2003重庆大学830内燃机原理考研真题答案(2003)

（重庆大学830内燃机原理考研真题答案2002）
一，名词解释
扫气效率：指扫气结束后留在气缸中的新鲜空气量与气缸内全部气体总量之比。

升功率：在额定工况下，发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。

指示热效率：是发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。

过量空气系数：燃烧1Kg燃料实际提供的空气量L与理论上所需要的空气量Lo之比称为过量空气系数。

内燃机外特性：内燃机处于全负荷时候的速度特性。

放热规律：瞬时放热速率和累计放热百分比随曲轴转角的变化关系。

二，问答题
1.研究理论循环的目的是什么？内燃机实际循环与理论循环存在哪些差异？为使实际循环接近理论循环可采取哪些可行措施？（15分）
答：⑴研究理论循环的目的是：
①确定循环热效率的理论极限，以判断实际发动机经济性能和工作过程的完善程度以及改进潜力。

②有利于分析发动机比较不同热力循环方式的经济性能和动力性能。

③通过分析理论循环的热效率和平均有效压力，明确提高以理论循环热效率为代表的经济性能和以平均有效压力为代表的动力性能的基本途径。

⑵两种循环的差异①工质的不同：理论循环中工质比热容是定值，而实际气体的比热容是随着温度上升而升高的，且燃烧后生的的CO2.H2O等多原子分子比热容大于空气，致使循环的最高温度降低，而且实际循环存在着泄露，工质数目减少。

②气体流动阻力不同，理想循环式闭式循环，工质在循环中以保持均匀状态的缓慢速度流动，没有阻力流失，实际循环中，每个循环的工质必须更换，有一定的流阻损失。

③传热损失不同，理想循环中没有热交换，实际循环中，部分热量从冷却系统中传出去。

④燃烧不及时、后燃及不完全燃烧损失，在理想循环中，其示功图的上方呈方角形，实际循环中，其示功图的上方呈圆弧形。

⑤漏气损失不同，理想循环，工质数量完全不变，实际循环中，活塞环与气缸壁之间常有微量工质漏出。

⑶提高燃烧加热后的能量质量，即在相同加热量和环境温度条件下，尽可能提高加热过程中工质的平均温度。

主要的实施方向有三个：在允许和可能的条件下，提高发动机的压缩比；合理组织燃烧，提高循环加热的“等容度”，特别是减小循环的预膨胀比和合理选择燃烧始点相位；保证工质具有较高的绝热指数。

2.提高四冲程内燃机充气效率的主要措施有哪些?简要分析说明降低进气系统阻
力和降低排气系统阻力对提高充气效率的影响有何不同？（12分）
答:⑴提高发动机充气效率的措施：(①降低进气系统的阻力，②合理选择进排气门相位（采用可变配气系统技术)，③合理利用进气谐振，④降低排气系统的流动阻力，⑤减少对进气充量的加热）.
⑵①降低进气系统的阻力：可以通过很多方式，比如减少进气门处的流动损失，可以采用牺牲排气门的直径来加大进气门的直径，但是如果排气门直径过小往往会增加排气损失和残余废气系数：也可以采用增大气门数来达到增加冲量系数的方法，可是它的结构较为复杂，造
价高；此外还可以通过改变凸轮型线，减少进气道进气管，和空气滤清器的阻力来提高充气系数，总的说来途径较多。

②降低排气系统流通阻力,使气缸内废气压力Pr下降，这不仅可以减少残余废气系数，有利于提高充量系数，而且可以减少泵气功。

3.汽油机与柴油机的升功率哪个大？为什么？（12分）
4. 出油阀有何作用？（5分）
答：作用是在停供时，将高压油管与柱塞上端空腔隔绝，防止高压油管内的油倒流入喷油泵内。

（1）防止喷油前滴油，提高喷射速度。

（2）防止喷油后滴油，提高关闭速度。

（3）防止燃油倒流，使高压油管内保持一定的残余压力。

5.柴油机在低温下冷启动困难的原因是什么？如何改进柴油机冷启动性能？（6分）
答：原因
①气缸内压缩始点温度下降，气缸壁传热增大以及由于启动转速低而引起漏气量增加，从而压缩终点和温度下降。

②在低温时燃料粘度增大以及启动转速低从而使燃料蒸发和雾化恶化，影响混合气形成。

③润滑油粘度增加，蓄电池性能下降。

措施：
①选用凝固点较低的柴油,适当提高柴油的十六烷值
②采用直喷式柴油机，并应用快速电热塞
③运用综合启动加热器
④选用品质较高的润滑油
⑤对柴油机保温或预热
6.柴油机的工作粗暴性与什么因素有关？改善柴油机的工作粗性有哪些措施？（10分）
7.汽油机点火提前角θ对发动机动力性经济性的影响怎样。

