第一節(jié)內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)概述第二節(jié)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)與熱損失第三節(jié)熱平衡第四節(jié)指示指標(biāo)第五節(jié)有效指標(biāo)第六節(jié)機(jī)械損失第七節(jié)燃燒熱化學(xué)第八節(jié)燃燒基本理論第九節(jié)實(shí)際循環(huán)的近似計(jì)算———熱計(jì)算第十節(jié)

實(shí)際循環(huán)數(shù)值計(jì)算的基本微分方程式第一章內(nèi)燃機(jī)性能指標(biāo)及實(shí)際循環(huán)熱計(jì)算本章要求：掌握內(nèi)燃機(jī)三種理想循環(huán)，理解內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)與熱損失，了解內(nèi)燃機(jī)熱平衡；掌握內(nèi)燃機(jī)指示指標(biāo)與有效指標(biāo)，理解機(jī)械損失及其測試方法；熟悉內(nèi)燃機(jī)燃燒熱化學(xué)及基本理論，了解內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)的熱近似計(jì)算，了解時(shí)間循環(huán)數(shù)值計(jì)算的基本微分方程。高速柴油機(jī):混合加熱循環(huán)燃燒過程基本上由定容燃燒和定壓燃燒1.混合加熱循環(huán)第一節(jié)內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)概述一、理想循環(huán)

汽油機(jī)中混合氣燃燒迅速，近似為定容加熱循環(huán)。

2．定容加熱循環(huán)

高增壓和低速大型柴油機(jī)工作循環(huán)近似為定壓加熱循環(huán)。

3．定壓加熱循環(huán)二、評定指標(biāo)混合加熱循環(huán)1．循環(huán)熱效率2．循環(huán)平均壓力混合加熱循環(huán)*由上述理論循環(huán)的ηt和ｐt表達(dá)式可得出以下結(jié)論:(１)增加ε,可提高ηt,但其提高率將隨ε值的不斷增大而逐漸降低。(２)增大λ，由于可增加混合循環(huán)中等容部分的加熱量，從而導(dǎo)致熱量利用率的提高，因而也可使ηt提高。(３)ε和λ的增長，將伴隨著最高循環(huán)壓力ｐz的急劇上升。(４)增大ρ，可提高ｐt，但由于ρ的增大相當(dāng)于混合循環(huán)中等壓部分的加熱量增加了，因此ηt將隨之降低。(５)絕熱指數(shù)ｋ越大，則ηt越高，第二節(jié)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)與熱損失發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的比較1.工質(zhì)的影響：實(shí)際循環(huán)中，燃燒前后工質(zhì)成分、數(shù)量改變；2.換氣損失：實(shí)際循環(huán)中，存在進(jìn)、排氣過程中的流動(dòng)阻力損失和有用功損失；3.氣缸壁的傳熱損失：工質(zhì)與周圍環(huán)境的熱量交換；4.燃燒損失：（1）燃料燃燒速度的有限性a.壓縮負(fù)功的增加;b.最高壓力的下降;c.初始膨脹比減小。（2）后燃及不完全燃燒（3）在高溫下部分燃燒產(chǎn)物分解而吸熱，是循環(huán)最高溫度下降。5.時(shí)間損失6.其他幾項(xiàng)損失第三節(jié)熱平衡熱量分配情況：

（1）一部分轉(zhuǎn)化為有用功；

（2）一部分傳遞給冷卻介質(zhì)：

（3）廢氣帶走的熱量；

（4）不完全燃燒、輻射熱、驅(qū)動(dòng)附件的能量消耗等其他熱量損失.

QT=Qe+Qs+Qr+Qb+QL

100%=qe+qs+qr+qb+ql二.發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡第四節(jié)指示指標(biāo)示功圖：氣缸內(nèi)工質(zhì)的壓力p隨氣缸工作容積v或曲軸轉(zhuǎn)角θ變化的圖形稱為示功圖。1.指示功Wi：氣缸內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)所作的有用功。可由p-v圖中閉合曲線包圍的面積求得。

Wi=Fiab/106(J)

2.平均指示壓力pi：單位氣缸容積一個(gè)工作循環(huán)所作的指示功。pi=Wi/Vh

(MPa)

指示功率Pi：發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)所作的指示功。一.指示功和平均指示壓力二.指示功率1.指示熱效率ηi：發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗燃料熱量的比值。

ηi=Wi/Q1

2.指示燃油消耗率gi：單位指示功的耗油量。三.指示熱效率和指示燃油消耗率第五節(jié)有效指標(biāo)一.內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力性指標(biāo)1.有效功率Pe：發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出軸上實(shí)際輸出的凈功率。

Pe=Pi-Pm(kW)2.有效轉(zhuǎn)矩Me：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由功率輸出軸輸出的轉(zhuǎn)矩。3.平均有效壓力pe：發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積輸出的有效功，反映了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩Te的大小。

四行程內(nèi)燃機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)一圈，則活塞上、下移動(dòng)兩個(gè)活塞行程。所以轉(zhuǎn)速與活塞平均速度的關(guān)系為：4.轉(zhuǎn)速n和活塞平均速度Cm二.內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)1.有效熱效率ηe：實(shí)際循環(huán)的有效功與為得到有效功所消耗熱量的比值。2.有效燃油消耗率ge：單位有效功率的耗油量。三.內(nèi)燃機(jī)強(qiáng)化程度1.升功率：發(fā)動(dòng)機(jī)每升工作容積所發(fā)出的有效功率稱為升功率。2.比質(zhì)量：發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量G與所發(fā)出的標(biāo)定功率之比。3.強(qiáng)化系數(shù)：平均有效壓力ｐｅ與活塞平均速度Ｃｍ的乘積稱為強(qiáng)化系數(shù)。四.內(nèi)燃機(jī)其他性能評定1．排氣品質(zhì)

汽車的排放標(biāo)準(zhǔn)對氮氧化物(ＮＯｘ)、碳?xì)浠衔?ＨＣ)及一氧化碳(ＣＯ)３種危害最大的氣體的排放量都做出限額規(guī)定。排氣顆粒是指排放物中除水以外的各種液態(tài)和固態(tài)微粒。2．噪聲汽車是城市中主要的噪聲源之一，發(fā)動(dòng)機(jī)又是汽車的主要噪聲源。3．起動(dòng)性

我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不采用特殊的低溫起動(dòng)措施，汽油機(jī)在-10℃、柴油機(jī)在-5℃以下的氣溫條件下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，15s以內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)要能自行運(yùn)轉(zhuǎn)。第六節(jié)機(jī)械損失機(jī)械損失分配情況*由上表可知，機(jī)械損失所消耗的功率占指示功率的10％-30％，是不可忽視的功率損失，降低機(jī)械損失，特別是摩擦損失，使實(shí)際循環(huán)發(fā)出的指示功盡可能轉(zhuǎn)變成對外輸出的有效功，是提高內(nèi)燃機(jī)性能的一個(gè)重要途徑。一.機(jī)械效率機(jī)械效率是有效功率和指示功率的比值。機(jī)械效率的大致范圍是：汽油機(jī)0.7~0.9柴油機(jī)0.7~0.85二.機(jī)械損失的測定①讓內(nèi)燃機(jī)在給定的工況下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，②當(dāng)冷卻水和機(jī)油溫度到達(dá)正常值時(shí)，立即切斷供油（柴油機(jī)）或停止點(diǎn)火（汽油機(jī)），同時(shí)將電力測功器轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)，以給定轉(zhuǎn)速倒拖內(nèi)燃機(jī)，③此過程中盡可能維持冷卻水和機(jī)油溫度不變，④這時(shí)電力測功器所測得的倒拖功率即為內(nèi)燃機(jī)在該工況下的機(jī)械損失功率。1.倒拖法首先將內(nèi)燃機(jī)調(diào)整到給定工況穩(wěn)定工作，測定其有效功率，然后停止向一個(gè)氣缸（例如第一缸）供油，并調(diào)整測功器的阻力矩，使內(nèi)燃機(jī)恢復(fù)到原來的轉(zhuǎn)速，再測定內(nèi)燃機(jī)的有效功率，由于有一個(gè)氣缸不工作，第二次測得的有效功率比第一次測得的小，兩者之差即為停油氣缸的指示功率，然后恢復(fù)第一缸的工作，同法，依次使各缸熄火，即可測得對應(yīng)的有效功率、……。

2.滅缸法各缸的指示功率為：

將上列各式相加得到整機(jī)指示功率為：因此，機(jī)械損失功率為

3.油耗線法在負(fù)荷特性曲線中找出接近直線的線條，并順此線條作延長線，直到與橫坐標(biāo)相交，則交點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的長度即該機(jī)的平均機(jī)械損失壓力。

4.示功圖法錄取被測內(nèi)燃機(jī)一個(gè)汽缸的示功圖，然后算出ｐｉ值，同時(shí)從測功器上記錄該工況的讀數(shù)值并由此算出ｐｅ值，二者之差值即為該工況下內(nèi)燃機(jī)的平均機(jī)械損失壓力ｐｍ。三.影響機(jī)械效率的因素ｎ或Ｃｍ增大，各摩擦副之間的相對速度增加，摩擦損失增大，同時(shí)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力增大，活塞的側(cè)壓力和軸承負(fù)荷增大，摩擦損失也增大。ｎ增大，泵氣損失、驅(qū)動(dòng)附件消耗的功隨之增加，所以機(jī)械效率下降。1.轉(zhuǎn)速n(或活塞平均速度Cm)2.負(fù)荷變化當(dāng)n不變，負(fù)荷↑,則Pi↑,而Pm基本不變。

在保證內(nèi)燃機(jī)正常工作時(shí)有可靠潤滑條件的前提下，盡量選用粘度較小的機(jī)油，以減少摩擦損失，改善起動(dòng)性能。

冷卻液溫度直接影響內(nèi)燃機(jī)的熱負(fù)荷，所以與機(jī)油粘度也密切相關(guān)，從而也影響到摩擦的大小。3.潤滑油品質(zhì)和冷卻液溫度第七節(jié)燃燒熱化學(xué)一.燃燒所必備的空氣量1.1kg燃料完全燃燒所需的理論空氣量設(shè)1kg燃料中含C－gCkgH－gHkgO－gOkg所以1kg燃料完全燃燒所需的氧氣量為：*幾種主要液體燃料的成分、熱值及理論空氣2.過量空氣系數(shù)αL表示發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中每1kg燃料實(shí)際供給的空氣量,L0表示1kg燃料完全燃燒需要的理論空氣量α>1稀混合氣α<1濃混合氣

