《汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理》課后習(xí)題答案

1、第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能1. 簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)過(guò)程。1）進(jìn)氣過(guò)程：為了使發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須不斷吸入新鮮工質(zhì)，即 是進(jìn)氣過(guò)程。此時(shí)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣門(mén)關(guān)閉，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn) 移動(dòng)。 2）壓縮過(guò)程：此時(shí)進(jìn)排氣門(mén)關(guān)閉，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移 動(dòng)，缸內(nèi)工質(zhì)受到壓縮、溫度。壓力不斷上升，工質(zhì)受壓縮的程度用 壓縮比表示。 3）燃燒過(guò)程：期間進(jìn)排氣門(mén)關(guān)閉， 活塞在上止點(diǎn)前后。 作用是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能， 使工質(zhì)的壓力和溫度升高， 燃燒 放熱多，靠近上止點(diǎn)，熱效率越高。 4） 膨脹過(guò)程：此時(shí)，進(jìn)排氣門(mén)均 關(guān)閉，高溫高壓的工質(zhì)推動(dòng)活塞， 由上止點(diǎn)向下至點(diǎn)移動(dòng)而膨脹做功， 氣體的壓力、溫度也隨之迅速

2、下降。 （5）排氣過(guò)程：當(dāng)膨脹過(guò)程接近 終了時(shí)，排氣門(mén)打開(kāi)，廢氣開(kāi)始靠自身壓力自由排氣，膨脹過(guò)程結(jié)束 時(shí)，活塞由下止點(diǎn)返回上止點(diǎn)，將氣缸內(nèi)廢氣移除。3. 提高發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作循環(huán)熱效率的基本途徑是什么？可采取哪些 基本措施？ 提高實(shí)際循環(huán)熱效率的基本途徑是：減小工質(zhì)傳熱損失、燃燒損失、 換氣損失、不完全燃燒損失、工質(zhì)流動(dòng)損失、工質(zhì)泄漏損失。提高工 質(zhì)的絕熱指數(shù) 。 可采取的基本措施是：減小燃燒室面積，縮 短后燃期能減小傳熱損失。 . 采用最佳的點(diǎn)火提前角和供油提前角 能減小提前燃燒損失或后燃損失。 采用多氣門(mén)、 最佳配氣相位和最 優(yōu)的進(jìn)排氣系統(tǒng)能減小換氣損失。 加強(qiáng)燃燒室氣流運(yùn)動(dòng)，改善混 合氣均

3、勻性， 優(yōu)化混合氣濃度能減少不完全燃燒損失。 優(yōu)化燃燒室 結(jié)構(gòu)減少缸內(nèi)流動(dòng)損失。 采用合理的配缸間隙， 提高各密封面的密 封性減少工質(zhì)泄漏損失。4. 什么是發(fā)動(dòng)機(jī)的指示指標(biāo)？主要有哪些？ 答：以工質(zhì)對(duì)活塞所作之功為計(jì)算基準(zhǔn)的指標(biāo)稱(chēng)為指示性能指標(biāo)。 它 主要有：指示功和平均指示壓力 .指示功率 .指示熱效率和指示燃油消 耗率。5. 什么是發(fā)動(dòng)機(jī)的有效指標(biāo)？主要有哪些？ 答:以曲軸輸出功為計(jì)算基準(zhǔn)的指標(biāo)稱(chēng)為有效性能指標(biāo)。主要有：1）發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性指標(biāo)，包括有效功和有效功率 .有效轉(zhuǎn)矩 .平均有效壓力 . 轉(zhuǎn)速 n和活塞平均速度； 2）發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，包括有效熱效率 .有 效燃油消耗率； 3）發(fā)動(dòng)機(jī)

4、強(qiáng)化指標(biāo)， 包括升功率 PL.比質(zhì)量 me。強(qiáng)化 系數(shù) PmeCm.6. 總結(jié)提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能的基本途徑。 增大氣缸直徑， 增加氣缸數(shù)增壓技術(shù)合理組織燃燒過(guò)程提高 充量系數(shù)提高轉(zhuǎn)速提高機(jī)械效率用二沖程提高升功率。7. 什么是發(fā)動(dòng)機(jī)的平均有效壓力、油耗率、有效熱效率？各有什么意 義？ 平均有效壓力是指發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積所作的有效功。 平均有效 壓力是從最終發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩的角度來(lái)評(píng)定氣缸工作容積的利 用率，是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能方面的一個(gè)很重要的指標(biāo)。 有效燃油 消耗率是單位有效功的耗油量， 通常以每千瓦小時(shí)有效功消耗的燃料 量來(lái)表示。 有效熱效率是實(shí)際循環(huán)有效功與所消耗的燃料熱

