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1、簡答題內(nèi)燃機(jī)有哪三種理論循環(huán),汽油機(jī)、高速柴油機(jī)和高增壓柴油機(jī)各簡化為何種循環(huán)?為什么? § 解:根據(jù)加熱方式不同,發(fā)動機(jī)有三種理論循環(huán),即定容加熱循環(huán),定壓加熱循環(huán)和混合加熱循環(huán)。 § 汽油機(jī)混合氣燃燒迅速近似為定容加熱循環(huán)。§ 高速柴油機(jī)部分燃料在上止點前燃燒,部分燃料在上止點后燃燒,近似混合加熱循環(huán)。 § 高增壓和低速大型柴油機(jī),由于受燃燒最高壓力的限制,大部分燃料在上止點后燃燒,燃燒時氣缸內(nèi)壓力變化不明顯,所以近似為定壓加熱循環(huán)。 何謂理論循環(huán)熱效率 ?寫出 其表達(dá)式。 § 理論循環(huán)熱效率是工質(zhì)所做循環(huán)功 與循環(huán)加熱量 之比,用以評定循
2、環(huán)經(jīng)濟(jì)性。 當(dāng)初始點、壓縮比和加熱量相同時,用 TS圖比較定三種理論循環(huán)熱效率的大小。 用 TS圖說明定容加熱循環(huán)中,當(dāng)加熱 量一定,壓縮比 增加時,循環(huán)熱效率的變化。 內(nèi)燃機(jī)機(jī)械損失包括哪幾部分?各占比例如何?常用哪些方法測量?§ 發(fā)動機(jī)的機(jī)械損失包括三部分:(1)磨擦損失,約占整個機(jī)械損失的62-75%;(2)驅(qū)動附件損失,約占整個機(jī)械損失的10-20%;(3)泵氣損失,約占整個機(jī)械損失的10-20%。§ 經(jīng)常用來測定發(fā)動機(jī)機(jī)械損失的方法有:(1)倒拖法;(2)滅缸法;(3)油耗線法(又稱負(fù)荷特性法);示功圖法。 簡述用油耗線外延法測量柴油機(jī)機(jī)械損失的原理及方法。
3、67; 內(nèi)燃機(jī)與電力測功機(jī)相連,在穩(wěn)定工況水溫、油溫正常時,切斷點火或供油,測功器作電動機(jī)運行,以給定轉(zhuǎn)速反拖發(fā)動機(jī),盡量維持水溫、油溫不變,測出的功率即為發(fā)動機(jī)在該工況下的機(jī)械損失功率。 簡述用示功圖法測量柴油機(jī)機(jī)械損失的原理及方法。 § (1)用各種示功器測出氣缸的示功圖,算出Pmi及pi;§ (2)用測功器測出Pme或Pe。則:Pm=Pi-Pe或Pmm=Pmi-Pme 內(nèi)燃機(jī)實際循環(huán)由哪幾個過程組成?其中壓縮過程的作用是什么?發(fā)動機(jī)實際循環(huán)是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹和排氣過程所組成。其中壓縮過程的作用是增大工作過程的溫差,獲得最大限度的膨脹比,提高熱功轉(zhuǎn)換效率,同時也
4、為燃燒過程創(chuàng)造有利條件。在柴油機(jī)中,壓縮后氣體的高溫是保證燃料著火的必要條件。 畫出機(jī)械效率隨負(fù)荷變化關(guān)系的曲線?并分析其歷程。 § 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變時, 機(jī)械損失功率基本不變,功率增加,指示功率增加。由公式,機(jī)械效率增加。 § 空轉(zhuǎn),功率為0,指示功率機(jī)械損失功率,機(jī)械效率0。 畫出機(jī)械效率隨轉(zhuǎn)速變化關(guān)系的曲線,并分析其歷程。 轉(zhuǎn)速增加,(1)慣性力(側(cè)壓力及軸承負(fù)荷增加)及摩擦付間速度增加,摩擦損失增加;(2)驅(qū)動附件損失增加;(3)泵氣損失增加。Pmm增加,Pmi變化不大,由 公式知,機(jī)械效率下降。 何謂四行程非增壓發(fā)動機(jī)的換氣損失?試用示功圖說明。如圖換氣損失是理論換
5、氣功和實際換氣功之差,由排氣損失和進(jìn)氣損失兩部分組成。 何謂四行程非增壓發(fā)動機(jī)的泵氣損失?試用示功圖說明。§ 泵氣損換放在機(jī)械效率中考慮。 畫出充氣效率隨轉(zhuǎn)速變化關(guān)系的曲線并分析其歷程。 § 在某一中間轉(zhuǎn)速充氣效率有最大值,在此轉(zhuǎn)速氣流慣性充氣最好,當(dāng)轉(zhuǎn)速高于此轉(zhuǎn)速時,氣流慣性增加,但進(jìn)氣遲閉角不變,使一部分可以利用慣性進(jìn)入氣缸的氣體被關(guān)在氣缸之外,另外轉(zhuǎn)速增加進(jìn)氣阻力增加,所以 隨 轉(zhuǎn)速增加而下降。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于此轉(zhuǎn)速氣流慣性減小,由于進(jìn)氣門遲關(guān),使一部分進(jìn)入氣缸內(nèi)的新氣被推回進(jìn)氣管,所以也下降。 畫出汽油機(jī)充氣效率隨負(fù)荷變化關(guān)系的曲線并分析其歷程。 § 如圖,汽油
6、機(jī)是量調(diào)節(jié),負(fù)荷增加,節(jié)氣門開大, 進(jìn)氣阻力下降,進(jìn)氣終了壓力增加,充量系統(tǒng)提高。 畫出柴油機(jī)充氣效率隨負(fù)荷變化關(guān)系的曲線并分析其歷程。 § 柴油機(jī)是量調(diào)節(jié),負(fù)荷 不變, 進(jìn)氣終了壓力不變,進(jìn)氣終了溫度增加,充量系數(shù)稍有下降,主要由 溫度增加而引起。 何謂過氣馬赫數(shù)?畫出充氣效率隨進(jìn)氣馬赫數(shù)變化關(guān)系的曲線? § 進(jìn)氣馬赫數(shù) 是進(jìn)氣門處氣體的平均速度 與該處聲速的比值 。§ 在正常的配氣條件下,當(dāng) 超過一定數(shù)值(0.5左右)時,充氣效率 急劇下降。 何謂氣門疊開?作用是什么? § 由于排氣門的遲后關(guān)閉和進(jìn)氣門的提前開啟,存在進(jìn)、排氣門同時開啟的現(xiàn)象,稱為氣