α＝1

理論混合氣一般汽油機(jī)α＝０.８~１.２，車用高速柴油機(jī)α＝１.２~１.６，增壓柴油機(jī)α＝１.８~２.２。二.理論分子變更系數(shù)1.α>1的情況柴油機(jī)：汽油機(jī)：2.α<1的情況僅在汽油機(jī)上出現(xiàn)。三.實(shí)際分子變更系數(shù)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，由于汽缸中廢氣不可能完全排除干凈，每次吸入新鮮充量時(shí)都有上個(gè)循環(huán)留下來的殘余廢氣，因此研究燃燒前、后工質(zhì)摩爾數(shù)的變化時(shí)，應(yīng)將這種實(shí)際情況考慮進(jìn)去?？紤]了殘余廢氣后，燃燒后的工質(zhì)摩爾數(shù)Ｍ′２與燃燒前工質(zhì)摩爾數(shù)Ｍ′１之比稱為實(shí)際分子變更系數(shù)，以μ表示:第八節(jié)燃燒基本理論一.連鎖反應(yīng)的機(jī)理及燃燒放熱規(guī)律1.連鎖反應(yīng)的基本概念

鏈鎖反應(yīng)過程包括：

①鏈引發(fā)：反應(yīng)物分子受到某種因素激發(fā)（如受熱裂解、受光輻射等）分解成自由原子或自由基。②鏈傳播：自由原子或自由基與反應(yīng)物作用，一方面使反應(yīng)進(jìn)行，另一方面又生成新的自由原子（基）。直鏈反應(yīng)—一個(gè)活化中心與反應(yīng)物作用產(chǎn)生一個(gè)新的活化中心，反應(yīng)以恒速進(jìn)行。

支鏈反應(yīng)—一個(gè)活化中心引起的反應(yīng)，同時(shí)生成兩個(gè)以上的活化中心，反應(yīng)速度急劇增長。

③鏈中斷：自由原子（基）與容器壁面或惰性氣體分子碰撞，反應(yīng)能力下降，不再引起反應(yīng)。例如：氫的燃燒化學(xué)方程：2H2+O2→2H2O實(shí)際過程是：鏈引發(fā)：H2→2H鏈傳播(鏈爆炸)：H+O2→OH+O

O+H2→OH+H2OH+H2→2H2O+2H鏈中斷：H+H+M→H2+M（M是惰性氣體分子）H+OH+M→H2O+MH+O+M→OH+M2.有效反應(yīng)概念和連鎖化學(xué)反應(yīng)的普遍方程式所謂有效反應(yīng)是指能獲得最終產(chǎn)物及活化中心的反應(yīng)。鏈鎖化學(xué)反應(yīng)的速度與有效反應(yīng)中心的生成速度成正比。如果將有效反應(yīng)中心的生成速度與原始物質(zhì)的分子數(shù)Ｎ的比值稱為有效反應(yīng)中心的相對密度ρ，則:連鎖反應(yīng)速度的普遍方程式為：3.內(nèi)燃機(jī)燃燒速度的半經(jīng)驗(yàn)方程式燃燒品質(zhì)指數(shù)ｍ對燃燒百分比ｘ和燃燒速度ｄｘ/ｄφ

的影響二.預(yù)混合氣體中的火焰?zhèn)鞑?.火焰核心的形成預(yù)混合氣體在外源點(diǎn)火的情況下形成火焰核心的前提條件是火花塞附近的混合氣必須具備一定的濃度。汽油機(jī)預(yù)混合氣體的著火濃度范圍為α＝0.5

-1.3。在預(yù)混合氣體中，從火花塞跳火花至火焰核心形成要經(jīng)歷一段時(shí)間。這段時(shí)間的長短與火花塞附近預(yù)混合氣體的壓力、溫度、氧的濃度、燃料種類、混合氣濃度、氣流運(yùn)動(dòng)狀況、電火花的性質(zhì)、電極幾何形狀和距離等諸多因素有關(guān)。2.火焰的傳播（1）α=0.85~0.95時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣萿最大,用此混合氣時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率達(dá)最大，故稱功率混合比。（2）α=1.03~1.1時(shí)，燃燒最完全，熱效率最高，油耗最低，故稱經(jīng)濟(jì)混合比。

α對火焰?zhèn)鞑サ挠绊懭?燃油噴霧與擴(kuò)散燃燒1.燃油噴霧與混合噴入汽缸中的燃油首先要經(jīng)歷破碎和霧化過程。燃油噴入汽缸后的霧化、吸熱、汽化的過程總是伴隨著混合氣的形成過程，即邊霧化、邊混合的過程，以逐步形成可燃混合氣。柴油機(jī)混合氣形成的方式有多種形式，如霧化混合型、油膜混合型、霧化-油膜混合型等。不管具體柴油機(jī)的混合氣形成哪種形式，在一個(gè)循環(huán)的工作過程中混合氣的形成都必須經(jīng)歷預(yù)混合和擴(kuò)散混合這樣兩個(gè)階段。預(yù)混合燃燒擴(kuò)散燃燒2.擴(kuò)散燃燒的特點(diǎn)擴(kuò)散燃燒階段的燃燒情況非常復(fù)雜，它既存在預(yù)混合燃燒的形式，又存在單油滴的擴(kuò)散燃燒形式，是一種氣、液雙相混合的燃燒過程。柴油機(jī)中的燃燒，不管是預(yù)混合氣的均相氣相燃燒，還是微油滴群的油滴擴(kuò)散燃燒，都僅與局部的油氣比例和著火環(huán)境有關(guān)，而與整個(gè)燃燒室中油氣的宏觀比例無關(guān)。柴油機(jī)燃燒過程的另一特點(diǎn)是它容易生成炭煙。第九節(jié)實(shí)際循環(huán)的近似計(jì)算——熱計(jì)算一.燃燒熱化學(xué)計(jì)算根據(jù)給定或選定的燃料成分、過量空氣系數(shù)α和殘余廢氣系數(shù)γ計(jì)算下列各值:1kg燃料所需的理論空氣量Ｌ０；新鮮充量的摩爾數(shù)Ｍ１；燃燒產(chǎn)物的摩爾數(shù)Ｍ２；殘余廢氣的摩爾數(shù)Ｍγ；理論分子變更系數(shù)μ０；實(shí)際分子變更系數(shù)μ。二.換氣過程參數(shù)的確定1.進(jìn)氣終點(diǎn)壓力papａ是影響充氣效率的主要因素，對泵氣損失也有影響。一般情況下，進(jìn)氣終點(diǎn)的汽缸內(nèi)壓力ｐａ低于進(jìn)氣系數(shù)的壓力，其差值取決于吸氣過程中的壓力降Δｐａ。ｐａ＝ｐ０－Δｐａ(非增壓內(nèi)燃機(jī))ｐａ＝ｐｋ－Δｐａ(增壓內(nèi)燃機(jī))式中:ｐ０———環(huán)境大氣壓力；ｐｋ———增壓壓力。2.殘余廢氣系數(shù)γ3.進(jìn)氣終點(diǎn)溫度Ta4.充氣效率ηv三.壓縮過程壓縮比ε是內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)參數(shù)。汽油機(jī)壓縮比的選取主要受到燃料和燃燒室結(jié)構(gòu)類型、排氣污染和不正常燃燒現(xiàn)象等的限制，它的ε比柴油機(jī)低得多。ε的大致范圍是:汽油機(jī)６~１０柴油機(jī)１４~２２增壓柴油機(jī)１２~１５四.燃燒過程計(jì)算柴油機(jī)的燃燒方程式：汽油機(jī)的燃燒方程式：五.膨脹過程膨脹終點(diǎn)的壓力和溫度：六.平均指示壓力和指示熱效率的計(jì)算平均指示壓力pi：指示熱效率ηi：七.實(shí)際循環(huán)熱計(jì)算舉例試對６１３５Ｇ柴油機(jī)標(biāo)定工況進(jìn)行實(shí)際循環(huán)熱計(jì)算。已知條件為:缸徑Ｄ＝135ｍｍ行程Ｓ＝140ｍｍ缸數(shù)

ｉ＝６12h功率

Ｐｅ＝８８.５ｋＷ轉(zhuǎn)速

ｎ＝1500r/min壓縮比 ε＝16.5每缸工作容積

Ｖｈ＝２Ｌ曲柄半徑與連桿長度比

Ｒ/Ｌ＝１/４大氣狀態(tài)

