当前课程知识点：汽车发动机原理 > 第二章：燃料、工质与热化学 > 2.7 燃料与发动机工作模式 > Video
同学们好
这节课我们探讨
燃料与燃烧模式之间的相关性
由于汽油和柴油
理化特性存在较大差异
使得常规汽油机和柴油机
在混合气形成
着火燃烧模式
以及负荷调节方式
有着明显的差异
并导致汽油机和柴油机
各种性能指标的差异
我们先比较汽油机和柴油机的
混合气形成方式
由于汽油沸点范围低
馏程大概在30到205摄氏度
这个范围之内
它的挥发性好
在常温或稍加热条件下
就容易在缸外与空气
形成预制混合气
因此常规汽油机大都采用
点火前预制均匀混合气形成方式
而柴油的沸点范围高
它的馏程是在180到360摄氏度
范围之内
不适合于缸外预混合气
即便是加热后
能在缸外汽化混合
也因为加热造成空气密度下降
而减少进入气缸的充量
并且会额外消耗加热所需的能量
那么这些都是不合理的
因此常规的柴油机
我们是采用燃料缸内高压喷射
与空气雾化混合形成分层混合气
接下来我们比较汽油机
和柴油机的着火和燃烧模式
常规汽油机缸外
形成预制混合气之后
我们用外源强制点火
在化学计量比混合气中
进行火焰传播燃烧
尽管汽油的自燃着火温度较高
但是并不意味着汽油不能压燃
只是如果我们按照接近
化学计量比的预制混合气压燃
由于是同时着火
所以这种汽油
均质混合气压燃
它的压力升高率会非常高
近似于爆炸
这是不允许的
因此汽油
要均质的压燃
只能在较稀的混合气条件下进行
柴油机采用喷雾混合
因其着火温度较低
准备时间短
喷雾初期适合于燃烧
混合气量不多
喷雾后不久
立即自燃着火
初期工作粗暴的情况会得到缓解
柴油机在初期着火燃烧后
紧接着进行边喷油 边汽化
边混合的扩散燃烧
来控制放热率
为了尽可能完全燃烧
平均过量空气系数要求大于1.2
所以柴油它是适合于压燃
在喷雾条件下
它的点燃难度是很大的
也不适合 也没有必要
最后我们比较汽油机
和柴油机的负荷调节方式
汽油均匀混合气
能点燃的过量空气系数范围
在0.4到1.4
它是一个较小的范围
如这个图所示
一般我们靠改变节气门的开度
来控制混合气进气量来调节负荷
这种调节方式
我们称为负荷的量调节
而柴油机是在较大范围
过量空气系数
都可以压燃着火
所以靠循环喷油量的多少
来调节负荷
空气的进气量
在转速固定的时候
是不变的
我们调负荷是通过改变
它的喷油量来改变它的负荷
由于循环进气量基本不变
过量空气系数会随
负荷大幅度变化
如图所示
这种靠改变喷油量
也就是来改变过量空气系数
调节负荷的方式
被称为负荷的质调节
汽油机和柴油机
由于上述工作模式的差异
带来了两者在性能
设计和结构上的差异
而这些差异
追根溯源又是汽油和柴油燃料
本身的理化特性的差异
所引起的
这充分说明
燃料的理化特性
对发动机的工作模式
和性能有重大影响
下面我们来探讨混合气形成
和燃烧模式的组合
我们知道混合气形成
有两种模式
一种是均质混合气
一种是分层混合气
着火模式也有两种
一种是火花点燃
一种是压缩着火
那么传统的汽油机
是均质混合气
和火花点火模式的组合
而传统的柴油机是分层混合气
和压缩着火模式的组合
随着电控技术的发展
人们结合分层混合气
和火花点火模式
又发展了一种汽油缸内直喷
简称GDI 分层稀燃模式
通过喷雾混合
和负荷调节灵活控制空燃比分布
以实现整机的分层稀薄燃烧
采用点燃方式
以降低对汽油压燃方式
过高的要求
这一部分的具体内容
我们会在第八章
汽油机的混合气形成
与燃烧过程
为大家做详细讲解
此外结合均质混合气
和压缩着火模式的
均质混合气压燃技术
简称HCCI
成为目前内燃机研究领域的
一个前沿和热点
它的高效清洁燃烧特点
符合内燃机的节能减排要求
代表了内燃机燃烧技术的
未来发展方向
这一部分的内容
我们会在第十章新燃烧方式
及替代燃料发动机
为大家做详细解析
GDI和HCCI
这些新型燃烧模式的出现表明
随着科技的进步
和人类对事物认识的深入
传统汽油机和柴油机
会突破很多旧的限制
来实现新的飞跃
关于燃料和燃烧模式
之间的相关性
我们就介绍到这里
同学们再见
-0.1 总论
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-0.2 车用发动机的种类
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-1.1 示功图及其测取
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-1.2 四冲程发动机示功图分析
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-1.3 二冲程发动机示功图分析
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-1.4 性能指标分类与循环指示功
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-1.5 动力、经济性能指标与测定换算
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-1.6 影响动力、经济性能指标的环节和因素
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-第一章习题(计入课程成绩)--作业
-2.0 导论
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-2.1 燃料的分类
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-2.2 汽油、柴油的炼制
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-2.3 汽油的理化特性
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-2.4 柴油的理化特性
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-2.5 燃料构成与理化特性
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-2.6 汽油、柴油质量标准
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-2.7 燃料与发动机工作模式
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-2.8 工质主要热力参数
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-2.9 燃烧热化学
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-第二章习题(计入课程成绩)--作业
-3.0 导论
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-3.1 热力过程与热机循环的简化
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-3.2 理论循环分类及循环热效率
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-3.3 理论循环热力参数对热效率的影响
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-3.4 工质对循环热效率的影响
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-3.5 真实循环对热效率的影响
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-3.6 机械损失的构成
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-3.7 机械损失的测量方法
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-3.8 机械效率的影响因素
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-3.9 发动机的能量分配与转化效率
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-3.10 发动机的节能途径与技术
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-第三章：工作循环与能量利用--第三章习题(计入课程成绩)
-4.0 导论
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-4.1 四冲程发动机换气系统及换气过程
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-4.2 配气相位对发动机性能的影响
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-4.3 充量系数的解析式
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-4.4 进气阻力对充量系数的影响
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-4.5 其他因素对充量系数的影响
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-4.6 充量系数的速度特性
