发动机原理复习题[1]

发动机原理复习题一、问答题1.试述理论循环与实际循环的差异P19理论循环是最简单的空气标准循环，它除了不可避免地向冷源放热外，没有其它损失。

差异：1).理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体比热容是随温度上升而增大的。

实际循环ηi和pi小于理论循环的ηi和pi. 2).为了使循环重复进行，必须更换工质存在换气损失。

3）.实际循环存在燃烧损失。

4）.实际循环中，汽缸壁和工质间自始至终存在着热交换，使压缩、膨胀线均脱离理论循环的绝热压缩、膨胀线，造成损失传热损失。

2.发动机的机械损失包括哪几个部分？各占比例如何？常用哪几种方法测量发动机机械损失？占机械损失：发动机内部运动零件的摩擦损失（62~75%），驱动附属机构的损失（10~20%）和泵气损失（10~20）。

测定方法：倒拖法（汽油机上广泛使用）、灭缸法（仅适用于多缸发动机）、油耗线法（又称负荷特性法）。

3.试分析转速和负荷对机械效率的影响。

P17、18转速n上升，各摩擦副之间相对速度增加，摩擦损失增加。

曲柄连杆机构的惯性力加大，活塞侧压力和轴承负荷均增高，摩擦损失增加；泵气损失加大。

驱动附件消耗的功多。

因此，机械损失功率增加，机械效率下降。

转速一定时，负荷减小，平均指示压力pmi随之下降，而平均机械损失压力pmm变化很小，因为pmm的大小主要取决于摩擦副的相对速度和惯性力的大小，根据ηm=1-（pmm/pmi）知，随着负荷减小，机械效率ηm下降。

（n ↑，机械损失功率增加，机械效率下降。

随负荷减小，机械效率ηm ↓）4.简述换气过程的情况。

P23四冲程发动机换气工程包括从排气门开启直到进气门关闭的整个时期。

约占410~480’曲轴转角.一般将换气工程分作自由排气、强制排气、进气和气门叠开四个阶段。

5.试分析影响充气效率的各个因素。

影响充气效率ηv的因素：进气的状态、进气终了的气缸压力和温度、残余废气系数、压缩比及气门定时等。

1）.进气终了的压力pa对ηv有重要影响，pa愈高ηv值越大。

2）.进气终了的温度Ta：Ta值越高，充入汽缸的工质密度越小，可使ηv降低。

因此，在允许条件允许的情况下，应力求降低Ta值。

3）.残余废气系数：汽缸中残余废气增多，不仅使ηv下降，而且使燃烧恶化。

4）.配气定时：由于进气迟闭而ζ<1,新鲜充量的容积减小，但pa值却可能拥有气流惯性而使进气有所增加，合适的配气定时应考虑ζpa具有最大值。

5）压缩比ε增加，压缩容积减小，残余废气量随之减少，因而ηv有所增加。

6）.进气压力高，pa也随之增加，新鲜工质密度增大，虽然ηv变化不大，但实际进气量增多。

【进气终了的压力Pa、进气终了的温度Ta、残余废气系数r、配气系数、压缩比、进气状态】6.试分析进气迟闭角对充气效率及有效功率的影响。

P33不同的进气迟闭角，ηv最大值相当的转速也不同，一般迟闭角最大，ηv最大值相当的转速也增加。

一定的进气迟闭角只能保证在一定转速下ηv增大，进气迟闭角越大要求的功率越大。

（加大进气门迟闭角，高转速时ηv增加，有利于最大功率的提高，但对于低速和中速性能则不利；减小进气迟闭角，能防止低速倒喷，有利于提高最大扭矩，但降低了最大功率。

）7.简述提高充气效率的措施。

减小进气系统的阻力，合理选择配气定时，充分利用进气管的动太效应，采用可变技术。

【提高进气终了压力Pa、降低进气终了的温度Ta、减小残余废气系数r、选择合理的配气定时、提高压缩比】8.怎样综合评定配气定时的合理程度？P331）良好的ηv，2）合适的ηv=f(n),3）较小的换气损失，4）必要的扫气，5）合适的排气温度，6）降低噪声及排气污染。

