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文檔簡介
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.D9.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:單位氣缸工作容積所做的循環(huán)有效功稱為平均有效壓力。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)出的有效功率稱為升功率。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)
2、運(yùn)動(dòng)速度的平均值稱為活塞平均運(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 137.燃燒效率:燃料化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)為熱能的百分比稱為燃燒效率。38.平均指示壓力:單位氣缸工作容積所做的循環(huán)指示功稱為平均指示壓力。39.工質(zhì)定壓比熱容:單位質(zhì)量工質(zhì)在定壓過程中溫度升高所需的熱量稱為工質(zhì)的定壓比熱容。四、簡答四、簡答40.簡述工質(zhì)改變對發(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、Cv加大,k值減小,也就是相同加熱量下,溫升值會(huì)相對降低,使得熱效率也相對下降。2)高溫?zé)岱?/p>
3、解:這一效應(yīng)使燃燒放熱的總時(shí)間拉長,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)可燃混合氣過量空氣系數(shù)的影響:當(dāng)過量空氣系數(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)對內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)、氣缸散熱量以及與整車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30snm若 SD 小于 1,稱為短行程發(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,有利于與汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配,發(fā)動(dòng)機(jī)高度較小,m有利
4、于在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)倉的布置;SD 值較小,相對散熱面積較大,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?常用哪幾種方法測量內(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)流和摩擦損失、驅(qū)動(dòng)掃氣泵及增壓器的損失等組成。測定方法有:示功圖法、倒拖法、滅缸法、油耗線法等。43.簡述單缸柴油機(jī)機(jī)械損失測定方法優(yōu)缺點(diǎn)。答案要點(diǎn):測量單缸柴油機(jī)機(jī)械損失的方法有:示功圖法,油耗線
5、法,倒拖法等。用示功圖法測量機(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定結(jié)果。油耗線法僅適用干柴油機(jī)。此法簡單方便,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。mPmP倒拖法在具有電力測功器的條件下可以簡便而迅速地進(jìn)行。此法用于柴油機(jī)上時(shí),由于一些原因,往往測得的結(jié)果要高于實(shí)際的機(jī)械損失值。對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
6、升發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積所做有效功,即(kW/L)seLiVPP 比質(zhì)量發(fā)動(dòng)機(jī)的干質(zhì)量與標(biāo)定功率之比,eePmm 強(qiáng)化系數(shù)即平均有效壓力與活塞平均速度乘積,meCp 45.在一定假設(shè)條件下,可以把四沖程汽油機(jī)的實(shí)際工作過程簡化為如題 31 圖所示的理想循環(huán)的溫摘(TS)圖。試求:1對應(yīng)的壓容(PV)圖,并標(biāo)出各熱力過程的性質(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)定容加熱循環(huán)的 PV 圖如圖所示其中 12 為絕熱等熵壓縮過程,23 為等容加熱過程,34 為絕熱等熵膨脹過程,41 為等容放熱過程。(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
7、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abzacz222abzacz111種循環(huán)的 TS 圖。兩種模式的壓縮線相同,均為,且混合加熱循環(huán)比混合加熱循acabzacz111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熱循環(huán)的等壓加abzacz222abzacz111abzacz222題 31 圖熱線高,也就是等熵膨脹線一定在的左邊,等容放熱線下包圍
8、的面積所代表的等容放熱量一定大于11bz22bzab2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,若壓縮比,循環(huán)加熱量一定ab11Q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)過程簡化為理想工質(zhì)的理想循環(huán)過程(理論循環(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。pcvc()關(guān)于理想循環(huán)將發(fā)
9、動(dòng)機(jī)實(shí)際動(dòng)力過程的開式(開口)系統(tǒng)簡化為熱力循環(huán)的閉式(閉口)系統(tǒng)(與外界無物質(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)。壓縮過程、膨脹過程看成是絕熱等熵壓縮(工質(zhì)與汽缸壁面無熱交換) 。忽略進(jìn)排氣流動(dòng)損失,假定氣門在上、下止點(diǎn)瞬間開閉(對增壓和非增壓機(jī)均只考慮動(dòng)力過程功) 。48.簡述真實(shí)循環(huán)特性對發(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)并非絕熱過程,通過汽缸壁面、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)
10、生后燃損失。(3)換氣損失存在排氣門早開的自由排氣損失和進(jìn)排氣過程的泵氣損失。(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)泄漏的損失工作過程中,工質(zhì)通過活塞外向外泄漏是不可避免的。由此產(chǎn)生泄漏損失。49.畫出與題 31 圖相應(yīng)的 TS(溫熵)圖。題 31 圖相應(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
11、環(huán)、混合加熱循環(huán)1Qabacz11和等壓加熱循環(huán)三種循環(huán)的 圖。abzacz222abacz33Ts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1Q11bz22bz33bz2Q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TVTM環(huán)。這一結(jié)論就是提高循環(huán)加熱“等容度”的具體體現(xiàn)。TP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
12、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)氣門開度,甚至取消節(jié)氣門,而又維持原工況進(jìn)氣afrea量不變的話,則進(jìn)氣門只需開到點(diǎn)即可。此時(shí)的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)氣門開大和進(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aba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。這反過來說明,電控技術(shù)的出現(xiàn),不僅能夠進(jìn)行各種參數(shù)的最佳
13、匹配,達(dá)到全工況性能的綜合優(yōu)化,而且也使過去原理正已證實(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,開辟了一條新的道路。et包括:可變壓縮比、可變配氣相位與氣門升程、可變缸內(nèi)旋流、可變進(jìn)氣管長度以及可變增壓渦輪噴嘴截面等等。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)(625.1108 .