5、量之比 值。 有效熱效率和有效燃油消耗率是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。8. 發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失主要包括哪些？ 摩擦損失，驅(qū)動(dòng)各種附件損失，帶動(dòng)機(jī)械增壓器損失，泵氣損失9. 什么是機(jī)械效率？受哪些因素影響？有何意義？ 機(jī)械效率是有效功率與指示功率的比值。 影響因素： 轉(zhuǎn)速和活塞平 均速度負(fù)荷潤(rùn)滑油溫度和冷卻水溫度， 意義：比較機(jī)械損失所占 比例的大小。10. 如何測(cè)定機(jī)械效率？適用于汽油機(jī)的是哪種方法？為什么？ 通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)定，常用方法有示功圖法、倒拖法、滅缸法、油耗 線(xiàn)法。倒拖法適用于汽油機(jī)。11. 簡(jiǎn)述汽油機(jī)和柴油機(jī)工作循環(huán)的區(qū)別 汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)同樣有進(jìn)氣，壓縮，燃燒（工作），排

6、氣 四個(gè)過(guò)程。它們的不同的點(diǎn)； 1）汽油機(jī)在進(jìn)氣道，進(jìn)入汽缸內(nèi)的氣體是有一定 比例的汽油和空氣（稱(chēng)做可燃混合氣）；柴油機(jī)在進(jìn)氣道，進(jìn)入汽缸 內(nèi)的氣體是純凈的空氣。 2）在壓縮的過(guò)程。汽油機(jī)與柴油機(jī)是沒(méi)有 區(qū)別的，只是被壓縮的氣體，成分不同。3）燃燒過(guò)程，汽油機(jī)與柴油機(jī)的區(qū)別較大。 汽油本身物質(zhì)燃點(diǎn)較低， 經(jīng)壓縮后給一個(gè)高壓的電火花就將其點(diǎn)燃了， 而且燃燒的速度比柴油 快；柴油本身物質(zhì)密度較大， 要在高溫和高壓的條件下才能自行燃燒， 經(jīng)壓縮后的純凈空氣正好滿(mǎn)足了這個(gè)條件， 這時(shí)即刻向汽缸噴入高壓 油使其燃燒。柴油的熱值比汽油高產(chǎn)生的動(dòng)力比汽油機(jī)大。 4）排氣 過(guò)程基本是一樣的。 廢棄物都是二氧化

7、碳和水， 但是由于汽油的燃燒 速度太快需要加入抗爆劑，因此排放不如柴油機(jī)清潔 13.為什么柴油機(jī)的熱效率要顯著高于汽油機(jī) ? 1).柴油機(jī)的壓縮比高，作功時(shí)膨脹得更厲害。2) .柴油機(jī)油氣混合時(shí)空燃比遠(yuǎn)大于 1，是富氧燃燒，燃料可以充分 燃燒。汽油機(jī)燃燒的空燃比在 1左右，因?yàn)闆](méi)有足夠的氧氣，汽油不 能完全燃燒。14.柴油機(jī)工作循環(huán)為什么不采用等容加熱循環(huán)？ 定容加熱理想循環(huán)又稱(chēng)奧托循環(huán)， 基于這種循環(huán)而制造的煤氣機(jī)和汽 油機(jī)是最早的活塞式內(nèi)燃機(jī)。 由于煤氣機(jī)、 汽油機(jī)和柴油機(jī)燃料性質(zhì) 不同，機(jī)器的構(gòu)造也不同， 其燃燒過(guò)程接近于定容過(guò)程，不再有邊燃 燒邊膨脹接近于定壓的過(guò)程， 故而在熱力學(xué)分析

8、中， 奧托循環(huán)可以看 作不存在定壓加熱過(guò)程的混合加熱理想循環(huán)。 定容加熱循環(huán)被壓縮的是燃料和空氣的混合物， 要受混合氣體自燃溫 度的限制，存在“爆燃”的問(wèn)題 ,效率不會(huì)太高 ;定壓加熱循環(huán)壓縮的 僅僅是空氣，不存在“爆燃”的問(wèn)題 ,效率高 ,所以柴油機(jī)采用的是后 者而不是前者 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程1. 為什么發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門(mén)遲后關(guān)閉、排氣門(mén)提前開(kāi)啟。提前與遲后的角 度與哪些因素有關(guān)？答：( 1)進(jìn)氣門(mén)遲后關(guān)閉是為了充分利用高速氣流的動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)在 下止點(diǎn)后繼續(xù)充氣， 增加進(jìn)氣量。 排氣門(mén)提前開(kāi)啟是由于配氣機(jī)構(gòu)慣 性力的限制， 若是活塞在下至點(diǎn)時(shí)才打開(kāi)排氣門(mén)， 則在氣門(mén)開(kāi)啟的初 期，開(kāi)度極小，廢氣

