发动机原理

一、发动机性能

1.发动机性能评价的主要指标:

动力性指标: 功率P、转矩T tq、转速n、平均有效压力p e

经济性指标：燃油消耗率b、（润滑油消耗率）

环保性指标：有害排放物（CO、HC、NO x微粒）、噪声、振动

使用性指标：可靠性、耐久性、维修方便性

2.循环：

理想工质：①理想气体：空气

②物性参数不随着压力、温度的变化而变化

理想循环：①封闭系统

②进排气门的关闭看作瞬时的过程

③压缩、膨胀看作绝热等熵过程

加热过程：方式：①等容放热过程：等容

②等压

③混合

a图：说明定容加热的热效率最高

b图：说明汽柴油机在Q1相同、最高压力相同下，汽油机热效率比柴油机热效率低，而且实际中P zmax柴>P zmax汽，所以汽油机热效率比柴油机热效率就更低了。

3. 理论循环分析的指导意义

指出了改善发动机动力性、经济性的基本原则和方向

a.在允许的条件下，尽可能提高压缩比ε

b.合理组织燃烧，提高循环加热等容度（减少预膨胀比ρ和合理选择燃烧始点）

c.保证工质具有较高的绝热指数K

4.自然吸气四冲程发动机pv 图废气涡轮增压四冲程发动机pv 图

5.指示指标

1）指示功(kJ) W i (一个实际循环工质对活塞所做的有用功,即净指示功,相当于示功图面积A1±A3)

2）平均指示压力(MPa) p mi=W i/ V s

3）平均指示功率(kw) P i = p mi V s in/30τ

4）指示热效率ηi=W i/Q1 =3.6/ b i hμ

5）指示燃料消耗率(g/(kw·h) ) b i=B/P i（单位指示功的耗油量）B—每小时耗油量（kg/h）

6.有效指标：

动力性指标：

（1）有效功率(kJ) P e (曲轴输出功)= P i - P m

（2）平均有效压力(MPa) p me=W e/ V s

（3）有效功率(kw) P e= p me V s in/30τ

（4）有效扭矩(N.m) P e= 2πnT tq/60*1000 = T tq n/9550

（5）转速n(转/min)和活塞平均速度C m (m/s)C m = Sn/30

经济性指标

（6）有效热效率ηe=We/Q1 =3.6/ behμ

（7）有效燃料消耗率(g/(kw·h) ) be=B/Pe

发动机的强化指标

（1）升功率P L(kw.L)和比质量m e (kg/kw)

P L = P e/V s i= p me V s in/30V s iτ = p me n/30τm e = m/ P e

m—发动机的干质量，不含冷却水和润滑油的发动机质量

（2）强化系数p me C m

p me C m越高，发动机的热负荷和机械负荷越大，发动机的发展趋势是强化系数的提高，故p me C m的提高也标志了技术的进步。

7.机械损失：

(1) 组成与份额：

Pm(机械损失功）：指示功率不能完全对外输出，功在发动机内部传递过程中，不可避免有以下损失：

内部运动零件的摩擦损失；驱动附属机构的损失；泵气损失

a.发动机内部运动零件的摩擦损失(占P m的62~75%)

活塞组件与缸壁的摩擦(45~60% ) 、曲柄连机组轴承的摩擦、

(15~20% )气阀机构的摩擦(2~3% )等。

b.驱动附件的损失(占P m的10~20%)

c.水泵、水箱风扇、机油泵、柴油机喷油泵、空调、转向助力泵等

泵气损失(占P m的10~20%) A3+A2

(2) 测量方法：

a.示功图法

b.倒拖法：发动机按测试工况运行到正常稳定状态(水温、油温正常) ,断油或切断点火，立即将测功机转为电

动机运行，反拖发动机到同样转速，则测得的反拖功率即为机械损失功率。显然，这种测试方法必

然将泵气损失功包含在内了。

误差：（a）无燃烧，缸内压力低，活塞与缸套间隙加大；润滑油粘度加大，摩擦损失增加

（b）缸内工质温度低，工质密度大，排气压力加大，泵气损失增加。

（汽油机压缩比小，所以误差小，柴油机则误差较大。）

c.灭缸法：用于多缸机

设N缸发动机正常运转时，测出有效功率Pe。然后第i缸灭火（停止供油或点火），在相同转速下

测定工作的N-1个气缸的有效功率（Pe）-i, 此时认为总的Pm 不变，则灭缸后所减少的输出功

率量为被灭缸的指示功率P i

误差：灭缸后进排气波动效应会影响各缸进气的均匀性，从而引起额外的测试误差。

小结：

1）汽油机多用倒拖法，不适合用灭缸法和油耗线法（不成直线）

2）小型柴油机适合灭缸法、反拖法，自然吸气柴油机多在生产、调试中使用油耗线法，作为产品质量监控的手段。

3）废气涡轮增压柴油机无法使用倒拖法和灭缸法，因为这两种方法都破坏了增压系统的正常工作。

低增压可以用油耗线法。高增压机型，除示功图法外，尚无更好的方法。

（3）影响因素：a.转速 b.负荷

c.润滑条件及冷却水温度：

机油选用原则：①在保证发动机正常工作时有可靠润滑条件的前提下，

尽量选用粘度系数小的润滑油，以减少摩擦损失，改善起动性能。

③强化系数高，轴承负荷大时，用粘度较大的润滑油；

④转速高，配合间隙小时，用粘度较小的润滑油。

冷却水温度影响燃烧过程和传热损失，也与润滑油的用油温度有关，也就关系到摩擦损失

的大小，提高水温，对性能有益，但受水的沸点的限制，水温在80~95℃

正常机油温度在85~110 ℃，高品质油可允许在更高温度下工作

二、发动机的换气过程

换气过程的目的:

