发动机燃烧新技术

发动机燃烧新技术——Hcci

发动机均质充量压缩着火HCCI（homogeneous charge compression ignition）燃烧是一种全新的燃烧方式。是将燃料、空气及再循环燃烧产物所形成的预混合气被活塞压缩，自燃、着火、做功的过程。

一、HCCI燃烧方式概述

HCCI是均匀的可燃混合气在气缸内被压缩直至自行着火燃烧的方式。随着压缩过程的进行，气缸内的温度和压力不断升高，已混合均匀或基本混合均匀的可燃混合气多点同时达到自燃条件，使燃烧在多点同时发生，而且没有明显的火焰前锋，燃烧反应迅速，燃烧温度低且分布较均匀，因而，只生成极少的NOx和微粒（PM），在低负荷时具有很高的热效率。HCCI发动机主要具有以下几个特点：

1．超低的NOx和PM排放。

2．燃烧热效率高。HCCI发动机的热效率甚至超过了直喷式柴油机。

3．HCCI燃烧过程主要受燃烧化学动力学控制。

4．HCCI发动机运行范围较窄，HCCI发动机燃烧受到失火（混合气过稀）和爆燃（混合气过浓）的限制，使发动机运行范围变窄。对于高十六烷值燃料，由于HCCI发动机燃烧非常迅速，在高负荷工况下（混合气浓度大）易发生爆

震；对于高辛烷值的燃料，由于HCCI燃烧为稀薄燃烧，发动机在小负荷工况下容易失火。

5．HCCI发动机HC、CO排放偏高。这主要是由于HCCI 燃烧通常采用较稀的混合气和较强的EGR，因缸内温度较低造成的。

二、柴油机HCCI燃烧的特点

实现柴油机HCCI燃烧要面临两方面的困难：一是柴油粘度大，挥发性差，难以形成均质混合气；二是柴油作为高十六烷值燃料，容易发生低温自燃反应，均质混合气的燃烧速度控制困难，易造成粗暴燃烧。

柴油HCCI的燃烧放热表现出特别的两个阶段。第一阶段（放热曲线上较小的峰值）与低温化学动力学有关（冷焰或蓝焰）；第二阶段（放热曲线上较大的峰值）是主燃烧期；第一阶段是第二阶段的焰前反应，焰前反应放出的热量加热了余下的充量，同时余下的充量继续被压缩，经历短时间的延迟后，余下的充量达到着火条件，几乎同时着火，使放热率迅速升高，表现在放热曲线上出现大的峰值。

因此，HCCI燃烧速度较快，燃烧始点和放热率对压缩过程中充量的温度、压力等很敏感，控制起来很困难。如果HCCI燃烧控制得较好，则可在拓宽的大空燃比范围内进行高效稳定的燃烧，循环波动压力小，工作柔和。

三、柴油均质预混合气形成方式

均质混合气的形成是实现对HCCI燃烧控制的第一步。国际上采用的柴油均质预混合气方式包括：进气道缸外预混、缸内早喷射和晚喷。

a．缸外预混HCCI

即在进气冲程把柴油喷入进气管，与空气混合形成预混合气。采用进气道喷射，利用进气涡流来强化混合气的形成，是提高混合气均匀度的一个相对简单的方法。但要求较高的进气温度来促进柴油的蒸发，需要安装加热装置和进气道燃油喷射系统，并且不利于柴油机冷启动。早期的研究中多采用这种方法制备混合气，最早进行研究的美国西南研究院曾采用这种方式引入混合气，燃料在进气道喷出后与空气混合形成均匀的混合气，进气门开启时混合气进入缸内压缩、着火。柴油由于挥发性较差以及壁面撞击，采用此法将导致较高的HC和CO排放以及燃油消耗量的增加。

b．缸内早喷HCCI

该方式是目前普遍采用的柴油HCCI预混合气形成方式。即在压缩冲程的早期，柴油被喷入气缸，随活塞上行逐步与空气混合，直至发生自燃着火。由于柴油密度大，而压缩冲程早期缸内空气密度较小，高密度的柴油喷入低密度的环境中贯穿度较大，因而燃油撞壁现象严重，这会降低燃油的雾化与混合程度，进而导致排放增加、油耗上升等问题。

为了改善燃料的雾化与混合，柴油机HCCI喷油提前角远大于传统柴油机，使柴油与空气在着火前充分混合。另外，改进喷油器设计、改变燃烧室形状、适当组织缸内气流等方法均能在一定程度上改善柴油的雾化与混合。缸内柴油早喷成功应用于产品的典型代表是日本丰田公司的UNIBUS燃烧系统。与缸外预混柴油HCCI相比，早喷柴油HCCI具有以下2个优点。

（1）压缩冲程气缸内的温度和压力高于进气门开启时进气管内的温度和压力，有助于柴油的雾化和混合。压缩冲程早期喷油，降低了对进气温度的要求，减少了混合气爆燃的倾向。

（2）采用压缩冲程早期喷油方案，可以只需要一套供油系统满足HCCI和传统直喷柴油两种方式。

c．缸内晚喷HCCI

在接近上止点或在上止点之后，把柴油喷入气缸，同时采用大量预冷的EGR、加强涡流和降低压缩比等措施实现点火延迟，使柴油着火恰好发生在喷射结束之后。尽管缸内晚喷形成的油气均匀度不如进气道喷射和缸内早喷均匀，但NOx和PM排放仍然低于传统柴油机。柴油机缸内晚喷HCCI 燃烧的典型代表是日本Nissan公司的MK系统。MK系统通过推迟喷油，大EGR率（使氧浓度降到15％～16％）延长

滞燃期，使喷油完全在滞燃期内完成。为了提高混合率，MK 发动机的涡流比提高了12，并优化燃烧室设计加快油气混合。在MK燃烧的负荷范围内，NOx可降低90％以上，烟度低于1个Bosch单位。

四、柴油机HCCI燃烧的影响因素

（一）进气温度的影响

HCCI燃烧的着火时刻对进气温度十分敏感，随着进气温度的提高，将出现着火提前的现象，因此，控制缸内温度将是控制HCCI燃烧着火时刻的一个关键因素。一般通过调节进气温度控制HCCI燃烧以及着火始点。

（二）负荷的影响

1．低负荷工况

HCCI柴油机运行在低负荷工况时，循环供油量小，混合气浓度稀，而反应物浓度是影响燃烧反应的一个重要因素，加之此时缸内温度较低，使HCCI燃烧的着火时刻显著推迟，甚至出现失火现象。在出现失火循环后，后继循环爆发压力往往突然升高，这是由于失火循环残余的部分燃油在缸内，导致下一循环油量增加，引起爆发压力突升。

2．高负荷工况

HCCI柴油机运行在高负荷时，循环供油量大，此时缸内温度高，混合气浓度大，使燃烧反应的速度加快，从而容易引起着火过于提前的现象。过快的燃烧速度将造成压力升

高率迅速增大，并出现燃烧压力振荡现象。燃烧粗暴时，相关的噪声、振动和冲击负荷增大，容易造成发动机零部件损坏，同时NOx的排放也急剧升高，限制了HCCI燃烧的负荷扩展。

