發(fā)動(dòng)機(jī)原理自考復(fù)習(xí)題參考答案

1、1 第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的性能第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的性能 一、選擇一、選擇 1.c2.b3.a4.c5.b6.b7.b8.d 9.a10.a11.c12.a13.a14.c15.a 二、填空二、填空 16.加大17. 不變 18.小19. 機(jī)械摩擦 損失 20.加大21. 減小 22. 混合加 熱循環(huán) 23. 大 24.降低25. 高 26.等容加熱循 環(huán) 27. 等壓加熱 循環(huán) 28.降低29. 驅(qū)動(dòng)附 件損失 30. 定容加 熱 31. 動(dòng)力性 能指標(biāo) 三、名詞解釋三、名詞解釋 32.平均有效壓力：?jiǎn)挝粴飧坠ぷ魅莘e所做的循環(huán)有效功稱(chēng)為平均有效壓力。 33.升功率：在標(biāo)定工況下，每升發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積發(fā)出的有效

2、功率稱(chēng)為升功率。 34.活塞平均運(yùn)動(dòng)速度：發(fā)動(dòng)機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下工作時(shí)，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度的平均值稱(chēng)為活塞平均運(yùn)動(dòng)速度。 35.機(jī)械效率：指示功減去機(jī)械損失功后，轉(zhuǎn)為有效輸出功的百分比稱(chēng)為機(jī)械效率。 36.有效燃油消耗率：發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出的有效功所消耗的燃油量。hkw 1 37.燃燒效率：燃料化學(xué)能通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)為熱能的百分比稱(chēng)為燃燒效率。 38.平均指示壓力：?jiǎn)挝粴飧坠ぷ魅莘e所做的循環(huán)指示功稱(chēng)為平均指示壓力。 39.工質(zhì)定壓比熱容：?jiǎn)挝毁|(zhì)量工質(zhì)在定壓過(guò)程中溫度升高所需的熱量稱(chēng)為工質(zhì)的定壓比熱容。 四、簡(jiǎn)答四、簡(jiǎn)答 40.簡(jiǎn)述工質(zhì)改變對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)的影響。 答案要點(diǎn)： 1)工質(zhì)比熱容變化的影響：比熱容cp

3、、cv加大，k值減小，也就是相同加熱量下，溫升值會(huì)相對(duì)降低，使得熱 效率也相對(duì)下降。 2)高溫?zé)岱纸猓哼@一效應(yīng)使燃燒放熱的總時(shí)間拉長(zhǎng)，實(shí)質(zhì)上是降低了循環(huán)的等容度而使熱效率t有所下降。 3)工質(zhì)分子變化系數(shù)的影響：一般情況下1時(shí)，分子數(shù)增多，輸出功率和熱效率會(huì)上升，反之l時(shí)，會(huì) 下降。 4)可燃混合氣過(guò)量空氣系數(shù)的影響：當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)a1時(shí)，t值將隨a上升而有增大。 41.s/d（行程/缸徑）這一參數(shù)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)、氣缸散熱量以及與整車(chē)配套的主要影響有哪些？ 答案要點(diǎn)： 活塞平均運(yùn)動(dòng)速度 30 sn m 若 sd 小于 1，稱(chēng)為短行程發(fā)動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)半徑減小，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力

4、減??；在保證 活塞平均運(yùn)動(dòng)速度不變的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n 增加，有利于與汽車(chē)底盤(pán)傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配，發(fā)動(dòng)機(jī)高度較小， m 有利于在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)的布置；sd 值較小，相對(duì)散熱面積較大，散熱損失增加，燃燒室扁平，不利于合理組 織燃燒等。 反之若 sd 值較大，當(dāng)保持不變時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n 將降低。sd 較大，發(fā)動(dòng)機(jī)高度將增加，相對(duì)散熱面 m 積減少，散熱損失減少等。 42.內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械損失包括哪幾部分？常用哪幾種方法測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)的機(jī)械損失？ 答案要點(diǎn)： 機(jī)械損失由活塞與活塞環(huán)的摩擦損失、軸承與氣門(mén)機(jī)構(gòu)的摩擦損失、驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的功率消耗、流體節(jié)流和 2 摩擦損失、驅(qū)動(dòng)掃氣泵及增壓器的損失等組成。 測(cè)定方

5、法有：示功圖法、倒拖法、滅缸法、油耗線法等。 43.簡(jiǎn)述單缸柴油機(jī)機(jī)械損失測(cè)定方法優(yōu)缺點(diǎn)。 答案要點(diǎn)： 測(cè)量單缸柴油機(jī)機(jī)械損失的方法有：示功圖法，油耗線法，倒拖法等。 用示功圖法測(cè)量機(jī)械損失一般在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不是很高，或是上止點(diǎn)位置得到精確校正時(shí)才能取得較滿意的結(jié) 果。在條件較好的實(shí)驗(yàn)室里，這種方法可以提供最可信的測(cè)定結(jié)果。 油耗線法僅適用干柴油機(jī)。此法簡(jiǎn)單方便，甚至還可以用于實(shí)際使用中的柴油機(jī)上。但用這種方法求得的 也是近似的，其可信程度取決于值隨負(fù)荷變化的恒定程度和曲線在空載附近的直線性。 m p m p 倒拖法在具有電力測(cè)功器的條件下可以簡(jiǎn)便而迅速地進(jìn)行。此法用于柴油機(jī)上時(shí)，由于一些原因，

6、往往測(cè)得 的結(jié)果要高于實(shí)際的機(jī)械損失值。 對(duì)于廢氣渦輪增壓柴油機(jī)，不能應(yīng)用倒拖法，而只能應(yīng)用示功圖法和油耗線法。 44.內(nèi)燃機(jī)的強(qiáng)化指標(biāo)有哪些？ 答案要點(diǎn)： 升功率在標(biāo)定工況下，每升發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積所做有效功，即（kw/l） s e l iv p p 比質(zhì)量發(fā)動(dòng)機(jī)的干質(zhì)量與標(biāo)定功率之比， e e p m m 強(qiáng)化系數(shù)即平均有效壓力與活塞平均速度乘積， me cp 45.在一定假設(shè)條件下，可以把四沖程汽油機(jī)的實(shí)際工作過(guò)程簡(jiǎn)化為如題 31 圖所示的理想循環(huán)的溫摘（ts）圖。 試求：1對(duì)應(yīng)的壓容（pv）圖，并標(biāo)出各熱力過(guò)程的性質(zhì)； 2循環(huán)的加熱量和放熱量在 ts 圖上用哪些面積表示？ 答案要點(diǎn)： （1

7、）定容加熱循環(huán)的 pv 圖如圖所示 其中 12 為絕熱等熵壓縮過(guò)程，23 為等容加熱過(guò)程，34 為絕熱等熵膨脹過(guò) 程，41 為等容放熱過(guò)程。 （2）循環(huán)加熱量用 ts 圖上面積 6123456 表示 循環(huán)放熱量用 ts 圖上面程 61456 表示。 46.理論混合加熱循環(huán)中，若壓縮比，循環(huán)加熱量 q1 一定時(shí)，用 t-s 圖說(shuō)明壓力升 高比入增加，循環(huán)熱效率如何變化。 答案要點(diǎn)： 根據(jù)題意，、k 及 q1 值均不變，混合加熱循環(huán)中壓力升高比增加就意味 著等容加熱的比例增加，在圖上分別作出混合加熱循環(huán)、兩abzacz 222 abzacz 111 種循環(huán)的 ts 圖。 兩種模式的壓縮線相同，均為

8、，且混合加熱循ac 題 31 圖 3 環(huán)比混合加熱循環(huán)的等容加熱比例大，則混合加熱循環(huán)的等壓加熱線一定比混合加abzacz 111 abzacz 222 abzacz 111 熱循環(huán)的等壓加熱線高，也就是等熵膨脹線一定在的左邊，等容放熱線下包圍的面積所代abzacz 22211b z 22b zab2 表的等容放熱量一定大于等容放熱線下包圍的面積所代表的等容放熱量。由此，理論混合加熱循環(huán)中，若壓ab1 縮比，循環(huán)加熱量一定時(shí)，壓力升高比增加，循環(huán)熱效率增大。提高理論循環(huán)加熱的“等容度”將使循環(huán)熱 1 q 效率增大。 47.為便于分析，常將復(fù)雜的內(nèi)燃機(jī)熱力循環(huán)過(guò)程簡(jiǎn)化為理想工質(zhì)的理想循環(huán)過(guò)程（理

