新聞主題	內(nèi)燃機（柴油機）的基本常用術(shù)語

 

廣義上的內(nèi)燃機不僅包括往復(fù)活塞式內(nèi)燃機、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機和自由活塞式發(fā)動機，也包括旋轉(zhuǎn)葉輪式的噴氣式發(fā)動機，但通常所說的內(nèi)燃機是指活塞式內(nèi)燃機。其中，活塞式內(nèi)燃機以往復(fù)活塞式最為普遍。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GBlT1883-1989《往復(fù)活塞式內(nèi)燃機術(shù)語》規(guī)定內(nèi)燃機主要的基本術(shù)語，康明斯公司在本文的圖1中表示了柴油機工作原理的常用術(shù)語。

 

 

 

 

1、工作循環(huán)

內(nèi)燃機在熱能與機械能的轉(zhuǎn)換中，是通過氣缸內(nèi)的活塞工作，連續(xù)進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹做功、排氣5個過程來完成的，內(nèi)燃機每進(jìn)行這樣一個過程稱為一個工作循環(huán)。

2、上止點和下止點

活塞在氣缸內(nèi)做上下直線往復(fù)運動時，活塞頂部處于氣缸中的最高位置稱為上止點，活塞頂部處于氣缸中的最低位置則稱為下止點。

3、活塞沖程和曲柄旋轉(zhuǎn)半徑

活塞在氣缸中的運動從上止點到下止點的直線距離，通常用S表示。曲柄的旋轉(zhuǎn)半徑：曲軸與連桿大端的連接中心到曲軸的旋轉(zhuǎn)中心之間的最小直線距離，用R表示。活塞沖程S＝2R。

4、缸徑

氣缸直徑就是氣缸的內(nèi)徑，簡稱缸徑，通常用D表示。

油缸的總牽引力、總推力和運動速度一般是已知的，行程長度由工作要求決定，也可認(rèn)為是已知的（油缸的長度最好不超過直徑的20倍）。當(dāng)總的推力不變時，油缸的直徑與工作壓力的根方成反比。直徑既小（機構(gòu)緊湊），壓力又低（系統(tǒng)較簡，泄漏較少）。解決這個矛盾問題的原則是：在直徑尺寸適當(dāng)?shù)那闆r下，盡量取較低的工作壓力。

5、氣缸工作容積（或稱活塞排量）

活塞從上止點運動到下止點所經(jīng)過的空間稱為氣缸工作容積，用V_h表示。多氣缸柴油機各缸工作容積的總和稱為柴油機工作容積（或稱柴油機排量），用V_L表示。

 

式中 D——氣缸直徑（cm）；

S——活塞沖程（cm）；

i——氣缸數(shù)。

6、燃燒室容積

活塞在上止點時，活塞頂部上方整個空間的容積稱為燃燒室容積，通常用V_c表示。

7、氣缸總?cè)莘e

活塞位于下止點時，活塞頂以上的氣缸全部容積，通常用V_a示。可見氣缸總?cè)莘e為：V_a＝V_h＋V_c

8、壓縮比

氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，用?表示，即

 

壓縮比體現(xiàn)了氣缸內(nèi)混合氣體的被壓縮程度，壓縮比越大，表明柴油機運行時，氣體被壓縮的程度越大，壓縮終了氣體的溫度和壓力就越高，內(nèi)燃機的效率也越高。

9、配氣正時：

（亦稱配氣相位）是指內(nèi)燃機每個氣缸的進(jìn)、排氣門從開始開啟到完全關(guān)閉所經(jīng)歷的曲軸轉(zhuǎn)角。

10、氣門重疊角：

是指發(fā)動機進(jìn)氣門和排氣門處于同時開啟的一段時間用曲軸轉(zhuǎn)角來表示稱為氣門重疊角。

11、點火提前角：

從點火時刻起到活塞到達(dá)壓縮上止點，這段時間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過的角度稱為點火提前角。

12、噴油提前角：

噴油器開始噴油時，活塞距離壓縮達(dá)上止點的曲軸轉(zhuǎn)角。

13、增壓中冷：

是當(dāng)渦輪增壓器將新鮮空氣壓縮經(jīng)中段冷卻器冷卻，然后經(jīng)進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣門流至汽缸燃燒室。

14、偶件：

一對制造精密，配合嚴(yán)密的零件。

15、噴油規(guī)律：

是指在噴油過程中，單位凸輪轉(zhuǎn)角、曲軸轉(zhuǎn)角或單位時間從噴油器噴入氣缸的燃油量。即噴油率隨凸輪轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。