?最大限度地吸入新鲜充量

?最小的换气损失

?各缸进气的均匀性

?在缸内形成合理的流场，以控制混合气的形成和燃烧

1.四行程发动机的换气过程

1）换气过程包括从排气门开启到进气门关闭的整个时期，约占曲轴转角410～480°。

换气系统：进气系统+燃烧室+排气系统；

α —进气提前角0?40o

β —进气迟闭角20?60o

γ —排气提前角30?80o

δ—排气迟闭角10?35o

自然吸气式发动机的配气定时

（2）换气过程分期

①排气过程（占240 ?260o曲轴转角）：

a.自由排气阶段（超临界、亚临界）：1/3 下止点后10 ?30o曲轴转角结束，排出60％的废气

b.强制排气阶段：2/3

②进气过程：（占230 ?260o曲轴转角）

进气门提前打开为了保证活塞下行时有足够大的开启面积

核心问题是充气效率ηv

气门重叠过程：（占0 ?80o曲轴转角）

进、排气门同时开启：可以利用气流的压差、惯性或进、排气管压力波，清除残余废气。

2.换气损失：

Y——排气泵气损失

X——进气泵气损失

W——自由排气损失

（排气门提前打开引起的膨胀功的损失）

换气损失=泵气损失+膨胀损失

=排气损失+进气损失

3.配气相位对发动机性能的影响

配气相位影响充气效率，也影响循环的热效率

4.四行程发动机的充气效率ηv及影响因素：

（1）充气效率是实际进入气缸的容积的新鲜工质的量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质的量的比值ηv= m1/m s=V1/V s

（2）影响充气效率的因素：a.进气终了压力p a p a↑ηv↑ b.进气终了温度T a T a↑ηv↓

c.残余废气系数γγ↑ηv↓

d.配气定时

e.压缩比εε↑γ↓ηv↑

f.进气状态P s↑P a↑ηv↑

5.减少进气系统的阻力

减少各段通路的阻力，增大流通能力，是提高ηv，改善发动机性能的主要方向。

进气系统的阻力不仅影响充气效率ηv，也影响换气损失，从而影响发动机的输出功率。

进气门

1）、提高进气门的时面值∫fdt

转速n提高,时面值降低,dt内通过气门的气体流量减少

2）、减少进气马赫数M a

某些小升程段的流速已接近“壅塞”

3）、增加气门直径d s和气门数：增大气门直径可扩大气流通路截面积

多气门结构可大幅度增加进气体积流量D s↑ηv↑

4）、增大气门升程：在惯性力允许条件下使气门开闭得尽可能快，从而增大时面值，提高通过能力

5）、减少气门处的流动损失

进气道和进气管：

a.管壁光滑，避免转弯、截面突变，保证有足够的流通面积，提高充气效率。

b.流动损失与燃油雾化的矛盾（化油器或单点电喷汽油机）

c.流动损失与缸内涡流比的矛盾（柴油机和GDI汽油机）

d.柴油机上，还要求气流通过进气道在气缸中形成涡流，改善混合气的形成和燃烧。

空气滤清器

在保证滤清效果的前提下，尽可能减小阻力；使用低阻高效的滤清器，及时换芯

能量损失主要表现为压力损失，压力损失分为两类：沿程压力损失和局部压力损失

6.进排气管动态效应

动态效应定义:

由于进排气的流动过程是典型的不稳定（不定常）流动,使得进排气门处的压力和流速不断改变,从而对充气效率、排气流速及各缸进排气不均匀有影响.

?压力波传播的速度就是该介质状态下的音速α ，若管道中某点在压力波传到时已具有流速v,则压力波面的传播速度为c= v±α ;

?压力单波传到之处，其效果是使该处压力上升者叫密波，或压缩波；反之，为疏波，或膨胀波；

?开口端出现全负反射，即反射波性质与来波相反，而幅值相同；封闭端出现全正反射，即反射波性质及幅值与来波完全相同。

单缸机进气管动效应的利用

本循环压力波的动态效应(惯性效应)

设进气门开启时间为Δt s,压力波传播周期为Δt=2L/α

a)Δt > Δt s时,反射波对进气无影响

b)Δt < Δt s时,反射波在进气后期到达气门口时, ηv提高

管长L与转速n要合理匹配;L太长,对ηv没有影响;太短,多次返回的密波和疏波相互抵消,影响不大.

上循环(波动效应)

不同频比q时,气门口相邻两循环间上一循环压力波的波形.

当q=1,2,…..正整数时,正巧本循环进气之初,上循环的殘余负波到达,故对ηv不利;当q=1.5,2.5……时,循环的殘余正波到达,故对ηv有利.

结论：

频率比q一定时，管长与转速成反比。即：高速时所需进气管短，低速时所需进气管长。

据此原理的可变技术——可变进气管长度技术

7. 二行程发动机的换气过程：

①二冲程与四冲程的差别：

a进排气重叠（扫气）期占70～80％，换气持续时间短，

b残余废气系数大,且有大量新气流失；

c有效膨胀行程小，扫气耗能大，指示热效率ηi小；

d变工况时易偏离优化匹配状态,故变工况时性能差；

e排放性能（HC）差。

f有扫、排气孔，润滑困难，机油消耗大

g热负荷高，冷却困难，易出再活塞顶局部过热、排气口过热等现象

动力性能只增大50～70％，燃油消耗率高20～30％。

②两冲程小型汽油机应用场合：

常用于外置，高功率，低排量的摩托车、助力车、踏板车、卡丁车，以及一些园林用机器上，

例如割草机、电锯等等。因为设计简单、成本低、比功率高。

市面上仍然存在很少数的两冲程柴油发动机系統。在柴油发动机的域中，通常只有很大排量的动力系统，例如大型海事用发动机或是卡车和重型工程机具动力系统，才会见到二冲程的设计，它们的共同特点是：运行时要求的转速低；并都搭配涡轮增压器以提升功率表现。