7、門疊開。此時,進(jìn)氣管、氣缸、排氣管互相連通,可以利用氣流的壓差,慣性或進(jìn)排氣管壓力波的幫助,清除殘余廢氣,增加進(jìn)氣量,降低高溫零件的溫度,但注意不應(yīng)產(chǎn)生廢氣倒流現(xiàn)象。 何謂進(jìn)氣門遲閉角,畫出不同進(jìn)氣門遲閉角時,充氣效率隨轉(zhuǎn)速變化關(guān)系的曲線? § 為了利用高速氣流的慣性,以增加進(jìn)氣量,進(jìn)氣門一般在下止點后關(guān)閉。從下止點開始到進(jìn)氣門關(guān)閉這段曲軸轉(zhuǎn)角稱進(jìn)氣門遲閉角,進(jìn)氣遲閉角的大小對發(fā)動機(jī)充氣效率影響很大,不僅影響充氣效率的最大值,而且還影響 出現(xiàn)轉(zhuǎn)速。 提高充量系數(shù)的措施有哪些? § (1)降低進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力;(2)降低排氣系統(tǒng)的阻力;(3)減少對進(jìn)氣充量的加熱;(4)合理選擇
8、配氣定時;(5)合理利用進(jìn)氣諧振何謂汽油機(jī)的燃料調(diào)整特性?畫出典型汽油機(jī)燃料調(diào)整特性的曲線圖。 § 燃料調(diào)整特性:轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度一定,點火提前角最佳,調(diào)節(jié)供油量,功率、燃油消耗率、排溫隨過量空氣系統(tǒng)變化的關(guān)系。何謂汽油的辛烷值?如何測定?。 § 辛烷值是表示汽油抗爆性的指標(biāo),測量汽油的辛烷值是在CFR單缸上進(jìn)行的。測定時,用容易爆震的正庚烷(辛烷值量為0)和抗爆性好的異辛烷(辛烷值是為100)的混合燃料與被測汽油作比較。當(dāng)混合液與被測汽油在CFR試驗機(jī)上的抗爆程度相同時,測混合液中異辛烷含量的體積百分?jǐn)?shù)就是被測汽油的辛烷值。 何謂汽油的餾程?簡要說明10餾出溫度和50溜出
9、溫度對汽油機(jī)性能的影響。 § 餾程表示汽油的蒸發(fā)性,用汽油餾出某一百分比的溫度范圍來表示。§ 汽油餾出10%的溫度與汽油機(jī)的起動性有密切關(guān)系,如果10%餾出溫度低,說明發(fā)動機(jī)使用這種燃料容易冷車起動。但此溫度過低,在管路中輸送時受發(fā)動機(jī)溫度較高部位的加熱易變成蒸氣,在管路中易形成“汽阻”使發(fā)動機(jī)斷火,影響正常運轉(zhuǎn)。 § 汽油餾出50%的溫度標(biāo)志著汽油的平均蒸發(fā)性。它影響汽油機(jī)的暖車時間,加速性及工作穩(wěn)定性。若此溫度低說明該汽油蒸發(fā)性好,在較低溫度下可以有大量的燃料揮發(fā)與空氣形成可燃混合氣,這樣可以縮短暖車時間,而且從低負(fù)荷向較高負(fù)荷過渡時能夠及時供應(yīng)所需混合氣,加
10、速性較好。何謂燃料的熱值?何謂高熱值和低熱值?內(nèi)燃機(jī)為什么使用低熱值。 § 1kg燃料完全燃燒所放出的熱量稱為燃料的熱值。在高溫的燃燒產(chǎn)物中,水以蒸氣狀態(tài)存在,水的汽化潛熱不能利用。待溫度降低以后,水的汽化潛熱才能釋放出來。因此水蒸氣凝結(jié)以后計入水的汽化潛熱的熱值稱為高熱值。內(nèi)燃機(jī)排氣溫度較高,水的汽化潛熱不能利用,因此用低熱值。 酒精的低熱值比汽油低得多,為什么在過量空氣系數(shù)為1時,兩者的混合氣熱值都差不多?何謂汽油機(jī)爆震?對發(fā)動機(jī)有何危害? § 汽油機(jī)在正?;鹧?zhèn)鞑ミ^程中,末端混合氣進(jìn)一步受到壓縮和熱幅射,加速了先期反應(yīng),在火焰前鋒尚未傳到之前就自燃了。這部分混合氣燃燒
11、速度極快,壓力來不及膨脹,產(chǎn)生沖擊波,使氣缸發(fā)生尖銳的金屬敲擊聲,稱為爆震燃燒。§ 爆震產(chǎn)生的壓力波破壞了壁面表面的氣體附面層和油膜,使傳熱和摩擦損失增加,冷卻系過熱,功率下降,油耗率增加,甚至?xí)斐苫钊?、氣門燒壞。軸承破裂,火花塞絕緣體破壞,潤滑油結(jié)膠、活塞環(huán)粘在槽內(nèi)等故障。 在P圖上畫出汽油機(jī)正常燃燒,爆震燃燒和早燃的示功圖,并簡要說明它們的區(qū)別? § (1)正常燃燒最高壓力出現(xiàn)在上止點后15°CA左右, 壓力升高率在0.1750.25MPa/ºCA。(2)爆震燃燒是末端混合氣自燃有壓力波產(chǎn)生。(3)早燃是發(fā)生在電火花前的表面點火,壓力升高率增加,壓
12、縮負(fù)功增加。 用示功圖說明汽油機(jī)點火提前角過大、過小,對燃燒過程和發(fā)動機(jī)性能的影響。 § (1)點火角過大,大部分混合氣在上止點前燃燒,壓縮負(fù)功 增加,最高壓力增加 ,最高溫度增加 ,功率下降、比油耗增加, 爆震傾向增加,NOx排放增加 。(2)點火角過小,則燃燒延至膨脹過程,最高壓力下降 、最高溫度下降, 傳熱損失增加 ,排氣溫度增加,使功率下降、油耗增加,爆震傾向減小, NOx 排放下降。(3)只有在 最佳點火提前角時,功率 最大, 比油耗最低。 何謂點火調(diào)整特性?畫出曲線并分析其歷程。§ 節(jié)氣門開度一定,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一定,混合氣濃度一定,調(diào)整點火正時,功率、燃油消耗率、
