發(fā)動機原理課后習題答案

1、.第一章1簡述發(fā)動機的實際工作循環(huán)過程。 發(fā)動機的實際循環(huán)是由進氣、壓縮、燃燒、膨脹和排氣五個過程組成的，較理論循環(huán)復雜很多。 1) 進氣過程。為了使發(fā)動機連續(xù)運轉(zhuǎn)，必須不斷吸入新鮮工質(zhì)，此時進氣門開啟，排氣門關閉，活塞由上止點向下止點移動。、2) 壓縮過程。此時進排氣門均關閉，活塞由下止點向上止點移動，缸內(nèi)工質(zhì)受到壓縮，溫度、壓力不斷上升，增大作功過程的溫差，獲得最大限度的膨脹比，提高熱功轉(zhuǎn)化效率，為燃燒過程創(chuàng)造有利條件。3) 燃燒過程。此時進排氣門均關閉，活塞處在上止點前后，作用是將燃料的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使工質(zhì)的壓力、溫度升高。4) 膨脹過程。也稱作功過程，此時進排氣門均關閉，高溫、高壓

2、的工質(zhì)推動活塞，由上止點向下止點移動而膨脹作功，氣體的壓力和溫度也隨即迅速降低。5) 排氣過程。當膨脹過程接近終了時，排氣門打開，廢氣開始靠自身壓力自由排氣，膨脹過程結束后，活塞由下止點返回上止點，將氣缸內(nèi)的廢氣排除。2畫出四沖程發(fā)動機實際循環(huán)的示功圖，它與理論示功圖有什么不同？說明指示功的概念和意義。圖a、b分別為柴油機和汽油機實際循環(huán)和理論循環(huán)的示功圖比較，理論循環(huán)中假設工質(zhì)比熱容是定值，而實際氣體隨溫度等因素影響會變大，而且實際循環(huán)中還存在泄露損失。換氣損失燃燒損失等，這些損失的存在，會導致實際循環(huán)放熱率低于理論循環(huán)。指示功時指氣缸內(nèi)完成一個工作循環(huán)所得到的有用功Wi，指示功Wi反映了發(fā)

3、動機氣缸在一個工作循環(huán)中所獲得的有用功的數(shù)量。3 提高發(fā)動機實際工作循環(huán)熱效率的基本途徑是什么？可采取哪些基本措施？提高實際循環(huán)熱效率的基本途徑為：減小工質(zhì)傳熱損失，燃燒損失，換氣損失，不完全燃燒損失，工質(zhì)流動損失，工質(zhì)泄漏損失，提高工質(zhì)的絕熱指數(shù)?？刹扇〉幕敬胧┦牵?）減小燃燒室面積，縮短后燃氣能減小傳熱損失。2）采用最佳點火提前角和供油提前角能減少提前燃燒損失或后燃損失。3）采用多氣門，最佳配氣相位和最優(yōu)進排氣系統(tǒng)能減少換氣損失。4）加強燃燒室氣流運動，改善混合器均勻性，優(yōu)化混合氣濃度能減少不完全燃燒損失。5）優(yōu)化燃燒室結構減少缸內(nèi)流動損失。6）采用合理的配缸間隙，提高各密封面的密封性減

4、少工質(zhì)泄漏損失。4什么是發(fā)動機的指示指標？主要有哪些？ 以工質(zhì)對活塞所作之功為計算基準的指標稱為指示性能指標。它主要有：指示功和平均指示壓力。指示功率。指示熱效率和指示燃油消耗率。5什么是發(fā)動機的有效指標？主要有哪些？ 以曲軸輸出功為計算基準的指標稱為有效性能指標。主要有：1）發(fā)動機動力性指標，包括有效功和有效功率。有效轉(zhuǎn)矩。平均有效壓力。轉(zhuǎn)速n和活塞平均速度；2）發(fā)動機經(jīng)濟性指標，包括有效熱效率。有效燃油消耗率；3）發(fā)動機強化指標，包括升功率PL。比質(zhì)量me。強化系數(shù)PmeCm。 6、總結提高發(fā)動機動力性能和經(jīng)濟性能指標的基本途徑。 1）增加發(fā)動機的壓縮比，壓縮比越大動力性越強。2）采用電噴

5、燃油供給系統(tǒng)及多點噴射，使油氣混合比達到最佳，同時提高霧化程度，改善燃燒特性。3）降低排氣溫度，增加進氣量，采用多氣門，提高進排氣效率，降低殘余廢氣系數(shù)。4）采用點火正時可變及氣門可變，充分利用氣體慣性和降低進氣阻力提高進氣效率，放寬工作包線。5）采用渦輪增壓，提高高轉(zhuǎn)速下的進氣量。6）采用合適的進氣歧管，利用使喘振頻率與工作頻率一致，利用氣體喘振提高進氣量。7、什么是發(fā)動機的平均有效壓力、油耗率、有效熱效率？各有什么意義？平均有效壓力pme是發(fā)動機單位氣缸工作容積輸出的有效功。反映了發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩Ttq的大小。油耗率be是指每小時單位有效功率所消耗的燃料，與有效熱效率成反比。有效熱效率是實際

6、循環(huán)的有效功與為得到此有效功所消耗的熱量的比值。有效熱效率和油耗率是衡量發(fā)動機經(jīng)濟性能的重要指標。8、發(fā)動機的機械損失主要包括哪些? 1）活塞與活塞環(huán)的摩擦損失。2）軸承與氣門機構的摩擦損失。3）驅(qū)動附屬機構的損失。4）泵體損失。5）流體摩擦。6）驅(qū)動掃氣泵和增壓器損失。9、什么是機械效率？受哪些因素影響？有何意義？ 機械功率與指示功率的比值，機油粘度、發(fā)動機溫度、混合氣濃度、點火正時的準確度均對機械效率有影響，在提高發(fā)動機性能指標時，應盡可能減少機械損失，提高機械效率。若不注意這點，有時在改善氣缸內(nèi)部指示指標的同時，卻不自覺地增加了機械效率，不能獲得預期的改進效果。10、如何測定機械效率？適

