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发动机复习提纲第一章 发动机的性能第一节 发动机理论循环一． 三种基本循环根据加热方式的不同，发动机有三种基本空气标准循环，即定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环二． 循环热效率ηt 循环热效率是工质所做循环功W(J)与循环加热量Q1（J）之比，用以评定循环经济性三． 循环平均压力ptpt（kPa）是单位气缸容积所做的循环功，用以评定循环的做功能力第二节 四行程发动机的实际循环发动机实际循环是由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程所组成第三节 实际循环的评定 指示指标一． 平均指示压力Pmi一个实际循环工质对活塞所做的有用功称为指示功，用Wi(KJ)表示为了比较不同大小气缸的做功能力，需要排除尺寸的影响，而引入平均指示压力Pmi的概念，平均指示压力Pmi是发动机单位气缸工作容积的指示功Pmi=Wi/Vs Vs是气缸工作容积二． 指示功率Pi发动机单位时间所做的指示功，称为指示功率Pi三． 指示热效率 和指示燃料消耗率指示热效率是实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比值指示燃料消耗率是指单位指示功的耗油量，通常以每千瓦小时的耗油量表示，当试验测得发动机指示功率Pi（kW）以及每小时耗油量B（Kg/h）时，指示比油耗【g/（kW·h】为按热功当量得， 第四节 发动机经济性和动力性的评定发动机经济性和动力性指标是以曲轴对外输出的功率为基础，代表了发动机整机的性能，通常称他们为有效指标。

一． 发动机动力性能1. 有效功率Pe 发动机的指示功率并不能完全对外输出，功在发动机内部的传递过程中，不可避免有损失，这些损失包括：1） 发动机内部运动零件的摩擦损失如活塞、活塞环对缸壁的摩擦，曲柄连杆机构轴承的摩擦，气阀机构的摩擦等，这部分损失所占比例最大2） 驱动附属机构的损失，如驱动水泵、机油泵、喷油泵、风扇、电动机等3） 泵气损失，指进排气过程所消耗的功 上述损失所消耗的功率称为机构损失功率Pm，指示功率减去机构损失功率，才是发动机对外输出的功率，称为有效功率Pe(kW),所以2. 有效扭矩Ttq发动机工作时，由功率输出轴输出的扭矩称为有效扭矩Ttp，它与有效功率Pe之间的关系是3. 平均有效压力Pme平均有效压力是发动机单位气缸工作容积输出的有效功，它与有效功率Pe之间的关系是Pme值大，说明单位气缸工作容积对外输出的功多，做功能力强二． 发动机经济性能1. 有效热效率是发动机的有效功 与所消耗燃料热量 之比值2. 有效燃料消耗率 是单位有效功的耗油量（简称耗油率），通常以每千瓦小时的耗油量表示三． 发动机强化指标1. 升功率 和比质量升功率 是发动机每升工作容积所发出的有效功率第六节 机械损失三． 影响机械损失的因素1. 汽缸直径及行程根据试验，机械损失功率与缸径、行程的大致关系为式中 D——汽缸直径 S——活塞行程 Dm——曲轴的平均直径 K——与汽缸数和转速有关的常数可见，当发动机工作容积增加，即加大缸径或行程时，机械损失效率增加，但因气缸的面积与容积之比值（A/V)减少，相对摩擦面积减少，故相对的机械损失少，机械效率提高。