ｐ０＝100kPa，Ｔ０＝288K燃料平均質(zhì)量成分

Ｃ＝0.87，Ｈ＝0.126，Ｏ＝0.004燃料低熱值

Ｈｕ＝42500kJ/kg燃料燃燒室形式 ω形分開式１.參數(shù)選擇２.燃料熱化學(xué)計(jì)算３.換氣過程參數(shù)計(jì)算４.壓縮過程計(jì)算５.燃燒過程計(jì)算６.膨脹過程計(jì)算７.平均指示壓力計(jì)算８.指示熱效率計(jì)算９.指示燃油消耗率計(jì)算10.有效熱效率和有效燃油消耗率計(jì)算11.平均有效壓力和有效功率計(jì)算計(jì)算步驟：實(shí)際循環(huán)熱計(jì)算的數(shù)學(xué)模型雖不算復(fù)雜，但計(jì)算步驟仍較煩瑣，手算很費(fèi)時(shí)間。特別是在經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇不當(dāng)，需另選數(shù)據(jù)進(jìn)行重算時(shí)尤顯煩瑣。如果將熱計(jì)算的數(shù)學(xué)模型編成計(jì)算機(jī)程序，然后上機(jī)進(jìn)行計(jì)算可大大縮短時(shí)間。八.熱計(jì)算的計(jì)算機(jī)程序編制第十節(jié)實(shí)際循環(huán)數(shù)值計(jì)算一.數(shù)值計(jì)算的數(shù)學(xué)模型１.單純?nèi)紵艧崧视?jì)算２.零維燃燒模型３.準(zhǔn)維燃燒模型４.多維燃燒模型１.模型假定在推導(dǎo)缸內(nèi)工作過程計(jì)算的基本微分方程式時(shí)?采用如下的簡化假定:(１)汽缸內(nèi)工質(zhì)的狀態(tài)是均勻的，不考慮缸內(nèi)各點(diǎn)的壓力、溫度和濃度的差異；(２)工質(zhì)為理想氣體，其比熱、內(nèi)能僅與氣體溫度和成分有關(guān)；(３)氣體流入或流出汽缸為準(zhǔn)穩(wěn)定流動(dòng)；(４)進(jìn)、出口的動(dòng)能忽略不計(jì)。二.一種簡單的零維模型數(shù)值計(jì)算方法２.基本微分方程組四沖程柴油機(jī)實(shí)際循環(huán)數(shù)值計(jì)算的基本微分方程式：３.缸內(nèi)實(shí)際工作過程的計(jì)算１)壓縮期２)燃燒期３)膨脹期４.進(jìn)排氣過程的計(jì)算進(jìn)排氣過程計(jì)算的最簡單的方法是容積法，又稱充滿-排空法，實(shí)際上是把進(jìn)排氣管系看成是與原有管道容積相當(dāng)?shù)囊粋€(gè)簡單容器，把不穩(wěn)定的氣體流動(dòng)過程簡化為準(zhǔn)穩(wěn)定的流進(jìn)或流出，即充滿和排空，把一些存在壓力降的元件(如空氣濾清器、消聲器、增壓器、渦輪等)簡化為節(jié)流元件。這樣，對于簡化后的簡單容積系統(tǒng)，可以分別列出質(zhì)量守恒方程、能量守恒方程以及氣體狀態(tài)方程，其形式與求解缸內(nèi)參數(shù)的微分方程式相似，從而可以求解出進(jìn)排氣系統(tǒng)內(nèi)氣體的質(zhì)量、壓力、溫度等熱力學(xué)參數(shù)。５.內(nèi)燃機(jī)性能的計(jì)算在機(jī)械效率或平均機(jī)械損失壓力確定之后，可以根據(jù)本章第五節(jié)的有關(guān)公式，計(jì)算出內(nèi)燃機(jī)有效效率、有效熱效率、燃油消耗率、平均有效壓力等有效性能參數(shù)。第一節(jié)四沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣過程第二節(jié)四沖程內(nèi)燃機(jī)的充氣效率第三節(jié)影響充氣效率的各種因素第四節(jié)提高充氣效率的措施第五節(jié)進(jìn)氣管內(nèi)的動(dòng)力效應(yīng)第六節(jié)二沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣過程第二章內(nèi)燃機(jī)的換氣過程本章要求：掌握四沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣過程及換氣損失；掌握內(nèi)燃機(jī)的充氣效率及實(shí)驗(yàn)測定，理解充氣效率的影響因素，熟悉提高充氣效率的措施；了解進(jìn)氣管內(nèi)的動(dòng)力效應(yīng)，熟悉二沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣過程。第一節(jié)四沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣過程一、換氣過程

換氣過程是從排氣閥開啟直到進(jìn)氣閥關(guān)閉的整個(gè)時(shí)期。這個(gè)過程大約是410~480℃曲軸轉(zhuǎn)角。1.自由排氣階段從排氣門打開到氣缸內(nèi)壓力接近于排氣管壓力的這段時(shí)期。分為：⑴超臨界狀態(tài)⑵亞超臨界狀態(tài)排氣閥剛開始開啟時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力大大超過排氣管內(nèi)壓力，氣缸內(nèi)的壓力是排氣管內(nèi)的兩倍以上。這時(shí)排氣的流動(dòng)處于超臨界狀態(tài)，氣體此時(shí)是音速流過氣門的。隨著活塞的推移，缸內(nèi)的壓力迅速下降，當(dāng)缸內(nèi)壓力與排氣管壓力之比為1.9以下時(shí)，即P/P0<1.9時(shí)，排氣的流動(dòng)進(jìn)入亞臨界狀態(tài)。

2.強(qiáng)制排氣階段在強(qiáng)制排氣階段中，廢氣是由上行活塞強(qiáng)制推出。從排氣閥打開到下止點(diǎn)為止，這段曲軸轉(zhuǎn)角稱為排氣提前角。從上止點(diǎn)到排氣閥關(guān)閉終了，這段曲軸轉(zhuǎn)角為排氣遲閉角。從下止點(diǎn)到進(jìn)氣閥終了這段曲軸轉(zhuǎn)角稱為進(jìn)氣遲閉角。從進(jìn)氣門打開到上止點(diǎn)為止，這段曲軸轉(zhuǎn)角稱為進(jìn)氣提前角。3.進(jìn)氣階段4.氣門疊開和燃燒室掃氣四沖程內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、排氣門的開閉時(shí)間由于內(nèi)燃機(jī)配氣定時(shí)，排氣門在上止點(diǎn)后遲閉和進(jìn)氣門在上止點(diǎn)前開啟，因而在上止點(diǎn)前后存在進(jìn)排氣門同時(shí)開著的現(xiàn)象，稱為氣門疊開。二、換氣損失和泵氣損失

換氣損失x???íì?íìyw進(jìn)氣損失強(qiáng)制排氣損失自由排氣損失排氣損失換氣損失：x+y+w泵氣損失：x+y-u隨著排氣提前角的增大,自由排氣損失增加,強(qiáng)制排氣損失減小。a--提前角適當(dāng)；b--提前角過大；c--提前角過??；d--排氣阻力過大。第二節(jié)四沖程內(nèi)燃機(jī)的充氣效率一、充氣效率的實(shí)驗(yàn)測定充氣效率ηｖ的范圍大致如下:汽油機(jī)０.７０~０.８５柴油機(jī)０.７５~０.９０充氣效率ηｖ:

二、充氣效率的分析式引入殘余廢氣系數(shù)γ,則:

令將代入得到第三節(jié)影響充氣效率的各種因素一、進(jìn)氣終了壓力pa負(fù)荷變化時(shí)，汽油機(jī)和柴油機(jī)的進(jìn)氣終了壓力pa的變化不同。汽油機(jī)pa隨負(fù)荷變化顯著，而柴油機(jī)pa基本不隨負(fù)荷變化。不同節(jié)氣門開度、不同轉(zhuǎn)速時(shí)的進(jìn)氣壓力二、進(jìn)氣終了溫度Ta進(jìn)氣終了溫度上升，密度下降，導(dǎo)致充氣效率的下降。影響進(jìn)氣終了溫度Ta的主要因素有:轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、缸壁的冷卻強(qiáng)度及進(jìn)氣溫度等。氣缸殘余廢氣量多，ηv下降，殘余廢氣量多，則燃燒惡化，內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)性下降，排出有害物及碳煙增加。三、壓縮比ε與殘余廢氣系數(shù)γ壓縮比ε增加，壓縮終點(diǎn)汽缸容積Ｖｃ減小，對于非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，汽缸內(nèi)殘余廢氣量相對減少，充氣效率ηv有所增加。四、配氣正時(shí)五、進(jìn)氣狀態(tài)合適的進(jìn)氣配氣定時(shí)應(yīng)使ξｐａ具有最大值。進(jìn)氣溫度Ｔｓ(或Ｔ０

)升高，新鮮工質(zhì)和汽缸壁的溫差隨之減小，加熱相對減小，ηｖ增加。進(jìn)氣壓力ｐｓ(或ｐ０)下降，若進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力不變，ｐａ隨之下降，且ｐａ

