汽油机燃烧室设计
汽油机混合气[29113]
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第四章 汽油机混合气形成与燃烧
—— 汽油机燃烧室
4. 6 汽油机燃烧室
4.6.3 新型汽油机燃烧室 非均质稀混合气燃烧
传统汽油机采用均匀混合气，具有以下缺点： （1）空燃比范围狭窄，造成低负荷的经济性较差； （2）浓混合气燃烧时容易爆燃； （3）热效率低，油耗高； （4）排气污染严重。 稀薄混合气燃烧的主要困难是： 着火困难，不可靠； 燃烧不稳定，速度低。 解决问题的思路： 保证可靠点火；组织气流运动，加快燃烧。 分层燃烧的思路： 加大点火能量，在火花塞形成较浓混合气，保证可靠着火。 混合气浓度由浓到稀逐步过渡，组织气流运动，快速稳定燃烧。
第四章 汽油机混合气形成与燃烧
—— 汽油机燃烧室
4. 6 汽油机燃烧室
4.6.2 典型汽油机燃烧室 楔形燃烧室
火花塞在楔形高处的进、排 气门之间，火焰距离较长。 一般设置挤气面积，气门稍 倾斜。 气道转弯较小，减少进气阻 力，提高充气效率。 压缩比高，达9~10。 有较高的动力性和经济性。
第四章 汽油机混合气形成与燃烧
第四章 汽油机混合气形成与燃烧
—— 汽油机燃烧室
4. 6 汽油机燃烧室
4.6.3 新型汽油机燃烧室 均质稀混合气燃烧 TGP燃烧室 燃烧室
燃烧室设置副室，加强 燃气的气流运动。 喷孔部位放置火花塞， 保证可靠着火。 利用燃气火焰加快燃烧。 压缩比高达15。 动力性和经济性好，压 力升高率低，工作柔和。 对点火时刻敏感。
—— 汽油机燃烧室
4. 6 汽油机燃烧室
4.6.2 典型汽油机燃烧室 碗形燃烧室
燃烧室在活塞顶内，结 构紧凑，火花塞在中间，火 焰传播距离短。 挤流效果好。 气道转弯小， 进气阻力 大，充气效率高。 压缩比可达13。 动力性和经济性好，压 力升高率低，工作柔和。 对点火时刻敏感。
内燃机设计第6版
内燃机设计第6版内燃机设计第6版第1章引言内燃机是一种将化学能直接转化为机械能的装置，广泛应用于交通运输、工业生产和家庭生活等领域。
随着技术的进步和环境意识的增强，内燃机设计正面临着新的挑战和机遇。
本版《内燃机设计》旨在介绍最新的设计理念、技术和方法，以满足用户需求和环境要求。
第2章内燃机基本原理2.1 内燃机分类内燃机可分为点火式和压燃式两大类。
点火式内燃机在燃料与空气混合后，先通过点火方式引燃，然后使燃烧产生高温高压气体推动活塞运动。
常见的点火式内燃机有汽油机和柴油机。
压燃式内燃机则是在燃料与空气混合后，通过压力升高使燃料自燃，然后推动活塞产生工作。
典型的压燃式内燃机有喷气发动机和火箭发动机。
2.2 内燃机工作循环内燃机的工作循环一般分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
进气阶段是通过气门将空气和燃料引入燃烧室；压缩阶段是活塞向上行程时，将混合气体压缩成高压气体；燃烧阶段是点火引燃混合气体，产生高温高压气体推动活塞运动；排气阶段是活塞向下行程时，将燃烧产生的废气排出燃烧室。
第3章内燃机设计参数3.1 性能参数内燃机的基本性能参数包括功率、扭矩和燃料消耗率。
功率是内燃机在一定时间内所能输出的机械功率，通常用千瓦（kW）表示。
扭矩是内燃机输出的转矩，用牛顿米（Nm）表示。
燃料消耗率是指单位功率所需的燃料消耗量，用克/千瓦小时（g/kWh）表示。
3.2 几何参数内燃机的几何参数主要包括缸径、行程和缸数。
缸径是活塞直径，通常用毫米（mm）表示。
行程是活塞上下运动的距离，用毫米（mm）表示。
缸数是内燃机的气缸个数，常见的有单缸、双缸、四缸等。
3.3 材料参数内燃机所使用的材料对性能和寿命有直接影响。
活塞、气缸套等运动部件通常采用铝合金或钢材料制造，以保证强度和耐磨性。
气门、气门座等部件则采用耐高温和耐腐蚀的合金材料。
第4章内燃机燃烧过程4.1 燃烧理论内燃机的燃烧过程是燃料与空气混合后发生的化学反应。
汽油机内部工作原理图解
汽油机内部工作原理图解
汽油机的内部工作原理如下：
1. 燃油供给系统：燃油从汽油箱通过电子喷油器送入燃烧室。
2. 进气过程：气缸活塞向下运动，气缸内形成真空，进气门打开，进气气体从进气阀进入。