14、 05 .88kWPPPPmeiiem,得有效燃油消耗率:)/(4 .22910005 .883 .20hkWgPBbee有效效率: 356. 010440004 .2296 . 3106 . 366Hbee指示燃油消耗率:)/5 .183(1000625.1103 .20hkWgPBbii指示效率:445. 010441006 .1836 . 3106 . 366Hbii53.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:(1)活塞行程 s
15、(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),通過研究,活塞組摩擦損失可能降低 25%,試問有效燃油消耗率 be 怎樣變化?解:(1) 601022nsvmcmnvsm103000101030103022(2)Mpapppmmmime7 . 02 . 09 . 012041202nisDpniVpPmesmeecmdmPDe990. 014. 3126008 .6648014. 33000617 . 0480(3) 778. 022222. 019 . 02 . 011
16、mimmmpp(4)HHHmmmmmUmtcUmtcUmtc6 .555 . 05 . 0778. 01111可能提高6 .5554.六缸四行程柴油機(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sDeP=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ebmiPmeptqT(柴油機(jī)熱值=42500 kJ/Kg) 。eH解:指示功率:由)(33.20575. 0154kWPPPPmeiiem,得氣缸工作容積:)(210140413514. 31046232LsDVs平均有效壓力:)(7 . 022006
17、2154120120MPaniVPpseme有效扭矩:)(5 .668220015495509550mNnPTetq有效效率: 39. 010425002176 . 3106 . 366Hbee55.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=0.95Mpa,平均機(jī)械損失壓力=0.15Mpa,設(shè)標(biāo)定轉(zhuǎn)速為mipmmp5000r/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. 095. 0MPapppmmmime氣缸工作容積
18、:)(20347510500048 . 013.274301030366mmnipPVmees活塞行程:)(721005000123010030mmnCsm氣缸直徑:)(607214. 320347544mmSVDS(2)09. 1/Ds氣缸直徑:)(6214. 309. 1203475409. 1433mmVDS活塞行程:)(686209. 109. 1mmDs56.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. 375. 0mhkgB/67. 2,試求該柴油機(jī)的
19、平均有效壓力、有效燃油消耗率及有效效率。kgkJHu/42496mepebet解:由公式得immPP1指示功率:)(72.1475. 0168. 31kWPPmmi有效功率:)(04.1175. 072.14kWPPmie指示效率:467. 04249667. 272.14106 . 3106 . 333uiitHBP有效效率:35. 0467. 075. 0mitet氣缸排量:)(863500110410014. 31043262mmsDVS平均有效壓力:)(767. 0200018635. 004.11120120MPaniVPpseme有效燃油消耗率:)/(85.2411004.1167
20、. 21033hkWgPBbee57.一臺(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/33.261kWPeMPapme85. 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)/(330113030smCnsm31041201202nisDPniVPpeseme)(12. 01085. 0330614. 31584801048033mpnsiPDmee24. 1/Ds)(149. 012. 024. 124. 1mDsmin)/(2215149. 0330330rsn58.設(shè)某四沖程六缸柴
21、油機(jī),在額定工況時(shí),min/2000rn kWPe7 .126MPapme8 . 0MPapmm267. 0。)/(215hkWgbe(1)若已知,問該機(jī)的缸經(jīng)行程smCm/33. 9?D?s(2)已知柴油低熱值,問在額定工況時(shí)kgkJHu/41868?et?it解:由)/(9 .27933. 93030smCnsm得活塞沖程:)(13995. 020009 .279ms由 31041201202nisDPniVPpeseme得氣缸直徑:)(12. 0108 . 09 .279614. 37 .1264801048033mpnsiPDmee平均指示壓力:)(067. 1267. 08 . 0M
22、Papppmmmemi有效效率:4 . 010418682156 . 3106 . 366ueetHb機(jī)械效率:75. 0067. 1267. 011mimmmpp指示效率:533. 075. 04 . 0metit59.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. 0miPmeptqT率(汽油低熱值) 。etkgkJHu/44000解:指示功率:)(33.7375. 055kWPPmei氣缸排量:)(6112709249214.
