1、主要内容第第4章章活塞式发动机的主要性能指标与常见工作状态活塞式发动机的主要性能指标与常见工作状态 衡量一台发动机性能的好坏，主要的指标就是航空发衡量一台发动机性能的好坏，主要的指标就是航空发动机的动机的有效功率有效功率、燃油消耗率燃油消耗率以及航空发动机的以及航空发动机的加速性加速性。 本章我们首先对这三个指标来分别加以讨论本章我们首先对这三个指标来分别加以讨论 第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态主要内容主要内容1、有效功率、有效功率2、燃油消耗率、燃油消耗率3、活塞式发动机的加速性、活塞式发动机的加速性4、活塞式发动机常见的工作状态及
2、应用、活塞式发动机常见的工作状态及应用5、活塞式发动机的不正常燃烧、活塞式发动机的不正常燃烧 4.1 有效功率有效功率意义意义第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态航空活塞式发动机工作时：航空活塞式发动机工作时：由由燃油燃烧燃油燃烧释放出释放出热能热能，此，此热能热能通过活塞的移动转通过活塞的移动转变为变为机械能，转变过程中能量有所损失。机械能，转变过程中能量有所损失。获得的机械能再通过获得的机械能再通过曲轴转动曲轴转动的的机械传递形式带动机械传递形式带动螺旋桨旋转产生拉力，能量又要损失一部分。螺旋桨旋转产生拉力，能量又要损失一部分。有效功率
3、有效功率：剩余的用以：剩余的用以带动螺旋桨的功率带动螺旋桨的功率，通常指，通常指的航空活塞式发动机功率，用的航空活塞式发动机功率，用N N有效有效表示。表示。 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态影响有效功率的因素除了有影响有效功率的因素除了有汽缸数目、尺寸、点火汽缸数目、尺寸、点火时刻的设置外时刻的设置外，在一个定型的航空活塞式发动机工作，在一个定型的航空活塞式发动机工作时，主要取决于以下几点：时，主要取决于以下几点： 进气压力和进气温度进气压力和进气温度 曲轴转速曲轴转速 混合气余气系数混合气余气
4、系数 飞行高度飞行高度 滑油温度滑油温度 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态 进气压力和进气温度进气压力和进气温度曲轴转速曲轴转速混合气余气系数混合气余气系数飞行高度飞行高度滑油温度滑油温度 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态进气压力和进气温度进气压力和进气温度一般指气体在一般指气体在进入汽缸之前进气管处进入汽缸之前进气管处的压力和温度；对的压力和温度；对于增压式发动机指的是于增压式发动机指的是气体流出增
5、压器时气体流出增压器时的压力和温度。的压力和温度。当当油门杆油门杆位置不变时：位置不变时：进气压力越大进气压力越大或或进气温度越低进气温度越低则发动机的功率就越大。则发动机的功率就越大。当当飞行高度飞行高度增加时增加时大气压力降低大气压力降低大气温度降低大气温度降低功功率率减减小小 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态进气压力和进气温度进气压力和进气温度 实际工作时：在实际工作时：在节气门节气门的变化范围内，驾驶员可的变化范围内，驾驶员可根据根据发动机的工作状态发动机的工作状态、外界的大气条件外界的大
6、气条件，通过，通过改变改变油门杆的位置油门杆的位置来来调节节气门的开度调节节气门的开度得到相应的进气压得到相应的进气压力以便发动机获得力以便发动机获得足够的功率。足够的功率。 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态进气压力和进气温度进气压力和进气温度吸气式发动机进气情形吸气式发动机进气情形 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态进气压力和进气温度进气压力和进气温度增压式发动机进气情形增压式发动机进气情形 4.1
7、有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态进气压力和进气温度进气压力和进气温度 发动机发动机转速不变转速不变时，航空活塞式发动机是以时，航空活塞式发动机是以进气压进气压力力来来表示其功率的大小表示其功率的大小，其数值可有座舱内仪表上的，其数值可有座舱内仪表上的进进气压力气压力来显示，驾驶员可通过来显示，驾驶员可通过调节油门杆来调节油门杆来改变进气压改变进气压力从而改变力从而改变航空活塞式发动机的功率航空活塞式发动机的功率。1PSI=6895pa1PSI=6895pa 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章
