内燃机燃烧原理

内燃机燃烧原理
内燃机燃烧原理

Introduction to Combustion Chemistry

The gasoline-powered internal combustion engine takes air from the atmosphere and gasoline, a hydrocarbon fuel, and through the process of combustion releases the chemical energy stored in the fuel. Of the total energy released by the combustion process, about 20% is used to propel the vehicle, the remaining 80% is lost to friction, aerodynamic drag, accessory operation, or simply wasted as heat transferred to the cooling system.

Modern gasoline engines are very efficient compared to predecessors of the late '60s and early '70s when emissions control and fuel economy were first becoming a major concern of automotive engineers. Generally speaking, the more efficient an engine becomes, the lower the exhaust emissions from the tailpipe. However, as clean as engines operate today, exhaust emission standards continually tighten. The technology to achieve these ever-tightening emissions targets has led to the advanced closed loop engine control systems used on today's Toyota vehicles. With these advances in technology comes the increased emphasis on maintenance, and when the engine and emission control systems fail to operate as designed, diagnosis and repair.

Understanding the Combustion Process

To understand how to diagnose and repair the emissions control system, one must first have a working knowledge of the basic combustion chemistry which takes place within the engine. That is the purpose of this section of the program.

The gasoline burned in an engine contains many chemicals, however, it is primarily made up of hydrocarbons (also referred to as HC. Hydrocarbons are chemical compounds made up of hydrogen atoms which chemically bond with carbon atoms. There are many different types of hydrocarbon compounds found in gasoline, depending on the number of hydrogen and carbon atoms present, and the way that these atoms are bonded.

Inside an engine, the hydrocarbons in gasoline will not burn unless they are mixed with air. This is where the chemistry of combustion begins. Air is composed of approximately 21% oxygen (02), 78% nitrogen (N2), and minute amounts of other inert gasses.

The hydrocarbons in fuel normally react only with the oxygen during the combustion process to form water vapor (H2O) and carbon dioxide (CO2), creating the desirable effect of heat and pressure within the cylinder. Unfortunately, under certain engine operating conditions, the nitrogen also reacts with the oxygen to form nitrogen oxides (NOx), a criteria air pollutant.

The ratio of air to fuel plays an important role in the efficiency of the combustion process. The ideal air/fuel ratio for optimum emissions, fuel economy, and good engine performance is around 14.7 pounds of air for every one pound of fuel. This "ideal air/fuel ratio" is referred to as stoichiometry, and is the target that the feedback fuel control system constantly shoots for. At air/fuel ratios richer than stoichiometry, fuel economy and emissions will suffer. At air/fuel ratios leaner than stoichiometry, power, driveability and emissions will suffer.

Under "Ideal" Combustion Conditions

In a perfectly operating engine with ideal combustion conditions, the following chemical reaction would take place:

?Hydrocarbons would react with oxygen to produce water vapor (H2O) and carbon dioxide (CO2)

?Nitrogen (N2) would pass through the engine without being affected by the combustion process. In essence, only harmless elements would remain and enter the atmosphere. Although modern engines are producing much lower emission levels than their predecessors, they still inherently produce some level of harmful emission output.

The Four-Stroke Combustion Cycle

During the Intake Stroke, air and fuel moves into the low pressure area created by the piston moving down inside the cylinder. The fuel injection system has calculated and delivered the precise amount of fuel to the cylinder to achieve a 14.7 to 1 ratio with the air entering the cylinder.

As the piston moves upward during the Compression Strok e, a rapid pressure increase occurs inside the cylinder, causing the air/fuel mixture to superheat. During this time, the antiknock property or octane rating of the fuel is critical in preventing the fuel from igniting spontaneously (exploding). This precise superheated mixture is now prime for ignition as the

piston approaches Top Dead Center.

Just before the piston reaches top dead center to start the Power Stroke, the spark plug ignites the air/fuel mixture in the combustion chamber, causing a flame-front to begin to spread through the mixture. During combustion, hydrocarbons and oxygen react, creating heat and pressure. Ideally, the maximum pressure is created as the piston is about 8 to 12 degrees past top dead center to produce the most force on the top of the piston and transmit the most power through the crankshaft. Combustion by-products will consist primarily of water vapor and carbon dioxide if the mixture and spark timing are precise.

After the mixture has burned and the piston reaches bottom dead center, the Exhaust Stroke begins as the exhaust valve opens and the piston begins its return to top dead center. The water vapor, carbon dioxide, nitrogen, and a certain amount of unwanted pollutants are pushed out of the cylinder into the exhaust system.

Harmful Exhaust Emissions

As previously mentioned, even the most modern, technologically advanced automobile engines are not "perfect"; they still inherently produce some level of harmful emission output. There are several conditions in the combustion chamber which prevent perfect combustion and cause unwanted chemical reactions to occur. The following are examples of harmful exhaust emissions and their causes.

Hydrocarbon (HC) Emission

Hydrocarbons are, quite simply, raw unburned fuel. When combustion does not take place at all, as with a misfire, large amounts of hydrocarbons are emitted from the combustion chamber.