/ｐｓ的比值基本不變，對充氣效率影響不大。第四節(jié)提高充氣效率的措施一、減少進(jìn)氣門處的流動(dòng)損失１.進(jìn)氣馬赫數(shù)Ｍ空氣動(dòng)力學(xué)的理論指明，在高速可壓縮的流動(dòng)系統(tǒng)中，決定氣流流動(dòng)性質(zhì)的最重要參數(shù)是馬赫數(shù)Ｍ，它能反應(yīng)流動(dòng)對ηｖ的影響，成為分析ηｖ的一個(gè)特征數(shù)。２.減小進(jìn)氣門處的流動(dòng)損失１)增大進(jìn)氣門直徑，配置適當(dāng)大小的排氣門２)采用四氣門結(jié)構(gòu)(二進(jìn)、二排)３)改善進(jìn)氣門和氣門座處的流體動(dòng)力性能氣流在進(jìn)氣門座處的流動(dòng)形式二、減少整個(gè)進(jìn)氣管道對氣流的阻力1.減小空濾器的阻力設(shè)計(jì)低阻高效，使用保養(yǎng)清潔。2.減小進(jìn)氣管道的阻力汽油機(jī)歧管矩形斷面小，流速快，汽化好，阻力大柴油機(jī)歧管圓形斷面大，流速慢，汽化差，阻力小設(shè)計(jì)合理選擇斷面，彎少避免突變。使用清除積炭、安裝正確、保持暢通。三、減少對新鮮工質(zhì)的熱傳導(dǎo)四、減少排氣系統(tǒng)對氣流的阻力除了在設(shè)計(jì)上對熱傳導(dǎo)與傳熱損失做周密的考慮外，在運(yùn)轉(zhuǎn)條件方面，降低活塞、進(jìn)排氣門等零件溫度和減少新鮮充量接觸面積，都有利于減少熱傳導(dǎo)對新鮮充量的影響。減小排氣門、排氣管道，特別是消聲器的排氣阻力，除有利于提高充氣效率外，主要可以減少換氣過程的排氣損失功。五、合理選擇配氣定時(shí)配氣定時(shí)的合理程度應(yīng)按下列幾個(gè)方面來綜合評定:(１)提高充氣效率以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。(２)合適的充氣效率特性以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性的需要。(３)較小的換氣損失以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能。(４)必要的燃燒室掃氣作用以保證高溫零件的熱負(fù)荷得以適當(dāng)降低，達(dá)到可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。(５)合適的排氣溫度。(６)降低噪聲及排氣污染。ＢＪ２１２汽油機(jī)改變進(jìn)氣遲閉角對ηｖ和Ｐｅ的影響(１)圖中每條ηｖ曲線相當(dāng)于在一定配氣定時(shí)下，ηｖ隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。(２)圖中不同的ηｖ曲線，表示了在不同的配氣定時(shí)下，ηｖ隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，不同的進(jìn)氣遲閉角，ηｖ最大值對應(yīng)的轉(zhuǎn)速不同。第五節(jié)進(jìn)氣管內(nèi)的動(dòng)力效應(yīng)一、慣性效應(yīng)定義：進(jìn)氣管內(nèi)的壓力波對本循環(huán)的進(jìn)氣過程有直接影響。這種影響稱慣性效應(yīng)。邊界條件：①當(dāng)波傳到固壁端，反射回來的是同類波。②當(dāng)波傳到開口端，且管外壓力不變，反射回來的是異類波。慣性系數(shù)：二、波動(dòng)效應(yīng)定義：進(jìn)氣管內(nèi)殘存的壓力波對下一循環(huán)進(jìn)氣過程的影響叫做波動(dòng)效應(yīng)。豐田汽車諧波增壓可變進(jìn)氣系統(tǒng)第六節(jié)二沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣過程一、換氣過程及示功圖曲軸箱掃氣二行程內(nèi)燃機(jī)工作過程ａ)、ｂ)、ｃ)工作機(jī)構(gòu)簡圖，ｄ)工作缸內(nèi)示功圖１排氣口、２-掃氣口、３-進(jìn)氣口二、換氣系統(tǒng)的基本形式１.橫流換氣型２.回流換氣型３.直流換氣型三、評價(jià)換氣質(zhì)量的參數(shù)１.掃氣效率ηｓ和殘余廢氣系數(shù)γ２.過量掃氣系數(shù)(又稱給氣比)?0３.充氣系數(shù)(或容積效率)四、關(guān)于主要換氣參數(shù)的選取對于現(xiàn)代不同類型的二沖程柴油機(jī)，ｐｋ值的大致范圍是:汽車、拖拉機(jī)１３０~２００ｋＰａ機(jī)車、船用中高速機(jī)１３０~２７０ｋＰａ陸用、船用高速機(jī)１５０~３００ｋＰａ１.掃氣壓力ｐｋ2.過量掃氣系數(shù)?０?０值的大致范圍為:車用高速內(nèi)燃機(jī)１.２５~１.５０機(jī)車、船用中高速機(jī)非增壓１.２５~１.３０增壓１.４０~１.７０曲軸箱掃氣０.５０~０.９０五、二沖程內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展為了發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，解決存在的問題，近年來，國內(nèi)外對中、小型二沖程內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，采用新技術(shù)、新材料、新工藝，使其實(shí)用化前景十分可觀。日本豐田汽車公司新研制的Ｓ—２型(Ｓｕｐｅｒｃｈａｒｇｅｄ２ＳｔｒｏｋｅＥｎｇｉｎｅ)二沖程直列六缸水冷汽油機(jī)，作為高性能豪華型轎車的動(dòng)力。第一節(jié)柴油機(jī)混合氣形成第二節(jié)柴油機(jī)的燃燒過程第三節(jié)柴油機(jī)機(jī)械控制燃油噴射系統(tǒng)第四節(jié)柴油機(jī)電子控制燃油噴射系統(tǒng)第三章柴油機(jī)混合氣形成和燃燒本章要求：掌握柴油機(jī)混合氣形成過程；掌握柴油機(jī)的燃燒過程及其影響因素；熟悉柴油機(jī)機(jī)械控制燃油噴射系統(tǒng)；掌握柴油機(jī)電子控制燃油噴射系統(tǒng)。第一節(jié)柴油機(jī)混合氣形成一、形成混合氣的兩種基本形式1.空間霧化混合在噴油壓力較高的條件下，將燃料噴向燃燒室空間，利用噴注與空氣的相對運(yùn)動(dòng)及空氣在壓縮過程中產(chǎn)生的熱能，實(shí)現(xiàn)破碎霧化、吸熱蒸發(fā)并與空氣混合形成可燃混合氣?？臻g霧化混合主要用于大、中型柴油機(jī)。缸徑為１４０~１６０ｍｍ的中、小型高速柴油機(jī)亦有發(fā)展這種混合氣形成方式的趨向。2.油膜蒸發(fā)混合油膜蒸發(fā)混合是將大部分燃油噴到燃燒室壁面上，形成一層油膜，油膜在壁溫和熱空氣的作用下蒸發(fā)、汽化并與空氣混合形成可燃混合氣?，F(xiàn)代中小型高速柴油機(jī)以及部分大中型中速柴油機(jī)，出現(xiàn)多種霧化—油膜混合型的混合氣形成方式，多數(shù)情況下是以霧化混合為主，兼有一定程度的油膜混合。二、燃料的噴霧1.油束的形成及特性油束形狀油束射程L：表示噴注貫穿深度

噴霧錐角β：表示噴注緊密程度

霧化質(zhì)量幾何形狀細(xì)微度：油注中的平均直徑均勻度：油注中最大直徑與最小直徑之差2.影響油束特性的因素1）噴油器構(gòu)造噴油器的結(jié)構(gòu)不同，引起油束形成的內(nèi)部擾動(dòng)也不同，從而就產(chǎn)生不同形式的油束。各種噴油器的結(jié)構(gòu)2）噴油壓力燃油噴射壓力越大，則燃油流出的初速度就越大，在噴孔中燃油擾動(dòng)程度及流出噴孔后所受到的介質(zhì)阻力也就越大，使霧化的細(xì)度和均勻度提高，即霧化質(zhì)量好。噴油壓力對霧化特性的影響3）介質(zhì)反壓力介質(zhì)密度增大使反壓力增加，引起作用在油束上的空氣阻力增加，因此燃料霧化有所改善，噴霧錐角增加，射程縮短。4）噴油泵凸輪外形及轉(zhuǎn)速凸輪形狀較陡或轉(zhuǎn)速較高時(shí)，均使噴油泵的柱塞供油速度加快，由于節(jié)流作用會(huì)使油管中的燃油壓力增加，從而使噴油速度增大，因此霧化變好，油束射程和噴霧錐角均有所增加。三、空氣運(yùn)動(dòng)對混合氣形成的影響(１)空氣運(yùn)動(dòng)可以促使油束分散，增大混合的范圍。(２)熱混合作用對混合氣的形成有重要影響。多孔噴油嘴的混合氣形成ａ)靜止空氣ｂ)空氣作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)第二節(jié)柴油機(jī)的燃燒過程一、燃燒過程進(jìn)行情況Ⅰ-滯燃期

Ⅱ-速燃期

Ⅲ-緩燃期Ⅳ-補(bǔ)燃期h-針閥升程Q-循環(huán)放熱量dq/dφ-噴油速率dQ/dφ-放熱速率1)噴油始點(diǎn)2)缸內(nèi)壓力線偏離純壓縮線始點(diǎn)3)最高壓力點(diǎn)4)最高溫度點(diǎn)柴油機(jī)燃燒過程的展開示功圖柴油機(jī)的著火過程一般認(rèn)為是低溫多階段的著火過程，從噴油到著火要經(jīng)歷一定的物理化學(xué)準(zhǔn)備階段。Ⅰ、滯燃期從噴油開始到缸內(nèi)壓力線與壓縮線偏離的始點(diǎn)階段，稱為滯燃期或著火延遲期。Ⅱ、速燃期

從氣缸壓力偏離壓縮線開始急劇上升時(shí)起，到最高壓力點(diǎn)為止。壓力升高的急劇程度一般用最大壓力升高率(ｄｐ

/ｄφ)ｍａｘ或平均壓力升高率Δｐ/Δφ表示。Ⅲ、緩燃期從缸內(nèi)壓力最高點(diǎn)開始到缸內(nèi)溫度最高點(diǎn)為止。由于速燃期時(shí)間較短，噴油較多，大部分燃油來不及形成可燃混合氣而留在緩燃期繼續(xù)混合和燃燒，使放熱量不斷增加。大部分燃油在此階段燃燒，燃燒產(chǎn)物增多，氧和燃油濃度下降，燃燒速度緩慢。Ⅳ、補(bǔ)燃期從溫度最高點(diǎn)到燃料燃燒結(jié)束。

遠(yuǎn)離上止點(diǎn)放熱，大量的熱傳給冷卻系，使排氣溫度升高，零件熱負(fù)荷增加，導(dǎo)致柴油機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性下降，故應(yīng)盡量減少后燃壓縮溫度和壓力對著火延遲的影響二、著火延遲的影響因素1.壓縮溫度對著火延遲的影響壓縮溫度對著火延遲的影響是呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系變化的。在其他條件一定時(shí)，壓縮溫度Ｔ與tｉ的關(guān)系為:2.壓縮壓力對著火延遲的影響在其他條件相同時(shí)，燃燒室的壓力增加，則著火延遲期tｉ縮短。滯燃期隨壓力的變化１-試驗(yàn)值２-計(jì)算值3.噴油提前角對著火延遲的影響噴油提前角θｓ對著火延遲期tｉ的影響實(shí)際是溫度、壓力和反應(yīng)物焰前反應(yīng)時(shí)間(誘導(dǎo)期)對著火延遲的綜合影響。滯燃期隨噴油提前角和壓縮比的關(guān)系4.轉(zhuǎn)速對著火延遲的影響轉(zhuǎn)速ｎ對著火延遲期tｉ的影響有雙重性。它對以時(shí)間計(jì)的tｉ和對以曲軸轉(zhuǎn)角計(jì)的著火延遲角φｉ的影響是不同的。滯燃期tｉ