8、活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态进气压力和进气温度进气压力和进气温度 曲轴转速曲轴转速混合气余气系数混合气余气系数飞行高度飞行高度滑油温度滑油温度 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态曲轴转速曲轴转速 曲轴转速增加曲轴转速增加，发动机，发动机单位时间内的单位时间内的循环次数多循环次数多，转换成的转换成的机械能增大机械能增大；飞行；飞行员可根据座舱内的员可根据座舱内的转速表转速表，通过通过调节变距杆调节变距杆的位置，在的位置，在一定范围内来改变曲轴的转一
9、定范围内来改变曲轴的转速以获得相应的发动机功率。速以获得相应的发动机功率。 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态进气压力和进气温度进气压力和进气温度曲轴转速曲轴转速 混合气余气系数混合气余气系数飞行高度飞行高度滑油温度滑油温度 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态混合气余气系数混合气余气系数 指一定量的燃油燃烧时，实际加入的空气量与理论指一定量的燃油燃烧时，实际加入的空气量与理论需要的空气量的比值。需要的空气
10、量的比值。=L=L实实/L/L理理当1时，混合气能够完全燃烧，氧气有富余，这种混合气称为贫油混合气。当=1时，说明实际提供的空气量正好满足燃油完全燃烧的需求，燃烧后氧气和燃油均无剩余，这种混合气称为理论混合气。 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态混合气余气系数混合气余气系数汽缸头汽缸头/ /排气温度表排气温度表 实际工作时，飞行员可实际工作时，飞行员可根据座舱内的根据座舱内的排气温度表排气温度表（汽缸头温度表），（汽缸头温度表），通过通过调调节混合比杆（高空杆）节混合比杆（高空杆）得到得到=0.85
11、左右的混合气，使发左右的混合气，使发动机的功率始终保持最佳值。动机的功率始终保持最佳值。CHT汽缸头温度表EGT排气温度表 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态进气压力和进气温度进气压力和进气温度曲轴转速曲轴转速混合气余气系数混合气余气系数 飞行高度飞行高度滑油温度滑油温度 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态飞行高度飞行高度 对吸气式发动机，随着对吸气式发动机，随着飞行高度的增加飞行高度的增加，有效功率有效
12、功率减小减小；虚线表示虚线表示转速不变转速不变 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态飞行高度飞行高度 对增压式发动机，在额定高度飞行时，有效功率是对增压式发动机，在额定高度飞行时，有效功率是最大的；当最大的；当高度大于高度大于或或小于额定高度小于额定高度时，时，有效功率减小有效功率减小。 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态进气压力和进气温度进气压力和进气温度曲轴转速曲轴转速混合气余气系数混合气余气系数飞行高
13、度飞行高度 滑油温度滑油温度 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态滑油温度滑油温度 滑油温度的高低主要影响发动机工作时，滑油温度的高低主要影响发动机工作时，机械机械传递过程中能量的损失情况传递过程中能量的损失情况。滑油温度适当，机械。滑油温度适当，机械能损失最小，有效功率最大。滑油温度能损失最小，有效功率最大。滑油温度过大或过小过大或过小，有效功率都会有效功率都会减小减小。 4.1 有效功率有效功率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状