7、用汽油機的是哪種？為什么？ 測定方法包括示功圖法，倒拖法，滅缸法，油耗線法等。倒拖法消耗的功率要超過柴油機在給定工況工作時的實際機械損失，在低壓縮比發(fā)動機中，誤差大約為5%，在高壓縮比發(fā)動機中，誤差有時可高達5%15%，因而用此方法在測定汽油機機械損失時得到較廣泛的應用。11、簡述汽油機與柴油機工作循環(huán)的區(qū)別。汽油機與柴油機最大的區(qū)別在與引燃方式。以四沖程的發(fā)動機為例，四沖程發(fā)動機的工作過程：四沖程發(fā)動機是活塞往復四個行程完成一個工作循環(huán)，包括進氣、壓縮、作功、排氣四個過程。四行程柴油機和汽油機一樣經(jīng)歷進氣、壓縮、作功、排氣的過程。但與汽油機的不同之處在于：汽油機是點燃，柴油機是壓燃。12、排

8、氣終了溫度偏高可能是什么原因? 排氣終了溫度低說明燃燒后轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ臍怏w多，工作狀況比較好，如果溫度偏高，說明燃燒不完全，廢氣過多，熱效率不高。此外，壓縮比提高也會使最高燃燒溫度變高，排放廢氣加大，尾氣溫度偏高。13、為什么柴油機的熱效率要顯著高于汽油機？1）柴油機的壓縮比高，作功時膨脹得更厲害。2）柴油機油氣混合時空燃比遠大于1，是富氧燃燒，燃料可以充分燃燒。汽油機燃燒的空燃比在1左右，因為沒有足夠的氧氣，汽油不能完全燃燒。14、柴油機工作循環(huán)為什么不采用等容加熱循環(huán)？定容加熱循環(huán)被壓縮的是燃料和空氣的混合物，要受混合氣體自燃溫度的限制，存在“爆燃”的問題，效率不會太高;定壓加熱循環(huán)壓縮的

9、僅僅是空氣，不存在“爆燃”的問題，效率高，所以柴油機采用的是后者而不是前者。15、研究發(fā)動機熱平衡的意義何在？ 研究發(fā)動機熱平衡可以求出穩(wěn)定后的工作溫度，從而研究發(fā)動機的壽命，工作穩(wěn)定性等等問題，并且可以知道熱的分布，研究有沒有熱集中的地方，和由熱引起的應力是否平衡，以及應力對發(fā)動機造成的影響。第二章1為什么發(fā)動機進氣門遲后關閉。排氣門提前開啟？提前與遲后的角度與哪些因素有關？ 進氣門遲后關閉是為了充分利用高速氣流的動能，從而實現(xiàn)在下止點后繼續(xù)充氣，增加進氣量。排氣門提前開啟是由于配氣機構慣性力的限制，若在活塞到下止點時才打開排氣門，則在排氣門開啟的初期，開度極小，廢棄不能通暢流出，缸內(nèi)壓力來

10、不及下降，在活塞向上回行時形成較大的反壓力，增加排氣行程所消耗的功。 在發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，同樣的自由排氣時間所相當?shù)那S轉(zhuǎn)角增大，為使氣缸內(nèi)廢氣及時排出，應加大排氣提前角。 2四沖程發(fā)動機換氣過程包括哪幾個階段，這幾個階段時如何界定的？ 1）自由排氣階段：從排氣門打開到氣缸壓力接近于排氣管內(nèi)壓力的這個時期。 強制排氣階段：廢氣是由活塞上行強制推出的這個時期。 2）進氣過程：進氣門開啟到關閉這段時期。 3）氣門重疊和燃燒室掃氣：由于排氣門遲后關閉和進氣門提前開啟，所以進。排氣門同時打開這段時期。 3影響充量系數(shù)的主要因素有哪些？ 1）進氣門關閉時氣缸內(nèi)壓力Pa，其值愈高，c值愈大。 進氣門關閉時

11、氣缸內(nèi)氣體溫度Ta，其值愈高，c愈低。 殘余廢氣系數(shù)，其值增大會使c下降。 2）進排氣相位角：合適的配氣相位應使Pa具有最大值。 3）壓縮比：壓縮比c增加，c會有所增加。 4）進氣狀態(tài)：其對c影響不大。 4提高發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速，從換氣方面會遇到哪些阻礙因素？該如何克服？ 發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高，氣體流速增大，?Pa顯著增加，（?Pa= ），使迅速下降（Pa=Ps?Pa），從而使充量系數(shù)c下降。同時，進氣門進氣阻力、排氣門排氣終了廢氣壓力增大，降低了充量系數(shù)，增加了排氣損失。可適當加大進氣門遲閉角，利用廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，降低進排氣系統(tǒng)的阻力，減少對進氣充量的加熱，合理選擇進、排氣相位角。 5什么是進氣管動力

12、效應？怎樣利用它來提高充量系數(shù)？ 進氣管具有較長的長度時，由于管內(nèi)氣體具有相當慣性和可壓縮性，所以在活塞變速運動以及進氣過程間歇而又周期性的作用下，進氣管內(nèi)的氣體壓力、流速、密度、聲速、溫度等物理量做周期性的變動叫進氣管動力效應。 利用：如果進氣管長度適當，使從膨脹波發(fā)出到壓縮波回到氣缸處所經(jīng)過的時間，正好與進氣門從開啟到關閉所需的時間配合，即壓縮波到達氣缸時，進氣門正好處于關閉前夕，則能把較高壓力的空氣關在氣缸內(nèi)，得到增壓效果。 6什么叫進氣馬赫數(shù)？它對充量系數(shù)有什么影響？ 進氣馬赫數(shù)M時進氣門處氣流平均速度Vm與該處聲速之比。大量試驗結果表明：當M超過一定數(shù)值時，大約在0。5左右，充量系數(shù)