9、論循環(huán)） ，該模型的基本假定有 哪些？ 答案要點(diǎn)： 模型的基本假定 （1）關(guān)于理想工質(zhì) 認(rèn)為工質(zhì)由單一的理想氣體（單、雙原子氣體）即空氣組成，忽略廢氣、燃油蒸氣及燃燒中間產(chǎn)物的影響。 認(rèn)為工質(zhì)（即空氣）的比熱容等熱物性參數(shù)（、）為常數(shù)，不隨壓力、溫度等狀態(tài)參數(shù)變化。 p c v c （）關(guān)于理想循環(huán) 將發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際動(dòng)力過(guò)程的開(kāi)式（開(kāi)口）系統(tǒng)簡(jiǎn)化為熱力循環(huán)的閉式（閉口）系統(tǒng)（與外界無(wú)物質(zhì)交換） 。 燃燒放熱當(dāng)作由外界熱源向系統(tǒng)加熱。排氣熱當(dāng)作系統(tǒng)向外界等容放熱，并回到壓縮始點(diǎn)。壓縮過(guò)程、膨 脹過(guò)程看成是絕熱等熵壓縮（工質(zhì)與汽缸壁面無(wú)熱交換） 。 忽略進(jìn)排氣流動(dòng)損失，假定氣門(mén)在上、下止點(diǎn)瞬間開(kāi)閉（對(duì)

10、增壓和非增壓機(jī)均只考慮動(dòng)力過(guò)程功） 。 48.簡(jiǎn)述真實(shí)循環(huán)特性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)熱效率的影響。 t 答案要點(diǎn)： （1）散熱損失 真實(shí)循環(huán)并非絕熱過(guò)程，通過(guò)汽缸壁面、缸蓋底面、活塞頂面向外散熱。 （2）時(shí)間損失 實(shí)際循環(huán)時(shí)，燃燒及向工質(zhì)加熱不可能瞬間完成，因此：存在點(diǎn)火（噴油）提前角，產(chǎn)生燃燒提前的時(shí)間損 失；由于高溫?zé)岱纸?，產(chǎn)生后燃損失。 （3）換氣損失 存在排氣門(mén)早開(kāi)的自由排氣損失和進(jìn)排氣過(guò)程的泵氣損失。 （4）不完全燃燒損失 燃料、空氣混合不良，燃燒組織不善而引起的燃料熱值不能完全釋放的損失。 （5）缸內(nèi)流動(dòng)損失 壓縮及燃燒、膨脹過(guò)程中，由于缸內(nèi)氣流（渦流和湍流）所形成的損失。 （）工質(zhì)泄漏

11、的損失 工作過(guò)程中，工質(zhì)通過(guò)活塞外向外泄漏是不可避免的。由此產(chǎn)生泄漏損失。 49.畫(huà)出與題 31 圖相應(yīng)的 ts（溫熵）圖。 4 相應(yīng)的 ts（溫熵）圖如右： 50.內(nèi)燃機(jī) 、k、循環(huán)加熱量、燃燒效率 c 相同時(shí)，畫(huà)出理想工質(zhì)與理想循 環(huán)相結(jié)合的三種基本熱力循環(huán)的 t-s 圖，并對(duì)比三者的 t 大小。 答案要點(diǎn)： 、及值均不變，分別作出等容加熱循環(huán)、混合加熱循環(huán) 1 qabacz 11 和等壓加熱循環(huán)三種循環(huán)的 圖。abzacz 22 2 abacz 33 ts 三種模式的壓縮線相同，均為。由于等容線的斜率比等壓線大，相同ac 加熱量下，從左到右依次是、和線。因此放熱量必然是等 1 q 11b

12、 z 22b z 33b z 2 q 壓循環(huán)最大而等容循環(huán)最小。于是有，等容循環(huán)混合循環(huán)等壓循環(huán)。這一結(jié)論就是提高循環(huán)加 tv tm tp 熱“等容度”的具體體現(xiàn)。 五、論述五、論述 51.現(xiàn)在某些新型發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常采用“可變技術(shù)” ，以汽油機(jī)米勒循環(huán)為例說(shuō)明為什么要采用“可變技術(shù)” ，常用的還有 哪些？ 答案要點(diǎn)： 米勒循環(huán)的實(shí)質(zhì)是膨脹比大于壓縮比。 e 汽油機(jī)應(yīng)用米勒循環(huán)時(shí)主要是改善中、低負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性能。如自然吸氣 機(jī)型低負(fù)荷時(shí)的示功圖所示，原機(jī)型泵氣損失功由實(shí)線所示的封閉面積 表示。如果能加大節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，甚至取消節(jié)氣門(mén)，而又維持原工況進(jìn)氣afrea 量不變的話，則進(jìn)氣門(mén)只需開(kāi)到點(diǎn)即可。此時(shí)的

13、泵氣功將減少為圖上剖面 a 線所示的封閉面積，而工況的值將得到提高。因?yàn)楣?jié)氣門(mén)開(kāi)大和進(jìn)氣時(shí)間 et 縮短雙重因素都使進(jìn)氣損失大為下降。進(jìn)氣門(mén)在點(diǎn)關(guān)閉后，活塞繼續(xù)下行， a 絕熱膨脹到點(diǎn)，再進(jìn)行常規(guī)的動(dòng)力過(guò)程，膨脹到點(diǎn)后進(jìn)行排氣。這樣的循環(huán)就是米勒循環(huán)。因?yàn)?，由點(diǎn)決ab a 定的實(shí)際壓縮比已小于由點(diǎn)確定的膨脹比。b 米勒循環(huán)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)，一個(gè)很重要的原因是由于有了電控技術(shù)的緣故。這反過(guò)來(lái)說(shuō)明，電控技術(shù)的出現(xiàn)， 不僅能夠進(jìn)行各種參數(shù)的最佳匹配，達(dá)到全工況性能的綜合優(yōu)化，而且也使過(guò)去原理正已證實(shí)、但難于實(shí)現(xiàn)的很 多可變技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。電控與可變技術(shù)的結(jié)合，為提高改善綜合性能，開(kāi)辟了一條新的道路。 e

14、t 包括：可變壓縮比、可變配氣相位與氣門(mén)升程、可變缸內(nèi)旋流、可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度以及可變?cè)鰤簻u輪噴嘴截面 等等。 題 31 圖 5 六、計(jì)算六、計(jì)算 52.已知一四行程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，缸數(shù)為 6，單缸氣缸工作容積為 2l，燃料燃燒熱值為 44000kj/kg，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 1500r/min，機(jī)械效率為 0.8，有效功率為 88.5kw，耗油量為 20.3kg/h。 試計(jì)算： 指示功率、指示熱效率、指示燃油消耗率； 有效熱效率、有效燃油消耗率 解： 指示功率：由)(625.110 8 . 0 5 . 88 kw p p p p m e i i e m ，得 有效燃油消耗率：)/( 4 . 2291000

15、 5 . 88 3 . 20 hkwg p b b e e 有效效率： 356 . 0 10 44000 4 . 229 6 . 3 10 6 . 3 66 hbe e 指示燃油消耗率：)/ 5 . 183(1000 625.110 3 . 20 hkwg p b b i i 指示效率：445 . 0 10 44100 6 . 183 6 . 3 10 6 . 3 66 hbi i 53.設(shè)計(jì)一臺(tái)四沖程六缸柴油機(jī)，標(biāo)定工況轉(zhuǎn)速 3000r/min，標(biāo)定功率 66.8kw，活塞平均速度 vm=10m/s，平均指示壓 力 pmi=0.9mpa，平均機(jī)械損失壓力 pmm=0.2mpa。 試確定： （