14、态滑油温度滑油温度 实际飞行时，飞行员根据座舱内仪表板上的实际飞行时，飞行员根据座舱内仪表板上的滑油温滑油温度表度表，通过，通过调节滑油散热器风门的开度调节滑油散热器风门的开度或或通过改变发动通过改变发动机的工作状态机的工作状态及及飞机的飞行姿态飞机的飞行姿态来获得适当的滑油温度来获得适当的滑油温度以使发动机的功率保持最大值。以使发动机的功率保持最大值。 4.2 燃油消耗率燃油消耗率概念概念第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态燃油消耗量和燃油消耗率燃油消耗量和燃油消耗率燃油消耗量：发动机每小时消耗的燃油消耗量：发动机每小时消耗的燃油质量燃油
15、质量。用。用G G时燃时燃表表示，单位是示，单位是kg/hkg/h。燃油消耗率：发动机每产生一马力的有效功率，在一小燃油消耗率：发动机每产生一马力的有效功率，在一小时内所消耗的燃油质量，用时内所消耗的燃油质量，用sfc表示表示;单位是单位是kg/(HPh)，sfc=G时燃时燃/N有效有效。 4.2 燃油消耗率燃油消耗率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态 对民用机的对民用机的载重量载重量、续航性续航性等尤为重要，燃油消耗等尤为重要，燃油消耗率小，发动机的率小，发动机的经济性经济性就好，其影响因素主要有：就好，其影响因素主要有
16、： 曲轴转速曲轴转速混合气余气系数混合气余气系数飞行高度飞行高度滑油温度滑油温度 影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态曲轴转速曲轴转速 发动机工作时，随着发动机工作时，随着曲轴转速的增大曲轴转速的增大，燃油消耗率，燃油消耗率是是先减小后增大先减小后增大的。实际使用中，在功率能满足飞行要的。实际使用中，在功率能满足飞行要求的情况下，应尽量使航空活塞式发动机求的情况下，应尽量使航空活塞式发动机工作于中转速工作于中转速，降低发动机的燃油消耗率。降低发动机的燃油消耗率。4.2 燃油消耗率燃油消耗率 4.2 燃油消耗率燃油消耗率影响因
17、素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态 对民用机的对民用机的载重量载重量、续航性续航性等尤为重要，燃油消耗等尤为重要，燃油消耗率小，发动机的率小，发动机的经济性经济性就好，其影响因素主要有：就好，其影响因素主要有： 曲轴转速曲轴转速 混合气余气系数混合气余气系数飞行高度飞行高度滑油温度滑油温度 影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态混合气余气系数混合气余气系数 实践证明，实践证明，=1.051.10时，燃油燃烧最完全，热时，燃油燃烧最完全，热损失最小，燃油消耗率也最
18、小。损失最小，燃油消耗率也最小。 实际工作时，飞行员同样可根据座舱内的实际工作时，飞行员同样可根据座舱内的排气温排气温度表（或汽缸头温度表），度表（或汽缸头温度表），通过调节混合杆（或高空杆）通过调节混合杆（或高空杆）得到最经济余气系数。得到最经济余气系数。4.2 燃油消耗率燃油消耗率 4.2 燃油消耗率燃油消耗率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态 对民用机的对民用机的载重量载重量、续航性续航性等尤为重要，燃油消耗等尤为重要，燃油消耗率小，发动机的率小，发动机的经济性经济性就好，其影响因素主要有：就好，其影响因素主要有：曲
19、轴转速曲轴转速 混合气余气系数混合气余气系数 飞行高度飞行高度滑油温度滑油温度 影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态飞行高度飞行高度 对对吸气式吸气式发动机，随着飞行高的增加，燃油消耗率发动机，随着飞行高的增加，燃油消耗率是增大的；是增大的；4.2 燃油消耗率燃油消耗率虚线表示虚线表示转速不变转速不变 影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态飞行高度飞行高度对对增压式增压式发动机，在额定飞行高度时，燃油消耗率最小，发动机，在额定飞行高度时，燃油消耗率最小，当高
