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新闻主题	内燃机（柴油机）的基本常用术语

 

广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的喷气式发动机，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。其中，活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。根据国家标准GBlT1883-1989《往复活塞式内燃机术语》规定内燃机主要的基本术语，康明斯公司在本文的图1中表示了柴油机工作原理的常用术语。

 

 

 

 

1、工作循环

内燃机在热能与机械能的转换中，是通过气缸内的活塞工作，连续进行进气、压缩、燃烧、膨胀做功、排气5个过程来完成的，内燃机每进行这样一个过程称为一个工作循环。

2、上止点和下止点

活塞在气缸内做上下直线往复运动时，活塞顶部处于气缸中的最高位置称为上止点，活塞顶部处于气缸中的最低位置则称为下止点。

3、活塞冲程和曲柄旋转半径

活塞在气缸中的运动从上止点到下止点的直线距离，通常用S表示。曲柄的旋转半径：曲轴与连杆大端的连接中心到曲轴的旋转中心之间的最小直线距离，用R表示。活塞冲程S＝2R。

4、缸径

气缸直径就是气缸的内径，简称缸径，通常用D表示。

油缸的总牵引力、总推力和运动速度一般是已知的，行程长度由工作要求决定，也可认为是已知的（油缸的长度最好不超过直径的20倍）。当总的推力不变时，油缸的直径与工作压力的根方成反比。直径既小（机构紧凑），压力又低（系统较简，泄漏较少）。解决这个矛盾问题的原则是：在直径尺寸适当的情况下，尽量取较低的工作压力。

5、气缸工作容积（或称活塞排量）

活塞从上止点运动到下止点所经过的空间称为气缸工作容积，用V_h表示。多气缸柴油机各缸工作容积的总和称为柴油机工作容积（或称柴油机排量），用V_L表示。

 

式中 D——气缸直径（cm）；

S——活塞冲程（cm）；

i——气缸数。

6、燃烧室容积

活塞在上止点时，活塞顶部上方整个空间的容积称为燃烧室容积，通常用V_c表示。

7、气缸总容积

活塞位于下止点时，活塞顶以上的气缸全部容积，通常用V_a示。可见气缸总容积为：V_a＝V_h＋V_c

8、压缩比

气缸总容积与燃烧室容积的比值，用Ɛ表示，即

 

压缩比体现了气缸内混合气体的被压缩程度，压缩比越大，表明柴油机运行时，气体被压缩的程度越大，压缩终了气体的温度和压力就越高，内燃机的效率也越高。

9、配气正时：

（亦称配气相位）是指内燃机每个气缸的进、排气门从开始开启到完全关闭所经历的曲轴转角。

10、气门重叠角：

是指发动机进气门和排气门处于同时开启的一段时间用曲轴转角来表示称为气门重叠角。

11、点火提前角：

从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。

12、喷油提前角：

喷油器开始喷油时，活塞距离压缩达上止点的曲轴转角。

13、增压中冷：

是当涡轮增压器将新鲜空气压缩经中段冷却器冷却，然后经进气歧管、进气门流至汽缸燃烧室。

14、偶件：

一对制造精密，配合严密的零件。

15、喷油规律：

是指在喷油过程中，单位凸轮转角、曲轴转角或单位时间从喷油器喷入气缸的燃油量。即喷油率随凸轮转角的变化关系。

16、指示热效率（定义，表达式）：

指示热效率是指发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值，即ηit =Wi

17、平均有效压力：

平均有效压力是一个假想的、平均不变的压力作用在活塞顶上，使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功，即pme =30τPe。

18、有效燃料消耗率be 

是指单位有效功的耗油量。通常用单位千瓦小时有效功所消耗的燃料克数【g/(kw.h)】，即b e =e ⨯103。

17、充量系数Φc ：

若把每循环洗入汽缸的空气量换算成进气管状态（p s , T s ）的体积V 1，其值一般要比活塞排量V s 小，两者的比值定义为充量系数Φc ，即Φc=V1。

18、过量空气系数Φa ：

燃烧单位燃料的实际空气量与理论空气量之比，称为过量空气系数Φa ，即Φa =m1b0，其中m1是实际进入气缸的新鲜空气的质量，g b 为每循环燃料供给量（kg ）; l 0为单位质量燃料完全燃烧所需的理论空气质量，成为化学计量空燃比。

19、压力升高率dp /dφ：

在急燃期阶段中，由于在滞燃期内已经混合好的可燃混合气几乎一起燃烧，而且是在活塞接近上止点、气缸容积较小的情况下燃烧，因此气缸中的压力升高特别快，压力升高率表征压力升高的急剧程度。如果压力升高率太大，则柴油机工作粗暴，运动零件受到很大的冲击负荷，发动机寿命缩短。为了保证柴油机运转的平稳性，平均压力升高率不宜超过0.6M Pa/[(°)(CA)]。

20、增压比：

增压器排气出口的压力与正常进气时进气口压力的比值。

21、残余废气系数：

发动机关闭后缸内气体的总质量为m a ，由循环吸入的新鲜充量m 1和上一循环残留在缸内的废气m r 组成，则残余废气系数定义为：Φr =m r

22、排气再循环

在每个循环吸入的新鲜充量m 1中，若其中一部分是来自发动机的排气，用来稀释可燃混合气和降低发动机最高温度，减少NO x 的生成与排放，称为排气再循环。 排气再循环率：参与再循环的排气的质量m EGR 占新鲜充量m 1的百分比，即ΦEGR =m EG R