（三）EGR的影响

废气再循环（EGR）能提高进气温度，改变混合气的着火特性，从而影响着火时刻。引入废气再循环的目的还在于它稀释了混合气的浓度，能有效减缓燃烧速度，降低燃烧噪声，为大负荷区HCCI燃烧控制提供了一种有效手段。同时，废气再循环能够回收一部分废气的能量。

（四）气门正时的影响

改变配气正时可以改变缸内残余废气量和缸内温度，增大气门负重叠期（提前关闭排气阀，延迟开启进气阀），使缸内残余废气量增大，残余废气再压缩的温度增加。残余废气的高温有利于燃料的蒸发，形成均质混合气，同时较高的缸内温度又会使HCCI燃烧的着火时刻提前，从而容易造成大功率状态下工作粗暴，并引起最大输出功率下降。

（五）压缩比的影响

压缩比是另一个影响燃烧相位较大的因素，改变压缩比可以改变混合气的密度和压力，从而对其自燃温度产生影响。改变压缩比的主要方法是调整燃烧室容积、工作容积和改变配气相位。在利用可变压缩比控制HCCI方面，Lund技

术学院试验结果表明，压缩比对燃烧效率的影响很大，压缩比增加则热效率增加，而燃烧效率减小，导致热效率增加量的减少，研究还发现，高压缩比可替代进气预热。当压缩比高达17∶1时，绝对有效效率上升，NOx排放下降，但是因为反应时间缩短，CO排放增加。该试验HCCI的可实现转速范围分别为1000～5000r/min，负荷范围处于怠速和0.44MPa平均有效压力之间。随着压缩比提高，稳定HCCI 燃烧所需的热EGR率降低，因此用冷EGR配合高压缩比可以控制燃烧速度，从而扩大HCCI运转工况范围。

柴油机HCCI燃烧具有超低的NOx和PM排放，具有很高的能量转换率，这对传统柴油机来说，不但保留了原有的节能优势，还大大降低了排放，使其性能更加完美，这无疑具有很大的发展前景。不过，柴油机HCCI燃烧的HC和CO 排放偏高，有待进一步降低。另外，影响柴油HCCI燃烧的因素多，使得难以控制，必然要采用双模式运行方案。即中、低负荷时，采用HCCI燃烧方式；高负荷时，使用传统模式。随着发动机技术的进步，柴油机HCCI燃烧的控制将更加完善，真正达到实用化的目的。

燃烧分析仪手册

燃烧分析仪手册 1模拟输入,CA-Plugin设置 1.1模拟输入配置模拟输入部分的设置屏幕指示所有DAQP放大器。缸压高压力传感器用于燃烧室内压力测试通常是基于电荷类型传感器，请讲其连接到燃烧分析仪DAQP-Charge-B放大器BNC接头上。还需使用点火线圈传感器时,测量点火时间,这个传感器是基于电流信号,需要外部使用分流电阻接头（该接头，将BNC接头正接入2针，BNC接头负接入7针，且需在2针和7针之间接入一个电阻，如下图），且电压较大。DAQP-V模块是适当的为这种类型的传感器。典型的被安装DAQP通道设置界面,如下图：连接通道在使用栏被使用激活，并且在命名栏中进行重命名输入。活跃的实时信号可以在PHYSICAL VALUES栏中观察到实时值显示，此刻可以立即进入通道设置界面,可以对输入范围选择进行合理选择。

在通道设置中对各放大器设置，用户可以定义和扩展。通道设置分为4步,如下图由第一步到第四步说明进行通道设置。第一步，放大器量程设置；第二步，通道名称和单位设置；第三步，传感器灵敏度设置（两点法、公式法）；第四步，显示输入值（物理量）和对应实际值（工程量）。 ●输入范围可以从预定义列表选择，或手工输入。 ●抗混叠过滤器应该设置为100 khz和贝塞尔模型。高压力传感器暴露在热冲击环境下,这可能会导致信号漂移,但AC耦合方式将减少这种漂移,避免信号超过他们的输入范围。高通滤波器的频率与输入范围相关联。在从100pC到2000pC时为0.07Hz，超过2000pC 约0.005 Hz高通滤波器参数。

●连接传感器后后可以将耦合设置到DC模式,并点击Reset。Reset将消除连接及长时间运行放大器内把引起和产生的内部静电，将信号只调回到0。 ●点火线圈传感器设置，仍遵循上述的四步方法，量程只需满足要求即可，可以无需设置灵敏度参数，因为，此传感器主要关注的是，点火时间，而非电流大小。 1.2CA-Plugin设置模拟输入设置后,我们必须选择燃烧分析插件设置,并添加计算模板。计算模板分为5部分。发动机参数设置部分,所有发动机参数和测量应用通道；角度传感器部分，定义转角传感器类型，以及上止点(TDC)定义；热力学计算参数设置部分；爆震检测设置部分和输出计算结果设置部分。

柴油发动机的燃烧解读

项目四柴油机混合气形成与燃烧学习目标：掌握柴油机两种混合气的形成方式及特点，掌握直接喷射式和分隔式两大类柴油机燃烧室的结构及性能特点；了解柴油机供油系统的组成和喷射过程，掌握柴油机的燃烧过程及影响因素，掌握电控柴油喷身系统的组成、分类、电子控制功能，并在学习过程中随时注意对柴油机和汽油机进行比较。任务一柴油机混合气形成与汽油机工作原理相比，只有一个行程即作功行程中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且自然温度又较汽油低，所以采用的是压缩自燃式点火。任务二柴油机的燃烧过程

柴油机燃烧过程非常复杂，为了便于分析和揭示燃烧过程的规律，通常将这一连续的燃烧过程分为四个阶段，即着火延迟期（又称为滞燃期）、速燃期、缓燃期和补燃期，如图所示。（一）着火延迟期从柴油开始喷入气缸起到着火开始为止的这一段时期称为着火延迟期。着火延迟期内，燃烧室内的混合气进行着物理和化学准备过程。物理准备过程：燃油的粉碎分散、蒸发汽化和混合。化学准备过程：混合气的先期化学反应直至开始自燃。特点：压力没有偏离压缩线。

影响着火延迟期长短的主要因素是：喷油时缸内的温度和压力越高，则着火延迟期越短。柴油的自燃性较好（十六值较高），着火延迟期较短。燃烧室的形状和壁温等。喷油提前角：开始喷油到活塞到达上止点所对应的曲轴转角为喷油提前角。（二）速燃期速燃期:从开始着火（即压力偏离压缩线）到出现最高压力. 特点：压力急剧上升，压力达到最高（有可能达到13MPa以上）

一般用压力升高率λp〔kPa／(o)曲轴〕表示压力急剧上升的程度。式中：△p——速燃期始点和终点的气体压力差（kPa）; △θ——速燃期始点和终点相对于上止点的曲轴转角差（CAo）。特点：（1）压力升高率很高，接近等容燃烧，工作粗暴。（2）达到最高压力（6~9MPa）。（3）继续喷油。压力升高率过大，则柴油机工作粗暴，燃烧噪音大；同时运动零件承受较大的冲击负荷，影响其工作可靠性和使用寿命；压力升高率大，燃烧迅速，柴油机的经济性和动力性会较好。压力升高率应限制在一定的范围之内，柴油机的压力升高率一般应不大于0.4~0.5 MPa／(o)曲轴。与汽油机相比，柴油机的压力升高率较大。控制压力升高率的措施：减小在着火延迟期内准备好的可燃混合气的量