9.汽油机燃烧过程可划分成几个阶段？各阶段有何特征？画出其展开示功图。

P64三个阶段：着火延迟期（着火准备）、明显燃烧期（形成明显的火焰和核心）、后燃期（补充燃烧）。

10.试分析汽油机产生爆燃的原因。

爆燃有何危害？原因：在火焰前锋尚未到达之前，末端混合气已经自然，这部分混合气燃烧速度极快，使局部压力、温度很高，并伴随有冲击波。

危害：噪声增大，汽缸盖和活塞顶温度升高冷却系过热、机械磨损加剧，机械负荷增加，指示热效率降低、有效功率下降、有效燃油消耗率上升，促进表面点火产生。

11.通过怎样调整转速和负荷可以减轻爆燃？为什么？P721）。

n↑负荷↓可以减轻爆燃，转速增加，火焰速度增加，爆燃倾向减小。

2）负荷减小时，气缸的温度、压力降低，爆燃的倾向减小。

12.转速、负荷变化时点火提前角分别应如何调整，为什么？转速增加时，汽缸中紊流增强，火焰速度与转速成正比增加，燃烧过程缩短，由于循环时间缩短，所以应加大点火提前角。

汽油机负荷是量调节，负荷减小时，进入气缸的混合气数量减少，残余废气所占的比例相对增加，泵气损失和热损失增加，经济性下降，需增大点火提前角。

13.简述使用因素对汽油机燃烧的影响。

P70混合气浓度为α=0.85～0.95时，着火延迟期最短，易爆燃。

点火角过大，则大部分混合气在压缩过程中燃烧，活塞所消耗的压缩功增加，且最高压力升高，末端混合气燃烧前的温度较高，爆燃倾向加大，点火过迟，则燃烧延长到膨胀过程，燃烧最高压力和温度下降，传热损失增多，排温升高，功率、热效率降低，但爆燃倾向减小，NOx排放量降低。

提高转速，火焰传播速度加快，爆燃倾向减小。

减小负荷，气缸的温度压力降低，爆燃倾向减小。

大气压力低，气缸充气量减少，则混合气变浓，另外，压缩压力低，着火延迟期长和火焰速度慢，这经济性和动力性下降，但爆燃倾向减小。

大气温度高，同样气缸充气量下降，经济性、动力性变差。

而且容易发生爆燃和气阻。

14.混合气浓度对发动机性能有何影响？P70在α=0.8~0.9时，由于燃烧温度最高，火焰传播速度最大，因此Pz、Tz、压力升高率、Pe均达最高值，且爆燃倾向增大。

在α=1.03～1.1时，由于燃烧完全，be最低，但此时缸内温度最高且有富裕空气，NOx排放量大。

α<1,产生不完全燃烧，CO排放量明显上升。

当α<0.8及α>1.2时，火焰速度缓慢，部分燃料可能来不及完全燃烧，经济性差，HC排放量增多且工作不稳定。

15.试分析点火提前角对燃烧过程的影响。

点火提前角过小：若恰好在活塞到达上止点时点火，混合气开始燃烧时，活塞已开始向下运动，使气缸容积增大，燃烧压力降低，发动机功率下降。

过大：大部分混合气在在压缩过程中燃烧，活塞所消耗的压缩功增加，且最高压力升高，末端混合气燃烧的温度较高，爆燃倾向加大。

16.在设计汽油机燃烧室时需要考虑哪些要求？P91动力性、经济性好，工作轻生平稳，排气污染小，结构简单，制造方便。

17.什么是空间雾化混合？什么是油膜蒸发混合？空间雾化混合是燃烧室空间中利用燃油与空气的相对运动形成较均匀的混合气油膜蒸发混合是指在燃烧室壁面上燃油形成油膜后，利用受热蒸发和空气相对运动的作用形成较均匀的混合气。

