新聞主題	內燃機（柴油機）的基本常用術(shù)語(yǔ)

 

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(fā)動(dòng)機和自由活塞式發(fā)動(dòng)機，也包括旋轉葉輪式的噴氣式發(fā)動(dòng)機，但通常所說(shuō)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(shù)語(yǔ)》規定內燃機主要的基本術(shù)語(yǔ)，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(yǔ)。

 

 

 

 

1、工作循環(huán)

內燃機在熱能與機械能的轉換中，是通過(guò)氣缸內的活塞工作，連續進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹做功、排氣5個(gè)過(guò)程來(lái)完成的，內燃機每進(jìn)行這樣一個(gè)過(guò)程稱(chēng)為一個(gè)工作循環(huán)。

2、上止點(diǎn)和下止點(diǎn)

活塞在氣缸內做上下直線(xiàn)往復運動(dòng)時(shí)，活塞頂部處于氣缸中的最高位置稱(chēng)為上止點(diǎn)，活塞頂部處于氣缸中的最低位置則稱(chēng)為下止點(diǎn)。

3、活塞沖程和曲柄旋轉半徑

活塞在氣缸中的運動(dòng)從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)的直線(xiàn)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(xiàn)距離，用R表示?；钊麤_程S＝2R。

4、缸徑

氣缸直徑就是氣缸的內徑，簡(jiǎn)稱(chēng)缸徑，通常用D表示。

油缸的總牽引力、總推力和運動(dòng)速度一般是已知的，行程長(cháng)度由工作要求決定，也可認為是已知的（油缸的長(cháng)度最好不超過(guò)直徑的20倍）。當總的推力不變時(shí)，油缸的直徑與工作壓力的根方成反比。直徑既?。C構緊湊），壓力又低（系統較簡(jiǎn)，泄漏較少）。解決這個(gè)矛盾問(wèn)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(chēng)活塞排量）

活塞從上止點(diǎn)運動(dòng)到下止點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的空間稱(chēng)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(chēng)為柴油機工作容積（或稱(chēng)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(diǎn)時(shí)，活塞頂部上方整個(gè)空間的容積稱(chēng)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(diǎn)時(shí)，活塞頂以上的氣缸全部容積，通常用V_a示?？梢?jiàn)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(shí)，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(shí)：

（亦稱(chēng)配氣相位）是指內燃機每個(gè)氣缸的進(jìn)、排氣門(mén)從開(kāi)始開(kāi)啟到完全關(guān)閉所經(jīng)歷的曲軸轉角。

10、氣門(mén)重疊角：

是指發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)處于同時(shí)開(kāi)啟的一段時(shí)間用曲軸轉角來(lái)表示稱(chēng)為氣門(mén)重疊角。

11、點(diǎn)火提前角：

從點(diǎn)火時(shí)刻起到活塞到達壓縮上止點(diǎn)，這段時(shí)間內曲軸轉過(guò)的角度稱(chēng)為點(diǎn)火提前角。

12、噴油提前角：

噴油器開(kāi)始噴油時(shí)，活塞距離壓縮達上止點(diǎn)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(jīng)中段冷卻器冷卻，然后經(jīng)進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣門(mén)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(guò)程中，單位凸輪轉角、曲軸轉角或單位時(shí)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(guān)系。

16、指示熱效率（定義，表達式）：

指示熱效率是指發(fā)動(dòng)機實(shí)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(gè)假想的、平均不變的壓力作用在活塞頂上，使活塞移動(dòng)一個(gè)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(shí)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(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Φc ，即Φc=V1。

18、過(guò)量空氣系數Φa ：

燃燒單位燃料的實(shí)際空氣量與理論空氣量之比，稱(chēng)為過(guò)量空氣系數Φa ，即Φa =m1b0，其中m1是實(shí)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(diǎn)、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(dòng)零件受到很大的沖擊負荷，發(fā)動(dòng)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(guò)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(shí)進(jìn)氣口壓力的比值。

21、殘余廢氣系數：

發(fā)動(dòng)機關(guān)閉后缸內氣體的總質(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(huán)