16、1）活塞行程 s （2）氣缸直徑 （3）標(biāo)定工況下的機(jī)械效率 m （4）設(shè)活塞組摩擦損失占全部機(jī)械損失的 40%；標(biāo)定工況轉(zhuǎn)速 3000r/min 時(shí)減小負(fù)荷，機(jī)械效率下降，當(dāng) m=0.5 時(shí)，通過(guò)研究，活塞組摩擦損失可能降低 25%，試問(wèn)有效燃油消耗率 be 怎樣變化？ 解： （1） 60 102 2 ns vm cm n v s m 10 3000 101030 1030 2 2 （2）mpappp mmmime 7 . 02 . 09 . 0 120 4 120 2 nis d p nivp p me sme e cmdm p d e 990 . 0 14 . 3 12600 8 . 6

17、6480 14 . 3 3000617 . 0 480 （3） 778 . 0 22222 . 0 1 9 . 0 2 . 0 11 mi mm m p p 6 （4） h hh m mm m m umtc u mtcumtc 6 . 55 5 . 0 5 . 0778 . 0 11 11 可能提高 6 . 55 54.六缸四行程柴油機(jī)=135*140mm，在 2200r/min 發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率=154kw，有效燃油消耗率sd e p =217g/kw.h，機(jī)械效率 =0.75，求該工況下的指示功率，平均有效壓力，有效扭矩和有效效率 e b m i p me p tq t （柴油機(jī)熱值=42

18、500 kj/kg） 。 e h 解： 指示功率：由)(33.205 75 . 0 154 kw p p p p m e i i e m ，得 氣缸工作容積：)(210140 4 13514 . 3 10 4 6 2 3 2 ls d vs 平均有效壓力：)(7 . 0 220062 154120120 mpa niv p p s e me 有效扭矩：)( 5 . 668 2200mn n p t e tq 有效效率： 39 . 0 10 42500217 6 . 3 10 6 . 3 66 hbe e 55.設(shè)計(jì)一臺(tái)四缸四沖程高速汽油機(jī)，設(shè)平均指示壓力=0.95mp

19、a,平均機(jī)械損失壓力=0.15mpa，設(shè)標(biāo)定轉(zhuǎn)速為 mi p mm p 5000r/min 時(shí)能發(fā)出 27.13kw 的功率。 (1)為使活塞平均速度控制在 12m/s，缸徑?jīng)_程各為多少？(取整) (2)若缸徑?jīng)_程比為 1:1.09，則缸徑、沖程取多大？(取整) 解： （1）平均有效壓力：)(8 . 015 . 0 95 . 0 mpappp mmmime 氣缸工作容積：)(20347510 500048 . 0 13.27430 10 30 366 mm nip p v me e s 活塞行程：)(72100 5000 1230 100 30 mm n c s m 氣缸直徑：)(60 721

20、4 . 3 20347544 mm s v d s （2）09 . 1 /ds 氣缸直徑：)(62 14 . 3 09 . 1 2034754 09 . 1 4 33 mm v d s 活塞行程：)(686209 . 1 09 . 1 mmds 56.設(shè)有一臺(tái)單缸四沖程柴油機(jī)，其部分參數(shù)為：氣缸直徑，活塞行程，標(biāo)定轉(zhuǎn)速mmd100mms110 ，摩擦功率，機(jī)械效率，每小時(shí)耗油量，柴油的低熱值min/2000rn kwpm68 . 3 75 . 0 m hkgb/67 . 2 7 ，試求該柴油機(jī)的平均有效壓力、有效燃油消耗率及有效效率。kgkjhu/42496 me p e b et 解： 由公

21、式得 i m m p p 1 指示功率：)(72.14 75 . 0 1 68 . 3 1 kw p p m m i 有效功率：)(04.1175 . 0 72.14kwpp mie 指示效率：467 . 0 4249667 . 2 72.14106 . 3106 . 3 33 u i it hb p 有效效率：35 . 0 467 . 0 75 . 0 mitet 氣缸排量：)(863500110 4 10014 . 3 10 4 3 2 6 2 mms d vs 平均有效壓力：)(767 . 0 200018635 . 0 04.11120120 mpa niv p p s e me 有效

22、燃油消耗率：)/(85.24110 04.11 67 . 2 10 33 hkwg p b b e e 57.一臺(tái)四沖程柴油機(jī)的標(biāo)定功率為，單缸功率，平均有效壓力，設(shè)沖程kwpe158缸/33.26 1 kwpempapme85. 0 缸徑比，活塞平均運(yùn)動(dòng)速度，試確定這臺(tái)柴油機(jī)的缸徑和轉(zhuǎn)速（取整） 。24 . 1 /dssmcm/11 解： 633.26/158i )/(330113030smcns m 3 10 4 120120 2 nis d p niv p p e s e me )(12 . 0 1085 . 0 330614 . 3 158480 10 480 33 m pnsi p

23、d me e 24 . 1 /ds )(149 . 0 12 . 0 24 . 1 24 . 1 mds min)/(2215 149 . 0 330330 r s n 58.設(shè)某四沖程六缸柴油機(jī)，在額定工況時(shí)，min/2000rn kwpe 7 . 126mpapme8 . 0mpapmm267 . 0 。)/(215hkwgbe （1）若已知，問(wèn)該機(jī)的缸經(jīng)行程smcm/33 . 9 ?d?s （2）已知柴油低熱值，問(wèn)在額定工況時(shí)kgkjhu/41868? et ? it 解： 8 由)/( 9 . 27933 . 9 3030smcns m 得活塞沖程：)(13995 . 0 2000 9

24、 . 279 ms 由 3 10 4 120120 2 nis d p niv p p e s e me 得氣缸直徑： )(12 . 0 108 . 0 9 . 279614 . 3 7 . 126480 10 480 33 m pnsi p d me e 平均指示壓力：)(067 . 1 267 . 0 8 . 0mpappp mmmemi 有效效率：4 . 010 41868215 6 . 3 10 6 . 3 66 ue et hb 機(jī)械效率：75 . 0 067 . 1 267 . 0 11 mi mm m p p 指示效率：533 . 0 75 . 0 4 . 0 m et it 5

25、9.某四缸四行程汽油機(jī)，標(biāo)定工況，有效功率，轉(zhuǎn)速，有效燃油消耗mmmmsd9292kwpe55min/3750rn 率，機(jī)械效率，求該工況下的指示功率，平均有效壓力，有效扭矩和有效效)/(325hkwgbe75 . 0 m i p me p tq t 率（汽油低熱值） 。 et kgkjhu/44000 解： 指示功率：)(33.73 75. 0 55 kw p p m e i 氣缸排量：)(61127092 4 9214. 3 10 4 3 2 6 2 mms d vs 平均有效壓力：)(72 . 0 3750461127 . 0 55120120 mpa niv p p s e me 有效

26、扭矩：)(07.140 3750 5595509550 mn n p t e tq 有效效率：252 . 0 10 44000325 6 . 3 10 6 . 3 66 ue et hb 第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程 一、選擇一、選擇 60.b61.d62.c63.d64.c65.c66.a67.a 68.c69.c70.b71.c72.b 二、填空二、填空 73.增加74. 氣門(mén)疊開(kāi) 75.進(jìn)氣損失76. 高 77. 排氣損失 78. 強(qiáng)制排氣 79. 大 80. 加大 81. 降低 三、名詞解釋三、名詞解釋 82.充量系數(shù)（充氣效率）：每缸每循環(huán)吸入缸內(nèi)的新鮮空氣量與按進(jìn)氣