③二冲程发动机的最大缺点：进气跟排气要在同时进行，废气中可能会含有未燃烧的燃料，造成燃油浪费及空气

污染。且两冲程的发动机是使用已经混合好适当润滑油的两冲程专用燃料，以此来

进行发动机机件的润滑，而此类润滑物质通常难以完全燃烧，污染较严重，故现在

汽车发动机已少采用两冲程设计，部份发达国家已经开始限制摩托車和各类手持装

置使用两冲程发动机。

8.可变技术：可变进气管长度技术：当发动机在2000转左右时电脑控制进气管长度控制阀关闭，让空气先流经螺

旋形状的长进气管后再进入汽缸，此时为长进气管状态

当发动机转速上升到5000转时，进气管长度控制阀打开，让空气不经螺旋管

道而直接进入到汽缸，此时为短进气管状态。

可变进气歧管截面积技术：在发动机高转速时使用较大的进气歧管截面积提高进气流量；在发动机低

转速时使用较小的进气歧管截面积，提高汽缸的进气负压，也能在汽缸内

充分形成涡流，让空气跟汽油更好的混合

可变气门定时机构：凸轮相位可变

可变气门升程

三、燃料与燃烧：

1.使用性能：

柴油：①十六烷值：评价柴油自燃性能的指标

②馏程：与燃烧完善程度及起动性能有密切关系的性质

③粘度：与燃料喷射有密切关系的性质

④闪点、凝点：与柴油储存、运输、使用有关的性质

⑤机械杂质、水分、灰分等：与柴油机腐蚀磨损有关的性质

汽油：①辛烷值：表示汽油抗爆性指标

②馏程和蒸汽压：评价气有证发行的指标

馏程：镏出10％的温度：标志汽油的起动性

镏出50％的温度：标志汽油的平均蒸发性

镏出90％的温度：标志汽油中重质成分的含量

蒸汽压：气液平衡时的压力

2.汽柴油机的差异：

a.引起在混合气形成上的差异：

汽油机：由于汽油挥发性强，控制混合气量，就可调节汽油机功率

柴油机：柴油蒸发性差，粘度好，适宜喷油，所以靠调节供油量来调节负荷，而吸入空气量基本不变

b.引起着火与燃烧上的差异：

汽油机：汽油自燃温度较高，所以采用点燃

柴油机：柴油化学稳定性差，易自燃，采用压燃

3.过量空气系数α与充气系数ηv：

a.燃烧1㎏燃料实际提供的空气量L与理论上所需空气量L0之比，称过量空气系数αα=L / L0

b.在充气过程中，实际进入气缸的混合气或新鲜空气的质量Gs，与在标准大气压和温度状态充满气缸的混合气

或新鲜空气的质量Gi之比，称充气系数ηv，ηv= Gs / Gi

四、内燃机原理

1.可燃混合气的着火与着火理论：

a.内燃机的燃烧是周期性、非稳定、高速燃烧过程，着火特性对燃烧过程

b.两个着火理论：热着火与链式反应着火

①热着火理论：1）着火条件：着火的原因在于热量的积累，当放热率>散热率，着火可能

2）影响着火的因素：a压力b燃料的理化特性 c φa

②链式着火理论：低温多阶段着火：冷诱导阶段-冷焰阶段-蓝焰阶段-热焰阶段

柴油机压燃汽油机爆燃

高温单阶段着火：直接到蓝焰阶段-热焰阶段

汽油机火花点火柴油机着火后的燃烧

2.气相燃烧：

扩散燃烧:着火前燃料气体或蒸气与空气是相互分开的,着火后边蒸发边与空气混合燃烧.

①燃烧速度取决于混合速度（混合气形成的影响极大）；②φa=1.2-6.8，稳定稀燃；

③浓度和温度分布不均匀，易产生碳烟；④有焰燃烧，黄或白色强烈辐射光；

⑤无回火可能。

预混合燃烧：着火前燃料气体或蒸气与空气已按一事实上比例形成混合气

①燃烧速度取决于化学反应速度（混合气形成影响不大）；②φa=0.8-1.2，难以稀燃；

③浓度和温度分布均匀，不易产生碳烟；④无焰燃烧，均匀透明的蓝色火焰；

⑤有回火可能。

3.预混合气中的火焰传播

火焰传播速度：火焰前锋面在法线方向相对未燃混合气的移动速度.

火焰前锋面：很薄，厚度δ=0.1~1mm；剧烈的化学反应（90~95%的化学能在前锋面上释放）；

极大的温度和浓度梯度。

e. 混合气运动状态：①层流：前锋面薄且圆滑

②紊(湍)流：前锋面变厚,出现皱折

③强湍流：严重皱折,其后有未燃区

层流火焰传播速度过慢，实际发动机中的火焰传播是紊流火焰；提高紊(湍)流程度，改善汽油机燃烧。

4.液体燃料的雾化及扩散燃烧：

喷雾过程分为液柱阶段和分裂雾化阶段

喷雾特性（空间特性）：贯穿距离、喷雾锥角、喷雾粒径

贯穿率：喷油持续期内的贯穿距离与喷孔至壁面的距离之比。

静止空气，＜1；强涡流，＞1；撞击喷雾，＞＞1

喷雾锥角过大，贯穿距离减小；过小，雾化程度变差

平均粒径、索特粒径、粒径分布

5.汽油机正常燃烧过程：

汽油机燃烧三阶段（1）着火延迟期（2）明显燃烧期（3）后燃期

1）着火延迟期φA~φB：火花塞点火到缸内压力明显脱离压缩线而急剧上升的时间或曲轴转角φi——着火延迟期（10°～20°CA）

θig——点火提前角

着火方式：高温单阶段

B点脱离压缩线θig对p max位置有重要影响

着火延迟期的长短与混合气成分、开始点火时缸内的温度、

压力、气体的流动、火花能量及残余废气量有关，每循环

都可能变动

常用压力升高速度，表征燃烧讨程中，压力变化的急剧程度,

压力升高速度的表达公式为λp=Δp/ΔθkPa/(°)

若λp 过大，会导致发动机的振动及噪声加大，工作粗暴，排放污染严重。汽油机的λp 大致在2～4kPa/(°)的范围内。实践证明，为保证汽油机工作柔和，性能良好，λp =1.75～2.5kPa/(°)为宜。

2）明显燃烧期

从火焰中心形成到气缸内出现最高压力为止这段时间称为明显燃烧期

a.当火焰中心形成后，火焰前锋以20一30m的速度从火焰中心开始逐层向四周的未燃混合气传播，直到连续不

断扫过整个燃烧室。混合气的绝大部分（约80%以上）在此期间内燃烧完毕、压力、温度迅速升高，出现最高压力点3

b.最高压力点出现的时刻对发动机功率、燃油消耗有很大影响。过早，混合气点火早，使压缩功增加，热效

率下降；过迟，燃烧产物的膨胀比减小，燃烧在较大容积下进行，散热损失增加，热效率也下降。实践证明，最高压力出现在上止点后10一15曲轴转角时，示功图面积最大，循环功最多。此时对应的点火提取前角为最佳点火提前角。因而，可以通过调整点火提前角，使最高燃烧压力出现在适宜的位置。

3）后燃期

从最高压力点开始到燃料基本燃烧完为止称为后燃期。

明显燃烧期火焰前锋扫过的区域，部分未燃饶的燃料继续燃烧;吸附在缸壁上的混合气层继续燃烧;部分高温分解产物（H2、O2、CO等），因在膨胀过程中温度下降又重新燃烧，放热。由于活塞下行，压力降低，散热面积增大，使后燃期内燃烧放出的热量不能有效地转变为功。同时排气温度增加，热效率下降，影响发动机动力性和经济性。因此，应尽量减少补燃期。