A small amount of hydrocarbon is created by a gasoline engine due to its design. A normal process called wall quenching occurs as the combustion flame front burns to the relatively cool walls of the combustion chamber. This cooling extinguishes the flame before all of the fuel is fully burned, leaving a small amount of hydrocarbon to be pushed out the exhaust valve.

Another cause of excessive hydrocarbon emissions is related to combustion chamber deposits. Because these carbon deposits are porous, hydrocarbon is forced into these pores as the air/fuel mixture is compressed. When combustion takes place, this fuel does not burn, however, as the piston begins its exhaust stroke, these hydrocarbons are released into the exhaust stream.

The most common cause of excessive hydrocarbon emissions is misfire which occurs due to ignition, fuel delivery, or air induction problems. Depending on how severe the misfire, inadequate spark or a noncombustible mixture (either too rich or too lean) will cause hydrocarbons to increase to varying degrees. For example, a total misfire due to a shorted spark plug wire will cause hydrocarbons to increase dramatically. Conversely, a slight lean misfire due to a false air entering the engine, may cause hydrocarbons to increase only slightly. Excess hydrocarbon can also be influenced by the temperature of the air/ fuel mixture as it enters the combustion chamber. Excessively low intake air temperatures can cause poor mixing of fuel and air, resulting in partial misfire.

Carbon Monoxide (CO) Emission

Carbon monoxide (CO) is a byproduct of incomplete combustion and is essentially partially burned fuel. If the air/fuel mixture does not have enough oxygen present during combustion, it will not bum completely. When combustion takes place in an oxygen starved environment, there is insufficient oxygen present to fully oxidize the carbon atoms into carbon dioxide (CO2). When carbon atoms bond with only one oxygen atom carbon monoxide (CO) forms.

An oxygen starved combustion environment occurs as a result of air/fuel ratios which are richer than stoichiometry (14.7 to 1). There are several engine operating conditions when this occurs normally. For example, during cold operation, warm-up, and power enrichment. It is, therefore, normal for higher concentrations of carbon monoxide to be produced under these operating conditions. Causes of excessive carbon monoxide includes leaky injectors, high fuel pressure, improper closed loop control, etc.

When the engine is at warm idle or cruise, very little carbon monoxide is produced because there is sufficient oxygen available during combustion to fully oxidize the carbon atoms. This results in higher levels of carbon dioxide (CO2) the principal by-product of efficient combustion. Oxides of Nitrogen (NOx) Emission

High cylinder temperature and pressure which occur during the combustion process can cause nitrogen to react with oxygen to form Oxides of Nitrogen (NOx). Although there are various forms of nitrogen-based emissions that comprise Oxides of Nitrogen (NOx), nitric oxide (NO) makes up the majority, about 98% of all NOx emissions produced by the engine.

Generally speaking, the largest amount of NOx is produced during moderate to heavy load conditions when combustion pressures and temperatures are their highest. However, small amounts of NOx can also be produced during cruise and light load, light throttle operation. Common causes of excessive NOx include faulty EGR system operation, lean air/fuel mixture, high temperature intake air, overheated engine, excessive spark advance, etc.

Air/Fuel Mixture Impact on Exhaust Emissions

As you can see in the graph above, HC and CO levels are relatively low near the theoretically ideal 14.7 to 1 air/fuel ratio. This reinforces the need to maintain strict air/fuel mixture control. However, NOx production is very high just slightly leaner than this ideal mixture range. This inverse relationship between HC/CO production and NOx production poses a problem when controlling total emission output. Because of this relationship, you can understand the

complexity in reducing all three emissions at the same time.

发动机原理知识点

1.发动机的定义。 燃料在机器内部燃烧而将化学能转化为热能,再通过气体膨胀做功将其转化为机械能输出的机械设备。 2.发动机发展历经的三个阶段。 ①20世纪70年代之前(提高生产力) 目标:追求良好的动力性能。 措施:提高压缩比,提高转速。 指标:最高车速、加速性能、最大爬坡能力。三个指标均取决于发动机及其它动力装置。 ②20世纪70~80年代(石油危机) 目标:追求良好的经济性能。 措施:降低油耗、增大升功率、减轻比重量。 指标:百公里油耗。 ③20世纪80年代后期(环境污染) 目标:追求良好的环保性能。主要解决排放与噪声问题。 3.常规汽车能源和新型替代能源有哪些,各有何特点? ①汽油机:汽油和空气混合经压缩由火花塞点燃。 ②柴油机:柴油和空气混合经压缩自行着火燃烧。 ③天然气发动机LNG ④液化石油气发动机LPG ⑤酒精发动机 ⑥双燃料、多燃料发动机 4.热力系统基本概念; 在热力学中,将所要研究的对象从周围物体中隔离出来,构成一个热力系统。 系统以外的一切物质,称为外界,热力系统和外界的分界面,称为界面。5.热力学第一定律的实质; 当热能与其它形式的能量相互转换时,能的总量保持不变,只是能量的形式发生了变化—能量守衡。吸收的能量-散失的能量=储存能量的变化量 6.理想气体的四个基本热力过程; ①定容过程:热力过程进行中系统的容积(比容)保持不变的过程。 ②定压过程:热力过程进行中系统的压力保持不变。 ③定温过程:热力过程进行中系统的温度保持不变 ④绝热过程:热力过程进行中系统与外界没有热量的传递 7.四行程发动机的实际工作循环过程; 进气过程、压缩过程、燃烧过程、膨胀过程、排气过程 8.发动机实际循环向理论循环的简化条件; ①忽略进、排气过程(r-a,b-r), 排气放热简化为定容放热过程; ②压缩、膨胀过程(复杂的多变过程)简化为绝热过程; ③把燃料燃烧加热燃气的过程简化成工质从高温热源的吸热过程,分为定容 加热过程(c~z’)和定压加热过程(z’~z); ④假定工质为定比热的理想气体。