23、31043262mmsDVS平均有效壓力:)(72. 03750461127. 055120120MPaniVPpseme有效扭矩:)(07.14037505595509550mNnPTetq有效效率:252. 010440003256 . 3106 . 366ueetHb第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程一、選擇一、選擇60.B61.D62.C63.D64.C65.C66.A67.A68.C69.C70.B71.C72.B二、填空二、填空73.增加74.氣門疊開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
24、效率):每缸每循環(huán)吸入缸內(nèi)的新鮮空氣量與按進(jìn)氣系統(tǒng)前狀態(tài)計(jì)算而得的理論充氣量的比值稱為充量系數(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)的比值稱為排氣再循環(huán)率。85.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的泵氣過程功:四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣沖程中工質(zhì)對活塞做的功稱為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的泵氣過程功。86.氣門開啟總時(shí)面值:氣門瞬時(shí)開啟截面積對時(shí)間的積分稱為氣門開啟時(shí)面值。四、簡答四、簡答87.簡述提高汽油機(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)
25、的壓力。第二,降低排氣系統(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)中對新鮮充量的加熱,降低進(jìn)氣充量的溫度。88.對于汽油機(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) 。分層燃燒的原
26、則:點(diǎn)火的瞬間,在火花塞間隙周圍是具有良好著火條件的較濃混合氣。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渡,只要一旦形成火焰,在火焰?zhèn)鞑ミ^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)長的進(jìn)氣管,長管內(nèi)的反射壓力波能滿足中低速慣性效應(yīng)的要求。進(jìn)氣管長度的增加或管徑的減小,可使充量系數(shù)的峰值向發(fā)
27、動(dòng)機(jī)低速一側(cè)移動(dòng),反之則向高速側(cè)移動(dòng)。90.畫出汽油機(jī)充氣效率速度特性曲線,簡述曲線的變化規(guī)律。答案要點(diǎn):作出汽油機(jī)不同節(jié)氣門開度時(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。91.簡述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣門提前開啟、滯后關(guān)閉的原因。答案要點(diǎn):膨脹過程末期,缸內(nèi)壓力較高,如果到下止點(diǎn)才打開排氣門,由于開啟初期氣門上升緩慢,開度也?。辉偌由蠚饬饕驊T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。因此,要求排氣門提前開啟,這就出現(xiàn)了排氣早開角。如
28、果排氣門在上止點(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,大約在缸內(nèi)壓力接近排氣門外背壓時(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)氣門若在上止點(diǎn)開啟,則因開啟初期氣門上升緩慢,通過截面面積小,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)氣門適當(dāng)提前開啟,此即進(jìn)氣早開角。進(jìn)氣門晚關(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)氣門若能推遲到氣缸壓力接近氣門外背壓時(shí)關(guān)閉,將獲得最大的慣性利用。進(jìn)氣門晚于下止點(diǎn)關(guān)閉的角度叫做進(jìn)氣晚關(guān)角。92.簡述多缸機(jī)“進(jìn)氣搶氣”
29、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c“排氣干涉”現(xiàn)象。多缸機(jī)各缸的上述現(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,使用相對獨(dú)立的進(jìn)、排氣系統(tǒng)。譬如,傳統(tǒng)工作順序?yàn)?1-5-3-6-2-4 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
30、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。一缸氣門開啟,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度,類似單缸機(jī)那樣,充分利用其動(dòng)態(tài)效應(yīng)來改善各缸的進(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)速變化對進(jìn)氣遲閉角的ncnPe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。ncnPe各轉(zhuǎn)速均具有最佳進(jìn)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
31、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)這一原理開發(fā)的。94.氣門的氣流通過能力常用氣門的開啟“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? 答案要點(diǎn):主要措施有:()增加氣門最大升程,但不可
32、能無限制增大,當(dāng)氣門開啟截面等于氣門喉口斷面時(shí),再增大氣門升程也沒有什么用處了。()適當(dāng)增加氣門早開晚關(guān)角度。盡可能使用氣門早開、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,氣門也不能無限制地早開、晚關(guān)。()合理設(shè)計(jì)凸輪型線改善氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律,增大氣門開啟、關(guān)閉的速度,也可以增加時(shí)面值,但氣門運(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),如增加氣門直徑、采用多氣門及合理選擇氣門錐角等擴(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.