9、不能通暢流出，缸內(nèi)壓力來(lái)不及下降，在活塞向 上回行時(shí)形成較大的反壓力，增加排氣行程所消耗的功 （2）提前與遲后的角度與哪些因素有關(guān)？（配氣相位的合理選擇要 從哪幾個(gè)方面衡量）：充氣效率的變化是否符合動(dòng)力性要求。換 氣損失盡可能的小。 能否保證必要的燃燒室掃氣作用。 排放指標(biāo) 好。2四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程包括哪幾個(gè)階段，這幾個(gè)階段時(shí)如何界定 的？答： 1）自由排氣階段：從排氣門(mén)打開(kāi)到氣缸壓力接近于排氣管內(nèi)壓 力的這個(gè)時(shí)期。強(qiáng)制排氣階段：廢氣是由活塞上行強(qiáng)制推出的這個(gè)時(shí)期。 進(jìn)氣過(guò)程：進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟到關(guān)閉這段時(shí)期。氣門(mén)重疊和燃燒室掃氣： 由于排氣門(mén)遲后關(guān)閉和進(jìn)氣門(mén)提前開(kāi)啟， 所 以進(jìn).排氣門(mén)同時(shí)打開(kāi)這段

10、時(shí)期。3影響充量系數(shù)的主要因素有哪些？答：1. 進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)缸內(nèi)的壓力。 2. 進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)缸內(nèi)氣體溫度。 3. 殘余廢氣量。 4. 進(jìn)排氣相位角。 5. 發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比。 6. 進(jìn)氣狀態(tài)。 第三章 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓 3為什么增壓后需要采用進(jìn)氣中冷技術(shù)？ 答：對(duì)增壓器出口空氣進(jìn)行冷卻， 一方面可以進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣 管內(nèi)空氣密度， 提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出， 另一方面可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)壓 縮始點(diǎn)的溫度和整個(gè)循環(huán)的平均溫度，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度、 熱負(fù)荷和 NOx的排放。5車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)采用增壓時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？ 答：1）適當(dāng)降低壓縮比，加大過(guò)量空氣系數(shù)。 2）對(duì)供油系統(tǒng)進(jìn)行結(jié) 構(gòu)改造，增加每循環(huán)供油

11、率。 3）合理改進(jìn)配齊相位。 4）進(jìn)排氣系統(tǒng) 設(shè)計(jì)要與增壓系統(tǒng)的要求一致。 5）對(duì)增壓器出口空氣進(jìn)行冷卻。 7汽油機(jī)增壓的技術(shù)難點(diǎn)有哪些？ 限制汽油機(jī)增壓的主要技術(shù)障礙時(shí)：爆燃、混合氣的控制、熱負(fù)荷和 增壓器的特殊要求等。第四章 燃料與燃燒化學(xué) 1我國(guó)的汽油和輕柴油時(shí)分別根據(jù)哪個(gè)指標(biāo)來(lái)確定牌號(hào)的？ 答：汽油根據(jù)辛烷值來(lái)確定牌號(hào)；輕柴油按凝點(diǎn)來(lái)確定牌號(hào)。2蒸發(fā)性不好和太好的汽油，在使用中各有什么缺點(diǎn)和可能產(chǎn)生的問(wèn) 題？ 答：蒸發(fā)性過(guò)強(qiáng)的汽油在炎熱夏季以及大氣壓力較低的高原和高山地 區(qū)使用時(shí)，容易使發(fā)動(dòng)機(jī)的供油系統(tǒng)產(chǎn)生 “氣阻 ”，甚至發(fā)生供油中斷。 另外，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中的蒸發(fā)損失也會(huì)增加；

12、蒸發(fā)性若的汽油， 難以形成良好的混合氣， 這樣不僅會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難， 加速緩慢， 而且未氣化的懸浮油粒還會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定， 油耗上升。 如果未 燃盡的油粒附著在氣缸壁上， 還會(huì)破壞潤(rùn)滑油膜， 甚至竄入曲軸箱稀 釋潤(rùn)滑油，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑遭破壞，造成機(jī)件磨損增大。 3試述汽油辛烷值和柴油十六烷值的意義。答：辛烷值用來(lái)表示汽油的抗爆性， 抗爆性時(shí)指汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi) 燃燒時(shí)抵抗爆燃的能力。 辛烷值是代表點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料抗爆性的一 個(gè)約定數(shù)值。在規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中通過(guò)和標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行 比較來(lái)測(cè)定。采用和被測(cè)定燃料具有相同的抗爆性的標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛 烷的體積百分比來(lái)表示。 柴油十六烷值時(shí)

13、用來(lái)評(píng)定柴油的自燃性。將十六烷值規(guī)定為100的正十六烷和規(guī)定十六烷值為 0的 -甲基萘按不同比列混合得出不同十 六烷值的標(biāo)準(zhǔn)燃料， 其十六烷值為該混合氣中正十六烷的體積百分比。 如果某種柴油與某標(biāo)準(zhǔn)燃料的自燃性相同， 則該標(biāo)準(zhǔn)燃料的十六烷值 即為該柴油的十六烷值。 4什么是過(guò)量空氣系數(shù)？它與混合氣濃度有什么關(guān)系？ 答：發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，燃燒 1kg燃油實(shí)際共給的空氣量與理論空氣 量之比，稱(chēng)為過(guò)量空氣系數(shù)。過(guò)量空氣系數(shù)大于 1稱(chēng)為稀混合氣，等 于 1稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)混合氣，小于 1稱(chēng)為濃混合氣。 8發(fā)動(dòng)機(jī)采用代用燃料的意義是什么？ 答：減緩石油消耗速度，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，降低有 害物質(zhì)排放