当气缸工作容积一定，而行程、缸径比(S/D)减少时,则因活塞平均速度Cm值和A/V值均有所下降，所以机械效率提高2. 摩擦损失在机械损失中，摩擦损失所占比例最大，达70%左右，故降低摩擦损失一直是人们极为关注的问题3. 转速n发动机转速上升，导致：1） 各摩擦副间相对速度增加，摩擦损失增加2） 曲柄连杆机构的惯性力加大，活塞侧压力和轴承负荷均增高，摩擦损失增加3） 泵气损失加大4） 驱动附件消耗的功多因此，n上升，机械损失功率增加，机械效率下降4. 负荷负荷减少，机械效率 下降，直到空转时，有效功率 =0，指示功率 全部用来克服机械损失功率，即 ，故 =05. 润滑油品质和冷却水温度第七节 热平衡一． 实际循环热平衡1实际工质的影响2. 换气损失3. 燃烧损失4. 传热损失第二章 发动机的换气过程第一节 四行程发动机的换气过程一． 换气过程换气过程分作自由排气、强制排气、进气、气门叠开四个阶段1. 自由排气阶段从排气门打开到气缸压力接近了排气管压力的这个时期，称为自由排气阶段从排气门开始打开到下止点这段曲轴转角，称为排气提前角，一般为30°~80°的曲轴转角。

2. 强制排气阶段此阶段废气是由上行活塞强制推出，由于要克服排气门、排气道处的阻力，缸内平均压力比排气管平均压力略高一些，一般高出10kPa左右从上止点到排气门完全关闭这段曲轴转角，称为排气迟闭角，一般为10°~35°曲轴转角3. 进气过程进气门是在上止点前开始打开，以保证活塞下行时有足够大的开启面积，新鲜工质可以顺利流入气缸，一般进气门提前开启角为上止点前0°~40°曲轴转角进气门也必须在下止点后才关闭，因为需要利用高速气流的惯性，在下止点后继续充气，以增加进气量，一般进气门迟闭角为下止点后40°~70°曲轴转角4. 气门叠开由于排气门的迟后关闭和进气门的提前开启，存在进排气门同时开着的现象，称为气门叠开二． 换气损失换气损失是由排气损失和进气损失两部分组成1. 排气损失 减小排气系统阻力及排气门处的流动损失，是降低排气损失的主要办法2. 进气损失 第二节 四冲程发动机的充气效率一． 充气效率充气效率 是实际进入气缸的新鲜工质量与进气状态下充满汽缸工作容积的新鲜工质量的比值式中 m V ——实际进入气缸的新鲜工质的质量 体积 m V ——进气状态下充满工作容积的新鲜工质的质量 汽缸工作容积。

值越高，代表每循环进入一定汽缸容积的新鲜工质量多，则发动机功率和扭矩可增加，动力性能好二． 影响充气效率的因素1. 进气终了的压力对 有重要影响， 越高， 值越大2. 进气终了的温度 值越高，充入气缸的工质密度越小，可使 降低3. 残余废气系数气缸中残余废气增多，不仅使 下降，并且使燃烧恶化4. 配气定时5. 压缩比压缩比增加，压缩容积减小，残余废气量随之减少，因而 有所增加6. 进气状态第三节 减少进气系统的阻力一． 进气门1. 时面值2. 进气马赫数Ma当Ma超过一定数值（0.5左右）时， 便急剧下降，当 急剧下降后，即使提高转速，因单位时间充气量无法增加，功率也不能增加，因此，必须注意控制Ma值增大气门的相对通过面积；改善气门处的气体流动，提高流量系数；合理的配气相位，是限制Ma值，提高 的有效办法，这对于高速发动机尤为重要3. 气门直径和气门数增大进气门直径可以扩大气流通路截面积，提高 4. 气门升程适当增加气门升程，改进凸轮型线，减少运动件质量，增加零件刚度，在惯性力允许条件下气门开闭的尽可能快，从而增大时面值，提高通过能力5. 减少气门处的流动损失第三章 燃料与燃烧第二节 燃料的使用特性一． 柴油在轻柴油性能的项目中，可以分为：1） 评价柴油自燃性的指标——十六烷值 2） 与燃料完善程度以及起动性能有密切关系的性质——镏程3） 与燃料喷射有密切关系的性质——粘度二． 汽油辛烷值是表示汽油抗爆性的指标，辛烷值越高，抗暴震的能力强。