33、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為過量空氣系數(shù)。118.擴(kuò)散燃燒:燃料是一邊蒸發(fā)與空氣混合、一邊燃燒,由于混合過程比反應(yīng)速率慢,因此燃燒速率取決于混合速率,混合過程控制了燃燒速率,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:如果混合過程比燃燒反應(yīng)要快得多
34、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:單位質(zhì)量混合氣在熱標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下完全燃燒所釋放的熱量稱為可燃混合氣質(zhì)量熱值。122.燃料低熱值:單位質(zhì)量的燃料在指定狀態(tài)(標(biāo)準(zhǔn)溫度 25,初始壓力 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
35、變?yōu)?H和變?yōu)椤H紵龝r(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、簡答四、簡答123.發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中,缸內(nèi)不斷變化的工質(zhì)對發(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。這一模式反過來又對循環(huán)效率、充量系數(shù)有重大的影響,即對動(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
36、和數(shù)量。124.簡述傳統(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;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)氣門開度,控制混合氣進(jìn)氣量來調(diào)節(jié)負(fù)荷。這種方式稱為負(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)
37、供油量來調(diào)節(jié)負(fù)荷,由于進(jìn)氣量基本不變,也就是說靠改變混和氣濃度來調(diào)節(jié)負(fù)荷,這種方式稱為負(fù)荷質(zhì)調(diào)節(jié)。125.簡述預(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 和過量空氣系數(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
38、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“有焰燃燒” ;而預(yù)混合燃燒時(shí),無碳粒燃燒問題,火焰呈均勻透明的藍(lán)色,因此也稱“無焰燃燒” 。(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)散燃燒一般無此危險(xiǎn)。126.從提高發(fā)動(dòng)機(jī)有效效率方面說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
39、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
40、.C132.C133.D134.D135.B136.B137.D138.A139.A140.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.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158.火焰?zhèn)鞑ニ俣龋夯鹧媲颁h面在法線方向上相對于未燃混合氣的移動(dòng)速度稱為火焰?zhèn)鞑ニ俣取?59.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
41、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)象稱為表面點(diǎn)火。四、簡答四、簡答161.汽油機(jī)的燃燒過程分哪幾個(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)而無大缸徑的汽油機(jī)?答案要
42、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,所以一般沒有大缸徑的汽油機(jī)。在汽車上使用的汽油機(jī)氣缸直徑常小于 100 毫米。163.簡述汽油發(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 的速度迅速向周圍傳播,缸內(nèi)壓力和溫度急劇升高。燃燒產(chǎn)生的壓力波(密波)以音速向周圍傳播,遠(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,一般來說,這些都是正常現(xiàn)象,但如果這一反應(yīng)過于迅速,則會(huì)使末端混合氣在火焰鋒面到達(dá)之前即以低溫多
43、階段方式開始自燃。由于這種著火方式類似柴油機(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。這種類似階躍的壓力變化,形成燃燒室內(nèi)往復(fù)傳播的激波,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高導(dǎo)致爆燃的產(chǎn)生。(3)火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x過長,時(shí)間過長。164.簡述汽油機(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 3000700
44、0Hz 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)過熱,氣缸蓋溫度、冷卻水溫和潤滑油溫均明顯上升。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:(1)防止燃燒室溫度過高,這包括與降低爆震同樣的方法,如降低壓縮比和減