14、。第五章 柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒1. 以柱塞式噴油泵為例簡(jiǎn)述柴油機(jī)燃料噴射過(guò)程 柱塞式噴油泵一般由柴油機(jī)曲軸的定時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)， 固定在噴油泵體上 的活塞式輸油泵由噴油泵的凸輪軸驅(qū)動(dòng)， 當(dāng)柴油機(jī)工作時(shí)， 輸油泵從 油箱洗出柴油，經(jīng)油水分離器除去柴油中的水分，再經(jīng)燃油濾清器， 濾清柴油中的雜質(zhì)，然后送入噴油泵，在噴油泵內(nèi)，柴油經(jīng)過(guò)增壓和 計(jì)量之后， 經(jīng)高壓油管供入噴油器， 最后通過(guò)噴油器將柴油噴入燃燒 室。噴油泵前端裝有噴油提前角調(diào)節(jié)器，后端與調(diào)速器組成一體，輸 油泵供給的多余柴油及噴油器頂部的回油均流回油管返回油箱 3什么時(shí)供油提前角和噴油提前角？解釋兩者的關(guān)系以及對(duì)柴油機(jī)性 能的影響。答：供油

15、系統(tǒng)的理論供油始點(diǎn)到上止點(diǎn)為止， 曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度叫供油 提前角。噴油器的針閥開(kāi)始升起也就是噴油始點(diǎn)到上止點(diǎn)間曲軸轉(zhuǎn)過(guò) 的角度叫噴油提前角。 供油提前角的大小決定了噴油提前角， 供油提 前角越大，噴油提前角約到。但兩者并不同步增大，兩者之差稱(chēng)為噴 油延遲角。影響：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，高壓油管越長(zhǎng)，噴油延遲角越大， 它越大，在著火期間噴入的油越多，低壓油噴入氣缸的量增多，燃油 霧化變差，燃燒不充分，易產(chǎn)生積碳堵塞噴油孔的現(xiàn)象，降低柴油機(jī) 的性能。5柴油機(jī)有哪些異常噴射現(xiàn)象和他們可能出現(xiàn)的工況？簡(jiǎn)述二次噴射 產(chǎn)生的原因和危害及消除方法。答：柴油機(jī)有二次噴射、斷續(xù)噴射、不規(guī)則噴射、隔次噴射和滴油這 幾種異

16、常噴射現(xiàn)象。二次噴射易發(fā)生在高速、大負(fù)荷工況下；斷續(xù)噴 射常發(fā)生于某一瞬間噴油泵的供油量小于噴油器噴出的油量和填充 針閥上升空出空間的油量之和。 不規(guī)則噴射和隔次噴射易發(fā)生在柴油 機(jī)怠速工況下。二次噴射是在壓力波動(dòng)影響下針閥落座后再次升起造 成的。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，燃燒不完全，碳煙增多，并易引起噴孔積炭堵塞。此 外，二次噴射還使整個(gè)噴射持續(xù)時(shí)間拉長(zhǎng)， 則燃燒過(guò)程不能及時(shí)進(jìn)行， 造成經(jīng)濟(jì)性下降，零部件過(guò)熱等不良后果。 為避免出現(xiàn)不正常噴射 現(xiàn)象，應(yīng)盡可能地縮短高壓油管的長(zhǎng)度，減小高壓容積，以降低壓力 波動(dòng)，減小其影響。并合理選擇噴射系統(tǒng)的參數(shù)

17、。7. 試述柴油機(jī)燃燒過(guò)程，說(shuō)明壓力升高率的大小對(duì)柴油機(jī)性能的影響 柴油機(jī)燃燒過(guò)程：著火延遲期、速燃期、緩燃期和補(bǔ)燃期 影響：過(guò)大的壓力升高率會(huì)使柴油機(jī)工作粗暴，噪聲明顯增加，運(yùn)動(dòng) 零部件受到過(guò)大沖擊載荷， 壽命縮短； 過(guò)急的壓力升高會(huì)導(dǎo)致溫度明 顯升高，使氮氧化物生成量明顯增加8. 燃燒放熱規(guī)律三要素是什么？什么是柴油機(jī)合理的燃燒放熱規(guī) 律？ 答：一般將燃燒放熱始點(diǎn)（相位）、放熱持續(xù)期和放熱率曲線(xiàn)的形狀 稱(chēng)為放熱規(guī)律三要素。 合理的放熱規(guī)律是：燃燒要先緩后急。在初 期的燃燒放熱要緩慢以降低 NOx的排放，在中期要保持快速燃燒放熱 以提高動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性能， 在后期要盡可能縮短燃燒以便降低煙度和

