绪论
内燃机主要特性：负荷特性、速度特性、调整特性、万有特性
汽车发动机有：往复活塞式内燃机、燃气机、涡轮复合绝热发动机、转子发动机（三角活塞式发动机）、热气机（斯特林发动机）、电动机、混合式发动机等
汽车对发动机的要求：汽车的最高车速、汽车的加速时间、最大爬坡能力。满足动力性是汽车对发动机的基本要求。
轿车特别是中高级轿车着重于动力性能，要求加速性能好，最大车速高，有超车能力。
载货汽车较为重视经济性，最大车速较低，因此选用转速较低、后备功率较小的内燃机。
拖拉机宜选用转矩储备系数较大的柴油机，但考虑使用经济性，后备功率较小。
内燃机的优点：1、热效率高，能节省燃料，经济性好，柴油机最高有效热效率已达46%
2、外形尺寸小，质量轻，内燃机单位功率的质量为0.4~0.7Kg/kW
3、功率范围广，适应性好。
4、起动迅速，正常起动只要几秒钟，并很快达到全功率。
5、水的消耗量少，特别是风冷发动机根本不需要水，这对缺水地区是个重要优点
6、维护简单，操作方便。
内燃机的缺点：1、燃料限制，在内燃机中只能直接用液体或气体燃料。
2、噪声大，是城市中的噪声污染源。
3、废气中有害成分造成排放污染。
4、低速时很难发出大转矩，因而以内燃机为动力的车辆，必须装有变速机构。
第一章 内燃机性能指标及实际循环热计算
内燃机性能指标主要包括：动力性能指标（功率、转矩和转速等）、经济性能指标（燃料和润滑油的消耗）、运转性能指标（冷起动性能、噪声和排气品质等）
内燃机实际循环与理论循环的区别：
2、 换气损失，理论循环中忽略进排气过程，实际循环中，进排气提前、延迟。
3、 汽缸壁的传热损失，理论循环假定汽缸壁和工质之间无热交换。但在实际循环中，汽缸壁和工质之间自始自终存在着热量交换。
4、 时间损失，理论循环中，定容瞬间完成，定压气体膨胀与活塞下行一致，实际循环中，燃烧需要时间。
5、 燃烧损失，不完全燃烧，后燃烧
6、 涡流和节流损失，活塞高速运动使工质在汽缸内产生涡流，造成压力损失。对于分隔式燃烧室，由于主、副燃烧室中流进、喷出引起强烈的节流损失。
7、 泄漏损失，气门处的泄漏可以防止，但活塞处的泄漏无法避免。
热平衡：热能在有效功和各种损失方面的数量分配来研究燃料中总热量的利用情况，称为内燃机的热平衡。
总热量的分配大体上可分为五大项：转化为有效功热量QE、传递给冷却介质的热量QS、废气带走的热量QR、燃料不完全燃烧造成的热损失QB、其他热损失QL。
指示指标：用来评定实际循环进行情况的好坏，它是以工质在汽缸内对活塞做功的过程为研究基础。
有效指标：内燃机的经济性和动力性指标以曲轴对外输出的功率为研究基础的，是代表内燃机的整机性能的指示，通常称为有效指标。
有效燃油消耗率：有效燃油消耗率是单位有效功的耗油量
负荷：柴油机油门拉杆或齿条位置，汽油机的节气门开度
升功率是内燃机每升工作容积所发出的有效功率
比质量是内燃机的净质量与它所发出的额定功率之比
内燃机其他性能指排气品质、噪声、振动及起动性等
机械效率是有效功率和指示功率的比值
机械损失的测定：1、倒拖法，2、灭缸法（仅用于多缸内燃机）3、油耗线法4、示功图法
影响机械效率的因素：转速n或活塞平均速度 Cm 负荷变化 油润滑品质和冷却温度
过量空气系数：燃烧1Kg燃料实际提供的空气量与理论所需空气量之比。空燃比：空气量与燃料量的比值