第五章 内燃机的燃烧

第五章 内燃机混合气的形成和燃烧 5.1内燃机缸内的气体流动 缸内气流运动对混合气形成和燃烧过程的影响,从而影响动力性、经济性、燃烧噪声、排放等。 一、涡流 在进气过程中形成的绕气缸轴线有组织的气流运动,称为进气涡流。主要由进气道形状和发动机转速决定。 产生方法:1、带导气屏的进气门;2、切向气道;3、螺旋气道。 评价方法:气道稳流试验台;Ricardo 方法; 流量系数:定义为流过气门座的实际空气流量与理论空气流量比0F Q C Av = 涡流强度:叶片风速仪或涡流动量计。 流体计算软件(CFD );激光测量方法。 二、滚流 在进气过程中形成的绕气缸轴线垂直线旋转的有组织的空气旋流,称为滚流或横轴涡流。 作用:增强压缩末期的湍流强度和湍流动能。 是汽油机实现稀薄燃烧的重要手段,四气门蓬顶形燃烧室汽油机。 斜轴涡流:既有绕气缸轴线旋转的横向分量,也有绕气缸轴线垂直线旋转的纵向分量。 三、挤流 在压缩过程后期,活塞表面的某一部分和气缸盖彼此靠近时所产生的径向或横向气流运动称为挤流。增强燃烧室内的湍流强度。 四 湍流 在气缸中形成的无规则的气流运动称为湍流,是一种不定常气流运动。分为:气流流过固体表面时产生的壁面湍流和同一流体不同流速层之间产生的自由湍流。 ()()U t U u t =+ 五、热力混合 在旋转气流中火焰向燃烧室中心运动,又将中心部分的新鲜空气挤向外壁,促进空气与未燃燃料混合的作用称为热力混合作用。 5.2 点燃式内燃机的燃烧 一、预混燃烧与扩散燃烧的概念 在燃烧过程中,如果混合过程比燃烧反应要快得多或者在火焰到达之前燃料与空气已充分混合,这种可燃混合气的燃烧为预混燃烧。主要包括汽油机和气体燃料发动机。 柴油机的大部分燃料是在着火后喷入气缸的,它处于一边与空气混合、一边燃烧的情况下,由于混合过程比反应速率慢,燃烧速率由混合过程控制,这就是扩散燃烧。 二、点火过程:

内燃机工作过程

内燃机工作过程的研究方法 摘要: 关键词: 1引言 内燃机是将燃料的化学能转换为机械能,且不断连续运转的机械装置。内燃机的工作过程实质上是 连续复杂的热力循环过程,大致分为三个过程:燃烧放热过程,缸内工质流动及热交换过程,进排 气系统热力学和气体动力学过程。研究内燃机工作过程的目的在于在保证内燃机正常工作的条件下, 如何提高内燃机的热效率,发出最大的功率,同时降低内燃机的油耗和低的污染物排放。因此评价 内燃机的性能指标,主要针对动力性和经济性提出,如平均指示压力、指示热效率、指示燃油热效 率等。上述三个过程都将影响到内燃机的各性能指标,而内燃机工作过程的复杂性增加了研究的难 度,也使得研究方法多样。本文将主要讨论内燃机工作过程的研究方法、所用试验仪器及测试原理、 仪器的使用条件等。 2燃烧模拟装置 内燃机工作过程研究最多属燃烧放热过程,燃烧的好坏直接关系到内燃机的效率、排放等;燃 烧过程也是最复杂的,受到各种边界条件的影响;针对不同边界条件对燃烧性能的影响,试验仪器 主要在定容燃烧弹、快速压缩机、单缸试验机及激波管等。各种测试和数据采集设备也随着相关科 学的发展而日新月异,研究领域也向着数字化、微观化、可视化的方向深入发展。 2.1定容燃烧装置 定容燃烧弹(简称容弹)主要模拟活塞在上止点附近时燃烧室中的燃烧,其特点是结构简单,能够 方便地改变热力参数(包括燃空比、残余废气系数、压力和温度)、湍流参数以及点火参数(火花塞位 置、电极间隙与点火能量)。研究这些参数中单一参数的变化对燃烧过程的影响,因而成为内燃机燃 烧理论基础研究中重要的工具和试验平台[5] [6]。根据试验目的不同,定容燃烧弹的结构形式多种多 样。 2.1.1可变湍流参数的定容燃烧弹 西安交大研制的定容燃烧弹通过带有通孔的板(简称孔板)的快速平动改变燃烧弹内混合气的湍流参数,研究不同湍流强度、尺度对燃烧性能的影响。图1为此燃烧测试系统的试验装置图,它包括定容燃烧弹湍流发生系统、混合气配制系统、点火系统、燃烧压力测量系统、纹影与高速摄影系统以及时序控制系统共7个子系统[7]。 图1 试验装置图