13、c便急劇下降。 第三章1.發(fā)動機廢氣能量是如何利用的？ 從內(nèi)燃機的熱平衡分析中可知，燃料通過燃燒所釋放出的總熱量中，有25%以上被廢氣帶走，充分利用這部分廢氣能量，是提高內(nèi)燃機熱效率的重要途徑。目前幾乎都采用廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，通過廢氣來驅(qū)動渦輪增壓器工作，從而吸收廢氣能量來實現(xiàn)增壓的目的。2增壓前后，發(fā)動機的性能參數(shù)時如何變化的？ 增壓后，可以提高進氣密度，提高平均指示壓力，而平均機械損失基本不變，即提高了內(nèi)燃機的機械效率，同時，充量系數(shù)也增大，所以，有效功率和燃油經(jīng)濟性都得到提高。 3為什么增壓后需要采用進氣中冷技術？ 對增壓器出口空氣進行冷卻，一方面可以進一步提高發(fā)動機進氣管內(nèi)空氣密度，提

14、高發(fā)動機的功率輸出，另一方面可以降低發(fā)動機壓縮始點的溫度和整個循環(huán)的平均溫度，從而降低發(fā)動機的排氣溫度、熱負荷和NOx的排放。 4.壓氣機與渦輪的工作參數(shù)有哪些？ 渦輪機：渦輪效率T，膨脹比t，氣體質(zhì)量流量q(mT)，渦輪轉(zhuǎn)速n。壓氣機：增壓比k=pkp0，流經(jīng)壓氣機的每秒質(zhì)量流量mk，壓氣機轉(zhuǎn)速nk，絕熱效率ad-k。5車用發(fā)動機采用增壓時應注意哪些問題？ 1）適當降低壓縮比，加大過量空氣系數(shù)。2）對供油系統(tǒng)進行結構改造，增加每循環(huán)供油率。3）合理改進配齊相位。4）進排氣系統(tǒng)設計要與增壓系統(tǒng)的要求一致。5）對增壓器出口空氣進行冷卻6如何處理增壓器與發(fā)動機的匹配問題？1）采用渦輪增壓的發(fā)動機低

15、速轉(zhuǎn)矩性能變差，影響車輛加速和爬坡能力，應當采用脈沖增壓，充分利用低速時的脈沖能量，改善低速轉(zhuǎn)矩。2）增壓器自身慣性使車輛加速性能變差，為改善加速性能，可采用脈沖增壓系統(tǒng)，減少進排氣管道容積，采用放氣調(diào)節(jié)或可變噴嘴，減少轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量等，可以起到增壓器加速的作用。3）起動和制動有一定困難，可以保持原功率和較高轉(zhuǎn)矩的情況下，適當降低內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速，從而減少機械磨損，不僅改善整機經(jīng)濟性能，而且使可靠性及使用壽命提高，維修費用降低。7汽油機增壓的技術難點有哪些？ 限制汽油機增壓的主要技術障礙時：爆燃、混合氣的控制、熱負荷和增壓器的特殊要求等。 第四章1我國的汽油和輕柴油時分別根據(jù)哪個指標來確定牌號的？ 汽

16、油根據(jù)辛烷值來確定牌號；輕柴油按凝點來確定牌號。 2蒸發(fā)性不好和太好的汽油，在使用中各有什么缺點和可能產(chǎn)生的問題？ 蒸發(fā)性過強的汽油在炎熱夏季以及大氣壓力較低的高原和高山地區(qū)使用時，容易使發(fā)動機的供油系統(tǒng)產(chǎn)生“氣阻”，甚至發(fā)生供油中斷。另外，在儲存和運輸過程中的蒸發(fā)損失也會增加； 蒸發(fā)性若的汽油，難以形成良好的混合氣，這樣不僅會造成發(fā)動機啟動困難，加速緩慢，而且未氣化的懸浮油粒還會使發(fā)動機工作不穩(wěn)定，油耗上升。如果未燃盡的油粒附著在氣缸壁上，還會破壞潤滑油膜，甚至竄入曲軸箱稀釋潤滑油，從而使發(fā)動機潤滑遭破壞，造成機件磨損增大。 3試述汽油辛烷值和柴油十六烷值的意義。 辛烷值用來表示汽油的抗爆性

17、，抗爆性時指汽油在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒時抵抗爆燃的能力。辛烷值是代表點燃式發(fā)動機燃料抗爆性的一個約定數(shù)值。在規(guī)定條件下的標準發(fā)動機試驗中通過和標準燃料進行比較來測定。采用和被測定燃料具有相同的抗爆性的標準燃料中異辛烷的體積百分比來表示。 柴油十六烷值時用來評定柴油的自燃性。將十六烷值規(guī)定為100的正十六烷和規(guī)定十六烷值為0的-甲基萘按不同比列混合得出不同十六烷值的標準燃料，其十六烷值為該混合氣中正十六烷的體積百分比。如果某種柴油與某標準燃料的自燃性相同，則該標準燃料的十六烷值即為該柴油的十六烷值。 4什么是過量空氣系數(shù)？它與混合氣濃度有什么關系？ 發(fā)動機工作過程中，燃燒1kg燃油實際共給的空氣量與