20、度大于或小于额定高度时，燃油消耗率都增加。当高度大于或小于额定高度时，燃油消耗率都增加。4.2 燃油消耗率燃油消耗率 4.2 燃油消耗率燃油消耗率影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态 对民用机的对民用机的载重量载重量、续航性续航性等尤为重要，燃油消耗等尤为重要，燃油消耗率小，发动机的率小，发动机的经济性经济性就好，其影响因素主要有：就好，其影响因素主要有： 曲轴转速曲轴转速 混合气余气系数混合气余气系数 飞行高度飞行高度 滑油温度滑油温度 影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性
21、能指标及常见工作状态滑油温度滑油温度 当滑油温度保持为某一适当范围内，燃油消耗率最当滑油温度保持为某一适当范围内，燃油消耗率最小，而当小，而当滑油温度升高或减小时滑油温度升高或减小时，燃油消耗率都会增加。，燃油消耗率都会增加。 实际工作时，飞行员通过实际工作时，飞行员通过调节滑油温度调节滑油温度保持为适保持为适当值，而使燃油消耗率最小。当值，而使燃油消耗率最小。4.2 燃油消耗率燃油消耗率 第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态 指快推油门时指快推油门时转速上升转速上升的快慢程度。通常以最小转速增的快慢程度。通常以最小转速增大到最大转速所需的
22、大到最大转速所需的最短时间最短时间来衡量。所用时间越短，来衡量。所用时间越短，加速加速性性就越好。就越好。 加速性好，可以在较短时间内加速性好，可以在较短时间内增大发动机的功率增大发动机的功率，改善，改善飞机的性能。民用飞机在飞机的性能。民用飞机在起飞越障起飞越障及及着陆又突然需要复飞着陆又突然需要复飞时时尤为重要。尤为重要。4.3 活塞式发动机的加速性活塞式发动机的加速性 影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态场温、场压场温、场压 场温越高，场压越低，发动机的加速性越差。场温越高，场压越低，发动机的加速性越差。4.3 活塞式
23、发动机的加速性活塞式发动机的加速性 发动机的加速性受机场的大气条件影响较大，高原、发动机的加速性受机场的大气条件影响较大，高原、高温机场普遍存在着起飞困难的问题。高温机场普遍存在着起飞困难的问题。 影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态混合气的余气系数混合气的余气系数 加速时，猛推油门时，由于空气与燃油惯性的差异，加速时，猛推油门时，由于空气与燃油惯性的差异，会会造成汽缸内混合气严重的贫油造成汽缸内混合气严重的贫油；发动机不但不能加速；发动机不但不能加速到最大转速，如果不及时关小节气门，反而会使发动机到最大转速，如果不及时关小
24、节气门，反而会使发动机停车。停车。4.3 活塞式发动机的加速性活塞式发动机的加速性 发动机一般都装有加速时协调空气量与燃油量的部发动机一般都装有加速时协调空气量与燃油量的部件，加速时，此部件工作性能的好坏就是决定发动机加件，加速时，此部件工作性能的好坏就是决定发动机加速时间长短的另一个重要指标。驾驶员在加速时推油门速时间长短的另一个重要指标。驾驶员在加速时推油门杆动作不能过猛，任何机械部件工作时都有短暂的延时杆动作不能过猛，任何机械部件工作时都有短暂的延时性。性。 影响因素影响因素第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态螺旋桨的桨叶角螺旋桨的桨
25、叶角 为了降低螺旋桨的旋转阻力，缩短加速时所需的时为了降低螺旋桨的旋转阻力，缩短加速时所需的时间，加速时，桨叶角应该最小。驾驶员在加速前应该把间，加速时，桨叶角应该最小。驾驶员在加速前应该把变距杆变距杆放在最前位。放在最前位。4.3 活塞式发动机的加速性活塞式发动机的加速性 工作状态工作状态第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态最大工作状态最大工作状态 指发动机在地面用指发动机在地面用最大进气压力最大进气压力和和最大转速最大转速工作的工作的状态；此时发动机发出的有效功率为状态；此时发动机发出的有效功率为最大功率最大功率。4.4 活塞式发动机的
26、常见工作状态及应用活塞式发动机的常见工作状态及应用 飞机在飞机在紧急起飞紧急起飞或或短跑道起飞短跑道起飞时，为了尽可能的时，为了尽可能的缩缩短起飞滑跑距离短起飞滑跑距离，使用，使用最大工作状态最大工作状态；在；在飞机快速爬高飞机快速爬高时，为了获得最大上升率，也可使用时，为了获得最大上升率，也可使用最大工作状态最大工作状态。 工作状态工作状态第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态最大工作状态最大工作状态4.4 活塞式发动机的常见工作状态及应用活塞式发动机的常见工作状态及应用节气门开度最大；节气门开度最大；由于单位时间内由于单位时间内燃油燃烧发