27、系統(tǒng)前狀態(tài)計(jì)算而得的理論充氣量的比值稱(chēng) 9 為充量系數(shù)。 83.殘余廢氣系數(shù)：進(jìn)氣終了時(shí)的每循環(huán)每缸的殘余廢氣質(zhì)量與每一循環(huán)實(shí)際進(jìn)入缸內(nèi)的新鮮充量的質(zhì)量比稱(chēng)為殘余 廢氣系數(shù) 84.排氣再循環(huán)率：排氣的再循環(huán)量與缸內(nèi)總充量（新鮮充量與再循環(huán)量之和）的比值稱(chēng)為排氣再循環(huán)率。 85.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的泵氣過(guò)程功：四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣沖程中工質(zhì)對(duì)活塞做的功稱(chēng)為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的泵氣過(guò)程功。 86.氣門(mén)開(kāi)啟總時(shí)面值：氣門(mén)瞬時(shí)開(kāi)啟截面積對(duì)時(shí)間的積分稱(chēng)為氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)面值。 四、簡(jiǎn)答四、簡(jiǎn)答 87.簡(jiǎn)述提高汽油機(jī)充氣效率的主要途徑。 答案要點(diǎn)： 第一，降低進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力損失，提高氣缸內(nèi)進(jìn)氣終了時(shí)的壓力。 第二，降低排

28、氣系統(tǒng)的阻力損失，以減少缸內(nèi)的殘余廢氣稀釋。 第三，減少高溫零件在進(jìn)氣系統(tǒng)中對(duì)新鮮充量的加熱，降低進(jìn)氣充量的溫度。 88.對(duì)于汽油機(jī)，均質(zhì)燃燒系統(tǒng)與分層燃燒系統(tǒng)相比有何缺點(diǎn)？簡(jiǎn)述分層燃燒的原則。 答案要點(diǎn)： 與分層燃燒相比，均質(zhì)燃燒系統(tǒng)有以下缺點(diǎn)： 1）容易發(fā)生爆燃（1 分） ； 2）汽油機(jī)功率變化時(shí)，混合氣濃度仍需維持在點(diǎn)火范圍內(nèi)，即空燃比不可能變化很大，這就決定了汽油機(jī) 的負(fù)荷調(diào)節(jié)只能采取量調(diào)節(jié)，而不能采用質(zhì)調(diào)節(jié)（1 分） ； 3）汽油機(jī)始終以點(diǎn)火范圍的混合氣工作，熱效率較低，低負(fù)荷時(shí)由于殘余廢氣系數(shù)加大，熱效率更低， t 經(jīng)濟(jì)性更差（1 分） ； 4）排氣污染嚴(yán)重（1 分） 。 分層燃燒

29、的原則：點(diǎn)火的瞬間，在火花塞間隙周?chē)蔷哂辛己弥饤l件的較濃混合氣。而在燃燒室大部分地 區(qū)是較稀的混合氣，在此二者之間，為了有利于火焰的傳播，混合氣空燃比從濃到稀過(guò)渡，只要一旦形成火焰， 在火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程中，即使是相當(dāng)稀的混合氣，還是能正常燃燒。因?yàn)閷⒒旌蠚鉂舛扔薪M織地進(jìn)行分層，所以稱(chēng)為 分層燃燒系統(tǒng)（2 分） 。 89.如何選擇高速發(fā)動(dòng)機(jī)和低速發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管長(zhǎng)度？ 答案要點(diǎn)： 高速、大功率時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)配裝粗短的進(jìn)氣管，短管內(nèi)的反射壓力波能滿足高速慣性效應(yīng)的要求；中低 轉(zhuǎn)速、最大扭矩時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)配裝細(xì)長(zhǎng)的進(jìn)氣管，長(zhǎng)管內(nèi)的反射壓力波能滿足中低速慣性效應(yīng)的要求。進(jìn)氣 管長(zhǎng)度的增加或管徑的減小，可

30、使充量系數(shù)的峰值向發(fā)動(dòng)機(jī)低速一側(cè)移動(dòng)，反之則向高速側(cè)移動(dòng)。 90.畫(huà)出汽油機(jī)充氣效率速度特性曲線，簡(jiǎn)述曲線的變化規(guī)律。 答案要點(diǎn)： 作出汽油機(jī)不同節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)的充氣效率速度特性曲線。 汽油機(jī)由于存在節(jié)氣門(mén)及喉管(用化油器時(shí))，進(jìn)氣阻力較大，因而隨轉(zhuǎn) c 速上升而較快下降。部分負(fù)荷節(jié)氣門(mén)關(guān)小時(shí)，阻力更大，下降更急劇，其速 c 度特性線如圖所示。 10 91.簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣門(mén)提前開(kāi)啟、滯后關(guān)閉的原因。 答案要點(diǎn)： 膨脹過(guò)程末期，缸內(nèi)壓力較高，如果到下止點(diǎn)才打開(kāi)排氣門(mén)，由于開(kāi)啟 初期氣門(mén)上升緩慢，開(kāi)度也??；再加上氣流因慣性而不會(huì)馬上高速流出，都 會(huì)使排氣不暢，排氣損失和阻力增大，并間接影響充氣量

31、。因此，要求排氣 門(mén)提前開(kāi)啟，這就出現(xiàn)了排氣早開(kāi)角。 如果排氣門(mén)在上止點(diǎn)關(guān)閉，此時(shí)廢氣還具有一定的往外運(yùn)動(dòng)速度。為充 分利用這慣性，增大排氣量，可適當(dāng)晚關(guān)排氣門(mén)，大約在缸內(nèi)壓力接近排 氣門(mén)外背壓時(shí)關(guān)閉，則可獲最大的排氣功效。這一延遲關(guān)閉角即排氣晚關(guān)角。 進(jìn)氣門(mén)若在上止點(diǎn)開(kāi)啟，則因開(kāi)啟初期氣門(mén)上升緩慢，通過(guò)截面面積小，以及進(jìn)氣氣流的加速需要一段時(shí)間 等慣性的影響，會(huì)使缸內(nèi)真空度加大，進(jìn)氣量減少，而進(jìn)氣損失增大。所以要求進(jìn)氣門(mén)適當(dāng)提前開(kāi)啟，此即進(jìn)氣 早開(kāi)角。 進(jìn)氣門(mén)晚關(guān)主要是為了充分利用下止點(diǎn)時(shí)高速進(jìn)氣氣流的慣性，增大進(jìn)氣充量。進(jìn)氣門(mén)若能推遲到氣缸壓力 接近氣門(mén)外背壓時(shí)關(guān)閉，將獲得最大的慣性利用。

32、進(jìn)氣門(mén)晚于下止點(diǎn)關(guān)閉的角度叫做進(jìn)氣晚關(guān)角。 92.簡(jiǎn)述多缸機(jī)“進(jìn)氣搶氣”和“排氣干涉”現(xiàn)象，如何避免？ 答案要點(diǎn)： 多缸機(jī)各缸的進(jìn)、排氣總管和歧管相互串聯(lián)或并聯(lián)。若某一缸進(jìn)氣時(shí)，其它缸的疏波正巧到達(dá)，則會(huì)降低此 缸進(jìn)氣壓力，使減小，此即所謂“搶氣”或“進(jìn)氣干涉”現(xiàn)象。同理，某缸排氣時(shí)，正巧其它缸的排氣密波到 c 達(dá)，則會(huì)使該缸排氣背壓上升，殘余廢氣量增多，也間接使減小，此為“排氣干涉”現(xiàn)象。多缸機(jī)各缸的上述 c 現(xiàn)象各不相同，這就會(huì)出現(xiàn)多缸機(jī)各缸進(jìn)氣不均勻的現(xiàn)象。 為了消除上述不利影響，可把各缸中進(jìn)、排氣時(shí)間基本不重疊的幾個(gè)缸合成一組，使用相對(duì)獨(dú)立的進(jìn)、排氣 系統(tǒng)。譬如，傳統(tǒng)工作順序?yàn)?1-5

