发动机原理简答(参考答案)

1.汽油性能指标，燃烧过程

2.柴油性能指标，燃烧过程

3.试述发动机理论循环的假设条件

4.试述理论循环与实际循环的差异

5.发动机的机械损失包括那几部分？各占比例如何？常用哪几种方法测量发动机机械损失

6.试分析转速和负荷对机械效率的影响

7.试分析影响充气效率的主要因素

8.试分析进气迟闭角对充气效率及有效功率的影响

9.简述提高充气效率的措施

10.汽油机燃烧过程可划分为几个阶段？各阶段有何特征

11.试分析汽油机爆燃产生的原因。爆燃有何危害

12.通过怎样调整转速和负荷可以减轻爆燃，为什么

13.转速n、负荷变化时点火提前角θ分别应如何调整，为什么

14.发动机的燃烧过程中，为什么要尽量减少补燃

15.柴油机燃烧室有哪几种结构形式

16.柴油机为什么要装调速器

17.传统铅蓄电池点火系统有哪些缺点

18.汽油机经济混合气范围一般是多少？为什么过浓或过稀燃油消耗增加

19.L型汽油喷射系统的特点是什么

20.润滑系统的组成及公用是什么

21.起动系由哪三大部分组成？为什么要采用串激式电动机

22.汽油机由那些机构及系统组成？各有什么功能

23.试述汽油机的工作原理

24.说明柱塞式喷油泵的结构及工作原理

25.气门为什么要早开、晚关？为什么留有气门间隙的作用是什么

26.调速器的作用是什么

27.何谓气门间隙？以EQ6100-1型汽油机为例，说明怎样调整气门间隙

28.现代化油器的组成及其各装臵的作用

29.喷油泵有哪些结构特点

30.强制循环式冷却系的大、小循环路线

31.二冲程发动机与四冲程发动机比较有何优点

32.简述工质改变对发动机实际循环的影响

33.S/D（行程/缸径）这一参数对内燃机的转速、结构、气缸散热量以及与整车配套的主要影响有哪些

34.简述单缸柴油机机械损失测定方法优缺点

35.内燃机的强化指标有哪些

36.增压系统可分为哪几类

37.什么是喘振现象？产生喘振现象的原因是什么

38.简述增压系统的选择原则

39.简述柴油机比较合适的放热规律

40.简述影响柴油机燃烧过程的运转因素

41.简述表面点火和爆燃的区别

42.汽油机的机内净化技术有那些

43.简述什么是分层给气燃烧

44.简述汽油机喷射供给系统的优点

45.简述汽油机和柴油机的工作模式的差异？

46.何谓气门重叠角？比较汽油机与柴油机、增压机与非增压机气门重叠角的大小，并说明原因

47.什么叫进气速度特性？汽油机和柴油机有何不同？为什么

48.分析说明湍流火焰传播速度大大高于层流火焰传播速度的原因

49.为便于分析，常将复杂的内燃机热力循环过程简化为理想工质的理想循环过程（理论循环），该模型的基本假定有哪些

的影响。

50.简述真实循环特性对发动机实际循环热效率

t

51.对于汽油机，均质燃烧系统与分层燃烧系统相比有何缺点？简述分层燃烧的原则

52.如何选择高速发动机和低速发动机的进气管长度

53.简述多缸机“进气抢气”和“排气干涉”现象，如何避免

54.气门的气流通过能力常用气门的开启“时间—断面”表示，分析增加此“时间—断面”’的主要措施有哪些

55.发动机工作过程中，缸内不断变化的工质对发动机的各种性能以及燃烧工作模式有巨大影响，为什么

56.简述传统汽油机与柴油机工作模式的差异

57.简述预混合燃烧和扩散燃烧的主要特点

58.从提高发动机有效效率方面说明有哪些措施可以提高发动机的能量利用效率

59.简述代用气体燃料在发动机燃料供给系统的可能使用方法

60.影响点火提前角的因素有哪些

61.为什么有大缸径的柴油机而无大缸径的汽油机

62.简述汽油发动机爆燃的燃烧机理及爆燃产生的主要原因

63.简述汽油机爆燃时的特征

64.简述影响表面点火的因素和防止措施

65.简述汽油机循环波动的影响因素及改善措施

66.对于汽油机和柴油机而言，希望有怎样的放热规律

67.从化学反应的角度看，改变哪些因素可以缩短柴油机的着火延迟期

68.简述压缩比 对汽油机及柴油机性能的影响及其选择的主要依据

69.简述放热规律对柴油机性能的影响及改善放热规律的措施

70.简述柴油机的喷油提前规律及原因

71.对于电控柴油机而言，何谓时间控制？试述高压共轨系统原理和主要特点

72.试述柴油机冷起动困难的原因及改善冷起动的措施

73.何谓发动机工况？哪几个参数可以确定一种工况

75.研究调整特性的意义

74.柴油机标定功率有哪几种

75.研究调整特性的意义

76.简述发动机运行特性的分析思路

77.在外特性中，为什么柴油机的扭矩tq T 曲线比汽油机的平坦些

78.从发动机与汽车传动系的合理匹配的角度说明如何提高汽车动力性能

79.在负荷特性中，为什么柴油机的有效燃料消耗率e b 曲线比汽油机的平坦些

80.何谓喷油提前角？说明它与供油提前角有何不同？分析喷油提前角对柴油机工作过程参数及性能有何影响

81.试述速度特性曲线和负荷特性曲线的测取方法

82.柴油发动机采用进气增压有何优点

83.试述柴油机恒压及脉冲两种涡轮增压系统的优缺点

84.发动机的排放污染物主要有哪些成份

86.根据燃烧机理分析产生柴油发动机工作粗暴及x NO 排放过高的原因和避免的措施

87.柴油机有害排放物主要有CO 、HC 、x NO 及燃料液滴和炭粒，分析形成x NO 及燃料液滴和炭粒排放的主要原因，试述净化措施

88.以汽油机米勒循环为例说明为什么要采用“可变技术”，常用的还有哪些

89.分析转速变化对进气迟闭角的影响 90.从完善机、车配套和选择的角度说明如何提高汽车燃油经济性能

1.汽油性能指标：挥发性，抗爆性，安定性，防腐性，清洁性。燃烧过程：着火落后期，明显燃烧期，补燃期。

2.柴油性能指标：低温流动性，发火性，挥发性，黏度，安定性，防腐性，清洁性。燃烧过程：滞燃期，速燃期，缓燃期，后燃期。

3.试述发动机理论循环的假设条件。1）假设工质是理想气体，其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同。2）假设工质是在闭口系统中作封闭循环。3）假设工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程。4）假设燃烧是外界无数个高温热源定容或定压向工质加热。工质放热为定容放热。5）所有过程为可逆过程组成。

4.试述理论循环与实际循环的差异。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。2）实际循环中为了使循环重复进行，

必须更换工质，因此会造成功的消耗，称为换气损失。3）实际循环中燃料燃烧需要一定的时间，所以喷油或点火在上止点前，并且燃烧还会延续到膨胀行程，由此形成非瞬时损失和补烯损失；实际循环汇总会有部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失；在高温下部分燃烧产物分解而吸热，使循环的最高温度下降。4）实际循环中气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。

5.发动机的机械损失包括那几部分？各占比例如何？常用哪几种方法测量发动机机械损失？摩擦损失，占62-75%；驱动各种附件损失，占10-20%；带动机械增压器损失，占6-10%泵气损失，占10-20%。机械损失常用的测量方法有倒拖法、灭缸法、油耗线法。

