汽車動(dòng)力裝置答案

1、Vehicle powerplants answers1.1車輛動(dòng)力裝置的主要要求良好的動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能和環(huán)保性能是對(duì)車輛動(dòng)力裝置的最基本要求。良好的動(dòng)力性能：汽車行駛需要?jiǎng)恿ρb置提供牽引力來(lái)克服行駛阻力（包括滾動(dòng)阻力、空氣阻力、坡道阻力及加速阻力），汽車動(dòng)力裝置必須適應(yīng)汽車在 起步、加速、行駛以及克服道路障礙等不同行駛條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪牽引力和車速的不同要求。良好的經(jīng)濟(jì)性能：要求動(dòng)力裝置在能量轉(zhuǎn)換與能量傳遞的過(guò)程中有較高的效率，可以將更多的能量用于克服汽車行駛阻力驅(qū)動(dòng)汽車行駛，而不是消耗在能 量轉(zhuǎn)換與能量傳遞的過(guò)程中。良好的環(huán)保性能：隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，各國(guó)均制定了相應(yīng)的法規(guī)并不斷提高

2、限值，嚴(yán)格控制汽車的有害排放物與噪聲。以電驅(qū)動(dòng)和混合驅(qū)動(dòng)為代 表的新型動(dòng)力裝置的出現(xiàn)與發(fā)展，就是車輛動(dòng)力裝置環(huán)保性能的體現(xiàn)。此外，汽車動(dòng)力裝置的其他性能也不容忽視，其中包括：使用的可靠性與耐久性、良好的維修性、可回收性以及安全性等。應(yīng)考慮燃料供應(yīng)的便捷與安全問(wèn)題。低的制造成本和高的性能價(jià)格比對(duì)于產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力是十分重要的。簡(jiǎn)述高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的工作原理及特點(diǎn)高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的工作原理：低壓的輸油泵將經(jīng)過(guò)濾清的柴油輸入高壓油泵，高壓油泵將柴油加壓后供入蓄能器，蓄能器的燃油壓力電壓力傳感器測(cè)得并傳送至電控 單元，電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際情況確定并通過(guò)溢流閥來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燃油壓力。同時(shí)，電控單元

3、確定最優(yōu)的噴油規(guī)律并通過(guò)電控噴油器將 燃油噴入燃燒室內(nèi)。高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）較高的噴射壓力不受柴油機(jī)工況變化的影響，并可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。2）控制的自由度大大增加，各缸的噴油始點(diǎn)、循環(huán)噴油量以至于噴油規(guī)律等，均可進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立的準(zhǔn)確控制與調(diào)節(jié)。3）噴油泵不受轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的影響；蓄能器的壓力可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與功率進(jìn)行調(diào)節(jié)并保持穩(wěn)定；噴油器中的針閥運(yùn)動(dòng)由高速電磁閥直 接控制，便于實(shí)現(xiàn)噴油規(guī)律靈活、準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)。4）由于清除了壓力波動(dòng)的影響和各缸高壓油管長(zhǎng)短不一的影響，改善了各缸之間的燃燒均勻性。分析柴油機(jī)混合氣形成與燃燒中的問(wèn)題分析柴油機(jī)混合氣形成與燃燒中如何解決動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性與工作平穩(wěn)性

4、之間的矛盾?？梢杂盟膫€(gè)字來(lái)概括：先緩后急1）燃燒過(guò)程前期應(yīng)以控制燃燒導(dǎo)致的工作粗暴和噪聲為主，為此應(yīng)盡可能減少在著火延遲期內(nèi)形成的可燃混合氣數(shù)量，可通過(guò)減小噴油 提前角以適當(dāng)推遲燃燒，減少在著火延遲期內(nèi)噴入的燃油量來(lái)實(shí)現(xiàn)。2）燃燒過(guò)程后期應(yīng)以加速混合氣形成為主，以保證燃燒的迅速與完全并提高經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性?？赏ㄟ^(guò)組織適當(dāng)?shù)墓べ|(zhì)運(yùn)動(dòng)，優(yōu)化控制噴 油規(guī)律來(lái)實(shí)現(xiàn)。從過(guò)量空氣系數(shù)，壓縮比，主要有害排放物及控制措施三個(gè)方面比較柴油機(jī)與汽油機(jī)的異同，并說(shuō)明原因過(guò)量空氣系數(shù)比較：柴油機(jī)過(guò)量空氣系數(shù)要求較大，汽油機(jī)可較小。由于柴油機(jī)的混合氣形成的時(shí)間比汽油機(jī)要短得多，而且柴油的蒸發(fā)性和流動(dòng)性都較汽 油差，使得柴