33、-3-6-2-4 的六缸機(jī)，可分為 1、2、3 缸和 4、5、6 缸兩組。各組的三個(gè)缸兩兩 之間，進(jìn)、排氣相位均相差 240曲軸轉(zhuǎn)角，接近各缸真實(shí)的進(jìn)、排氣總相位角。一缸氣門(mén)開(kāi)啟，另兩缸則基本 關(guān)閉，這就在某種程度上排除了相互“干涉”的可能性。進(jìn)一步還可以選擇合適的歧管長(zhǎng)度，類(lèi)似單缸機(jī)那樣， 充分利用其動(dòng)態(tài)效應(yīng)來(lái)改善各缸的進(jìn)、排氣性能。 五、論述五、論述 93.作出進(jìn)氣遲閉角分別為 40 和 60 時(shí)的充氣效率曲線和有效功率曲線，分析轉(zhuǎn)速變化對(duì)進(jìn)氣遲閉角的n c npe 影響？ 答案要點(diǎn)： 作出進(jìn)氣遲閉角分別為 40 和 60 時(shí)的充氣效率曲線和有效功率曲線。n c npe 各轉(zhuǎn)速均具有最佳進(jìn)

34、氣晚關(guān)角的曲線，實(shí)質(zhì)上是具有單一進(jìn)氣晚關(guān)角的各條 d 曲線的外包絡(luò)線。如圖所示， dl、d2 曲線各自的進(jìn)氣晚關(guān)角，分別為 n1 和 n2 兩轉(zhuǎn)速的最佳晚關(guān)角。d2 比 d線的晚關(guān)角大。由圖可知，進(jìn)氣 晚關(guān)角加大，低速進(jìn)氣性能降低而高速進(jìn)氣性能改善。從圖上與 dl、d2 曲線對(duì)應(yīng)的功率線 pe1 利 pe2 可明顯看 出：d2 線不僅標(biāo)定轉(zhuǎn)速增大，且標(biāo)定功率有更高的增長(zhǎng)比。 上述特性表明：要強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)，提高轉(zhuǎn)速，加大輸出功率時(shí)，進(jìn)氣晚關(guān)角應(yīng)適當(dāng)加大。要加大低速轉(zhuǎn)矩，提 高爬坡及低速加速能力時(shí)，進(jìn)氣晚關(guān)角應(yīng)適當(dāng)減小。目前出現(xiàn)的電控可變配氣相位機(jī)構(gòu)，就是根據(jù)這一原理開(kāi)發(fā) 的。 94.氣門(mén)的氣流通過(guò)

35、能力常用氣門(mén)的開(kāi)啟“時(shí)間斷面”表示，分析增加此“時(shí)間斷面” 的主要措施有哪些？ 11 答案要點(diǎn)： 主要措施有： （）增加氣門(mén)最大升程，但不可能無(wú)限制增大，當(dāng)氣門(mén)開(kāi)啟截面等于氣門(mén)喉口斷面時(shí)，再增大氣門(mén)升程 也沒(méi)有什么用處了。 （）適當(dāng)增加氣門(mén)早開(kāi)晚關(guān)角度。盡可能使用氣門(mén)早開(kāi)、晚關(guān)。但要從配氣定時(shí)全面考慮，配氣定時(shí)有 一最佳值，氣門(mén)也不能無(wú)限制地早開(kāi)、晚關(guān)。 （）合理設(shè)計(jì)凸輪型線改善氣門(mén)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，增大氣門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉的速度，也可以增加時(shí)面值，但氣門(mén)運(yùn) 動(dòng)速度、加速度增大，沖擊、噪聲都將增加。磨損加劇。 （）氣門(mén)頭部、氣道、喉口處的幾何形狀、尺寸的合理設(shè)計(jì)，如增加氣門(mén)直徑、采用多氣門(mén)及合理選擇 氣門(mén)錐

36、角等擴(kuò)大氣流通路截面積亦可提高時(shí)面值。 第三章燃料與燃燒第三章燃料與燃燒 一、選擇一、選擇 95.d96.d97.d98.d99.d100.a101.b102.c103.b104.d105.c106.a 二、填空二、填空 107. 十六烷值 108.差109. 燃燒放熱規(guī)律形狀 110. 好 111. 燃燒放熱始點(diǎn) 112. 抗爆性 113. 壓力升高率 114.燃燒放熱持續(xù)時(shí)間115. 量調(diào)節(jié) 116. 壓縮天然氣 三、名詞解釋三、名詞解釋 117.過(guò)量空氣系數(shù)：燃燒 1kg 燃料實(shí)際供給的空氣量與理論上使這 1kg 完全燃燒所需的空氣量的比值稱(chēng)為過(guò)量空氣系 數(shù)。 118.擴(kuò)散燃燒：燃料是一

37、邊蒸發(fā)與空氣混合、一邊燃燒，由于混合過(guò)程比反應(yīng)速率慢，因此燃燒速率取決于混合速率， 混合過(guò)程控制了燃燒速率，燃燒速率取決于擴(kuò)散速率。這就是所謂的擴(kuò)散燃燒。 119.預(yù)混合燃燒：如果混合過(guò)程比燃燒反應(yīng)要快得多或者在火焰到達(dá)之前燃料與空氣已充分混合（即著火前燃料氣體 或燃料蒸汽與氧化劑已按一定比例形成混合氣） ，這種可燃混合氣的燃燒稱(chēng)為預(yù)混合燃燒。 120.發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的自燃性能：具有化學(xué)計(jì)量比的燃料和空氣的可燃混合氣，在一定溫度、壓力及環(huán)境條件下自行著火 燃燒的能力稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的自燃性能。這一性能反映了燃料結(jié)構(gòu)的化學(xué)穩(wěn)定性。 121.可燃混合氣質(zhì)量熱值：?jiǎn)挝毁|(zhì)量混合氣在熱標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下完全燃燒所釋放

38、的熱量稱(chēng)為可燃混合氣質(zhì)量熱值。 122.燃料低熱值：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的燃料在指定狀態(tài)(標(biāo)準(zhǔn)溫度 25，初始?jí)毫?101.3kpa)下，定壓或定容完全燃燒所能放出 的熱量反比熱，叫做燃料的熱值。完全燃燒是指燃料中的全變?yōu)?，h 變?yōu)?h和變?yōu)?。燃?時(shí)，燃燒產(chǎn)物的 h以氣態(tài)排出，其氣化潛熱未能釋放的熱值叫低熱值。 四、簡(jiǎn)答四、簡(jiǎn)答 123.發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，缸內(nèi)不斷變化的工質(zhì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種性能以及燃燒工作模式有巨大影響，為什么？ 答案要點(diǎn)：不斷變化的工質(zhì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種性能以及燃燒模式有著巨大的影響。 第一，缸內(nèi)工質(zhì)是熱力循環(huán)中熱功轉(zhuǎn)換的傳遞物。 第二，缸內(nèi)燃料與空氣組成的可燃混合氣又是發(fā)動(dòng)機(jī)能量輸出的源

39、泉。 第三，燃料的理化特性在很大程度上決定了混合氣形成、著火燃燒以及發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)的不同模式。這一模 式反過(guò)來(lái)又對(duì)循環(huán)效率、充量系數(shù)有重大的影響，即對(duì)動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性能產(chǎn)生間接的重大的影響。 此外，不同燃料的理化特性也影響到有害排放物的成分和數(shù)量。 124.簡(jiǎn)述傳統(tǒng)汽油機(jī)與柴油機(jī)工作模式的差異。 答案要點(diǎn)： 第一，混合氣形成方式的差異； 汽油易氣化，在常溫或稍加熱的條件下易于在缸外與空氣形成預(yù)制均勻混合氣； 柴油難氣化，缸內(nèi)高壓燃油噴射霧化與高溫空氣混合； 第二，著火燃燒模式的差異； 12 汽油機(jī)預(yù)制均勻混合氣，只能適用外源強(qiáng)制點(diǎn)火，在混合氣中進(jìn)行火焰?zhèn)鞑ト紵?柴油機(jī)高壓噴霧混合，利用壓縮高溫空