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。

发动机原理试题以及答案

一、单项选择题 1、高速柴油机的实际循环接近于( D ) A、定压加热循环 B、定容加热循环 C、定温加热循环 D、混和加热循环 2、增加排气提前角会导致( C ) A、自由排气损失增加 B、强制排气损失增加 C、提前排气损失增加 D、换气损失增加 3、汽油机早燃的原因是混和气( C ) A、自燃 B、被火花塞点燃 C、被炽热表面点燃 D、被废气点燃 4、对自然吸气的四冲程内燃机,提高充气效率的措施中有( D ) A、提高进气气流速度 B、加大进气迟闭角 C、提高进气管内压力 D、合理选择进气迟闭角 5、为了保证新鲜工质顺利流入气缸,在活塞运动到上止点之前就打开气门。 从气门开启到上止点之间的角度称为( B ) A、排气门提前角 B、进气提前角 C、排气迟闭角 D、进气迟闭角 6、单位时间内燃烧的混合气数量是汽油机的( C ) A、火焰速度 B、点火速度 C、燃烧速度 D、混合速度 7、柴油机混合气形成的过程中,不使用的辅助手段是( D ) A、大压缩比 B、高压喷射 C、进气运动 D、加热进气道 8、压力升高率用于评价( B ) A、着火延迟期 B、速燃期 C、缓燃期 D、后燃期 9、四冲程发动机实际排气过程的持续长度( C ) A、小于180°曲轴转角 B、等于180°曲轴转角 C、大于180°曲轴转角 D、不小于180°曲轴转角 10、发动机的工况变化取决于其所带动的工作机械的( A ) A、运转情况 B、功率情况 C、速度情况 D、传动情况 11、柴油机出现不正常喷射的各种原因中包括( C ) A、高压油管过细 B、油管壁面过厚 C、喷油压力过高 D、喷油数量过多 12、描述发动机负荷特性时,不能代表负荷的参数是( A ) A、转速 B、功率 C、扭矩 D、油门位置 13、汽油机的燃烧过程人为地分为( C ) A、5个阶段 B、4个阶段 C、3个阶段 D、2个阶段 14、实际发动机的膨胀过程是( C ) A、定压过程 B、定温过程 C、多变过程 D、绝热过程 15、发动机的整机性能用有效指标表示,因为有效指标以( D ) A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 16、为了评价发动机进、排气过程中所消耗的有用功,引入的参数是( A ) A、泵气损失 B、传热损失 C、流动损失 D、机械损失 17、柴油机间接喷射式燃烧室类型中包括下面列出的( D ) A、半开式燃烧室 B、开式燃烧室 C、统一室燃烧室 D、预燃室燃烧室

全新的内燃机燃烧概念

全新的内燃机燃烧概念--HCCI 人们长期以来试图突破采用压缩点燃和火花点燃这两种传统燃烧概 念的局限性,于是提出了一种全新的内燃机燃烧概念:HCCI。 两种传统燃烧概念局限性分析 压缩点燃式燃烧概念(用于柴油机)与火花点燃式燃烧概念(用于汽油机)相比,最大的特点在于所使用的燃油特性不同。由此造成两者在以下各方面都有差别,如:燃油引燃方法、燃烧方式、混合气空气/燃油比、扭矩调节方式、泵气损失、压缩比、燃烧剧烈程度、燃油经济性、有害物质排放和振动、噪声不同等等。 出于对汽车排放的有害物质的毒害作用、二氧化碳的温室效应和氮氧化物形成酸雨的关注,人们对高效能、低污染的动力源的需求与日俱增。空气/燃油比精确控制、带三效催化转化器的汽油机(火花点燃式发动机)正在成为非常清洁的动力源。但是,由于节气损失、爆震和稀燃极限的缘故,这类发动机在热效率方面有很大的局限性。近年来许多研究者正在努力研究和开发没有节气损失的汽油机,试图大幅度提高汽油机的热效率,并且已经取得了一些可喜的成果,非常可能在这方面出现重大的突破。但是目前推广这些成果至少还涉及成本等一系列问题。另一种常见的动力源是直喷式柴油机(压缩点燃式发动机),这是一种效率很高的发动机,其温室气体CO2和有害气体HC、