正常燃烧时汽油机后燃现象比柴油机轻得多

6.燃烧速度：单位时间燃烧的混合气量

a.影响燃烧速度因素：U T—火焰（传播）速度；A T—火焰前锋面积；ρT—未燃混合气密度。

b.影响火焰（传播）速度U T的因素：a.燃烧室中气体紊流运动 b.混合气成分

c.火焰前锋面积

7.汽油机的不规则燃烧：

a.各循环之间的燃烧变动

各循环间的燃烧差异主要是燃烧的不稳定性。表现：循环的压力波动

产生原因：主要由各循环中火核形成前后到火焰前锋面充分发展之前的着火燃烧过程的差别引起的。

混合气成分波动（火花塞附近的混合气成分是随时间不断变化的）

气体运动状态波动（燃烧室内气体的流场特别是湍流强度分布是极不均的）危害：点火时间、空燃比等控制参数无法调节到最佳

燃烧不好的循环会产生ηi 、Wi等下降，排放恶化

振动↑、噪声↑

b.各缸间的燃烧差异

产生原因：①各缸间的混合气充量不均匀

（进气系统设计不当、进气管动态效应、各缸进气重叠干涉等，使各缸的实际充气效率不均匀，）

②混合气成分不均匀（进气管内的油气分布是多相和极不均匀的）

危害：很难找到各缸都是最佳的点火提前角和过量空气系数、动力经济排放性难以优化，

噪声振动增加柴油机对各缸不均匀性的影响较小。

8.汽油机的不正常燃烧：

a.汽油机的爆燃：产生的原因：火焰前锋未到达前，末端混合温度达到了自燃温度，形成新的火焰中心，产生新的火焰快速传播，这种现象称爆燃

现象：尖锐的金属敲击声，声频为3～7KHz

机身有明显振动功率下降、转速不稳，甚至冒黑烟示功图出现不同程度的“锯齿波”

冷却水、机油和气缸盖等温度升高

爆燃的危害：

?燃室壁面的层流边界层和油膜被破坏，散热↑↑，热负荷↑严重时活塞顶烧融

?燃烧粗暴、热裂解发生，甚至冒黑烟

?燃气压力剧烈波动使pmax和dp/dφ↑↑，使机械负荷↑

?轻微爆燃有可能略改善油耗和功率，但严重爆燃时ηt ↓，热损失↑，导致be↑，Pe ↓

?由于油膜层被破坏，引起活塞组异常磨损，拉缸甚至活塞环断

防止爆燃的措施：t1——由火核形成至火焰前锋面传播到末端混合气所需时间

t2——由火核形成至末端混合气自燃着火所需时间

则：不爆燃的条件t1 < t2

提高压缩比和防止爆燃间是矛盾的

b.表面点火：

原因：在汽油机中，凡是不靠电火花点火而由燃烧室炽热表面（如过热的火花塞绝缘体和电极、排气门、炽热的积炭等）点燃混合气而引起的不正常燃烧现象，称为表面点火

分类：

早燃：实际点火时间提前，燃烧速度比正常燃烧快，发动机工作粗暴压缩行程负功增大，发动机动力性经济性恶化。危害大产生低频敲缸声

后燃：若不引起爆燃，则危害不大

爆燃性表面点火（激爆）

程度严重或长时间的早燃，会引起爆燃性表面点火，

比普通爆燃危害性更大。

爆燃和表面点火之间又存在某种内在联系，严重的

爆燃增加向缸壁的传热，使燃烧室内形成炽热点，

导致表面点火。而早燃促使压力升高率和最高燃烧

压力增大，使末端混合气受巳燃混合气的热辐射，

又促使爆燃的发生。——激爆

防止表面点火的主要措施：

①防止燃烧室温度过高（减小压缩比、点火提前角）②合理设计燃烧室形状，避免尖角和突出部

③选用低沸点汽油，以减少重馏分形成积炭④控制润滑油消耗率

⑤添加剂（防止积炭、提高抗表面点火性）

9. 对影响燃烧的运转因素：

a.点火提前角：可以通过调整点火提前角，使最高燃烧压力出现在适宜的位置。

b.混合气浓度：在均质混合气燃烧中，混合气浓度对燃烧影响极大。

c.负荷：在汽油机上，转速保持不变，通过改变节气门开度来调节进入气缸的混合气量，

以达到不同的负荷要求

d.转速：转速增加时，应增大点火提前角

10.燃烧放热规律：

?瞬时放热速率是指在燃烧过程中的某一时刻，单位时间内(或l°曲轴转角内)燃烧的燃油所放出的热量；

?累积放热百分比，是指从燃烧开始至某一时刻为止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。

?瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系，称为燃烧放热规律

理想放热规律及控制：

1)放热规律三要素

一般将燃烧放热始点(相位)、放热持续期和燃烧放热率曲线的形状称为燃烧放热规律三要素

2)理想的燃烧放热规律：合适的燃烧起点，同时燃烧应该是先缓后急，燃烧持续时间不宜过长

燃烧起点：放热始点的位置要能保证最大燃烧压力出现在上止点后10°～15°。柴油机通过喷油提前角的变化以及着火延迟期长短来加以调控

油在尽可能靠近上止点处完成燃烧，以提高经济性

燃烧持续时间：燃烧持续时间不宜过长

11.柴油机燃烧过程

1）、着火延迟期

a.现象：喷雾及混合+低温多阶段着火，是复杂的物理化学过程；

b.定义：着火延迟期又称为滞燃期、着火落后期，从燃油开始

喷入燃烧室内(A点)至压力线明显脱离压缩线开始

急剧上升(B点) 。

影响着火延迟期的主要因素：十六烷值、温度、压力、

喷油量、雾化特性、燃烧室形式、壁温

柴油机的着火延迟期对后续燃烧过程有重要影响。

注意：柴油机着火延迟期的长短会明显影响滞燃期内喷油量和

预制混合气量的多少，从而影响柴油机的燃烧特性、

动力、经济性、排放特性以及噪声振动，必须精确控制

2）、速燃期：

压力升高率d p／dφ：

①从提高动力性和经济性的角度，希望d p／dφ大一些

②d p／dφ过大会使柴油机工作粗暴，运动零部件受到过大冲击载荷，

③过急的压力升高会导致温度明显升高，使氮氧化物生成量明显增加。

④为兼顾柴油机运转平稳性，d p／dφ不宜超过0.4MPa／(°)，而为了抑制氮氧化物的生成，d p／dφ还应

更低。

现象：大面积多点着火，燃烧极快，压力陡升；

速燃期也称为预混合燃烧期，但与汽油机的预混合燃烧有所不同；

3）、缓燃期：

特点：采取措施使后期喷入的燃油能及时得到足够的空气，尽可能地加速混合气的形成，保证迅速而完全的燃烧，从而提高柴油机的经济性和动力性。柴油机燃烧室内的最高温度可达2000K左右，一般在上止