6.试分析转速和负荷对机械效率的影响。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。

7.试分析影响充气效率的主要因素。影响充气效率的因素有进气终了的压力pa，进气终了的温度Ta,残余废弃系数γ，配气定时，压缩比，进气状态。

8.试分析进气迟闭角对充气效率及有效功率的影响。加大进气门迟闭角，高转速时充气效率增加，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。

9.简述提高充气效率的措施。减少进气门处的阻力系数（增大气门直径、采用多气门结构、适当增加进气门升程、适当减小活塞行程）；减小空气滤清器的阻力系数；减小进气管道的阻力系数。第一，降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了时的压力。第二，降低排气系统的阻力损失，以减少缸内的残余废气稀释。第三，减少高温零件在进气系统中对新鲜充量的加热，降低进气充量的温度。

10.汽油机燃烧过程可划分为几个阶段？各阶段有何特征？三个阶段。着火延迟期：气缸压力明显脱离压缩线而急剧上升。明显燃烧期：气缸压力迅速上升。后燃期：明显燃烧期后的燃烧。

11.试分析汽油机爆燃产生的原因。爆燃有何危害？原因：在正常火焰传播的过程中，处在最后燃烧位臵上的那部分未燃混合气，进一步受到压缩和辐射热的作用，加速了先期反应。如果在火焰前锋尚未到达之前，末端混合气已经自燃，则这部分混合气烯烧速度极快，火焰速度可达每秒百米甚至数百米以上，使局

部压力、温度很高，并伴随有冲击波。压力冲击波反复撞击缸壁，发出尖锐的敲击声，严重时破坏缸壁表面的附面气膜和油膜，使传热增加，气缸盖和活塞顶温度升高，冷却系统过热，汽油机功率减少，耗油率增加，甚至造成活塞、气门烧坏，轴瓦破裂，火花塞绝缘体破坏，润滑油氧化成胶质，活塞环粘在槽内等故障。

12.通过怎样调整转速和负荷可以减轻爆燃，为什么？提高转速，转速增加时，火焰速度亦增加，爆燃倾向减小。降低负荷，负荷减小时，气缸的温度、压力降低，爆燃的倾向减小。

13.转速n、负荷变化时点火提前角θ分别应如何调整，为什么？转速增加时，汽缸中紊流增强，火焰速度大体和转速成正比增加，因而以秒计的燃烧过程缩短，但由于循环时间亦缩短，一般燃烧过程

14.发动机的燃烧过程中，为什么要尽量减少补燃？零件热负荷增大，排气温度升高，增加传给冷却水的热量。

15.柴油机燃烧室有哪几种结构形式？可分为两大类：统一式燃烧室和分隔式燃烧室统一式燃烧室有分为ω形燃烧室和球形燃烧室；分隔式燃烧室有分为涡流式燃烧室和预燃式燃烧室

16.柴油机为什么要装调速器？柴油机经常在怠速的工况下工作此时供入气缸的燃油量很少，发动机的动力仅用以克服发动机本身内部各机构运转阻力，而这阻力测随发动机转速升高而增加，这时，主要问题在于发动机能否保持最低转速稳定运转而不熄火。对此驾驶员几乎不可能事先估计到并且及时操纵油量调节拉杆加以适当的调节。因此，汽车柴油机一般都装有两速调速器，以限制发动机最高转速和稳定怠速而自动进行供油量调节。汽车柴油机多采用全速调速器来对供油量作自动的调节。全速调节器不仅限制超速和稳定怠速，而且能使发动机在其工作转速范围内的任一选定的转速下稳定地工作。有些在城市内或公路上行驶的柴油机汽车，为适应车辆多，人流大，减速，加速，停车频繁的情况，也采用全速调速器.

17.传统铅蓄电池点火系统有哪些缺点？断电器触点分开时在触点出形成的火花使触点逐渐烧蚀，因而断电器的使用寿命短，在火花塞积炭时因火花塞间隙漏电，使次级电升不上去，不可能靠地点火，次级电压的大小随发动机的转速的增高和气缸数的增多而下降，因此在高速时易出现缺火等现象。尤其是近年来，一方面汽车发动机向多缸高速化发展；另一方面人们力图通过改善混合气的燃烧状况，以减少空气污染，以及燃用稀混合气以达到节约燃油的目的，这些都要求点火装臵能够提供足够的次级电压和火花能量，保证最佳点火时刻，现行传统点火装臵已不能适应这一要求。

18.汽油机经济混合气范围一般是多少？为什么过浓或过稀燃油消耗增加？汽

油机经济混合气范围一般是AF=15.4-16.9。当混合气稀到AF=19.11-2.58时，燃料分子之间的距离将增大到使混合气的火焰不能传播的程度，以致发动机不能稳定运转，甚至缺火停转。此值称为空燃比AF的火焰传播下限。混合气过浓AF<12.94时由于燃烧很不完全，气缸中将产生大量的一氧化碳甚至是还有游离的碳粒，造成汽缸盖，活塞顶，气门和火花塞积碳，排气管冒黑烟，排气污染严重。废气中的一氧化碳还可能在排气管中被高温废气引燃，发生排气管“放炮”现象。此外，由于这种混合气的燃烧速递也较低，有效功率也将减小，燃油消耗率将增高。

19.L型汽油喷射系统的特点是什么？采用空气流量传感器，以空气流入量为控制基础，以空气流量与发动机转速作为控制喷油量的基本因素，同时还接受节气门位臵，冷却水温度，空气温度等传感器检测到的表征发动机运行工况的信息作为喷油量的校正，使发动机运转平稳。

20.润滑系统的组成及公用是什么？发动机工作时，传力零件的相对运动表面之间必然产生摩擦。金属表面之间的摩擦不仅会增大发动机内部的功率消耗，使零件表面迅速磨损，而且由于摩擦产生大大量热可能导致零件工作表面烧损，致使发动机无法运转，因此，为保证发动机正常工作必须对相对运动表面加以润滑，也就是在摩擦表面覆盖一层润滑油使金属表面间隔一层薄的油膜以减小摩擦阻力降低功率损耗减轻机件磨损延长发动机使用寿命。功用：1.将机油不断地供给各零件的摩擦表面并形成油膜，减少零件的摩擦和磨损2.循环流动的机油不仅可以清除表面上的磨屑等杂质，而且还可以冷却摩擦表面3.气缸和活塞环上的油膜还能提高气缸的密闭性4.机油还可以防止零件生锈。

21.起动系由哪三大部分组成？为什么要采用串激式电动机？起动机一般由直流电动机，操纵机构和离合器机构三大部分组成。目前汽车发动机普遍采用串激直流电动机作为起动机，因为这种电动机在低转速时转矩很大，随着转速的升高，其转矩逐渐减小，这一特性非常适合发动机启动的要求。

22.汽油机由那些机构及系统组成？各有什么功能？汽油机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；①、曲柄连杆机构，在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动②、配气机构，配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程③、燃料供给系统，汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。4点火系统，在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖

上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的。5、冷却系统，冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。6润滑系统，润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却7起动系统，要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。

23.试述汽油机的工作原理？四冲程汽油机的工作循环包括4个行程，即进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程。进气行程化油器式汽油机将空气与燃料现在气缸外部的化油器中进行混合行程可然混合气然后再吸入气缸压缩行程为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧以产生较大的压力从而使发动机发出较大功率必须在燃烧之前将可混合气压缩，使其体积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程做功行程进、排气门仍然关闭。当活塞接近上止点时，装在汽缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。排气行程可燃混合气燃烧后生成废气，必须从气缸中排除以便进行下一个进气行程。

