新聞主題	內燃機（柴油機）的基本常用術語

 

廣義上的內燃機不僅包括往復活塞式內燃機、旋轉活塞式發動機和自由活塞式發動機，也包括旋轉葉輪式的噴氣式發動機，但通常所說的內燃機是指活塞式內燃機。其中，活塞式內燃機以往復活塞式最為普遍。根據國家標準GBlT1883-1989《往復活塞式內燃機術語》規定內燃機主要的基本術語，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語。

 

 

 

 

1、工作循環

內燃機在熱能與機械能的轉換中，是通過氣缸內的活塞工作，連續進行進氣、壓縮、燃燒、膨脹做功、排氣5個過程來完成的，內燃機每進行這樣一個過程稱為一個工作循環。

2、上止點和下止點

活塞在氣缸內做上下直線往復運動時，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。曲柄的旋轉半徑：曲軸與連桿大端的連接中心到曲軸的旋轉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，也可認為是已知的（油缸的長度最好不超過直徑的20倍）。當總的推力不變時，油缸的直徑與工作壓力的根方成反比。直徑既小（機構緊湊），壓力又低（系統較簡，泄漏較少）。解決這個矛盾問題的原則是：在直徑尺寸適當的情況下，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。

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、氣缸總容積

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。可見氣缸總容積為：V_a＝V_h＋V_c

8、壓縮比

氣缸總容積與燃燒室容積的比值，用?表示，即

 

壓縮比體現了氣缸內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，內燃機的效率也越高。

9、配氣正時：

（亦稱配氣相位）是指內燃機每個氣缸的進、排氣門從開始開啟到完全關閉所經歷的曲軸轉角。

10、氣門重疊角：

是指發動機進氣門和排氣門處于同時開啟的一段時間用曲軸轉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壓縮上止點，這段時間內曲軸轉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，活塞距離壓縮達上止點的曲軸轉角。

13、增壓中冷：

是當渦輪增壓器將新鮮空氣壓縮經中段冷卻器冷卻，然后經進氣歧管、進氣門流至汽缸燃燒室。

14、偶件：

一對制造精密，配合嚴密的零件。

15、噴油規律：

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

16、指示熱效率（定義，表達式）：

指示熱效率是指發動機實際循環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【g/(kw.h)】，即b e =e ?103。

17、充量系數Φc ：

若把每循環洗入汽缸的空氣量換算成進氣管狀態（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Φc ，即Φc=V1。

18、過量空氣系數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Φa ，即Φa =m1b0，其中m1是實際進入氣缸的新鮮空氣的質量，g b 為每循環燃料供給量（kg ）; l 0為單位質量燃料完全燃燒所需的理論空氣質量，成為化學計量空燃比。

19、壓力升高率dp /dφ：

在急燃期階段中，由于在滯燃期內已經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荷，發動機壽命縮短。為了保證柴油機運轉的平穩性，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氣時進氣口壓力的比值。

21、殘余廢氣系數：

發動機關閉后缸內氣體的總質量為m a ，由循環吸入的新鮮充量m 1和上一循環殘留在缸內的廢氣m r 組成，則殘余廢氣系數定義為：Φr =m r

22、排氣再循環

在每個循環吸入的新鮮充量m 1中，若其中一部分是來自發動機的排氣，用來稀釋可燃混合氣和降低發動機最高溫度，減少NO x 的生成與排放，稱為排氣再循環。 排氣再循環率：參與再循環的排氣的質量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：

是指缸內氣體對活塞在強制排氣行程和吸氣行程所做的功。

25、進氣損失：

與理論循環相比，內燃機在進氣過程中所造成的功的損失。

26、泵氣損失：

與理論循環相比，發動機的活塞在泵氣過程中所造成的功的損失。

27、換氣損失：

與理論循環相比，實際循環在換氣過程中所產生的功的損失統稱為換氣損失。

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：

在進氣過程中形成的繞氣缸軸線垂直線旋轉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則氣流運動稱為湍流；在旋轉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、火焰傳播速率：

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、燃燒循環變動：

當發動機以某一工況穩定運行時，這一循環和下一循環的燃燒過程的進行情況不斷變化，具體表現在壓力曲線、火焰傳播情況及發動機功率輸出均不相同。

36、擴散燃燒：

擴散混合是在燃燒室內著火以后的混合階段。這種混合是在邊燃燒、邊噴油的情況下進行的混合，由于混合過程比反應速率慢，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，這就是所謂的擴散燃燒。

37、預混燃燒：

在燃燒過程中，如果混合過程比燃燒反應要快得多或者在火焰到達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混燃燒。

38、爆燃：

壓力曲線出現高頻大幅波動，上止點附近的dp/dt值急劇波動達到(dp/dt)max =0.2MPa/μs 或（dp/dφ）max =65MPa[(°) （CA ）]之高，此時火焰傳播速度和火焰前鋒形狀發生急劇的改變，稱為爆燃。

39、表面點火：

在點燃式發動機中，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，在火焰傳播的過程中，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象稱為失火。

43、壁面淬熄：

發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生活性自由基失效，燃燒反應鏈中斷，導致化學反應變緩或停止。

44、狹隙效應：

發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，當做功臨近結束時，氣缸內的壓力降低使得這部分可燃氣重新回到氣缸，但此時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構參數有關，一般來說，面容比大，火焰傳播距離長，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域是一團較濃的燃汽，而其它周邊區域則是較稀的燃汽或是純粹空氣，以此來實現電火花的可靠點燃和時間控制。這種燃燒狀態的燃汽濃度內外層次不一樣，因此叫分層燃燒。

47、適應性系數：

衡量內燃機動力性能對外界阻力變化的適應能力的指標稱為適應性系數。 

48、內燃機的負荷特性：

是指當內燃機的轉速不變時，性能指標隨負荷而變化的關系。

49、內燃機的速度特性：

是指內燃機在供油量調節機構（對柴油機為油量調節桿，簡稱為油門，對汽油機為節氣門）保持不變的情況下，性能指標隨轉速而變化的關系。

50、內燃機的外特性：

當柴油機的油門固定在額定位置，或汽油機的節氣門全開時得出的速度特性，稱為內燃機的外特性。

51、內燃機的萬有特性：

為了能在一張圖上較全面的表示內燃機各種性能參數的變化，經常應用多參數的特性曲線，稱為萬有特性。

 

16V康明斯發動機模型

 

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