点后20°～35°曲轴转角处出现。缓燃期不缓

现象：剩余燃料边蒸发混合边燃烧，燃烧速率受控于燃料扩散

混合速率，也称为扩散燃烧期，

出现柴油机燃烧特有的“双峰”现象；

p max的大小及位置：上止点后10～15CA，取决于喷油时间、着火落后期、预混燃烧；

缓燃期燃烧“过缓”，会造成：等容度↓，散热↑，ηi ↓；碳烟和微粒排放↑

4）、补燃期（后燃期）

缓燃期D点到燃料基本燃烧完毕。累积放热率大于95%。后燃远离上止点，热量不能有效利用，散热损失增加，热负荷增加，排温升高。补燃期要短

现象：剩余10～20%的燃料继续燃烧，远离TDC，气流扰动变弱，燃烧速度下降。

后燃期过长，会造成：等容度↓，散热↑，碳烟和微粒排放↑，排温↑、ηt↓；

减少后燃的基本思路加速混合，以加快燃烧；燃油充分雾化。

12.柴油机喷油的油束几何特性参数：a.油束射程（贯穿距离）L b.喷雾锥角β c.油束的最大宽度

13.实际发动机中的供油规律与喷油规律的对比

供油规律：单位凸轮轴转角（或单位时间）由喷油泵供入高压油路中的燃油量称为供油速率。供油速率随凸轮轴转角的变化关系称为供油规律。

喷油规律：单位凸轮轴转角（或单位时间）由喷油泵喷入燃烧室的燃油量称为喷油速率。喷油速率随凸轮轴转角的变化关系称为供油规律。

两者出现差异的原因：①燃油的可压缩性②压力波传播滞后－相位变化

③压力波反射叠加－形状变化④高压油管弹性变形（高压容积变化）

不正常喷射现象及喷油系统中的穴蚀破坏

a.二次喷射

b.滴油现象

c.断续喷射

d.不规则喷射和隔次喷射

穴蚀：高压容积内产生压力波动时，会出现低于燃油蒸气压的压力，故而形成汽泡，压力升高，汽泡爆裂产生冲击波，多次作用于金属表面引起。

理想的喷油规律

①高喷射压力、喷油速率及更短的喷油时间

②低速工况下能有较高的喷射压力来提高喷油速率，持续时间也缩短、喷油速率以利于改善雾化质量

③避免柴油机工作粗暴，希望先缓后急的喷油规律

④负荷降低，喷射持续时间缩短，减少喷油量

⑤转速降低，提高喷射压力

对喷油规律的基本要求：

①尽可能减少喷油系统中的燃油压力波动，以防止不正常喷射现象

②不同转速、负荷下，在最佳喷油时刻精确提供所需燃油量。

③“先缓后急，断油迅速”

④良好的油束特性以满足燃烧室的要求

⑤提高系统的工作可靠性和使用寿命

实现合理的喷油规律：1）改变凸轮型线2）双弹簧喷油器3）预喷射和多段喷射

14.柴油机的混合气形成特点和方式：1) 空间雾化混合2) 油膜蒸发混合

15.汽、柴油机的放热速率的特点：

①汽油机的放热速率的特点：

汽油机的放热速率最大值最高，燃烧过程持续较短，但在燃烧的起始阶段，放热速率上升得并不太快，而在燃烧过程后期的放热速率却下降得极快。如图1

②柴油机的放热速率的特点：

a.直喷式燃烧室柴油机的瞬时放热速率和累积放热百分比在燃烧的起始阶段上升最快，放热速率很快就达到

最大值，且放热速率往往呈双峰特点。如图2

直喷式燃烧室柴油机双峰现象：

少量柴油喷射进入燃烧室后，一边蒸发，一边卷吸预混合气。预混合气中的汽油也成为扩散燃烧的一部分，

仍然有少量的柴油蒸发燃烧，同时有少量的汽油被卷吸进来，继续进行扩散燃烧，但此时扩散燃烧的量已经很少。两种燃烧一起(以预混燃烧为主)形成了总质量燃烧率的第2个峰。

由此就造成了总质量燃烧率的“双峰”现象。

第1个峰是引燃区燃油燃烧造成的，第2个峰是预混合气燃烧和少量引燃区扩散燃烧造成的。

b.分隔式燃烧室柴油机的瞬时放热速率和累积放热百分比在燃烧的起始阶段都上升的比较慢，放热速率最大

值较低且燃烧过程持续较长。如图3、4

16.常用汽、柴油机典型燃烧室

汽油机典型燃烧室：浴盆形、楔形、多球形

柴油机典型燃烧室：

a.直喷式燃烧室：(a) 浅盆形(b) ω形(c)挤流口形(d)球形

直喷式燃烧室柴油机的性能特点：

1) 燃烧迅速，故经济性好，有效燃油消耗率低。直喷式柴油机比分隔式柴油机有效燃油消耗率约低10％～

20％，但其工作较粗暴，压力升高率大，燃烧噪声大。

2)燃烧室结构简单，表面积与容积比小，因此散热损失小，也没有主、副室之间的节流损失，一方面可使冷

起动性能较好，另一方面也是经济性好的重要原因。

3)对喷射系统的要求较高，

4)NO的排放量比分隔式燃烧室柴油机高，开式燃烧室的微粒排放量相对较低。

5)对转速的变化较为敏感，较难同时兼顾高速和低速工况的性能，

b.分隔式燃烧室：

分隔式燃烧室柴油机的性能特点

1)空气利用率较高，最小的过量空气系数可达1．2左右

2)高速下有较好的性能。

3)对喷射系统的要求低，可以使用轴针式喷油器，喷射压力较低。

4)工作平稳，燃烧噪声小。

5散热损失和通道节流作用引起的流动损失。较直喷式燃烧室柴油机热效率低，经济性差。

6)低负荷下的碳烟排放量大

7)冷起动性差

不同柴油机燃烧室的对比及选型：

1)在燃油经济性方面，直喷式明显优于非直喷式。在能源问题已成为全球性重大问题的今天，直喷式柴油机由过

去主要用于中重型卡车变为现在日益向中小型卡车以及轿车领域扩展。目前新研制的缸径D>100mm的高速柴油机几乎都采用直喷式燃烧室，而在D<100mm柴油机上采用直喷式的机型也逐渐增多。