18、理論空氣量之比，稱為過量空氣系數(shù)。過量空氣系數(shù)大于1稱為稀混合氣，等于1稱為標準混合氣，小于1稱為濃混合氣。5.燃料的熱值與發(fā)熱值有何不同？ 熱值是指單位量的燃料完全燃燒時所發(fā)生的熱量。發(fā)熱值是燃燒一個單位數(shù)量的燃料所釋放出的熱量6.簡述燃料的著火機理？ 燃料的著火機理分為：1）熱自燃。在著火的準備階段，混合氣體進行著氧化過程，放出熱量。放熱的同時由于溫差的原因，會對周圍介質(zhì)散熱，若化學反應所釋放出的熱量大于所散失的熱量，混合氣體的溫度升高，進而促使混合氣的反應速率和放熱速率增大，這種相互促進最終導致極快的反應速率而著火。2）鏈鎖反應。其中一個活化作用引起很多基本化學反映。引導反應反應鏈斷鏈反

19、應。7.為什么說柴油機的著火過程是低溫多級著火？汽油機的著火過程是高溫單級著火？1）柴油機在接近壓縮終了時，將燃油噴入氣缸而形成混合氣，在溫度較高處即開始氧化，但反應緩慢，壓力沒有明顯變化，在經(jīng)歷一段時間后，由于熱量積累，是反應加劇，當過氧化物到達臨界溫度時，出現(xiàn)淡青色火焰，稱為一階段反應。經(jīng)一段時間后，由于缸內(nèi)溫度、壓力上升，出現(xiàn)藍色火焰，為二階段反應。然后由于熱量和活化中心的積累，反應將激烈進行 在極短時間產(chǎn)生熱爆炸，出現(xiàn)橘黃色熱火焰，為三階段反應。著火過程與溫度和濃度有關，整個焰前反映時間之和為著火過程，這就是低溫多階段著火。2）汽油機混合氣在壓縮過程中已經(jīng)進行了一定的化學反應，當電火花

20、跳火的瞬間 一方面在火花電極附近局部地區(qū)，可燃混合器溫度急劇上升，高達幾千度以上，另一方面在高溫作用下，燃油分子直接分裂成大量的自由原子和自由量，作為發(fā)鏈反應并達到熱爆炸，因為劃分不出由鏈反應引起的起始反應的自動加速和由熱所引起的自動加溫二者的界限，在火花塞跳火后經(jīng)一短暫的著火延遲期即可出現(xiàn)明顯的熱火焰，故稱高溫單階段著火。8發(fā)動機采用代用燃料的意義是什么？ 減緩石油消耗速度，改善發(fā)動機的動力性和燃油經(jīng)濟性，降低有害物質(zhì)排放。 第五章1.以柱塞式噴油泵為例簡述柴油機燃料噴射過程。 噴射過程是指噴油泵開始供油直至噴油器停止噴油的過程。分為三個階段：噴射延遲階段、高噴射階段、噴射結束階段。噴射延遲

21、階段：從噴油泵的柱塞頂封閉進回油孔的理論供油始點起到噴油器的針閥開始升起為止。主噴射階段：從噴油始點到噴油器端壓力開始急劇下降為止。噴油結束階段：從噴油器端壓力開始急劇下降到針閥落座停止噴油為止。2.簡述幾何供油規(guī)律和噴油規(guī)律的關系，并解釋兩者之間的區(qū)別與聯(lián)系。 供油規(guī)律是供油速率隨凸輪軸轉(zhuǎn)角的的變化關系；噴油規(guī)律是指噴油速率隨凸輪轉(zhuǎn)角的變化關系。噴油規(guī)律由供油規(guī)律決定，二者之間有明顯差別，除了始點一般差別812曲軸轉(zhuǎn)角之外，噴油持續(xù)時間較供油持續(xù)時間長，最大噴油速率較供油速率低，其形狀有明顯畸變，循環(huán)噴油量也低于循環(huán)供油量。差別原因：1）燃油的可壓縮性；2）壓力波傳播滯后；3）壓力波動；4）

22、高壓容積變化。3什么時供油提前角和噴油提前角？解釋兩者的關系以及他們對柴油機性能的影響。 供油系統(tǒng)的理論供油始點到上止點為止，曲軸轉(zhuǎn)過的角度叫供油提前角。噴油器的針閥開始升起也就是噴油始點到上止點間曲軸轉(zhuǎn)過的角度叫噴油提前角。供油提前角的大小決定了噴油提前角，供油提前角越大，噴油提前角約到。但兩者并不同步增大，兩者之差稱為噴油延遲角。性能的影響：噴油延遲角限制了柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，即發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，高壓油管越長，噴油延遲角越大，它越大，在著火期間噴入的油越多，低壓油噴入氣缸的量增多，燃油霧化變差，燃燒不充分，易產(chǎn)生積碳堵塞噴油孔的現(xiàn)象，降低柴油機的性能。 4什么是噴油嘴流通特性？說明噴油嘴流通截

23、面對噴油過程和柴油機性能的影響。 噴孔流通截面積與針閥升程的關系稱為噴油器的流通特性。 噴油嘴的流通截面積隨針閥的上升而增大，其增大的速度與著火后期的噴油量有直接關系。若初期的流通面積增長快，則著火后期噴油量增多，低壓油噴入氣缸的量增多，燃油霧化變差，燃燒不充分，易產(chǎn)生積碳堵塞噴油孔的現(xiàn)象，降低柴油機的性能。 5柴油機有哪些異常噴射現(xiàn)象和他們可能出現(xiàn)的工況？簡述二次噴射產(chǎn)生的原因和危害及消除方法。 柴油機有二次噴射、斷續(xù)噴射、不規(guī)則噴射、隔次噴射和滴油這幾種異常噴射現(xiàn)象。二次噴射易發(fā)生在高速、大負荷工況下；斷續(xù)噴射常發(fā)生于某一瞬間噴油泵的供油量小于噴油器噴出的油量和填充針閥上升空出空間的油量之