24.说明柱塞式喷油泵的结构及工作原理？柱塞泵的泵油机构包括两套精密偶件，柱塞和柱塞套，出油阀和出油阀座。原理：工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动从而完成泵油任务，泵油过程可分为以下三个阶段。进油过程当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧力的作用下，柱塞向下运动，柱塞上部空间（称为泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔打开后，充满在油泵上体油道内的柴油经油孔进入泵油室，柱塞运动到下止点，进油结束。供油过程当凸轮轴转到凸轮的凸起部分顶起滚轮体时，柱塞弹簧被压缩，柱塞向上运动，燃油受压，一部分燃油经油孔流回喷油泵上体油腔。当柱塞顶面遮住套筒上进油孔的上缘时，由于柱塞和套筒的配合间隙很小（0.0015-0.0025mm）使柱塞顶部的泵油室成为一个密封油腔，柱塞继续上升，泵油室内的油压迅速升高，泵油压力>出油阀弹簧力+高压油管剩余压力时，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管，通过喷油器喷入燃烧室。回油过程柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜槽（停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽沟通，油压骤然下降，出油阀在弹簧力的作用下迅速关闭，停止供油。此后柱塞还要上行，当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧的作用下，柱塞又下行。此时便开始了下一个循环。

25.气门为什么要早开、晚关？为什么留有气门间隙的作用是什么？进气门提前开启的目的是为了保证进气门行程开始时进气门已开大，新鲜气体能顺利地充入气缸；进气门晚闭是为了利用气流惯性和压力差增加气缸充气量，排气门早开，大部分废气在此压力作用下迅速从缸内排出。作用：以补偿气门受热后的

膨胀量。

26.调速器的作用是什么？两速调速器为一般条件下行驶的汽车柴油机所装用1以保持怠速运转稳定及防止高速运转时超速飞车，2全速调速器不仅能控制柴油机最低最高转速，而且能控制从怠速到最高限制转速范围内任何转速下的喷油量以维持柴油机在任一给定转速下稳定运转，3.定速调速器能随负荷变化自动控制喷油器以维持柴油机在设定设定转速下稳定运转。

27.何谓气门间隙？以EQ6100-1型汽油机为例，说明怎样调整气门间隙？通常在发动机在冷态装配时，在气门与其传动机构中，留有适当的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。这一间隙通常称为气门间隙。 1.在冷态下调整2.转动飞轮使凸轮凸起部分离开起挺柱，气门落座关闭，拧松挺柱顶部锁紧螺母，进气门下用0.25-0.30mm毫尺摇臂与气门拧松调节螺母，排气门下用0.30-0.35mm之间再拧紧调节螺钉抽出毫尺拧紧螺母

28.现代化油器的组成及其各装臵的作用？现代化油器在结构上便采取了一系列自动调配混合气浓度的装臵，其中包括主供油系统、启动系统、怠速系统、大负荷加浓系统和加速系统，以保证在车用汽油机各种工况下都能供给适当的可燃混合气，提高发动机的经济性和动力性。住供油系统：供油作用启动系统：让汽车从静止变为运动怠速系统：保证在怠速和很小负荷时供给很浓的混合气，其AF值为10.29-13.23。加浓系统：在大负荷和全负荷时额外供油保证在全负荷时混合气浓度达到AF=1.76-13.23，使发动机发出最大功率。加速系统：是在节气门突然开大时及时将一定量的额外燃油一次喷入喉管，使混合气临时加浓，以适应发动机加速的需要。

29.喷油泵有哪些结构特点？1全封闭式泵体，以提高刚度，防止泵体在较高的峰值压力作用下产生变形而使柱塞偶件加剧磨损，降低使用寿命。此外还起到防尘的作用。2.吊挂式柱塞套：能够避免柱塞在进油回油孔处受压变形，致使柱塞偶件间隙发生变化而加速磨损。3.钢球式油量调节机构：这种机构简单，工作可靠，配合间隙较小，有利于调速工作。4.压力式润滑系统：采用这种方式，即润滑可靠，又无需经常检查、添加和更换润滑油。

30.强制循环式冷却系的大、小循环路线？大循环：由气缸盖水套流出的循环水，经散热器流入水泵的循环流动路线。大循环冷却水的流动路线：水泵一分水管一气缸体水套一气缸盖水套一节温器(上阀门打开，侧阀门关闭)一上进水管一散热器一下出水管一水泵。小循环：由气缸盖水套流出的循环水，经节温器侧阀门及旁通管而流入水泵的循环流动路线。小循环冷却水的流动路线：水泵一分水管一缸体水套一缸盖水套一节温器(上阀门关闭，侧阀门打开)一旁通管一水泵。

31.二冲程发动机与四冲程发动机比较有何优点？1.曲轴每转一周就有一个做功行程，因此当二冲程发动机的工作容积和转速与四冲程发动机相同时，在理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。2.由于发生作功过程的频率较大，故二

冲程发动机的运转比较均匀平稳。3.由于没有专门的配气机构，所以它的构造较简单，质量也比较小。4.使用简便。

32.简述工质改变对发动机实际循环的影响。A 工质比热容变化的影响：比热容Cp 、Cv 加大，k 值减小，也就是相同加热量下，温升值会相对降低，使得热效率也相对下降。B 高温热分解：这一效应使燃烧放热的总时间拉长，实质上是降低了循环的等容度而使热效率ηt 有所下降。C 工质分子变化系数的影响：一般情况下μ＞1时，分子数增多，输出功率和热效率会上升，反之μ＜l 时，会下降。D 可燃混合气过量空气系数的影响：当过量空气系数φa <1时，部分燃料没有足够空气，或排出缸外，或生成CO ，都会使ηt 下降。而φa >1时，ηt 值将随φa 上升而有增大。

33.S/D （行程/缸径）这一参数对内燃机的转速、结构、气缸散热量以及与整车

配套的主要影响有哪些？活塞平均运动速度30sn m =ν，若S ／D 小于1，称为短行

程发动机，旋转半径减小，曲柄连杆机构的旋转运动质量的惯性力减小；在保证活塞平均运动速度m ν不变的情况下，发动机转速n 增加，有利于与汽车底盘传动系统的匹配，发动机高度较小，有利于在汽车发动机仓的布臵；S ／D 值较小，相对散热面积较大，散热损失增加，燃烧室扁平，不利于合理组织燃烧等。反之若S ／D 值较大，当保持m ν不变时，发动机转速n 将降低。S ／D 较大，发动机高度将增加，相对散热面积减少，散热损失减少等。

34.简述单缸柴油机机械损失测定方法优缺点。测量单缸柴油机机械损失的方法有：示功图法，油耗线法，倒拖法等。用示功图法测量机械损失一般在发动机转速不是很高，或是上止点位臵得到精确校正时才能取得较满意的结果。在条件较好的实验室里，这种方法可以提供最可信的测定结果。油耗线法仅适用干柴油机。此法简单方便，甚至还可以用于实际使用中的柴油机上。但用这种方法求得的m P 也是近似的，其可信程度取决于m P 值随负荷变化的恒定程度和曲线在空载附近的直线性。倒拖法在具有电力测功器的条件下可以简便而迅速地进行。此法用于柴油机上时，由于一些原因，往往测得的结果要高于实际的机械损失值。对于废气涡轮增压柴油机，不能应用倒拖法，而只能应用示功图法和油耗线法。

35.内燃机的强化指标有哪些？升功率——在标定工况下，每升发动机工作容积所做有效功，即PL=Pe/iVs （kW/L ），比质量——发动机的干质量与标定功率之比，Me=M/Pe ，强化系数——即平均有效压力与活塞平均速度乘积，Pe*Cm