13、排氣溫度隨點火提前角的變化關(guān)系。§ 點火提前,部分在上止點前燃燒,壓縮負(fù)功增加,壓力升高率增加,最高爆發(fā)壓力增大,功率下降,比油耗上升,最高壓力、溫度增加,對末端混合氣擠壓加熱增大,爆震傾向增大。§ 點火遲后,燃燒不及時,在膨脹中燃燒,熱利用率下降,功率、比油耗增加。最佳點火提前角由點火提前角調(diào)整特性確定。何謂汽油機(jī)表面點火?與汽油機(jī)爆震有何不同? § 在汽油機(jī)中,凡是不靠電火花點火而由燃燒室內(nèi)熾熱表面(如排氣門頭部、火花塞絕緣體或零件表面熾熱的沉積物等)點燃混合氣的現(xiàn)象,統(tǒng)稱表面點火。與爆燃相比,在燃燒本質(zhì)上不同,爆燃是可燃混合氣自燃,而表面點火是點燃,沒有沖擊
14、波?!扒酶茁暋北容^沉悶,主要是由活塞連桿、曲軸等運動件受到?jīng)_擊負(fù)荷產(chǎn)生振動而造成的。 何謂汽油機(jī)早燃,對發(fā)動機(jī)有何影響? § 早燃是指在火花塞點火之前,燃燒室內(nèi)熾熱表面就點燃混合氣的現(xiàn)象,由于它提前點火而且熱點表面比火花大,使燃燒速率快,缸內(nèi)壓力、溫度增高,發(fā)動機(jī)工作粗暴,并且由于壓縮負(fù)功增加,向缸壁傳熱增加、致使功率下降,火花塞、活塞等零件過熱。早燃會誘發(fā)爆燃,爆燃又會讓更多的熾熱表面溫度升高,促使更激烈的表面點火,兩者互相促進(jìn),危害更大。 汽油機(jī)燃燒過程一般分為哪幾個階段?各階段的特點是什么? § 汽油機(jī)燃燒過程一般分為三個階段。(1)著火延遲期,從火花塞跳火至缸內(nèi)壓力
15、偏離壓縮線,該階段的作用是點燃混合氣形成火焰核心,特點是燃燒量小,壓力升高不明顯。(2)明顯燃燒期,從火焰核心形成到火焰?zhèn)鞑サ秸麄€燃燒室。特點是氣缸內(nèi)壓力迅速上升,常用平均壓力升高率表示,明顯燃燒期是汽油機(jī)燃燒的主要時期,明顯燃燒期愈短,愈靠近上止點,汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動力性愈好,但可能導(dǎo)致壓力升高率值過高,工作粗暴,一般10250 kPa/ºCA為宜。 (3)后燃期,特點是燃燒速度慢,遠(yuǎn)離上止點,熱量利用率低,應(yīng)盡量減少。 汽油機(jī)燃燒室組織適當(dāng)?shù)奈闪鬟\動的作用有哪些? § (1)增大火焰?zhèn)鞑ニ俣取#?)冷卻末端混合氣區(qū)。(3)減少循環(huán)間的燃燒變動。(4)減小熄火層厚度,降低H
16、C的排放量。何謂燃燒室的面容比?汽油機(jī)燃燒室面容比值小,具有哪些優(yōu)點?§ 燃燒室的面容比是指燃燒室表面積與其容積之比。其值小,則燃燒室緊湊其有優(yōu)點是:(1)火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x小,不易爆燃,可提高壓縮比。(2)相對散熱損失小,熱效率高。(3)熄火面積小,HC排放少。 汽油機(jī)決定火花塞位置時主要考慮哪些因素?§ 汽油機(jī)在決定火花塞位置時必須考慮:(1)要能利用新鮮混合氣充分掃除火花塞周圍的殘余廢氣,使混合氣易于點燃,保證低速工作穩(wěn)定性好,各循環(huán)間的燃燒變動小。(2)火花塞盡量布置在使末端混合氣受熱少的位置,如排氣門附近。(3)應(yīng)使由火花塞傳播開的火焰面變化分配合理,確保運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。(4
17、)火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x應(yīng)盡可能短。 § 柴油機(jī)燃燒過程一般分為哪幾個階段?各階段的特點是什么? § (1)著火延遲期,從噴油開始點到壓力偏離壓縮線點。進(jìn)行混合氣著火前的物理化學(xué)準(zhǔn)備。(2)速燃期,壓力急劇上升的階段,著火延遲期內(nèi)準(zhǔn)備好的混合氣幾乎同時燃燒,缸內(nèi)壓力急劇上升 ,接近等容燃燒。(3)緩燃期,壓力急劇增高的終點到壓力急劇下降點,邊混合邊燃燒,混合速度控制燃燒速度,同時活塞開始下行,缸內(nèi)壓力變化不大,接近等壓燃燒。(4)補(bǔ)燃期,緩燃期的終點到燃料基本上完全燃燒,終點很難 ,一般認(rèn)為當(dāng)總放熱量達(dá)到9599%時為燃燒過程結(jié)束,補(bǔ)燃期熱量利用率低,應(yīng)盡量減少補(bǔ)燃。何謂柴油機(jī)工作粗
18、暴?降低柴油機(jī)工作粗暴的主要途徑有哪些? § 柴油機(jī)著火延遲期內(nèi)形成的可燃混合量過多,一旦著火一起燃燒,使 壓力升高率過大,則柴油機(jī)燃燒噪聲大,這種現(xiàn)象稱為工作粗暴。 § 降低柴油機(jī)工作粗暴的途徑有三:(1)縮短著火延遲期,如選十六烷值高的燃料。(2)減少著火延遲期內(nèi)的噴油量,采用合適的噴油規(guī)律,先少噴后多噴。(3)減少著火延遲期內(nèi)形成的可燃混合氣量,采用油膜蒸發(fā)形成混合氣方式。 何謂幾何供油規(guī)律和噴油規(guī)律,它們之間存在哪些不同。§ 供油規(guī)律是單位時間(或單位轉(zhuǎn)角)內(nèi)噴油泵的供油量隨時間(或轉(zhuǎn)角)的變化關(guān)系,由噴油泵柱塞的幾何尺寸及運動規(guī)律決定。§ 噴油
19、規(guī)律是單位時間(或單位轉(zhuǎn)角)噴油器噴入燃燒室內(nèi)的燃料量隨時間(或轉(zhuǎn)角)的變化關(guān)系。 § 供油規(guī)律和噴油規(guī)律之間存在明顯不同,噴油開始點比供油始點滯后,噴油持續(xù)時間比供油持續(xù)時間長,最大噴油率速較最大供油速度低,曲線形狀也有一定的變化。 如何描述油束特性(霧化特性)?§ 可以從幾何形狀和霧化質(zhì)量兩個方面來描述油束特性。油束的幾何形狀包括,油束射程(又稱貫穿距離)和噴霧錐角 或油束最大寬度。油束的霧化質(zhì)量一般是指油束中液滴的細(xì)度和均勻度。細(xì)度可用液滴平均直徑表示,均勻度是指油束中液滴大小相同的程度,液滴在油束內(nèi)分布的均勻程度可用分布曲線表示。 汽油機(jī)爆震和柴油機(jī)工作粗暴有何異同