第三节 燃烧热化学一． 过量空气系数燃烧1kg燃料实际提供的空气量L和理论上所需空气量Lo之比，称为过量空气系数 第四章 汽油机混合气的行成和燃烧第一节 汽油机燃烧过程 一．正常燃烧过程（1） 着火延迟期，从火花塞点火至气缸压力明显脱离压缩线而急剧上升时的时间或曲轴转角2） 明显燃烧期 从形成火焰中心到火焰传遍整个燃烧室，示功图上常指压力达到最高点止明显燃烧期是汽油机燃烧的主要时期，明显燃烧期越短，越靠近上止点，汽油机经济性，动力性越好，但可能导致 值过高，噪声，震动大，工作粗暴，对排污亦不利3） 后燃期 它是指明显燃烧期以后的燃烧，主要有火焰前锋后未及燃烧的燃料再燃烧综上所述汽油机正常燃烧过程是唯一地有定时的火花点开始，且火焰前锋以一定得正常速度传遍整个燃烧室二．燃烧速度1. 火焰速度2. 火焰前锋面积3. 可燃混合气密度三． 不正常燃烧1. 爆燃爆燃的外部特征是：气缸内发出特别尖锐的金属敲击声，亦称之敲缸，轻微敲缸时，发动机功率上升，油耗下降，但严重时，会产生冷却水过热，功率下降，耗油率上升，成为一种极其有害的不正常燃烧爆燃产生的原因是：在正常火焰传播的过程中，处在最后燃烧位置上的那部分未燃混合气，也称末端混合气看，进一步受到压缩和辐射热的作用，加速了先期反应，如果在火焰前锋还没到达之前，末端混合气已经自然，这部分混合气燃烧速度极快，火焰速度可达每秒百米甚至数百米以上，是局部压力温度很高，并伴随有冲击波，压力冲击波反复撞击缸壁，发出尖锐的敲缸声，严重时，冷却系过热，功率减少，耗油率增加，甚至造成活塞，气门烧坏，轴瓦破裂，火花塞绝缘体破坏，润滑油氧化成胶质，活塞环粘再槽内等故障，故汽油机不允许在严重爆燃的情况下工作。

2. 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，统称表面点火早燃是指在火花塞点火至前，炽热表面就点燃混合气的现象，由于他提前点火而且热点表面比火花大，使燃烧速率快，汽缸压力，温度增高，发动机工作粗暴，并且由于压缩功增大，向缸壁传热增加，致使功率下降，火花塞，活塞等零件过热早燃会诱发爆燃，爆燃又会让更多的炽热表面温度升高，促使更剧烈的表面点火，两者相互促进，危害可能更大与爆燃不同，表面点火一般是在正常火焰烧到之前由炽热物点燃混合气所致，所以没有压力冲击波，“敲缸声”比较沉闷，主要是由活塞，连杆，曲轴等运动件受到冲击负荷产生振动而造成第三节 燃烧室汽油机燃烧室一般应注意以下几个原则1. 结构紧凑2. 具有良好的充气性能3. 火花塞位置安排适当4. 燃烧室形状合理分布5. 组织适当的紊流运动6. 防止爆燃和早燃第五章 柴油机混合气的形成和燃烧第一节 燃烧过程1. 着火延迟期 从燃油开始喷入燃烧室内至由于开始燃烧而引起压力升高使压力脱离压缩线开始急剧上升温度和压力对着火延迟期的影响：温度越高或压力越高，着火延迟期越短2. 速燃期 从压力脱离压缩先开始急剧上升至达到最大压力点压力升高率压力升高率决定了柴油机运转的平稳性，若压力升高率过大，则工作粗暴，燃烧噪声大，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。

为控制压力升高率，一般来说，缩短着火延迟期和减少着火延迟期内喷入的燃油或可能形成可燃混合气的燃油3. 缓燃期 从最大压力点至最高温。