5、油難以在燃燒前徹底霧化、蒸發(fā)并與空氣均勻混合，因而柴油機(jī)可燃混合氣的質(zhì)量較汽油機(jī)差。因此，柴油機(jī)不得不采用 較大的過(guò)量空氣系數(shù)，使噴入燃燒室的柴油能夠燃燒得比較完全。壓縮比比較：柴油機(jī)的壓縮比較大，約為20左右，有利于提高經(jīng)濟(jì)性，有利于自燃和提高起動(dòng)性能。汽油機(jī)的壓縮比較小，約為10左右，這主要受 到了爆震燃燒的限制。主要有害排放物比較：柴油機(jī)的主要有害排放物為顆粒物（PM）和氮氧化物（NOx）?？刂拼胧海?）機(jī)內(nèi)凈化：通過(guò)提高燃油噴射壓力，增多噴油器噴孔數(shù) 和噴油規(guī)律的電控等措施。使燃油噴射更趨均勻化和細(xì)化，從而改善混合氣的均勻性，是降低PM的有效措施。采用廢氣再循環(huán)（EGR），特別是冷卻

6、式廢氣再循環(huán)并適當(dāng)減小噴油提前角，是降低NOx排放的常用措施。（2）機(jī)外凈化：應(yīng)用顆粒的捕集器、催化轉(zhuǎn) 化器等技術(shù)措施。汽油機(jī)的主要有害排放物為碳?xì)浠衔铮℉C）、一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）?？刂拼胧喊惭b三元催化轉(zhuǎn)化器、氧化型催化轉(zhuǎn) 化器；適當(dāng)減小點(diǎn)火提前角；應(yīng)用廢氣再循環(huán)；曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)；燃油蒸發(fā)污染物的控制等。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)采用增壓技術(shù)如何理解發(fā)動(dòng)機(jī)采用增壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)可以較大幅度的提高功率，并在燃油經(jīng)濟(jì)性和控制有害排放等方面得到改善。實(shí)踐證明，增壓是發(fā)動(dòng) 機(jī)提高強(qiáng)化程度的有效措施之一，同時(shí)也是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在高原地區(qū)運(yùn)行時(shí)恢復(fù)功率的主要手段。發(fā)動(dòng)機(jī)采用

7、增壓技術(shù)的技術(shù)方案：1）增壓方式：廢氣渦輪增壓和機(jī)械增壓。2）增壓中冷：不僅可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，而且由于降低了發(fā)動(dòng)壓縮始點(diǎn)的溫度和整個(gè)循環(huán)的平均溫度，從而可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷 和排氣溫度，同時(shí)對(duì)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放也會(huì)起到良好的作用。3）采用可變幾何參數(shù)增壓器的車用發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng)：調(diào)節(jié)渦輪流通截面積，流通截面積增大，降低了排氣管內(nèi)的壓力，從而降低了廢氣 可用能量，以控制增壓器的超速超溫。發(fā)動(dòng)機(jī)采用增壓技術(shù)的難點(diǎn)：1）增壓技術(shù)使壓縮比的提高與汽油機(jī)中爆震燃燒的矛盾。2）增壓器的合理選擇與匹配：全范圍的匹配，特別是在低速下要達(dá)到高負(fù)荷。3）發(fā)動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)矩特性與動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的改善。說(shuō)明爆震燃燒的