36.增压系统可分为哪几类？1.机械增压系统；2.废气涡轮增压系统；3.符合增压系统；4.气波增压系统。

37.什么是喘振现象？产生喘振现象的原因是什么？喘振现象：压气机中，当空气流量（m k ）减小到某一值后，气流发生强留脉动，压气机工作不稳的现象。喘振现象的产生原因是由于压气机工作轮叶片及扩压叶片局部区域气流发生周

期性的严重分离现象所引起的。

38.简述增压系统的选择原则。低增压时选择脉冲系统，高增压时选用恒压系统。车用发动机均选用脉冲增压系统，这是因为车用发动机大部分时间在部分负荷下工作，对转矩特性和加速性能等要求较高。39.简述柴油机比较合适的放热规律。燃烧先缓后急，即开始放热要适中，满足运转软和的要求；随后燃烧要加快，使燃料尽量在上止点附近燃烧。

40.简述影响柴油机燃烧过程的运转因素。燃料性质、负荷、转速、供油提前角

41.简述表面点火和爆燃的区别。表面点火和爆燃是两种完全不同的不正常燃烧现象，爆燃是在电火花点火以后终燃混合气的自燃现象，而表面点火则是炽热物点燃混合气所致。

42.汽油机的机内净化技术有那些？1.推迟点火时间（点火提前角）；2.废气再循环；3.燃烧系统优化设计；4.提高点火能量；5.电控汽油喷射技术（EFI）。

43.简述什么是分层给气燃烧？指合理组织燃烧室内的混合气成分分布，即在火花塞附近形成具有良好着火条件的较浓的可燃混合气，其空燃比A/F=12~14，保证形成火焰中心，并由此向外传播。而在燃烧室的大部分空间具有较稀的混合气，在二者之间，为了有利于火焰传播，混合气从火花塞开始从浓到稀逐步过渡。

44.简述汽油机喷射供给系统的优点。1.可以对混合气空燃比进行精确控制，使发动机在任何工况下都处于最佳工作状态；2.减少进气阻力；3.有效控制爆燃；

4.保证各缸混合比的均匀性问题比较容易解决；

5.发动机冷启动性能和加速性能良好，过渡圆滑。

45.简述汽油机和柴油机的工作模式的差异？混合气形成方式不同、着火方式不同、负荷调节方式不同

46.何谓气门重叠角？比较汽油机与柴油机、增压机与非增压机气门重叠角的大小，并说明原因？进气门早开和排气门晚关形成的重叠角叫气门重叠角。汽油机的气门重叠角比柴油机的小。汽油机应防止回火。增压机的气门重叠角比非增压机的大。增压机为增强扫气等需加大气门重叠角

47.什么叫进气速度特性？汽油机和柴油机有何不同？为什么？发动机在油量调节机构不变时，充量系数随曲轴转速或活塞平均速度的变化规律，叫做发动机的进气速度特性。汽油机因存在节气门和喉管，进气阻力较大，随转速上升下降较快。柴油机的进气阻力比汽油机小，充量系数随转速变化平缓。

48.分析说明湍流火焰传播速度大大高于层流火焰传播速度的原因？湍流会使火焰前锋面出现皱褶，表面积明显增大，同时加速了前锋面内的传热传质过程和化学反应速度，这会使前锋面法向的火焰传播速度加大，另外按整个皱褶面积算出的混合气的燃烧质量比层流时大为增加。因此，火焰传播速度大大增加。

49.为便于分析，常将复杂的内燃机热力循环过程简化为理想工质的理想循环过程（理论循环），该模型的基本假定有哪些？模型的基本假定（1）关于理想工质①认为工质由单一的理想气体（单、双原子气体）即空气组成，忽略废气、燃油蒸气及燃烧中间产物的影响。②认为工质（即空气）的比热容等热物性参数（

c、v c、κ）为常数，不随压力、温度等状态参数变化。（２）关于理想循

p

环①将发动机实际动力过程的开式（开口）系统简化为热力循环的闭式（闭口）系统（与外界无物质交换）。②燃烧放热当作由外界热源向系统加热。排气热当作系统向外界等容放热，并回到压缩始点。压缩过程、膨胀过程看成是绝热等熵压缩（工质与汽缸壁面无热交换）。③忽略进排气流动损失，假定气门在上、下止点瞬间开闭（对增压和非增压机均只考虑动力过程功）。

η的影响。（1）散热损失。真50.简述真实循环特性对发动机实际循环热效率

t

实循环并非绝热过程，通过汽缸壁面、缸盖底面、活塞顶面向外散热。（2）时间损失。实际循环时，燃烧及向工质加热不可能瞬间完成，因此：存在点火提前角，产生燃烧提前的时间损失；由于高温热分解，产生后燃损失。（3）换气损失。存在排气门早开的自由排气损失和进排气过程的泵气损失。（4）不完全燃烧损失。燃料、空气混合不良，燃烧组织不善而引起的燃料热值不能完全释放的损失。（5）缸内流动损失。压缩及燃烧、膨胀过程中，由于缸内气流（涡流和湍流）所形成的损失。（６）工质泄漏的损失。工作过程中，工质通过活塞外向外泄漏是不可避免的。由此产生泄漏损失。

51.对于汽油机，均质燃烧系统与分层燃烧系统相比有何缺点？简述分层燃烧的原则。与分层燃烧相比，均质燃烧系统有以下缺点：1）容易发生爆燃2）汽油机功率变化时，混合气浓度仍需维持在点火范围内，即空燃比不可能变化很大，这就决定了汽油机的负荷调节只能采取量调节，而不能采用质调节3）汽油机始终以点火范围的混合气工作，热效率tη较低，低负荷时由于残余废气系数加大，热效率更低，经济性更差4）排气污染严重。分层燃烧的原则：点火的瞬间，在火花塞间隙周围是具有良好着火条件的较浓混合气。而在燃烧室大部分地区是较稀的混合气，在此二者之间，为了有利于火焰的传播，混合气空燃比从浓到稀过渡，只要一旦形成火焰，在火焰传播过程中，即使是相当稀的混合气，还是能正常燃烧。因为将混合气浓度有组织地进行分层，所以称为分层燃烧系统52.如何选择高速发动机和低速发动机的进气管长度？高速、大功率时的发动机，应配装粗短的进气管，短管内的反射压力波能满足高速惯性效应的要求；中低转速、最大扭矩时的发动机，应配装细长的进气管，长管内的反射压力波能满足中低速惯性效应的要求。进气管长度的增加或管径的减小，可使充量系数的峰值向发动机低速一侧移动，反之则向高速侧移动。

53.简述多缸机“进气抢气”和“排气干涉”现象，如何避免？多缸机各缸的进、

排气总管和歧管相互串联或并联。若某一缸进气时，其它缸的疏波正巧到达，则会降低此缸进气压力，使

φ减小，此即所谓“抢气”或“进气干涉”现象。同

c

理，某缸排气时，正巧其它缸的排气密波到达，则会使该缸排气背压上升，残余废气量增多，也间接使

φ减小，此为“排气干涉”现象。多缸机各缸的上述现

c

象各不相同，这就会出现多缸机各缸进气不均匀的现象。为了消除上述不利影响，可把各缸中进、排气时间基本不重叠的几个缸合成一组，使用相对独立的进、排气系统。譬如，传统工作顺序为1-5-3-6-2-4的六缸机，可分为1、2、3缸和4、5、6缸两组。各组的三个缸两两之间，进、排气相位均相差240°曲轴转角，接近各缸真实的进、排气总相位角。一缸气门开启，另两缸则基本关闭，这就在某种程度上排除了相互“干涉”的可能性。进一步还可以选择合适的歧管长度，类似单缸机那样，充分利用其动态效应来改善各缸的进、排气性能。