奇石乐KiBox燃烧分析仪功能简介

奇石乐燃烧分析仪——KiBox简介一、仪器设备名称: KiBox Combustion Analysis KiBox燃烧分析系统二、厂商:瑞士奇石乐仪器股份公司 Kistler Instrumente AG 国别:瑞士Switzerland 三、型号: 2893AK1 四、技术特点及优势 ?KiBox燃烧分析仪可以用于发动机台架标准稳态燃烧分析———燃烧热力学计算、示功图、爆震分析、燃烧噪声分析、压力升高率分析、瞬时放热率和累计放热率分析，并得到峰值压力、压力升高率、燃烧重心、燃烧持续期、平均有效压力、爆震强度、爆震峰值、爆震频率、燃烧循环波动、燃烧温度、发动机循环功及功率、点火正时、喷油始点终点、喷射持续期等发动机燃烧特征参数。 ?KiBox燃烧分析仪可用于发动机高瞬态工况燃烧分析，更可以用于车载燃烧分析，获得真实驾驶条件的燃烧分析和优化结果, 如海拔、沙漠、低温等条件。 ?无需光电编码器，可以将各种车载转角传感器和触发码盘信号转换为精确可靠的曲轴转角信号，并且在高瞬态的发动机工况下利用车载转角信号(e.g. 60-2、60-2-2、60-2-2-2、60-1、36-2、24-1等)获得所需要的 0.1 CA 转角分辨率 ?对于磁电传感器系统基于转速进行角度误差的修正，允许对触发信号进行修正(触发信号标定的需要)，实现零相位延迟。 ?智能信号调理模块，自动识别传感器标定数据并导入。 ?提供车辆行驶条件下发动机上止点的确定。 ?同时获得角域和时域数据，并灵活切换。

?强大的参数配置界面，独立的数据显示。具有校验输入信号的诊断功能，自动校验参数设置的有效性。 ?基于每循环燃烧分析的操控性试验，比如扭矩响应。 ?实时的每循环燃烧效率和功率信息，例如，MFB50表示了循环间变化对燃油效率的影响；IMEP 涉及到各缸工作的稳定性及缸间平衡程度。 ?缸内压力的上升率表征了NVH质量的变化。 ?发动机起动质量试验：排放、失火、怠速平稳性。可测试记录发动机启动前30s和发动机停机后30s的数据。特别适合发动机冷启动实验测试。 ?所有缸爆震控制函数的可靠参考——基于每个循环的爆震评价系数、爆震峰值、爆震频率。 ?COV（平均指示有效压力的协方差）表征了发动机燃烧循环变动的程度。 ?燃烧过程优化的目标扭矩和燃烧噪声参考，如滤波重构，传统燃烧方式与HCCI之间的转换。 ?正时分析：多次喷射脉冲的燃油喷射正时分析；点火正时分析。 ?与发动机标定系统高度集成，比如ETAS INCA，只需一台操控电脑并可以集成其它数采子系统，燃烧分析结果与ECU控制变量以及其它测试数据同步显示并储存为同一数据文件。 ?充分降低故障诊断所需时间和成本的额外信息。 ?分析软件模块导航式操作，简单易学。 ?结构紧凑便携、安装快速、操作简便。五、技术规格重量：8kg

发动机爆震燃烧的现象分析

发动机特别是在高温状态下和总行程较高时，经常会突发一种清脆的爆炸声，这就是发动机的爆震燃烧现象。现就使用因素对该现象的成因和防止措施作一分析。一、发动机的正常燃烧汽油发动机一般是在气缸外部使燃油与空气混合，进入气缸到压缩终了时已形成大体均匀的混合气，之后依靠电火花强制点火形成火焰中心并向未燃混合气体传播，最后完成燃烧。如果燃烧由定时的电火花点火，首先使火花塞电极间隙内的混合气体形成微小火焰核，同时火焰具有向相邻的混合气以30m~50m/s 的速度连续传播的能力，进而把火焰传遍整个燃烧室，这称为发动机的正常燃烧。汽油发动机的燃烧过程分为着火延迟期、急燃期、后燃期3个过程。第一阶段为着火延迟期，指从电火花跳火到点燃混合气形成火焰中心为止的一段时间。第二阶段为急燃期，指火焰由火焰中心传遍整个燃烧室的阶段。亦称火焰传播阶段。它是汽油机燃烧的主要时期。第三阶段为后燃期，指急燃期终点到燃油基本完全燃烧为止期间的燃烧。在后燃期中，主要是火焰前锋后未及时燃烧的燃油再燃烧，及粘附在气缸壁上的未燃混合气层的继续燃烧。二、发动机不正常燃烧汽油发动机在某种条件下，如温度过高、压缩比过高等，发动机的燃烧会出现不正常现象，压力曲线出现了高频大振幅波动，上止点附近的dp/dt 值急剧变动，此时火焰传播速度和火焰形状均发生急剧变化，该现象称为爆燃燃烧。爆燃产生的机理为电火花点火后，火焰以30m~80m/s 的正常速度向前传播，终燃混合气（指最后燃烧位置上的那部分混合气）因受燃烧气体的压缩和热辐射影响，其压力、温度升高，从而加速了燃烧先期的化学反应并放出热量，使其本身的温度不断升高。如果在正常火焰前锋面尚未到达之前，部分终燃混合气的先期化学反应已经完成，产生了一个或多个新火焰中心，并从这些中心以100m~300m/s（轻微爆燃）直到800m~1000m/s 或更高（强烈爆燃）的速度传播，终燃混合气将被迅速燃烧完毕。因此，发动机爆燃现象就是终燃混合气的自燃现象。三、爆震燃烧的外部特征及危害发动机爆震燃烧有较明显的外部特征，具体表现为： 1、发出清脆的金属敲缸声，也即前面所述的爆炸声。

内燃机燃烧放热分析计算及其与燃烧分析仪的嵌入集成知识讲解

1绪论 1.1课题背景及意义 1.2国内外研究现状 1.3本文研究内容 2燃烧分析的数据采集、信号分析的原理与方法2.1燃烧分析数据采集方法 2.1.1示功图的概念及用途 2.1.2气缸压力测量方法 2.1.3压力测量精度的主要影响因素及修正方法2.2气缸压力数据预处理 2.3燃烧放热计算原理 2.3.1燃烧放热计算的假设条件 2.3.2基本微分方程 2.3.3燃烧放热率计算步骤 3燃烧放热计算程序 3.1内燃机燃烧放热计算的需求分析 3.2程序设计平台的选择 3.3程序结构和流程 3.4程序的数据结构及变量说明 3.5输出量 3.6图形化界面 4燃烧放热计算结果分析 4.1实验条件 4.2计算结果 4.3误差分析 4.4敏感参数分析 4.5 MA TLAB与FORTRAN计算结果的对比 5与燃烧分析仪的嵌入集成的研究 5.1硬件系统 5.2 LabView简介 5.3算法与燃烧分析仪的嵌入集成 6结论与展望 6.1全文总结 6.2展望

