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1、 內(nèi)燃機(jī)學(xué)思考與練習(xí)12題0第一章什么是熱機(jī)?把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能再轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器。什么是內(nèi)燃機(jī)?在機(jī)器內(nèi)部燃料燃燒釋放能量對外做出機(jī)械功的熱機(jī)。簡述大氣壓力式內(nèi)燃機(jī)的工作原理,說明為何它的效率低。最早發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)是一種大氣壓力式內(nèi)燃機(jī),其工作原理是燃料與空氣在活塞下行的上半個行程吸入氣缸,然后被火花點(diǎn)燃,在后半個行程膨脹做功,活塞上行時開始排氣行程。大氣壓力式內(nèi)燃機(jī)沒有壓縮行程,燃燒的溫度壓力低,燃?xì)鉄崮艿呐蛎洷刃?,故熱效率低。說明二沖程內(nèi)燃機(jī)的工作原理。二沖程內(nèi)燃機(jī)要兩個沖程里完成進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣這些循環(huán)動作。曲軸箱壓縮進(jìn)氣二沖程內(nèi)燃機(jī)為例,活塞從下止點(diǎn)開始向上移動時,掃氣口
2、和排氣口均處于開啟狀態(tài),新鮮充量被下行活塞壓縮,壓力提高的混合氣由掃氣口進(jìn)入氣缸,同時將缸內(nèi)廢氣由排氣口掃出?;钊^續(xù)上行,先將掃氣口覆蓋,再將排氣口關(guān)閉,掃氣過程結(jié)束?;钊^續(xù)上行,將壓縮缸內(nèi)充量,在接近上止點(diǎn)時點(diǎn)火(或噴油),燃料燃燒,燃?xì)鈮毫蜏囟燃眲∩?,在高溫高壓氣體作用下,在活塞通過上止點(diǎn)后下行膨脹做功?;钊滦兄僚艢饪?,排氣開始,在下行掃氣口打開,掃氣過程開始,直至下止點(diǎn)?;钊膬蓚€行程完成一個工作循環(huán)。說明四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作原理。四沖程循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)擁有進(jìn)氣、著火前的壓縮、燃燒膨脹與排氣交替進(jìn)行的四個活塞沖程構(gòu)成。內(nèi)燃機(jī)在進(jìn)氣行程時,進(jìn)氣門打開,活塞下行,空氣/混合氣吸入氣缸;壓
3、縮行程時,進(jìn)和排氣門關(guān)閉,活塞上行,混合氣被壓縮;在壓縮上止點(diǎn)前,燃油噴入或混合氣被點(diǎn)燃,燃燒開始;膨脹行程,燃燒產(chǎn)生的壓力推動活塞下行,對外做功;排氣行程,排氣門打開,活塞上行,把缸內(nèi)廢氣排出。說明點(diǎn)燃式和壓燃式內(nèi)燃機(jī)工作原理是的主要區(qū)別。燃料不同:汽油和柴油;燃料供給方式:趨同;著火方式不同:點(diǎn)燃和壓燃;混合氣形成和燃燒方式不同:均勻混合氣火焰?zhèn)鞑?,噴霧預(yù)混和擴(kuò)散燃燒;功率控制不同:變量調(diào)節(jié)和變質(zhì)調(diào)節(jié);壓縮比不同:汽油機(jī)低,柴油機(jī)高;有效熱效率不同:汽油機(jī)較低,柴油機(jī)較高;說明轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的工作原理。三角形轉(zhuǎn)子被安置在轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)繭形殼體中,缸體內(nèi)部空間被分成三個工作室,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動這些工作室也在
4、運(yùn)動,依次在擺線型缸體內(nèi)的不同位置完成進(jìn)氣、壓縮、燃料燃燒作功和排氣四個過程。簡要說明汽車排放物的光化學(xué)污染。日光紫外線的作用下,汽車尾氣排放的氮氧化合物和烯烴類碳?xì)浠衔锇l(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成臭氧及醛類等多種復(fù)雜的化合物,統(tǒng)稱光化學(xué)煙霧。簡要說明汽車尾氣顆粒排放與大氣霧霾的關(guān)系。霧與霾的結(jié)合稱為霧霾,其中的霾是一些細(xì)顆粒(2),是空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于2微米的可入肺顆粒物的總稱。內(nèi)燃機(jī)排氣中,特別是柴油機(jī)排氣中含有大量的細(xì)顆粒物,內(nèi)燃機(jī)尾氣中的碳?xì)浠衔锖偷趸衔锏扰欧胚€可以形成二次顆粒物。北京等大中城市中的機(jī)動車對霧霾的分擔(dān)率在左右。-Vr.第二章內(nèi)燃機(jī)的動力性指標(biāo)參數(shù)有哪些?動力性能指標(biāo)參
5、數(shù)主要有功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等,反映內(nèi)燃機(jī)的做功能力。內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)參數(shù)有哪些?內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)參數(shù)主要是指內(nèi)燃機(jī)工作過程中的燃料與潤滑油消耗率等,反映了內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性。2內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)有哪些?只要是指能內(nèi)燃機(jī)的冷起動性能、噪聲和排氣等。什么是內(nèi)燃機(jī)的示功圖?內(nèi)燃機(jī)氣缸壓力隨曲軸轉(zhuǎn)角或氣缸工作容積的變化關(guān)系稱為示功圖。其中氣缸壓力隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系一般稱為-示功圖,將氣缸壓力隨氣缸工作容積的變化關(guān)系稱為-示功圖。何謂內(nèi)燃機(jī)的指示性能指標(biāo)?內(nèi)燃機(jī)的指示性能指標(biāo)是以工質(zhì)對活塞做功為基礎(chǔ)的性能指標(biāo)。何謂內(nèi)燃機(jī)的有效性能指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)的有效性能指標(biāo)是指以曲軸對外做功為基礎(chǔ)的性能指標(biāo)。什么是