（5分）
答：能使发动机获得最佳动力性、经济性和最佳排放时的点火提前角，称为最佳点火提前角。

点火提前角小：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。

点火提前角过大：则活塞还在向上止点移动时，气缸内压力已达到很大数值，这时气体压力作用的方向与活塞运动方向相反，此时有效功减小，发动机功率下降。

获得最佳点火提前角是使得发动机动力性和经济性佳的有效途径。

8.什么叫爆震燃烧？试分析产生汽油机爆震燃烧的原因。

如何防止汽油机爆震燃烧（写出四种措施即可）？（15分）
答：⑴爆燃实为末端终燃混合气的快速自燃。

⑵原因火花点火之后，火焰以正常的速度推进，远端未燃混合气进一步受到压缩和热辐射，温度压力急剧上升，加速其先期反应，以致在正常火焰到达之前，终燃混合气快速自燃，引起缸内压力急剧波动。

爆燃的发生取决于终燃混合气的温度－压力－时间历程。

⑶防止爆燃的措施有：①使用抗爆性能高的燃料，②推迟点火，③缩短火焰传播距离，④提高火焰传播速度，⑤降低终燃混合气的温度，如减小余隙高度，加速气流运动，燃烧室扫气
（加大进排气门重叠角）。

9.为什么要进行柴油机喷油泵的速度特性进行校正?措施是什么?(8分)
答：⑴原因：对于柱塞式喷油泵随着转速上升，循环供油量呈上升趋势。

喷油泵的速度特性走向不符合柴油机的工作要求，如果不校正喷油泵的速度特性，必然导致柴油机外特性上的额定点油量偏高，或最大转矩点油量偏低，致使柴油机转矩储备系数降低。

为了使供油量与空气量相匹配，对特性进行必要的校正得到较理想的转矩特性。

⑵措施：液力校正和机械校正两种。

①液力校正：通过改变出油阀结构和形状，利用出油阀上下小孔或者出油阀与阀座之间间隙的节流作用，削弱出油阀在柴油机低速范围内的减压作用，达到增加油喷量；改善喷油泵速度特性的目的。

②机械矫正：利用调速弹簧或凸轮机构改变柱塞的有效行程，以增加低速时的循环油量。

10.简述目前对车用四冲程汽油机改善燃烧以及降低排放(CO,CH,NOx)的主要措施。

（8分）答；⑴机内净化技术
①使用废气再循环装置。

②改进发动机设计：包括进气系统，排气系统，燃烧系统，活塞组的合理设设计；现在合适的压缩比，使用分层稀薄燃烧技术等。

③使用电子控制燃油喷射系统；④提高燃油品质：限制汽油中铅，硫，磷等有害物的含量，提高燃油辛烷值，或使用醇类或烃类替代燃料。

⑵机外净化技术
①使用曲轴箱强制通风系统
②使用燃油蒸发系统
③使用三元催化转换器
11.对比汽油机和柴油机的燃烧特点，分析其对燃料的要求有何不同？（8分）
答：⑴汽油机：①对于汽油机而言是采用点燃式，因此对燃料的抗爆性有一定的要求，应选择适合辛烷值的燃料。

②汽油的蒸发性要适宜，不能太差也不宜太强。

③汽油的氧化安定性要好，如果氧化安定性差，易发生氧化反应缩合反应和聚合反应，生成酸性物质和胶性物质导致供给系统堵塞，气门关闭不严，气缸散热不良，爆震倾向增加。

④汽油的清洁性要好，避免对化油器，喷油嘴，进气门造成堵塞或积碳。

⑵柴油机：①柴油机是压燃式的，因此对柴油的自燃性有一定的要求，应选用合适十六烷值的柴油。

②柴油的雾化和蒸发性要合理，以便提高柴油机的动力性和经济性。

③硫含量要尽量低，避免影响零部件的寿命和造成环境污染。

④安定性要好，便于运输。

⑤低温流动性要好，避免柴油机滤清器堵塞，和柴油机启动不良。

12.为什么要发展汽油机电子控制燃油喷射系统？（10分）
答：
⑴电子控制燃油喷射系统可以很好的控制混合气形成的空燃比特性，达到改善汽油机性能。

⑵可以控制喷射系统工作，达到通过喷油器定时，定量地把汽油喷入进气道或气缸，使发动机在工作工况下获得最佳浓混合气，使发动机在发动机在任何工况下都处于最佳状态。

⑶实现对启动加浓、暖机加浓，全负荷加浓，减速调稀，强制怠速停油，自动怠速等控制功能，满足发动机各种特殊工况的要求，从而使发动机获得良好的燃油经济性，动力性并降低废气中的有害物。

⑷可以提高发动机的充气效率，有效地控制爆燃的发生，提高冷启动性能，加速性能，压缩
比等。