1.1课题背景及意义近年来，汽车工业已成为全球最大的制造业，年生产能力已达到6500万辆，全球汽车保有量已达9亿辆。由于内燃机是目前燃烧效率最高的热力发动机，故广泛的应用于国民经济的各个领域和国防部门，它所发出的总功率占全世界所有动力装置总功率的90％，它所排出的有害物质又是环境污染的最大源泉，全世界的汽车交通占温室气体排放的20％，全球机动车数量的高速增长给气候带来了严重的问题。因此为了节约能源和降低污染，各工业发达国家十分重视内燃机气缸内燃烧的研究工作。为了降低内燃机的排放，必须从缸内工作过程着手，分析污染物产生的原因，内燃机数据采集和分析已成为内燃机生产和性能研究工作中必不可少的一个环节。随着内燃机应用的范围在不断扩大，品种和数量在不断增长，对内燃机中各系统零件的性能、使用寿命等技术指标的要求也愈来愈高。因此，对内燃机的工作过程、燃料及扩大燃料的品种、新型结构的研究以及设计和研制合乎要求的产品并对原有产品的分析改造，以满足各种用途的需要，自然就成为内燃机动力工程技术人员的重要任务。在内燃机试验中，除了要定性地观察一些物理和化学现象以外，更重要地是对运行过程中许多有关地物理量和化学量进行精确地定量的测定，如果没有先进的测量方法和测试设备，包括先进的数据处理方法和相应的设备，也就没有先进的内燃机检测技术。所以，若要设计性能更加优良的内燃机，优化燃烧，提高排放的要求，就需要对内燃机各方面的性能进行深入的研究。影响内燃机各方面性能的因素虽然是多种多样的，但燃烧过程具有举足轻重的地位。内燃机的动力性、经济性及排放特性与燃烧过程有着密切的关系。内燃机燃烧过程与其主要工作特性、功率、效率和排放以及部分的机械和热负荷、噪音、振动等都直接紧密地相耦合，所以要改进和完善内燃机的总体性能和某些局部特性，都必须首先在燃烧过程的改善和优化方面下功夫，对燃烧放热过程的深入分析是对发动机性能研究和改善的有效手段。由于内燃机的燃烧过程所占的时间极短，所处的空间很小，更重要的是内燃机的燃烧反应物是很不均匀的，并且经常是流动和扰动的反应物和燃烧产物处于同一容积。这一切就构成内燃机的燃烧过程是一个十分复杂多变的物理-化学过程。但是现在借助微机系统高性能数据采集卡各种传感器（压力传感器、针阀升程传感器、滤波器和电荷放大器等）就能够将大量的燃烧过程物理信息测量记录处理与显示。从这些信息和图形可以比较可靠地分析研究内燃机燃烧过程的完善程度，为进一步改善燃烧过程提供了科学的依据。气缸压力分析是分析发动机燃烧状况的重要方法。气缸压力携带了内燃机工作过程的大量有用信息，并且与内燃机工作过程的评价参数和性能指标有着密切的关系。各缸的工作参数、排放指标、性能指标等的差异都全部或部分地反映在气缸压力上。在内燃机的状态监测和故障诊断中，气缸压力是表征内燃机运行状态的最好指标之一，内燃机的工作状态及故障大都可以通过气缸压力随时间（或曲轴转角）的变化曲线反映出来。因此采集气缸内压力并对其进行统计或热力学分析是内燃机产品设计、改进或研究的重要方法。内燃机气缸气体压力曲线（示功图）是深入研究内燃机工作过程及动力性能指标的重要内容。通过对示功图分析可得出工作过程的最高燃烧压力和其所在的曲轴转角位置等重要参数。示功图既是内燃机性能参数计算和放热规律分析的依据，又是内燃机燃烧过程数学模拟精确程度的评价标准。利用实测示功图，可以计算内燃机的燃烧放热规律，对实际内燃机的燃烧过程进行分析，可以研究内燃机的循环变动。并且，可以借助示功图进行内燃机最佳状态调整及故障诊断，故国内外对其研究较多。因此，内燃机数据采集与燃烧分析技术得到了迅速的发展。 1.2国内外研究现状现在，国内外己研究出许多发动机数据采集和分析用的仪器设备，并随着微电子技术和

发动机自动熄火的诊断分析毕业论文

文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。摘要汽车是当代必不可少的一种交能工具，汽车的发动机是汽车的核心元件。随着社会的发展趋势汽车在全球的数量将越来越多，但现实的世界储存燃料已经越来越少，有科学家推算世界燃料只能用20年。那么20年后我们用什么来维持呢？没有了汽车这个交通工具世界经济将会是怎么样的一个现像，可想而知。那么我们就要研究出更能节省能源，也能适用新能源的汽车。只有这样才能让我们的经济保持并发展。另一方面随着社会的发展经济的强大，汽车将要普及每家每户，中国的汽车产量已排名世界第三位就是最好的一个证明。那么我们需要人们懂得这些道理，假若发动机出现了问题也能自行解决。为我们提供为便，也能节省那么的时间和能源。在汽车技术日新月异的今天，电脑控制技术已经应用到车的各个系统，各种新结构、新技术的不断涌现，使汽车维修人员面临着更大的挑战。汽车维修已从以前的那种修理工最好当，怎么拆装怎么装的状况转变成一个技术含量高、难度大的工种。现代的修理技术的特征表现为“七分诊断，三分维修”。发动机的故障的具体方法是多种多样的，关键是如何找出规律，积累经验，把感性认识上升到理性认识，再用理性认识指导维修实践。【关键词】发动机的原理和构造发动机故障现象诊断与分析自动熄火

目录第一章绪论.............................................................................. 错误!未定义书签。 1.1 研究课题的目的与意义.............................................. 错误!未定义书签。第二章发动机的原理和构造............................................................... 错误!未定义书签。 2.1 发动机的原理和构造...................... 错误!未定义书签。 2.1.1 曲柄连杆机构....................... 错误!未定义书签。 2.1.2 配气机构........................... 错误!未定义书签。 2.1.3 燃料供给系统....................... 错误!未定义书签。 2.1.4 润滑系统........................... 错误!未定义书签。 2.1.5 冷却系统 (4) 2.1.6 点火系统........................... 错误!未定义书签。 2.1.7 起动系统........................... 错误!未定义书签。第三章常见的故障原因.................................................................... 错误!未定义书签。 3.1 真空进气管.............................. 错误!未定义书签。 3.2 废气再循环装置的检查.................... 错误!未定义书签。 3.3 空气流量计的检测........................ 错误!未定义书签。 3.4 氧传感器的检测.......................... 错误!未定义书签。 3.5 冷却水温度传感器的检测 (10) 3.6 故障诊断的一般步骤...................... 错误!未定义书签。 3.7 故障诊断相关要点........................ 错误!未定义书签。 3.8 检验方法................................ 错误!未定义书签。第四章故障实例............................................................................ 错误!未定义书签。