6、內(nèi)燃機(jī)的指示功和指示功率?指內(nèi)燃機(jī)完成一個工作循環(huán)工質(zhì)向活塞傳遞的有用功。指示功率則是指內(nèi)燃機(jī)單位時間內(nèi)所作的指示功。何謂平均指示壓力?它有何物理意義?平均指示壓力是指單位氣缸容積一個循環(huán)所做的指示功。從實(shí)際循環(huán)的角度評價發(fā)動機(jī)氣缸工作容積的利用率。平均指示壓力高,同樣大小的氣缸容積可以發(fā)出更大的指示功,氣缸工作容積的利用程度就高。什么是指示熱效率?指示熱效率是發(fā)動機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗的燃料熱量的比值什么是指示燃油消耗率?指示燃油消耗率是指單位指示功的耗油量。2什么是平均有效壓力?一個假想的、平均不變的壓力作用在活塞頂上,使活塞移動一個行程所做的功等于每循環(huán)所做的有效功。平均有效壓力值反映
7、了單位氣缸工作容積輸出轉(zhuǎn)矩的大小,是一個與發(fā)動機(jī)排量無關(guān)的衡量發(fā)動機(jī)動力性能的一個重要參數(shù)。2什么是升功率?在額定工況下,發(fā)動機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率。升功率反映的是對氣缸工作容積的利用率或強(qiáng)化程度的總評價。平均有效壓力和升功率在作為評定發(fā)動機(jī)的動力性能方面有何區(qū)別?都反映了單位氣缸工作容積的做功能力,但平均有效壓力表示的是輸出轉(zhuǎn)矩,而升功率是指(標(biāo)定工況下的)功率,除了和轉(zhuǎn)矩有關(guān)外還和發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)。3何謂有效熱效率?有效熱效率是實(shí)際循環(huán)的有效功與所消耗燃料熱量的比值何謂有效燃油消耗率?是指單位有效功的耗油量,是油耗量與功率的比,通常以表示。影響有效燃油消耗率的因素有哪些?降低的
8、途徑有哪些?有效燃油消耗率與內(nèi)燃機(jī)的指示熱效率和機(jī)械效率的積成反比,因此,凡是提高內(nèi)燃機(jī)指示熱效率和機(jī)械效率的措施均能降低內(nèi)燃機(jī)的燃油消耗率。降低的途徑重要的有:燃燒過程的優(yōu)化;小型化和低速化;包括增壓在內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)的廢熱再利用;還及潤滑系統(tǒng)的低摩擦技術(shù)等。充量系數(shù)的定義是什么?它反映了發(fā)動機(jī)哪些方面性能的好壞?把內(nèi)燃機(jī)每缸每循環(huán)吸入氣缸的空氣量換算成進(jìn)氣管狀態(tài)的體積與其活塞排量的比稱為充量系數(shù)。充量系數(shù)表征了內(nèi)燃機(jī)實(shí)際換氣過程進(jìn)行的完善程度,主要表現(xiàn)了配氣正時、進(jìn)排氣系統(tǒng)的流通阻力及泵氣損失等。分析提高發(fā)動機(jī)升功率的途徑。依據(jù)升功率的表達(dá)式,提高發(fā)動機(jī)升功率的方法有:增壓;改善燃燒提高知識熱效
9、率;提高進(jìn)行效率;降低進(jìn)排氣系統(tǒng)阻力,提高充量系數(shù);提高轉(zhuǎn)速;采用二沖程。內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械效率是如何定義的?內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械損失由哪些部分組成?內(nèi)燃機(jī)的有效功率與指示功率之比()將新鮮充量吸入氣缸和將燃?xì)馀懦龈淄馑牡臋C(jī)械功;()克服各種摩擦所消耗的機(jī)械功;(3)驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所必須的附件功耗。-Vr.第三章何謂內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)?與實(shí)際循環(huán)相比,理論循環(huán)主要做了哪些簡化?通常根據(jù)內(nèi)燃機(jī)所使用的燃料、混合氣形成方式、缸內(nèi)燃燒過程(加熱方式)等特點(diǎn),把火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的實(shí)際循環(huán)簡化為等容加熱循環(huán),把壓燃式柴油機(jī)的實(shí)際循環(huán)簡化為等壓加熱循環(huán)或混合加熱循環(huán),這些工作循環(huán)稱為內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)。理論循環(huán)的假設(shè)
10、有:)把壓縮和膨脹過程簡化成理想的絕熱可逆的等熵過程,忽略工質(zhì)與外界的熱量交換及其泄漏等的影響。)將燃燒過程簡化為可逆的等容、等壓或混合加熱方式從高溫?zé)嵩次鼰?;將排氣過程簡化為向低溫?zé)嵩纯赡娴牡热莘艧徇^程。3)忽略發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣過程,從而將循環(huán)簡化為一個閉口循環(huán)。)以空氣為工質(zhì),并視為理想氣體,在整個循環(huán)中工質(zhì)物理及化學(xué)性質(zhì)保持不變,比熱容為常數(shù)。內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)相比存在哪些損失?工質(zhì)的影響,傳熱損失,換氣損失,由于燃燒速度的有限性和不完全燃燒損失造成的燃燒損失試分析提高內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)效率的方法。)提高壓縮比)增大壓力升高比)減小初期膨脹比四沖程內(nèi)燃機(jī)換氣過程分哪幾個階段?四沖程內(nèi)燃機(jī)
11、換氣過程可分為排氣、氣門疊開、進(jìn)氣三個階。試分析四沖程內(nèi)燃機(jī)自由排氣的重要性。按燃?xì)鈱钊淖饔茫艢膺^程可分為自由排氣和強(qiáng)制排氣兩個階段。自由排氣過程可能出現(xiàn)超臨界排氣和亞臨界排氣兩種方式。自由排氣階段缸內(nèi)氣體雖然對活塞做功,但造成了膨脹損失。在活塞通過下止點(diǎn)后向上止點(diǎn)運(yùn)動,活塞推動缸內(nèi)氣體,強(qiáng)制排出機(jī)外,需要消耗發(fā)動機(jī)的有效功。考慮到超臨界排氣量只與排氣流通面積和時間有關(guān),滿足使膨脹損失和活塞強(qiáng)制排氣功最小及缸內(nèi)殘余廢氣比例要求是自由排氣正時設(shè)計(jì)的依據(jù)。4何謂四沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣損失?發(fā)動機(jī)實(shí)際的換氣過程卻存在因?yàn)榕艢忾T早開所造成的膨脹損失,流動阻力造成的活塞強(qiáng)制排氣的推出損失和吸氣過程的進(jìn)