CO的排放都比汽油机低。但由于它的扩散燃烧和燃烧产生的局部高温这样一些燃烧特点,很难遏制氮氧化物和炭烟(包括微粒物)的生成,并且还存在氮氧化物和微粒物排放控制目标之间相互冲突的问题。为了避免扩散燃烧和降低局部的燃烧温度,必须促进燃油和空气的混合。从这个观点出发,许多研究者研究了预混合的压缩点燃燃烧,即HCCI。 HCCI及其重要意义 HCCI是英文“Homogeneous Charge Compression Ignition”的缩写,中文意思是“均质充量压缩点燃”。单从名称来看,似乎只是一种点燃方式。实际上,这是一种全新的内燃机燃烧概念,既不同于柴油机(非均质充量压缩点燃),又不同于汽油机(均质充量火花点燃),是一种火花点燃式发动机和压缩点燃式发动机概念的混合体。其特点是: 1.采用均质混合气。空气和燃油在HCCI发动机的进气系统中预混合,形成均质的空气/燃油混合气,然后吸入气缸进行压缩。也有燃油直接喷入气缸、在气缸内与空气进行预混合的。 2.采用压缩点燃。在压缩冲程中,混合气温度升高,达到自燃温度而自燃;也就是说,不需要任何点火系统。 3.采用比火花点燃式发动机高得多的压缩比,且允许压缩比在一个广阔的范围内变动。

内燃机原理

第一章绪论 内燃机的发展,至今已有一百多年的历史。经过不断改进和提高,现已发展到比较完善的程度。由于它的热效率高、适应性好、功率范围广,已广泛应用于工业、农业、交通运输业和国防建设事业。因此对于它的发展历程、用途以及一些基本知识做个简要的介绍! 第一节内燃机在经济建设中的作用 广义而言,内燃机是指燃料直接在机器内部燃烧的发动机,包括往复活塞式柴油机、汽油机、燃气轮机和喷气式发动机等。燃料在机器外部燃烧的发动机称外燃机,包括蒸汽机、蒸汽轮机以及核动力装置等。蒸汽轮机和核动力装置主要用于大型远洋船舶和大型军用舰艇上。 在航空动力方面,燃气轮机和喷气式发动机几乎是唯一的动力装置。但是,燃气轮机在水、陆方面的应用尚未获得大量推广。虽然燃气轮机具有重量轻、尺寸小、结构简单、扭矩特性好、振动小以及排气中有害气体少等一系列优点。但是,它的热效率低,燃料消耗率高,特别是在部分负荷时更明显。虽在大功率时已有明显改善,在中、小功率时尚不能与柴油机相比. 汽油机由于具有升功率高、噪音低、振动小以及对负荷变化的反应迅速等优点,在小客车上的应用占压倒优势。目前世界上的小客车数量很大,所以汽油机的产量也很高。此外,汽油机也用于中、小型载重汽车、摩托艇、小型农业、林业机械中。但是,由于汽油机所用燃料的价格和燃料的消耗率比柴油机高,因此,在其它经济领域,就不能与柴油机相竞争。

在内河船舶和工程机械力面,柴油机几乎是唯一的原动机。在铁路机车方面,蒸汽机车在国外已被淘汰,在我国已停止生产正逐步被柴油机车和电力机车所代代替,而且机车用柴油机的功率不断增长。目的,单机功率一般已达3000kW左右,最高的可达4600kW。 在远洋海轮方面,柴油机也是主要动力。据1984年统计,全世界当年生产的大型船舶有1007艘,其中99%是用柴油机驱动的。在25万吨以下的船舶中,柴油机是目前最经济的动力装置,其数量更是占压倒多数。 在军用舰艇方面,近年来,各国均在大力发展核能动力及燃气轮机动力装置,但在轻型舰艇上,柴油机仍优势。在水面舰艇中的猎潜艇、导弹快艇、鱼雷快艇、巡逻艇、扫雷艇、登陆艇以及大部分常规潜艇和各种军辅船等仍以柴油机为主要动力,只有少数的水面舰艇则采用柴油机—燃气轮机联合动力装置。 柴油机还广泛用于移动式电站和备用电站。随着大功率中速柴油机的发展,柴油机在固定式电站的应用已逐渐得到推广。现代大功力中速柴油机已能经济地使用于发电量为10万千瓦的电站,而且不久,柴油机电站的发电量将要达到20万千瓦。 由于柴油机的使用范围如此广泛,世界各国柴油机的产量十分巨大,并不断增长。在各经济部门和国防工业中,柴油机都占有极其重要的地位。它对实现我国四个现代化将起十分重要的作用。 第二节内燃机的发展简史 1824年,卡诺(Sadi Carnot)曾发表了热力发动机的经典理论——卡诺原理。过了半个世纪以后,即1876年,德国人奥托(Nicolaus Auguest Otto)才发明了四冲程煤气机。当时该机压缩比约为2.5,其热效率为10~12%,此后的十八年间垄断了市场,承袭了当时处于全盛时期的蒸汽机的宝座。 1883年,法国任达木烈尔(G·Daimler)制成了用热管点火的立式汽油机,在当时内燃机的最高转速也只不过200r/min,而他制作的汽油机竟达到1000r/min,1887年该机装在汽车上使用。与此同时,法国人奔驰(K·Benz)也开始研究高速内燃机。1890年左右,他应用了电火花点火法,使汽油机达到了与现今车用汽油机几乎相同的型式,高速机获得了迅速地发展。现在汽油机的转速为4000~5000r/min是很平常的,最高的已达到12000r/min。 在1897年,法国人鲁道夫·狄赛尔(Rudorf·Diesel)最早制成了柴油机。该机在转速为172r/min时,发出14.7kW,其热效率达26.2%,这在当时已是最高的热效率了。从此以后,柴油机得到迅速发展,1903年首先装在船上,四年后即1907年,用于潜艇的正反转的柴油机试验成功。1912年装在远洋货轮上的柴油机首次远航试验起功。该船载重7000T(吨),航速11kn(节),柴油机的缸径D=530mm,活塞行程S=780mm,在140r/min时,输出功率Ne =1471kW。 在1926年就有人设计出利用排气能量将进气压缩的废气涡轮增压器。但由于当时未能制造出性能良好的增压器而使增压技术多年得不到普及和推广。第二次世界大战后,随着人们对废气涡轮的研究,在耐热材料和压气机方面取得了显著的进展。另一方面,由于生产技术的发展,于是从1950年左右起,才开始在柴油机上采用增压方式。而如今的船用柴油机几乎已达到“无机不增压”的程度,因为增压后,柴油机的功率能提高1~3倍。废气涡轮增压对提高柴油机的性能作出了重大的贡献。 [大事记] 1824年,卡诺(法国工程师)发表了热力发动机的经典理论--卡诺原理。 1866年,奥托(德国工程师)提出了四冲程内燃机的"奥托循环"理论。 1879年,奔驰(德国工程师)首次研制成功火花塞点火内燃机。

