世界上最先进的发动机技术

先进变循环发动机技术研究

黄春峰《航空制造技术》

现代航空发动机技术走过了百年的辉煌历程，已经发展得非常成熟。今天，传统的航空动力技术将面临严峻的挑战，世界航空动力技术呈现出强劲的加速发展态势，将引发第三次动力“革命”。为适应未来新一代先进战机的更高、更强、更狠、更霸的发展需要和对成本、速度、环境和燃料高效利用等方面的高要求，一些主要航空国家持续实施先进航空发动机研究和发展战略计划，加速研发以变循环及组合发动机为特征的第五代航空发动机[1]。

专家一致认为，新一代战斗机的竞争将不再是机械性能和飞行员的素质的较量，而是人工智能的比拼。第五代战机的性能将包括高于5马赫的速度、多光谱隐形能力以及传感器融合能力等，同时还将具备无人驾驶的飞行能力，并且有可能采用核动力航空发动机。第五代战机的动力为超声速、超智能、超隐形、超低成本全新概念的发动机[2-3]。 变循环发动机军事需求与发展背景

传统航空涡轮发动机的热力循环特性是固定不变的，一种发动机只能在一种模式下工作，并且仅在有限的飞行范围内具有最好的性能。先进的变循环发动机（Variable Cycle Engine，VCE）则不同，它是一种多设计点发动机，通过改变一些部件的几何形状、尺

篇一：汽车概论论文-汽车发动机新技术

汽车发动机新技术

河北工业大学/内燃机/韩超

【内容提要】 汽车的诞生发展已经经历的一个多世纪，汽车技术的发展已成为带动整个社会科技进步的重要标志，对人类文明有着不可忽视的影响，而汽车的心脏——发动机的科学技术水平起着重中之重的作用，随着信息、机械和电子等技术的快速发展，发动机电子控制、多气门、可变气门正时、可变气门升程、双涡轮增压、高压共轨等先进技术也已经深入人心，此外，为适应汽车的多变工况运行，还有一些特别的新技术——可变压缩比、缸内直喷、自动启停等应运而生。

【关键字】汽车发动机、可变压缩比、缸内直喷、自动启停

伴随汽车工业近百年的连续进步,汽车发动机技术也综合了大量的高新技术使其具有更高的功率密度、更好的燃油经济性、更低的排放污染，如发动机电子控制、多气门、可变气门正时、可变气门升程、双涡轮增压、高压共轨、可变压缩比、BlueDIRECT、缸内直喷、自动启停等等。下面我们就后四种作详细介绍。

一、可变压缩比（Variable Compression Ratio） 可变压缩比（VCR）的目的在于提高增压发动机的燃油经济性。在增压发动机中为了防止爆震其压缩比低于自然吸气式发动机。在增压压力低时热效率降低使燃油经济

发 动 机

1.涡喷发动机的工作原理 ？P10

涡喷发动机以空气为介质，进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机；压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功，提高空气的压力；空气在燃烧室内和燃油混合燃烧，将燃料化学能转变成热能，生成高温高压燃气；燃气在涡轮内膨胀，将热能转为机械能，驱动涡轮旋转，带动压气机；燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，燃气以较高速度排出，产生推力。

2.涡轮发动机的特征，有几个特性?P P10 P67

特征：发动机作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能，同时作为一个推进器，它利用所产生的机械能使发动机获得推力。

发动机特性包括： 转速特性、高度特性、速度特性。

保持飞机高度和飞机速度不变段情况下，发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律叫发动机转速特性。

在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞机速度不变时，发动机的推力和燃油消耗率随飞机的高度的变化规律叫高度特性。

在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞行高度不变时，发动机的推力和燃油消耗量随飞机速度（或马赫数）的变化规律叫速度特性 3.影响热效率的因素？P18

热效率表明，在循环中加入的热量有多少变为机械功。因素有加热比（涡轮前燃气总温），压气机增压比

发 动 机

1.涡喷发动机的工作原理 ？P10

涡喷发动机以空气为介质，进气道将所需的的外界空气以最小的流动损失送到压气机；压气机通过高速旋转的叶片对空气压缩做功，提高空气的压力；空气在燃烧室内和燃油混合燃烧，将燃料化学能转变成热能，生成高温高压燃气；燃气在涡轮内膨胀，将热能转为机械能，驱动涡轮旋转，带动压气机；燃气在喷管内继续膨胀，加速燃气，燃气以较高速度排出，产生推力。