12、氣損失,這些與理論循環(huán)相比所所產(chǎn)生的功的損失統(tǒng)稱為換氣損失。何謂泵氣損失?四沖程內(nèi)燃機(jī)由進(jìn)氣沖程和排氣沖程構(gòu)成的進(jìn)排氣過程稱為泵氣過程。與理論循環(huán)相比,實(shí)際循環(huán)的泵氣過程造成的有用功的減小叫泵氣損失。何謂泵氣功?泵氣功則是指泵氣過程缸內(nèi)氣體工質(zhì)對活塞所做的功??勺冋龝r的配氣系統(tǒng)對進(jìn)氣節(jié)流的汽油機(jī)性能改善的作用有哪些?各種負(fù)荷工況下,減小進(jìn)排氣損失,減少泵氣損失;變缸內(nèi)氣體流動狀態(tài)和實(shí)現(xiàn)內(nèi)部等,改善燃燒提和降低排放;全負(fù)荷工況提高充量系數(shù),增強(qiáng)動力性。什么是內(nèi)燃機(jī)的增壓?為了提高內(nèi)燃機(jī)的動力性,使空氣在進(jìn)入氣缸前得到壓縮以提高進(jìn)氣壓力(密度)的方法稱為增壓。內(nèi)燃機(jī)增壓的方法有哪些?內(nèi)燃機(jī)的增壓主
13、要有機(jī)械增壓和排氣渦輪增壓及其組合多種方式。4內(nèi)燃機(jī)的排氣渦輪增壓器有幾類,各應(yīng)用于什么場合?可以分為徑流式渦輪增壓器和軸流式渦輪增壓器兩大類。一般大型柴油機(jī)多米用軸流式,以滿足大流量、咼效率的要求。對于車用發(fā)動機(jī)多米用徑流式,以適應(yīng)咼轉(zhuǎn)速及較咼響應(yīng)性能的要求。4何謂壓氣機(jī)的流量特性?在轉(zhuǎn)速一定的條件下獲得的壓氣機(jī)壓比和效率隨壓氣機(jī)流量的變化關(guān)系稱為壓氣機(jī)的流量特性。何謂壓氣機(jī)的喘振?產(chǎn)生原因是什么?一定轉(zhuǎn)速下,當(dāng)壓比高而空氣流量太小時,壓氣機(jī)進(jìn)口空氣流量的變得不穩(wěn)定或者出現(xiàn)震蕩狀態(tài),這種現(xiàn)象叫做喘振。當(dāng)流量較小時,在壓氣機(jī)葉輪通道入口處,氣流與壁面的分離擴(kuò)展到整個葉片通道,使高壓氣體回流,造
14、成空氣的壓力和流量的震蕩,產(chǎn)生喘振。壓氣機(jī)的堵塞及產(chǎn)生的原因是什么?一定轉(zhuǎn)速下,當(dāng)流量超過一定數(shù)值后,壓氣機(jī)的壓比和效率均急速下降,而流量卻不會再增加,這一現(xiàn)象稱為壓氣機(jī)的堵塞。產(chǎn)生壓氣機(jī)堵塞的原因是通道中某個截面上的氣流速度達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲伲ㄅR界狀態(tài)),從而限制了流量的增加。排氣能量如何在徑流渦輪機(jī)中轉(zhuǎn)換的內(nèi)燃機(jī)高溫排氣流過噴嘴環(huán)漸縮通道時被加速,壓力、溫度下降,一部分排氣能量轉(zhuǎn)化為氣流的動能。排氣進(jìn)入工作葉輪后繼續(xù)膨脹,在向心流動的過程中繼續(xù)被加速,將排氣的能量轉(zhuǎn)化為推動葉輪旋轉(zhuǎn)的軸功。55試分析內(nèi)燃機(jī)增壓過程中的能量平衡關(guān)系a壓氣機(jī)的功耗:面積系壓縮進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的空氣所需的能量,面積則為
15、壓縮掃氣空氣所需的能量排氣總能量:排氣能量,面積5;掃氣能量,面積;活塞強(qiáng)制推出功,面積5渦輪和壓氣機(jī)的能量平衡:排氣總能量渦輪機(jī)效率增壓器的機(jī)械效率壓氣機(jī)的功耗實(shí)際上,渦輪前的可用能量與卩的乘積才是渦輪機(jī)對壓氣機(jī)所給出的功,壓氣機(jī)所消耗的功是面積除以壓氣機(jī)效率匕和整個眈。二者在穩(wěn)態(tài)工況下取得平衡。第四章如何評價汽油的蒸發(fā)性?汽油由液體狀態(tài)轉(zhuǎn)化為氣體狀態(tài)的性能稱為汽油的蒸發(fā)性。評價汽油蒸發(fā)性的指標(biāo)有餾程與蒸氣壓。所謂的餾程是指在石油產(chǎn)品常壓蒸餾特性測定法規(guī)定的條件下,一定溫度范圍內(nèi)可能蒸餾出來的油品數(shù)量和溫度的標(biāo)示。反映汽油在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)汽化與空氣混合形成可燃混合氣的情況難易。在規(guī)定條件下油品
16、在適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)裝置中氣液兩相達(dá)到平衡時的蒸氣壓力稱為蒸氣壓??捎糜谠u價冷起動低溫條件下的油氣混合情況。何謂汽油的辛烷值?如何評價?汽油的辛烷值是汽油燃料對于發(fā)動機(jī)抵抗爆震燃燒能力的參數(shù)表達(dá)值。在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下、在專門的單缸發(fā)動機(jī)上,調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷與正庚烷的混合比例,使標(biāo)準(zhǔn)燃料產(chǎn)生的爆震強(qiáng)度與所試燃料的爆震強(qiáng)度相同,則標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷所占的體積百分?jǐn)?shù)即為所試油料的辛烷值。何謂柴油的十六烷值?如何評價?柴油的十六烷值是在發(fā)動機(jī)中壓燃著火特性的參數(shù)表達(dá)值。柴油的十六烷值是在試驗(yàn)發(fā)動機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)操作條件下,將著火性質(zhì)與已知十六烷值的標(biāo)準(zhǔn)燃料的著火性質(zhì)進(jìn)行比較來測定的。何謂生物柴油?生物油脂經(jīng)酯交換反應(yīng)