24、和。不規(guī)則噴射和隔次噴射易發(fā)生在柴油機怠速工況下。二次噴射是因為噴油系統(tǒng)內(nèi)的壓力高、變化快，噴油峰值壓力高達100MP甚至200MP，而谷值壓力由于出油閥減壓容積中的作用接近零甚至真空，在壓力波動影響下針閥落座后再次升起造成的。由于二次噴射是在燃油壓力較低的情況下噴射的，導致這部分燃油霧化不良，燃燒不完全，碳煙增多，并易引起噴孔積炭堵塞。此外，二次噴射還使整個噴射持續(xù)時間拉長，則燃燒過程不能及時進行，造成經(jīng)濟性下降，零部件過熱等不良后果。 為避免出現(xiàn)不正常噴射現(xiàn)象，應盡可能地縮短高壓油管的長度，減小高壓容積，以降低壓力波動，減小其影響。并合理選擇噴射系統(tǒng)的參數(shù)。 6噴霧特性與霧化質(zhì)量的指標和參

25、數(shù)有哪些？ 油束射程L、噴霧錐角、油束的最大寬度B、貫穿率。油束的霧化質(zhì)量一般時指油束中液滴的細度和均勻度。評價噴霧粒徑的指標有平均粒徑、索特粒徑和粒徑分布。7.試述柴油機燃燒過程，說明壓力升高率的大小對柴油機性能的影響。柴油發(fā)動機的燃燒過程一般分為著火延遲期、速燃期、緩燃期和補燃期四個階段。著火延遲期是指從燃料開始噴射到著火，其間經(jīng)過噴散、加熱蒸發(fā)、擴散、混合和初期氧化等一系列物理的和化學的準備過程。它是燃燒過程的一個重要參數(shù)，對燃燒放熱過程的特性有直接影響。在著火延遲期內(nèi)噴入燃燒室的燃料，在速燃期內(nèi)幾乎是同時燃燒的，所以放熱速度很高，壓力升高也特別快。緩燃期階段中燃料的燃燒取決于混合的速度

26、。因此，加強燃燒室內(nèi)的空氣擾動和加速空氣與燃料的混合，對保證燃料在上止點附近迅速而完全地燃燒有重要作用。柴油機的混合和燃燒時間很短，以致有些燃料不能在上止點附近及時燒完，而拖到膨脹行程的后期放出的熱量不能得到充分利用，因此應盡量避免燃料在補燃期燃燒。壓力升高率大，燃燒迅速，柴油機的經(jīng)濟性和動力性會較好。壓力升高率過大，則柴油機工作粗暴，燃燒噪音大；同時運動零件承受較大的沖擊負荷，影響其工作可靠性和使用壽命等。壓力升高率應限制在一定的范圍之內(nèi)，柴油機的壓力升高率一般應不大于0.40.5 MPa()曲軸。與汽油機相比，柴油機的壓力升高率較大。8燃燒放熱規(guī)律三要素是什么？什么是柴油機合理的燃燒放熱規(guī)

27、律？ 一般將燃燒放熱始點（相位）、放熱持續(xù)期和放熱率曲線的形狀稱為放熱規(guī)律三要素。 合理的放熱規(guī)律是：燃燒要先緩后急。在初期的燃燒放熱要緩慢以降低NOx的排放，在中期要保持快速燃燒放熱以提高動力性和經(jīng)濟性能，在后期要盡可能縮短燃燒以便降低煙度和顆粒的排放。9.簡述柴油機的混合氣形成特點和方式。1）空間霧化混合。直接將柴油噴射到燃燒室空間，經(jīng)霧化、蒸發(fā)與空氣混合，形成霧狀混合物。優(yōu)點：混合氣形成速度快,燃燒過程比較穩(wěn)定，對轉(zhuǎn)速范圍的適應性強。缺點：燃料在著火以前形成的混合氣較多，使燃燒過程較為粗暴 若油滴蒸發(fā)、霧化速度不及燃燒速度快,將產(chǎn)生不完全燃燒。2）柴油順著氣流的運動方式。涂到燃燒室壁面，

28、形成油膜，逐步受熱蒸發(fā)，并與空氣混合形成均勻混合氣。優(yōu)點：完全是氣相混合，通過油膜的蒸發(fā)和吹拂氣流的旋轉(zhuǎn)運動還可以實現(xiàn)分層燃燒，做到既無碳煙，可控制燃燒速度，限制燃燒壓力的急劇升高，從而控制噪聲和傳動裝置的機械負荷。缺點：油膜蒸發(fā)的速度受壁溫、油膜厚度和氣流運動的影響很大。10. 簡述直噴式燃燒室柴油機的性能特點，并與分隔式燃燒室柴油機做對比。直噴式燃燒室柴油機的性能特點包括：1）由于燃燒迅速，故經(jīng)濟性好，有效燃油消耗率低。2）燃燒室結構簡單，表面積與容積比小。3）對噴射系統(tǒng)的要求較高。4）對進氣道有較高要求。5）NOx的排放量高。6）對轉(zhuǎn)速的變化較為敏感。7）壓力升高率大，燃燒噪聲大，剛工作

29、較粗暴。分隔式燃燒室柴油機的性能特點包括：1）采用濃稀兩段混合燃燒方式，使NOx和微粒排放低于直噴式，但低負荷下的碳煙排放量較大。2）壓力升高率和最高燃燒壓力均低于直噴式，燃燒柔和，振動噪聲小。3）對于渦流室，壓縮渦流隨發(fā)動機速度升高而增強，適合于高速柴油機。4）缸內(nèi)氣體流動比較強烈，空氣利用率好。5）對噴射系統(tǒng)要求不高，不需要進氣渦流，進氣道形狀簡單，因而加工制造成本低，使用故障少。6）一般對燃油不太敏感，有較強的適應性。7）燃燒室結構復雜，表面積與容積比較大。8）冷起動不如直噴式一般都要求安裝電預熱室。11柴油機燃燒過程優(yōu)化的基本原則是什么？ （1）油-氣-燃燒室的最佳配合。（2）控制著火