27、热量最多燃油燃烧发热量最多，发动机发动机温度很高温度很高；由于转速和燃气压力也是最大值，发动机机件由于转速和燃气压力也是最大值，发动机机件承受的力很大。一般工作时间承受的力很大。一般工作时间不超过不超过5 5分钟。分钟。 工作状态工作状态第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态额定工作状态额定工作状态在设计时所规定的基准工作状态。在设计时所规定的基准工作状态。4.4 活塞式发动机的常见工作状态及应用活塞式发动机的常见工作状态及应用分为：分为：额定进气压力额定进气压力、额定转速额定转速和和额定功率额定功率。额定功率与最大功率对比：额定功率与最大功
28、率对比：功率小功率小10%20%10%20%，转速小，转速小100200r/min100200r/min。规定额定工作状态工作时间可以长一些，规定额定工作状态工作时间可以长一些，不得超过不得超过1h1h。飞机爬升飞机爬升或或最大速度平飞最大速度平飞，可用，可用额定工作状态额定工作状态；飞机满载飞机满载或或非紧急起飞非紧急起飞时，可用时，可用额定工作状态额定工作状态。 工作状态工作状态第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态巡航工作状态巡航工作状态指飞机在做巡航飞行时；一般以较小的功率来工作；要指飞机在做巡航飞行时；一般以较小的功率来工作；要求求
29、航程大航程大、续航时间长续航时间长。4.4 活塞式发动机的常见工作状态及应用活塞式发动机的常见工作状态及应用巡航功率与额定功率对比：巡航功率与额定功率对比：通常是额定功率的通常是额定功率的30%75%30%75%，可通过调整不同的，可通过调整不同的进气压进气压力力和和转速获得转速获得。 工作状态工作状态第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态巡航工作状态巡航工作状态指飞机在做巡航飞行时；一般以较小的功率来工作；要指飞机在做巡航飞行时；一般以较小的功率来工作；要求求航程大航程大、续航时间长续航时间长。4.4 活塞式发动机的常见工作状态及应用活塞式
30、发动机的常见工作状态及应用分类：最大航程巡航工作状态即分类：最大航程巡航工作状态即有利巡航工作状态，每有利巡航工作状态，每千米航程消耗的燃油量最小，航程最大，此功率约为额千米航程消耗的燃油量最小，航程最大，此功率约为额定功率的定功率的5060%5060%；最长续航时间巡航工作状态即最长续航时间巡航工作状态即经济巡航工作状态，每千经济巡航工作状态，每千米航程消耗的燃油量最小，续航时间最长。此功率约为米航程消耗的燃油量最小，续航时间最长。此功率约为额定功率的额定功率的3040%040% 。 工作状态工作状态第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态慢
31、车工作状态慢车工作状态在地面以在地面以最小转速稳定工作的状态最小转速稳定工作的状态；飞机在着陆、滑跑；飞机在着陆、滑跑时使用。时使用。4.4 活塞式发动机的常见工作状态及应用活塞式发动机的常见工作状态及应用发动机在发动机在油门拉到最后位油门拉到最后位以最小的转速工作。以最小的转速工作。转速过转速过大大：螺旋桨仍有：螺旋桨仍有较大的拉力较大的拉力，飞机，飞机着陆平飘着陆平飘和和滑滑跑距离跑距离都要都要增大增大；转速过；转速过小小，发动机，发动机工作不稳定工作不稳定、甚至、甚至造成熄火停车。造成熄火停车。 第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态
32、指破坏发动机正常工作的一些燃烧现象。如指破坏发动机正常工作的一些燃烧现象。如过贫油过贫油、过富油燃烧过富油燃烧，早燃早燃和和爆震。爆震。这些不正常燃烧现象的发生，这些不正常燃烧现象的发生，会会降低降低发动机的发动机的功率功率和和经济性经济性，甚至会，甚至会损坏机件损坏机件，造成事，造成事故。必须了解这些不正常燃烧的现象、原因和预防方法。故。必须了解这些不正常燃烧的现象、原因和预防方法。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态混合气过贫油和过富油燃烧混合气过贫油和过富油燃烧 1.1过贫油过贫油和和1.