17、制取的脂肪酸單脂稱為生物柴油。何謂化學(xué)計(jì)量空燃比?當(dāng)燃料在空氣中燃燒時,一定質(zhì)量空氣中的氧剛好使一定質(zhì)量的燃料完全燃燒,將碳?xì)淙剂现兴械奶?、氫完全氧化成二氧化碳和水,則此時的空氣與燃料的質(zhì)量比稱為該燃料燃燒的化學(xué)計(jì)量空燃比,或簡稱理論空燃比。何謂燃料的熱值?在標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下(,),每千克燃料完全燃燒所放出的熱量稱為燃料的熱值。對于含有氫元素的燃料,若燃燒生成的水以蒸汽狀態(tài)存在,在這種條件下獲得的熱值稱為燃料的低熱值,反之,若將水蒸汽冷凝成液態(tài)的水,由于水蒸汽要釋放出汽化潛熱,所測量的燃料熱值就高,稱之為高熱值。什么是燃料的全生命周期評價?燃料的生命周期評價是指對能源的開采、加工,燃料的生產(chǎn)、
18、運(yùn)輸,車輛使用過程中燃料的消耗,直至車輛報(bào)廢后的后處理全過程的環(huán)境影響的一種評價。燃料的生命周期評價可歸納為燃料上游、燃料使用(車輛運(yùn)行)和車輛制造與處理三個部分。-j-*Vr.第五章何謂進(jìn)氣渦流?進(jìn)氣渦流是指在進(jìn)氣過程中形成的繞氣缸軸線有組織的氣流運(yùn)動。進(jìn)氣渦流是如何形成的?切向氣道形狀比較平直,在氣門座前收縮,以提高氣流速度并引導(dǎo)進(jìn)氣以氣道方向進(jìn)入氣缸,再在氣缸套壁面的導(dǎo)流作用下,形成繞氣缸軸線的進(jìn)氣渦流。螺旋氣道是將氣門上方的進(jìn)氣道做成螺旋形狀,使氣流在此螺旋氣道內(nèi)就具有一定的繞氣門中心的動量矩。具有一定動量矩的進(jìn)氣進(jìn)入氣缸后,進(jìn)氣旋渦不斷向外擴(kuò)展,到倍缸徑處形成繞氣缸軸線旋轉(zhuǎn)的渦流運(yùn)動
19、。影響進(jìn)氣渦流大小的主要因素是什么?是進(jìn)氣道形狀和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。進(jìn)氣渦流對燃燒過程的影響有哪幾個方面?進(jìn)氣渦流可以持續(xù)到燃燒膨脹過程,因而對:燃油噴射霧化及其與空氣的混合產(chǎn)生重要的影響;對擴(kuò)散燃燒過程有重要的影響;對柴油機(jī)的排放有重要的影響;對傳熱有主要的影響7實(shí)際柴油機(jī)中進(jìn)氣渦流的組織方法有哪幾種?柴油機(jī)的進(jìn)氣道有直氣道、螺旋氣道和切向氣道三種,用于組織進(jìn)氣渦流的氣道是螺旋氣道和切向氣道。在4氣門結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)中,一般使用螺旋氣道在前切向氣道在后的方式產(chǎn)生進(jìn)氣渦流。氣道的評定有哪些方法?穩(wěn)流氣道試驗(yàn)臺的方法和發(fā)動機(jī)的性能試驗(yàn)。穩(wěn)流氣道試驗(yàn)評價的參數(shù)有哪些?通過一定壓差條件下,在不冋的氣門升程下測
20、量進(jìn)氣流量和渦輪葉片轉(zhuǎn)速或進(jìn)氣的角動量矩,計(jì)算試驗(yàn)氣道的流量系數(shù)和渦流比,反映了氣道的流動阻力和渦流的成能力。何謂擠流?在發(fā)動機(jī)的壓縮過程后期,活塞表面的某一部分和氣缸蓋底面彼此靠近時所產(chǎn)生的徑向或橫向氣流運(yùn)動稱為擠流。1何謂逆擠流?與擠流相反,當(dāng)活塞下行時,燃燒室中的氣體產(chǎn)生向外的膨脹流動稱為逆擠流。2影響擠流大小因素有哪些?主要由擠氣面積和擠氣間隙的大小決定。3內(nèi)燃機(jī)中擠流有何作用?柴油機(jī)的燃燒室一般加工在活塞頂內(nèi)在活塞的壓縮行程后期,大量氣體被壓入燃燒室內(nèi),形成強(qiáng)度較高的壓縮擠流,這有利于油束的擴(kuò)散與混合。而當(dāng)活塞通過上止點(diǎn)下行后,逆擠流則幫助燃燒室內(nèi)的混合氣流出,進(jìn)一步促進(jìn)了與空氣的混
21、合和燃燒?,F(xiàn)代汽油機(jī)多采用蓬頂形的燃燒室,通常采用較弱的擠流運(yùn)動來增強(qiáng)燃燒室內(nèi)的湍流強(qiáng)度,促進(jìn)混合氣的快速燃燒。汽油機(jī)更加重視滾流破碎的方式,提高燃燒過程的湍流強(qiáng)度,促進(jìn)缸內(nèi)燃燒過程。4試說明內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)氣體湍流能量耗散過程。內(nèi)燃機(jī)在進(jìn)氣過程中,進(jìn)氣射流在燃燒室壁面的作用下形成氣缸直徑相當(dāng)?shù)拇蟪叨蠕鰷u,大尺度的漩渦破裂后形成小尺度漩渦。大尺度的旋渦不斷地從主流獲得能量,通過漩渦間的相互作用,能量逐漸向小的漩渦傳遞,最終在流體粘性的作用,隨著小尺度渦的不斷消失而耗散。在燃燒室壁面邊界作用、燃燒擾動及速度梯度等作用下,又不斷產(chǎn)生新的小尺度的渦。汽油機(jī)混合氣空燃比是如何確定的?為了獲得良好的運(yùn)轉(zhuǎn)特性,
22、發(fā)動機(jī)的空燃比在怠速工況時應(yīng)控制在112,在中低負(fù)荷運(yùn)行時的經(jīng)濟(jì)混合氣的空燃比在117,而當(dāng)發(fā)動機(jī)在進(jìn)氣門接近全開時,為保證動力性,應(yīng)該提供空燃比在1214的功率混合氣。但是,為使燃用均質(zhì)混合氣的車用汽油機(jī)的排放達(dá)標(biāo),必須使用三效催化轉(zhuǎn)化器對排氣中的、和進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化,需要在絕大部分工況下控制混合氣的空燃比在化學(xué)計(jì)量比附近。汽油噴油器的選擇原則是什么?對于某一噴油器而言,其噴孔流通面積和流通特性是一定的,當(dāng)加在噴孔前后的壓差一定時,其最小和最大供油量應(yīng)滿足發(fā)動機(jī)的使用工況要求,且通常二者之比為。為了保證各缸的均勻性,噴嘴的穩(wěn)態(tài)噴油量誤差應(yīng)該控制在以內(nèi)。簡要描述汽油機(jī)氧傳感器的工作原理。常用的窄域
23、氧傳感器有氧化鋯式和氧化鈦式兩種。氧化鋯式氧傳感器利用與空氣導(dǎo)通的內(nèi)側(cè)與接觸排氣的外側(cè)氧離子濃度差產(chǎn)生的電池電壓測量混合氣的濃度。在溫度超過C時,混合氣稍濃時氧傳感器產(chǎn)生約8的高電壓信號,當(dāng)混合氣稍稀時產(chǎn)生約的低電壓信號,平均值約。半導(dǎo)體型氧化鈦式氧傳感器的工作原理,其在高溫富養(yǎng)時呈電阻狀態(tài),貧氧時呈低電阻導(dǎo)通狀態(tài)。通過一個的穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì),可產(chǎn)生同氧化鋯式氧傳感器相當(dāng)?shù)碾妷禾匦暂敵觥?汽油機(jī)為何要進(jìn)行空燃比的閉環(huán)控制?為滿足排放控制的要求,現(xiàn)代汽車普遍在發(fā)動機(jī)排氣總管后加裝三效催化轉(zhuǎn)化器。三效催化轉(zhuǎn)化器是在化學(xué)計(jì)量空燃比為中心的某一狹小范圍內(nèi)同時使、氧化和還原的高效凈化裝置。因此使用三效催化轉(zhuǎn)