发动机的燃油系统

发动机的燃油系统汽油机所用的燃料是汽油，在进入气缸之前，汽油和空气已形成可燃混合气。可燃混合气进入气缸内被压缩，在接近压缩终了时点火燃烧而膨胀作功。可见汽油机进入气缸的是可燃混合气，压缩的也是可燃混合气，燃烧作功后将废气排出。因此汽油供给系的任务是根据发动机的不同情况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，最后还要把燃烧后的废气排出气缸。汽油及其使用性能汽油是汽油机的燃料。汽油是石油制品，它是多种烃的混合物，其主要化学成分是碳(C)和氢(H)。汽油使用性能的好坏对发动机的动力性、经济性、可靠性和使用寿命都有很大的影响。因此，车用汽油需要满足许多要求。化油器式发动机燃油系统一、燃油系统的功用及组成燃油系统的功用是根据发动机运转工况的需要，向发动机供给一定数量的、清洁的、雾化良好的汽油，以便与一定数量的空气混合形成可燃混合气。同时，燃油系统还需要储存相当数量的汽油，以保证汽车有相当远的续驶里程。化油器式发动机燃油系统中最重要的部件是化油器，它是实现燃油系统功用、完成可燃混合气配制的主要装置。此外，燃油系统还包括汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、油气分离器、油管和燃油表等辅助装置。二、可燃混合气的形成过程汽车发动机的可燃混合气形成时间很短，从进气过程开始算起到压缩过程结束为止，总共也只有0.01～0.02s的时间。要在这样短的时间内形成均匀的可燃混合气，关键在于汽油的雾化和蒸发。所谓雾化就是将汽油分散成细小的油滴或油雾。良好的雾化可以大大增加汽油的蒸发表面积，从而提高汽油的蒸发速度。另外，混合气中汽油与空气的比例应符合发动机运转工况的需要。因此，混合气形成过程就是汽油雾化、蒸发以及与空气配比和混合的过程。三、发动机运转工况对可燃混合气成分的要求 (一)可燃混合气成分的表示法可燃混合气中空气与燃油的比例称为可燃混合气成分或可燃混合气浓度，通常用过量空气系数和空燃比表示。 1.过量空气系数燃烧1kg燃油实际供给的空气质量与完全燃烧1kg燃油的化学计量空气质量之比为过量空气系数，记作φa。φa=1的可燃混合气称为理论混合气；φa＜1的称为浓混合气；φa＞1的则称为稀混合气。2.空燃比可燃混合气中空气质量与燃油质量之比为空燃比，记作σ 。按照化学反应方程式的当量关系，可

发动机燃烧新技术

发动机燃烧新技术——Hcci 发动机均质充量压缩着火HCCI（homogeneous charge compression ignition）燃烧是一种全新的燃烧方式。是将燃料、空气及再循环燃烧产物所形成的预混合气被活塞压缩，自燃、着火、做功的过程。一、HCCI燃烧方式概述 HCCI是均匀的可燃混合气在气缸内被压缩直至自行着火燃烧的方式。随着压缩过程的进行，气缸内的温度和压力不断升高，已混合均匀或基本混合均匀的可燃混合气多点同时达到自燃条件，使燃烧在多点同时发生，而且没有明显的火焰前锋，燃烧反应迅速，燃烧温度低且分布较均匀，因而，只生成极少的NOx和微粒（PM），在低负荷时具有很高的热效率。HCCI发动机主要具有以下几个特点： 1．超低的NOx和PM排放。 2．燃烧热效率高。HCCI发动机的热效率甚至超过了直喷式柴油机。 3．HCCI燃烧过程主要受燃烧化学动力学控制。 4．HCCI发动机运行范围较窄，HCCI发动机燃烧受到失火（混合气过稀）和爆燃（混合气过浓）的限制，使发动机运行范围变窄。对于高十六烷值燃料，由于HCCI发动机燃烧非常迅速，在高负荷工况下（混合气浓度大）易发生爆

震；对于高辛烷值的燃料，由于HCCI燃烧为稀薄燃烧，发动机在小负荷工况下容易失火。 5．HCCI发动机HC、CO排放偏高。这主要是由于HCCI 燃烧通常采用较稀的混合气和较强的EGR，因缸内温度较低造成的。二、柴油机HCCI燃烧的特点实现柴油机HCCI燃烧要面临两方面的困难：一是柴油粘度大，挥发性差，难以形成均质混合气；二是柴油作为高十六烷值燃料，容易发生低温自燃反应，均质混合气的燃烧速度控制困难，易造成粗暴燃烧。柴油HCCI的燃烧放热表现出特别的两个阶段。第一阶段（放热曲线上较小的峰值）与低温化学动力学有关（冷焰或蓝焰）；第二阶段（放热曲线上较大的峰值）是主燃烧期；第一阶段是第二阶段的焰前反应，焰前反应放出的热量加热了余下的充量，同时余下的充量继续被压缩，经历短时间的延迟后，余下的充量达到着火条件，几乎同时着火，使放热率迅速升高，表现在放热曲线上出现大的峰值。因此，HCCI燃烧速度较快，燃烧始点和放热率对压缩过程中充量的温度、压力等很敏感，控制起来很困难。如果HCCI燃烧控制得较好，则可在拓宽的大空燃比范围内进行高效稳定的燃烧，循环波动压力小，工作柔和。

发动机燃料供给系统

第二节发动机燃料供给系统一、燃料供给系统功能及结构概述燃料供给系统（供油系统）的功能：对发动机的性能而言，燃料系统主要具有将不含有灰尘、水分和空气等杂质的干净燃料输送给发动机的功用。此系统与发动机的输出功率、排气烟度以及高压油泵、喷油器的正常工作等发动机故障现象也有着密切的关联。柴油机燃料供给系统的任务，是根据柴油机工作的需要，定时、定量、定压地将柴油按一定的供油规律成雾状喷入燃烧室内与空气迅速混合燃烧。柴油机燃料供给系统由下列组成： 1．燃油系统工作流程图（图1-2-1）图1-2-1 燃油系统工作流程图

燃油供给装置包括：燃油箱总成、燃油粗滤器、输油泵、进油管、燃油精滤器、高低压油管、喷油器和回油管。燃油供给装置的功能在于贮存、输送、清洁，提高柴油压力，通过喷油嘴呈物状喷入燃烧室与空气混合而成可燃混合气。二、燃油供给系统的主要零部件有关输油泵、燃油滤清器、调速器、角度自动提前器、喷油泵、喷油器的结构、原理、修理、保养请参看该发动机的使用维护说明书。1.带锁燃油箱总成（图1-2-2）该车型的带锁燃油箱总成按容积共分3个系列，容量分别为400L、320L、270L。一般情况燃油箱总成放置在汽车前进方向的右侧，空滤总成的后部。该燃油箱总成采用钢板卷压成型，端盖咬接答焊，内表面防腐密封处理。具有耐腐蚀、防锈和不易泄漏，容积大等优点。油箱的中上部是加油口,加油口直径为φ100mm，加油口高出燃油箱45mm，为了加油方便，加油管内带有可以拉出的延伸管，延伸管底部装有铜丝滤网。油箱盖由耐油橡胶垫密封，靠三爪弹簧片锁紧，在油箱盖上并设有通气孔，排出油箱内的蒸汽，保持内外气压一致。油箱盖上装有链索扣环，与加油管内的延伸管相连，以免盖子失落。