3. 压缩过程：气缸活塞向上运动，进气阀关闭，气缸内气体被压缩，压缩比提高。
4. 点火过程：火花塞放电，火花点燃压缩的混合气，开始燃烧过程。
5. 燃烧过程：燃烧混合物的能量释放，高温和高压气体推动活塞向下运动，将化学能转化为机械能。
6. 排气过程：废气排出，气缸活塞再次向上运动，废气由排气阀排出。
7. 循环重复：活塞循环运动，不断重复进气、压缩、燃烧和排气过程，驱动发动机持续运转。
KE495QME汽油机燃烧室改进设计探讨
摘 要： 结合汽油机燃烧室设计原则对 Ｋ ４ ５ ＭＥ汽油机燃烧室性 能进行分析 ， Ｅ ９Ｑ 并对其结构改进
Hale Waihona Puke 设计进行探讨 。用 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 软件的 Ｆ ０ Ｒ Ｎ Ｃ Ｄ对比分析改进前后燃烧室的气流组织情况， Ｌ Ｔ Ａ Ｆ 并
结合 发动 机其 它 结构 的改进 预 测整 机性 能 。
２５０ ３５ ０ｒｍｉ的主要 工作 段 。 ０ ￣ ０ ／ ｎ 实 验后 拆 机检 查发 现 ， 图 ｌ 示 ， 如 所 在进 气 门上
使得部分可燃混合气在此处燃烧缓慢 ， 从而导致后燃
期过长， 或产生积碳 。同时 ２ 这个狭长地带 由于压缩
余隙偏大 ， 实际上没有挤气效果 ， 反而容易产生积碳。
进气门、 排气门与燃烧室壁的最小距离如图 ｌ ６ 上 所
靠近火花塞的部分 ７ 、 处普遍存 在积碳 ， 处 ２ 且第 四 缸的进气 门靠近气缸盖壁的 ６ 出现严重积碳 。在 处 相应活塞部分也发现积碳现象。这说 明燃烧室的这
・
２ ・ ３
维普资讯
使用 中发现诸多问题 ， 比如， 功率不足 ， 扭矩偏低 ， 油
耗过高 ， 机油 、 冷却液过热， 燃烧室积炭严重等 ， 这也 反映了 Ｋ ４５ Ｅ ９ＱＭＥ设计上所存 在的缺 陷。本文主
要针对燃烧室 的改进作一个全面的探讨 。
１ 原燃烧 室结构 分析
１ １ 燃 烧 室结构 ．
１ 一 排气 Ｉ ；－ ： ２狭长地带 ； １ ３火花塞安 装处 ４ 流流 动区域 ； 进气 口； 气缸 盖壁 一 气 ５ ６ －
量系数以及排气 中的有害成分等都有较大影响， 在
一
和残余废气系数 比较高， 充量系数 比较低 ， 从而影响
汽油机燃烧室基本要求是
汽油机燃烧室基本要求是汽油机燃烧室是发动机工作的核心部件，它决定了发动机的性能和效率。
下面将介绍汽油机燃烧室的基本要求。
1. 容积和形状汽油机燃烧室的容积和形状对发动机的性能和效率有着非常重要的影响。
燃烧室的容积应该与缸内活塞的移动相适应，以确保燃料被完全燃烧。
燃烧室的形状应该有利于混合气体的均匀分布和燃烧。
通常，燃烧室的顶部是圆形或半球形的，底部是扁平的或有一定的倾斜角度。
2. 燃烧室壁面燃烧室壁面应该具有一定的光滑度和导热性，以便降低燃烧过程中的热损失和防止积炭。
同时，为了保证混合气体的快速燃烧，燃烧室的壁面应该具有一定的凸起或凹陷，以增加燃烧面积。
3. 燃烧室进气口燃烧室的进气口应该位于燃烧室的正中央，并且尽可能大，以确保混合气体的快速进入和充分混合。
此外，进气口的角度和方向也应该考虑到燃烧室的形状和容积，以保证混合气体的均匀分布。
4. 点火系统点火系统是燃烧室中燃料燃烧的关键。
点火系统的设计应该使火花能够快速传播到燃烧室中的混合气体，并且能够在短时间内完成点火过程。
此外，点火系统的位置也应该考虑到燃烧室的形状和容积，以保证点火能够覆盖整个燃烧室。
5. 排气系统排气系统对燃烧室的正常工作也有着重要的影响。
排气系统应该能够及时排出燃烧后的废气，并且将废气排出至远离发动机的位置，以避免对发动机产生负面影响。
此外，排气系统的设计还应该保证废气能够尽可能快地排出，以避免影响发动机的性能和效率。
汽油机燃烧室是发动机工作的核心部件，其设计应该考虑到容积和形状、燃烧室壁面、燃烧室进气口、点火系统和排气系统等方面，以确保发动机具有良好的性能和效率。
发动机原理B复习资料 附带答案
一、名词解释题1、有效热效率：实际循环的有效功与得到此功所消耗的燃料的热量的比值。
2、热值：单位重量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。
3、充量系数：换气过程实际进入气缸的新鲜充量与进气状态下充满气缸工作容积的理论充量之比。