24、換器時,必須在盡可能多的工況下,精確控制空燃比在化學(xué)計(jì)量空燃比附近很窄的范圍內(nèi)。無論是基于模型還是基于控制的發(fā)動機(jī)空燃比,由于各種誤差的存在,試比較低壓氣道噴射和高壓缸內(nèi)直噴的優(yōu)缺點(diǎn)。汽油機(jī)氣道噴射存在噴射壓力低、壁面油膜等,不利于發(fā)動機(jī)的瞬態(tài)過程控制。結(jié)構(gòu)簡單,成本低。采用汽油缸內(nèi)直噴就是將汽油以較高的壓力直接噴入氣缸,借助高壓噴射霧化以及缸內(nèi)空氣運(yùn)動形成可燃混合氣,具有響應(yīng)迅速,冷起動性能好等優(yōu)點(diǎn)。燃油系統(tǒng)復(fù)雜,成本高,易產(chǎn)生顆粒排放。常見的汽油分層燃燒系統(tǒng)有哪幾種組織方式?按照混合氣形成特點(diǎn)可以分為噴霧主導(dǎo)型、噴霧配合燃燒室壁面形狀的壁面導(dǎo)流型和空氣導(dǎo)流型三類。何謂著火界限?在一定的溫度
25、、壓力及散熱程度下,存在著一個著火濃度界限,過濃的混合氣由于缺乏氧氣燃燒不完全,放熱量少,過稀的混合氣因其熱值低,放出的熱量少,因而均不能形成火焰?zhèn)鞑?。要使混合氣正常著火燃燒,必須保證混合氣濃度在稀限與濃限之間,這兩個混合氣濃度界限稱為著火界限?;鸹c(diǎn)火的火核生成哪個階段?火花點(diǎn)火過程可以分為擊穿階段、電弧階段和輝光放電三個階段。火焰?zhèn)鞑ラ_始于電弧階段。何謂層流火焰?zhèn)鞑ニ俣??假定在一絕熱圓管內(nèi),可燃混合氣以的速度流動,能夠使與管子軸線垂直平面狀的火焰前鋒面固定不動,這個氣流速度就是層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?。簡?計(jì)算汽油機(jī)放熱規(guī)律的方法。按照一定的曲軸轉(zhuǎn)角間隔利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集氣缸壓力,壓力升高是由
26、活塞運(yùn)動導(dǎo)致氣缸容積改變而引起的壓力變化和缸內(nèi)氣體燃燒引起的壓力升高組成。通過計(jì)算間隔內(nèi)的活塞運(yùn)動導(dǎo)致的氣缸容積改變而引起的壓力變化,從而確定由燃燒引起的壓力升高,并假定與它與燃料燃燒量成正比。這樣,累積整個燃燒期內(nèi)各計(jì)算間隔的已燃燃料質(zhì)量,就可以求出已燃質(zhì)量分?jǐn)?shù)的燃燒放熱規(guī)律汽油機(jī)缸內(nèi)燃燒過程各階段是如何劃分的?汽油機(jī)缸內(nèi)的燃燒過程劃分為的火焰發(fā)展期,9的快速燃燒期和9以后的后燃期三個階段。何謂汽油機(jī)燃燒過程的火焰發(fā)展期?火焰發(fā)展期是指從火花塞跳火到形成火焰中心這一時間階段或曲軸轉(zhuǎn)角。在電弧階段火焰?zhèn)鞑ルm然已經(jīng)開始,但此時的火焰?zhèn)鞑ゲ⒉环€(wěn)定,受點(diǎn)火能量影響也比較大,且放熱對缸內(nèi)壓力幾乎沒有影
27、響。只有當(dāng)火核增大到一定程度,燃燒了相當(dāng)數(shù)量的混合氣后,缸內(nèi)壓力才能出現(xiàn)與倒拖壓力線明顯的改變,一般將已燃質(zhì)量所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角作為火焰發(fā)展期的終點(diǎn)。如何調(diào)節(jié)汽油機(jī)燃燒過程的火焰發(fā)展期?火焰發(fā)展期是由點(diǎn)火提前角來調(diào)整的??焖偃紵诮Y(jié)束的標(biāo)志是什么快速燃燒期是指到9混合氣燃燒所對應(yīng)的時間或曲軸轉(zhuǎn)角?;鹧?zhèn)鞅檎麄€燃燒室,放熱率驟然下降為快速燃燒期結(jié)束的標(biāo)志。9何謂汽油機(jī)的點(diǎn)火提前角特性?保持汽油機(jī)節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速以及混合氣濃度一定,發(fā)動機(jī)的功率、燃油消耗率等隨點(diǎn)火提前角的變化稱為汽油機(jī)點(diǎn)火提前特性。何謂最佳點(diǎn)火提前角?對于發(fā)動機(jī)每一工況,都存在一個最小的點(diǎn)火提前角,使發(fā)動機(jī)功率最大,燃油消耗率最低,
28、而不發(fā)生嚴(yán)重的爆震,這個點(diǎn)火提前角稱為最佳點(diǎn)火提前角(,)試分析發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速對點(diǎn)火提前角的影響?在節(jié)氣門開度一定的條件下,當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時,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,因而以曲軸轉(zhuǎn)角計(jì)的快速燃燒期變化不大。轉(zhuǎn)速升高使進(jìn)排氣流動阻力增加,導(dǎo)致缸內(nèi)混合氣殘余廢氣系數(shù)增加,使火焰發(fā)展期變長,因此需要隨轉(zhuǎn)速的升高適當(dāng)增大點(diǎn)火提前角。試分析發(fā)動機(jī)負(fù)荷對對點(diǎn)火提前角的影響?汽油機(jī)是通過改變節(jié)氣門開度,調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的混合氣量來滿足不同的轉(zhuǎn)矩需求。當(dāng)節(jié)氣門關(guān)小時,充量系數(shù)下降,使殘余廢氣系數(shù)增加,火焰發(fā)展期增加,此時由于火焰?zhèn)鞑ニ俾氏陆?,還使得燃燒持續(xù)期延長,因此當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一定時,隨著負(fù)荷
29、的減小,最佳點(diǎn)火正時要提前。何謂汽油機(jī)的循環(huán)變動?采集點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)的缸內(nèi)壓力可以發(fā)現(xiàn),即使是在穩(wěn)定工況下運(yùn)行,連續(xù)的不同循環(huán)之間及多缸機(jī)不同氣缸之間的缸內(nèi)壓力時間歷程各不相同,這一現(xiàn)象稱為點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)的循環(huán)變動。循環(huán)變動產(chǎn)生的原因是什么?可以細(xì)分為以下個方面的原因:1氣缸內(nèi)氣體運(yùn)動狀況的循環(huán)變動。在進(jìn)氣過程中形成的不同尺度的湍流是不規(guī)則的,特別是在湍流火焰?zhèn)鞑ミ^程,火焰前鋒面的不穩(wěn)定性進(jìn)一步促進(jìn)了缸內(nèi)氣體湍流運(yùn)動強(qiáng)度的變化,使火焰向整個燃燒室發(fā)展的進(jìn)程以及燃燒速率等隨之發(fā)生較大變動。氣缸內(nèi)混合氣成分和量的循環(huán)變動。由于發(fā)動機(jī)咼速運(yùn)彳丁,空氣、燃料、和殘余廢氣不可能在每一缸的每一循環(huán)都相同,由此