16、指示熱效率（定義，表達(dá)式）：

指示熱效率是指發(fā)動機實際循環(huán)指示功與所消耗的燃料熱量的比值，即ηit =Wi

17、平均有效壓力：

平均有效壓力是一個假想的、平均不變的壓力作用在活塞頂上，使活塞移動一個行程所做的功等于每循環(huán)所做的有效功，即pme =30τPe。

18、有效燃料消耗率be 

是指單位有效功的耗油量。通常用單位千瓦小時有效功所消耗的燃料克數(shù)【g/(kw.h)】，即b e =e ?103。

17、充量系數(shù)Φc ：

若把每循環(huán)洗入汽缸的空氣量換算成進(jìn)氣管狀態(tài)（p s , T s ）的體積V 1，其值一般要比活塞排量V s 小，兩者的比值定義為充量系數(shù)Φc ，即Φc=V1。

18、過量空氣系數(shù)Φa ：

燃燒單位燃料的實際空氣量與理論空氣量之比，稱為過量空氣系數(shù)Φa ，即Φa =m1b0，其中m1是實際進(jìn)入氣缸的新鮮空氣的質(zhì)量，g b 為每循環(huán)燃料供給量（kg ）; l 0為單位質(zhì)量燃料完全燃燒所需的理論空氣質(zhì)量，成為化學(xué)計量空燃比。

19、壓力升高率dp /dφ：

在急燃期階段中，由于在滯燃期內(nèi)已經(jīng)混合好的可燃混合氣幾乎一起燃燒，而且是在活塞接近上止點、氣缸容積較小的情況下燃燒，因此氣缸中的壓力升高特別快，壓力升高率表征壓力升高的急劇程度。如果壓力升高率太大，則柴油機工作粗暴，運動零件受到很大的沖擊負(fù)荷，發(fā)動機壽命縮短。為了保證柴油機運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，平均壓力升高率不宜超過0.6M Pa/[(°)(CA)]。

20、增壓比：

增壓器排氣出口的壓力與正常進(jìn)氣時進(jìn)氣口壓力的比值。

21、殘余廢氣系數(shù)：

發(fā)動機關(guān)閉后缸內(nèi)氣體的總質(zhì)量為m a ，由循環(huán)吸入的新鮮充量m 1和上一循環(huán)殘留在缸內(nèi)的廢氣m r 組成，則殘余廢氣系數(shù)定義為：Φr =m r

22、排氣再循環(huán)

在每個循環(huán)吸入的新鮮充量m 1中，若其中一部分是來自發(fā)動機的排氣，用來稀釋可燃混合氣和降低發(fā)動機最高溫度，減少NO x 的生成與排放，稱為排氣再循環(huán)。 排氣再循環(huán)率：參與再循環(huán)的排氣的質(zhì)量m EGR 占新鮮充量m 1的百分比，即ΦEGR =m EG R

23、排氣損失

從排氣門開啟到下止點這一時期，由于提前排氣造成了缸內(nèi)壓力下降，使膨脹功減小稱為膨脹損失；活塞由下止點向上止點的強制排氣行程所消耗的功稱為推出損失；膨脹損失與推出損失之和，稱為排氣損失。

24、泵氣功：

是指缸內(nèi)氣體對活塞在強制排氣行程和吸氣行程所做的功。

25、進(jìn)氣損失：

與理論循環(huán)相比，內(nèi)燃機在進(jìn)氣過程中所造成的功的損失。

26、泵氣損失：

與理論循環(huán)相比，發(fā)動機的活塞在泵氣過程中所造成的功的損失。

27、換氣損失：

與理論循環(huán)相比，實際循環(huán)在換氣過程中所產(chǎn)生的功的損失統(tǒng)稱為換氣損失。

28、擠流：

在壓縮過程后期，活塞表面的某一部分和氣缸蓋底面彼此靠近時所產(chǎn)生的徑向或橫向氣流運動稱為擠壓流動，又稱擠流。

29、滾流、斜軸渦流：

在進(jìn)氣過程中形成的繞氣缸軸線垂直線旋轉(zhuǎn)的有組織的空氣旋流，稱為滾流或橫軸渦流，滾流和渦流的結(jié)合可以形成斜軸渦流。

30、湍流、熱力混合：

在氣缸中形成的無規(guī)則氣流運動稱為湍流；在旋轉(zhuǎn)氣流中火焰向燃燒室中心運動，又將中心部分的新鮮空氣擠向外壁，促進(jìn)空氣與未燃燃料的混合，稱為熱力混合。

31、滯燃期：

是指電火花跳火到形成火焰中心的階段。

32、急燃期：

是指火焰由火焰中心燒遍整個燃燒室的階段。

33、后燃期：

是指急燃期終點至燃料基本上完全燃燒的階段。

34、火焰?zhèn)鞑ニ俾剩?/span>

湍流火焰速率S T （m/s）與層流燃燒速率S L （m/s）之比，即FSR =S S L 。

35、燃燒循環(huán)變動：

當(dāng)發(fā)動機以某一工況穩(wěn)定運行時，這一循環(huán)和下一循環(huán)的燃燒過程的進(jìn)行情況不斷變化，具體表現(xiàn)在壓力曲線、火焰?zhèn)鞑デ闆r及發(fā)動機功率輸出均不相同。