发动机前沿技术简介

发动机前沿技术简介
2012-5-8 吴自林

TCI （Turbo Charging with Inter-cooling））废气涡轮增压中冷技术利用发动机排气推动涡轮，增废气涡轮增压中冷技术加发动机进气压力，从而提高进入气缸的气体密度，减少气体的体积，这样在单位体积里气体的质量就大大增加，提高发动机体积比功率和重量比功率，提高进气效率，减少CO和HC有害气体的排放。中冷是将增压后比较高的进气温度降下来，从而更好地提高发动机的进气密度，保证发动机的性能。
2012-5-8

S （Supercharge））机械增压利用皮带连接曲轴皮带轮，以曲轴运转的扭力带动增压器，然后通过增压器压缩进气，达到增压目的，输出功率和扭矩可提高40%以上，并且没有涡轮迟滞现象，可以在任何时候输出源源不断的动力，但是要消耗部分引擎动力。[NA： Naturally Aspirated 自然吸气式]
2012-5-8

CBR (Controlled burning rate)可控燃烧速率
该技术是AVL的得利武器之一。CBR得到如此重视，和排放法规，油价有关。采用CBR技术能降低油耗达7%左右，如果再与VVT(可变气门正时)相结合，油耗还能进一步降低。简单介绍一下CBR的原理。CBR机构简单，它有非对称进气道，一个切向气道，一个中向气道。切向气道引导气流沿轴向旋转形成涡流，中向气道引导气流沿汽缸轴线前进。中向气道里面也有个类似节气门的蝴蝶阀，低转速 (小于 1000rpm)或中低负荷(1000～4000rpm，负荷小于70%)，蝴蝶阀关闭或部分关闭。即使蝴蝶阀关闭，该阀门还留有专门通道供油束通过。关闭中向气道会使通过中性气道进入汽缸的混合气变浓，切向气道可以进入更多的新鲜燃气，形成稀混合气。与不带CBR的发动机相比，相同工况下，CBR发动机节气门开度大，因此可以减小泵气损失功。广义地说，利用CBR技术也实现了分层燃烧，中部浓混合气靠近火花塞，点火性能好，外围稀混合气可以提高过量空气系数，有利于降低油耗。另外，关闭一个进气道，可以增强缸内涡流比，提高燃烧稳定性，使缸内EGR率的上限提高，采用合适的EGR率不仅降低排放，而且还能提高燃油经济性。
2012-5-8

发动机燃烧质量分析(1)

发动机燃烧质量分析发动机的工作原理：下图为一单缸发动机示意图与发动机的燃烧质量有关的一些参数，以及它们对燃烧质量的影响及改进措施一、燃烧速度

燃烧速度指单位时间燃挠的混合气量，是衡量发动机性能的指标之一，可以表达为：式中: U —火焰传播速度； T A —火焰前锋面积； T ρT—未燃混合气密度。要想使燃挠迅速、及时完成，需要有较高的燃烧速度且合理变化。燃烧速度的大小主要取决于火焰传播速度、火焰前锋面积及未燃混合气密度。（一）火焰传播速度U T 火焰传播速度取决于燃烧室中气体紊流运动，混合气成分和混合气初始温度。气体紊流强度与火焰速度比之间为一直线关系。紊流强度u指各点速度的均方根值;火馅速度比是紊流火馅传播与层流火焰传播速度之比。因此，加强燃烧室的紊流，是提高火焰传播速度的主要手段。采用过量空气系数A t =0.85-0.95时的混合气，可以提高混合气初始温度，有助于加速火焰传播。 “有条不紊的线状运动，彼此不相混掺，为层流流动。随机运动，每个质点的轨迹都是混乱的，在其前进过程中向横向发生混掺，流动，示出很多涡旋，时而消灭时而发生，是为紊流流动。”

（二）火焰前锋面积A T 燃烧室形状与火花塞位置配合情况，对火焰前锋面分布规律有很大影响。图5-8所示为不同燃烧室火焰前锋面积变化情况。

因此，合理设计燃烧室形状及合理布置火花塞的位置，可以改变不同时期火焰前锋扫过的面积，使明显燃烧期相对曲轴转角的位置及压力升高率在合适的范围内。

（三）可燃混合气密度ρT 增大未燃混合气的密度，可以提高进气压力和压缩比，从而提高混合气的燃烧速度。二、混合气成分改变化油器主量孔的大小或改变通过断面可以改变混合气成分。若使用不当也很容易造成混合气成分改变。例如，空气滤清器堵塞，化油器空气量孔堵塞，会使混合气过浓。化油器浮子室油面调整过低，会使混合气体过稀等。混合气浓度的改变对发动机的动力性、燃油经济性及爆燃倾向有很大影响，因此，分析混合气成分对燃烧过程的影响是非常重要的。燃料能否及时燃烧，取决于火焰传播速度。影响火焰传播速度的主要因素是混合气成分,火焰传播速度随过量空气系数的变化如图5-9所示。

发动机燃烧技术

一、概述内燃机的发展已经有一百多年的历史，自从1876年奥托发明的第一台火花点火式发动机和1892年迪塞尔发明第一台压燃式发动机以来，由于具有较高的热效率、比功率和可靠性，内燃机成为了最主要、最理想的船用、工程机械以及车用动力。美国机械协会认为汽车是20世纪唯一的也是最重要的工程界的成就。在可以预见的未来，发动机仍然是汽车、机车、轮船、农用机械和工程机械等移动装置的动力源。然而随着世界经济的高速发展，促使内燃机的保有量迅速增加，这样能源消耗以及环境污染问题就日益严重，相应地对内燃机提出了新的技术要求。其中提高内燃机燃油经济性一直是该领域研究工作者所追求的。同时保护环境的呼声日益提高，如何降低内燃机的有害排放物，是大家共同关心重视的课题。一方面，通过机内净化技术，如柴油机采用电控高压共轨喷射技术，并结合燃烧系统、进排气系统的优化改进，使得整机的排放性能得到极大的改善；另一方面，机外净化技术，将各种污染物的排放量控制在非常低的水平。而内燃机的燃烧技术是改善内燃机动力特性、经济性和排放性的本质和关键技术，当很多研究者对内燃机的燃烧技术进行了研究，为提供内燃机动力特性，降低排放量提供了技术支持。二、内燃机燃烧技术介绍首先是压燃式柴油机燃烧技术，柴油机是典型的压燃式发动机，通过缸内压缩混合气体到一定压力与温度，使得混合气体自燃，其中预混燃烧量越多，初始放热率峰值越高，相应地燃烧最高温度就越高，氮氧化物的排放量就增加，其后接着进行扩散燃烧，燃油与空气边混合边燃烧。因此，传统柴油机需要较高的喷射压力，以及适当的空气涡流强度，保证扩散燃烧充分完成，以便降低排气烟度。这种燃烧方式的有点是很明显的，首先是热效率高、燃油经济性好，由于可以采用较高的压缩比，因此热效率比较高，经济性好。但是其缺点也是很明确的，首先是其振动噪声大，由于在上止点前的第一阶段非均质预混合燃烧会引起较高的压力升高率，因此该种燃烧方式的振动噪音比汽油机的要大，其次，其氮氧化物的排放量变高，预混合燃烧会引起较高的燃烧温度，且燃烧室的空气比较富裕，因此，氮氧化物的排放会较高，而且由于扩散燃烧的存在可能使得混合气燃烧不完全，从而使得引起的颗粒物排放比汽油机要高。其次，是点燃式发动机，这种形式的发动机主要应用于汽油机上，这种燃烧方式与柴油机相比，汽油机属于典型的预混燃烧，这种燃烧方式有很多的优点，比如说，工作运转平稳，其在进气行程中燃油就喷入进气管，遮掩燃油与空气有足够的时间在着火前进行充分地混合，形成基本均匀的可燃混合气，因此汽油机工作比柴油机要来的平稳，并且其振动噪声也要比柴油机小很多。更值得一提的是，在如今环境保护的大趋势与政策下，汽油机的燃烧方式中氮氧化物与颗粒物的排放比柴油机低很多，因为基本均匀的预混燃烧，颗粒物的排放比较低。由于较低的燃烧温度，使得氮氧化物的排放也是比柴油机要低很多的。三、内燃机燃烧技术的发展