30、落后其內(nèi)混合氣生成量。（3）合理組織燃燒室內(nèi)的渦流和湍流運動。（4）緊湊的燃燒室形狀。（5）加強燃燒期間和燃燒后期的擾流。（6）優(yōu)化運轉(zhuǎn)參數(shù)。 12什么是柴油機合理的噴油規(guī)律？ 噴射開始時段的噴油率不能太高，以便控制著火落后期內(nèi)形成的可燃混合氣量，降低初期放熱率，防止工作粗暴。在燃燒開始后，應有較高的噴油率以期縮短噴油持續(xù)期，加快燃燒速率，同時盡可能減少噴油系統(tǒng)中的燃油壓力波動，以防止不正常噴射現(xiàn)象。第六章1說明汽油機燃燒過程各階段的主要特點，以及對它們的要求。 1）著火落后期。從火花塞點火到火焰核心形成的階段。為了提高效率，希望盡量縮短著火落后期。為了發(fā)動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，希望著火落后期保持穩(wěn)定。

31、2）明顯燃燒期。指火焰由火焰中心燒遍整個燃燒室的階段，因此也可稱為火焰?zhèn)鞑ルA段，是燃燒的主要時期。3）補燃期。從最高壓力點開始到燃料基本燃燒為止稱為補燃期。為了保證高的循環(huán)熱效率和循環(huán)功，應使補燃期盡可能短。2爆燃燃燒產(chǎn)生的原因是什么？它會帶來什么不良后果？ 燃燒室邊緣區(qū)域混合氣也就是末端混合氣燃燒前化學反應過于迅速，以至在火焰鋒面到達之前即以低溫多階段方式開始自然，引發(fā)爆燃爆燃會給柴油機帶來很多危害，發(fā)生爆燃時，最高燃燒壓力和壓力升高率都急劇增大，因而相關零部件所受應力大幅增加，機械負荷增大；爆燃時壓力沖擊波沖擊缸壁破壞了油膜層，導致活塞、氣缸、活塞環(huán)磨損加劇，爆燃時劇烈無序的放熱還使氣缸內(nèi)

32、溫度明顯升高，熱負荷及散熱損失增加，這種不正常燃燒還使動力性和經(jīng)濟性惡化。 3爆燃和早燃有什么區(qū)別？ 早然是指在火花塞點火之前，熾熱表面點燃混合氣的現(xiàn)象。爆燃是指末端混合氣在火焰鋒面到達之前即以低溫多階段方式開始自然的現(xiàn)象。早燃會誘發(fā)爆燃，爆燃又會讓更多的熾熱表面溫度升高，促使更加劇烈的表面點火。兩者相互促進，危害更大。另外，與爆燃不同的時，表面點火即早燃一般是在正常火焰燒到之前由熾熱物點燃混合氣所致，沒有壓力沖擊波，敲缸聲比較沉悶，主要是由活塞、連桿、曲軸等運動件受到?jīng)_擊負荷產(chǎn)生震動而造成。 4爆燃的機理是什么？如何避免發(fā)動機出現(xiàn)爆燃？ 爆燃著火方式類似于柴油機，同時在較大面積上多點著火，所

33、以放熱速率極快，局部區(qū)域的溫度壓力急劇增加，這種類似階越的壓力變化，形成燃燒室內(nèi)往復傳播的激波，猛烈撞擊燃燒室壁面，使壁面產(chǎn)生振動，發(fā)出高頻振音（即敲缸聲）。 避免方法：適當提高燃料的辛烷值；適當降低壓縮比，控制末端混合氣的壓力和溫度；調(diào)整燃燒室形狀，縮短火焰前鋒傳播到末端混合氣的時間，如提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?、縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x。 5何謂汽油機表面點火？防止表面點火有什么主要措施？ 在汽油機中，凡是不靠電火花點火而由燃燒室內(nèi)熾熱表面點燃混合氣的現(xiàn)象，統(tǒng)稱為表面點火。防止措施：1）適當降低壓縮比。2）選用沸點低的汽油和成焦性小的潤滑油。3）要避免長時間的低負荷運行和汽車頻繁加減速行駛。4)應用磷化合物

34、為燃油添加劑使沉積物中的鉛化物成為磷酸鉛從而使碳的著火溫度提高到560且氧化緩慢，放出熱量少，從而減少表面點火的產(chǎn)生。 6何謂汽油機燃燒循環(huán)變動？燃燒循環(huán)變動對汽油機性能有何影響？如何減少燃燒循環(huán)變動？ 燃燒循環(huán)變動是點燃式發(fā)動機燃燒過程的一大特征，是指發(fā)動機以某一工況穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，這一循環(huán)和下一循環(huán)燃燒過程的進行情況不斷變化，具體表現(xiàn)在壓力曲線、火焰?zhèn)鞑デ闆r及發(fā)動機功率輸出均不相同。 影響：由于存在燃燒循環(huán)變動，對于每一循環(huán)，點火提前角和空燃比等參數(shù)都不可能調(diào)整到最佳，因而使發(fā)動機油耗上升、功率下降，性能指標得不到充分優(yōu)化。隨著循環(huán)變動加劇，燃燒不正常甚至失火的循環(huán)次數(shù)逐漸增多，碳氫化合物等不