45、小點(diǎn)火提前角等。(2)合理設(shè)計(jì)燃燒室形狀,使排氣門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)汽油,以減少重餾分形成積碳。(4)控制潤滑油消耗率,因?yàn)闈櫥腿菀自谌紵覂?nèi)形成積碳;同時(shí)應(yīng)選用成焦性較小的潤滑油。(5)有些汽油和潤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,過濃或過稀都會(huì)使循環(huán)波動(dòng)率增大,這也是稀薄燃燒汽油機(jī)須解決的主要問題。 (2)油氣混合均勻程度有重要影響,而適當(dāng)
46、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 過大,則循環(huán)波動(dòng)率增大,除合理控制殘余廢氣量之外,通過燃燒室合理設(shè)計(jì)和組織掃氣以防止火花塞周圍廢氣過濃也很重要。(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.B
47、175.B176.A177.B178.C179.B180.D二、填空二、填空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)速之比稱為穩(wěn)定調(diào)速率。198.噴油規(guī)律:在噴油過程中,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)系稱為噴油規(guī)律。199.滾流:在進(jìn)氣過程中
48、形成的繞垂直于氣缸軸線的有組織大尺寸空氣渦流稱為滾流。200.柴油機(jī)著火延遲期:從噴油器開始將燃油噴入燃燒室到氣缸壓力線與壓縮線脫離對應(yīng)的時(shí)間或曲軸轉(zhuǎn)角稱為柴油機(jī)著火落后期。四、簡答四、簡答201.對于汽油機(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,合理的燃燒過程應(yīng)作到:對于汽油機(jī)而言,著火點(diǎn)位置要適宜,燃燒持續(xù)期不過長,放熱率曲線宜先緩后急;對于柴油機(jī)則更具體為:滯燃期要縮短,速燃期不過急,緩燃期要加快,后燃期不過長。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,則燃料的物理、化學(xué)準(zhǔn)備速度加快,著火延遲期
49、會(huì)縮短;增壓壓力提高,i縮短 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ii化)(3)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加,縮短;負(fù)荷增加,縮短ii(4)燃料十六烷值提高,縮短i203.簡述壓縮比對汽油機(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):通過對理論循環(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。對柴油機(jī)而言,目前已比較大(一般在 1622),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
50、;但對汽油機(jī),目前仍不太高,一般在 610,還有提高的潛力,但對的增加受到爆燃的限制。因此對柴油機(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。對于汽油機(jī)的選取主要是考慮爆燃等因素。204.簡述放熱規(guī)律對柴油機(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eb先緩后急,即開始放熱適中,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:
51、選用合適的噴油規(guī)律,放熱開始時(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)的真空提前正好相反。五、論述五、論述206.對于電控柴油機(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)
52、: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程。噴油量的控制由噴油器的開啟時(shí)間長短和噴油壓力大小決定,噴油定時(shí)由控制電磁閥的開啟時(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):(1)噴油壓力柔性可調(diào),對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/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
53、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,且缺少潤滑油的輔助密封,引起壓縮過程中漏氣量增加;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)
54、動(dòng)較弱,這些均導(dǎo)致可燃混合氣形成速度變慢?;旌蠚庑纬伤俣群突瘜W(xué)反應(yīng)速度的降低,使著火落后期明顯拉長,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)阻力過大低溫時(shí)的潤滑油粘度大,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)速對不同類型的柴油機(jī),其起動(dòng)轉(zhuǎn)速不同。起動(dòng)轉(zhuǎn)速過低,由于
55、漏氣量增加會(huì)導(dǎo)致壓縮終點(diǎn)壓力不足;但轉(zhuǎn)速過高,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
56、。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.D220.C221.A222.C223.A224.A225.A226.D227.D228.B229.A230.D231.B232.C233.C234.B235.D236.C二、填空二、填空237.轉(zhuǎn)矩238.內(nèi)239.低240.動(dòng)力241.高于242.縱向243.不靈敏度244.較長三、名詞解釋三、名詞解釋245.調(diào)整特性:發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速和油量調(diào)節(jié)位置(汽油機(jī)為節(jié)氣門開度,柴油機(jī)是油