2)在排放特性上，非直喷式柴油机在原理上是低排放燃烧方式，比直喷式柴油机有优势，但近年来发展的高压喷

射和电控喷射等技术，使直喷式柴油机的NO和微粒排放有了显著的改善，缩小了在排放特性上与非直喷式柴油机的差距。

3)在噪声振动性能方面，非直喷式柴油机比直喷式柴油机有优势，加上高速性能好、制造成本低以及容易实现低

排放污染等优点，在缸径<100mm，转速n>3500r／min的车用高速柴油机上仍有较广泛的应用，特别是涡流室的高速性能比预燃室更佳，因此在轻型柴油车特别是柴油轿车上应用居多。

4）虽然非直喷式燃烧室有诸多优点，但在重要的燃油经济性上不如直喷式燃烧室，因而应用范围逐渐减少，如能在改善指示热效率上有突破性进展，有望得到“复兴”。

5)在缸径D>200mm，转速n<1000r／min的大型增压柴油机上，目前几乎都采用无涡流或低进气涡流的浅盘形开

式燃烧室。

17. 汽油机点火提前角、柴油机供油提前角随转速、负荷变化

①转速：柴油机：转速增大时，由于喷油延迟角增大以及燃烧过程所占的曲轴转角可能增大，

为保证燃油在上止点附近及时燃烧，需要适当加大供油提前角。

汽油机：转速增大时，气缸中紊流增强，使燃烧过程缩短，而循环时间亦缩短，一般燃烧过程相当的曲轴转角增加，应该相应加大点火提前角。

②负荷：柴油机：负荷增大时，由于循环供油量增大以及燃烧过程变长，需要适当加大供油提前角。

五、排气污染与控制

1.有害排放物的种类与危害

法规限制成份：CO、HC、NOx（光化学烟雾）、PM（黑烟）

其他有害成份：Sox（酸雨）、铅化合物、醛类、苯类、丁二烯、柴油机排气臭味

其余对人体有危害

2.评定指标：浓度排放量、质量排放量、比排放量

3.有害排放物的生成机理

1）NOx：

影响NOx生成的三要素:温度——T↑，则NO平衡浓度↑ ，NO生成速率↑，

氧浓度——温度一定时，氧浓度↑，则NO ↑

反应时间——相对CO、H2O等，NO 反应较慢，因此在实际发动机燃烧结束时尚

达不到平衡浓度,故即使在高温下,若反应停留时间短,NO生成的量受限冻结：导致在化学平衡浓度和实际浓度之间出现差别，保持较高浓度排出

（生成NO的可逆反应会发生冻结现象）

2）CO ：不完全燃烧产物，主要受混合气浓度影响

不完全燃烧——φa<1时：例如：起动、怠速、加速、功率混合气φa>1时：局部缺氧

热离解—— CO2→ CO

排气中生成—— HC在排气中进一步氧化时生成CO

3）未燃HC （THC）：

HC在汽油机中的生成机理：不完全燃烧——φa<1，例如：怠速、高负荷、加速

φa>1，混合不均、减速、失火、循环波动

壁面淬熄效应——低温、弱流动和弱湍流导致淬熄层，窄缝处面容比大，火焰无法

传入，也称缝隙效应

油膜和积碳吸附——混合气形成过程中，吸附HC燃烧过程中，未燃烧，

排气过程中，脱附释放

HC在柴油机中的生成机理：混合不均匀→过浓或过稀

喷油器压力室容积：燃油滞留于压力室→受热膨胀或

汽化后低速进入燃烧室→难以混合燃烧

二次喷油或后滴

4）微粒的生成：燃油中烃分子在高温缺氧的条件下发生部分氧化和热裂解，生成各种不饱和烃类，如乙烯、乙炔及其较高的同系物和多环芳香烃。它们不断脱氢、聚合成以炭为主的直径2nm左右的炭烟核心2.有害排放物生成的影响因素

1）汽油机：

（1）φa的影响：CO：φa ↑，CO↓（单调）；φa>1，逐渐达最低值

HC：φa ↑，HC ↓；φa 过大，HC回升（过稀）

NO：φa<1时，还原气氛，NO ↓；φa＝1.1左右，高温富氧同时具备，NO峰值；

φa>1.1后，氧化气氛，但温度下降，NO ↓

（2）点火提前角的影响：

点火提前角对燃油消耗量和有害排放物的影响（如图）

（3）工况影响：

2）柴油机：

（1）φa的影响：

NO：φa<1时，还原气氛，NO ↓；φa＝1.1左右，高温富氧同时具备，NO峰值；

φa>1.1后，氧化气氛，但温度下降，NO ↓

碳烟：φa ↑，碳烟↓（单调）；φa>1，逐渐达最低值，与汽油机CO相似，但向稀区平移

CO：φa ↑，CO↓（单调）；φa>1，逐渐达最低值，与汽油机CO相似，过稀时回升

HC：φa>2后，过稀和低温使HC ↑

注意：CO、HC远低于汽油机，一般不超标

（2）混合气成分：

（3）喷油时刻：

（4）燃烧室类型：分隔式燃烧室生成的NOx、CO、HC和炭烟的排放浓度均低于直喷式，特别是NOx排放浓度一般比直喷式燃烧室的低50％左右

原因：这种燃烧室的燃烧及排放物的生成分两个阶段进行。在喷油开始和燃烧初期，副燃烧室的空燃比较小，氧浓度较低，燃料不可能燃烧完全，从而形成较多的CO及未燃烃。副燃烧室在