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-4.7 压力波及其传播特性
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-4.8 单缸机的进排气动态效应
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-4.9 多缸机的进排气动态效应与进气不均匀性
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-4.10 四冲程发动机增压系统及性能
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-4.11 二冲程发动机的换气过程与换气质量
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-第四章习题(计入课程成绩)--作业
-5.0 导论
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-5.1 发动机运行工况
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-5.2 发动机特性曲线分类
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-5.3 发动机速度特性
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-5.4 发动机负荷特性
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-5.5 发动机全特性
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-5.6 发动机外特性与整车动力性
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-5.7 发动机全特性与整车经济性
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-5.8 混合动力专用发动机及其运行特性
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-第五章习题(计入课程成绩)--作业
-期中考试（只有一次答题机会！）--期中测试题（占30%总分）
-6.0 导论
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-6.1 燃烧现象及其分类
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-6.2 可燃混合气的着火与着火理论
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-6.3 湍流及其在燃烧中的作用
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-6.4 均质混合气中的火焰传播
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-6.5 液体燃料的雾化
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-6.6 油滴的蒸发与燃烧
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-6.7 示功图与燃烧放热率
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-第六章习题(计入课程成绩)--作业
-7.1 柴油机燃烧过程分析
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-7.2 柴油机燃烧放热规律
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-7.3 柴油机燃油喷射系统
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-7.4 柴油机喷油过程
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-7.5 柴油机缸内气流运动
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-7.6 柴油机燃烧室的分类及其特性
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-7.7 柴油机混合气形成方式
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-7.8 柴油机粗暴燃烧与燃烧噪声
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-第七章习题(计入课程成绩)--作业
-8.1 汽油机燃烧过程分析
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-8.2 汽油机的不正常燃烧：爆燃和表面点火
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-8.3 汽油机的不规则燃烧：循环波动和各缸不均匀性
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-8.4 汽油机燃油喷射系统及其演变
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-8.5 非直喷汽油机燃烧室及其特性
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-8.6 汽油机进气道喷射与混合气形成
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-8.7 汽油机缸内直喷与混合气形成
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-第八章习题(计入课程成绩)--作业
-9.1 有害排放物种类及其危害
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-9.2.1 NO的生成机理
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-9.2.2 CO和HC的生成机理
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-9.2.3 PM和Soot的生成机理
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-9.3 有害排放物生成的影响因素
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-9.4 汽油机机内净化技术
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-9.5 柴油机机内净化技术
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-9.6 汽油机后处理技术
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-9.7 柴油机后处理技术
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-第九章习题(计入课程成绩)--作业
-10.1 燃烧模式及其分类
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-10.2 汽油机均质混合气压燃（HCCI）模式
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-10.3 柴油机均质混合气压燃（HCCI）模式
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-10.4 内燃机部分预混压燃（PCCI）模式
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-10.5 均质混合气引燃（HCII）模式
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-10.6 天然气发动机
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-10.7 氢燃料发动机
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-10.8 二甲醚发动机
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-10.9 甲醇发动机
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-10.10 乙醇发动机
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-10.11 生物柴油发动机
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-第十章习题(计入课程成绩)--作业
-期末考试--期末测试题（占30%总分）