隨轉(zhuǎn)速ｎ的變化關(guān)系5.油品對著火延遲的影響柴油是由正烷烴、異烷烴、環(huán)烷烴、烯烴和芳烴等組成的。柴油中含烷烴量愈多，含芳烴量越少，則著火延遲期越短。反之含烷烴量少，含芳烴量多，則tｉ長。滯燃期隨柴油十六烷值ＣＮ的變化三、著火延遲對燃燒過程和柴油機(jī)性能的影響1.著火延遲對燃燒過程的影響１)對最高燃燒壓力和最大壓力升高率的影響著火延遲期越長，則著火延遲期內(nèi)噴入缸內(nèi)的油越多，以致汽缸內(nèi)積累起來的、達(dá)到可燃程度的燃料量也越多，從而使在速燃期一爆而起的預(yù)混合燃燒的燃油量增多，放熱量增加，放熱速度和加速度增加，放熱峰值加高，最后導(dǎo)致最高燃燒壓力ｐｚ和最高燃燒溫度Ｔｚ以及最大壓升率(ｄｐ

/ｄφ)ｍａｘ隨τｉ的增加而增大。2)對示功圖圖形的影響滯燃期對示功圖圖形的影響當(dāng)燃料相同而噴油提前角不同時(shí)，噴油提前角θ大時(shí)，tｉ長，功圖圖形大，ｐｚ、Ｔｚ和(ｄｐ

/ｄφ)ｍａｘ高，有時(shí)甚至?xí)l(fā)生燃燒壓力振蕩。3)對放熱規(guī)律影響滯燃期對放熱規(guī)律的影響滯燃期較長，從而在滯燃期內(nèi)積存的可燃混合氣量較多，導(dǎo)致預(yù)混合燃燒的放熱峰值較高，而其擴(kuò)散燃燒時(shí)的放熱曲線稍低。2.著火延遲對柴油機(jī)性能的影響１)對平均有效壓力和功率的影響各種柴油機(jī)均有自己的最佳著火延遲期Tｉｏｐ，著火延遲偏離tｉｏｐ值，平均有效壓力均降低。滯燃期對平均有效壓力的影響2)對燃油消耗率的影響滯燃期對燃油消耗率的影響如果單位時(shí)間內(nèi)柴油機(jī)的耗油量一定，則功率增大就使燃油消耗率下降。3)對煙度和排氣溫度的影響滯燃期對煙度、排氣溫度和指示燃油消耗率的影響著火延遲期對煙度和排氣溫度有明顯的影響。著火延遲期過短，則預(yù)混合燃燒階段燒掉的燃料量減少，而擴(kuò)散燃燒階段燃燒的燃油量增多，后燃增加，故煙度升高。第三節(jié)柴油機(jī)機(jī)械控制燃油噴射系統(tǒng)一、燃油噴射1.噴射過程2.幾何供油規(guī)律和噴油規(guī)律幾何供油規(guī)律是指從幾何關(guān)系求出的油泵凸輪每轉(zhuǎn)１°(或每秒)噴油泵供入高壓系統(tǒng)的燃油量ｇｐ(ｍｍ３

/ｄｅｇ泵軸或ｍｍ３

/ｓ)隨凸輪轉(zhuǎn)角φ(或時(shí)間ｔ)的變化關(guān)系。噴油規(guī)律是指在噴油過程中每秒或每度泵軸轉(zhuǎn)角從噴油器噴出的燃油量ｇｂ隨時(shí)間或泵軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。二、噴油泵速度特性及其校正1.噴油泵速度特性當(dāng)噴油泵油量控制機(jī)構(gòu)(齒條或拉桿)位置不變時(shí)，每循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速的變化特性稱為噴油泵的速度特性。噴油泵的速度特性2.噴油泵速度特性校正1）可變減壓容積可變減壓容積就是使減壓容積能隨轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，從而改變噴油泵的速度特性。可變減壓容積就是使減壓容積能隨轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，從而改變噴油泵的速度特性。校正出油閥2）可變的減壓作用利用出油閥減壓帶凸肩與出油閥座內(nèi)孔之間的不同配合間隙可以得到不同的減壓作用。可變減壓作用出油閥在不同間隙時(shí)的供油速度特性二次噴油的針閥升程圖三、不正常噴射現(xiàn)象1.二次噴射針閥落座后，過大的反射波（高壓油管內(nèi)）使針閥再次升起而噴油的現(xiàn)象。2.低速不穩(wěn)定噴油不齊噴油、間斷噴油和波動(dòng)噴油(雙波噴油)等發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)低速、低負(fù)荷或怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因此可統(tǒng)稱為低速不穩(wěn)定噴油。各種低速不穩(wěn)定噴油波形的比較ａ)正常噴油ｂ)不齊噴油c)間斷噴油ｄ)波動(dòng)噴油第四節(jié)柴油機(jī)電子控制燃油噴射系統(tǒng)一、基本要求(１)高的燃油噴射壓力；(２)噴射速率可變控制；(３)預(yù)噴射，第二次噴射的應(yīng)用；(４)噴油量、增壓壓力、噴油起始時(shí)刻的變化與工作條件相適應(yīng)；(５)起動(dòng)時(shí)有隨溫度變化的過量燃油供給量；(６)不隨柴油機(jī)負(fù)荷變化的怠速控制；(７)可控的廢氣再循環(huán)；(８)巡航控制；(９)噴射過程和噴油量具有微小補(bǔ)償，并在整個(gè)壽命期內(nèi)保持高精度。二、電控柴油噴射系統(tǒng)的基本類型1.位置控制系統(tǒng)第一代柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)采用的是位置控制。特點(diǎn):(１)電腦數(shù)字控制器通過伺服機(jī)構(gòu)的連續(xù)位置控制，對噴射過程實(shí)現(xiàn)間接調(diào)節(jié)，故執(zhí)行響應(yīng)較慢、控制頻率較低、控制精度不穩(wěn)定。(２)不能改變傳統(tǒng)噴射系統(tǒng)固有的噴射特性，雖能對噴油速率起到一定的調(diào)節(jié)作用，但使直列泵機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜。(３)幾乎無需對柴油機(jī)本身結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)位置控制噴射，故生產(chǎn)繼承性好，便于對現(xiàn)有機(jī)型進(jìn)行升級改造。2.時(shí)間控制系統(tǒng)時(shí)間控制系統(tǒng)是第二代柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)。特點(diǎn):(１)屬直接數(shù)字電控噴射系統(tǒng)，脈動(dòng)式高壓燃油與開關(guān)式電磁控制閥直接接口。(２)采用高速強(qiáng)力電磁閥的溢流控制實(shí)現(xiàn)噴油量和噴油定時(shí)的控制，噴射特性得到改善，適合于高壓噴射。(３)燃油量的計(jì)量是一種時(shí)間計(jì)量方式，用兩個(gè)連續(xù)的開關(guān)脈沖來設(shè)定有效供油行程，要保持噴射的有效行程較為困難。(４)電磁閥的響應(yīng)時(shí)間對噴油過程的影響較大，需通過對電磁閥的合理設(shè)計(jì)盡量縮短響應(yīng)時(shí)間，以提高控制精度。3.電控高壓共軌系統(tǒng)電控高壓共軌系統(tǒng)是第三代電控燃油噴射系統(tǒng)。ＥＣＤ-Ｕ２(Ｐ)型電控些油噴射系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn):(１)共軌系統(tǒng)中的噴油壓力柔性可調(diào)，對不同工況可確定所需的最佳噴射壓力，從而優(yōu)化柴油機(jī)綜合性能。(２)可獨(dú)立地柔性控制噴油正時(shí)，配合高的噴射壓力，可將ＮＯＸ和微粒排放同時(shí)控制在較小的數(shù)值范圍內(nèi)。(３)柔性控制噴油速率，實(shí)現(xiàn)理想噴油規(guī)律，容易實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射和多次噴射。(４)由電磁閥控制噴油，其控制精度較高。在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，循環(huán)噴油量變動(dòng)小，各缸供油不均勻性得到改善，從而減輕柴油機(jī)的工作粗暴并降低排放。三、電控柴油噴射系統(tǒng)的控制功能為了使柴油機(jī)的各種工況始終處于最理想的燃燒狀態(tài)下運(yùn)行，要求ＥＣＵ對所有工況都能精確地計(jì)算出最理想的噴油量和噴油時(shí)刻。1.起動(dòng)供油量在起動(dòng)工況下，噴油量是由冷卻液溫度和曲軸轉(zhuǎn)速確定的。起動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)到起動(dòng)擋控制單元即可獲得起動(dòng)信號，在給定的最小轉(zhuǎn)速達(dá)到前，駕駛員不能影響起動(dòng)供油量。在車輛被正常驅(qū)動(dòng)時(shí)，噴油量由加速踏板位置和柴油機(jī)轉(zhuǎn)速確定。計(jì)算時(shí)考慮其他的影響(例如燃油和進(jìn)氣溫度)，這使得柴油機(jī)的輸出盡可能與駕駛員的期望一致。2.驅(qū)動(dòng)模式3.怠速控制當(dāng)加速踏板沒有被操作時(shí)，怠速控制(ＬＬＲ)功能工作，設(shè)定轉(zhuǎn)速可以依據(jù)柴油機(jī)特殊的工作模式變化。在調(diào)整規(guī)定的怠速時(shí)，怠速控制必須應(yīng)對嚴(yán)重的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)。為了得到理想的怠速，控制器必須持續(xù)地調(diào)節(jié)噴油量直到實(shí)際的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速一致。最高轉(zhuǎn)速控制保證柴油機(jī)不會(huì)超速運(yùn)行，為了避免柴油機(jī)損壞，柴油機(jī)制造廠規(guī)定了僅可以在非常短的時(shí)間內(nèi)超過的最高轉(zhuǎn)速。4.最高轉(zhuǎn)速控制5.中間轉(zhuǎn)速控制