2.涡轮发动机的特征，有几个特性?P P10 P67

特征：发动机作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能，同时作为一个推进器，它利用所产生的机械能使发动机获得推力。

发动机特性包括： 转速特性、高度特性、速度特性。

保持飞机高度和飞机速度不变段情况下，发动机推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律叫发动机转速特性。

在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞机速度不变时，发动机的推力和燃油消耗率随飞机的高度的变化规律叫高度特性。

在给定的调节规律下，保持发动机的转速和飞行高度不变时，发动机的推力和燃油消耗量随飞机速度（或马赫数）的变化规律叫速度特性 3.影响热效率的因素？P18

热效率表明，在循环中加入的热量有多少变为机械功。因素有加热比（涡轮前燃气总温），压气机增压比

发动机原理

第六章

发动机特性曲线的意义 答：特性用曲线表示称为特性曲线，它是评价发动机的性能的一种简单的\\方便\\必不可少的形式。根据各种特性曲线，可以合理地选用发动机，并能更有效地利用它。了解形成特性曲线的原因以及影响它变化的因素，就可以按需要方向改造它，使发动机性能进一步提高，并设法满足使用要求。

什么是发动机的负荷特性和速度特性？

答：负荷特性：指发动机转速不变，其经济性指标随负荷（可用功率Pe、扭矩Ttq或平均有效压力pme表示）而变化的关系； 汽油机的负荷特性：汽油机保持某一转速不变，而逐渐改变节气门开度，每小时耗油量B 和耗油率be随负荷（Pe 、 Ttq、pme）变化的关系称为汽油机负荷特性；

柴油机的负荷特性：柴油机保持某一转速不变，而移动喷油泵齿条或拉杆位置，改变每循环供油量Δb时，每小时耗油量B 和耗油率be随功率Pe（或转矩Ttq、平均有效压力pme）变化的关系称为柴油机负荷特性；

速度特性：发动机性能指标随转速变化的关系称为速度特性 ；

汽油机速度特性：汽油机节气门（油门）开度固定不动，其有效功率Pe、转矩Ttq、耗油率be、每小时耗油量B 等随转速变化的关系称为汽油机速度特性；

柴油机速度特性：喷油泵的油量

一、汽车二级维护前的配气相位技术要求

判断题

1、对于EQ1092F型汽车,发动机转速为800r/min、气门间隙为0.25mm时，排气门滞后角为10.5°。 A正确 B错误 解析：应为20.5°

2、对于EQ1092F型汽车,发动机转速为800r/min、气门间隙为0.25mm时，排气门提前角为18.5°。 A正确 B错误 解析：应为38.5° 单选题

3、对于EQ1092F型汽车,发动机转速为800r/min、气门间隙为0.25mm时，进气门滞后角为( )。 A 26° B 36° C 46° D 56° 解析：

4、对于EQ1092F型汽车,发动机转速为800r/min、气门间隙为0.25mm时，排气门滞后角为( )。 A 10.5° B 20.5° C 30.5° D 40.5° 解析：

5、对于EQ1092F型汽车,发动机转速为800r/min、气门间隙为0.25mm时，排气门提前角为( )。 A 18.5° B 28.5° C 38.5° D 48.5° 解析：

6、对于EQ1092F型汽车,发动机转速为800r/min、气门间隙为0.25mm时，进气门提前角为( )。 A 20

1-5为什么发动机性能指标有指示指标与有效指标的分别？两种指标各在什么场合使用？为什么一般不把净指示功作为常用的指示功指标？

解：指示指标：不受循环过程中机械摩擦、附件消耗以及进排气和扫气流动损失的影响，直接反应缸内热功转换进行的好坏，因而在内燃机工作过程分析中广泛应用；有效指标：被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣，因而在发动机生成和试验研究中广泛应用。因为净指示功难以直接测算得出，所以一般不把净指示功作为常用的指示功指标

1-6 发动机的动力、经济性能在生产使用中主要用哪几个指标来表示？如果要进行不同机型性能的对比，应该使用何种动力、经济性能指标？ 解：动力性：功率P、扭矩T、速度V；