54.气门的气流通过能力常用气门的开启“时间—断面”表示，分析增加此“时间—断面”’的主要措施有哪些？（１）增加气门最大升程，但不可能无限制增大，当气门开启截面等于气门喉口断面时，再增大气门升程也没有什么用处了（２）适当增加气门早开晚关角度。尽可能使用气门早开、晚关。但要从配气定时全面考虑，配气定时有一最佳值，气门也不能无限制地早开、晚关（３）合理设计凸轮型线改善气门运动规律，增大气门开启、关闭的速度，也可以增加时面值，但气门运动速度、加速度增大，冲击、噪声都将增加。磨损加剧（４）气门头部、气道、喉口处的几何形状、尺寸的合理设计，如增加气门直径、采用多气门及合理选择气门锥角等扩大气流通路截面积亦可提高时面值

55.发动机工作过程中，缸内不断变化的工质对发动机的各种性能以及燃烧工作模式有巨大影响，为什么？不断变化的工质对发动机的各种性能以及燃烧模式有着巨大的影响。第一，缸内工质是热力循环中热功转换的传递物。第二，缸内燃料与空气组成的可燃混合气又是发动机能量输出的源泉。第三，燃料的理化特性在很大程度上决定了混合气形成、着火燃烧以及发动机负荷调节的不同模式。这一模式反过来又对循环效率、充量系数有重大的影响，即对动力、经济性能产生间接的重大的影响。此外，不同燃料的理化特性也影响到有害排放物的成分和数量。

56.简述传统汽油机与柴油机工作模式的差异。第一，混合气形成方式的差异；汽油——易气化，在常温或稍加热的条件下易于在缸外与空气形成预制均匀混合气；柴油——难气化，缸内高压燃油喷射雾化与高温空气混合；第二，着火燃烧模式的差异；汽油机预制均匀混合气，只能适用外源强制点火，在混合气中进行火焰传播燃烧；柴油机高压喷雾混合，利用压缩高温空气使柴油自行着火，紧接着进行边喷油、边汽化混合的扩散燃烧；第三，负荷调节方式的差异；汽油机均匀混合气能点燃的混合气浓度范围小，只能靠变化节气门开度，控制混合气进气量来调节负荷。这种方式称为负荷量调节；柴油机在较大的混合气

浓度范围都可以压燃着火，所以靠改变循环供油量来调节负荷，由于进气量基本不变，也就是说靠改变混和气浓度来调节负荷，这种方式称为负荷质调节。

57.简述预混合燃烧和扩散燃烧的主要特点。（1）扩散燃烧时，由于燃料与空气边混合边燃烧，因而燃烧速度取决于混合速度；而预混合燃烧时，因燃烧前已均匀混合，因而燃烧速度主要取决于化学反应速度，即取决于温度T和过量空气系数（2）扩散燃烧时，为保证燃烧完全，一般要求过量空气系数φa≥1.2，并在总体的φa＞6.8的条件下也能稳定燃烧；而预混合燃烧时，一般φa=0.8～1.2，可燃混合气浓度范围小，难以稀燃（3）扩散燃烧时，混合气浓度和燃烧温度分布极不均匀，易产生局部高温缺氧现象，生成炭烟；而预混合燃烧时，由于混合均匀，一般不产生炭烟（4）扩散燃烧时，由于有炭烟产生，碳粒的燃烧会发出黄或白色的强烈辐射光，因此也称“有焰燃烧”；而预混合燃烧时，无碳粒燃烧问题，火焰呈均匀透明的蓝色，因此也称“无焰燃烧”（5）预混合燃烧由于燃烧前已形成可燃混合气，有回火的危险；而扩散燃烧一般无此危险。

58.从提高发动机有效效率方面说明有哪些措施可以提高发动机的能量利用效率？提高ηet的新途径：第一，超膨胀发动机循环——米勒循环；第二，汽油机向稀燃和缸内直喷的发展；第三，汽、柴油机电子控制与可变技术的结合；提高ηet的常规途径：包括合理组织混合气和燃烧等提高燃烧效率、合理选择循环参数等提高热效率及减少摩擦损失、驱动附件损失和泵气损失等提高机械效率。

59.简述代用气体燃料在发动机燃料供给系统的可能使用方法。内燃机常用的气体代用燃料有压缩天然气（CNG）和液化石油气（LPG），可能使用方法有：（1）气体代用燃料与空气在缸外混合、火花点火。（2）气体代用燃料与空气在缸外混合、柴油引燃。（3）气体代用燃料缸内喷射、火花点火（4）气体代用燃料缸内喷射、柴油引燃（5）气体代用燃料缸外喷射、压缩自燃（6）气体代用燃料缸内喷射、压缩自燃。

60.影响点火提前角的因素有哪些？转速、过量空气系数、进气压力、温度、残余废气系数、燃烧室结构、燃料品质、空燃比、点火能量、火花塞间隙等

61.为什么有大缸径的柴油机而无大缸径的汽油机？汽油机气缸直径的增大主要受到爆燃的限制。缸径愈大，则火焰传播距离也愈大，爆燃倾向增加，所以一般没有大缸径的汽油机。在汽车上使用的汽油机气缸直径常小于100毫米。62.简述汽油发动机爆燃的燃烧机理及爆燃产生的主要原因。火花塞点火后，火焰前锋面呈球面波形状以30～70m／s的速度迅速向周围传播，缸内压力和温度急剧升高。燃烧产生的压力波(密波)以音速向周围传播，远在火焰前锋面之前到达燃烧室边缘区域，该区域的可燃混合气(即末端混合气)受到压缩和热辐射，其压力和温度上升，燃前化学反应加速，一般来说，这些都是正常现象，但如果这一反应过于迅速，则会使末端混合气在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自燃。由于这种着火方式类似柴油机，即在较大面积上多点同时者火，

因而放热速率极快，使局部区域的温度压力陡增。这种类似阶跃的压力变化，形成燃烧室内往复传播的激波，猛烈撞击燃烧室的壁面，使壁面产生振动、发出高频振音(即尖锐敲缸声)，这就是爆燃。主要原因：（1）燃料的性质----抗暴性能好坏。（2）末端混合气的压力和温度过高导致爆燃的产生。（3）火焰传播距离过长，时间过长。

63.简述汽油机爆燃时的特征。爆燃时，缸内压力曲线出现高频大幅度波动（锯齿波），同时发动机会产生一种高频金属敲击声，因此也称爆燃为敲缸（Knock）。汽油机爆燃时一般出现以下外部特征：1）发出3000～7000Hz的金属振音。2）轻微爆燃时，发动机功率略有增加，强烈爆燃时，发动机功率下降，转速下降，工作不稳定，机身有较大振动。3）冷却系统过热，气缸盖温度、冷却水温和润滑油温均明显上升。4）爆燃严重时，汽油机甚至冒黑烟。

64.简述影响表面点火的因素和防止措施。凡是能促使燃烧室温度和压力升高以及积碳形成的因素，都能促成表面点火。表面点火多发生在高压缩比（ε>9）的强化汽油机上。点火能量小的燃料也容易产生表面点火。苯、芳香烃、醇类燃料抗表火性较差；而异辛烷抗表火性好，抗爆性也好，是很优良的燃料成分。防止表面点火的主要措施有：（1）防止燃烧室温度过高，这包括与降低爆震同样的方法，如降低压缩比和减小点火提前角等。（2）合理设计燃烧室形状，使排气门和火花塞等处得到合理冷却，避免尖角和突出部。（3）选用低沸点汽油，以减少重馏分形成积碳。（4）控制润滑油消耗率，因为润滑油容易在燃烧室内形成积碳；同时应选用成焦性较小的润滑油。（5）有些汽油和润滑油添加剂有消除或防止积碳作用（6）提高燃料中抗表火性好的成分，如异辛烷等。