40、氣使柴油自行著火，緊接著進(jìn)行邊噴油、邊汽化混合的擴(kuò)散燃燒； 第三，負(fù)荷調(diào)節(jié)方式的差異； 汽油機(jī)均勻混合氣能點(diǎn)燃的混合氣濃度范圍小，只能靠變化節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，控制混合氣進(jìn)氣量來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷。這 種方式稱(chēng)為負(fù)荷量調(diào)節(jié)； 柴油機(jī)在較大的混合氣濃度范圍都可以壓燃著火，所以靠改變循環(huán)供油量來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷，由于進(jìn)氣量基本不變， 也就是說(shuō)靠改變混和氣濃度來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷，這種方式稱(chēng)為負(fù)荷質(zhì)調(diào)節(jié)。 125.簡(jiǎn)述預(yù)混合燃燒和擴(kuò)散燃燒的主要特點(diǎn)。 答案要點(diǎn)： （1）擴(kuò)散燃燒時(shí)，由于燃料與空氣邊混合邊燃燒，因而燃燒速度取決于混合速度；而預(yù)混合燃燒時(shí)，因燃 燒前已均勻混合，因而燃燒速度主要取決于化學(xué)反應(yīng)速度，即取決于溫度 t 和過(guò)量空

41、氣系數(shù)（濃度） 。 （2）擴(kuò)散燃燒時(shí)，為保證燃燒完全，一般要求過(guò)量空氣系數(shù) a1.2，并在總體的 a6.8 的條件下也 能穩(wěn)定燃燒（稀燃） ；而預(yù)混合燃燒時(shí)，一般 a=0.81.2，可燃混合氣濃度范圍小，難以稀燃。 （3）擴(kuò)散燃燒時(shí)，混合氣濃度和燃燒溫度分布極不均勻，易產(chǎn)生局部高溫缺氧現(xiàn)象，生成炭煙；而預(yù)混合 燃燒時(shí)，由于混合均勻，一般不產(chǎn)生炭煙。 （4）擴(kuò)散燃燒時(shí)，由于有炭煙產(chǎn)生，碳粒的燃燒會(huì)發(fā)出黃或白色的強(qiáng)烈輻射光，因此也稱(chēng)“有焰燃燒” ；而 預(yù)混合燃燒時(shí)，無(wú)碳粒燃燒問(wèn)題，火焰呈均勻透明的藍(lán)色，因此也稱(chēng)“無(wú)焰燃燒” 。 （5）預(yù)混合燃燒由于燃燒前已形成可燃混合氣，有回火的危險(xiǎn)；而擴(kuò)散燃燒一

42、般無(wú)此危險(xiǎn)。 126.從提高發(fā)動(dòng)機(jī)有效效率方面說(shuō)明有哪些措施可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的能量利用效率？ 答案要點(diǎn)： 提高 et 的新途徑： 第一，超膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)米勒循環(huán)； 第二，汽油機(jī)向稀燃和缸內(nèi)直噴的發(fā)展； 第三，汽、柴油機(jī)電子控制與可變技術(shù)的結(jié)合； 提高 et 的常規(guī)途徑： 包括合理組織混合氣和燃燒等提高燃燒效率、合理選擇循環(huán)參數(shù)等提高熱效率及減少摩擦損失、驅(qū)動(dòng)附件損 失和泵氣損失等提高機(jī)械效率。 127.簡(jiǎn)述代用氣體燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)的可能使用方法。 答案要點(diǎn)： 內(nèi)燃機(jī)常用的氣體代用燃料有壓縮天然氣（cng）和液化石油氣（lpg） ，可能使用方法有： （1）氣體代用燃料與空氣在缸外混合、火花

43、點(diǎn)火。 （2）氣體代用燃料與空氣在缸外混合、柴油引燃。 （3）氣體代用燃料缸內(nèi)噴射、火花點(diǎn)火。 （4）氣體代用燃料缸內(nèi)噴射、柴油引燃。 （5）氣體代用燃料缸外噴射、壓縮自燃。 （6）氣體代用燃料缸內(nèi)噴射、壓縮自燃。 第四章汽油機(jī)混合氣的形成與燃燒第四章汽油機(jī)混合氣的形成與燃燒 一、選擇一、選擇 128.d129.b130.c131.c132.c133.d134.d135.b136.b137.d138.a139.a 140.c141.d142.b143.b144.d145.a 二、填空二、填空 146. 著火落后期 147. 表面點(diǎn)火 148. 空燃比 149. 增大 150. 不正常 151.

44、 充氣 152. 精確 153. 減小 154. 明顯燃燒期 155. 縮短 156. 各缸工作不均勻性 157. 表面點(diǎn)火 三、名詞解釋三、名詞解釋 13 158.火焰?zhèn)鞑ニ俣龋夯鹧媲颁h面在法線方向上相對(duì)于未燃混合氣的移動(dòng)速度稱(chēng)為火焰?zhèn)鞑ニ俣取?159.爆燃：汽油機(jī)火花塞點(diǎn)火后，若缸內(nèi)氣體壓力和溫度過(guò)高，或其它原因，使得燃燒室內(nèi)離點(diǎn)燃中心較遠(yuǎn)處的末端 可燃混合氣發(fā)生自燃，由而造成的一種不正常燃燒叫爆燃。 （在某種條件下燃燒變得不正常，缸內(nèi)壓力曲線出現(xiàn)高 頻大幅波動(dòng)，在上止點(diǎn)附近壓力增長(zhǎng)率很高，火焰前鋒形狀發(fā)生急劇變化，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生一種高頻金屬敲擊 聲，這就是不正常的燃燒現(xiàn)象） 160.表

45、面點(diǎn)火：在汽油機(jī)中凡是不靠火花塞點(diǎn)火，而是由燃燒室內(nèi)炙熱表面點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象稱(chēng)為表面點(diǎn)火。 四、簡(jiǎn)答四、簡(jiǎn)答 161.汽油機(jī)的燃燒過(guò)程分哪幾個(gè)階段？影響點(diǎn)火提前角的因素有哪些？ 答案要點(diǎn)： 汽油機(jī)的燃燒過(guò)程分滯燃期、急燃期、后燃期。 點(diǎn)火提前角的影響因素：轉(zhuǎn)速、過(guò)量空氣系數(shù)、進(jìn)氣壓力、溫度、殘余廢氣系數(shù)、燃燒室結(jié)構(gòu)、燃料品質(zhì)、 空燃比、點(diǎn)火能量、火花塞間隙等 162.為什么有大缸徑的柴油機(jī)而無(wú)大缸徑的汽油機(jī)？ 答案要點(diǎn)： 汽油機(jī)氣缸直徑的增大主要受到爆燃的限制。缸徑愈大，則火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x也愈大，爆燃傾向增加，所以一 般沒(méi)有大缸徑的汽油機(jī)。在汽車(chē)上使用的汽油機(jī)氣缸直徑常小于 100 毫米。 163

46、.簡(jiǎn)述汽油發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃的燃燒機(jī)理及爆燃產(chǎn)生的主要原因。 答案要點(diǎn)： 火花塞點(diǎn)火后，火焰前鋒面呈球面波形狀以 3070ms 的速度迅速向周?chē)鷤鞑?，缸?nèi)壓力和溫度急劇升 高。燃燒產(chǎn)生的壓力波(密波)以音速向周?chē)鷤鞑ィh(yuǎn)在火焰前鋒面之前到達(dá)燃燒室邊緣區(qū)域，該區(qū)域的可燃混 合氣(即末端混合氣)受到壓縮和熱輻射，其壓力和溫度上升，燃前化學(xué)反應(yīng)加速，一般來(lái)說(shuō)，這些都是正常現(xiàn) 象，但如果這一反應(yīng)過(guò)于迅速，則會(huì)使末端混合氣在火焰鋒面到達(dá)之前即以低溫多階段方式開(kāi)始自燃。由于這 種著火方式類(lèi)似柴油機(jī)，即在較大面積上多點(diǎn)同時(shí)者火，因而放熱速率極快，使局部區(qū)域的溫度壓力陡增。這 種類(lèi)似階躍的壓力變化，形成燃燒室內(nèi)往復(fù)傳

