发动机原理复习之简答题(简化版)

1. 内燃机机械效率测量有哪几种方法，每种方法的适用场合是什么？

答：内燃机机械效率测定方法有：示功图法，倒拖法，灭缸法和油耗线法。其中，示功图法适合于所有类型发动机，倒拖法适合于压缩比不高的汽油机，灭缸法适合于非增压多缸柴油机，油耗线法适合于非增压或增压压力不高的柴油机。

4. 试比较内燃机定压涡轮增压系统和脉冲涡轮增压系统的优缺点。

答：脉冲涡轮增压系统在排气能量利用率、扫气作用、发动机加速性能等方面较优。而定压涡轮增压系统在涡轮效率、增压系统结构方面较优。

5.基于p— 压力示功图上点燃式内燃机燃烧过程各个阶段的特点。

答：汽油机燃烧过程分成三个阶段。

第1阶段为着火阶段，指火花跳火到形成火焰中心的阶段。这一阶段反映火核形成过程，着火滞燃期与燃料特性、缸内温度、混合气浓度、残余废气系数、点火能量有关。着火阶段影响到火焰形成、失火和后续的燃烧过程。

第2阶段为急燃期，指火焰由火焰中心烧遍整个燃烧室的阶段，又称火焰传播阶段。压力升高快，燃烧压力和温度达到最大值。NO排放物主要在此阶段形成。此阶段决定了发动机的动力性。

第3阶段为后燃期，指从急燃期终点到完全燃烧点的阶段。后燃期不应过长，否则传热损失增加，排温增加，热效率降低。

6. 什么是火花点火发动机的爆燃？产生爆震的原因以及影响爆燃的因素？

答：在某种条件下(如压缩比过高)，汽油机的燃烧会变得不正常，在测录的p-t示功图上，出现压力曲线出现高频大幅波动，上止点附近的dp/dt值急剧波动，此时火焰传播速度和火焰前锋形状发生急剧的改变，称为爆燃。

发生爆燃的原因可归结为终燃混合气的快速自燃。

运转因素的影响: 点火提前角; 转速; 负荷; 混合气浓度; 燃烧室沉积物.

结构因素：气缸直径；火花塞位置；气缸盖与活塞的材料；燃烧室结构.

7. 什么是排气再循环？排气再循环能够降低NO x排放的原因？

答：排气再循环是指将排气的一部分气体引入进气系统，用于降低NOx排放的措施。其能降低NO x排放原因在于EGR使工作混合气的总热容大大增加，最高燃烧温度下降。小负荷运转用少量EGR能改善燃烧，但EGR率过大会使燃烧不稳定，表现在缸内压力变动率增大，甚至导致缺火，使HC排放剧增。中等负荷用过大的EGR率使油耗上升，HC排放增大。发动机全负荷运转时追求最大最大动力性，即使NO X排放很高，也不能用EGR加以控制，以免动力性受害。

2.柴油机的有害排放物主要有哪些？试分别叙述其生成机理和控制措施

答：柴油机有害排放物有：HC, CO, NOx, PM（碳烟）。HC和CO由过浓和过稀混合气产生，NOx依赖于氧浓度，高温和高温下的滞留时间。PM由过浓混合气高温缺氧和燃烧氧化物形成。根据各排放物生成机理分析控制措施。

*气门重叠有什么好处，气门重叠会发生什么问题？

1、利用气流惯性扫除缸内残余废气，增加缸内的新鲜空气；利用新鲜空气降低燃烧室内的各处温度，减小部分零件的热负荷，提高发动机可靠性。

2、易造成气门，气门与活塞运动的干涉。低速时可能会发生缸内气体倒流入进气管的现象；也会影响有效压缩比，从而影响压缩终了温度，使发动机冷启动困难。

*内燃机的机械损失都有哪些？

1、活塞与活塞环的摩擦损失

2、轴承与气门机构的摩擦损失

3、驱动附属机构的功率消耗

4、

风阻损失5、驱动扫气泵及增压器的损失

*试说明测定机械损失的“示功图法”、“倒拖法”和“灭缸法”测量方法。

1、运用燃烧分析仪侧录气缸的示功图，从中算出只是功率，并读出有效功率，从而算出机械损失

2、将发动机与有倒拖功能的电力测功机相连，当发动机以给定工况运行，冷却水、机油温度正常时，切断发动机供油，将测功机转换为电动机拖动发动机，并维持冷却水和机油温度不变，此时测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失功率

3、用于多缸发动机，当内燃机调整到给定工况稳定工作后，先测出其有效功率，然后停止向某一气缸供油或点火，并将转速恢复到原来的数值，重新测定有效功率，就可以算出被灭缸的指示功率，依次算出各缸指示功率，然后可求出机械损失功率和机械效率

*试说明提高内燃机动力性与经济性的途径。

1、采用增压技术、

2、合理组织燃烧过程，提高循环指示效率

3、改善换气过程，提高气缸充量系数

4、提高发动机的转速

5、提高内燃机的机械效率

6、采用二冲程提高升功率

*提高发动机功率的措施都有哪些？

1、增加缸数

2、提高转速

3、增加单缸工作容积

4、提高平均有效压力

5、减小冲程数

*说说发动机采用二冲程设计的利弊。

1、换气时间短，没有气门机构，结构大为简化

2、进排气同时进行，缸内残余废弃系数大，换气质量较差

3、扫气消耗功大

4、HC排放高

*说说为什么转速高的发动机宜采用较大的气门叠开角。

①、转速高的发动机宜采用较大的气门叠开角和气门开启持续期，以最大程度的减小流动阻力，并充分利用过后充气，提高充量系数，满足发动机高速时的动力性要求

*说说为什么一般情况下柴油机（自由吸气柴油机）的气门叠开角比汽油机的大。

1、对于点燃式的汽油机，其进气管压力总是低于大气压，若进气提前角过大，高温废气可能倒流进入进气管，引起进气管回火所以这类发动机的气门叠开角都比较小；

2、对于自然吸气柴油机，进气管压力始终都、接近大气压，因此可以采用较大的气门叠开角，以提高充量系数。

*说说增压柴油机增大气门叠开角的好处

（减少残余废气→增加进气量，降低燃烧室内气缸盖、排气门、活塞顶、缸套的温度以及排气温度）

*一般情况下，发动机的进气损失远远小于排气损失，但我们对进气损失的关注程度并不亚于对排气损失的关注，这是为什么？

（进气损失影响充量系数，进而影响发动机动力、经济及排放等性能）

*提高理论循环热效率的措施。P.36

1、提高压缩比

2、增大压力增高比

*提高理论循环平均有效压力的措施。P.36

提高理论循环热效率的措施，增加进气压力，降低进气温度，增加循环供油量

*分析多气门内燃机在充气、混合气形成和结构方面的优缺点。

1、增加进气排气流通面积，减小了流动损失，提高了充量系数，泵气损失小，有利于提高动力性能；改善混合气形成质量，提高燃油经济性和低排放；减轻气门系统的运动零部件质量适应高速运转要求。

2、气门零部件增加，是制造和维修成本增加；顶置凸轮轴需要安装在气缸盖上，增加了发动机的高度，需要更大的安装空间

*限制提高循环热效率和循环平均有效压力提高的因素都有哪些？

1、结构强度的限制

2、机械效率的限制

3、燃烧反面的限制

4、排放方面的限制

*试说明排气门迟关对内燃机工作带来的益处。