65.简述汽油机循环波动的影响因素及改善措施。（1）过量空气系数φa的影响最大，一般在φa =0.8-1.0（最易点燃和燃烧范围）时的循环波动率最小，过浓或过稀都会使循环波动率增大，这也是稀薄燃烧汽油机须解决的主要问题。（2）油气混合均匀程度有重要影响，而适当提高气流运动速度和湍流程度可改善混合气的均匀性。（3）残余废气系数φr过大，则循环波动率增大，除合理控制残余废气量之外，通过燃烧室合理设计和组织扫气以防止火花塞周围废气过浓也很重要。（4）发动机工况不同循环波动率不同，一般低负荷（φr会增大）和低转速（湍流程度会降低）时循环波动率增加。（5）提高点火能量或采用多点点火可降低循环波动率。如采用双火花塞点火或新型火花塞，可使循环波动率由11%下降至4%，燃油消耗率be降低10%左右。

66.对于汽油机和柴油机而言，希望有怎样的放热规律？对于汽油机而言，着火点位臵要适宜，燃烧持续期不过长，放热率曲线宜先缓后急；对于柴油机则更具体为：滞燃期要缩短，速燃期不过急，缓燃期要加快，后燃期不过长

67.从化学反应的角度看，改变哪些因素可以缩短柴油机的着火延迟期？（1）压缩压力、温度提高，则燃料的物理、化学准备速度加快，着火延迟期iτ会缩短；增压压力提高，iτ缩短（2）喷油提前角θ加大，则着火延迟期iτ增加；θ减小，

i τ会缩短（在小于工况最佳喷油提前角的范围内变化）（3）发动机转速增加，i τ缩短；负荷增加，i τ缩短（4）燃料十六烷值提高，i τ缩短

68.简述压缩比ε对汽油机及柴油机性能的影响及其选择的主要依据？通过对理论循环的分析可知，当压缩比ε增加时，柴油机、汽油机的循环热效率都增加。但当ε已较大时，若再增加ε，t η的增加将很小，但此时最大爆发压力和压力升高率均较大，发动机工作粗暴，零部件将受到更大的机械负荷。对柴油机而言，目前ε已比较大（一般在16～22），从发动机工作可靠性、改善排放性能等方面考虑，压缩比ε不再增加，甚至有降低ε的趋势；但对汽油机，目前ε仍不太高，一般在6～10，还有提高的潜力，但对ε的增加受到爆燃的限制。因此对柴油机ε的选取只要能保证压缩终了时气缸内气体温度大于柴油的自然温度 200～300℃以保证起动的要求。对于汽油机的选取主要是考虑爆燃等因素

69.简述放热规律对柴油机性能的影响及改善放热规律的措施。柴油机如开始放热较快，φd dp 上升快，产生操音大，发动机工作粗爆；如开始放热慢，φd dp 上升慢，但由于燃料不能在上止点附近燃烧完全，造成后燃，经济性不好，e b 较高。所以，比较合适的放热规律是希望燃烧先缓后急，即开始放热适中，满足放热柔和的要求；随后燃烧加快，使燃烧尽量在上止点附近完成。改善放热规律的措施是：选用合适的喷油规律，放热开始时刻和放热持续时间，可由 喷油时刻和喷油时间在一定程度上加以控制。另外，改进燃烧室也是改善放热规律的重要方面。

70.简述柴油机的喷油提前规律及原因。柴油机要求转速及负荷都提前。转速提前的原因是：油量调节杆位臵不变时，高转速的着火落后角要比低转速大得多；再加上喷油持续角和相应的燃烧持续角也都加大（这是喷油特性所决定的），所以要求转速提前。但是转速不变喷油量加多时，主要由于喷油持续角的加大也要求适当提前。这一点与汽油机负荷减小时的真空提前正好相反

71.对于电控柴油机而言，何谓时间控制？试述高压共轨系统原理和主要特点。时间控制系统：在高压油路中利用一个或两个高速电磁阀的启闭控制喷油泵和喷油器的喷油过程。喷油量的控制由喷油器的开启时间长短和喷油压力大小决定，喷油定时由控制电磁阀的开启时刻确定，从而实现喷油量、喷油定时和喷油速率的柔性控制和一体化控制。主要特点：（1）喷油压力柔性可调，对不同工况可确定其最佳喷射压力，优化控制柴油机的综合性能（2）可独立地柔性控制喷油定时，配合高的喷射压力，可同时控制有害物的排放（3）柔性控制喷油速率变化，实现理想的喷油规律，降低柴油机NO X 、dp/d φ保证优良的动力性与经济性（4）电磁阀控制喷油，控制精度高，高压油路不会出现气泡和残压为零现象

72.试述柴油机冷起动困难的原因及改善冷起动的措施。原因：（1）压缩终点温度过低（2）可燃混合气形成过慢（3）阻力过大。措施：（1）选择合适的起动转速（2）适当增加循环喷油量（3）适当推迟喷油提前角（4）采用高性能燃料

（5）采用预热方法

73.何谓发动机工况？哪几个参数可以确定一种工况？发动机的运行状况称为工况。发动机两个独立的运行特征参数可以确定一种工况。汽车的运行状况是由速度和行驶时克服的总阻力来表示的。相应的，发动机的工况则由转速和曲轴输出的功率表示。因此，一个确定的转速（n）和相应的输出功率（e P）就表征发动机的一个运行工况

74.柴油机标定功率有哪几种？说明应用场合。（１）15分钟功率。指发动机可连续运行15min仍保持正常状态的最大有效功率。汽车、摩托车、摩托艇等发动机使用最大功率的时间很短暂，多选用这种方法进行标定以获得更大的动力性能。（２）1小时功率。允许发动机可正常连续运行１小时的最大有效功率。适于有较长时间重载使用的拖拉机、工程机械等发功机。（３）12小别功率。允许发动机可正常连续运行12小时的最大有效功率。适于连续长达12小时左右重载工作的拖拉机、排灌、电站等发功机。（４）持续功率。允许发动机长期正常连续运转的有效功率。适用于远洋船舶、日夜运行的铁路机车和排灌、发电机组的发动机。

75.研究调整特性的意义。研究调整特性的意义在于对性能进行优化。从单一性能的角度提要求，均可找出调整的最优值。但从综合性能的角度来看，单项最优未必能保证整体最优，一般要折衷选出合适数值以获得最佳的匹配。从发动机发展的历程来看，对于一些重要的调整参数，早已使用了实时调控的装臵来改善某些性能指标。但是传统发动机对于大多数的参数是无法实时调控的，只能在设计时选用一个折衷值而已。发动机电控技术的普及，使得更多参数有了实时自动调控的可能。这不仅全方位地改善了发动机的性能，也使调整特性的研究更具有现实的意义。

76.简述发动机运行特性的分析思路。先推导出发动机稳定运行条件下，有效输出功率e P和有效燃油消耗率e b的多因素综合解析式。考虑到发动机实际运行中，式中的很多参数都是常数，若将各常量用一个统一的常系数来表示。