内燃机燃烧原理

Introduction to Combustion Chemistry The gasoline-powered internal combustion engine takes air from the atmosphere and gasoline, a hydrocarbon fuel, and through the process of combustion releases the chemical energy stored in the fuel. Of the total energy released by the combustion process, about 20% is used to propel the vehicle, the remaining 80% is lost to friction, aerodynamic drag, accessory operation, or simply wasted as heat transferred to the cooling system. Modern gasoline engines are very efficient compared to predecessors of the late '60s and early '70s when emissions control and fuel economy were first becoming a major concern of automotive engineers. Generally speaking, the more efficient an engine becomes, the lower the exhaust emissions from the tailpipe. However, as clean as engines operate today, exhaust emission standards continually tighten. The technology to achieve these ever-tightening emissions targets has led to the advanced closed loop engine control systems used on today's Toyota vehicles. With these advances in technology comes the increased emphasis on maintenance, and when the engine and emission control systems fail to operate as designed, diagnosis and repair. Understanding the Combustion Process To understand how to diagnose and repair the emissions control system, one must first have a working knowledge of the basic combustion chemistry which takes place within the engine. That is the purpose of this section of the program. The gasoline burned in an engine contains many chemicals, however, it is primarily made up of hydrocarbons (also referred to as HC. Hydrocarbons are chemical compounds made up of hydrogen atoms which chemically bond with carbon atoms. There are many different types of hydrocarbon compounds found in gasoline, depending on the number of hydrogen and carbon atoms present, and the way that these atoms are bonded. Inside an engine, the hydrocarbons in gasoline will not burn unless they are mixed with air. This is where the chemistry of combustion begins. Air is composed of approximately 21% oxygen (02), 78% nitrogen (N2), and minute amounts of other inert gasses.

(完整版)内燃机原理课后习题与答案

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PmeCm. 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值。有效热效率和有效燃油消耗率是衡量发动机经济性的重要指标。

内燃机期中试题

内燃机期中试题 (把答案写在答题纸上) 一、选择题(每题1分,共36分) 1.汽油机在中等负荷运行时,为获得最佳的燃油经济性,空燃比约为(B)。A.13~14 B.14~15 C.15~16 D.16~17 2.可变进气歧管在发动机低速运转时,使进气量(D)。 A.为0 B.不变 C.减少 D.增多 3.气门重叠发生在换气过程的哪个阶段?(D)。 A.自由排气 B.强制排气 C.进气过程 D.燃烧室扫气 4.车用增压柴油机可以明显改善以下哪项的经济性能?(D)。 A.怠速区 B.中负荷区 C.低负荷区 D.高负荷区 5.进气管、气缸、排气管连通,是发生在发动机换气过程的哪个阶段?(D)。A.自由排气 B.强制排气 C.进气过程 D.燃烧室扫气 6.柴油机的初始燃烧属于(A)。 A.扩散燃烧 B.预混合燃烧 C.压力着火燃烧 D.同时爆炸燃烧7.柴油的自燃点越低,柴油机低温起动时(A )。 A.越容易 B.越困难 C.没有变化 D.无法判定难易 8.为避免柴油机出现不正常喷射现象,应尽可能地缩短高压油管长度,减小高压容积,以降低(B)。 A.喷油速率 B.压力波动 C.高压油管内径 D.针阀开启压力9.提高柴油机喷油压力的主要作用是优化(A)。 A.喷油速率 B.喷油流量 C.喷油规律 D.供油规律 10.表示汽油机抗爆性的是(A )。 A.辛烷值 B.抗爆性 C.铅含量 D.硫含量 11.预混合燃烧的典型例子是内燃机的(C)。 A.扩散燃烧 B.压力燃烧 C.点火燃烧 D.初始燃烧 12.柴油机燃油喷射优化的一个重要方面是提高(B)。 A.供油压力 B.喷油压力 C.喷油速率 D.喷油流量