着火后温度较高，但氧浓度低，对生成NOx仍有不利的影响。主燃烧室内有充足的新鲜空气，

使来自副燃烧室的CO及HC进一步氧化。高温燃气进入主燃烧室后，温度有所下降，抑制了

NOx的生成

3. 排气污染的机内净化技术

A汽油机机内净化技术

1）废气再循环：原理和作用：一部分排气经EGR阀还流回进气系统，稀释了新鲜混合气中的氧浓度，导致燃

烧速度降低，同时还使新鲜混合气的比热容提高。两者都造成燃烧温度的降低，

因而可以抑制NO x的生成。

2）改进发动机设计：燃烧系统的改进、进气系统的改进、活塞组的设计、分层稀薄燃烧

3）电子控制燃油喷射系统(EFI) 4）提高燃油品质5）推迟点火提前6）提高点火能量

B柴油机机内净化技术

1）增压中冷技术——最现实的办法是增加空气量

2）改进进气系统①进气组织②多气门

3）改进喷油系统：（1）高压喷射（2）推迟喷油提前角（3）减小喷孔直径，增加喷孔数目

（4）减小喷嘴压力室容积（5）高压共轨电控燃油喷射

4）改进燃烧系统：（1）燃烧室容积比——燃烧室容积对气缸余隙容积之比

（2）燃烧室口径比——口径比d k/D小的深燃烧室可在室中产生较强的涡流

（3）燃烧室形状——缩口燃烧室已经取代应用最广直边不缩口的ω形燃烧室

（4）适当提高压缩比

5）降低机油消耗6）废气再循环7）提高燃油品质

4.排气污染的机外净化技术

5.排放法规及其测试方法：

六、车用发动机的废气涡轮增压

1.提高发动机的有效功率的主要途径：

①在结构方面如增加气缸数、增大气缸直径、活塞行程；

②在工作过程方面采用二冲程工作过程，提高充量系数，改善燃烧过程，提高指示效率，优化空燃比。

③提高机械效率方面减少摩擦副的摩擦损失，合理设计风扇、水泵、机油泵、电动机等辅助系统。

④在运行方面适当提高发动机转速或活塞平均速度；

2.增压的概念：增压是将空气压缩并供入气缸，用以提高充气密度、增加进气量的一项措施。

增压的目的在于提高功率，伴随着空气量增加，相应地增加循环供油量，即可增加功率3.发动机增压的特点：

1)可以减少缸数或气缸直径，减少整机外形尺寸和单位功率的重量，这对提高车辆使用经济性很有意义。

2)提高了热效率，降低了发动机的油耗率。

3)减少了排气污染及噪声。

4)降低了单位功率的造价。

5)对补偿高原功率损失十分有利。

6)零部件的机械负荷和热负荷增加

4.几个概念：

增压度——发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比

增压比——指增压后气体压力与增压前气体压力之比，简称压比

5.增压的结构形式及分类：a.机械式增压

b.废气涡轮增压：1）单级涡轮增压：①恒压增压②脉冲增压

③脉冲转换④多脉冲转换

2）二级涡轮增压

c.复合式增压

d.其他增压方式：惯性增压和气波增压

6.气波增压优缺点

原理：由曲轴驱动一个特殊的转子，在转子中废气直接与空气接触，利用高压废气的脉冲气波(膨胀波与压缩波)，迫使空气压缩，以提高进气压力

优缺点：1）与涡轮增压相比，可改善低速扭矩

2）结构简单、加工方便、对主要件（转子、轴承)的材料及工艺要求不高

3）加速性好4）工况范围大

5）尺寸与重量比较大，必须由曲轴驱动，往往受安装位置的限制

6）噪声大

7.中冷器：废气的温度可通过增压器的热传导提高进气的温度；空气在被压缩的过程中密度会升高，温度也升高，

从而影响发动机的充气效率。

在相同的空燃比条件下，增压空气的温度每下降１０℃，发动机功率就能提高３％～５％。

如果未经冷却的增压空气进入燃烧室，除了会影响发动机的充气效率外，还很容易导致发动机燃烧温度过高，造成爆震等故障，而且会增加发动机废气中的ＮＯｘ的含量，造成空气污染。

中冷器常分为风冷式和水冷式

a.风冷式：利用外界空气对通过中冷器的空气进行冷却。

优点：组成部件少，结构相对简单。

缺点：冷却效率比水冷式低，一般需要较长的连接管路，空气通过阻力较大。

风冷式中冷器因其结构简单和制造成本低而得到了广泛应用，大部分涡轮增压发动机使用的都是风冷式中冷器，例如华泰特拉卡ＴＣＩ越野车和一汽－大众宝来１．８Ｔ轿车搭载的发动机都使用了风冷式中冷器。