33、1过贫油过贫油和和1.1过贫油过贫油和和1.1过贫油过贫油和和1.1过贫油过贫油和和0.6过富油过富油：使发动机使发动机功率减小功率减小，经经济性变差济性变差，汽缸头温度降低汽缸头温度降低，发动机，发动机振动振动。 过贫油：过贫油：5. 5.发动机振动发动机振动过贫油燃烧时，发动机会发生振动，这是由于每个气缸过贫油燃烧时，发动机会发生振动，这是由于每个气缸的各个工作循环中，燃气压力大小相差悬殊的缘故。的各个工作循环中，燃气压力大小相差悬殊的缘故。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧过贫油过贫油 第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态过
34、贫油的混合气中，各部分贫油的程度不可能完全一致，过贫油的混合气中，各部分贫油的程度不可能完全一致，有些部分可能十分贫油，有些部分可能稍微贫油。如果有些部分可能十分贫油，有些部分可能稍微贫油。如果在一个工作循环中，靠近点嘴的混合气十分贫油，则火在一个工作循环中，靠近点嘴的混合气十分贫油，则火焰传播速度很小，燃烧过程第一阶段延续时间很长，燃焰传播速度很小，燃烧过程第一阶段延续时间很长，燃烧后气体的压力很小，或者根本没着火；而在另一个工烧后气体的压力很小，或者根本没着火；而在另一个工作循环中靠近点嘴的混合气的贫油程度可能不严重，因作循环中靠近点嘴的混合气的贫油程度可能不严重，因而燃烧过程第一阶段的延
35、续时间较短，燃气压力较大。而燃烧过程第一阶段的延续时间较短，燃气压力较大。由于各个工作循环中混合气燃烧后的压力大小相差悬殊，由于各个工作循环中混合气燃烧后的压力大小相差悬殊，所以发动机工作不均匀，发生振动。所以发动机工作不均匀，发生振动。过贫油过贫油 第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态混合气过贫油和过富油燃烧混合气过贫油和过富油燃烧 发动机在发动机在低温条件低温条件下启动，容易发生混合下启动，容易发生混合气过贫油燃烧。规定冬天启动发动机时气过贫油燃烧。规定冬天启动发动机时应多注应多注些油些油。启动前还应对。启动前还应对发动机进行加温发动机
36、进行加温。启动时。启动时发生了过贫油燃烧现象应发生了过贫油燃烧现象应立即增加对发动机的立即增加对发动机的供油供油快速前后快速前后活动油门杆活动油门杆。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧过贫油过贫油 过富油过富油第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态混合气过贫油和过富油燃烧混合气过贫油和过富油燃烧4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 燃油不能完全燃烧，燃料汽化吸收的热量增多，燃油不能完全燃烧，燃料汽化吸收的热量增多，混合气燃烧后发出的混合气燃烧后发出的热量少热量少，火焰传播，火焰传播速度小速度小，燃气，燃气最大压力减小最大压力
37、减小，燃气，燃气最大压力出现的晚最大压力出现的晚，燃气膨胀，燃气膨胀做做功减小功减小，发动机，发动机功率减小功率减小，经济性变差经济性变差，汽缸头温度汽缸头温度降低。降低。 过富油过富油第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态混合气过贫油和过富油燃烧混合气过贫油和过富油燃烧1.发动机功率减小，经济型变差发动机功率减小，经济型变差混合气过分富油燃烧时，燃料不能完全燃烧，每千克混混合气过分富油燃烧时，燃料不能完全燃烧，每千克混合气燃烧后发出的热量少，燃气最大压力减小，而且火合气燃烧后发出的热量少，燃气最大压力减小，而且火焰传播速度小，燃气最大压力出
38、现得晚。所以燃气膨胀焰传播速度小，燃气最大压力出现得晚。所以燃气膨胀所做的功减小，发动机功率减小，经济性变差。所做的功减小，发动机功率减小，经济性变差。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 过富油过富油第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态混合气过贫油和过富油燃烧混合气过贫油和过富油燃烧2.气缸内部积炭气缸内部积炭混合气过分富油燃烧时，汽油中的碳不能烧尽，一部分混合气过分富油燃烧时，汽油中的碳不能烧尽，一部分残余的碳就会积聚在活塞顶、汽缸壁、点嘴和气门等处，残余的碳就会积聚在活塞顶、汽缸壁、点嘴和气门等处，这种现象叫做积炭。活塞顶和汽