富氧燃烧技术在内燃机中的应用

能源研究与信息 第16卷第2期 Energy Research and Information Vol. 16 No. 2 2000 收稿日期

能源研究与信息 2000年 第16卷 54 了以聚丙烯腈膜氦的专利申请 膜法分离气体的基本原理 通过半透膜的相对传递速率不同而得以分离的气体分离膜一般分为多孔膜 下面就这三种膜的典型分离机制做一简单介绍同时其空隙率要大多孔膜分离气体的原理主要以Knudsen 理论为基础 其动能为 2222112 121v m v m = 式中m 2为分子的质量v 2为分子的平均速度 其平均速度也不同 1.2 均质膜(非多孔膜) 与多孔膜相比均质膜不论是无机材料还是高分子材料都具有渗透性 耐压及抗化学侵蚀的扩散机理进行的 气体向膜的表面溶解(溶解过程) 因气体溶解产生的浓度梯度使气体在膜中向前扩散(扩散过程 气体由膜另一面脱附出去分压不同 从而达到分离气体的目的均质膜的高分离系数可以制备较高浓度的所需气体 多孔膜虽然具 有很高的渗透能力如果需要较高浓度的气体非对称膜是一种性能介于上述两种膜之间的气体分离膜气体分离过程就是在这一致密膜层中发生的即 溶解的气体通过聚合物表层的扩散  通过表层下部微孔过渡区的Knudsen 流动 通过多孔底层的Poisenille 流动从中可以看出而且非对称膜中均质层的厚度越薄

第2期 朱序和 气体系统的特性常数 压力 由以上 可见就必须减小 膜的厚度分离系数λ是表示气体分离膜分离混合气中各组分能力的重要指标假设膜供给侧混合气的组分 A W B B 的摩尔浓度分别为Y A 则该膜的分离系数定义为 B B A A B A B A Y W W Y W W Y Y A B ??==λ 表1 醋酸纤维非对称膜与均质膜渗透系数的比较(22 ) 均质醋酸纤维膜的渗透系数 910?×P 非对称醋酸纤维膜的渗透速率 J 0.19 0.71 Ar 0.032 0.11 0.37 CH 4 0.014 0.07 0.34 N 2 0.014 0.06 0.31 C 3H 8 <0.0001 0.03 0.19 *均质层0.5 μm; **均质层0.13 μm ?à2éó? ??óD?ú1è??íé±í2 A

内燃机原理复习

内燃机原理 1.1784 年英国发明家 J·瓦特发明了蒸汽机。根据德国人 N·A·奥托和 R·狄赛尔提 出的内燃机循环, 于1876 年和 1897 年分别推出了汽油机和柴油机。 2.今后值得研究的主要问题:(一)内燃机燃烧问题的研究,(二)降低内燃机排放与噪声的 研究,(三)内燃机代用燃料及新型燃料的研究,(四)内燃机电子控制技术的研究,(五)内燃机工作过程模拟及其优化的研究,(六)内燃机增压技术的研究,(七)提高内燃机可靠性与耐久性的研究,(八)内燃机低摩擦、低磨损的研究。 3. (1)图( b) 等容循环, 加热过程是在等容条件下进行的。气体从a点开始绝热压缩到c点, 自c 点等容吸热至z点, 气体从z点绝热膨胀到b点, 最后沿ba 线等容散热再回到a点完成一个工作循环。等容循环也叫奥托循环。 (2)图 ( c) 等压循环,加热过程是在等压条件下进行的,等压循环也叫狄赛尔循。气体从a 点开始绝热压缩到c点, 自c 点定压加热至z 点, 气体从z 点绝热膨胀到b 点, 最后沿ba 线定容散热再回到a 点完成一个工作循环。 (3)图( a) 混合循环,。气体从a 点开始绝热压缩到c点, 自c点定容加热至y点, 自y点定压加热至z点,气体从z 点绝热膨胀到b 点, 最后沿ba 线等容散热再回到a 点完成一个工作循环。 4.实际循环与理论循环相比,热效率较低,循环作的功也较小, 具体表现在如下几个方面: 1 .工质不同:理想循环工质是理想气体新鲜空气,比热不随温度变化。实际循环工质 是空气和燃烧产物的混合物,它们的比热随温度升高而上升,加热量相同, 实际循环达到的最高温度比理想循环低。燃烧过程中及燃烧后,工质的成分变为燃烧产物,成分有变化,容积数量即物质的量也发生变化;1300K高温分解。 2 .气体流动阻力:实际循环每个循环工质必须更换,工质在进、排气行程中流经进、排 气管, 进、排气道和进、排气门, 有一定流阻损失。气缸中和分开式燃烧室的柴油机中, 空气流入和流出燃气副室, 也都会引起一定的流阻损失。 3 .传热损失:理想循环中,假设工质与气缸盖、活塞顶、气缸壁等受热件没有热交换。 实际循环,必须对这些受热件进行有效的冷却才能保证内燃机的可靠运转, 部分热量从冷却系统中传出去, 使循环的热效率和循环的比功都有所下降。 4 .燃烧不及时、后燃及不完全燃烧损失:燃烧不可能是瞬时的, 它必然需要一定的时 间才能完成这一过程。 5 .漏气损失:理想循环中, 工质的数量是完全不变的。在实际循环中, 活塞环与气缸 壁之间常有微量工质漏出, 一般约为总量的0 .2%。