35、完全燃燒產(chǎn)物增多，動力性、經(jīng)濟性下降。同時，由于燃燒過程不穩(wěn)定，也使振動和噪聲增大，零部件壽命下降，當采用稀薄燃燒時，這種循環(huán)變動情況加劇。 減少措施：1）盡可能使a=0。81。0，此時的循環(huán)變動最小。2）適當提高氣流運動速度和湍流程度可改善混合氣的均勻性，進而改善循環(huán)變動。3）改善排氣過程，降低殘余廢氣系數(shù)。4）避免發(fā)動機工作在低負荷、低轉(zhuǎn)速工況下。5)多點點火有利于減少循環(huán)變動。6）提高點火能量，優(yōu)化放電方式，采用大的火花塞間隙。7提高汽油機壓縮比對提高性能有何意義？如何保證在汽油機上使用較高的壓縮比？ 提高汽油機壓縮比可以提高汽油機的功率和經(jīng)濟性，特別是對經(jīng)濟性有顯著的效果。但壓縮比過高

36、，會導致汽油機爆燃，為保證汽油機較高的壓縮比，應該合理的設計燃燒室，縮短火焰?zhèn)鞑バ谐?，合理選用火花塞位置，適當利用湍流，降低終燃混合氣溫度等。8分析使用因素對燃燒過程的影響。 1）點火提前角。點火提前角是從發(fā)出電火花到上止點的曲軸轉(zhuǎn)角，電火過遲，則燃燒延長到膨脹過程，燃燒最高壓力和溫度下降，傳熱損失增多，排溫升高，熱效率降低，但爆燃傾向減少，NOx升高，功率排放量降低。2）混合氣濃度。當a=0.80.9時，由于燃燒溫度最高，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲驪e達最大值，但爆燃傾向增大。當a=1.031.1時，由于燃燒完全，be最低。使用a1的混合氣工作，由于必然會產(chǎn)生不完全燃燒所以CO排放量明顯上升。當a1.

37、2時，火焰速度緩慢，部分燃料可能未及完全燃燒，因而經(jīng)濟性差 HC排放量增多且工作不穩(wěn)定，熱效率和功率都降低。3）負荷。負荷減小，最佳點火提前角隨負荷減小而增大。4）轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速增加，氣缸中湍流增加，火焰?zhèn)鞑ニ俾蚀篌w與轉(zhuǎn)速成正比例增加。此外，由于散熱損失減少，進氣被加熱，使氣缸內(nèi)混合的更均勻，有利于縮短滯燃期。9試說明汽油機燃燒室設計的一般要求。 1）結構緊湊。2）具有良好的充氣性能。3）火花塞位置安排得當。4）要產(chǎn)生適當?shù)臍怏w流動。5）適當冷卻末端混合氣。10比較汽油機集中典型燃燒室的優(yōu)缺點及使用場合。 1）楔型燃燒室 。楔形燃燒室側剖面為楔型，結構較緊湊，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x較短；燃燒室氣門直徑較大，

38、充氣性能較好；楔形燃燒室的火花塞布置在楔形高處，對著進、排氣門之間，有利于新鮮混合氣掃除火花塞附近的廢氣；混合氣過分集中在火花塞處，使得初期燃燒速度大，工作粗暴，NOx排出量較高。由于擠氣面積內(nèi)的熄火現(xiàn)象，廢氣中HC的含量亦較多。 2）浴盆型燃燒室。浴盆形燃燒室的特點是有一定的擠氣面積，但擠流效果差；火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x較長，燃燒速度較低，燃燒時間長，經(jīng)濟性、動力性不高，HC排量多。但NOx的排量較少，工藝性好。3）半球型燃燒室。半球形燃燒窒結構緊湊，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x也是最短的。氣門直徑較大，氣道轉(zhuǎn)彎較小，充氣效率高，且對轉(zhuǎn)速變化不敏感。有較好的動力性和經(jīng)濟性，HC排放量低。缺點是由于火花塞附近有較大容積

39、，使燃燒速率大，壓力升高率大，工作粗暴。NOx排放較多。11在汽油機上燃燒均質(zhì)稀混合氣有什么優(yōu)點？它所面臨的主要困難時什么？目前解決的途徑有哪些？ 優(yōu)點：混合氣均勻，燃燒較完全。對燃油共給及噴射系統(tǒng)沒特別高的要求。 困難：1為防止爆燃采用較低壓縮比導致熱效率較低。2）濃混合氣的比熱容比低導致熱效率低。3）只能用進氣管節(jié)流方式對混合氣量進行調(diào)節(jié)即所謂量調(diào)節(jié)使得泵氣損失較大。4）在化學劑量比附近燃燒，導致有害排放特別是NOx排放較高。5）用三元催化轉(zhuǎn)換器的汽油機，它的過量空氣系數(shù)a必須控制在1左右，從而限制其性能進一步提高。 解決途徑：采用稀薄燃燒汽油機。一類是非直噴式稀燃汽油機，包括均質(zhì)稀燃和分

40、層稀燃式汽油機，另一類是缸內(nèi)直噴式稀燃汽油機。12分析過量空氣系數(shù)和點火提前角對燃燒過程的影響。 在過量空氣系數(shù)為0.80.9時，Pe達最高值，且爆燃傾向最大；在過量空氣系數(shù)為1 .031.1時，be最低；當過量空氣系數(shù)為小于0.8或大于1.2時，經(jīng)濟性差，HO排放量增多且工作不穩(wěn)定。 對應于每一工況都存在一個最佳點火提前角，這時汽油機功率最大，耗油率最低。點火提前角過大，則大部分混合氣在壓縮過程中燃燒，活塞上行所消耗的壓縮功增加，發(fā)動機容易過熱，有效功率下降。點火提前角過小，則燃燒延長到膨脹過程，燃燒最高壓力和溫度下降，傳熱損失增多，排氣溫度升高，功率下降，耗油量增多。13何謂稀燃、層燃系統(tǒng)