18、 顆粒的排放。9. 簡(jiǎn)述柴油機(jī)的混合氣形成的特點(diǎn)和方式 柴油機(jī)在進(jìn)氣過(guò)程中進(jìn)入燃燒室的是純空氣， 在壓縮過(guò)程接近終了時(shí) 才被噴入， 經(jīng)一定準(zhǔn)備后既自行著火燃燒。 由于柴油機(jī)的混合氣形成 的時(shí)間比汽油機(jī)短促得多，而且柴油的蒸發(fā)性和流動(dòng)性都較汽油差， 使得柴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) 可燃混合氣的品質(zhì)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)，使噴入燃燒室內(nèi)的柴油能夠燃燒得比較完全 柴油機(jī)混合氣形成方式從原理上來(lái)分， 有空間霧化混合和油膜蒸發(fā)混 合兩種10. 簡(jiǎn)述直噴式燃燒室柴油機(jī)的性能特點(diǎn)，并與分隔式燃燒室柴油機(jī) 進(jìn)行比對(duì)。直噴式燃燒室柴油機(jī)的性能特點(diǎn)：

19、 （1） 燃燒迅速，所以經(jīng)濟(jì)性好，燃 油消耗率低，但工作粗暴，壓升率高，燃燒噪聲大（ 2）燃燒室結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，表面積與體積的比小，散熱損失小，沒(méi)有主副燃燒室的流動(dòng)損 失，冷啟動(dòng)性能好，經(jīng)濟(jì)性好（ 3）對(duì)噴射系統(tǒng)要求較高（ 4） NOx排 放量較分隔式燃燒室高特別在高負(fù)荷區(qū)；微粒排放量較低（5）對(duì)轉(zhuǎn)速變化較為敏感分隔式燃燒室柴油機(jī)的性能特點(diǎn)：（ 1）主要靠強(qiáng)烈的空氣運(yùn)動(dòng)來(lái)保 證較好的混合氣質(zhì)量，空氣利用率較高 =1.2 （2）隨轉(zhuǎn)速的提高，空 氣運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增大，高速下性能較好（ 3）對(duì)噴射系統(tǒng)要求較低（ 4）結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，表面積與體積的比大，散熱損失和流動(dòng)損失大，比直噴式燃 燒室柴油機(jī)效率低，經(jīng)濟(jì)性差

20、（ 5）由于散熱損失大使起動(dòng)性能變差 （6）先在副燃燒室著火，主燃燒室壓力上升緩慢，工作平穩(wěn)，燃燒 噪聲小，但對(duì)經(jīng)濟(jì)性不利 （7）對(duì)燃油不太敏感， 有較強(qiáng)的適應(yīng)性 （8） 除低負(fù)荷下的碳煙排放量大外，其余由于直噴式 11柴油機(jī)燃燒過(guò)程優(yōu)化的基本原則是什么？ 答：（ 1）油-氣-燃燒室的最佳配合。（ 2）控制著火落后其內(nèi)混合氣 生成量。（ 3）合理組織燃燒室內(nèi)的渦流和湍流運(yùn)動(dòng)。（ 4）緊湊的燃 燒室形狀。（ 5）加強(qiáng)燃燒期間和燃燒后期的擾流。（ 6）優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)參 數(shù)。12什么是柴油機(jī)合理的噴油規(guī)律？ 答：噴射開(kāi)始時(shí)段的噴油率不能太高， 以便控制著火落后期內(nèi)形成的 可燃混合氣量，降低初期放熱率，防止

21、工作粗暴。在燃燒開(kāi)始后，應(yīng) 有較高的噴油率以期縮短噴油持續(xù)期， 加快燃燒速率， 同時(shí)盡可能減 少?lài)娪拖到y(tǒng)中的燃油壓力波動(dòng)，以防止不正常噴射現(xiàn)象。第六章 汽油機(jī)混合氣的形成與燃燒1. 說(shuō)明汽油機(jī)燃燒過(guò)程各階段的主要特點(diǎn)，以及對(duì)它們的要求 燃燒過(guò)程：（ 1）著火落后期：它對(duì)每一循環(huán)都可能有變動(dòng)，有時(shí)最 大值是最小值的數(shù)倍。要求：為了提高效率，希望盡量縮短著火落后 期，為了發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，希望著火落后期保持穩(wěn)定（ 2）明顯燃燒 期：壓力升高很快，壓力升高率在 0.2-0.4MPa/（ ） 。希望壓力升高 率合適（ 3）后燃期：湍流火焰前鋒后面沒(méi)有完全燃燒掉的燃料，以 及附在氣缸壁面上的混合氣層繼續(xù)燃

22、燒。希望后燃期盡可能的短。2. 爆燃燃燒產(chǎn)生的原因是什么？它會(huì)帶來(lái)什么不良后果？ 答：燃燒室邊緣區(qū)域混合氣也就是末端混合氣燃燒前化學(xué)反應(yīng)過(guò)于迅 速，以至在火焰鋒面到達(dá)之前即以低溫多階段方式開(kāi)始自然， 引發(fā)爆 燃。 爆燃會(huì)給柴油機(jī)帶來(lái)很多危害，發(fā)生爆燃時(shí)，最高燃燒壓力和 壓力升高率都急劇增大， 因而相關(guān)零部件所受應(yīng)力大幅增加， 機(jī)械負(fù) 荷增大；爆燃時(shí)壓力沖擊波沖擊缸壁破壞了油膜層， 導(dǎo)致活塞、氣缸、 活塞環(huán)磨損加劇，爆燃時(shí)劇烈無(wú)序的放熱還使氣缸內(nèi)溫度明顯升高， 熱負(fù)荷及散熱損失增加，這種不正常燃燒還使動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性惡化。3. 爆燃和早燃有什么區(qū)別？ 答：早然是指在火花塞點(diǎn)火之前，熾熱表面點(diǎn)燃混合