36、擴(kuò)散燃燒：

擴(kuò)散混合是在燃燒室內(nèi)著火以后的混合階段。這種混合是在邊燃燒、邊噴油的情況下進(jìn)行的混合，由于混合過程比反應(yīng)速率慢，因此燃燒速率取決于混合速率，即混合速率控制了燃燒速率，這就是所謂的擴(kuò)散燃燒。

37、預(yù)混燃燒：

在燃燒過程中，如果混合過程比燃燒反應(yīng)要快得多或者在火焰到達(dá)之前燃料與空氣已充分混合，這種可燃混合氣的燃燒稱之為預(yù)混燃燒。

38、爆燃：

壓力曲線出現(xiàn)高頻大幅波動，上止點附近的dp/dt值急劇波動達(dá)到(dp/dt)max =0.2MPa/μs 或（dp/dφ）max =65MPa[(°) （CA ）]之高，此時火焰?zhèn)鞑ニ俣群突鹧媲颁h形狀發(fā)生急劇的改變，稱為爆燃。

39、表面點火：

在點燃式發(fā)動機中，凡是不依靠電火花點火，而是由于熾熱表面點燃混合氣而引起的不正常燃燒現(xiàn)象，稱為表面著火。

40、后火：

在熾熱點的溫度降低時，電火花點燃混合氣后，在火焰?zhèn)鞑サ倪^程中，熾熱點點燃其余混合氣，但這時形成的火焰前鋒仍以正常的速度傳播，稱為后火。

41、早火：

在熾熱點溫度較高時，常常在電火花正常點燃以前，熾熱點就點燃混合氣。 激爆：是由燃燒室沉積物引起的爆燃性熾熱點火。

42、失火：

混合氣未被點燃的現(xiàn)象稱為失火。

43、壁面淬熄：

發(fā)動機的燃燒室表面溫度比火焰低得多，壁面對火焰的迅速冷卻使火焰中產(chǎn)生活性自由基失效，燃燒反應(yīng)鏈中斷，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)變緩或停止。

44、狹隙效應(yīng)：

發(fā)動機燃燒室中有各種很狹窄的縫隙，在活塞做功過程中壓力的升高會使得部分可燃混合氣陷入縫隙中，當(dāng)做功臨近結(jié)束時，氣缸內(nèi)的壓力降低使得這部分可燃?xì)庵匦禄氐綒飧祝藭r溫度已降低且缺少氧量，大部分氣體會原封不動的排除氣缸。

45、燃燒室面容比A /V ：

表示燃燒室的緊湊性，它與燃燒室形狀以及汽油機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，一般來說，面容比大，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長，容易爆燃，HC 排放高，相對散熱面積大，熱損失大。

46、電極的消焰作用：

火核形成過程中，電極將從火核中吸收能量，如果這部分熱量吸收過大，則火核最終可能不能形成，稱為電極的“消焰”作用。當(dāng)間隙增大時，消焰作用將減弱。 分層燃燒：在火花塞點火的那部分區(qū)域是一團(tuán)較濃的燃汽，而其它周邊區(qū)域則是較稀的燃汽或是純粹空氣，以此來實現(xiàn)電火花的可靠點燃和時間控制。這種燃燒狀態(tài)的燃汽濃度內(nèi)外層次不一樣，因此叫分層燃燒。

47、適應(yīng)性系數(shù)：

衡量內(nèi)燃機動力性能對外界阻力變化的適應(yīng)能力的指標(biāo)稱為適應(yīng)性系數(shù)。 

48、內(nèi)燃機的負(fù)荷特性：

是指當(dāng)內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速不變時，性能指標(biāo)隨負(fù)荷而變化的關(guān)系。

49、內(nèi)燃機的速度特性：

是指內(nèi)燃機在供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)（對柴油機為油量調(diào)節(jié)桿，簡稱為油門，對汽油機為節(jié)氣門）保持不變的情況下，性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速而變化的關(guān)系。

50、內(nèi)燃機的外特性：

當(dāng)柴油機的油門固定在額定位置，或汽油機的節(jié)氣門全開時得出的速度特性，稱為內(nèi)燃機的外特性。

51、內(nèi)燃機的萬有特性：

為了能在一張圖上較全面的表示內(nèi)燃機各種性能參數(shù)的變化，經(jīng)常應(yīng)用多參數(shù)的特性曲線，稱為萬有特性。

 

16V康明斯發(fā)動機模型

 

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