内燃机燃烧放热分析计算及其与燃烧分析仪的嵌入集成

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

内燃机原理小结

1、平均指示压力pmi:单位气缸工作容积一个循环所作的指示功 2、指示功率Pi:内燃机单位时间内所做的指示功 3、指示热效率ηit:发动机指示功与所消耗的燃料热量的比值 4、指示燃油消耗率bi:单位指示功的耗油量 5、有效功率Pe、机械损失功率Pm 6、机械效率ηm:有效功率与指示功率之比/ 7、平均有效压力pme:一个假想的平均不变的压力,如果这个压力作用在活塞上,使活塞移动一个行程所作的功等于循环有效功,该压力称为平均有效压力 8、升功率PL(kW/L):在标定工况下,每升气缸工作容积所发出的有效功率、 /9、充量系数φc:每循环实际进入气缸的新鲜空气量m1与以进气管状态(ps , Ts , ρs)占满气缸工作容积的理论空气量msh之比 10、过量空气系数φa:燃烧1kg 燃料的实际空气量和理论空气量之比 11、空燃比α和燃空比1/α: 12、有效热效率ηet:实际循环有效功与所消耗的热量的比值 13、有效燃油消耗率be:单位有效功的耗油量,通常用每千瓦小时所消耗的燃料克数 [ g/(kW.h) ]表示 14、机械损失功率Pm(kW)、平均机械损失压力pmm(MPa): 15、机械损失的测定:示功图法、倒拖法(偏大)、灭缸法、油耗线法 16、提高内燃机动力性能与经济性能的途径:1、采用增压技术2、合理组织燃烧,提高指 示效率ηit 4、提高发动机转速n5、提高内燃机的机械效率ηm 6、采用二冲程提高升功率PL 17、1、发动机的转矩分为指示转矩和有效转矩。(2)2、发动机的额定转速属于动力 性能指标。(1)3、指示热效率和机械效率的乘积等于有效热效率。(1)4、发动机转速不变时,负荷越大则循环供油量越大。(1)5、通过分析实测发动机的示功图,可以得到发动机的平均有效压力。(2)6、用示功图法测取发动机的机械损失功率时,若测量时的上止点比实际上止点位置靠前,则计算所得的机械损失功率比实际工况的小。 (2)7、用倒拖法测量机械效率时,由于没有负荷,缸内压力低,摩擦损失小,测得的机械损失较小。(2)8、油耗线法的前提是近似假定有效热效率为常数,使得小时耗油量与平均有效压力成正比,从而算得机械效率。(2)电喷汽油机中等负荷时过量空气系数等于1。(1) 第三章内燃机的工作循环 1、①压缩比εc 越大,ηt 越大②压力升高比λp 越大,ηt 越大③初期膨胀比ρ0 越大,ηt 越小④提高ηt 的措施,均能提高循环平均压力pt 2、柴油自燃性用十六烷值表示:用两种燃料配制成不同比例的标准燃料:正十六烷C16H34,自燃性好,规定十六烷值为100,α-甲基萘C11H10,自燃性差,规定十六烷值为0 3、汽油抗爆性用辛烷值表示:也是用两种标准燃料配制混合燃料异辛烷C8H18 ,抗爆性好,规定为100,正庚烷C7H16 ,抗爆性差,规定为0 4、抗爆指数:研究法辛烷值和马达法辛烷值的平均值 5、低热值:1kg燃料完全燃烧放出的热量,不计水蒸气的汽化潜热的热值称为低热值 6、残余废气系数φr:上循环的残余废气量与本循环进气终了缸内的工质总量之比 7、排气再循环率:再循环废气量与新鲜充量之比 分析题 1、画图分析实际循环和理论循环的区别 一、工质的影响:使比热容增大、燃烧产物还存在高温分解和膨胀过程的复合换热、燃烧

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