41、？稀燃、層燃對汽油機有何益處？ 稀燃系統(tǒng)就是均質(zhì)預混合氣燃燒，通過采用改進燃燒室、高湍流、高能點火等技術使汽油機的穩(wěn)定燃燒界限超過=17的系統(tǒng)； 分層燃燒系統(tǒng)就是在更大的情況下，均質(zhì)混合氣難以點燃，為了提高稀燃界限，通過不同的氣流運動和供油方法，在火花塞附近形成具有良好著火條件的較濃的可燃混合氣，而周邊是較稀混合氣和空氣，分層燃燒低汽油機可穩(wěn)定工作在=2025范圍內(nèi)。 好處：使燃油消耗率降低，且提高排放性能。 14電控汽油噴射系統(tǒng)與化油器相比有何優(yōu)點？ 1）可以對混合氣空燃比進行精確控制，使發(fā)動機在任何公開下都處于最佳工作狀態(tài)，特別是對過渡工況的動態(tài)控制，更是傳統(tǒng)化油器式發(fā)動機無法做到的。2）

42、由于進氣系統(tǒng)不需要喉管，減少進氣阻力，加上不需要對進氣管加熱來促進燃油的蒸發(fā)，所以充氣效率高。3）由于進氣溫度低，使得爆燃燃燒得到有效控制，從而有可能采取較高的壓縮比，這對發(fā)動機熱效率的改善時顯著的。4）保證各缸混合比的均勻性問題比較容易解決，相對于發(fā)動機可以使用辛烷值低的燃料。5）發(fā)動機冷起動性能和加速性能良好，過渡圓滑。15電控汽油噴射系統(tǒng)有哪些形式，目前采用比較廣泛的形式是哪種？電控汽油噴射系統(tǒng)形式及其目前廣泛采用的形式包括：1）按噴射位置分類：缸內(nèi)噴射，進氣管噴射。進氣管噴射又可以分為單點噴射，多點噴射。多點噴射系統(tǒng)是目前最普遍的噴射系統(tǒng)。2）按噴射控制裝置分類：機械式和電控式。3）按

43、噴射方式分類：連續(xù)噴射，間歇噴射。間歇噴射細分為同時噴射、分組噴射、順序噴射、間歇式噴射方式，被現(xiàn)代發(fā)動機廣泛采用。4）按空氣流量測量方式分類：質(zhì)量流量控制的汽油噴射系統(tǒng)、速度密度控制的汽油噴射系統(tǒng)、節(jié)流速度控制的汽油噴射系統(tǒng)。16電控汽油噴射系統(tǒng)常用傳感器有哪些，分別起什么作用？ 1）溫度傳感器：檢測發(fā)動機吸入空氣的溫度，進而噴流量進行控制和修正。2）曲軸位置傳感器：用于點火正時控制，檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速的信號源。3）節(jié)氣門位置傳感器：把節(jié)氣門的開度轉(zhuǎn)化成電量，再傳給ECU，ECU根據(jù)節(jié)氣門開度值測定發(fā)動機當前的運行工況。4）車速傳感器：將車速信號轉(zhuǎn)化為電信號送往ECU，ECU根據(jù)此信號的大小可以

44、計算出汽車的行駛車速和加速度，并由此測定汽車的運行工況。5）氧傳感器：檢測排氣中氧的濃度并轉(zhuǎn)化為電信號反饋給ECU，由ECU根據(jù)廢氣中的含氧量對噴油量進行修正。6）空燃比傳感器：在超稀薄燃燒區(qū)域進行空燃比反饋控制，與氧化催化劑并用，目的是為了節(jié)省燃油。7）爆燃傳感器：用于檢測發(fā)動機有無爆燃發(fā)生，以此實現(xiàn)發(fā)動機點火時刻的閉環(huán)控制，可以有效的抑制發(fā)動機爆燃現(xiàn)象的發(fā)生。17電控汽油噴射系統(tǒng)是如何實現(xiàn)噴油定時和噴油量的控制的？噴油定時控制：噴油時刻是指噴油器開始進行噴油的時刻相對曲軸位置的轉(zhuǎn)角。噴油時刻隨發(fā)動機噴油方式的不同而有所不同，但都是在相對曲軸轉(zhuǎn)角的固定轉(zhuǎn)角處。ECU以曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的信號為依

45、據(jù)，根據(jù)不同的噴油方式控制噴油器的開啟時刻。ECU根據(jù)各種傳感器測得的發(fā)動機進氣量、轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、冷卻水溫度與進氣溫度等多項運行參數(shù)，按設定的程序進行計算，并按計算結果向噴油器發(fā)出電脈沖，通過改變每個電脈沖的寬度來控制各噴油器每次噴油的持續(xù)時間，從而達到控制噴油量的目的。電脈沖的寬度越大，噴油持續(xù)時間越長，噴油量也越大。18汽油機電控系統(tǒng)常將什么作為其控制目標？ 噴油時刻和噴油量。 19電控系統(tǒng)的開、閉環(huán)控制各是指什么？ 開環(huán)控制系統(tǒng)是指不將控制的結果反饋回來影響當前控制的系統(tǒng)。閉環(huán)控制是指作為被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端，并對輸入端施加控制影響的一種控制關系。發(fā)動機電噴系統(tǒng)的閉環(huán)控制是一個實時的氧傳感器、計算機和燃油量控制裝置三者之間閉合的三角關系。第七章1研究發(fā)動機特性的意義是什么？ 發(fā)動機的特性是發(fā)動機性能的綜合反映，在一定條件下，發(fā)動機性能指標或特性參數(shù)隨各種可變因素的變化規(guī)律就是發(fā)動機的特性。研究發(fā)動機的特性是為了分析發(fā)動機在不同工況下運行的動力性