4、平均机械损失压力：发动机单位汽缸工作容积一个循环所损失的功。
5、指示功率：单位时间内所作的指示功。
6、残余废气系数：进气过程结束时气缸内残余废气量与进入气缸中新鲜空气的比值。
7、负荷特性：当转速不变时，发动机的性能指标随负荷而变化的关系。
8、指示热效率：实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。
9、指示燃油消耗率：单位指示功的耗油量。
10、有效性能指标：以发动机输出轴上输出功率为基础的性能指标。
11、升功率：标定工况下每升气缸工作容积所作的有效功率。
12、过量空气系数：燃烧1kg燃料的实际空气量与理论空气量之比。
13、指示性能指标：以气缸内工质对活塞所作有用功为基础的性能指标。
14、平均有效压力：发动机单位气缸工作容积输出的有效功。
15、指示热效率：发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。
16、增压度：发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。
17、速度特性：发动机在油量调节机构保持不变的情况下，主要性能指标随发动机转速的变化规律。
18、有效燃料消耗率：单位有效功的耗油量。
19、平均指示压力：单位气缸工作容积所作的指示功。
20、比质量：发动机的质量与所给定的标定功率之比。
21、增压比：增压后气体的压力与增压前气体的压力之比。
22、发动机的特性：内燃机性能指标随调整情况及运转工况而变化的关系。
二、填空题1、进气门关闭时缸内压力越高，充量系数越大，如果对进气进行加热，将导致充量系数变小。
2、过量空气系数是指发动机工作过程中，燃烧1kg燃油实际供给的空气量与理论空气量之比。
3、测定机械损失的方法有示功图法、倒拖法、灭缸法、和油耗线法。
4、柴油机的异常喷射有二次喷射、滴油现象、断续喷射、不规则喷射和隔次喷射。
汽车发动机原理试题库及答案
、发动机的性能二、选择题1 、通常认为，汽油机的理论循环为A )A、定容加热循环 B 、等压加热循环C、混合加热循环 D 、多变加热循环6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。
在膨胀过程中，工质B )A、不吸热不放热 B 、先吸热后放热C、先放热后吸热 D 、又吸热又放热2、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5、通常认为，高速柴油机的理论循环为C )A、定容加热循环 B 、定压加热循环C、混合加热循环 D 、多变加热循环6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。
在压缩过程中，工质A、不吸热不放热 B 、先吸热后放热C、先放热后吸热 D 、又吸热又放热发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以2、A、燃料具有的热量为基础 B 、燃料放出的热量为基础C、气体对活塞的做功为基础 D 、曲轴输出的功率为基础2、表示循环热效率的参数有（C）。
A、有效热效率 B 、混合热效率C、指示热效率 D 、实际热效率3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。
A、定容过程B 、加热过程C、定压过程D 、绝热过程4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。
A、绝热过程B 、吸热过程C、放热过程D 、多变过程5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。
A、定容B 、定压10、车用柴油机实际循环与下列（ A ）理论循环相似 。
A 、混合加热循环B 、定容加热循环C 、定压加热循环D 、卡诺循环11、非增压发动机在一个工作循环中，缸内压力最低出现在（D ）A 、膨胀结束B 、排气终了C 、混合D 、多变6、实际发动机的膨胀过程是一个（ D ）A 、绝热过程B 、吸热过程C 、放热过程D 、多变过程7、通常认为，低速柴油机的理论循环为（ B ）加热循环。