发动机原理期末复习题

一、填空 1、评价柴油和各种燃料的自燃性的指标是（）。 2、常规汽油机燃烧是预制混合气（）点火，点燃后火焰传播。 3、发动机燃料抗爆性能一般用（）来评价。 4、国内常用（）值作为汽油的标号。 5、评价燃料蒸发性的主要指标有（）和蒸气压。 6、T90和EP反映汽油中（）组分的多少。 7、常用动力黏度和（）黏度来表示燃料的黏度。 8、燃料和混合气的（）直接影响发动机输出功率的大小，是燃料非常重要的性能指标。 9、（）过程和内可逆过程的两种理想化假设，使得发动机的缸内工作过程可以用热力学中分析理想气体可逆平衡状态的公式和曲线进行处理。 10、我国从2000年起停止（）汽油的生产。 11、φa>1为（）混合气。 12、比质量是指单位（）功率所占的质量。 13、增压发动机的净指示功一般（）动力过程功。（大于、小于、等于）

25、二冲程发动机是利用（）方式完成换气过程的，以减少不作功的冲程数。 26、发动机排气过程细分为（）排气和强制排气两个阶段。 27、发动机的运行工况用（）和输出功率两个参数表示。 28、一个完整的燃烧过程应该包括（）和燃烧两部分。 29、燃烧可以分为气相燃烧和（）燃烧。 30、气相燃烧可以分为预混合燃烧和（）燃烧两类。 31、着火临界温度主要受系统的初始压力、（）系数、燃料理化特性的影响。 32、根据混合气运动状态不同，火焰传播方式可分为层流火焰传播和（）火焰传播。 33、考查燃油喷射主要有两类特性指标，即（）特性和喷油特性。 34、喷雾特性是燃油喷入燃烧室后的雾化和空间分布形态，主要包括（）、喷雾锥角和喷雾粒径。 35、内燃机燃烧特性的优化主要体现在对（）规律的优化。

柴油发动机燃烧技术及汽车新能源

时代农机 TIMES AGRICULTURAL MACHINERY 2019年第3期第46卷第3期Vol.46No.3 2019年3月Mar.2019 摘要：汽车作为21世纪对人类影响最大的机械，近年来发展无疑是迅猛的。但是当前全球能源日益短缺，环境问题越发突出，节能减排受到人们的广泛关注，社会上开发新能源的呼声也越来越高。文章就总结了近年来柴油发动机的燃烧技术并且对汽车新能源进行了简要介绍和评论。同时对柴油发动机新能源技术的前景做了展望，预测了汽车新能源的发展方向也就是改善燃烧技术的同时开发新能源。关键词：柴油发动机；燃烧技术；汽车新能源作者简介：初金川（1989-），男，山东青岛人，大学本科，主要研究方向：车辆工程。柴油发动机燃烧技术及汽车新能源初金川，张博（山东华源莱动内燃机有限公司，山东莱阳265200）随着全球能源枯竭问题加剧，各国都在积极寻找应对措施，社会上有关节能减排、寻找可替代新能源和清洁能源的呼声也越来越高，同时国家有关汽车尾气排放的法规要求也日益严格，要求大幅降低汽车尾气中有害物质的含量，所以改善燃烧技术的同时新能源的研发也被提上了各大科研机构的日程。传统的汽车基本上都是使用柴油或汽油作燃料的。但是近年来，由于全球变暖和世界能源的短缺的影响，人们对低碳环保的要求越来越急迫，所以人们开始开发新型清洁能源，像甲醇、乙醇、天然气等被广泛用于开发新燃料，而且现在随着科技的进步又在大力开发电动汽车等新能源汽车。 1柴油发动机燃烧技术柴油因压缩比高、热效率较高，所以汽车在使用柴油时的平均油耗比使用汽油要低30%左右，由此可见柴油的经济性还是较好的。但是传统柴油机在使用的过程中，多用高压喷射的方法来制备柴油混合气，再借用气缸的高温使混合气自发燃烧。但是如果柴油机里的混合气燃烧不充分，就极易产生NOx 、PM 等有害物质。随着我国排放标准的提高，政府也越来越重视柴油机的节约环保能力。相关企业为了达到政府的要求，就应该加强对新能源的研究探索，加紧开发高性能低成本的柴油机，争取尽快在相关方面做出突破，达到引领世界潮流的目地。当然近年来像HCCI 和低温燃烧等先进燃烧技术也层出不穷，相比与传统技术这些燃烧技术有很多传统方式所不具备的优势，能够在提高燃料的燃烧效率的同时降低碳排放，所以这些技术的应用前景还是很广阔的，值得深入研究。1.1均质充量压缩着火（HCCI ）燃烧均质充量压缩着火燃烧其实就是将柴油机设计的像汽油机那样，使柴油在燃烧时也形成均质混合气，使其燃烧更充分，以此消除扩散燃烧，当然此技术采用的压缩比较高，可控着火，尽量实现近似等压燃烧，其燃烧持续期短，燃烧效率高，既可以保持较高的动力性又可以增加燃油的经济性，这样就达到了节能减排的要求。HCCI 节气门已被取消，泵气时的气体损失比较小，可实现气体的多点同时着火，减少了燃烧时间，但热效率更高，又因为柴油机内的燃烧反应几乎是同步进行的，有效降低了燃烧温度，这样就可以有效降低NOx 和PM 的产生，达到节能环保的目的。另外，如果柴油机采用HCCI 燃烧模式还能达到简化发动机结构的目的，其燃烧和喷油系统将更加的简单，便于以后的维护和保养。HCCI 的燃料选择性更好，可使像天然气、甲醇、乙醇等等多种清洁或可再生能源都可以作为它柴油机的燃料。 HCCI 虽然在理论上的应用前景广阔。但想实际应用中也发现了许多问题，这些问题会严重影响该技术的应用，像制备柴油的均质混合气就很困难，现在就还没有发现适用的新方法；低负荷下的燃烧也不稳定，容易损坏气缸；着火相位和燃烧速39