47、播的激波，猛烈撞擊燃燒室的壁面，使壁面產(chǎn)生振動(dòng)、發(fā)出高頻 振音(即尖銳敲缸聲)，這就是爆燃。 主要原因：（1）燃料的性質(zhì)-抗暴性能好壞。 （2）末端混合氣的壓力和溫度過(guò)高導(dǎo)致爆燃的產(chǎn)生。 （3）火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x過(guò)長(zhǎng)，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。 164.簡(jiǎn)述汽油機(jī)爆燃時(shí)的特征。 答案要點(diǎn)： 爆燃時(shí)，缸內(nèi)壓力曲線出現(xiàn)高頻大幅度波動(dòng)（鋸齒波） ，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生一種高頻金屬敲擊聲，因此也稱(chēng) 爆燃為敲缸（knock） 。 汽油機(jī)爆燃時(shí)一般出現(xiàn)以下外部特征： 1）發(fā)出 30007000hz 的金屬振音。 2）輕微爆燃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率略有增加，強(qiáng)烈爆燃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，轉(zhuǎn)速下降，工作不穩(wěn)定，機(jī)身有較 大振動(dòng)。 3）冷卻系統(tǒng)過(guò)

48、熱，氣缸蓋溫度、冷卻水溫和潤(rùn)滑油溫均明顯上升。 4）爆燃嚴(yán)重時(shí)，汽油機(jī)甚至冒黑煙。 165.簡(jiǎn)述影響表面點(diǎn)火的因素和防止措施。 答案要點(diǎn)： 凡是能促使燃燒室溫度和壓力升高以及積碳形成的因素，都能促成表面點(diǎn)火。表面點(diǎn)火多發(fā)生在高壓縮比 （9）的強(qiáng)化汽油機(jī)上。點(diǎn)火能量小的燃料也容易產(chǎn)生表面點(diǎn)火。苯、芳香烴、醇類(lèi)燃料抗表火性較差；而異 辛烷抗表火性好，抗爆性也好，是很優(yōu)良的燃料成分。 防止表面點(diǎn)火的主要措施有： 14 （1）防止燃燒室溫度過(guò)高，這包括與降低爆震同樣的方法，如降低壓縮比和減小點(diǎn)火提前角等。 （2）合理設(shè)計(jì)燃燒室形狀，使排氣門(mén)和火花塞等處得到合理冷卻，避免尖角和突出部。 （3）選用低沸點(diǎn)

49、汽油，以減少重餾分形成積碳。 （4）控制潤(rùn)滑油消耗率，因?yàn)闈?rùn)滑油容易在燃燒室內(nèi)形成積碳；同時(shí)應(yīng)選用成焦性較小的潤(rùn)滑油。 （5）有些汽油和潤(rùn)滑油添加劑有消除或防止積碳作用。 （6）提高燃料中抗表火性好的成分，如異辛烷等。 166.簡(jiǎn)述汽油機(jī)循環(huán)波動(dòng)的影響因素及改善措施。 答案要點(diǎn)： （1）過(guò)量空氣系數(shù) a 的影響最大，一般在 a =0.8-1.0（最易點(diǎn)燃和燃燒范圍）時(shí)的循環(huán)波動(dòng)率最小， 過(guò)濃或過(guò)稀都會(huì)使循環(huán)波動(dòng)率增大，這也是稀薄燃燒汽油機(jī)須解決的主要問(wèn)題。 （2）油氣混合均勻程度有重要影響，而適當(dāng)提高氣流運(yùn)動(dòng)速度和湍流程度可改善混合氣的均勻性。 （3）殘余廢氣系數(shù) r 過(guò)大，則循環(huán)波動(dòng)率增大，

50、除合理控制殘余廢氣量之外，通過(guò)燃燒室合理設(shè)計(jì)和組 織掃氣以防止火花塞周?chē)鷱U氣過(guò)濃也很重要。 （4）發(fā)動(dòng)機(jī)工況不同循環(huán)波動(dòng)率不同，一般低負(fù)荷（r 會(huì)增大）和低轉(zhuǎn)速（湍流程度會(huì)降低）時(shí)循環(huán)波動(dòng) 率增加。 （5）提高點(diǎn)火能量或采用多點(diǎn)點(diǎn)火可降低循環(huán)波動(dòng)率。如采用雙火花塞點(diǎn)火或新型火花塞，可使循環(huán)波動(dòng) 率由 11%下降至 4%，燃油消耗率 be 降低 10%左右。 第五章柴油機(jī)混合氣的形成和燃燒第五章柴油機(jī)混合氣的形成和燃燒 一、選擇一、選擇 167.a168.a169.c170.a171.c172.b173.d174.b175.b176.a177.b178.c 179.b180.d 二、填空二、填空

51、 181. 空間霧 化混合 182. 噴霧錐 角 183. 增加 184. 渦流 室 185. 噴霧 粒徑 186. 貫穿 距離 187. 怠速 不穩(wěn) 188. 預(yù)燃 室 189. 減小 190. 油膜蒸 發(fā)混合 191. 減小 192. 加大 193. 大 194. 減小 195. 縮短 196. 高 三、名詞解釋三、名詞解釋 197.穩(wěn)定調(diào)速率：突卸負(fù)荷后柴油機(jī)的穩(wěn)定空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速減去突卸負(fù)荷前柴油機(jī)的標(biāo)定工況轉(zhuǎn)速的差值與標(biāo)定轉(zhuǎn)速之比稱(chēng) 為穩(wěn)定調(diào)速率。 198.噴油規(guī)律：在噴油過(guò)程中，單位凸輪軸轉(zhuǎn)角（單位時(shí)間）從噴油器噴入氣缸的燃油量隨凸輪軸轉(zhuǎn)角（單位時(shí)間） 的變化關(guān)系稱(chēng)為噴油規(guī)律。 199.滾

52、流：在進(jìn)氣過(guò)程中形成的繞垂直于氣缸軸線的有組織大尺寸空氣渦流稱(chēng)為滾流。 200.柴油機(jī)著火延遲期：從噴油器開(kāi)始將燃油噴入燃燒室到氣缸壓力線與壓縮線脫離對(duì)應(yīng)的時(shí)間或曲軸轉(zhuǎn)角稱(chēng)為柴油 機(jī)著火落后期。 四、簡(jiǎn)答四、簡(jiǎn)答 201.對(duì)于汽油機(jī)和柴油機(jī)而言，希望有怎樣的放熱規(guī)律？ 為了兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的各種性能，合理的燃燒過(guò)程應(yīng)作到： 對(duì)于汽油機(jī)而言，著火點(diǎn)位置要適宜，燃燒持續(xù)期不過(guò)長(zhǎng)，放熱率曲線宜先緩后急； 對(duì)于柴油機(jī)則更具體為：滯燃期要縮短，速燃期不過(guò)急，緩燃期要加快，后燃期不過(guò)長(zhǎng)。 202.從化學(xué)反應(yīng)的角度看，改變哪些因素可以縮短柴油機(jī)的著火延遲期？ 答案要點(diǎn)： 影響因數(shù)： （1）壓縮壓力、溫度提高，則燃

53、料的物理、化 15 學(xué)準(zhǔn)備速度加快，著火延遲期會(huì)縮短；增壓壓力提高，縮短 i i （2）噴油提前角加大，則著火延遲期增加；減小，會(huì)縮短（在小于工況最佳噴油提前角的范圍內(nèi)變 i i 化） （3）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，縮短；負(fù)荷增加，縮短 i i （4）燃料十六烷值提高，縮短 i 203.簡(jiǎn)述壓縮比對(duì)汽油機(jī)及柴油機(jī)性能的影響及其選擇的主要依據(jù)。 答案要點(diǎn)： 通過(guò)對(duì)理論循環(huán)的分析可知，當(dāng)壓縮比增加時(shí)，柴油機(jī)、汽油機(jī)的循環(huán)熱效率都增加。但當(dāng)已較大時(shí)， 若再增加，的增加將很小，但此時(shí)最大爆發(fā)壓力和壓力升高率均較大，發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴，零部件將受到更大 t 的機(jī)械負(fù)荷。 對(duì)柴油機(jī)而言，目前已比較大（一般在 1622