中間轉(zhuǎn)速控制(ＺＤＲ)用于速有功率取力(例如起重機(jī))的商用汽車和輕型貨車或特殊車輛。在這種操作的控制下，柴油機(jī)被調(diào)節(jié)到與負(fù)荷無關(guān)的中間轉(zhuǎn)速。6.車速控制器巡航控制器允許車輛以一個(gè)恒速被驅(qū)動(dòng)，它將車輛速度控制到由駕駛員選擇的車速，不再需要駕駛員踩加速踏板來調(diào)整車速。駕駛員可以通過操縱一個(gè)手柄或按壓轉(zhuǎn)向盤的按鈕設(shè)定車速，噴油量自動(dòng)增加或減少，直到達(dá)到并維護(hù)預(yù)設(shè)車速。7車速限制器(１)可變車速的限制。即使駕駛員繼續(xù)踩下加速踏板，車速限制器(ＦＧＢ，也稱限速器)可將車速限制到一設(shè)定值。當(dāng)聽到柴油機(jī)粗暴聲時(shí)，車速限制器將幫助駕駛員控制車速而不超過速度限制。(２)固定速度限制器。在許多國家，對于一定級別的車輛(如重型載貨汽車)，強(qiáng)制限制一定的最高車速。車輛制造廠通過安裝不能被激活的固定速度限制器，來限制重型載貨汽車的最高速度。8.主動(dòng)喘振抑制１)主動(dòng)喘振抑制(ＡＲＤ)駕駛員在車輛加速時(shí)感覺到，突然的柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩變化將會(huì)引起車輛的傳動(dòng)裝置振動(dòng)，這就叫喘振。主動(dòng)喘振抑制(ＡＲＤ)用于減小加速過程中的這些振動(dòng)。２)主動(dòng)喘振抑制的方法(１)在駕駛員要求的轉(zhuǎn)矩急劇變化時(shí)，ECU接到此輸入信號后，輸出相應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)噴油器等執(zhí)行器動(dòng)作以滿足需求。(２)利用轉(zhuǎn)速信號判斷傳動(dòng)裝置的振動(dòng)，然后通過主動(dòng)控制來抑制傳動(dòng)裝置的振動(dòng)。9.平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)控制、噴油量補(bǔ)償控制平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)控制(ＳＲＣ)、噴油量補(bǔ)償控制(ＭＡＲ)是利用柴油機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)來檢測各缸轉(zhuǎn)矩輸出的差異，通過調(diào)整汽缸內(nèi)的噴油量來補(bǔ)償柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的變化。平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)控制的主要目標(biāo)是確保柴油機(jī)以相應(yīng)的轉(zhuǎn)速平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。噴油量補(bǔ)償?shù)哪康牟粌H僅是改善怠速時(shí)的舒適性。并且通過保證在中等轉(zhuǎn)速時(shí)所有缸的噴油量均等而降低排放。10.噴油量限制當(dāng)柴油機(jī)實(shí)際工作出現(xiàn)下列狀態(tài):(１)過量的廢氣排放；(２)過多的炭煙；(３)高轉(zhuǎn)矩或超轉(zhuǎn)速引起機(jī)械過載；(４)由于過高的排氣溫度、冷卻液溫度、機(jī)油溫度、渦輪增壓器溫度引起超高的熱負(fù)荷；(５)觸發(fā)時(shí)間過長引起電磁閥過高的熱負(fù)荷。為了避免上述負(fù)面影響，ECU并不按駕駛員的實(shí)際要求或某些物理?xiàng)l件要求進(jìn)行噴油。而是利用一些輸入變量來確定噴油量，結(jié)果限制了最高的燃油噴射量和最大的柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。11.柴油機(jī)制動(dòng)功能12.海拔高度補(bǔ)償當(dāng)利用柴油機(jī)制動(dòng)時(shí)，噴油量降為零或以怠速噴油量噴油。為了這個(gè)目的，ＥＣＵ拾取柴油機(jī)制動(dòng)開關(guān)位置信號。隨著海拔高度的升高，大氣壓力下降，進(jìn)入汽缸的空氣量就會(huì)減少，這意味著噴油量必須相應(yīng)地減少，否則就會(huì)生成過量的炭煙。為了減少高海拔時(shí)的噴油量，大氣壓力通過裝在ECU上的大氣壓力傳感器測量，這樣就會(huì)減少高海拔的噴油量。13.斷缸14.噴油器供油量補(bǔ)償如果柴油機(jī)在高轉(zhuǎn)速小轉(zhuǎn)矩工況運(yùn)行時(shí)，所需的噴油量非常小，斷缸可能用來減小柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。關(guān)閉一半的噴油器，剩下的噴油器以非常精確的較多的噴油量提供燃油。為了提高燃油噴射系統(tǒng)在整個(gè)壽命期內(nèi)的精確性，共軌(ＣＲ)、泵噴嘴/單體泵(ＵＩＳ/ＵＰＳ)系統(tǒng)附加了新的功能。15.零供油量標(biāo)定16.平均供油量的自匹配在車輛壽命周期內(nèi)的預(yù)噴射量控制，對車輛的舒適性和尾氣排放是極其重要的，可通過對噴油量進(jìn)行補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)。共軌系統(tǒng)在超速條件下，向某一個(gè)缸噴射非常少的燃油。輪速傳感器監(jiān)測的轉(zhuǎn)矩升高量，并將它作為柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的微小變化。這個(gè)過程重復(fù)用于所有汽缸，并在不同的工作點(diǎn)監(jiān)測預(yù)噴射量的細(xì)小變化，相應(yīng)地修正預(yù)噴射的噴油器觸發(fā)時(shí)刻。實(shí)際噴油量的偏離要與廢氣再循環(huán)和增壓壓力正確匹配。供油的自匹配(ＭＭＡ)是根據(jù)

氧傳感器和空氣質(zhì)量傳感器的信號確定各缸的平均供油量，修正值通過設(shè)定點(diǎn)和實(shí)際值計(jì)算得到。17.壓力波動(dòng)修正在共軌系統(tǒng)中，噴射時(shí)在噴油器與共軌間的管路中產(chǎn)生一定的壓力波動(dòng)。在燃燒過程中，壓力波動(dòng)會(huì)影響以后的噴射過程的噴油量。結(jié)合先前噴射的燃油量、噴射時(shí)間間隔、共軌壓力和燃油溫度等參數(shù)進(jìn)行合適的補(bǔ)償運(yùn)算，ＥＣＵ可以計(jì)算出一個(gè)修正值。通常采用:(１)使用感應(yīng)式針閥運(yùn)動(dòng)傳感器的閉環(huán)控制；(２)使用增量轉(zhuǎn)角、時(shí)刻信號(ＩＷＺ)的噴油起始時(shí)刻控制；(３)ＢＩＰ控制:ＢＩＰ控制通常用于電磁閥控制的泵噴嘴系統(tǒng)(ＵＩＳ)和單體泵系統(tǒng)(ＵＰＳ)19.停機(jī)帶有柴油機(jī)電子控制(ＥＣＤ)系統(tǒng)的柴油機(jī)，ＥＣＵ輸出“燃油量為零”信號(即電磁閥不再被觸發(fā)，或者齒桿移動(dòng)到零供油位置)，柴油機(jī)就會(huì)自動(dòng)熄火。18.噴射起始時(shí)刻控制噴射起始時(shí)刻嚴(yán)重影響功率輸出、燃油消耗、噪聲和排放。噴射起始時(shí)刻的目標(biāo)值與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和噴油量相關(guān)，它被以特定的圖形存儲(chǔ)于ＥＣＵ中，噴射起始時(shí)刻的目標(biāo)值主要由冷卻液溫度和環(huán)境壓力兩個(gè)參數(shù)確定。第一節(jié)電子控制汽油噴射系統(tǒng)第二節(jié)電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)第三節(jié)汽油機(jī)的燃燒過程第四節(jié)均質(zhì)壓燃(ＨＣＣＩ)汽油機(jī)第四章汽油機(jī)混合氣形成和燃燒本章要求：掌握汽油機(jī)電子控制噴射系統(tǒng)；掌握汽油機(jī)電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)；熟悉汽油機(jī)燃燒過程及其影響因素；了解均質(zhì)壓燃汽油機(jī)。第一節(jié)電子控制汽油噴射系統(tǒng)一、電子控制汽油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(１)電控汽油噴射系統(tǒng)易于控制燃油供給量，實(shí)現(xiàn)混合氣空燃比及點(diǎn)火提前角的精確控制。(２)電控汽油噴射可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率。(３)