23、氣的現(xiàn)象。爆燃 是指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)始自然 的現(xiàn)象。早燃會(huì)誘發(fā)爆燃， 爆燃又會(huì)讓更多的熾熱表面溫度升高，促 使更加劇烈的表面點(diǎn)火。兩者相互促進(jìn)，危害更大。另外，與爆燃不 同的時(shí)，表面點(diǎn)火即早燃一般是在正?；鹧鏌街坝蔁霟嵛稂c(diǎn)燃混 合氣所致，沒(méi)有壓力沖擊波， 敲缸聲比較沉悶， 主要是由活塞、連桿、 曲軸等運(yùn)動(dòng)件受到?jīng)_擊負(fù)荷產(chǎn)生震動(dòng)而造成。4. 爆燃的機(jī)理是什么？如何避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)爆燃？ 答：爆燃著火方式類(lèi)似于柴油機(jī)，同時(shí)在較大面積上多點(diǎn)著火，所以 放熱速率極快， 局部區(qū)域的溫度壓力急劇增加， 這種類(lèi)似階越的壓力 變化，形成燃燒室內(nèi)往復(fù)傳播的激波，猛烈撞擊燃燒室壁

24、面，使壁面 產(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)出高頻振音（即敲缸聲）。 避免方法：適當(dāng)提高燃料 的辛烷值；適當(dāng)降低壓縮比，控制末端混合氣的壓力和溫度；調(diào)整燃 燒室形狀， 縮短火焰前鋒傳播到末端混合氣的時(shí)間， 如提高火焰?zhèn)鞑?速度、縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x。5. 何謂汽油機(jī)表面點(diǎn)火？防止表面點(diǎn)火有什么主要措施？ 答：在汽油機(jī)中， 凡是不靠電火花點(diǎn)火而由燃燒室內(nèi)熾熱表面點(diǎn)燃混 合氣的現(xiàn)象，統(tǒng)稱(chēng)為表面點(diǎn)火。防止措施： 1）適當(dāng)降低壓縮比。 2） 選用沸點(diǎn)低的汽油和成焦性小的潤(rùn)滑油。 3）要避免長(zhǎng)時(shí)間的低負(fù)荷 運(yùn)行和汽車(chē)頻繁加減速行駛。 4）應(yīng)用磷化合物為燃油添加劑使沉積物 中的鉛化物成為磷酸鉛從而使碳的著火溫度提高到 560且氧

25、化緩慢， 放出熱量少，從而減少表面點(diǎn)火的產(chǎn)生。6. 何謂汽油機(jī)燃燒循環(huán)變動(dòng)？燃燒循環(huán)變動(dòng)對(duì)汽油機(jī)性能有何影響？ 如何減少燃燒循環(huán)變動(dòng)？ 答：燃燒循環(huán)變動(dòng)是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的一大特征， 是指發(fā)動(dòng)機(jī) 以某一工況穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 這一循環(huán)和下一循環(huán)燃燒過(guò)程的進(jìn)行情況不 斷變化，具體表現(xiàn)在壓力曲線(xiàn)、 火焰?zhèn)鞑デ闆r及發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出均不 相同。 影響：由于存在燃燒循環(huán)變動(dòng)，對(duì)于每一循環(huán)，點(diǎn)火提前角 和空燃比等參數(shù)都不可能調(diào)整到最佳， 因而使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗上升、 功率 下降，性能指標(biāo)得不到充分優(yōu)化。隨著循環(huán)變動(dòng)加劇，燃燒不正常甚 至失火的循環(huán)次數(shù)逐漸增多， 碳?xì)浠衔锏炔煌耆紵a(chǎn)物增多， 動(dòng) 力性、經(jīng)濟(jì)性下降

26、。同時(shí)，由于燃燒過(guò)程不穩(wěn)定，也使振動(dòng)和噪聲增 大，零部件壽命下降，當(dāng)采用稀薄燃燒時(shí)，這種循環(huán)變動(dòng)情況加劇。 減少措施： 1）盡可能使 a=0.8 1.0，此時(shí)的循環(huán)變動(dòng)最小。 2）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， 進(jìn)而改善循 環(huán)變動(dòng)。 3）改善排氣過(guò)程，降低殘余廢氣系數(shù) 。4）避免發(fā)動(dòng)機(jī)工 作在低負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速工況下。 5）多點(diǎn)點(diǎn)火有利于減少循環(huán)變動(dòng)。 6） 提高點(diǎn)火能量，優(yōu)化放電方式，采用大的火花塞間隙。 7提高汽油機(jī)壓縮比對(duì)提高性能有何意義？如何保證在汽油機(jī)上使用 較高的壓縮比提高壓縮比可以提高汽油機(jī)的功率和經(jīng)濟(jì)性， 特別是對(duì)經(jīng)濟(jì)性有顯著 的作用。但壓縮比過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致汽

