習題第五章答案

1、汽車發(fā)動機原理作業(yè)題庫第五章5-1 柴油機燃燒初期的預混合燃燒階段與汽油機的預混合燃燒有何異同？解：同：都是燃燒開始前油氣先混合的燃燒過程。異：柴油機的預混相比于汽油機不夠均勻，且柴油機的燃燒過程是多點自燃，而汽油機則是火花點火，火焰?zhèn)鞑サ倪^程。5-2 柴油機燃燒過程滯燃期包括哪些物理和化學過程？與低溫多階段著火過程是什么關系？解：物理過程：霧化、蒸發(fā)、擴散和與空氣混合等?；瘜W過程：低溫多階段著火。5-3 試述直噴式柴油機噴油規(guī)律、混合氣形成速率（氣流與噴霧）和燃燒放熱規(guī)律之間的相互關系？并由此說明控制柴油機放熱規(guī)律的主要手段有哪些 ?解：柴油機噴油規(guī)律會影響混合氣的形成速率。一般初期噴油快且

2、噴油壓力高的預混合氣的量就多。混合氣形成速率影響燃燒放熱規(guī)律，燃燒開始前形成混合氣的速率越快，初期放熱率就越高。燃燒過程中混合氣的形成速率決定了放熱持續(xù)期的長短，混合快的放熱時間短。5-4 直噴式柴油機燃燒中為什么會出現(xiàn)“雙峰”放熱現(xiàn)象？若噴油規(guī)律相同，“雙峰”形狀隨柴油機負荷不同會怎樣變化？為什么？解：dQB/d曲線的雙峰，第一個峰對應速燃期的預混合燃燒階段，而第二個峰則對應緩燃期的擴散燃燒階段。負荷變化會引起形狀的變化，小負荷時，第二個峰不明顯，因為負荷小時，擴散燃燒階段的放熱量減少。 5-5 分析柴油機的幾何供油規(guī)律和實際噴油規(guī)律的主要差別；說明形成這些差別的主要原因是什么。解：供油規(guī)律

3、早于噴油，供油最高速率要大于噴油最高速率。噴油時間大于供油時間，且噴油量小于供油量。燃油的可壓縮性；壓力波的傳播滯后；壓力波動；高壓容積變化。5-6 比較柴油機空間霧化混合方式與壁面油膜混合方式的原理差異；簡述促進空間霧化混 合的基本原則。解：空間霧化將燃油噴射到空間進行霧化，通過燃油與空氣的相對運動和擴散，在空間形成可燃混合氣。因此混合能量主要來源于噴油射束，空氣被動參與混合，油找氣的方式。混合一般不夠均勻。壁面油膜蒸發(fā)混合方式在燃燒室壁面上形成很薄的薄膜，在強烈渦流作用下，油膜邊蒸發(fā)變燃燒。采用多空高壓噴油，合理組織渦流。5-7 柴油機燃燒室中形成可燃混合氣時一般會利用哪幾種氣流形式？如何

4、產(chǎn)生和控制這些氣流運動？解：進氣渦流，壓縮渦流，擠流和逆擠流，湍流。進氣渦流：通過設計進氣道的形狀產(chǎn)生進氣渦流。通過改變流通面積和角度來改變強度。壓縮渦流：渦流式燃燒室壓縮過程中通過主副燃燒室間氣道產(chǎn)生，通過氣道的流通面積改變強度。擠流和逆擠流：壓縮過程氣缸內空氣擠入燃燒室凹坑中產(chǎn)生，膨脹過程又從凹坑回到氣缸。主要取決于凹坑喉口直徑和活塞直徑之比以及頂隙大小。湍流：伴隨大尺度渦流產(chǎn)生，或單獨存在。5-8 燃燒室中的氣流運動對混合氣形成及燃燒有何促進作用？又帶來何種負面影響？解：合理的氣流運動能夠促進混合氣的形成，縮短燃燒持續(xù)期。過大的氣流運動可能將易燃氣體混合到未然燃料中，阻礙燃燒進行。5-9

5、 壓縮上止點時的燃燒室內渦流強度取決于哪些因素？渦流強度對熱混合現(xiàn)象會有什么影響？解：主要取決于進氣過程的渦流強度和燃燒室的設計。在渦流作用下，密度較大的燃油顆粒及空氣向外運動，密度較小的廢氣向內運動，有利于油氣混合。當渦流過弱時，離心力過小燃油顆粒無法被熱混合熱鎖，拋向周圍，而被“鎖定”在中心區(qū)域，被廢氣包圍。當渦流過強時，上游油束的已燃氣體會混入下游油束的未燃混合氣區(qū)域，妨礙混合及燃燒。5-10 分析比較直嘖（統(tǒng)一）式燃燒室與非直噴（分隔）式燃燒室在主要性能上的不同和優(yōu)缺點。為什么直噴式燃燒室成為重型汽車柴油機的主流？解：性能上優(yōu)缺點：（1）燃油經(jīng)濟性，直噴式油耗明顯低。（2）排放特性，非

6、直噴式略好于直噴式。（3）功率密度，非直噴式略高于直噴式，因為空氣利用率高。（4）噪聲振動性能。（5）非直噴成本略低。重型車對油耗要求更高，所以直噴式柴油機成為主流。5-11 為什么柴油機的燃燒噪聲要比汽油機大得多？降低柴油機燃燒噪聲的主要技術對策是什么？解：柴油機的燃燒的沖擊性和運動件慣性質量明顯大于汽油機。柴油機速燃期內放熱率遠大于汽油機，且柴油機的燃燒室和運動部件一般也較大。用預噴、晚噴或EGR等。5-12 說明柴油機的機械式供油系統(tǒng)會有哪些異常噴射現(xiàn)象和它們可能出現(xiàn)的工況；簡述二次噴射產(chǎn)生的原因、造成的危害及消除方法。解：二次噴射：針閥落座之后，壓力波的影響下，針閥再次升起，產(chǎn)生噴射現(xiàn)

7、象。由于第二次噴射是在燃油壓力較低情況下進行的，這時噴射的燃油嚴重霧化不良，使燃燒惡化，產(chǎn)生碳煙。加之噴射之后，熱效率低。縮短高壓油管長度，減小高壓容積減緩壓力波。合理選擇噴油系統(tǒng)參數(shù)滴油現(xiàn)象：當高壓系統(tǒng)內的壓力下降過慢時出現(xiàn)。斷續(xù)噴射：低速低負荷。不規(guī)則噴射和各次噴射：低速低負荷。氣穴與穴蝕：高壓油路壓力接近零壓時產(chǎn)生。5-13 某重型汽車柴油機的額定轉速為2000 r/min，采用直噴式燃燒室和廢氣渦輪增壓，缸徑為150 mm，沖程180 mm，壓縮比為14.5。額定工況時的燃油噴射在上止點前20CA開始，噴油持續(xù)期2. 25 ms，滯燃期為0.92 ms。計算： （1）以發(fā)動機曲軸轉角計的滯燃期長度； （2）燃燒開始時刻所對應的曲軸轉角； （3）噴油結束時刻所對應的曲軸轉角。解：（1）滯燃期長度：11.04CA360*2000/60000=12CA/ms 12