在每個(gè)循環(huán)吸入的新鮮充量m 1中，若其中一部分是來(lái)自發(fā)動(dòng)機的排氣，用來(lái)稀釋可燃混合氣和降低發(fā)動(dòng)機最高溫度，減少NO x 的生成與排放，稱(chēng)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(mén)開(kāi)啟到下止點(diǎn)這一時(shí)期，由于提前排氣造成了缸內壓力下降，使膨脹功減小稱(chēng)為膨脹損失；活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)的強制排氣行程所消耗的功稱(chēng)為推出損失；膨脹損失與推出損失之和，稱(chēng)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(jìn)氣損失：

與理論循環(huán)相比，內燃機在進(jìn)氣過(guò)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(dòng)機的活塞在泵氣過(guò)程中所造成的功的損失。

27、換氣損失：

與理論循環(huán)相比，實(shí)際循環(huán)在換氣過(guò)程中所產(chǎn)生的功的損失統稱(chēng)為換氣損失。

28、擠流：

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

29、滾流、斜軸渦流：

在進(jìn)氣過(guò)程中形成的繞氣缸軸線(xiàn)垂直線(xiàn)旋轉的有組織的空氣旋流，稱(chēng)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(wú)規則氣流運動(dòng)稱(chēng)為湍流；在旋轉氣流中火焰向燃燒室中心運動(dòng)，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(chēng)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(gè)燃燒室的階段。

33、后燃期：

是指急燃期終點(diǎn)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(huán)變動(dòng)：

當發(fā)動(dòng)機以某一工況穩定運行時(shí)，這一循環(huán)和下一循環(huán)的燃燒過(guò)程的進(jìn)行情況不斷變化，具體表現在壓力曲線(xiàn)、火焰傳播情況及發(fā)動(dòng)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(zhù)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(guò)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(guò)程中，如果混合過(guò)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(chēng)之為預混燃燒。

38、爆燃：

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

39、表面點(diǎn)火：

在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機中，凡是不依靠電火花點(diǎn)火，而是由于熾熱表面點(diǎn)燃混合氣而引起的不正常燃燒現象，稱(chēng)為表面著(zhù)火。

40、后火：

在熾熱點(diǎn)的溫度降低時(shí)，電火花點(diǎn)燃混合氣后，在火焰傳播的過(guò)程中，熾熱點(diǎn)點(diǎn)燃其余混合氣，但這時(shí)形成的火焰前鋒仍以正常的速度傳播，稱(chēng)為后火。

41、早火：

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

42、失火：

混合氣未被點(diǎn)燃的現象稱(chēng)為失火。

43、壁面淬熄：

發(fā)動(dòng)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，燃燒反應鏈中斷，導致化學(xué)反應變緩或停止。

44、狹隙效應：

發(fā)動(dòng)機燃燒室中有各種很狹窄的縫隙，在活塞做功過(guò)程中壓力的升高會(huì )使得部分可燃混合氣陷入縫隙中，當做功臨近結束時(shí)，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(shí)溫度已降低且缺少氧量，大部分氣體會(huì )原封不動(dòng)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(guān)，一般來(lái)說(shuō)，面容比大，火焰傳播距離長(cháng)，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(guò)程中，電極將從火核中吸收能量，如果這部分熱量吸收過(guò)大，則火核最終可能不能形成，稱(chēng)為電極的“消焰”作用。當間隙增大時(shí)，消焰作用將減弱。 分層燃燒：在火花塞點(diǎn)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(lái)實(shí)現電火花的可靠點(diǎn)燃和時(shí)間控制。這種燃燒狀態(tài)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?jì)热紮C動(dòng)力性能對外界阻力變化的適應能力的指標稱(chēng)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(shí)，性能指標隨負荷而變化的關(guān)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(jiǎn)稱(chēng)為油門(mén)，對汽油機為節氣門(mén)）保持不變的情況下，性能指標隨轉速而變化的關(guān)系。

50、內燃機的外特性：

當柴油機的油門(mén)固定在額定位置，或汽油機的節氣門(mén)全開(kāi)時(shí)得出的速度特性，稱(chēng)為內燃機的外特性。

51、內燃機的萬(wàn)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(jīng)常應用多參數的特性曲線(xiàn)，稱(chēng)為萬(wàn)有特性。

 

16V康明斯發(fā)動(dòng)機模型

 

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