8、概念，并分析如何控制爆震燃燒：爆震燃燒是汽油機(jī)中由于在火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程中末端混合氣自燃而產(chǎn)生的非正常燃燒現(xiàn)象。爆震燃燒的產(chǎn)生機(jī)理：在正?；鹧?zhèn)鞑サ倪^(guò)程中，處在最后燃燒位置上的那部分未燃混合氣（常稱末端混合氣），受到壓縮和輻射熱的作用，加速了先期反 應(yīng)。在火焰前鋒尚未到達(dá)之前，部分末端混合氣已經(jīng)自燃，使局部壓力，溫度急劇上升，并伴隨有沖擊波。爆震燃燒的控制措施可根據(jù)其產(chǎn)生機(jī)理從內(nèi)因與外因兩個(gè)方面來(lái)考慮：1）內(nèi)因方面：使混合氣不易于產(chǎn)生自燃，可通過(guò)使用抗爆性能好，即辛烷值高的汽油來(lái)降低爆震燃燒的傾向；控制缸內(nèi)壓力和溫度的升 高可以降低爆震傾向，最有效的措施是降低壓縮比；此外，適當(dāng)減小點(diǎn)火提前角，汽缸蓋

9、、活塞等使用鋁合金等導(dǎo)熱性較好的材料，也 有利于減小爆震燃燒傾向。2）外因方面：縮短火焰?zhèn)鞑サ侥┒嘶旌蠚獾臅r(shí)間，使末端混合氣在完成自燃準(zhǔn)備之前就開(kāi)始正常燃燒，而縮短火焰的傳播時(shí)間，又可以 從縮短火焰的傳播路程”和提高火焰?zhèn)鞑サ乃俣戎帧?yīng)使燃燒室結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，火花塞盡量布置在燃燒室中央位置，另一方面， 應(yīng)組織適當(dāng)?shù)幕旌蠚膺\(yùn)動(dòng)。分析汽油機(jī)混合氣形成與燃燒中的關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)：1）在急加速與急減速工況下，混合氣濃度能夠做到同步變化。汽油機(jī)在不同工況下，對(duì)混合氣濃度有著不同要求，混合氣濃度能隨工況同步變化，那么便可以保證不穩(wěn)定工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。2）在不引起汽油機(jī)工作粗暴、噪聲與振動(dòng)較大等問(wèn)題的前

10、提下，盡量縮短明顯燃燒期。此時(shí)燃燒靠近上止點(diǎn)進(jìn)行，將使發(fā)動(dòng)機(jī)有較好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。3）對(duì)爆震燃燒的控制。（這是最基本的）嚴(yán)重的爆震會(huì)產(chǎn)生冷卻水過(guò)熱、發(fā)動(dòng)機(jī)零部件損壞、功率下降和油耗上升的問(wèn)題。4）對(duì)點(diǎn)火提前角的控制。點(diǎn)火提前角的大小實(shí)際上決定了燃燒過(guò)程進(jìn)行的早晚，是影響汽油機(jī)燃燒過(guò)程最主要的因素之一。對(duì)于每一工況都存在一個(gè)最佳的點(diǎn)火 提前角，這時(shí)汽油機(jī)具有最佳的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。5）對(duì)汽油機(jī)有害排放物的控制。未來(lái)汽車的發(fā)展方向是安全、節(jié)能、環(huán)保。各國(guó)越來(lái)越重視車輛的環(huán)保性能并出臺(tái)相關(guān)規(guī)定。6）稀薄燃燒與分層燃燒的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)稀薄燃燒能夠減小泵氣損失和提高壓縮比，從而能較大幅度地提高汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性

11、。8.換氣過(guò)程應(yīng)如何評(píng)價(jià)主要可從兩個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)換氣過(guò)程的完善程度。1 ）充入氣缸的新鮮工質(zhì)的數(shù)量的多少。采用充氣效率這一指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)。充氣效率是實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮工質(zhì)量與在進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮工質(zhì)量的比值。2）應(yīng)盡可能地減少換氣過(guò)程中的能量損耗。用換氣損失這一指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)。換氣損失定義為發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)中換氣過(guò)程耗功與實(shí)際循環(huán)中換氣過(guò)程耗功的差值。采用可變技術(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)速變化時(shí)應(yīng)如何相應(yīng)調(diào)整進(jìn)氣遲閉角、排氣提前角的大小在采用可變技術(shù)時(shí)：對(duì)于進(jìn)氣遲閉角：在高轉(zhuǎn)速時(shí)應(yīng)增加進(jìn)氣遲閉角，使充氣效率增加，有利于最大功率的提高。在低速和中速時(shí)應(yīng)減小進(jìn)氣遲閉角，防止 低速倒流，有利于提高低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩。對(duì)于