27、油機(jī)爆燃，所以應(yīng)該合理的設(shè)計(jì)燃 燒室，縮短火焰?zhèn)鞑バ谐?，合理選用火花塞位置。適當(dāng)利用湍流，降 低終燃混合氣溫度等 11在汽油機(jī)上燃燒均質(zhì)稀混合氣有什么優(yōu)點(diǎn)？它所面臨的主要困難 時(shí)什么？目前解決的途徑有哪些？ 答：優(yōu)點(diǎn)：混合氣均勻，燃燒較完全。對(duì)燃油共給及噴射系統(tǒng)沒(méi)特別 高的要求。 困難：1為防止爆燃采用較低壓縮比導(dǎo)致熱效率較低。 2） 濃混合氣的比熱容比低導(dǎo)致熱效率低。 3）只能用進(jìn)氣管節(jié)流方式對(duì) 混合氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)即所謂量調(diào)節(jié)使得泵氣損失較大。 4）在化學(xué)劑量 比附近燃燒，導(dǎo)致有害排放特別是 NOx排放較高。 5）用三元催化轉(zhuǎn) 換器的汽油機(jī)， 它的過(guò)量空氣系數(shù) a必須控制在 1左右，從而限制其

28、 性能進(jìn)一步提高。解決途徑：采用稀薄燃燒汽油機(jī)。一類(lèi)是非直噴式稀燃汽油機(jī)，包括 均質(zhì)稀燃和分層稀燃式汽油機(jī)，另一類(lèi)是缸內(nèi)直噴式稀燃汽油機(jī)。12. 分析過(guò)量空氣系數(shù)和點(diǎn)或提前交對(duì)燃燒過(guò)程的影響 答：當(dāng) a=0.8-0.9 時(shí)，由于燃燒溫度最高，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲螅?Pe達(dá) 最大值，但爆燃傾向增大。當(dāng) a=1.03-1.1 時(shí)，由于燃燒完全，有效燃 油消耗率最低，使用 a1的濃混合氣工作，由于必然會(huì)產(chǎn)生不完全燃 燒，所以 CO排放量明顯上升，當(dāng) a1.2時(shí)，火焰速度緩慢，部 分燃料可能來(lái)不及完全燃燒， 因而經(jīng)濟(jì)性差， HC排放量增多且工作不 穩(wěn)定。 點(diǎn)火過(guò)遲，則燃燒延長(zhǎng)到膨脹過(guò)程，燃燒最高壓力和溫度

29、下 降，傳熱損失增多，排氣溫度升高，熱效率降低，但爆燃傾向減小，NOx升高，功率、排放量降低。（點(diǎn)火提前角對(duì)汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性影響 較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，如果點(diǎn)火提前角偏離最佳位置 5曲軸轉(zhuǎn)角熱效率下 降 1%；偏離轉(zhuǎn)角 10曲軸轉(zhuǎn)角，熱效率下降 5%；偏離 20曲軸轉(zhuǎn)角， 熱效率下降 16%。） 13何謂稀燃、層燃系統(tǒng)？稀燃、層燃對(duì)汽油機(jī)有何益處？ 答：稀燃系統(tǒng)就是均質(zhì)預(yù)混合氣燃燒， 通過(guò)采用改進(jìn)燃燒室、 高湍流、 高能點(diǎn)火等技術(shù)使汽油機(jī)的穩(wěn)定燃燒界限超過(guò) =17的系統(tǒng)； 分層燃 燒系統(tǒng)就是在 更大的情況下， 均質(zhì)混合氣難以點(diǎn)燃， 為了提高稀燃 界限，通過(guò)不同的氣流運(yùn)動(dòng)和供油方法， 在火花塞附近形成具有

30、良好 著火條件的較濃的可燃混合氣， 而周邊是較稀混合氣和空氣， 分層燃 燒低汽油機(jī)可穩(wěn)定工作在 =2025范圍內(nèi)。 好處：使燃油消耗率降 低，且提高排放性能。14電控汽油噴射系統(tǒng)與化油器相比有何優(yōu)點(diǎn)？答： 1）可以對(duì)混合氣空燃比進(jìn)行精確控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)在任何公開(kāi)下 都處于最佳工作狀態(tài)， 特別是對(duì)過(guò)渡工況的動(dòng)態(tài)控制， 更是傳統(tǒng)化油 器式發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法做到的。 2）由于進(jìn)氣系統(tǒng)不需要喉管，減少進(jìn)氣阻 力，加上不需要對(duì)進(jìn)氣管加熱來(lái)促進(jìn)燃油的蒸發(fā)，所以充氣效率高。 3）由于進(jìn)氣溫度低，使得爆燃燃燒得到有效控制，從而有可能采取 較高的壓縮比，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的改善時(shí)顯著的。 4）保證各缸混 合比的均勻性問(wèn)題比