77.在外特性中，为什么柴油机的扭矩tq T曲线比汽油机的平坦些？这对实际使用有何影响？汽油机φc和ηm总体上随转速呈下降趋势，转矩Ｔtq线主要受φc和ηm的影响，在某一较低转速处有最大值，然后随转速上升而较快下降，转速愈高，降得愈快。指示效率ηit对曲线的影响不大，仅使高、低转速处的Ｔtq值略降低。柴油机转矩Ｔtq速度特性线因g b及ηm线有相反变化的趋势而使总体上变化较平坦。ηit的影响虽不大，但可使两端加大一些下垂量。总体上看，低速有上升趋势，小负荷时上升加剧。而高速均略为下降，大负荷时下降多一些。就同一排挡的加速和克服阻力的能力而言，相同标定点前提下，汽油机的动力性能明显优于柴油机，因为在低于标定转速下各点的转矩与功率，汽油机都比柴油机高。其次，就最高档可达到的最高转速，则是柴油机比汽油机更远离标定转速点，这是因为汽油机Ｔtq线下降急剧，而柴油机比较平缓的缘故。这恰恰是

汽油机的优点。因为标定转速本来就足够高，过多超越就会带来超速或“飞车”的危险。上述分析表明，汽油机的外特性线要比柴油机外特性线的动力适应性好，所以汽油机一般不进行外特性线的改造；柴油机则往往要在低于标定转速段处进行“校正”，使Ｔtq加大；而在高于标定转速段处进行“调速”，以避免超速“飞车”

78.从发动机与汽车传动系的合理匹配的角度说明如何提高汽车动力性能？汽车传统系统对动力性能的影响，主要反映在排挡的选择和速比的分配上面，从理论上说，传动系统实现无级传动将使整车具有最大的动力性能。无级传动的汽车以任何速度行驶都可使发动机在标定功率点运转，因此。无论最大转矩、最大车速以及总后备功率都会达到最高值。相同车速时，最低挡的最大驱动力：无级传动大于有级传动。最高档的最大车速：无级传动大于有级传动。车速由某一低速加速到某一较高车速时的总后备功率：无级传动大于有级传动。按此推论，采用有级传功时，排挡愈多理论上愈有利于动力性能的提高。同时也愈有利于经济性的提高。近年来，轿车的手动变速器多已增至5～６个挡，专用重型汽车、牵引车甚至采用10～16个挡位，均与此有关系。对于只有少数档位的变速器，各档传动比及主减速比的选择，对动力性能有较大影响。低档速比应照顾克服最大阻力的能力；高档速比则要照顾所能达到的最高车速，而各档速比的分配，应按获得最佳加速性能和经济性能的要求来考虑

79.在负荷特性中，为什么柴油机的有效燃料消耗率e b曲线比汽油机的平坦些？汽油机：在转速不变时，ηit在高、低负荷两头均有下降，总体上则随负荷下降而变小。这是因为，随着节气门开度的减小，缸内循环进气量下降而使残余废气系数φr加大，从而燃烧速度下降；再加上负荷变小时过量空气系数φa变浓，燃烧不完全，以及燃料气化条件恶化(温度下降)和单位工质传热量增加(工质总量减少，但传热面积不变)等因素，均使ηit逐渐减小。但节气门开度高于85％左右时，由于功率混合气的要求。φa将逐渐加浓到０.85～０.90，因燃烧不完全致使ηit也降低。指示燃油消耗率bi线：由ηit的倒数所决定，为两端上翘，总体上随负荷上升而略下降的曲线。有效燃油消耗率be线：在bi线上，叠加ηm的影响。怠速时为无穷大（ηm＝０）；之后随负荷而急剧下降，约80%～85%负荷时达到最低值，以后由于“加浓”又有回升。

柴油机：在转速不变时，ηit线高、低负荷两头均有下降趋势，总体上则随负荷降低而增加。此趋势与汽油机正相反。这是因为，作为质调节的发动机。一方面负荷减小意味着喷油量下降，喷油及燃烧持续时间都缩短，即等容度有所上升；另一方面喷油量下降也就是混合气变稀，以上都使热效率上升。但是负荷太小，缸内温度太低，燃烧反会恶化；负荷过大，混合气加浓到—定程度后混合气燃烧均不完善，因此，高、低负荷两头都有ηit下弯趋势，尤以超负荷时更为严重。指示燃油消耗率bi线：由ηit的倒数所决定。总体上随负荷上升而加大，两头则有上翘趋势，大功率时增长较大。有效燃油消耗率be线：由bi线叠

加ηm线影响。从总趋势看与汽油机有相似之处。但值得注意的是，由于ηit 线和ηm线的总变化趋势正好相反，因此be在中负荷区有较宽阔的平缓段，约接近80％～90％负荷率处获最低值，以后因燃烧恶化而上升。

80.何谓喷油提前角？说明它与供油提前角有何不同？分析喷油提前角对柴油机工作过程参数及性能有何影响？喷油器针阀开启向气缸喷油至上止点这段曲轴转角叫喷油提前角。供油提前角是指喷油泵开始向高压油管供油到上止点为止的这段曲轴转角。供油提前角与喷油提前角之间的关系：供油提前角＝喷油提前角＋喷油延迟角喷油提前角太大，燃料在压缩过程中燃烧的数量就多，不仅增加了压缩负功，使燃油消耗率增高，马力下降，且由于喷油提前角过大，着火延迟期较长，压力升高率及最高燃烧压力均较大，使发动机工作粗暴。若喷油提前角过小，则燃料不能在上止点附近迅速完全燃烧，后燃增加，燃油消耗率较高，排温升高，发动机过热。因此有一最佳喷油提前角，此时油耗最低。最佳喷油提前角通常是在调试过程中，由试验最后选定

81.试述速度特性曲线和负荷特性曲线的测取方法。（１）速度特性测取方法：内燃机运转，柴油机在油量调节机构保持不变（负荷一定），各工况调整到最佳喷油提前角，水温、机油温度、机油压力等参数保持正常稳定的范围；汽油机节气门开度保持不变（负荷一定），各工况调整到最佳点火提前角，过量空气系数按理想值配制，水温、机油温度、机油压力等参数保持正常稳定的范围。调整测功器负荷, 使转速达到预定值, 测量计算B、e b、e P和tq T，在特性曲线图上标出该点。再调节测功器负荷，使转速达到第二个预定值, 再测量计算B、e b、e P和T，并在特性曲线图上标出该点……将所有点用一条光滑曲线连接即为速度特tq

性（２）负荷特性测取方法：内燃机运转，汽油机各工况调整到最佳点火提前角，过量空气系数按理想值配制，水温、机油温度、机油压力等参数保持正常稳定的范围，节气门开度固定到第一个预定值；柴油机各工况调整到最佳喷油提前角，水温、机油温度、机油压力等参数保持正常稳定的范围，油量调节杆固定到第一个预定值。调整测功器负荷, 使转速达到预定值。测量计算B、e b和e P，在特性曲线图上标出该点。再调节节气门开度或油量调节杆到第二个预定值，同时调节测功器负荷，使转速维持不变。再测量计算B、e b和e P，并在特性曲线图上标出该点……将所有点用一条光滑曲线连接即为负荷特性

82.柴油发动机采用进气增压有何优点？(1)提高动力性能：在排量和发动机质量基本不变的条件下，增压使输出功率大幅度提高。(2)改善经济性能：柴油机增压后，要对喷油、进气和燃烧诸系统重新进行性能匹配，以保证不低于自然吸气原机的燃烧效率和循环热效率。实际上，增压机型的机械效率也提高了，这是总机械损失功率变化不大，而有效功率大幅上升的结果。增压机大都作泵气正功，这会使指示效率提高。再加上增压后，标定工况的过量空气系数都要加大(变稀)，这是因为热负荷、机械负荷加大以及进气量增多后应采取的措施。这些都使经济性能改善。(3)改善排放性能：增压后，由于进气量加大，混合气变