经济性：有效效率、燃油消耗率、润滑油消耗率。 不同机型对比常用：有效平均压力、升功率和be。

1-13影响有效燃料消耗率be的因素有哪些？降低be的途径有哪些？ 解：影响因素：燃烧效率、机械效率、循环热效率等。

降低途径：增压小排量技术、稀薄燃烧、增大压缩比等。

1-15什么是燃料燃烧时的化学计量比？具有化学计量比的可燃混合气的过量空气系数?a是多少，其空燃比α又是多少？

解：燃料和空气恰好能够完全反应时两者的比值。具有化

一、汽车二级维护前的配气相位技术要求

判断题

1、对于EQ1092F型汽车,发动机转速为800r/min、气门间隙为0.25mm时，排气门滞后角为10.5°。 A正确 B错误 解析：应为20.5°

2、对于EQ1092F型汽车,发动机转速为800r/min、气门间隙为0.25mm时，排气门提前角为18.5°。 A正确 B错误 解析：应为38.5° 单选题

3、对于EQ1092F型汽车,发动机转速为800r/min、气门间隙为0.25mm时，进气门滞后角为( )。 A 26° B 36° C 46° D 56° 解析：

4、对于EQ1092F型汽车,发动机转速为800r/min、气门间隙为0.25mm时，排气门滞后角为( )。 A 10.5° B 20.5° C 30.5° D 40.5° 解析：

5、对于EQ1092F型汽车,发动机转速为800r/min、气门间隙为0.25mm时，排气门提前角为( )。 A 18.5° B 28.5° C 38.5° D 48.5° 解析：

6、对于EQ1092F型汽车,发动机转速为800r/min、气门间隙为0.25mm时，进气门提前角为( )。 A 20

汽车发动机电控技术概述

汽车发动机 电控技术

精品课

第一章

汽车发动机电控技术概述

第一章 汽车发动机电控技术概述第一节 第二节 发动机电控技术的发展 应用在发动机上的电子控制系统

第三节 发动机电控系统的基本组成

2005年6月

汽车发动机电控技术概述

汽车发动机 电控技术

精品课

第一章

汽车发动机电控技术概述

第一节 发动机电控技术的发展一、发动机电控技术发展 二、电控技术对发动机性能的影响

2005年6月

汽车发动机电控技术概述

汽车发动机 电控技术

精品课

第一章

汽车发动机电控技术概述

一、发动机电控技术发展始于20世纪60年代，分为三个阶段： 第一阶段，从20世纪60年代中期到70年代中期，主要 是 为了改善部分性能而对汽车产品进行的技术改造，如在 车上装了晶体管收音机； 第二阶段，从20世纪70年代末期到90年代中期，为解 决 安全、污染、和节能三大问题，研制出电控汽油喷射系 统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统； 第三阶段，20世纪90年代中期以后，电子技术广泛的 2005年6月 应

汽车发动机电控技术概述

汽车发动机 电控技术

精品课

第一章

汽车发动机电控技术概述

二、电控技术对发动机性能的影响1.提高发动机的动力性

2.高发动机燃油经济性3.降低排放污染 4.发

发动机的速度特性

汽车的效率大小很大程度上决定于发动机的性能。在许多汽车产品介绍上，都标有“最高输出功率”和最高输出扭矩”在两项重要的发动机指标，并用曲线图来反映发动机的上述指标。那么，这些发动机指标是怎样测出来呢？

当发动机运转的时候，其功率、扭矩和耗油量这三个基本性能指标都会随着负荷的变化而变化。这些变化遵循一定的规律，将这些有规律的变化描绘成曲线，就有了反映发动机特性的曲线图。根据发动机的各种特性曲线，可以全面地判断发动机的动力性和经济性。反映发动机运行状况常用速度特性曲线。

发动机的速度特性曲线表示有效功率

N（千瓦）、扭矩M（牛顿米）、比燃料

消耗量g（克/千瓦小时）随发动机转速

n而连续变化的表现。发动机的速度特性

是在制动试验台架上测出的。保持发动

机在一定节气门开度情况下，稳定转速，

测取在这一工况下的功率、比耗油等，

然后调整被测机载荷（扭距变化），使

发动机转速改变，再测得另一转速下的

功率、比耗油。按照一定转速间隔依次

进行上述步骤。就能测出在不同转速下

的数值，将这些数值点连点地组成连续

曲线，就产生了功率曲线、扭矩曲线和

比燃料消耗量曲线，它们与相应的转速

区域对应。

当汽油机节气门完全开启（或者柴油机喷油泵在最大供油量时）的速度特性，称为发动机的外特