20、點?§ 相同點:在燃燒本質(zhì)上相同,都是可燃混合氣的自燃。§ 不同點:(1)發(fā)生的部位不同,柴油機(jī)工作粗暴發(fā)生在燃燒初期,著火延遲期內(nèi)形成的可燃數(shù)量多,一起自燃,使速燃期壓力升高率過大,而汽油機(jī)爆震發(fā)生在燃燒后期,是末端混合氣自燃。(2)柴油機(jī)工作粗暴缸內(nèi)壓力均勻,無沖擊波產(chǎn)生,而汽油機(jī)爆震,缸內(nèi)壓力不均勻,有沖擊波產(chǎn)生。(3)汽油機(jī)爆震敲缸聲尖銳清脆,柴油機(jī)工作粗暴敲缸聲沉悶。(4)對燃料的要求不同。 柴油機(jī)排氣冒黑煙的原因是什么?如何減少冒黑煙?§ 碳煙的生成條件是高溫缺氧。由于柴油機(jī)混合氣極不均勻,盡管總體是富氧燃燒,但局部的缺氧還是導(dǎo)致碳煙的生成,特別是緩燃
21、期噴入的燃油容易被高溫廢氣包圍找不到氧氣,發(fā)生部分氧化和裂解,形成碳煙。§ 減了柴油機(jī)冒煙的措施有三個方面(1)大過量空氣系數(shù) 。(2)組織空氣運動,擴(kuò)大油束與空氣的混合范圍及利用熱混合作用使高溫廢氣和燃油分離。(3)改善噴霧質(zhì)量,如高壓噴射。(1)排氣后處理。 試從原理上說明柴油機(jī)混合氣形成方式及特點? § 柴油機(jī)混合氣形成方式從原理上來分,有空間霧化混合和油膜蒸發(fā)混合兩種??臻g霧化混合是在燃燒室空間中,利用燃油與空氣的相對運動形成較均勻的混合氣,燃油與空氣的相對速度是起主要因素,相對速度越高,油束與空氣的摩擦和碰撞越激烈,分散后的油滴也越細(xì)小,混合氣也越均勻?;旌蠚庠谶@
22、一過程中混有尚未蒸發(fā)汽化的液態(tài)油滴,不完全是氣態(tài)的,油膜蒸發(fā)混合是指噴到燃燒室壁面上的燃油形成油膜后利用受熱蒸發(fā)和空氣相對運動的作用形成較均勻的混合氣,這一混合方式中,起主要作用的因素是燃燒室壁面溫度,空氣相對運動速度和油膜厚度,混合氣在這一過程中完全是氣相的。分隔式燃燒室有哪些性能特點?§ 分隔式燃燒室主要靠強(qiáng)烈的空氣運動來保證較好的混合氣質(zhì)量,空氣利用率較高, 可達(dá)1.2左右,由于空氣運動強(qiáng)度隨轉(zhuǎn)速提高而增大,保證了高速下也有較好的性能,對噴油系要求較低可采用軸針式噴咀工作、可靠性和壽命提高、對燃油不太敏感,有較強(qiáng)的適應(yīng)性。分隔式燃燒室結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、面容比大,加上強(qiáng)烈的空氣運動,散
23、熱損失較大,通道節(jié)流損失也較大,因此經(jīng)濟(jì)性較差,冷起動性差,一般用較高的壓縮比,來改善起動性或安裝電熱塞。著火首先在副燃燒室,由于通道的節(jié)流作用主燃燒室壓力上升較緩慢,因此工作較為平穩(wěn)燃燒噪聲較小,在排放性能上,除低速微粒排放量大外,其他則優(yōu)于直噴式燃燒室。 簡述柴油機(jī)排氣冒白煙和蘭煙的原因。§ 在柴油機(jī)冷起動后,怠速或低負(fù)荷下暖機(jī)的過程中,特別是在塞冷天氣時會產(chǎn)生白煙或蘭煙,這是由于燃燒室內(nèi)工質(zhì)的溫度低,燃油不能完全蒸發(fā)燃燒,未燃或部分氧化的燃油一般以液態(tài)微粒的形式隨廢氣排出,冷凝而形成白煙與蘭煙,白煙與蘭煙之間并沒有嚴(yán)格的成分差異,只是由于微粒直徑不同而對光線的反射不同,從而產(chǎn)生
24、不同的顏色,一般白煙在暖機(jī)過程中逐漸變?yōu)樘m煙再變成無色煙。簡述內(nèi)燃機(jī)噪聲的來源。 § 內(nèi)燃機(jī)的噪聲主要由氣體動力噪聲,機(jī)械噪聲和燃燒噪聲三部分組成,氣體動力噪聲是指由于進(jìn)、排氣系統(tǒng)及冷卻風(fēng)扇工作時氣流壓力脈動而產(chǎn)生的噪聲,其中排氣噪聲占主要部分。§ 機(jī)械噪聲主要是由曲軸連桿機(jī)構(gòu),配氣機(jī)構(gòu)、齒輪系、噴油泵及其他附屬部件的高速運動并與其相鄰的零件發(fā)生頻繁的機(jī)械撞擊,激勵結(jié)構(gòu)振動而產(chǎn)生的噪聲。§ 燃燒噪聲主要是因為迅速地燃燒引起燃燒室內(nèi)壓力急劇變化所致,隨壓力升高率的增大而增大,它導(dǎo)致缸套,氣缸蓋等另部件的強(qiáng)烈振動并向外界幅射中高頻噪聲。 何謂柴油機(jī)燃油系的二次噴射現(xiàn)象
25、,對柴油機(jī)有何影響?在什么工況下容易發(fā)生二次噴射現(xiàn)象。 § 噴射終了,噴油器針閥落座后,在油管內(nèi)燃油壓力波動的影響下,再次開啟噴油的現(xiàn)象稱為二次噴射。 § 由于二次噴射是在燃油壓力較低的情況下噴射的,導(dǎo)致這部分燃油霧化不良,會產(chǎn)生燃燒不完全,碳煙增多,并容易引起噴孔積碳堵塞,此外二次噴射,還使整個噴油持續(xù)時間拉長,使燃燒不及時造成柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性下降,另部件過熱等不良后果。 § 二次噴射發(fā)生在高速大負(fù)荷工況。實際循環(huán)與理論循環(huán)比較,存在哪些損失? § 實際工質(zhì)的損失:理論循環(huán)中工質(zhì)是空氣,比熱是定值而實際循環(huán)工質(zhì)是空氣,可燃混合氣,燃燒產(chǎn)物等,比熱大于空氣但