12、排氣提前角：排氣提前角取得較小，缸內(nèi)氣體可以更充分的膨脹做功，自由排氣損失會(huì)減小，但由于廢氣不能及時(shí)排出氣缸，強(qiáng)制 排氣損失卻會(huì)增加；反之，排氣提前角取得較大，強(qiáng)制排氣損失會(huì)減小，而自由排氣損失會(huì)增加。顯然，在一定的工況下存在著一個(gè)最 優(yōu)的排氣提前角，使排氣損失達(dá)到最小。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速升高時(shí)，排氣提前角的最優(yōu)值也升高，在較為短促的排氣過(guò)程中有利于發(fā)動(dòng)機(jī) 廢氣的充分排出。而在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，排氣提前角的最優(yōu)值應(yīng)較小，使缸內(nèi)的氣體充分地膨脹以提高效率。萬(wàn)有特性的定義，主要曲線變化規(guī)律及其應(yīng)用答：定義：能夠反映發(fā)動(dòng)機(jī)各種性能參數(shù)間相互關(guān)系的綜合特性。其以轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，以平均有效壓力為縱坐標(biāo)，圖中

13、繪出各類參數(shù)的 等值線。等值線主要包括：等有效燃油消耗率曲曲線，等有效功率曲線，各種有害排放物的排放量等值線。圖中，最內(nèi)層的燃油消耗率曲線是最經(jīng)濟(jì)的區(qū)域，耗油率低，曲線越向外，經(jīng)濟(jì)性越差。萬(wàn)有特性是發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用作為廣泛的特性不僅用于性能匹配，而且在進(jìn)行汽車性能仿真計(jì)算或理論研究是，也是不可缺少的基本技術(shù)資 料。律及應(yīng)用負(fù)荷特性，速度特性的定義，主要曲線律及應(yīng)用答：負(fù)荷特性發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，其性能指標(biāo)與負(fù)荷變化的關(guān)系。其特性圖上所繪制的曲線主要是有效燃油消耗率，每小時(shí)耗油量，排氣溫度。汽油機(jī)：有效燃油消耗率隨負(fù)荷的增加而降低，一般在接近全負(fù)荷是達(dá)到最小值，隨后又較緩慢的上升；當(dāng)汽

14、油機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，每小時(shí) 燃料消耗量決定于節(jié)氣門開(kāi)度和混合氣成分，節(jié)氣門開(kāi)度由小逐漸加大時(shí)，沖入氣缸的混合氣量逐漸增多，B也隨之增加，直至混合氣成 分變濃后，B上升更快一些。柴油機(jī)：其負(fù)荷特性與汽油機(jī)的曲線變化趨勢(shì)基本相同，但一般柴油機(jī)b曲線變化與汽油機(jī)相比較為平緩， 這意味著在部分負(fù)荷下柴油機(jī)有更好的經(jīng)濟(jì)性。負(fù)荷特性主要用以評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的經(jīng)濟(jì)性。速度特性發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門開(kāi)度（汽油機(jī)）或循環(huán)噴油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（柴油機(jī)）保持不變是，其性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。曲 線上主要是發(fā)動(dòng)機(jī)有效轉(zhuǎn)矩，有效功率，有效燃油消耗率。汽油機(jī)：當(dāng)轉(zhuǎn)速由低速開(kāi)始上升時(shí)，由于充氣效率和熱效率上升，有效轉(zhuǎn)矩有所增加，對(duì)應(yīng)于某一轉(zhuǎn)速時(shí)，有效轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值，轉(zhuǎn)速 繼續(xù)升高，有效轉(zhuǎn)矩較快的下降。柴油機(jī)：速度特性主要用以評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的動(dòng)力性。改善動(dòng)力裝置與整車匹配的主要原則。答：匹配中，應(yīng)分析發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的變換，盡量使發(fā)動(dòng)機(jī)的常用工況位于經(jīng)濟(jì)性較好的運(yùn)行區(qū)域；在匹配中應(yīng)具有全局、系統(tǒng)的觀點(diǎn)， 局部的最優(yōu)并不一定表示著全局的最優(yōu)；可根據(jù)汽車設(shè)計(jì)要求的最高車速來(lái)確定所需的發(fā)動(dòng)機(jī)最大有效功