57、量調(diào)節(jié)桿位置)不變條件下,各種性能指標(biāo)隨調(diào)整參數(shù)而變化的規(guī)律稱為調(diào)整特性。246.柴油機(jī)負(fù)荷特性:柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速保持不變,各工況調(diào)整到最佳噴油提前角,水溫、機(jī)油溫度、機(jī)油壓力等參數(shù)保持正常穩(wěn)定的范圍,發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)隨負(fù)荷變化而變化的規(guī)律稱為柴油機(jī)的負(fù)荷特性。247.發(fā)動(dòng)機(jī)特性:指在一定條件下,發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)和特性參數(shù)隨各種可變因數(shù)的變化規(guī)律稱為發(fā)動(dòng)機(jī)特性。248.轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù):發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩外特性線上,最大轉(zhuǎn)矩與標(biāo)定功率點(diǎn)轉(zhuǎn)矩的差值與標(biāo)定轉(zhuǎn)矩之比稱為轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)。249.柴油機(jī)速度特性:油機(jī)在油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)保持不變(負(fù)荷一定) ,各工況調(diào)整到最佳噴油提前角,水溫、機(jī)油溫度、機(jī)油壓力等參數(shù)保持正常
58、穩(wěn)定的范圍,柴油機(jī)的性能指標(biāo)和特性參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律稱為柴油機(jī)的速度特性。250.轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù):發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩外特性線上,最大轉(zhuǎn)矩與標(biāo)定功率點(diǎn)轉(zhuǎn)矩之比稱為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)。251.萬有特性:發(fā)動(dòng)機(jī)各工況調(diào)整到最佳值,水溫、機(jī)油溫度等參數(shù)保持正常穩(wěn)定的范圍,發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速都變化時(shí)的性能指標(biāo)和特性參數(shù)的變化規(guī)律稱為發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性。252.標(biāo)定工況:發(fā)動(dòng)機(jī)的銘牌上規(guī)定的最大輸出功率及其對應(yīng)轉(zhuǎn)速所確定的工況稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定工況(maxePnn分) 。253.轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù):標(biāo)定轉(zhuǎn)速與外特性上最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)。nnmn254.汽油機(jī)速度特性:汽油機(jī)節(jié)氣門開度保持不變(負(fù)荷一定) ,
59、各工況調(diào)整到最佳點(diǎn)火提前角,過量空氣系數(shù)按理想值配制,水溫、機(jī)油溫度、機(jī)油壓力等參數(shù)保持正常穩(wěn)定的范圍,汽油機(jī)的性能指標(biāo)和特性參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律稱為汽油機(jī)的速度特性。255.發(fā)動(dòng)機(jī)的工況平面:以負(fù)荷和轉(zhuǎn)速為座標(biāo)的平面稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的工況平面。發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作區(qū)域可在這個(gè)平面上表示出來(分) 。256.調(diào)速特性:在調(diào)速器起作用時(shí),保持調(diào)速手柄位置一定,柴油機(jī)的性能指標(biāo)(主要指、等隨轉(zhuǎn)速tqTePebB或負(fù)荷變化的關(guān)系稱為調(diào)速特性。四、簡答四、簡答257.何謂發(fā)動(dòng)機(jī)工況?哪幾個(gè)參數(shù)可以確定一種工況?答案要點(diǎn):發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況稱為工況。發(fā)動(dòng)機(jī)兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行特征參數(shù)可以確定一種工況。汽車的運(yùn)行狀況是由速度
60、和行駛時(shí)克服的總阻力來表示的。相應(yīng)的,發(fā)動(dòng)機(jī)的工況則由轉(zhuǎn)速和曲軸輸出的功率表示。因此,一個(gè)確定的轉(zhuǎn)速()和相應(yīng)的輸出功率()就表征發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)運(yùn)行工況。neP258.柴油機(jī)標(biāo)定功率有哪幾種?說明應(yīng)用場合。答案要點(diǎn):()15 分鐘功率指發(fā)動(dòng)機(jī)可連續(xù)運(yùn)行 15min 仍保持正常狀態(tài)的最大有效功率。汽車、摩托車、摩托艇等發(fā)動(dòng)機(jī)使用最大功率的時(shí)間很短暫,多選用這種方法進(jìn)行標(biāo)定以獲得更大的動(dòng)力性能。()1 小時(shí)功率允許發(fā)動(dòng)機(jī)可正常連續(xù)運(yùn)行小時(shí)的最大有效功率。適于有較長時(shí)間重載使用的拖拉機(jī)、工程機(jī)械等發(fā)功機(jī)。()12 小別功率允許發(fā)動(dòng)機(jī)可正常連續(xù)運(yùn)行 12 小時(shí)的最大有效功率。適于連續(xù)長達(dá) 12 小時(shí)左右
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