26、隨溫度上升而增大,因此循環(huán)最高溫度降低;存在泄漏,使工質(zhì)數(shù)量減小。 § 傳熱損失:實際循環(huán)中工質(zhì)和壁面自始至終存在著熱交換,造成的損失。 § 換氣損失:理論循環(huán)是閉口循環(huán),換氣功為零而實際循環(huán)必須更換工質(zhì),包括自由排氣損失,和強(qiáng)制排氣損失和吸氣損失 。 § 燃燒損失:(1)燃燒需要時間,所以要提前點火或噴油,而且燃燒還要延續(xù)到膨脹行程,由此形成非瞬時燃燒損失和補(bǔ)燃損失 。(2)燃燒不完全損失。(3)高溫分解等 何謂發(fā)動機(jī)熱平衡?發(fā)動機(jī)熱平衡包括哪些項目? § (1)發(fā)動機(jī)所耗燃油熱量;(2)轉(zhuǎn)化為有效功的熱量;(3)轉(zhuǎn)化為有效功的熱量;(4)廢氣帶走的熱
27、量;(5)不完全燃燒損失;(6)其他熱量損失。 柴油機(jī)增壓后,供油系、配氣相和進(jìn)排氣系統(tǒng)應(yīng)如何調(diào)整? § 供油系統(tǒng):增大輸出功率,應(yīng)適當(dāng)增大每循環(huán)的供油量。柴油機(jī),為使供油持續(xù)期不變,可增大柱塞直徑、增大供油速率、提高噴油壓力、加大噴孔直徑,可使噴注在大的空氣密度下,有足夠的貫穿距離。同時,適當(dāng)?shù)販p小噴油提前角,可以限制最高爆發(fā)壓力的增長。 § 配氣系統(tǒng):增大配氣相位,增加掃氣,降低缸內(nèi)殘余廢氣系數(shù),降低進(jìn)氣終了缸內(nèi)溫度,使充量系數(shù)增大,渦輪的工作條件也有一定改善。 § 進(jìn)排氣系統(tǒng):與增壓系統(tǒng)的要求相一致,進(jìn)行分支;進(jìn)氣管容積盡量大些,以減小進(jìn)氣壓力的脈動,從而提
28、高壓氣機(jī)的效率改善發(fā)動機(jī)的性能。何謂脈沖增壓和恒壓增壓?兩者的廢氣能量利用有何區(qū)別?§ 恒壓增壓系統(tǒng):渦輪排氣管內(nèi)壓力基本恒定,所有排氣管都連在一根排氣總管。脈沖增壓系統(tǒng):使排氣管中的壓力造成盡可能大的壓力波動,增壓器盡可能靠近氣缸,排氣管短而細(xì),幾個缸連在一個排氣管。§ 排氣能量的利用效果:脈沖系統(tǒng)超臨界流動時間短,流動阻力小,排氣能量損失小;脈沖能量得到應(yīng)用。所以能量利用比定壓系統(tǒng)好。§ 壓比增高時,定壓系統(tǒng)排氣管內(nèi)壓力增高,排氣損失下降,脈沖能量在排氣能量中所占比例減小。兩種系統(tǒng)能量利用差別減小。為什么在增壓度較高時,常常要采用中冷器?§ 提高進(jìn)氣
29、管密度,從而提高發(fā)動機(jī)功率;降低壓縮始點與循環(huán)平均溫度,從而降低內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度、熱負(fù)荷以及氮氧化物的排放;。 綜合應(yīng)用:何謂汽油機(jī)的負(fù)荷特性?簡要分析汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線的歷程。 § 當(dāng)汽油機(jī)保持某一轉(zhuǎn)速不變,其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷的變化關(guān)系稱為汽油機(jī)負(fù)荷特性。 § (1)be=k3/(mit )m =1-Pmm/Pmi= 1-Pmm/(Pmm+Pme)n不變,Pmm基本不變空車Pmm=Pmi,Pe=0,m =0Pe增大Pi增大m增大 從小負(fù)荷開始,隨節(jié)氣門開大: 霧化質(zhì)量提高,殘氣相對少、殘余廢氣系數(shù)下降火焰?zhèn)鞑ニ俣壬仙?過量空氣系數(shù)上升 冷卻損失相對下降因此, it上升 當(dāng)
30、接近全負(fù)荷時,開始加濃,過量空氣系數(shù)小于1, it下降。 小負(fù)荷開始,由于m 、 it同時上升,be下降比柴油機(jī)快。當(dāng)接近全負(fù)荷時, 由于it 下降,be上升。何謂汽油機(jī)的負(fù)荷特性?簡要分析汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線的歷程。 § 當(dāng)汽油機(jī)保持某一轉(zhuǎn)速不變,其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷的變化關(guān)系稱為汽油機(jī)負(fù)荷特性。 § (2)B=k4 (c /a) n隨負(fù)荷增加, c增加, a增加較小,B增加;當(dāng)接近全負(fù)荷時, c增加, a下降,B增加較快。何謂汽油機(jī)點火提前角調(diào)整特性?畫出汽油機(jī)最佳點火提前角隨轉(zhuǎn)速(節(jié)氣門位置一定)和負(fù)荷(轉(zhuǎn)速一定)變化的曲線,分析其歷程。§ 當(dāng)汽油機(jī)保持節(jié)氣門開
31、度,轉(zhuǎn)速及混合氣濃度一定時,性能指標(biāo)隨點火提前角的變化關(guān)系稱為汽油機(jī)的點火提前角調(diào)整特性。 § 汽油機(jī)隨n增加, 燃燒所占曲軸轉(zhuǎn)角增加,點火提前; § 負(fù)荷下降,節(jié)氣門關(guān)小,殘余廢氣系數(shù) 增加,火焰?zhèn)鞑ニ俣?下降,著火延遲期增大,點火提前。 何謂柴油機(jī)的供油提前角調(diào)整特性?畫出典型的柴油機(jī)供油提前角調(diào)整特性曲線圖并簡單分析曲線歷程。柴油機(jī)保持油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置和轉(zhuǎn)速一定,柴油機(jī)的性能指標(biāo)隨供油提前角的變化關(guān)系稱為柴油機(jī)的供油提前角調(diào)整特性。§ 當(dāng)供油提前角過大時,較多燃料在上止點前燃燒使壓縮負(fù)功增加,功率下降及比油耗增加;當(dāng)供油提前角過小時,則會使燃油不能在上止點附