A 、定容B 、定压C 、混合D 、多变8、 汽油机实际循环与下列（ ）理论循环相似9、 A 、混合加热循环 C 、定压加热循环 汽油机常用的压缩比在（ A 、 4 ～ 7 B C 、 11 ～ 15 D 、定容加热循环、卡诺循环）范围内。
汽油机燃烧室的设计原则
汽油机燃烧室的设计及发展2094021519 李杏梅农机专业摘要：本文介绍了燃烧室的设计要求，并对每一个设计原则进行了详细的论述，提出了几种新型典型燃烧室如火球高压缩比燃烧室、美国德士古燃烧系统tccs燃烧室、本田cvcc燃烧系统，并分析了他们各自的优缺点。
关键词：发动机燃烧室压缩引言：对于一辆装配完成的汽车，燃料在发动机气缸中发出的总热量其中只有约20%—45%转化为有效功，因此提高燃料利用率对于目前全球资源短缺，油价不断上涨，资源竞争激烈有很大的缓解作用。
而燃烧室作为发动机的主要部件，改进燃烧室设计无论是对于提高发动机动力性，燃油经济性都有很大的帮助。
一、燃烧室设计原则汽油机燃烧室的设计对发动机动力性、经济性、工作稳定性及排放特性有很大影响，为此，燃烧室的设计应满足以下要求。
（一）结构尽量紧凑用燃烧室的面容比—燃烧室表面积与其容积之比来表征燃烧室的紧凑性。
面容比小，燃烧室结构紧凑，从而使火焰传播距离短，燃烧可在短时间内完成、使爆燃倾向减小，还可以提高发动机压缩比。
同时，由于单位体积的表面积较小，相对散热面积小，热损失减小，发动机热效率高，面容比小，使缸壁激冷区减小，HC排放量减少。
燃烧室面容比大小取决于气缸直径与然烧室的形状，在采用小燃烧室情况下，为减少单位体积的表面积，多用半球形燃烧室。
（二）火花塞位置适当火花塞位置不同，火焰传播距离和燃烧速度的变化率也不同，从而影响汽油机的工作性能，为此，确定火花塞位置时，应考虑以下几个方面：1）应使火焰传播距离短，如火花塞布置在燃烧室中央。
2）使末端气体受热减少，如火花塞布置在排气门附近。
3）减少各循环之间的燃烧变动，保证暖机和低速稳定性好，如火花塞布置在进、排气门之间，便于利用新鲜混合气扫除火花塞周围的残余废气，使混合气易于点燃，同时应控制气流的强度，避免吹散火花。
4）确保发动机运转平稳，火花塞的位置应能使从火花塞传播开的火焰面逐渐扩大。
（三）燃烧室形状合理分布燃烧室的容积分布情况反映了混合气体的分布情况。
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Pro/Engineer与发动机设计
汽油机燃烧室设计ver.1
2010年10月09日
李睿Copyright ©MarcoLRU
汽油机燃烧室设计
目前常见的汽油机燃烧室多为篷形燃烧室，这种结构建模非常简单，但通常在绘制时将接近篷顶的曲面绘制为变倒圆，一般情况下这个特征并非是变倒圆，而是由燃烧室结构尺寸确定的。
非变倒圆
¾当前经验
一般燃烧室容积公差约为±1.5%，非加工成形的燃烧室容积公差约为±3%
《Pro/Engineer与发动机设计》应用篇李睿2
汽油机燃烧室设计
¾建模规范
绘制燃烧室主体结构草图（参考应用篇中配气机构骨架设计第31页）
汽油机燃烧室设计
基于YZ建立篷顶抻伸曲面特征
基于XY建立拉伸剪切曲面特征
尺寸参数
z sd0=(0.01～0.05)*VEX_DIA
z sd1=(0.01～0.05)*VIN_DIA
z sd13取值根据燃烧室结构设定
《Pro/Engineer与发动机设计》应用篇李睿4
汽油机燃烧室设计
基于XY绘制燃烧室下半部拉伸曲面特征，并对其进行相应的拔模及圆角修整，然后根据结构对其进行裁剪
汽油机燃烧室设计
建立边界混合特征
在“约束”选项中将链1与链2的条件改为“切线”
有时这步操作不一定能成功，可以在“控制点”选项中人工控制对齐点
将上述三部分曲面逐一合并，并镜像几何，合并成封闭曲面
《Pro/Engineer与发动机设计》应用篇李睿6
汽油机燃烧室设计
建立火花塞孔曲面特征
将火花塞孔曲面与燃烧室模型进行合并，并倒圆
完成其他燃烧室细节特征
燃烧室容积调整参见应用篇中柴油机燃烧室设计第9页，本文不再赘述汽油机燃烧室设计
谢谢
Thank you for your attention
转载请通知作者
marcolru@
《Pro/Engineer与发动机设计》应用篇李睿8。