稀，使得有害排放ＨＣ、ＣＯ和烟度都有所下降。但是增压后，主要由于进气NO有害排放有所增加。此时，若采用增压中冷技术，即采取措施温度的上升，X

NO反会低于自然吸气机型。(4)使增压后的热空气经冷却降温后再进入气缸，则X

降低燃烧及排气噪声：增压后，由于压缩压力与进气温度的增加，使燃烧的滞燃期缩短，燃烧的压力升高率下降，其结果使燃烧噪声下降。由于排气可在涡轮机中进一步膨胀，所以排气噪声也有所降低。(5)降低制造成本：增压机单位功率质量的下降，使单位功率的制造成本下降，材料利用率提高。对大型柴油机而言，这一效益更为突出。可以减少缸数或气缸直径，减少整机外型尺寸和单位功率的质量，这对提高车辆使用经济性很有意义。(６)对补偿高原功率损失十分有利。

83.试述柴油机恒压及脉冲两种涡轮增压系统的优缺点。（１）脉冲增压系统由于部分的利用了废气的脉冲能量，所以，系统的可用能量比恒压系统大。（２）脉冲增压对气缸中的扫气有明显的好处。（３）在脉冲系统中，由于排气管容积较小，当柴油机负荷改变时，排气的压力波立刻发生变化，并迅速传递到涡轮，所以脉冲系统加速性能较好。此外，在柴油机转速降低时，脉冲系统可用能与恒压系统可用能之比增大，改善了柴油机的扭矩特性。（４）脉冲系统的涡轮平均绝热效率比恒压系统的低。因为柴油机开始排气时，废气以很高的流速进入涡轮，流动损失很大，以及气流和叶片不断发生冲击以及气流分离，造成较大的撞击损失等原因。但是，随着增压压力的提高，脉冲波幅减小，脉冲系统的涡轮平均绝热效率将有所提高。（５）脉冲系统的废气瞬时流量也是周期变化的，其瞬时最大流量比恒压系统的流量大。因此，脉冲系统的尺寸较大。总之，在低增压时，采用脉冲涡轮增压较为有利。而在高增压时，则宜采用恒压涡轮增压。

84.发动机的排放污染物主要有哪些成份？（一）排气污染——占发动机总污染

NO（3）碳氢化合物HC（4）量的65～85%（1）一氧化碳CO（2）氮氧化合物X

燃料液滴和炭粒（5）各类铅、硫化合物（二）曲轴箱通风污染——占发动机总污染量的20%左右。主要是碳氢化合物HC。（三）汽油箱通风污染——占发动机总污染量的5%左右。主要是碳氢化合物HC。（四）油管、油泵接头处的泄漏污染——占发动机总污染量的5～10%。主要是碳氢化合物HC。

85.柴油机冒黑烟的主要原因是什么？减少碳烟排放的措施有哪些？该现象是由于燃油燃烧不完全而产生的。炭烟的生成机理，概括地说是烃类燃料在高温缺氧条件下裂解生成的。一般认为，当燃油喷射到高温的空气中时，轻质烃很快蒸发汽化，而重质烃会以液态暂时存在。液态的重质烃在高温缺氧条件下，直接脱氢碳化，成为焦炭状的液相析出型碳粒，粒度一般比较大。而蒸发汽气化了的轻质烃，经过不同的复杂途径，产生气相析出型碳粒，粒度相对粒小。首先，气相的燃油分子在高温缺氧条件下发生部分氧化和热裂解，生成各种不饱和烃类，它们不断脱氢形成原子级的碳粒子，逐渐聚合成直径2nm左右的炭烟

核心(碳核)；气相的烃和其它物质在碳核表面的凝聚，以及碳核相互碰撞发生的凝聚，使碳核继续增大，成为直径20～30nm 的炭烟基元；而炭烟基元经过相互聚集形成直径1μm 以下的球状或链状的多孔性聚合物。重馏分的未燃烃、硫酸盐以及水分等在碳粒上吸附凝集，形成排气微粒。冒黑烟时，常伴有发动机功率下降，排气温度过高，水温过高，从而导致发动机的机件磨损，降低发动机寿命。排除方法（1）正确调整喷油的提前角和各缸供油间隔角，调整高压油泵各缸供油量均匀。（2）检查喷油器型号和喷油器工作状况，保证雾化质量 → 混合气混合、燃烧完全 → 炭粒↓。（3）加强燃烧室内气流运动 → 混合气混合、燃烧完全 → 炭粒↓。（4）增加进气量，减少进气管道阻塞；减少排气背压太高或排气管道阻塞；改进发动机的结构和使用，正确调整气门间隙；加速混合气形成，提高燃烧速率。（5）检查柴油质量或牌号等；采用乳化油 → 缸内温度↓ → 中间产物的热裂反应明显减少。（6）加入消烟添加剂 — 钡盐，但有毒。（7）后期处理。小颗粒的炭粒经过静电、过饱和水蒸汽、超声波而聚合成较大颗粒的炭粒，再通过除尘过滤器予以净化。

86.根据燃烧机理分析产生柴油发动机工作粗暴及x NO 排放过高的原因和避免的措施。柴油发动机通常采用喷射雾化，靠燃料的自燃着火，在燃烧准备阶段存在一定滞燃期，若在此期间喷油过多，会导致速燃期燃烧速率加快，缸内压力升高率急剧上升，燃烧温度过高，从而产生工作粗暴，燃烧噪声增加，x NO 排放增加，通常需要减小滞燃期或减少滞燃期内的喷油量。x NO 是燃烧过程中缸内混合气在高温富氧条件下反应的产物，可燃混合气氧含量越高，燃烧温度越高，燃气在高温下滞留的时间越长产生的x NO 越多。措施：（1）减少喷嘴直径，增加喷射孔数，提高喷射压力，改善雾化质量。（2）缩短着火落后期，例如选用十六烷值高的燃料，在燃烧室内造成着火热区等。（3）减小着火落后期内的喷油量，最常用的方法是降低初期喷油速率，近年来开发成功的预喷射方法以及靴型喷油规律是控制燃烧噪声和x NO 的有效措施。（4）合理布臵喷油嘴的位臵和喷油角度，减少着火落后期内形成的可燃混合气数量 将大部分燃料喷到燃烧室壁上，只有很少部分喷到热空气中，形成少量可燃混合气首先着火，以使初期放热率较小，这就是油膜蒸发混合燃烧所采用的方法。（5）减小喷油提前角以减低压力升高率，其机理如前所述。（6）提高冷却水温度和进气温度，冷却水温升高30～50℃，可降低噪声1～2dB ，特别是高频段的噪声降低较多。提高进气温度也有同样效果。增压柴油机一般噪声较低与此有密切关系。（7）优化燃烧系统，改变燃烧室形状，提高进气涡流强度

87.柴油机有害排放物主要有CO 、HC 、x NO 及燃料液滴和炭粒，分析形成x NO 及燃料液滴和炭粒排放的主要原因，试述净化措施。（一） 氮氧化合物 x NO 1）形成原因：（1）燃烧温度高（2）高温持续时间长（3）火焰前锋面中氧气的浓度高。防治：（1）降低压缩比 ε → 缸内温度↓ → x NO ↓。（2）减小喷油提前角 θ → 缸内温度↓ → x NO ↓。（3）废气再循环，缸内喷水，采用乳化油，a φ↓ 或 a φ↑