32、近及時燃燒,熱效率下降,致使功率下降及比油耗增加。只有在最佳供油提前角時,才有 最大功率和最低比油耗 。 何謂汽油機(jī)的燃料調(diào)整特性?實驗?zāi)康氖鞘裁矗慨嫵龅湫偷钠蜋C(jī)燃料調(diào)整特性曲線圖。§ 汽油機(jī)保持節(jié)氣門開度和轉(zhuǎn)速一定點火提前角最佳時,其性能指標(biāo)隨燃小時耗油量(或過量空氣系數(shù))的變化關(guān)系,稱為汽油機(jī)的燃料調(diào)整特性。 § 該試驗的目的是為了實現(xiàn)理想化油器特性,即確定發(fā)動機(jī)性能與最佳混合氣成分之間的定量關(guān)系。 § 功率曲線有是最大功率點,表示在該轉(zhuǎn)速下的最大功率,相應(yīng)的混合氣成分叫做功率混合氣;比油耗曲線上有最經(jīng)濟(jì)點,表示該轉(zhuǎn)速和油門開度下的最低油耗,相應(yīng)的混合氣成分
33、叫做經(jīng)濟(jì)混合氣。 柴油機(jī)為什么要安裝調(diào)速器?§ 提高工作穩(wěn)定性。柴油機(jī)扭矩曲線平坦,外界阻力變化 ,轉(zhuǎn)速變化大,為保持穩(wěn)定需安裝調(diào)速器。 § 防止柴油機(jī)超速(飛車)。 汽車、拖拉機(jī)經(jīng)常會遇到負(fù)荷突變情況,突然卸去負(fù)荷造成轉(zhuǎn)速急劇上升導(dǎo)致飛車。汽油機(jī)運動件質(zhì)量小,充量系數(shù)隨轉(zhuǎn)速上升而下降快,扭矩迅速降低,對短時超速影響不大。而柴油機(jī)扭矩曲線平坦, 循環(huán)供油量又隨轉(zhuǎn)速增加 而增加 ,轉(zhuǎn)速繼續(xù)增高。同時運動件質(zhì)量大,超速會引起零件損壞,所以為防止柴油機(jī)超速需安裝調(diào)速器。 § 保持怠速穩(wěn)定,怠速時,Pmi=Pmm,由于偶然因素,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加, Pmi大于Pmm,轉(zhuǎn)速增加
34、,轉(zhuǎn)速不能自動恢復(fù)。轉(zhuǎn)速下降, Pmi小于Pmm,熄火。所以,為保持怠速穩(wěn)定需安裝調(diào)速器。 為什么汽車柴油機(jī)(重型汽車除外)一般都安裝兩速調(diào)速器?§ 對于一般汽車來說,行駛阻力變化幅度較小而且緩慢,但車速卻需不斷變化,由于車身的振動,油門踏板不可能穩(wěn)定在一個確切位置,再加上汽車慣量大,所以司機(jī)不斷調(diào)節(jié)油門踏板壓下的程度直接操縱油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以保持汽車相當(dāng)穩(wěn)定地行駛。 § 當(dāng)車速變化時兩極式和全程式調(diào)速器響應(yīng)方式不同,效果不同。對于全程式調(diào)速器,踏下油門,相當(dāng)于加大彈簧予緊力,調(diào)速器起作用,很快加大油量,扭矩迅速上升,然后再下降達(dá)到新平衡點,這樣油門稍有變動汽車便以很大加速度
35、移向新平衡點,往往使乘客感到不舒適,加速時易冒煙,操作時要十分小心,此外感應(yīng)不直接,油門踏板也較重,會產(chǎn)生操縱不快感。對兩極調(diào)速器,司機(jī)直接操縱油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),達(dá)到新平衡點的加速度小,反應(yīng)快,加速性能好,操縱方便。 何謂汽油機(jī)的負(fù)荷特性?簡要分析汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線的歷程。 § 當(dāng)汽油機(jī)保持某一轉(zhuǎn)速不變,其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷的變化關(guān)系稱為汽油機(jī)負(fù)荷特性。 § (1)be=k3/(mit ) m : m =1-Pmm/Pmi= 1-Pmm/(Pmm+Pme)n不變,Pmm基本不變空車Pmm=Pmi,Pe=0,m =0Pe增大Pmi增大m增大 it : 從小負(fù)荷開始,隨節(jié)氣門開大:
36、霧化質(zhì)量提高,殘氣相對少、殘余廢氣系數(shù)下降火焰?zhèn)鞑ニ俣壬仙?,過量空氣系數(shù)上升,冷卻損失相對下降,因此, it上升 當(dāng)接近全負(fù)荷時,開始加濃,過量空氣系數(shù)小于1, it下降。 空車時, m =0, be =,小負(fù)荷開始,由于m 、 it同時上升,be下降比柴油機(jī)快。當(dāng)接近全負(fù)荷時, 由于it 下降,be上升。 § (2)B=k4 (c /a) n 隨負(fù)荷增加, c增加, a增加較小,B增加;當(dāng)接近全負(fù)荷時, c增加, a下降,B增加較快。何謂柴油機(jī)的負(fù)荷特性?簡要分析柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線的歷程。 § 當(dāng)柴油機(jī)保持某一轉(zhuǎn)速不變,其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷的變化關(guān)系稱為柴油機(jī)的負(fù)荷特性。