第二章 内燃机的换气过程
内燃机的换气过程：内燃机更换汽缸内工质的过程，即汽缸内排出废气和冲入新鲜工质的整个阶段
换气过程分为：自由排气、强制排气、进气和气门叠开燃烧室扫气四个阶段（填空题）
排气提前角为30 ºCA ~80 ºCA
气门叠开和燃烧室扫气的作用：清除废气增加气缸新鲜充量、降低排出温度、降低热负荷最严重处温度
影响充气效率的因素：进气终了压力、进气终了温度、压缩比与残余废气系数、配气定时、进气状态
“量“调节：在汽油机上，调节负荷时通过改变节气门的开度来调节进入汽缸混合气量的多少
“质”调节：在柴油机上，调节负荷的方法是改变进入气缸的燃料量
影响进气终了温度的主要因素：转速、负荷、缸壁的冷却强度及进气温度
提高充气效率的措施：减少进气门处的流动损失、减小整个进气管道对气流的阻力、减少对新鲜工质的热传导、减小排气系统对气流的阻力、合理选择配气定时
减少进气门处的流动损失的方法：增大进气门直径，配置适当大小的排气门、采用四气门结构(二进二排)、改善进气门和气门座处的流动体动力性能
选择配气定时的合理程度的综合评定：
1、提高充气效率以保证发动机的动力性能
2、合适的充气效率特性以适应发动机转矩特性的需要
3、较小的换气损失以保证发动机的经济性能能
4、必要的燃烧室扫气作用以保证高温零件的热负荷得以适当降低，达到可靠运转
5、合适的排气温度6转子发动机、降低噪声及排气污染
在进、排气门开闭的四个定时中，进气门迟闭角对充气效率的影响最大，因此首先要保证进气门迟闭角的合理性
第三章柴油机混合气形成和燃烧
形成混合气的两种基本形式：空间雾化混合、油膜蒸发混合（填空题）
空间雾化混合的特点：1、对燃料喷雾要求高，燃烧易于完全经济性好；
2、对空气运动要求不高，后期燃料易被早期产物包围高温裂解；
3、初期分布燃料多，燃烧迅速，工作粗暴。
油膜蒸发混合的特点：1、对燃料喷雾要求不高，对空气运动要求高2、放热先缓后急，工作聚积，噪声小，经济性较好3、低速性能不好，冷起动困难
空气运动对混合气形成的影响：1、空气运动可以促使油束分散，增大混合的范围2、热混合作用对混合气的形成有重要影响
着火延迟的影响因素：压缩温度、压缩压力、喷油提前角、转速、油品
不正常喷射现象形式：二次喷油、波动喷油、间断喷油、不齐喷油、后滴
着火延迟对燃烧过程和柴油机性能的影响：
1、对燃烧过程的影响：对最高燃烧压力和最大压力升高率的影响、对示功图图形的影响、对放热规律的影响
2、对柴油机性能的影响：对平均有效压力和功率的影响、对燃油消耗率的影响、对烟度和排气温度的影响
第四章汽油机混合气形成和燃烧
电子控制汽车喷射系统的优点：1、电控汽油喷射系统易于控制燃油供给量，实现混合气空燃比及点火提前角的精确控制，使发动机无论什么工况都能处于最佳状态下运行。
2、电控汽油喷射可以提高发动机功率。
3、由于汽油喷射系统不对进气加热使得压缩温度较低，不易发生爆震，故可采用较高的压缩比来改善热效率
4、电控汽油喷射的燃油雾化是由喷油器的特性所决定的，与发动机转速无关，故起动性能良好
5、电控汽油喷射系统的控制自由度大，对动力性、经济性和排放等可以实现多目标控制；因工况变化，海拔高度、温度变化等对供油系统的影响可以非常容易地校正
6、电子汽油喷射系统具有良好的耐热性能
电子控制汽油喷射系统分类：
（1）按汽油喷射系统的控制方法分为：机械控制式、电子控制式、机电混合控制式