39、缸壁上积炭的地方，导这种现象叫做积炭。活塞顶和汽缸壁上积炭的地方，导热性变差，散热不良，会造成这些机件局部过热；点嘴热性变差，散热不良，会造成这些机件局部过热；点嘴上积炭，还会使其产生的电火花的能量减弱，甚至点嘴上积炭，还会使其产生的电火花的能量减弱，甚至点嘴不能跳火；气门上积炭，可能是气门关闭不严，以致漏不能跳火；气门上积炭，可能是气门关闭不严，以致漏气，甚至引起燃气烧坏气门。气，甚至引起燃气烧坏气门。以上这些都会引起发动机功率减小，经济型变差，严重以上这些都会引起发动机功率减小，经济型变差，严重时还会发生故障。时还会发生故障。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 过富油过富油第第4
40、章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态混合气过贫油和过富油燃烧混合气过贫油和过富油燃烧3.汽缸头温度降低汽缸头温度降低混合气过分富油燃烧时，每千克混合气发热量减小，燃混合气过分富油燃烧时，每千克混合气发热量减小，燃气温度低，同时，过分富油混合气所含的汽油汽化吸收气温度低，同时，过分富油混合气所含的汽油汽化吸收的热量多，这都会使汽缸头温度降低。的热量多，这都会使汽缸头温度降低。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 过富油过富油第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态混合气过贫油和过富油燃烧混合
41、气过贫油和过富油燃烧4.排气管冒黑烟和排气管冒黑烟和“放炮放炮”过分富油的混合气燃烧不完全，废气中有大量未燃烧的过分富油的混合气燃烧不完全，废气中有大量未燃烧的或正在燃烧的碳，所以从排气管排出的废气中带有浓密或正在燃烧的碳，所以从排气管排出的废气中带有浓密的黑烟，在夜间还可以看到排气管口排出长而红的火舌。的黑烟，在夜间还可以看到排气管口排出长而红的火舌。废气中剩余的可燃物质，在排气管口与外界空气相遇，废气中剩余的可燃物质，在排气管口与外界空气相遇，还会复燃产生一种类似放火炮的声音。这种现象，叫做还会复燃产生一种类似放火炮的声音。这种现象，叫做排气管排气管“放炮放炮”。猛拉油门杆，关小节气门时，
42、空气量骤然减少，而供油猛拉油门杆，关小节气门时，空气量骤然减少，而供油量却来不及立刻随之减小，形成暂时过富油，易发生量却来不及立刻随之减小，形成暂时过富油，易发生“放炮放炮”现象。如果柔和的收油门，可防止此现象。现象。如果柔和的收油门，可防止此现象。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 过富油过富油第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态混合气过贫油和过富油燃烧混合气过贫油和过富油燃烧5.发动机振动发动机振动混合气过富油，由于空气与汽油不能混合的绝对均匀，混合气过富油，由于空气与汽油不能混合的绝对均匀，各个循环中靠近点嘴的混合气富油程度
43、不完全一致，混各个循环中靠近点嘴的混合气富油程度不完全一致，混合气燃烧后压力大小不等，发动机也会发生振动现象。合气燃烧后压力大小不等，发动机也会发生振动现象。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 现象现象第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态早燃早燃 压缩过程中，在电嘴跳火花以前，混合气温度已达压缩过程中，在电嘴跳火花以前，混合气温度已达到着火温度，到着火温度，混合气就要自行燃烧混合气就要自行燃烧。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 使发动机的使发动机的功率减小功率减小，经济性变差经济性变差，产生，产生强烈的振强烈的振动动，
44、甚至，甚至造成曲轴倒转造成曲轴倒转而损坏机件。而损坏机件。 原因原因第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态早燃早燃汽缸头温度过高或压缩比过大。汽缸头温度过高或压缩比过大。 汽缸头温度过高汽缸头温度过高：电嘴、排气门电嘴、排气门等高温机等高温机件以及件以及高温积炭高温积炭都能使混合气早燃；都能使混合气早燃； 压缩比过大压缩比过大：混合气受压缩后，温度就会：混合气受压缩后，温度就会过高，容易达到着火温度而发生早燃。过高，容易达到着火温度而发生早燃。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 措施措施第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状