30、造成燃燒過程的循環(huán)變動。)火核形成及燃燒過程的循環(huán)變動。氣缸內(nèi)必然存在混合氣成分的不均勻,使點(diǎn)火時刻火花塞電極間隙附近混合氣成分不同,影響到早期火焰中心的形成和后期的火焰發(fā)展傳播,造成循環(huán)變動。循環(huán)變動對點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)性能的不利影響有哪些?1)即使是最佳點(diǎn)火正時,也不保證對每個循環(huán)均是最佳,因此影響發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性等性能。)潛在的影響發(fā)動機(jī)的壓縮比和燃料辛烷值的選用。循環(huán)變動極端情況下,如燃燒速度快的早火循環(huán),有可能導(dǎo)致爆震等不正常燃燒的發(fā)生,發(fā)動機(jī)因此必須選用較低的壓縮比或提高使用燃料的辛烷值。相反的,對于燃燒速度慢的晚火循環(huán),則影響發(fā)動機(jī)的率或稀燃空燃比的設(shè)計(jì)等。)循環(huán)變動還易導(dǎo)致較高
31、的排氣污染。對于燃燒快的循環(huán),將增加排放,而對于燃燒慢的循環(huán),將增加和的排放。)循環(huán)變動使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生波動,使車輛的驅(qū)動性能變差。何謂汽油機(jī)的爆震燃燒?一定空燃比的混合氣在超過某一溫度后,經(jīng)過一段時間的感應(yīng)期后,活化分子的積累使反應(yīng)速度加快,就會產(chǎn)生自燃。汽油機(jī)的爆震燃燒是一部分末端混合氣在正常傳播的火焰前鋒達(dá)到之前發(fā)生的自燃。汽油機(jī)的爆震燃燒有什么特征?氣缸壓力高頻大幅波動。自燃的火焰?zhèn)鞑ニ俣群芨撸鹧媲颁h形狀變化急劇??焖僮匀嫉娜紵艧釋?dǎo)致局部溫度和壓力的陡升,產(chǎn)生沖擊波,并進(jìn)一步促進(jìn)了末端混合氣的自燃。沖擊波在燃燒室內(nèi)傳播、反射,導(dǎo)致了缸內(nèi)壓力的大幅波動,同時產(chǎn)生了如同金屬
32、敲擊般的聲音,故汽油機(jī)爆震燃燒被形象的稱為敲缸。爆震燃燒對發(fā)動機(jī)有哪些危害?(1)發(fā)動機(jī)功率下降,運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)。雖然在輕微爆燃時,快速燃燒期縮短,燃燒過程的定容度提高,使發(fā)動機(jī)功率和效率略有提高,但當(dāng)發(fā)生強(qiáng)烈爆燃時,沖擊波造成的壓力震蕩并不對外發(fā)出功率,反而使發(fā)動機(jī)功率下降,工作不穩(wěn)。()發(fā)動機(jī)溫度升高,冷卻損失增加。爆震時產(chǎn)生的壓力波對燃燒室表面的附面層造成了破壞,使傳熱量激增,這樣一方面是發(fā)動機(jī)的零部件的溫度水平,另一方面還使大量的熱量從壁面流向冷卻系統(tǒng),造成冷卻系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)和帶走的熱量增加。潤滑系統(tǒng)的過熱、部零件因溫升變形過大,將導(dǎo)致運(yùn)動件磨損加劇。()發(fā)動機(jī)內(nèi)部零部件的損毀。爆震燃燒使氣缸蓋
33、、活塞頂面處邊界層破壞,傳熱增加,零部件的溫度上升,局部過熱和爆震燃燒相互促進(jìn),最終導(dǎo)致輕合金的氣缸蓋、活塞的破壞。()發(fā)動機(jī)內(nèi)部積炭和排放的增加。爆震燃燒時的溫度很高,引起燃料和燃燒產(chǎn)物加速離解,排氣因?yàn)轭w粒析出而呈現(xiàn)黑煙狀,缸內(nèi)形成積碳等。如何控制汽油機(jī)的爆震燃燒?發(fā)動機(jī)的壓縮比;燃燒室形狀;火花塞位置;氣道結(jié)構(gòu)及滾流性能;氣缸蓋的冷卻;燃料的辛烷值;發(fā)動機(jī)運(yùn)行過程中點(diǎn)火提前角的控制何謂汽油機(jī)的低速早燃爆震?汽油機(jī)高增壓及提高壓縮比后,在低速高負(fù)荷工況下,混合氣在火花點(diǎn)火之前發(fā)生自燃燃燒,產(chǎn)生了比末端混合氣自燃形成的爆震更高的爆震燃燒現(xiàn)象。由于峰值壓力甚至可超過,壓力震蕩幅度可超過因此也有
34、叫做超級爆震。1低速早燃爆震燃燒有什么特點(diǎn)?(1)早燃爆震和正常燃燒循環(huán)之間的轉(zhuǎn)換沒有先兆,是隨機(jī)的;()早燃爆震循環(huán)壓力過程也是不相同的,沒有重復(fù)性;()早燃爆震循環(huán)次數(shù)及間隔沒有規(guī)律,通常是一次出現(xiàn),則可能間隔著連續(xù)出現(xiàn)數(shù)次,總的頻率在萬分之幾。低速早燃爆震產(chǎn)生的原因是什么?(1)燃燒室內(nèi)的熾熱點(diǎn);()通過油環(huán)上竄的潤滑油;()燃燒室沉積物;()汽油噴霧飛濺到缸套上的燃油。油滴著火需要什么條件?1形成的燃料蒸氣與空氣的比例要在著火界限內(nèi)??扇蓟旌蠚鉁囟缺仨氝_(dá)到某一臨界溫度。柴油機(jī)中燃料的自燃著火溫度與十六烷值有什么關(guān)系?通常把燃料不用外部點(diǎn)燃而能自己著火的最低溫度稱為自燃溫度。壓燃式內(nèi)燃機(jī)
35、燃料的著火特性用十六烷值來定義。當(dāng)十六烷值小于時自燃溫度隨十六烷值降低陡然上升表明燃料的自燃性能明顯變差;另一方面當(dāng)十六烷值大于時隨著十六烷值增加自燃溫度降低程很少。因此,現(xiàn)在柴油燃料的十六烷值要求在左右。試述柴油機(jī)噴霧油束著火過程。自然吸氣柴油機(jī)正常工作時,燃料的噴射溫度大約C,而缸內(nèi)的空氣在壓縮上止點(diǎn)時的狀態(tài)大致為壓力、溫度C、密度1。低溫燃油噴入高溫空氣環(huán)境后(:),隨著油束射程的增加,越來越多的熱空氣被卷吸進(jìn)入,燃油被加熱蒸發(fā),形成一個蒸汽空氣混合物的外鞘,包圍在油束的外圍。熱空氣的卷入使燃油蒸發(fā),油束達(dá)到一個有限的油束射程后不再增加,而在液態(tài)油束的下游,逐步形成一個氣態(tài)燃油與空氣的良
