内燃机的工作循环
目录
• 内燃机基本概念与原理 • 进气冲程详解 • 压缩冲程详解 • 燃烧与膨胀冲程剖析 • 排气冲程详解 • 内燃机性能优化策略 • 总结与展望
01 内燃机基本概念与原理
内燃机定义及分类
内燃机定义
内燃机是一种将燃料与空气混合 后在汽缸内部进行燃烧，将化学 能转化为机械能的热力发动机。
进气歧管作用
将空气或可燃混合气引入气缸，并分配给各个气缸。
设计要点
保证进气歧管具有足够的流通面积，避免急转弯和截面突变，以减小流动阻力； 合理布置进气歧管长度和直径，以实现良好的进气充量和气流速度分布。
混合气形成过程分析
汽油机混合气形成
汽油喷入进气歧管或气缸内，与空气混合形成可燃混合气。混合气的形成质量对 汽油机的动力性、经济性和排放性能有重要影响。
通过改进燃烧室形状和结构，促进空气和燃油的充分混合，提高 燃烧效率。
采用先进的燃油喷射技术
如缸内直喷、多次喷射等，实现燃油的精确控制和高效燃烧。
废气再循环技术
将部分废气引入进气管，降低进气氧浓度和燃烧温度，减少氮氧化 物排放，同时改善燃烧过程。
降低机械损失途径
优化发动机结构
通过减轻发动机重量、降低摩擦阻力等措施，减少机械损失。
分类
根据燃料种类和燃烧方式的不同 ，内燃机可分为汽油机、柴油机 和气体燃料发动机等。
工作原理简介
工作循环
内燃机的工作循环包括进气、压缩、 燃烧（做功）和排气四个基本过程。
02
进气过程
活塞下行，进气门开启，可燃混合气 被吸入汽缸。
01
03
压缩过程
进气门关闭，活塞上行，可燃混合气 被压缩，温度和压力升高。
随着活塞的上行，气缸内的气体被逐渐压缩，气体的体积减小。
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冷却：过度冷却；冷却不足
（二）构造因素
压缩比： ε ↑→功率和经济性↑；→爆燃可能性↑；排气污
染↑
燃烧室形状及火花塞位置
希望燃烧室具备的条件 火花塞位置要近于燃烧室中心，且靠近最热部分(如排气门) 涡流强，好…；过强，？（传热损失增加，吹灭火焰中心） 燃烧室内形成涡流的方法：进气涡流，挤压涡流
混合气涡流
气缸直径：直径↑→热损失减少，经济性较好，但爆燃倾
向增加
气缸盖和活塞材料：铝合金材料可显著减小爆燃倾向 冷却方式：空气冷却方式爆燃倾向较强
四、汽油机的燃烧室
对燃烧室的两点基本要求
结构紧凑，散热面积小 压缩终了时具有一定的涡流运动 特点 应用
几种燃烧室形式
所以，柴油机和混合气形成与燃烧是决定柴油 机动力性和经济性的关键
二、柴油机混合气形成的基本形式
空间雾化混合
燃油喷向燃烧室空间与空气混合 燃油喷射到燃烧室壁面形成一层油膜，油膜受热汽 化蒸发
油膜蒸发混合
第三节
燃油的喷射雾化
将燃油分散成细粒的过程称燃油的喷雾 （雾化）
一、喷注的形成及特征
进气涡流；挤压涡流
第五节
柴油机的燃烧室
柴油机混合气的形成和燃烧与燃烧室有密切关 系 可分为两大类 直接喷射式燃烧室
开式 半开式 涡流室燃烧室 预燃室燃烧室
间接喷射式（分开式）燃烧室
一、直接喷射式燃烧室
结构直接取决于活塞顶上的凹坑形状 根据燃烧室深浅又划分为
开式燃烧室：结构特点，相匹配的喷油器，混合气 形成 半开式燃烧室：结构特点，相匹配的喷油器，混合 气形成
何谓喷注？中间部分，外部 喷注的特征
喷雾锥角β：大说明喷注松散，油粒细，雾化质量 好 喷注射程L （贯穿距离）：过大，过小 雾化质量（雾化质量）：指喷散的细度和喷散的均 匀度
二、影响喷注特性的因素
喷油器结构和尺寸
喷孔直径，小；大 压力越大，雾化质量好，射程增加 增加，雾化有所改善，喷雾锥角增加，射程减小 外形较陡或转速较高，燃油压力增加 增大，油粒不易分散成细粒，雾化不良
第八章 内燃机的燃烧过程
燃烧完全与燃烧及时是燃烧过程 的两个基本要求
第一节
汽油机的燃烧过程与燃烧室
一、正常燃烧
燃烧过程(0.0015~0.003s, 30~60℃A)的3个时期
参见[图8-1]
诱导期 显燃期