可采用較高的壓縮比來改善熱效率。(４)電控汽油噴射的燃油霧化是由噴油器的特性所決定的，與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)，故起動(dòng)性能良好。(５)電控汽油噴射系統(tǒng)的控制自由度大，對動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放等可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)控制。(６)電控汽油噴射系統(tǒng)具有良好的耐熱性能。二、電子控制汽油噴射系統(tǒng)分類各種缸內(nèi)直噴點(diǎn)燃式汽油機(jī)：三、缸內(nèi)直接噴射系統(tǒng)采用缸內(nèi)汽油直噴點(diǎn)燃式汽油機(jī)有下列形式１.采用分層燃燒的點(diǎn)燃直噴式汽油機(jī)１)分層燃燒汽油機(jī)的特點(diǎn)２)分層燃燒汽油機(jī)遇到的問題２.均勻混合直噴點(diǎn)燃式汽油機(jī)１)均勻混合直噴汽油機(jī)２)均勻混合直噴點(diǎn)燃式汽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)３)采用ＶＶＴ和增壓的均勻混合缸內(nèi)直噴汽油機(jī)四、缸外噴射系統(tǒng)電控多點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)電控多點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)是一種將汽油噴射和點(diǎn)火控制結(jié)合起來的電子控制系統(tǒng)。工作原理是通過由各種傳感器測得的參數(shù)來確定發(fā)動(dòng)機(jī)所處的工況，再根據(jù)ＥＣＵ系統(tǒng)中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，求出對應(yīng)于各種工況的噴油時(shí)刻、噴油持續(xù)時(shí)間和點(diǎn)火提前角的最佳值。電控單元的功用是根據(jù)其內(nèi)存的程序和數(shù)據(jù)對空氣流量計(jì)及各種傳感器輸入的信息進(jìn)行運(yùn)算、處理、判斷，然后輸出指令，向噴油器提供一定寬度的電脈沖信號以控制噴油量。電控單元由微型計(jì)算機(jī)、輸入、輸出及控制電路等組成。發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)框圖五、噴油量的控制1.起動(dòng)控制起動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速很低，波動(dòng)大，空氣流量計(jì)的進(jìn)氣量信號有很大誤差。因此，ECU不以空氣流量計(jì)的信號作為計(jì)算依據(jù)，而是按預(yù)先給定的起動(dòng)程序來進(jìn)行噴油控制。冷車起動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度很低，噴入進(jìn)氣道的燃油不易蒸發(fā)。為了保證在低溫下也能正常起動(dòng)，需進(jìn)一步增大噴油量。一般采用以下兩種方法：(１)通過冷起動(dòng)噴油器和冷起動(dòng)溫度開關(guān)控制冷起動(dòng)加濃。(２)通過ＥＣＵ控制冷起動(dòng)加濃。2.運(yùn)轉(zhuǎn)控制在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，ECU根據(jù)進(jìn)氣量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來計(jì)算噴油量。為了簡化計(jì)算程序，通常將總噴油量分成基本噴油量、修正油量和增加油量三個(gè)部分。(１)基本噴油量Ｑ(２)修正油量Ｑ１(３)增加油量ΔＱ①進(jìn)氣溫度修②大氣壓力修正③蓄電池電壓修正①起動(dòng)增量②暖機(jī)增量③加速增量④大負(fù)荷增量3.斷油控制斷油控制是指ECU在某些特殊工況下暫時(shí)中斷燃油噴射，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的特殊要求。(１)超速斷油控制(２)減速斷油控制減速斷油控制過程是由ECU根據(jù)節(jié)氣門位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度等運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，作出綜合判斷后，在同時(shí)滿足以下３個(gè)條件時(shí)執(zhí)行減速斷油控制，切斷噴油脈沖。①節(jié)氣門位置傳感器中的怠速開關(guān)接通。②發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度已達(dá)正常溫度。③發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于某一數(shù)值，該轉(zhuǎn)速稱為減速斷油轉(zhuǎn)速。4.反饋控制反饋控制又稱為閉環(huán)控制，利用反映混合氣濃度的傳感器對每一瞬間進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣濃度進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果輸入ECU。ECU根據(jù)反饋信號，不斷修正噴油量，使混合氣濃度始終保持在理想范圍內(nèi)。這種控制方式可以進(jìn)一步提高噴油量的控制精度，并可避免由于元件制造誤差或使用老化帶來的影響。目前，用于電控汽油噴射系統(tǒng)反饋控制的傳感器是氧傳感器，或稱λ傳感器。5、怠速自動(dòng)控制怠速控制通過怠速控制閥來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，達(dá)到調(diào)整怠速轉(zhuǎn)速的目的，怠速控制閥有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)式和脈沖電磁閥式兩種。怠速自動(dòng)控制第二節(jié)電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)一、電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)的基本組成及工作原理1.基本組成電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)一般由電源、傳感器、ＥＣＵ、點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、分電器、火花塞等組成。2.工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ＥＣＵ根據(jù)接收到的各傳感器的信號，按存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的有關(guān)程序和相關(guān)數(shù)據(jù)，確定出該工況下最佳點(diǎn)火提前角和點(diǎn)火線圈初級電路的通電時(shí)間，并向點(diǎn)火器發(fā)出指令，去控制點(diǎn)火線圈初級電路的導(dǎo)通和切斷。當(dāng)初級電路導(dǎo)通時(shí)，點(diǎn)水線圈將點(diǎn)火能量以磁場的形式存儲(chǔ)起來。當(dāng)初級電路切斷時(shí)，在次級線圈中產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動(dòng)勢。該電動(dòng)勢經(jīng)分電器上的高壓導(dǎo)線送給火花塞或直接送到火花塞上，去擊穿電極間隙，產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)完成做功過程。二、點(diǎn)火提前角的控制1.確定最佳點(diǎn)火提前角的各種因素最佳點(diǎn)火提前角的數(shù)值必須視燃料性質(zhì)、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、混合氣濃度等很多因素而定。１)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速點(diǎn)火提前角應(yīng)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高而增大。２)負(fù)荷負(fù)荷減小，進(jìn)氣歧管真空度增大，進(jìn)氣量減少，汽缸內(nèi)的溫度和壓力均降低，燃燒速度變慢，燃燒過程所占的曲軸轉(zhuǎn)角增大，應(yīng)適當(dāng)增大點(diǎn)火提前角。４)其他因素最佳點(diǎn)火提前角除應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和燃料性質(zhì)確定之外，還應(yīng)考慮發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室形狀、燃燒室內(nèi)溫度、空燃比、大氣壓力、冷卻液溫度等因素。３)燃料的性質(zhì)汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，點(diǎn)火提前角可適當(dāng)增大，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。2.控制點(diǎn)火提前角的基本方法點(diǎn)火提前角控制可分為起動(dòng)時(shí)點(diǎn)火提前角控制和起動(dòng)后點(diǎn)火提前角控制。關(guān)于起動(dòng)時(shí)點(diǎn)火提前角的控制:在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中，一般將點(diǎn)火時(shí)刻固定在設(shè)定的初始點(diǎn)火提前角，此時(shí)的控制信號主要是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號(Ｎｅ信號)和起動(dòng)開關(guān)信號(ＳＴＡ信號)。關(guān)于起動(dòng)后基本點(diǎn)火提前角的確定:發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，ＥＣＵ根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號(ＩＤＬ信號)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號(Ｎｅ信號)和空調(diào)開關(guān)信號(Ａ/Ｃ信號)確定基本點(diǎn)火提前角。3.點(diǎn)火提前角的修正修正方法有修正系數(shù)法和修正點(diǎn)火提前角法兩種，修正系統(tǒng)與修正項(xiàng)目之間的關(guān)系曲線都是存儲(chǔ)在ＥＣＵ中，ＥＣＵ根據(jù)初始點(diǎn)火提前角、基本點(diǎn)火提前角和修正系數(shù)計(jì)算實(shí)際點(diǎn)火提前角。１)冷卻液溫度修正冷卻液溫度修正又可分為暖機(jī)修正和過熱修正。點(diǎn)火提前角的暖機(jī)修正曲線２)怠速穩(wěn)定修正發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于負(fù)荷等因素的變化會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)速改變，所以ＥＣＵ必須根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值修正點(diǎn)火提前角，以便保持發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。３)空燃比反饋修正由于空燃比反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)氧傳感器的反饋信號調(diào)整噴油量的多少來達(dá)到最佳空燃比控制的，所以這種噴油量的變化必然帶來發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。為了穩(wěn)定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，點(diǎn)火提前角需根據(jù)噴油量的變化進(jìn)行修正。第三節(jié)汽油機(jī)的燃燒過程一、正常燃燒過程1.燃燒過程的分段火花塞跳火缸內(nèi)壓力線偏離純壓縮線的始點(diǎn)缸內(nèi)最高壓力點(diǎn)θ-點(diǎn)火提前角汽油機(jī)的燃燒過程指從點(diǎn)火開始到燃料基本燒完為止的過程

1)滯燃期從火花塞開始跳火到火焰中心形成→滯燃期。混合氣的燃燒過程不是從電極跳火花開始，而是從混合氣中形成獨(dú)立的火焰核心開始?；鹧婧诵墓倘皇怯呻姌O跳火引起的，但必須以適當(dāng)濃度和溫度的可燃混合氣作基礎(chǔ)，且不被氣流吹熄，并能靠自身的燃燒而積聚熱量，擴(kuò)展火源和持續(xù)燃燒。各種因素對滯燃期長短的影響：混合氣濃度合適、火花塞跳火時(shí)缸內(nèi)壓力及溫度高、電火花強(qiáng)度大，著火延遲時(shí)間將減小。另外，與殘余廢氣量、缸內(nèi)混合氣的運(yùn)動(dòng)等因素有關(guān)。

從火焰中心形成到示功圖上的壓力達(dá)到最高點(diǎn)為止→速燃期。2)急燃期急燃期是汽油機(jī)燃燒進(jìn)程中的重要階段。這一階段的燃燒是火焰從火焰核心向燃燒室整個(gè)空間傳播的時(shí)期。

從最高壓力點(diǎn)到燃燒結(jié)束為補(bǔ)燃期。指明顯燃燒期以后在膨脹過程中的燃燒，主要由火焰前鋒面過后，后面未及時(shí)燃燒的燃料（燃燒室邊緣和縫隙）再燃燒，以及部分燃燒及高溫分解的燃燒產(chǎn)物（H2、O2、CO等）重新氧化。3)補(bǔ)燃期（后燃期）2.燃燒速度燃燒速度是指單位時(shí)間內(nèi)燃燒的混合氣數(shù)量。火焰?zhèn)鞑ニ俣龋眨?/p>

是決定急燃期長短的主要因素?，F(xiàn)代汽油機(jī)ＵＴ可高達(dá)５０~８０ｍ/ｓ。影響ＵＴ的主要因素是燃燒室中氣體的紊流程度、混合氣的濃度和混合氣的初始溫度等?？扇蓟旌蠚獾拿芏圈眩?/p>