37、 § (1)be=k3/(mit )m: m =1-Pmm/Pmi= 1-Pmm/(Pmm+Pme)n不變,Pmm基本不變空車Pmm=Pmi,Pe=0,m =0 Pe增大Pmi增大m增大 it : 中小負(fù)荷時, it基本不變。 從小負(fù)荷開始, Pe增大,gb增大 過量空氣系數(shù)下降 燃燒不完全 燃燒持續(xù)期增大 it下降空車時, m =0, be =,小負(fù)荷開始,由于m 增加超過 it下降,be下降,達(dá) be最低點后, Pe增大, 由于it 下降超過m 上升,be上升。何謂汽油機(jī)的全負(fù)荷速度特性(外特性)簡要分析汽油機(jī)全負(fù)荷速度特性中轉(zhuǎn)矩曲線和有效燃油消耗率曲線的歷程。汽油機(jī)節(jié)氣門固定在
38、全開位置,其性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系稱為汽油機(jī)的全負(fù)荷速度特性(外特性)。 § (1) Ttq= k2 (c/ a) it m a值基本不隨n變化,故Ttq c it m , Ttq主要取決于c隨n變化的關(guān)系。 c :在中間某時, cmax ,最好利用進(jìn)氣慣性,其它時, c下降。 it : 中間某n時稍凸起,比較平坦。由最高點開始,n下降,渦流下降,傳熱、漏氣損失增加,火焰?zhèn)鞑ニ俣认陆担?it下降。由最高點開始,n增加,燃燒占曲軸轉(zhuǎn)角增加,泵氣功增加, it下降。 m:n增加,Pmm增加, Pmi變化不大, m =1-Pmm/Pmi, m下降。 n增加, c 增加, it 增加, m
39、下降, Ttq增加。 到Ttq最大值后,n再增加, c 下降, it 下降, m下降, Ttq急劇下降。 § (2)be=k3/(mit ) 從低速開始,n增加,由于it 增加超過m 下降,be下降,達(dá) be最低點后, n增大, 由于it 下降、m 下降,be上升。何謂柴油機(jī)的全負(fù)荷速度特性(外特性)簡要分析柴油機(jī)全負(fù)荷速度特性中轉(zhuǎn)矩曲線和有效燃油消耗率曲線的歷程。 § 柴油機(jī)量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在全負(fù)荷位置時,其性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系稱為柴油機(jī)全負(fù)荷速度特性(外特性)。 § (1) Ttq=k2 gbit m gb: 油泵速度特性確定,不校正時,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加, g
40、b增加;校正時,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加, gb基本不變或略下降,取決于校正機(jī)構(gòu)。 it : 在中間某轉(zhuǎn)速時,稍有凸起,總體變化趨勢較平坦。由最大點開始,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加c下降, gb增加a下降,燃燒時間短,混合氣形成條件差,不完全燃燒增加,燃燒持續(xù)角增加,不及時,it下降。由最大點開始,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降空氣渦流下降,傳熱、漏氣損失增加,燃燒不良, it下降。 m:n增加,Pmm增加, Pmi變化不大, m =1-Pmm/Pmi, m下降。 n增加, gb增加, it 增加, m下降, Ttq緩慢增加。 到Ttq最大值后,n再增加, gb增加, it 下降, m下降, Ttq緩慢下降。由于抵銷作用柴油機(jī)曲線
41、變化平緩。 § (2)be=k3/(mit ) n增加,由于it 增加超過m 下降,be下降,達(dá) be最低點后, n增大, 由于it 下降、m 下降,be上升。試比較汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線和柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線的差別,并說明為什么?§ 柴油機(jī)be比汽油機(jī)低2030% ,因為柴油機(jī)壓縮比和過量空氣系數(shù)大熱效率高。 § 柴油機(jī)be曲線變化平坦,而汽油機(jī)be曲線變化比柴 油機(jī)陡,因為汽油機(jī)是量調(diào)節(jié),指示效率隨負(fù)荷增加而增加,柴油機(jī)是質(zhì)調(diào)節(jié),指示效率隨負(fù)荷增加而減小。 § 柴油機(jī)B曲線在中小負(fù)荷接近直線,而汽油機(jī)B曲線在中小負(fù)荷直線性差。這是由于在中小負(fù)荷柴油機(jī)指示效
42、率變化不大,而汽油機(jī)指示效率變化大。 § 汽油機(jī)排溫較高。汽油機(jī)壓縮比低,膨脹比低,排溫高,負(fù)荷增加,混合氣總量增加,氣缸總熱量的增加,排溫上升;但在大部分區(qū)域過量空氣系數(shù)變化小,排溫上升幅度不大。柴油機(jī)中,隨負(fù)荷的提高,過量空氣系數(shù)降低,排溫顯著上升。試比較柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線上A、B兩點下列參數(shù)的大小,并說明為什么? § 循環(huán)供油量,AB,柴油機(jī)是質(zhì)調(diào)節(jié),功率增加,循環(huán)供油量增加; § 過量空氣系數(shù),AB,因n不變,充量系數(shù)基本不變,供油量增加,過量空氣系數(shù)下降; § 指示效率, AB,功率增加,循環(huán)供油量增加,燃燒持續(xù)期增加、過量空氣系數(shù)下降、不完全