36、好混合,當(dāng)量比在之間。這些氣態(tài)產(chǎn)物處于油束的頭部,移動速度變慢,被后續(xù)噴霧推開并重新被卷入,形成蘑菇狀頭部。在噴霧發(fā)展到時,油束的外鞘出現(xiàn)化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象,并向頭部轉(zhuǎn)移,時化學(xué)發(fā)光就已經(jīng)在整個油束頭部出現(xiàn),亮度逐步增強(qiáng),大約在合后,通常所說的預(yù)混燃燒開始,放熱率和壓力升咼率激增,使溫度進(jìn)一步升咼到1-1。與此同時,磨菇狀頭部外圍邊界與周圍的熱空氣發(fā)生擴(kuò)散燃燒,內(nèi)部預(yù)混燃燒產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動,形成湍流渦,促進(jìn)了蘑菇頭混合氣的擴(kuò)散燃燒。柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒過程可分哪幾個階段?按柴油機(jī)瞬時放熱率特征,柴油機(jī)跟燃燒過程可分為滯燃期、預(yù)混燃燒期和擴(kuò)散燃燒期三個階段。何謂柴油機(jī)燃燒過程的滯燃期從針閥升起噴油開始到通過缸
37、壓計(jì)算到顯性放熱為止的這一段時間或曲軸轉(zhuǎn)角稱為滯燃期。何謂柴油機(jī)燃燒過程的預(yù)混燃燒期在滯燃期內(nèi)液態(tài)油束下游的蘑菇頭的內(nèi)部,氣態(tài)燃油與空氣已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了良好的混合,當(dāng)量比在2之間,經(jīng)過焰前反應(yīng)的準(zhǔn)備,燃燒反應(yīng)加劇和放熱陡升的這樣一個燃燒階段。柴油機(jī)的擴(kuò)散燃燒有什么特點(diǎn)?油束外圍蒸汽空氣混合物的外鞘與空氣接觸面一層非常薄的區(qū)域進(jìn)行。接近化學(xué)計(jì)量比混合氣燃燒,溫度高。參與燃燒的主要是預(yù)混燃燒顆粒及其前驅(qū)物等中間產(chǎn)物為主,但燃料較少。油束頭部湍流狀態(tài)對擴(kuò)散燃燒有重要的影響。100.內(nèi)燃機(jī)的氣態(tài)排放物主要有哪幾種?二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、未燃碳?xì)浠衔铮–)和氮氧化物O。101.內(nèi)燃機(jī)顆粒物的
38、危害在哪里?內(nèi)燃機(jī)燃燒過程中,燃料在高溫高壓環(huán)境下會發(fā)生裂解、脫氫,最后生成碳煙粒子。2.本身具有穿透能力,危害人們的健康。這些碳煙粒子在降溫過程中會吸附一些,它們具有致癌畸變作用。增加霧霾和影響能見度。102.簡述一氧化碳生成機(jī)理。一氧化碳含碳燃料在燃燒過程中生成的主要中間產(chǎn)物。如果反應(yīng)氣的氧濃度、溫度足夠高,化學(xué)反應(yīng)的時間足夠長,CO就會氧化成為CO2。相反,如果這個條件不具備,就會造成CO排放。10.簡述汽油機(jī)CO排放規(guī)律。汽油機(jī)CO排放的主要因素是可燃混合氣的過量空氣系數(shù)。a在濃混合氣中(1),,始終很小,只有在1.01.1aCOa時,,隨有較復(fù)雜的變化。COa10.簡述柴油機(jī)的CO排
39、放規(guī)律。壓燃式發(fā)動機(jī)的燃燒特征是燃料與空氣混合不均勻,其平均宏觀的總過量空氣系數(shù)較大,仍有一定的CO排放,但要比點(diǎn)燃機(jī)C前的低得多。當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷很大接近冒煙界限時,CO排放增加很快,這是因?yàn)槿紵抑芯植咳毖醯貐^(qū)增加;當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷很小即很大時,燃燒室內(nèi)局部溫度過低,使燃燒反應(yīng)不充分而產(chǎn)生CO。因此,柴油機(jī)CO排放隨變化呈兩端上升的趨勢。10.簡述汽油機(jī)的尾氣C排放機(jī)理。燃油不完全燃燒產(chǎn)生未燃C排放。在冷機(jī)狀態(tài)、過大或不均以及混合氣過稀或過濃時,氣缸內(nèi)出現(xiàn)大容積淬熄或失火,能夠造成排放急劇增加。此外,在發(fā)動機(jī)正常工作狀態(tài)下,均勻混合氣點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)排氣中未燃的生成機(jī)理在于:1)壁面淬熄;)狹隙效應(yīng);
40、3)潤滑油膜的吸附和解吸;)燃燒室中沉積物。1簡述柴油機(jī)的排放機(jī)理。在噴注的外圍,來不及著火就已形成的過稀混合氣,成為未燃的排放源,尤其在柴油機(jī)怠速或小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時。噴嘴頭部的壓力室容積內(nèi)滲出的燃油噴注與燃燒室壁面的碰撞,形成油膜,在起動及熱機(jī)過程中產(chǎn)生排放。柴油機(jī)燃油噴注與周圍空氣形成的混合氣很不均勻在噴注核心區(qū)域,混合氣過濃,但在后續(xù)的擴(kuò)散混合過程中會逐漸稀化,先后進(jìn)入正常燃燒范圍,不致于引起咼的排放。1簡述內(nèi)燃機(jī)排放機(jī)理。汽油和輕柴油本身含氮很少,不足以產(chǎn)生顯著的燃料排放()。由于的生成反應(yīng)比燃料燃燒反應(yīng)慢,雖然火焰前鋒的溫度很高,因此只有很小一部分瞬發(fā)產(chǎn)生()。內(nèi)燃機(jī)大部分的是在焰后高溫
41、區(qū)生成,屬熱氮機(jī)理()。只要已燃區(qū)咼溫、有氧和咼溫區(qū)存在時間長,發(fā)動機(jī)就產(chǎn)生大量排放。1說明排放中,和產(chǎn)生有和不冋?內(nèi)燃機(jī)排放以為主,不穩(wěn)定,所以含量與含量的比值很小,只有在相對低溫工況下才產(chǎn)生一定比例的排放。1簡述汽油機(jī)的排放特性。排放依賴已燃區(qū)咼溫、氧氣濃度和咼溫持續(xù)時間,因此汽油機(jī)排放是這三個以上相互作用的結(jié)果。發(fā)動機(jī)缸內(nèi)已燃?xì)怏w的溫度在對應(yīng)的略濃混合氣下達(dá)到最高,然而這時已燃?xì)庵醒鯘舛鹊?,抑制了的生成。?dāng)從開始增大時,氧分壓增大的效果抵消溫度下降排放濃度增加。排放量的峰值出現(xiàn)在對應(yīng)的略稀混合氣工況。如果進(jìn)一步增大,溫度下降的效果占優(yōu)勢,導(dǎo)致生成量減少。點(diǎn)火正時顯著影響點(diǎn)燃機(jī)的排放量。推