（2）按喷射部位的不同分为：缸内喷射、缸外喷射
（3）按喷射的连续性分为：连续喷射式、间歇射式
喷油量的控制：起动控制、运转控制、断油控制、反馈控制
（问答题）汽油机的燃烧过程与柴油机的燃烧过程的区别：
1、汽油机的燃烧过程属于预混合燃烧，具有定容燃烧的性质。燃烧持续期为25~40 ºCA（柴油机约为50~70 ºCA）2、汽油机的压缩比小，热效率较低，排气温度较高
3、最高燃烧温度高 4、易燃烧不完全，CO、HC、NOx 排放高 5、挥发损失大
正常燃烧过程：燃烧过程分为：滞燃期、急燃期、补燃期
影响火焰传播速度UT的主要因素是燃烧室中气体的 紊流程度、混合气浓度、混合气的初始温度等（填空题）
不正常燃烧可分为：爆震、表面点火
爆震的主要因素：燃油的品质（辛烷值）辛烷值愈高抗爆性愈好、燃烧末端混合气的压力温度、压缩比、燃烧室结构和散热、混合气浓度、点火提前角（火焰前锋传播到末端混合气的时间）
表面点火：在汽油机中，凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面点燃混合气的现象
（问答题）使用因素对燃烧过程的影响：
1、混合气浓度；混合气浓度对燃烧过程的影响是对汽油机的动力性和经济型起决定性作用，它受发动机工况变化的制约并通过化油器实现对浓度的控制。
2、点火提前角；点火提前角增大，压缩负功增大，损失增大效率降低，当点火过迟，燃烧延长膨胀过程，燃烧最高压力下降、温度下降，传热损失增多，排气温度高，功率效率下降。
3、转速；转速增加，火焰传播速度增加，爆震倾向减小
4、负荷；节气门开度关小，扫气减弱，残余废气增多，温度增加，爆燃倾向减小，a=0.8~0.9时，火焰燃烧速度最高
5、大气状况；大气压力降低，充气量减少，混合器变浓；压缩终点压力降低，经济性和动力性下降，但爆震倾向减小。大气温度升高，充气量下降经济性和动力性下降，而且容易发生爆震和气阻。
第五章内燃机噪声、排放污染及防治
汽车有害气体主要从下述途径进入大气：1、排气污染占发动机污染的65%~85%（CH、CO、NOx）2、曲轴箱通风污染占总污染20%，HC3、汽油箱、浮子室污染，占总污染的5%~15%，HC
内燃机排放污染的产生、危害及防治：
1、 一氧化碳（CO），碳粒形成：高温分解，裂化，处在缓燃期，燃烧不充分；危害：燃烧不完全使动力性和经济性下降、排放污染大气、集中在排气门和进气门；防治：改善雾化质量使燃烧完全，碳粒下降、加强气流运动使燃烧完全，碳粒下降、改进发动机结构，加快燃
烧、应绪处理
2、 氮氧化物NOx，形成：燃烧温度高、高温持续时间长、形成火焰前锋面氧气的浓度高即高温富氧；危害：形成肺水肿、形成光化学烟雾；防治：降低压缩比使缸内温度下降，NOx下降、减小点火提前角、采用废气再循环、分层燃烧降低混合气的均匀性使缸内的温度下降、加强燃烧室的气流运动使混合燃烧迅速，使高温持续时间下降
3、 碳氢化合物HC，形成：局部混合气过浓或过稀，是氧化反应减慢，热损失相对增加、面容比大，热损失多，不易着火、激冷放应；危害：致癌、与NOx生成光化学烟雾；防治：降低压缩比使壁面温度排气温度升高，HC下降、改变燃烧室形状降低面容比、采取稀薄燃烧与高能点火、减小点火提前角使得HC在膨胀和排气中缓冲燃烧、减小激冷区、增强气流运动、曲轴箱全通风
发布评论