54、），從發(fā)動(dòng)機(jī)工作可靠性、改善排放性能等方面考慮，壓縮 比不再增加，甚至有降低的趨勢(shì)；但對(duì)汽油機(jī)，目前仍不太高，一般在 610，還有提高的潛力，但對(duì)的 增加受到爆燃的限制。 因此對(duì)柴油機(jī)的選取只要能保證壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)氣體溫度大于柴油的自然溫度 200300以保證起動(dòng)的 要求。對(duì)于汽油機(jī)的選取主要是考慮爆燃等因素。 204.簡(jiǎn)述放熱規(guī)律對(duì)柴油機(jī)性能的影響及改善放熱規(guī)律的措施。 答案要點(diǎn)： 柴油機(jī)如開(kāi)始放熱較快，上升快，產(chǎn)生操音大，發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗爆；如開(kāi)始放熱慢，上升慢，但ddpddp 由于燃料不能在上止點(diǎn)附近燃燒完全，造成后燃，經(jīng)濟(jì)性不好，較高。所以，比較合適的放熱規(guī)律是希望燃燒 e b 先緩后急

55、，即開(kāi)始放熱適中，滿足放熱柔和的要求；隨后燃燒加快，使燃燒盡量在上止點(diǎn)附近完成。 改善放熱規(guī)律的措施是：選用合適的噴油規(guī)律，放熱開(kāi)始時(shí)刻和放熱持續(xù)時(shí)間，可由 噴油時(shí)刻和噴油時(shí)間 在一定程度上加以控制。另外，改進(jìn)燃燒室也是改善放熱規(guī)律的重要方面。 205.簡(jiǎn)述柴油機(jī)的噴油提前規(guī)律及原因。 答案要點(diǎn)： 柴油機(jī)要求轉(zhuǎn)速及負(fù)荷都提前。轉(zhuǎn)速提前的原因是：油量調(diào)節(jié)桿位置不變時(shí)，高轉(zhuǎn)速的著火落后角要比低轉(zhuǎn) 速大得多；再加上噴油持續(xù)角和相應(yīng)的燃燒持續(xù)角也都加大（這是噴油特性所決定的），所以要求轉(zhuǎn)速提前。但 是轉(zhuǎn)速不變噴油量加多時(shí)，主要由于噴油持續(xù)角的加大也要求適當(dāng)提前。這一點(diǎn)與汽油機(jī)負(fù)荷減小時(shí)的真空提前 正好

56、相反。 五、論述五、論述 206.對(duì)于電控柴油機(jī)而言，何謂時(shí)間控制？試述高壓共軌系統(tǒng)原理和主要特點(diǎn)。 答案要點(diǎn)： 時(shí)間控制系統(tǒng)：在高壓油路中利用一個(gè)或兩個(gè)高速電磁閥的啟閉控制噴油泵和噴油器的噴油過(guò)程。噴油量的 控制由噴油器的開(kāi)啟時(shí)間長(zhǎng)短和噴油壓力大小決定，噴油定時(shí)由控制電磁閥的開(kāi)啟時(shí)刻確定，從而實(shí)現(xiàn)噴油量、 噴油定時(shí)和噴油速率的柔性控制和一體化控制。 主要特點(diǎn)： 16 （1）噴油壓力柔性可調(diào)，對(duì)不同工況可確定其最佳噴射壓力，優(yōu)化控制柴油機(jī)的綜合性能 （2）可獨(dú)立地柔性控制噴油定時(shí)，配合高的噴射壓力，可同時(shí)控制有害物的排放 （3）柔性控制噴油速率變化，實(shí)現(xiàn)理想的噴油規(guī)律，降低柴油機(jī) nox、dp

57、/d 保證優(yōu)良的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性 （4）電磁閥控制噴油，控制精度高，高壓油路不會(huì)出現(xiàn)氣泡和殘壓為零現(xiàn)象。 207.試述柴油機(jī)冷起動(dòng)困難的原因及改善冷起動(dòng)的措施。 答案要點(diǎn)： 柴油機(jī)冷起動(dòng)困難的原因： （1）壓縮終點(diǎn)溫度過(guò)低 柴油機(jī)自燃著火的條件是，壓縮終點(diǎn)溫度應(yīng)高于柴油自燃溫度。隨壓力的下降，為保證著火所需的自燃溫度 升高。 在冷起動(dòng)時(shí)，由于活塞與氣缸的間隙較大，且缺少潤(rùn)滑油的輔助密封，引起壓縮過(guò)程中漏氣量增加；氣缸及 燃室壁面溫度低，引起傳熱損失增大；上述原因造成壓縮終點(diǎn)的溫度及壓力同時(shí)下降。壓縮終點(diǎn)溫度取決于環(huán)境 溫度、起動(dòng)轉(zhuǎn)速和燃燒室結(jié)構(gòu)。不同燃燒室結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)，其冷起動(dòng)特性不同。非直噴式

58、柴油機(jī)的燃燒室比表面 積大，散熱損失也大，因而其冷起動(dòng)特性比直噴式柴油機(jī)差。 （2）可燃混合氣形成過(guò)慢 低溫時(shí)燃料粘度增大，使霧化和蒸發(fā)速度降低，加之轉(zhuǎn)速低使缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)較弱，這些均導(dǎo)致可燃混合氣形 成速度變慢。 混合氣形成速度和化學(xué)反應(yīng)速度的降低，使著火落后期明顯拉長(zhǎng)，最高燃燒壓力和壓力升高率均較正常燃燒 時(shí)增高，甚至發(fā)出強(qiáng)烈的“敲缸”聲和發(fā)生“沖缸墊” （急劇升高的燃燒壓力使氣缸墊被損并漏氣）的故障。 （3）阻力過(guò)大 低溫時(shí)的潤(rùn)滑油粘度大，機(jī)械摩擦功加大；加上蓄電池性能的下降，使起動(dòng)電機(jī)工作轉(zhuǎn)速降低，這些都增加 了冷起動(dòng)的困難。 改善冷起動(dòng)的措施： 根據(jù)以上冷起動(dòng)困難的主要原因，可以確定改

59、善冷起動(dòng)的主要思路是保證足夠的著火溫度壓力和足夠的可燃 混合氣量，同時(shí)降低潤(rùn)滑油粘度。為此，可采用以下措施。 （1）選擇合適的起動(dòng)轉(zhuǎn)速 對(duì)不同類(lèi)型的柴油機(jī)，其起動(dòng)轉(zhuǎn)速不同。起動(dòng)轉(zhuǎn)速過(guò)低，由于漏氣量增加會(huì)導(dǎo)致壓縮終點(diǎn)壓力不足；但轉(zhuǎn)速 過(guò)高，燃油蒸發(fā)混合時(shí)間縮短，也不利于起動(dòng)。 （2）適當(dāng)增加循環(huán)噴油量 低溫起動(dòng)時(shí)，首先蒸發(fā)混合著火的是柴油中的輕餾分部分，循環(huán)噴油量增加，輕餾分增加，著火前形成的可 燃混合氣量增加。但循環(huán)噴油量過(guò)多會(huì)使混合氣溫度降低，反而不利于冷起動(dòng)。 （3）適當(dāng)推遲噴油提前角 越接近壓縮上止點(diǎn)，缸內(nèi)溫度和壓力越高，適當(dāng)推遲噴油提前可改善冷起動(dòng)。 （4）采用高性能燃料 采用高十六烷

60、值的柴油，提高自燃性；采用與氣溫、季節(jié)相適應(yīng)的柴油以保證蒸發(fā)混合。 （5）采用預(yù)熱方法 對(duì)冷卻水、進(jìn)氣進(jìn)行預(yù)熱可提高燃室溫度，燃燒室設(shè)置電熱塞也是常用的方法。其中對(duì)冷卻水預(yù)熱還可使機(jī) 油粘度降低，由此降低起動(dòng)阻力。機(jī)油粘度與起動(dòng)阻力的關(guān)系如圖 711 所示。 第六章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性第六章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性 一、選擇一、選擇 208.b209.c210.c211.a212.a213.c214.b215.d216.b217.a218.d219.d 17 220.c221.a222.c223.a224.a225.a226.d227.d228.b229.a230.d231.b 232.c233.c234.b23