42、遲點(diǎn)火使最高燃燒溫度降低,的生成減少。采用排氣再循環(huán)時使混合氣被廢氣稀釋,氧濃度和燃燒溫度下降,因而使排放下降。11簡述柴油機(jī)的排放特性。柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒的平均溫度雖然比汽油機(jī)的低,但在燃料擴(kuò)散燃燒區(qū)域內(nèi)的溫度很高,所以柴油機(jī)的產(chǎn)生于此。隨著發(fā)動機(jī)負(fù)荷的增大,看高溫燃燒的持續(xù)期加長,排放增加,但當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷超過某一限度后燃燒室內(nèi)的氣體氧濃度下降,導(dǎo)致排放減少。噴油正時影響柴油機(jī)的預(yù)混燃燒量,進(jìn)而影響擴(kuò)散燃燒溫度而一些的生產(chǎn)。推遲噴油使最高燃燒溫度和壓力下降,生成量減少。柴油機(jī)排氣再循環(huán)是最重要手段,使氧濃度的降低是主要因素,燃燒溫度也有重要的貢獻(xiàn)。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速對排放影響較小。11發(fā)動機(jī)碳煙顆粒主要
43、有哪些成分?主要由干碳煙(,縮寫)、可溶有機(jī)成分()和硫酸鹽()等組成。Ill簡要描述燃料生成碳煙過程。燃料熱解生成炔烴,炔烴聚合成芳烴(),形成顆粒物額前驅(qū)物。的生長導(dǎo)致碳煙核心的生成(成核),然后是粒子的表面生長和凝結(jié)生長階段。11柴油機(jī)碳煙顆粒的典型質(zhì)量和數(shù)量分布狀態(tài)是什么?按照粒徑大小,顆粒物排放被分為核態(tài)、積聚態(tài)和粗糙態(tài)。柴油機(jī)顆粒數(shù)目主要是核態(tài)為主,粒徑在一下,占到了顆??倲?shù)量的。顆粒排放的質(zhì)量則以凝聚態(tài)為主,粒徑在1之間,占顆??傎|(zhì)量的以上。粒徑在1以上的粗態(tài)顆粒的質(zhì)量占顆粒總質(zhì)量的,但其數(shù)量極少。11說明汽油機(jī)的顆粒物排放特性。傳統(tǒng)進(jìn)氣道噴射汽油機(jī)因混合氣均勻,顆粒排放物較少。
44、汽油機(jī)缸內(nèi)直噴后,存在混合時間縮短和燃油碰壁形成油膜等現(xiàn)象,使燃油與空氣混合不均,在高溫缺氧條件下就產(chǎn)生顆粒物排放。發(fā)動機(jī)起動過程,混合氣加濃是顆粒排放高的原因。燃燒放熱規(guī)律影響缸內(nèi)燃?xì)鉁囟?,因而影響到顆粒物的后氧化,對顆粒物排放產(chǎn)生顯者的影響。燃油油品影響均質(zhì)混合氣的形成,從而影響發(fā)動機(jī)的排放,特別對冷起動過程影響最大。汽油中的硫及金屬添加劑、潤滑油添加劑等都影響汽油機(jī)的顆粒物排放。114試分析汽油機(jī)冷起動過程排放控制策略。汽油機(jī)冷起動過程缸內(nèi)溫度較低,燃油不容易蒸發(fā)與空氣形成良好的混合氣。一般采取次的噴射策略,一方面有利于形成較濃的可燃混合氣,形成穩(wěn)定的點(diǎn)火和火焰?zhèn)鞑?,另一方面避免燃油碰觸
45、燃燒室壁面形成油膜,從而減少、和顆粒排放。11簡要描述柴油機(jī)燃燒過程的排放控制技術(shù)。柴油機(jī)是富氧燃燒,和的排放相對汽油機(jī)來說要少得多,與汽油機(jī)在同一數(shù)量級,而顆粒物排放則要比汽油機(jī)多幾十倍以上,因此柴油機(jī)的排放控制重點(diǎn)是和。改善柴油機(jī)噴霧的混合氣形成和燃燒過程,可以改變和排放特性,主要的技術(shù)措施有:1增壓中冷。增壓后柴油機(jī)的進(jìn)氣量加大,可以降低排放,同時較低的進(jìn)氣溫度也一直的生成。高壓電控燃油噴射系統(tǒng)。提高燃油的噴射壓力,促進(jìn)霧化、混合與燃燒,可降低;高噴射壓力下的正時優(yōu)化、多次噴射等,既可以降低顆粒物排放,也可以降低排放。燃燒室形狀與燃油噴霧宏觀形狀及氣流運(yùn)動相匹配。4排氣再循環(huán)技術(shù)。可以有
46、效降低排放,但要與取得折中。11何謂汽油機(jī)的三效催化?利用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?,使汽油機(jī)排氣中的、和同時得到氧化和還原,生成對環(huán)境無害的和。11汽油機(jī)的三效催化劑是什么,各起什么催化作用?汽油機(jī)用三效催化劑主要是鉑、鈀、銠,其中,鉑和鈀為氧化催化齊U,銠為還原催化劑。11催化劑的起燃特性用什么參數(shù)表達(dá)?催化劑只有達(dá)到一定溫度以上才開始工作,轉(zhuǎn)化效率5所對應(yīng)的排氣入口溫度稱為起燃溫度,將達(dá)到5轉(zhuǎn)化效率所需要的時間稱為起燃時間。起燃溫度反映的是催化劑的低溫活性,而起燃時間則反映了催化系統(tǒng)達(dá)到起燃的工作時間。11簡要說明柴油機(jī)滿足國排放標(biāo)準(zhǔn)的的排氣后處理系統(tǒng)組成。柴油機(jī)的排氣污染物既有氣體成分,也有固體顆粒
47、成分,因此為滿足國排放標(biāo)準(zhǔn)的典型的后處理系統(tǒng)應(yīng)該包括:1催化氧化器,使和排放降低,同時也可使中的部分氧化,得到排放降低的效果。顆粒物捕集器,使用壁流式蜂窩陶瓷過濾顆粒物,有可能還要涂覆催化劑,在一定的排氣溫度和共同作用下,使得到氧化。選擇性催化還原系統(tǒng),使用尿素或固體氨,在催化劑的作用下,對排氣中的進(jìn)行催化還原。氨氧化為提高的轉(zhuǎn)化效率,往往使用較多的氨,為避免多余的氨逸出,需要增加氨的催化轉(zhuǎn)化器。1簡述柴油機(jī)顆粒物捕集器的典型再生方式。有主動再生和變動再生。主動再生是指通過電加熱或柴油機(jī)缸內(nèi)尾噴或排氣管噴射提供熱量,提高排氣溫度,使沉積在濾芯中的燃燒,恢復(fù)濾芯的潔凈狀態(tài)。被動再生是指在催化劑的作用下,使的著火溫度,并提高氧化速率的一種再生方法。第七章11柴油機(jī)燃油系統(tǒng)基本要求是什么?1能產(chǎn)生足夠高的燃油噴射壓力,以保證燃油良好的霧化,具有合適的油束貫穿度、噴霧錐角和較小的油滴直徑,保證燃油與空氣的混合均勻。精確及時的控制每循環(huán)的噴入氣缸的燃油量,使各缸的噴油量相同。具有最佳的噴油時刻、噴油速率和持續(xù)期等理想的噴油規(guī)律。結(jié)構(gòu)緊湊,成本低,便于在柴油機(jī)上布置和安裝。5具有狀態(tài)識別和運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)功能,保證柴油機(jī)安全、可靠地工作。1說明柴油機(jī)電控共軌燃油多次噴射的名稱及發(fā)生位置和作用。早噴()壓縮行程早期
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