温度和压力迅速提高，最后达到压力最大值 对发动机工作影响大
后燃期 什么叫化油器的回火现象？ 点火提前角有多大？
速燃期：燃油着火开始到迅速燃烧出现最高压力3 ；特点 缓燃期：从最高压力开始到出现最高温度4； 特点 后燃期：从最高温度点开始到燃烧基本结束5； 特点
转速愈高，后燃期愈长。应力求缩短后燃期 喷油提前角？
综上所述：
为了工作可靠… 为了工作柔和… 为了燃烧完全及时…
二、影响燃烧过程的因素
预燃室燃烧室
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
一）运转因素
二）构造因素
燃油性质 喷油提前角 转速和负荷 转速 负荷 冷却强度
压缩比 喷油压力 活塞材料 喷油规律 燃烧室形式 空气涡流
（一）运转因素
燃料性质：
柴油的发火性能影响滞燃期的长短，即工作粗暴性 柴油的十六烷值越高，自燃能力越强，滞燃期短，工作柔和
混合气浓度：混合气浓度对火焰传播速度的影响 混合气分配：各缸均匀性←进气管布置、进气管断面尺寸、 混合气预热
点火提前角：对燃烧的及时性影响大。过大，过小 转速与负荷
转速： 火焰传播速度随转速的增加而增加←涡流运动增强 转速增加，点火提前角也应适当增大 发动机的爆燃倾向随转速的增加而减弱 负荷 负荷减小，爆燃的倾向减弱←进气量/残余废气量↓，燃烧速 度↓ 负荷小时，须使点火提前角适当加大
显燃期的长短对内燃机的影响
从热效率、功率的角度来看 从工作粗暴和噪声来看 解决上述矛盾的原则？ P209 火焰传播速度 燃烧速度 以上两者的关系 衡量发动机工作粗暴程度的指标
火焰传播速度与燃烧速度
二、不正常燃烧
爆震燃烧
含义 外部特征 爆燃时的示功图：显燃期之末，有冲击波存在 危害 消除爆燃的基本措施 表面点火： 含义 早燃：含义、特征、与爆燃的区别 激爆
增大，滞燃期延长，工作粗暴 减小，工作柔和，降低NOx排放；过小，…，热效率显著下降
喷油提前角：
转速与负荷
转速：
增加，…，混合改善，喷油提前角应适当增大 增大，缩短了滞燃期，工作柔和；但后燃严重，不完全燃烧现 象增加，经济性下降，排气污染增加 冷起动或怠速运转时，…
负荷
冷却强度
三、影响燃烧过程的因素
一）运转因素
பைடு நூலகம்
二）构造因素
燃料性质 混合气质量 混合气浓度 混合气分配 点火提前角 转速与负荷 转速 负荷 冷却强度
压缩比 燃烧室形状及火花塞位 置 混合气涡流 气缸直径 气缸盖和活塞材料 冷却方式
（一）运转因素
燃料性质：辛烷值愈大，燃料的爆燃倾向愈小 混合气质量
喷油压力
气缸内压缩空气反压力
喷油泵凸轮外形及转速
燃油黏度
第四节
柴油机的燃烧过程
一、燃烧过程的4个时期参见图[8-12]
滞燃期：喷油开始到着火开始2
对柴油机工作有很大影响 滞燃期长，喷油多，压力升高大，经济性有所提高，但工作 粗暴性增加，加速机件磨损。因此，… 影响滞燃期的主要因素
楔形燃烧室 盆形燃烧室 半球形燃烧室 L形燃烧室：侧置式
第二节
柴油机可燃混合气的形成
一、柴油机混合气形成的特点
在压缩过程终了时把柴油高压喷射，自燃 混合气形成时间很短(30~60℃A) ，混合气质量较 差
混合气浓的地方，燃油因缺乏氧气而燃烧缓慢，甚 至燃烧不完全而引起排气冒黑烟 混合气稀的地方，空气得不到充分的利用
ω形燃烧室 [图8-21] 球形燃烧室 [图8-22] 四角形燃烧室 [图8-23]
二、分开式燃烧室
燃烧室被明显地分隔成两部分
主燃烧室 辅助燃烧室 辅助燃烧室为涡流室 [图8-24] ，喷油器形式 混合气形成 特点 辅助燃烧室为预燃室[图8-26] 混合气形成 特点
涡流室燃烧室
温度升高，滞燃期缩短，工作柔和
（二）构造因素
压缩比
较大，滞燃期缩短，工作柔和；还能提高经济性和改善 起动性能；但零件负荷高，影响寿命且对排气净化不利 增大，雾化质量改善；过高 铸铁材料可缩短滞燃期，工作比较柔和 说明叫喷油规律？与什么有关？
喷油压力
活塞材料
喷油规律
燃烧室形式 空气涡流