23、排气损失

从排气门开启到下止点这一时期，由于提前排气造成了缸内压力下降，使膨胀功减小称为膨胀损失；活塞由下止点向上止点的强制排气行程所消耗的功称为推出损失；膨胀损失与推出损失之和，称为排气损失。

24、泵气功：

是指缸内气体对活塞在强制排气行程和吸气行程所做的功。

25、进气损失：

与理论循环相比，内燃机在进气过程中所造成的功的损失。

26、泵气损失：

与理论循环相比，发动机的活塞在泵气过程中所造成的功的损失。

27、换气损失：

与理论循环相比，实际循环在换气过程中所产生的功的损失统称为换气损失。

28、挤流：

在压缩过程后期，活塞表面的某一部分和气缸盖底面彼此靠近时所产生的径向或横向气流运动称为挤压流动，又称挤流。

29、滚流、斜轴涡流：

在进气过程中形成的绕气缸轴线垂直线旋转的有组织的空气旋流，称为滚流或横轴涡流，滚流和涡流的结合可以形成斜轴涡流。

30、湍流、热力混合：

在气缸中形成的无规则气流运动称为湍流；在旋转气流中火焰向燃烧室中心运动，又将中心部分的新鲜空气挤向外壁，促进空气与未燃燃料的混合，称为热力混合。

31、滞燃期：

是指电火花跳火到形成火焰中心的阶段。

32、急燃期：

是指火焰由火焰中心烧遍整个燃烧室的阶段。

33、后燃期：

是指急燃期终点至燃料基本上完全燃烧的阶段。

34、火焰传播速率：

湍流火焰速率S T （m/s）与层流燃烧速率S L （m/s）之比，即FSR =S S L 。

35、燃烧循环变动：

当发动机以某一工况稳定运行时，这一循环和下一循环的燃烧过程的进行情况不断变化，具体表现在压力曲线、火焰传播情况及发动机功率输出均不相同。

36、扩散燃烧：

扩散混合是在燃烧室内着火以后的混合阶段。这种混合是在边燃烧、边喷油的情况下进行的混合，由于混合过程比反应速率慢，因此燃烧速率取决于混合速率，即混合速率控制了燃烧速率，这就是所谓的扩散燃烧。

37、预混燃烧：

在燃烧过程中，如果混合过程比燃烧反应要快得多或者在火焰到达之前燃料与空气已充分混合，这种可燃混合气的燃烧称之为预混燃烧。

38、爆燃：

压力曲线出现高频大幅波动，上止点附近的dp/dt值急剧波动达到(dp/dt)max =0.2MPa/μs 或（dp/dφ）max =65MPa[(°) （CA ）]之高，此时火焰传播速度和火焰前锋形状发生急剧的改变，称为爆燃。

39、表面点火：

在点燃式发动机中，凡是不依靠电火花点火，而是由于炽热表面点燃混合气而引起的不正常燃烧现象，称为表面着火。

40、后火：

在炽热点的温度降低时，电火花点燃混合气后，在火焰传播的过程中，炽热点点燃其余混合气，但这时形成的火焰前锋仍以正常的速度传播，称为后火。

41、早火：

在炽热点温度较高时，常常在电火花正常点燃以前，炽热点就点燃混合气。 激爆：是由燃烧室沉积物引起的爆燃性炽热点火。

42、失火：

混合气未被点燃的现象称为失火。

43、壁面淬熄：

发动机的燃烧室表面温度比火焰低得多，壁面对火焰的迅速冷却使火焰中产生活性自由基失效，燃烧反应链中断，导致化学反应变缓或停止。

44、狭隙效应：

发动机燃烧室中有各种很狭窄的缝隙，在活塞做功过程中压力的升高会使得部分可燃混合气陷入缝隙中，当做功临近结束时，气缸内的压力降低使得这部分可燃气重新回到气缸，但此时温度已降低且缺少氧量，大部分气体会原封不动的排除气缸。

45、燃烧室面容比A /V ：

表示燃烧室的紧凑性，它与燃烧室形状以及汽油机的主要结构参数有关，一般来说，面容比大，火焰传播距离长，容易爆燃，HC 排放高，相对散热面积大，热损失大。

46、电极的消焰作用：

火核形成过程中，电极将从火核中吸收能量，如果这部分热量吸收过大，则火核最终可能不能形成，称为电极的“消焰”作用。当间隙增大时，消焰作用将减弱。 分层燃烧：在火花塞点火的那部分区域是一团较浓的燃汽，而其它周边区域则是较稀的燃汽或是纯粹空气，以此来实现电火花的可靠点燃和时间控制。这种燃烧状态的燃汽浓度内外层次不一样，因此叫分层燃烧。

47、适应性系数：

衡量内燃机动力性能对外界阻力变化的适应能力的指标称为适应性系数。 

48、内燃机的负荷特性：

是指当内燃机的转速不变时，性能指标随负荷而变化的关系。

49、内燃机的速度特性：

是指内燃机在供油量调节机构（对柴油机为油量调节杆，简称为油门，对汽油机为节气门）保持不变的情况下，性能指标随转速而变化的关系。

50、内燃机的外特性：

当柴油机的油门固定在额定位置，或汽油机的节气门全开时得出的速度特性，称为内燃机的外特性。

51、内燃机的万有特性：

为了能在一张图上较全面的表示内燃机各种性能参数的变化，经常应用多参数的特性曲线，称为万有特性。

 

16V康明斯发动机模型

 

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