发动机新技术

发动机采用的新技术 [摘要] 本文通过分析目前汽车发动机的一些新技术，提出未来发展汽车发动机技术的关键就是提高能量的利用效率以及减少排放污染物。[关键词] 发动机；新技术在2007 年，美国的新联邦排放法规要求汽车排放氮氧化物的降低幅度必须达到95％以上，排放碳氢物降低幅度必须达到84％以上。这些越来越严格的排放法规和人们节能意识的加强，使得效率高、排放低的汽车发动机的开发越来越受到重视，从而促使汽车发动机技术的不断创新。鉴于各国国情的差异，每个国家在保护环境以及节能方面的侧重点也有所不同。日本由于受国土资源的限制，微型和经济型车辆的比例较高，这些排量小的发动机不仅能达到环保和节能的要求，而且能够给这类汽车提供足够的驱动力。在欧洲，由于柴油相对便宜，而且热效率要远远高于汽油发动机，欧洲的消费者很容易就接受柴油发动机驱动的汽车比汽油发动机驱动的同类汽车贵1000~2000 美元的事实。此外，柴油发动机的低速扭矩远胜于汽油发动机，这也使得欧洲人更愿意将直喷柴油发动机作为高科技的代表。现在的西欧超过35％的新车销售是柴油发动机。以下即重点介绍几种汽车发动机的新技术。 1 汽车发动机新技术 1.1 增压发动机 1）涡轮增压发动机。涡轮增压发动机实际上是通过增压器压缩空气来增加进气量，它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机的转速加快，废气的排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就会压缩更多的空气进入气缸。随着空气压力和密度的增大，气缸可以燃烧更多的燃料，从而增加发动机的输出功率。涡轮增压器的最大优点就是可以在不增加发动机排量的情况下，就能较大幅度的提高发动机的功率及扭力。通常，加装增压器后的发动机的功率及扭矩会增大20％~30％。这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增压后可以产生较多的功率。另外，发动机采用了增压技术后，还能提高燃油经济性和减少尾气排放。但涡轮存在工作迟滞现象，即由于叶轮的惯性作用，会对油门骤变时的变化反应迟缓，从而导致发动机延迟增加或减少输出功率，这对于要突然加速或者超车的汽车来说，可能会有瞬间使不上劲的感觉，同时涡轮也有着较高的保养费用。

柴油发动机燃烧技术及汽车新能源

柴油发动机燃烧技术及汽车新能源汽车无疑是21世纪发展最为迅速，对人类影响最大的机械。近几十年来，面对地球能源的日益短缺和环境保护的严重形势，人们对车用发动机的燃油经济性更加重视，节能减排受到广泛关注。本文针对近年来柴油发动机燃烧技术以及其他汽车替代燃料的新能源开发应用进行了介绍和评论。最后对柴油发动机燃烧新技术的今后发展进行了展望，指出了汽车科技在21世纪的发展方向，即改善燃烧技术并且研发应用新能源。标签：柴油发动机燃烧技术燃料新能源 0 引言随着机动车保有量的迅速增加，全球石油能源临近枯竭。同时，排放法规日益严格，要求大幅降低汽车尾气中NOx和PM等排放。因此，燃油的经济性、节能减排受到广泛关注。改善燃烧技术，研发汽车新能源渐渐成为一项重要的课题。汽车的动力来源于发动机气缸内燃料燃烧所放出的热能。传统的汽车发动机根据所用燃料种类区分，可分为柴油发动机和汽油发动机。近年来，由于世界能源短缺和环保低碳的要求，人们开始开发新型清洁燃料，如甲醇、乙醇、液化石油气（LPG）、压缩天然气（CNG）等。现在又大力开发混合动力汽车、电池电动汽车、电容电动汽车和太阳能汽车等。 1 柴油发动机燃烧技术柴油机汽车因压缩比高，燃油消耗平均比汽油机汽车低30%左右，所以燃油经济性较好、热效率较高。但是传统的柴油机燃烧过程，是采用高压喷射将燃油喷入气缸，形成混合气，并借缸空气的高温自行发火燃烧。如果燃烧不充分，极易产生NOx 、PM。随着排放标准的提高，政府对节约能源与减少排放日益重视。为达到排放法规和降低油耗的要求，应该加强新的燃烧方式的探索，开发出高性能低成本的先进柴油机。近些年应运而生的先进的燃烧技术有：均质充量压缩点燃（HCCI）和低温燃烧（LTC）等。他们与传统的燃烧模式相比有很多自身的优势，有足够的提高效率和降低排放的潜力，但还需要进一步的深入讨论和完善。 1.1 均质充量压缩着火（HCCI）燃烧自20世纪70年代末，均质充量压缩着火（HCCI）燃烧这一新概念被报道，国际上学术界和工业界一直高度重视这一燃烧技术，是世界内燃机燃烧研究领域中的热点之一。均质充量压缩着火燃烧，就是柴油机在着火前像汽油机那样形成均质混合

发动机燃烧质量分析(1)上课讲义

发动机燃烧质量分析 (1)

燃烧速度指单位时间燃挠的混合气量，是衡量发动机性能的指标之一，可以表达为：式中: U —火焰传播速度； T A —火焰前锋面积； T ρ —未燃混合气密度。 T 要想使燃挠迅速、及时完成，需要有较高的燃烧速度且合理变化。燃烧速度的大小主要取决于火焰传播速度、火焰前锋面积及未燃混合气密度。（一）火焰传播速度U T 火焰传播速度取决于燃烧室中气体紊流运动，混合气成分和混合气初始温度。气体紊流强度与火焰速度比之间为一直线关系。紊流强度u指各点速度的均方根值;火馅速度比是紊流火馅传播与层流火焰传播速度之比。因此，加强燃烧室的紊流，是提高火焰传播速度的主要手段。采用过量空气系数A t =0.85-0.95时的混合气，可以提高混合气初始温度，有助于加速火焰传播。 “有条不紊的线状运动，彼此不相混掺，为层流流动。随机运动，每个质点的轨迹都是混乱的，在其前进过程中向横向发生混掺，流动，示出很多涡旋，时而消灭时而发生，是为紊流流动。”

（二）火焰前锋面积A T 燃烧室形状与火花塞位置配合情况，对火焰前锋面分布规律有很大影响。图5-8所示为不同燃烧室火焰前锋面积变化情况。

因此，合理设计燃烧室形状及合理布置火花塞的位置，可以改变不同时期火焰前锋扫过的面积，使明显燃烧期相对曲轴转角的位置及压力升高率在合适的范围内。（三）可燃混合气密度ρT 增大未燃混合气的密度，可以提高进气压力和压缩比，从而提高混合气的燃烧速度。二、混合气成分改变化油器主量孔的大小或改变通过断面可以改变混合气成分。若使用不当也很容易造成混合气成分改变。例如，空气滤清器堵塞，化油器空气量孔堵塞，会使混合气过浓。化油器浮子室油面调整过低，会使混合气体过稀等。混