31、較容易解決， 相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)可以使用辛烷值低的 燃料。 5）發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)性能和加速性能良好，過(guò)渡圓滑。第七章 發(fā)動(dòng)機(jī)的特性1研究發(fā)動(dòng)機(jī)特性的意義時(shí)什么？答：發(fā)動(dòng)機(jī)的特性是發(fā)動(dòng)機(jī)性能的綜合反映，在一定條件下，發(fā)動(dòng)機(jī) 性能指標(biāo)或特性參數(shù)隨各種可變因素的變化規(guī)律就是發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。 研究發(fā)動(dòng)機(jī)的特性是為了分析發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下運(yùn)行的動(dòng)力性能 指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)、 排放指標(biāo)以及反映工作過(guò)程進(jìn)行的完善程度指 標(biāo)等。2發(fā)動(dòng)機(jī)的性能包括哪幾方面？如何評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)性能？ 答：發(fā)動(dòng)機(jī)性能包括：動(dòng)力性能指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)和排放性能指標(biāo)。 評(píng)價(jià)其性能需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的特性進(jìn)行分析和研究。 用來(lái)表示發(fā)動(dòng)機(jī)特 性的曲線(xiàn)就是特性曲

32、線(xiàn)，它是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)的一種簡(jiǎn)單、直觀(guān)、方便的 形式，時(shí)分析和研究發(fā)動(dòng)機(jī)的一種最基本的手段。3發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性如何測(cè)?。吭跍y(cè)取過(guò)程中應(yīng)該注意哪些內(nèi)容？ 答：負(fù)荷特性是指當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時(shí)， 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)隨負(fù)荷而變化的 關(guān)系。用曲線(xiàn)的形式表示， 就是負(fù)荷特性曲線(xiàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性曲 線(xiàn)是在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上測(cè)取的。測(cè)取前，將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、潤(rùn) 滑油溫度保持在最佳值； 調(diào)節(jié)測(cè)功器負(fù)荷并改變循環(huán)供油量， 使發(fā)動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在某一常數(shù)。4試分析汽油機(jī)和柴油機(jī)負(fù)荷特性的特點(diǎn)。答： 1）汽油機(jī)的燃油消耗率普遍較高，且在從空負(fù)荷向中小負(fù)荷段 過(guò)渡時(shí)，燃油消耗率下降緩慢，仍維持在較高水平，燃油經(jīng)濟(jì)性明顯 較差。

33、2）汽油機(jī)排氣溫度普遍較高，且與負(fù)荷關(guān)系較小。 3）汽油機(jī) 的燃油消耗量曲線(xiàn)彎度較大， 而柴油機(jī)的燃油消耗量曲線(xiàn)在中、 小負(fù) 荷段的線(xiàn)性較好。5根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件的不同，發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性有幾種形式？ 12什么是發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性？汽油機(jī)、柴油機(jī)的萬(wàn)有特性各有什么特 點(diǎn)？ 負(fù)荷特性、速度特性只能表示某一油量控制機(jī)構(gòu)位置固定或某一轉(zhuǎn)速 時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)見(jiàn)的變化規(guī)律， 而對(duì)于工況變化范圍大的發(fā)動(dòng)機(jī)要分 析各種工況下的性能， 就需要在一張圖上全面表示出發(fā)動(dòng)機(jī)性能的特 性曲線(xiàn)，這種能夠表達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)多參數(shù)的特性稱(chēng)萬(wàn)有特性 汽油機(jī)的萬(wàn)有特性：（ 1）最低耗油率高，并且經(jīng)濟(jì)區(qū)域偏?。?2）等 耗油率曲線(xiàn)在低速區(qū)向大負(fù)荷收斂

34、， 這說(shuō)明汽油機(jī)在低速、 低負(fù)荷的 耗油率隨負(fù)荷的減小而急劇增大， 在實(shí)際使用中， 應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這 種情況（ 3）汽油機(jī)的等功率線(xiàn)隨轉(zhuǎn)速升高而斜穿等耗油率線(xiàn)，轉(zhuǎn)速 越高越廢油。因此，在實(shí)際使用中當(dāng)汽車(chē)等功率運(yùn)行時(shí)，駕駛?cè)藨?yīng)盡 量使用高速擋，以便節(jié)油 柴油機(jī)的萬(wàn)有特性：（ 1）最低耗油率 偏低，并且經(jīng)濟(jì)區(qū)域較寬（ 2）等耗油率曲線(xiàn)在高、低速均不收斂， 變化較平坦（ 3）相對(duì)汽車(chē)變速工況的適應(yīng)性好 第八章 發(fā)動(dòng)機(jī)的排放與噪聲 1簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)各種污染物對(duì)人體健康的影響 答：CO：輕度中毒：頭痛、頭暈、耳鳴、惡心、嘔吐、心悸、四肢無(wú) 力或有短暫的暈厥。中度中毒：除上訴癥狀加重外，出現(xiàn)程度較淺的 昏迷。重度中毒：除上訴癥狀加重外，常并發(fā)肺水腫、腦水腫、呼吸