43、燃燒損失增加,指示效率降低。 § 機(jī)械效率,AB,m =1-Pmm/Pmi,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變,Pmm不變,功率增加,Pmi增加, m增加; § 排氣煙度,AB,因功率增加,循環(huán)供油量增加,過量空氣系數(shù)下降,煙度增加。 試比較汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線上A、B兩點,下列參數(shù)的大小并說明為什么? § 充氣效率 ,AB,因汽油機(jī)是量調(diào)節(jié), 功率增大,節(jié)氣門開大 ,充氣效率 增大; § 過量空氣系數(shù),AB,因功率增大,充氣效率 增大,殘余廢氣系數(shù)下降,殘余廢氣對新氣的稀釋作用下降,過量空氣系數(shù)增加; § 指示效率, AB,功率增大,殘余廢氣系數(shù)下降,火焰?zhèn)鞑ゼ涌?/p>
44、、過量空氣系數(shù)增加、燃燒完全性變好,指示效率增加; § 機(jī)械效率,AB,m =1-Pmm/Pmi,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變,Pmm不變,功率增加,Pmi增加, m增加; § 點火提前角, AB,因功率增加,著火落后期 下降、火焰?zhèn)鞑ニ俣仍黾?,點火遲后。 試比較汽油機(jī)總功率特性曲線上A、B兩點,下列參數(shù)的大小并說明為什么? § 充氣效率 ,AB,因發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加, 進(jìn)氣阻力增加,充氣效率 下降; § 機(jī)械效率, AB,因m =1-Pmm/Pmi,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加,平均機(jī)械損失壓力增加,平均指示壓力 變化不大,機(jī)械效率下降; § 過量空氣系數(shù), A=B因節(jié)氣門
45、全開,供給功率混合氣; § 點火提前角, AB,因發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加,燃燒占曲軸轉(zhuǎn)角,點火提前角增大; § 平均有效壓力, AB,因Pme正比于Ttq。 在柴油機(jī)調(diào)速特性上,試比較A、B兩點下列參數(shù)的大小說明為什么§ 循環(huán)供油量,AB,因調(diào)速器起作用,轉(zhuǎn)速增加,循環(huán)供油量下降; § 過量空氣系數(shù), AB,因在調(diào)速特性上n變化不大, 充量系數(shù)基本不變,功率增加,循環(huán)供油量增加,過量空氣系數(shù)下降。 § 指示效率 ,AB,因功率增加,循環(huán)供油量增加,燃燒持續(xù)期增加、過量空氣系數(shù)下降、不完全燃燒損失增加,指示效率降低。 § 機(jī)械效率 , AB ,
46、m =1-Pmm/Pmi,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變,Pmm不變,功率增加,Pmi增加, m增加。 § 氣煙度, AB ,因功率增加,循環(huán)供油量增加,過量空氣系數(shù)下降,煙度增加。 在柴油機(jī)調(diào)速特性上,試比較A、B兩點下列參數(shù)的大小,并說明為什么?§ 循環(huán)供油量, A B,柴油機(jī)是質(zhì)調(diào)節(jié),功率增加,循環(huán)供油量增加。 § 過量空氣系數(shù) , AB,n不, 充量系數(shù)基本不變,功率增加,循環(huán)供油量增加,過量空氣系數(shù)下降。 § 指示效率,AB,因功率增加,循環(huán)供油量增加,燃燒持續(xù)期增加、過量空氣系數(shù)下降、不完全燃燒損失增加,指示效率降低。 § 機(jī)械效率, AB ,m
47、=1-Pmm/Pmi,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變,Pmm不變,功率增加,Pmi增加, m增加。 § 排氣煙度, AB ,因功率增加,循環(huán)供油量增加,過量空氣系數(shù)下降,煙度增加。 在汽油機(jī)萬有特性上試比較A、B兩點下列數(shù)大小,并說明為什么?§ 充量系數(shù),A B,因汽油機(jī)是量調(diào)節(jié), 功率增大,節(jié)氣門開大 ,充氣效率 增大; § 指示效率, A B,功率增大,殘余廢氣系數(shù)下降,火焰?zhèn)鞑ゼ涌臁⑦^量空氣系數(shù)增加、燃燒完全性變好,指示效率增加; § 機(jī)械效率,A B,m =1-Pmm/Pmi,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變,Pmm不變,功率增加,Pmi增加, m增加; § 點火提前角, AB,因功率增加,著火落后期 下降、火焰?zhèn)鞑ニ俣仍黾?,點火遲后。 § 過量空氣系數(shù),A B,因功率增大,充氣效率 增大,殘余廢氣系數(shù)下降,殘余廢氣對新氣的稀釋作用下降,過量空氣系數(shù)增加 在柴油機(jī)萬有特性上,試比較A、B兩點下列參數(shù)大小,并說明為什么? § 循環(huán)供油量, A B,柴油機(jī)是質(zhì)調(diào)節(jié),功率增加,循環(huán)供油量增加 § 過
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