18.柴油机燃烧过程可划分成几个阶段？各阶段有何特征？画出其展开示工图。

1）着火延迟期：着火准备；指从燃油开始喷入燃烧室内至由于开始燃烧而引起压力升高使压力脱离压缩线开始急剧上升。

2）速燃期：定容燃烧，在着火延迟期内准备好的混合气几乎同时开始燃烧，使燃烧室内的压力、温度急剧上升。

3）缓燃期：定压燃烧，一般喷射过程在缓燃期都已经结束，随着燃烧过程的进行，空气逐渐减少而燃烧产物不断增加，燃烧的进行也渐趋缓慢。

4）补燃期：补充燃烧，补燃期内燃油的燃烧可称为后燃，由于燃烧时间短促，混合气又不太均匀，总有少量燃油拖延到膨胀过程中继续燃烧，应尽量缩短补燃期，减少补燃期内燃烧的燃油量【图略】19.发动机的燃烧过程中为什么要尽量减少补燃？P100在补燃期中，缸内压力不断下降，燃烧放出的热量得不到有效的利用，还使排气温度升高，导致散热损失增大，对柴油的经济性不利。

后然还增加了有关零部件的热负荷。

因此，应尽量缩短补燃期，减少补燃期内燃烧的耗油量。

25什么是柴油机的负荷特性？简要分析柴油机负荷特性曲线的变化历程。

柴油机的负荷特性：当柴油机保持某一转速不变，而移动喷油泵齿条或拉杆位置，改变每循环供油量Δb时，B、be随Pe(或Ttq、pme)变化的关系。

随着负荷的增加，每循环供油量增加，Δb↑（α↓），燃烧完善程度↓，ηi↓。

负荷再增加，Δb↑，α值↓↓，燃烧恶化，ηi↓↓，be↑。

怠速时，pe=0,ηm=0，be→∞。

20.什么是喷油泵的速度特性？为什么说未校正的油泵速度特性不符合实际要求？有哪些校正方法？P106喷油泵的速度特性：喷油泵油量控制机构（齿条或拉杆）位置固定，循环供油量随喷油泵转速变化的关系。

不符合实际要求的原因：可能出现飞车，转速下降，循环供油量减少，不能爬坡，与气缸进气量不配合，因此喷油泵的速度特性必须校正。

【在较高的转速范围内，一般柴油机的ηv随转速的的升高而下降，而循环供油量随转速的上升而增大，使空气量与供油量不相匹配。

】校正方法：正校正：为使柴油机满足汽车扭矩要求，应使供油量随转速下降而增加1）出油阀校正：可变减压容积和可变减压作用2）调速器校正负校正：为防止柴油机在低速大负荷时冒烟，应使低速时供油量随转速下降而有一定的减少。

21.什么是柴油机燃烧放热规律的三要素？为什么说“先缓后急”是较理想的燃烧放热规律？p102燃烧起点、燃烧放热规律曲线形状和燃烧持续时间为燃烧放热规律的三要素。

先缓后急是因为在开始放热阶段，不希望燃烧放热速率上升的过快，以降低压力升高率，使柴油机的工作粗暴得到控制，然后燃烧应加速进行，使绝大部分燃油在尽可能靠近上止点处完成燃烧，以提高经济性，燃烧持续时间不宜过长。

22.试述直喷式燃烧室柴油机的性能特点。

P1181）.经济性好。

2）.冷启动性好3）.对喷射系统和燃料的要求较高(空间雾化)。

4）.工作较粗暴，噪声大。

5）.多用于转速较低的柴油机。

6）.NOx含量高。

23.试述分隔式燃烧室柴油机的性能特点。

P1151）.α较小，Pme较高2）.对燃油系统要求较低3）.高速性好4）.气道阻力小，ηv↑。

5）.主室ΔP/ΔΦ小。

工作平稳6）.经济性好冷启动性差7）.工作可靠性低8）排污小，但低负荷时碳烟↑9）.预然室特点更突出，有惰转噪声问题。

24.试分别分析负荷、转速、供油提前角和燃油对柴油机燃烧过程的影响。

P122负荷：负荷增大，Δp增大，α(Q1↑)减小，压缩终了温度Tc增加，着火延迟期减少，工作粗暴。

负荷增大，(φ2-φ1)、喷油延迟期增加，燃烧过程延长，不完全燃烧增加，ηi 减少。

负荷过大，燃烧恶化、排气冒黑烟，负荷过小出现惰转噪声现象。

转速：n↑,压缩终点温度、压力增高，蒸发性雾化混合提高，着火延迟期减小，转速过大时，ηv↓，α降低，不然增加，ηi↓。

转速过低，空气涡流减弱，混合气变差。