增大，可提高燃燒速度?；鹧媲颁h面積ＡＴ

與燃燒室的幾何形狀及火花塞的位置密切相關(guān)。3.不規(guī)則燃燒１)循環(huán)間的燃燒變動(dòng)循環(huán)間的燃燒變動(dòng)會(huì)使汽缸的不同循環(huán)的示功圖發(fā)生變化。汽油機(jī)典型汽缸壓力的循環(huán)變動(dòng)情況２)各缸間的燃燒差異各缸間燃燒差異主要是燃料分配不均勻造成的，進(jìn)氣量的差別、進(jìn)氣速度的差別、燃燒室?guī)缀涡螤畹闹圃煺`差等也有影響。影響混合氣分配不均勻的因素很多，進(jìn)氣系統(tǒng)中任何不對稱和流動(dòng)阻力不同的情況都會(huì)破壞均勻分配。其中影響最大的是進(jìn)氣歧管，進(jìn)氣歧管布局不當(dāng)往往造成各汽缸之間燃料分配不均勻。二、不正常燃燒1.爆震汽油機(jī)爆震時(shí)的示功圖汽油機(jī)的爆震是在燃燒室內(nèi)末端(相應(yīng)于火花塞的位置來說)混合氣中發(fā)生的，是末端混合氣在火焰前鋒面尚未到達(dá)之前產(chǎn)生自燃現(xiàn)象的結(jié)果。影響爆震有下列因素:１)燃料品質(zhì)燃料對爆震的影響可用抗爆指標(biāo)或辛烷值來表征。２)末端混合氣的壓力和溫度混合氣的濃度、燃燒室的結(jié)構(gòu)及其散熱情況、壓縮比等凡能影響混合氣的壓力和溫度的因素，均會(huì)影響爆震的傾向。３)火焰前鋒傳播到末端混合氣的時(shí)間提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?，縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x都會(huì)減少火焰前鋒傳播到末端混合氣的時(shí)間，從而有利于避免爆震。2.表面點(diǎn)火在火花點(diǎn)火式汽油機(jī)中，凡是不依靠火花塞點(diǎn)火，而是由燃燒室內(nèi)熾熱表面點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象。各種非正常燃燒過程的ｐ—φ

圖三、使用因素對燃燒過程的影響1.混合氣濃度混合氣濃度對燃燒過程的影響是對汽油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性起決定性作用的，它受發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化的制約。一般在α＝０.８~０.９時(shí)，缸內(nèi)燃燒溫度最高，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲?，故爆震傾向加大。α＝１.０３~１.１０時(shí)，燃燒完全，ｇｅ最低。2.點(diǎn)火提前角汽油機(jī)的點(diǎn)火提前角調(diào)整特性ａ)節(jié)氣門全開時(shí)；ｂ)轉(zhuǎn)速ｎ＝１６００ｒ/ｍｉｎ對應(yīng)于每一工況都存在一個(gè)最佳點(diǎn)火提前角，這時(shí)汽油機(jī)的功率最大，燃油消耗率最低。3.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速增加時(shí)，汽缸中紊流增強(qiáng)，火焰?zhèn)鞑ニ俣却篌w與轉(zhuǎn)速成正比增加，因而燃燒過程縮短，應(yīng)加大點(diǎn)火提前角。在轉(zhuǎn)速一定，而負(fù)荷減小時(shí)，需要增大點(diǎn)火提前角。當(dāng)大氣壓力低時(shí)，將使汽缸充氣量減少，混合氣變濃，故經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性下降，但爆震傾向減小。4.負(fù)荷5.大氣狀況第四節(jié)均質(zhì)壓燃(HCCI)汽油機(jī)一、HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)１)超低的NOx和PM排放，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷工況下的NOx排放相對于傳統(tǒng)柴油(汽油)機(jī)可降低95％~98％。２)熱效率高，HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率可超過直噴式柴油機(jī)的熱效率。３)HCCI燃燒過程主要受燃燒化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制。４)HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行范圍較窄。５)HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)HC、CO排放偏高。二、HCCI的燃燒特性從表面上看，均質(zhì)壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)像點(diǎn)燃式汽油機(jī)一樣采用預(yù)混均質(zhì)混合氣，又像壓燃式柴油機(jī)一樣利用壓縮過程產(chǎn)生的熱量使混合氣自燃,似乎像是這兩者的結(jié)合，而實(shí)際上均質(zhì)壓燃的燃燒過程與點(diǎn)燃式汽油機(jī)和壓燃式柴油機(jī)的燃燒過程有著本質(zhì)的區(qū)別點(diǎn)燃式汽油機(jī)和壓燃式柴油機(jī)的燃燒都是擴(kuò)散的燃燒過程，點(diǎn)燃式汽油機(jī)主要是利用熱擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)火焰?zhèn)鞑?，壓燃式柴油機(jī)的主燃燒過程是依靠燃油蒸氣和氧氣的擴(kuò)散產(chǎn)生熱化學(xué)反應(yīng)。均質(zhì)壓燃著火燃燒放熱特性三、HCCI技術(shù)尚待解決的問題(１)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的改變控制著火正時(shí)(２)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)燃燒速率的控制(使放熱率減緩，以限制噪聲或過高的燃燒壓力)。(３)改善冷起動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)變工況運(yùn)行的響應(yīng)特征。(４)排放(特別是低負(fù)荷ＨＣ和ＣＯ的排放)控制系統(tǒng)的發(fā)展。(５)發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略和系統(tǒng)(閉環(huán)反饋系統(tǒng))的發(fā)展以及相應(yīng)傳感器的研制。(６)HCCI燃燒運(yùn)行范圍擴(kuò)展。(７)合適燃料(包括混合燃料)的開發(fā)。(８)多缸機(jī)各缸均勻性的保證。四、幾種典型的均質(zhì)壓燃汽油機(jī)1.可控自然(CAI)燃燒系統(tǒng)ＣＡＩ燃燒系統(tǒng)采用雙燃燒模式。在高負(fù)荷工況，ＣＡＩ系統(tǒng)采用點(diǎn)燃方式工作。CAI均質(zhì)壓燃汽油機(jī)在不同燃燒模式時(shí)的氣門升程2.壓燃點(diǎn)燃(CSI)燃燒系統(tǒng)依靠大幅度增加缸內(nèi)殘余廢氣來提高混合氣溫度，使混合氣在壓縮過程終點(diǎn)能夠自燃。CSI均質(zhì)壓燃汽油機(jī)在不同燃燒方式時(shí)的氣門升程3.優(yōu)化動(dòng)力過程(OKP)燃燒系統(tǒng)OKP進(jìn)氣加熱和進(jìn)氣溫度控制示意圖OKP系統(tǒng)力圖充分利用汽油機(jī)幾乎所有可利用的熱能源使混合氣達(dá)到自燃溫度。4.可變壓縮比(VCR)均質(zhì)壓燃系統(tǒng)采用排氣熱交換器的改進(jìn)型ＶＣＲ均質(zhì)壓燃汽油機(jī)利用熱交換器回收排氣中的余熱來加熱空氣，并通過氣流控制閥調(diào)節(jié)比例，來控制進(jìn)氣溫度和燃燒時(shí)間。第一節(jié)代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)第二節(jié)新能源汽車第五章代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)及電動(dòng)汽車本章要求：掌握代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)及其特性；掌握電動(dòng)汽車類型及運(yùn)行原理；第一節(jié)代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)一、代用燃料汽車使用最多的清潔代用燃料有天然氣、液化石油氣和醇類燃料，另外還有二甲醚、太陽能、生物質(zhì)能(生物柴油)、電能(含充電電池和燃料電池)、氫氣等代用燃料。二、代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)1.壓縮天然氣(CNG)發(fā)動(dòng)機(jī)汽車攜帶天然氣可以有四種方式:常壓(低壓)天然氣(ＮＧ)、壓縮天然氣(ＣＮＧ)、液化天然氣(ＬＮＧ)和吸附天然氣(ＡＮＧ)。燃用壓縮天然氣的發(fā)動(dòng)機(jī)可有:ＣＮＧ單(代用)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)；汽油/ＣＮＧ兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)；柴油—ＣＮＧ雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。１)動(dòng)力性分析燃用天然氣的發(fā)動(dòng)機(jī)比燃用汽油時(shí)的功率明顯下降。可通過提高充氣系數(shù)、壓縮比，點(diǎn)火提前角、采用ＣＮＧ電控噴射方式、大負(fù)荷加濃等措施改進(jìn)。２)燃料經(jīng)濟(jì)性分析燃料費(fèi)用約為汽油的２/３。３)尾氣排放分析天然氣是氣態(tài)，與空氣混合均勻，燃燒完全，排放性能好。４)安全性分析從燃料性質(zhì)上來講，天然氣汽車比汽油機(jī)汽車更安全。2.液化石油氣(LPG)發(fā)動(dòng)機(jī)燃用液化石油氣的發(fā)動(dòng)機(jī)可有:ＬＰＧ單(代用)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)；汽油/ＬＰＧ兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)；柴油—ＬＰＧ雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。１)動(dòng)力性分析燃用液化石油氣的發(fā)動(dòng)機(jī)比燃用汽油時(shí)的功率明顯下降?？赏ㄟ^提高充氣系數(shù)、壓縮比，點(diǎn)火提前角、采用LPG電控噴射方式、大負(fù)荷加濃等措施改進(jìn)。２)燃料經(jīng)濟(jì)性分析燃用LPG的燃料經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于汽油。３)尾氣排放分析燃用LPG和燃用汽油時(shí)，ＨＣ排放隨混合氣濃度的變化規(guī)律大體一樣。燃用LPG比燃用汽油時(shí)的ＮＯｘ生成量減少。４)安全性分析從燃料性質(zhì)上來講，液化石油氣汽車比汽油機(jī)汽車更安全。５)正確選用保證其良好的燃燒性能,保證減少燃燒積渣的生成.3.醇類燃料發(fā)動(dòng)機(jī)醇類燃料發(fā)動(dòng)機(jī)主要指使用甲醇、乙醇、甲醇汽油、乙醇汽油為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)。(1)甲醇和乙醇均屬有機(jī)化合物，是無色透明、易揮發(fā)的可燃液體。(2)乙醇及車用乙醇汽油在汽車上以多種方式應(yīng)用于點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。(3)甲醇及車用甲醇汽油在汽車上主要應(yīng)用于點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。(4)醇類燃料開發(fā)與利用的歷程。第二節(jié)新能源汽車一、純電動(dòng)汽車(EV)1.EV的類型１)用純蓄電池作為電力源的ＥＶ２)裝有輔助電力源的ＥＶ2.典型的純電動(dòng)汽車組成電動(dòng)汽車由電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等三部分組成。3.電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行機(jī)制１)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩(１)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速ｎｅ:(２)額定轉(zhuǎn)矩Ｍｅ(３)最大轉(zhuǎn)矩Ｍｍａｘ和過載系數(shù)λ(４)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩２)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(１)電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(２)制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)３)電動(dòng)機(jī)的效率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的效率是指電動(dòng)