45、态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态早燃早燃4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 排除方法：降低汽缸温度。在发动机大功率排除方法：降低汽缸温度。在发动机大功率工作时，可以工作时，可以收回油门杆几秒钟收回油门杆几秒钟，这样可以提供，这样可以提供足够的冷却，以清除燃烧室中的一些铅或其他沉足够的冷却，以清除燃烧室中的一些铅或其他沉积物发动机工作时；在不允许拉回油门时，可以积物发动机工作时；在不允许拉回油门时，可以用用骤然冷却冲击的方法骤然冷却冲击的方法来消除沉积物，如来消除沉积物，如喷水喷水、喷酒精喷酒精、完全冷却的汽化器空气完全冷却的汽化器空气等。等。 第第4章活塞式发动机的主要性
46、能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态爆震爆震 一定条件下，汽缸内混合气的一定条件下，汽缸内混合气的正常燃烧遭到破坏正常燃烧遭到破坏，在未燃混合气的局部地区出现具有在未燃混合气的局部地区出现具有爆炸性的燃烧现象爆炸性的燃烧现象。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 爆震燃烧瞬间的火焰传播速度比正常燃烧大爆震燃烧瞬间的火焰传播速度比正常燃烧大几十倍几十倍到到一百倍一百倍以上，达以上，达10004000m/s；局部燃气压力可达；局部燃气压力可达100120kg/cm3，局部燃气温度可达局部燃气温度可达3000K以上。以上。 现象现象第第4章活塞式发动机的主要性能指标
47、及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态爆震爆震 发动机内发生发动机内发生不规则的金属撞击声不规则的金属撞击声，往往被发动机的，往往被发动机的噪音所覆盖；噪音所覆盖； 汽缸汽缸局部温度急剧升高局部温度急剧升高，活塞、气门及电嘴等机件过，活塞、气门及电嘴等机件过热或者烧损；热或者烧损； 排气总管周期性冒黑烟；排气总管周期性冒黑烟； 局部局部燃气以很高的压力作用在活塞上燃气以很高的压力作用在活塞上，使曲拐机构受，使曲拐机构受冲击负荷，发动机振动，机件易于损坏；冲击负荷，发动机振动，机件易于损坏； 发动机发动机转速下降转速下降，功率减小功率减小，经济性经济性变差；变差；4.5 发动机
48、的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 产生原因产生原因第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态爆震爆震 由于汽缸内局部未燃混合气在火焰峰到达以前，已由于汽缸内局部未燃混合气在火焰峰到达以前，已经形成了经形成了大量的、化学性质活泼的过氧化物大量的、化学性质活泼的过氧化物的缘故。的缘故。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 过氧化理论：在未燃区混合气中过氧过氧化理论：在未燃区混合气中过氧化物生存速度很大，浓度积累到一定值时，化物生存速度很大，浓度积累到一定值时，在在火焰前锋火焰前锋未到达之前，未燃区中受挤压未到达之前，未燃区中受挤压的特别厉害的那
49、部分混合气，发生剧烈的的特别厉害的那部分混合气，发生剧烈的化学反应而自行着火。化学反应而自行着火。 燃料的抗爆性燃料的抗爆性第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态补充知识点补充知识点燃料具有抵抗、阻止爆震发生的性能，与混合器的成燃料具有抵抗、阻止爆震发生的性能，与混合器的成分有关。分有关。 =1时，燃料的抗爆性用时，燃料的抗爆性用辛烷值辛烷值表示表示 =0.6时，燃料的抗爆性用时，燃料的抗爆性用级数级数表示表示4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 燃料的抗爆性燃料的抗爆性第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的
50、主要性能指标及常见工作状态补充知识点补充知识点辛烷值的意义及测定辛烷值的意义及测定辛烷值表示发动机贫油时的抗爆性。辛烷值表示发动机贫油时的抗爆性。 异辛烷异辛烷一种抗爆性很强的燃料一种抗爆性很强的燃料辛烷值为辛烷值为100100。 正庚烷正庚烷一种抗爆性很弱的燃料一种抗爆性很弱的燃料辛烷值为辛烷值为0 0。辛烷值就是燃料中辛烷值就是燃料中异辛烷异辛烷所占的容积百分数。所占的容积百分数。汽油的辛烷值是汽油的辛烷值是根据试验比较法根据试验比较法确定的。确定的。4.5 发动机的不正常燃烧发动机的不正常燃烧 燃料的抗爆性燃料的抗爆性第第4章活塞式发动机的主要性能指标及常见工作状态章活塞式发动机的主要性
