汽车发动机原理(第1章)

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1、汽车发动机原理点燃式和压燃式内燃机的工作过程、燃烧理论、性能分析以及参数调控清华大学汽车工程系帅石金博士Email:sjshuai@tsinghua.edu.cnPhone:010-62772515讲课内容第一篇动力输出与能量利用第1章动力经济性能指标与影响因素第2章燃料与工质第3章循环分析与能量利用第4章换气过程与循环充量第二篇燃烧与排放第5章燃烧的基础知识第6章燃烧过程及混合气形成第7章特殊燃烧问题的机理与对策第8章有害排放物的生成与控制第9章燃烧室与调节参数的优化第三篇运行特性与性能调控第10章发动机运行特性与整车匹配第11章柴油机调速特性动力的获取和输出；能量的消耗和利用。燃料

2、能量转换的“质”环节；加入整机能量总量的“量”环节。讲课内容第一篇动力输出与能量利用第1章动力经济性能指标与影响因素第2章燃料与工质第3章循环分析与能量利用第4章换气过程与循环充量第二篇燃烧与排放第5章燃烧的基础知识第6章燃烧过程及混合气形成第7章特殊燃烧问题的机理与对策第8章有害排放物的生成与控制第9章燃烧室与调节参数的优化第三篇运行特性与性能调控第10章发动机运行特性与整车匹配第11章柴油机调速特性1.工质对活塞所作功及示功图2.动力经济性指标3.影响动力经济性指标的环节与因素p-图示功图（四冲程）p-V图EIIETDCTDCTDCBDCBDCw/ocombustion01803

3、60540720°CAppzp0IVCEVOEVCIVOTDC上止点BDC下止点ppzp0VsVcVpAds示功图(IndicatorDiagram)：发动机气缸内工质压力p随气缸容积V（或曲轴转角）的变化曲线TDC-TopDeadCenter;BDC-BottomDeadCenterIVO-IntakeValveOpen;IVC-IntakeValveCloseEVO-ExhaustValveOpen;EVC-ExhaustValveClose示功图压力图/展开示功图BDCTDCEPOIPOEPCIPCppzp0VcVsVBDCBDCTDCTDCBDCppzp0018036054

4、0720°CAIPO-IntakePortOpenIPC-IntakePortCloseEPO-ExhaustPortOpenEPC-ExhaustPortClose示功图（二冲程汽油机）示功图测取装置WpdV=ò功正负确定原则：◎压力方向与活塞运动方向一致，工质对活塞作正功◎压力方向与活塞运动方向相反，工质对活塞作负功IVCEVOEVCIVOTDC上止点BDC下止点ppzp0VsVcV示功图(IndicatorDiagram)四冲程pAds工质对活塞所作功循环功：动力过程功：压缩与燃烧膨胀过程所作功之代数和泵气过程功：进气与排气过程所作功之代数和总指示功＝动力过程功＋理论泵气功(不

5、考虑泵气损失)净指示功＝动力过程功＋泵气过程功(考虑泵气损失)CompressionW<0PowerW>0IntakeW>0ExhaustW<0自然吸气(naturalaspirated)发动机作功分析缸内进气压力pd大气压力p0缸内排气压力pe大气压力p0与泵气有关的功：理论泵气功忽略流动阻力,进、排气冲程压力所作功之代数和。自然吸气发动机进、排气压力相同（等于大气压力），即理论泵气功为零。泵气损失功(pumpingloss)由于流动存在阻力，进气压力低于大气压，排气压力高于大气压力，造成进气和排气流动损失之功，两者之和即为泵气损失功。W2+W3负功实际泵气功（泵气过程功）理论泵

6、气功减去泵气损失功。W2+W3负功总指示功＝W1+W3净指示功＝(W1+W3)-(W2+W3)=W1-W2理论泵气功(pb–pk)Vs正功泵气损失功阴影面积负功实际泵气功W2正功总指示功W1＋(pb-pk)Vs净指示功W1+W2涡轮增压(turbo-charged)发动机作功分析缸内进气压力pd＞缸内排气压力pe＞大气压力p0填空根据缸内工质对活塞所作功的特点，判断下述各功是正功还是负功：a）压缩过程功（）b）四冲程自然吸气内燃机理论泵气功（）c）四冲程增压内燃机泵气损失功（）d）四冲程自然吸气内燃机泵气过程功（）小测验负零负负讲课内容第一篇动力输出与能量利用第1章动力经济性能指标

7、与影响因素第2章燃料与工质第3章循环分析与能量利用第4章换气过程与循环充量第二篇燃烧与排放第5章燃烧的基础知识第6章燃烧过程及混合气形成第7章特殊燃烧问题的机理与对策第8章有害排放物的生成与控制第9章燃烧室与调节参数的优化第三篇运行特性与性能调控第10章发动机运行特性与整车匹配第11章柴油机调速特性1.工质对活塞所作功及示功图2.动力经济性指标3.影响动力经济性指标的环节与因素1.动力性能指标功率(Power),转矩(Torque),转速(Re