发动机原理书本重点整理讲解.docx
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发动机原理书本重点整理讲解
1、热量与功的异同:
1.都是通过边界传递的能量;2.都是过程量;3.功传递由压力差推动,比体积变化是作功标志;热量传递由温度差推动,比熵变化是传热的标志;4.功是物系间通过宏观运动发生相互作用传递的能量;热是物系间通过紊乱的微粒运动发生相互作用而传递的能量。
2、热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的应用,可以描述为:
热能和机械能可以相互转换,且在相互转换过程中,能量的总量保持守恒。
(加入热力系统的能量的总和)-(离开热力系统能量的总和)=(热力系统总能量的增量)
闭口系统:
能量方程:
Q-W=U2-U1
3、一切热动力装置都只能将从热源得到的热量中的一部分转化成为功,这是热动力循环根本特性。
4、克劳修斯叙述——热量不可能自发地不花代价地从低温物体传向高温物体。
.开尔文—普朗克叙述——不可能制造循环热机,只从一个热源吸热,将之全部转化为功,而不在外界留下任何影响。
5、实际循环不可能实现卡诺循环,原因:
a)一切过程不可逆;
b)气体实施等温吸热,等温放热困难,必须有温差
c)气体卡诺循环wnet太小,若考虑摩擦,输出净功极微。
6、三种基本循环
1.定容加热循环--类似汽油机,上止点附近快速燃烧,容积变化很小--容积接近不变-----定容
2.定压加热循环--类似低速柴油机,柴油混合气扩散燃烧速度慢,持续时间长,容积增大但热量也增------压力接近不变----定压
3.混合加热循环--类似高速柴油机,上止点附近有部分柴油混合气燃烧(定容),后面边喷边燃(定压)-----混合加热循环
7、
1、实际工质的影响Wk
理论循环:
工质是空气,比热容假定不变
实际循环:
工质是实际气体,比热容随温度提高而增大,并有泄漏,引起效率降低-----Wk
2、换气损失
理论循环:
工质不更换
实际循环:
提前排气损失W+泵气损失Wr
3、燃烧损失Wz
1)非瞬时燃烧损失和补燃损失(点火提前角)
2)不完全燃烧损失(缺氧)
4、传热损失Wb
5、缸内流动损失----压缩气流损失+排气阻力损失
6、其他几项损失
1)节流损失---分隔式燃烧室
2)泄漏损失---活塞环泄漏
8、影响机械效率的主要因素:
1.气缸内的最高燃烧压力;2.发动机转速或活塞平均速度;3.发动机负荷;4.润滑油品质和冷却水温度;5.发动机的技术状况
9、机械损失的组成:
1.摩擦损失(50%~80%)2.驱动附件损失(10%)3.泵气损失(5%~40%)
10、机械损失的测定方法:
1.示功图法(示功器)--所有发动机(高增压)2.倒拖法(电力测功机)---汽油机、小型柴油机;3.灭缸法(断缸法)---柴油机;4.油耗线法—负荷特性曲线
11、进气门早开:
增大进气行程开始时气门的开启高度,减小进气阻力,增加进气量。
进气门晚关:
延长了进气时间,在大气压和气体惯性力的作用下,增加进气量。
排气门早开:
借助气缸内的高压自行排气,大大减小了排气阻力,使排气干净。
排气门晚关:
延长了排气时间,在废气压力和废气惯性力的作用下,使排气干净。
12、提高发动机充量系数的措施:
一.降低进气系统的阻力
(一)增大气门的流通能力
角面值--气门开启截面积对曲轴转角的积分
时面值--气门开启截面积对时间的积分
(二)减少进气门处的流动损失
1.进气马赫数Ma
进气马赫数Ma:
进气门处的气流平均速度Vm与该处音速a之比。
4.配气定时:
由于进气门迟闭,进气终了压力因气流惯性作用而增加,即pa↑,所以充气效率ηv↑
5.压缩比ε:
ε增加,Vc↓,废气↓,ηv↑
6.进气(或大气)状态:
增压,压力↑,进气↑,pa↑,充气效率ηv↑
13、为提高汽油的抗爆性:
添加剂:
四乙基铅Pb(C2H5)4
导出剂:
二溴已烷C2H4Br2,汽油呈粉红色以防中毒。
14、燃料特性引起的发动机工作模式上的差异
1.混合气形成方式的差异
汽油蒸发性好------常采用缸外喷射雾化混合
柴油蒸发性差------常采用缸内高压喷射雾化混合
2.着火燃烧模式的差异
汽油机实行预混燃烧,适用单点点火,不能多点同时着火,防止出现爆炸式燃烧。
柴油机实行扩散燃烧,初期自燃,紧接边喷边气化混合的扩散燃烧。
3.负荷调节方式的差异
汽油机实行量调节,油门踏板开度变化,油量和气量同时变化
柴油机实行质调节,油门踏板开度变化,只改变柱塞的供油量
15、与化油器相比,汽油喷射具有的优点(第135页)
(1)空燃比精确控制,使任何工况下都处于最佳工作状态,特别是对过渡工况的动态控制
(2)没有喉管,减小进气阻力,不需要对进气管加热来促进燃油的蒸发,充气效率高
(3)进气温度低,爆燃得到了有效控制,有可能采取较高的压缩比
(4)混合均匀性问题比较容易解决
(5)冷起动性能和加速性能良好,过渡圆滑
16、 爆燃的机理是什么?
如何避免发动机出现爆燃?
答:
爆燃着火方式类似于柴油机,同时在较大面积上多点着火,所以放热速率极快,局 部区域的温度压力急剧增加,这种类似阶越的压力变化,形成燃烧室内往复传播的激波,猛烈撞击燃烧室壁面,使壁面产生振动,发出高频振音(即敲缸声)。
避免方法:
适当提高燃料的辛烷值;适当降低压缩比,控制末端混合气的压力和温度;调整燃烧室形状,缩短火焰前锋传播到末端混合气的时间,如提高火焰传播速度、缩短火焰传播距离。
17 、何谓汽油机表面点火?
防止表面点火有什么主要措施?
答:
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,统称为表面点火。
防止措施:
1)适当降低压缩比。
2)选用沸点低的汽油和成焦性小的润滑油。
3)要避免长时间的低负荷运行和汽车频繁加减速行驶。
4)应用磷化合物为燃油添加剂使沉 积物中的铅化物成为磷酸铅从而使碳的着火温度提高到560℃且氧化缓慢,放出热量少,从而减少表面点火的产生。
18、柴油机的喷油提前的调节规律是:
要求转速高及负荷大时都提前:
转速高时,滞燃期所占的曲轴转角大于低速所以喷油必须要提前;
负荷大时,喷油量增多,喷油持续角和燃烧持续角都增多,所以喷油必须要提前。
19、a线:
先快后慢,初期放热多,压力升高率大,最高压力8MP,热效率52.9%
粗暴,污染(直喷式,空间混合动力性好)
b,c线介于中间;
d线:
先慢后快,初期放热少,压力升高率小,5.5MP最低,热效率45.4%,降噪减振减污较好,但动力性差—分隔式。
20、柴油混合气形成的特点:
1、混合气形成时间极短,仅为汽油机的(相同n)1/45-1/70,加之柴油不易蒸发。
2、对空气利用较差(燃烧室各处不均匀,喷射延续)
3、混合气的形成和燃烧交错进行。
改善措施:
1.适当增加空气的涡流运动
2.柴油采用高压雾状准时喷射
3.采用合理的燃烧室
21、
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24、
5、过渡工况
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第九章:
10、采用燃油蒸发控制系统(活性碳罐)
25、
第九章柴油机的速度特性:
汽油机的速度特性:
(一)转矩曲线:
随n上升,转矩Ttq明显下降。
原因:
汽油机Ttq主要决定
于ηvηmηi的乘积,与柴
油机相似,ηv在某中间转
速时最高。
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