b.水冷式：

优点：冷却效率较高，安装位置比较灵活，无需使用很长的连接管路，使得整个进气管路更加顺畅。

缺点：是需要１个与发动机冷却系统相对独立的循环水系统与之配合，故制造成本较高，且结构复杂。

冷却液将压缩空气冷却后温度会升高，因此需要１个独立的散热器 为冷却水降温。

水冷式中冷器的应用比较少，一般用在发动机中置或后置的车辆上，以及大排量发动机上，例如奔驰S400C 轿车和奥迪A8TDI轿车搭载的发动机都使用了水冷式中冷器。

8.几个概念：

a.空气的压缩功：耗功最小的是可逆绝热过程，所需的绝热压缩功：

实际压缩是多变过程，所需的压缩功：

b.绝热效率：压缩到同一压力时，在理想压气机中压缩空气的绝热压缩功与在实际压气机中消耗的实际压缩功之

比

c.压气机功率：

d.压气机压比流量特性分析：

2）喘振：当流量进一步减少到某一值后，压气机工作开始不稳定，气流发生强烈地脉动，称为喘振。

3）喘振线：将各种转速下的喘振点连接起来，就可以确定一条不稳定工作的边界线，称为喘振线。

4）等效率曲线：中间是高效率区，高效率区一般比较靠近喘振边界线，沿高效率区向外，效率逐渐下降，特别在大流量及低压比区，效率下降很多。

e.涡轮机效率、功率及涡轮增压器总效率：

涡轮机效率：

：

：

f.涡轮机阻塞：燃气在涡轮机中流动，随着膨胀比增大，流量增加，当膨胀比增加到某一临界值时，流量达到最

大值。涡轮机流量特性虽然受阻塞现象的限制，但涡轮机的工作范围常比压气机大得多。一种涡

轮机可以和多种不同的压气机配套使用

9.废气能量的利用：

a.自然吸气的活塞式内燃机，间断燃烧而能做到从高温吸热，热效率高，但不能做到完全膨胀。

涡轮式机械能完全膨胀，适应的转速高，单位功率的体积与重量比较小。但工作温度不可能太高。

两者合理结合，有利于能量的充分利用

b.废气涡轮增压的类型：恒压涡轮增压系统和脉冲涡轮增压系统

恒压与脉冲增压系统比较：

?脉冲系统部分利用了废气的脉冲能量，系统的可用能量比恒压系统大

?脉冲增压系统对气缸中扫气有明显的好处

?脉冲系统的加速性能较好——排气管容积小，负荷改变时，排气的压力波立刻发生变化，并迅速传递到涡轮机，引起增压器转速较快地变动

?脉冲系统的涡轮平均绝热效率比恒压系统的略低

?脉冲涡轮的尺寸较大，其排气管的结构复杂

c.涡轮增压器与柴油机联合运行的基本特点：

一是根据发动机的特定工况(如额定工况或最大扭矩工况)，确定其在压气机特性曲线上的位置(即根据发动机选用合适型号的增压器)；

二是要解决发动机在整个运行区与增压器实现良好的配合。

d.增压器选用：

?根据发动机特定工况时所需的空气流量(包括扫气空气量)及压比，判断该工况在某一压气机特性曲线上的位置，使该点落在压气机特性曲线的高效率区

?叶片机的高效率窄，不可能使发动机所有工况都处在压气机的高效率区工作，只能顾及到柴油机的某些特定的工况

?车用柴油机选配增压器时，常以最大扭矩工况作为设计工况，把最大扭矩点的工况放在高效率区e.确定涡轮增压器的工作范围：

小流量——压气机受喘振大流量——效率下降过多，

高速、高负荷——机械强度允许转速，——涡轮机叶片承受的温度

f.增压发动机在结构上的变动：①增大供油量、调整供油系②改变配气相位合理地增加气阀重叠角。

③减小压缩比、增大过量空气系数④设置分支排气管⑤冷却增压空气

g.车用增压发动机性能：

1）低速扭矩性能:

①一般涡轮增压柴油机在低速时扭矩性能差：低速时增压压力不足，致使循环供气量不足

②增压发动机的扭矩储备不好，也可以说是因为高速、高负荷区的废气能量过高，或压气机供气量过多

低速气门定时

②放气调节：高速运行时放掉涡轮机前一部分废气，或者放掉压气机后一部分增压空气。

2）加速性能变差：

涡轮增压器与发动机没有机械联系，增压器自身的惯性使其对突变负荷的响应能力变差

解决措施：①脉冲增压②减少进、排气管道容积；③放气调节或可变喷嘴环；

④减少转子的转动惯量；⑤采用较小的气阀重叠角

⑥利用车辆上的制动空气系统的高压空气向压气机工作轮进行喷射，

可以起到帮助增压器加速的作用

3）经济性改善：

影响经济性改善的因素：

①负荷率：增压使功率范围扩大，高负荷的经济运行范围扩大了；而在低负荷区，增压器的能量转换不

好，进、排气阻力及换气损失增加，对低负荷经济性没有明显作用。

②转速：保持原有功率和较高扭矩的情况下，适当降低发动机转速

③与车辆参数合理配合④增压中冷⑤压气机效率

4）降低了排气污染及噪声：

5）起动与制动有一定困难：起动时，无高温排气，使涡轮机无法工作，压气机也不能供气。这时增压柴油机在

起动瞬时的进气压力及温度均不高，加上增压柴油机的压缩比较低，使起动时压

缩终点的温度降低，造成着火与起动的困难

按增压后的功率配置的载货汽车发动机的制动力不足——采用排气制动

10.汽油机增压：

a.汽油机增压的特点

1）爆燃倾向大：增压比一般比柴油机低得多，功率最高增加幅度为40%～50％

2）增压系统比柴油机复杂：电控汽油喷射技术的应用，为增压技术在汽油机中的应用扫除了一大障碍3）热负荷

4）“反应滞后”

b.汽油机涡轮增压的主要技术措施

1）燃料供给系统的调整(电喷) 2）增压压力控制系统

3）点火提前角自适应控制4）增压中冷

七、发动机的特性

1.发动机运行特性：

发动机特性：在一定条件下，发动机性能指标与特性参数随各种可变因素的变化规律。

运行特性：即主要的性能指标（功率、扭矩、比油耗、排放等）随工况参数——转速和负荷的变化规律

2.研究发动机运行特性的意义：

1）与汽车进行全工况的合理匹配

由发动机运行特性转化而得的汽车的运行特性，如驱动力特性、燃油经济性、运转稳定性、安全性等2）特性曲线不能满足要求时进行调节和校正

柴油机调速装置、点火和喷油提前装置，可变配气相位系统

电子控制技术使更多的参数有了实时调控的可能，出现了多种发动机的“可变”技术，

3.发动机工况：

a.工况平面与发动机的工作区域

以负荷和转速为坐标的平面叫发动机的工况平面

点工况运行（泵站）、线工况运行（发电机组、螺旋桨）、

工况运行（汽车）

b.发动机的工作区域及限制:

1) a曲线是各转速时最大功率(转矩)的限制线，到标定点A为止。

2) b曲线是各负荷条件下的最高转速限制线。

5)输出功率为负值的e曲线是发动机灭火，外力倒拖时的工况线。

图解：

1）a b曲线在最大加速踏板位置条件下获得的。汽油机在节气门全开时获得，称为速度外特性线；对于柴油机则a为校正外特性线，b曲线则是调速器起作用的调速特性线。

2）低于c曲线转速时，由于燃烧波动和运动件惯性过小，发动机无法稳定工作。

3）“加速踏板”与“油门”踏板：

对汽油机，控制节气门开度，称为油门是妥当的。

柴油机有时并不直接控制喷油泵的油量调节杆，而是通过控制调速器起作用，与供油量不呈线性关系。

所以称为“油门”是不妥的。

c.功率标定

发动机铭牌上规定的最大输出功率及其对应转速所确定的工况叫做标定工况。

15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率

4. 发动机特性的分析方法：

1）调整特性：发动机在转速和油量调节位置(汽油机为节气门开度，柴油机是油量调节杆位置)不变条件下，各种性能指标随调整参数而变化的规律。

2）调整参数包括：①汽油机点火提前角②过量空气系数③柴油机的喷油提前角

④包含排气再循环在内的残余废气系数

⑤配气相位角⑥气门升程⑦进气管长度

⑧压缩比⑨涡轮机喷嘴环面积

5.工况运行特性——性能：主要的性能指标（功率、扭矩、比油耗、排放等）随工况参数——转速和负荷的变化

规律

影响因素：

6.发动机台架试验：1）水力测功器2）平衡式电力测功器3）电涡流测功器

a.方法：耗油率的测量——容积法：耗油率的测量——质量法

b.台架试验综述：最大功率的影响因素：①发出相应功率的持续时间。②测定时的大气状况。

③发动机所带附件。④进气管和空气滤清器阻力、排气背压

c.大气修正：大气状况是指发动机运行地点的环境大气压力、大气温度和相对湿度。当：

当大气压力降低、大气温度升高、相对湿度增大

吸入气缸的干空气量都要降低，所以功率会降低。

①有效功率的校正：