发动机原理复习题

发动机原理复习题

一、填空题

1、影响充气效率的因素主要有：进气终了气缸内的气体密度；残余废气量和压缩比；配气定时；进气状态。

2、根据充气效率影响因素的分析，提高充气效率的主要措施有以下几个方面即：减小进气系统的阻力；合理选择配气定时；有效利用进气管内压力波的动态波动效应等。

3、在相同条件下，增加进气门的流通面积是降低进气阻力，减小马赫数，提高充气效率的重要手段。

4、合理选择配气定时，主要是指进、排气门提前角和迟闭角的确定。

5、进气管对充气效率的影响主要体现在两个方面，一方面是进气管的长度。从汽车高速运行、减小进气系统的阻力而言，进气管越短越好；另一方面是进气管的波动效应。从汽车中低速运行、利用进气管气流的动态波动效应而言，进气管又不能太短。所以，为了尽可能提高各种工况下的充气效率，在充分利用进气的动态效应的条件下尽可能缩短进气管长度，如可变进气管，如香蕉型进气管。

6、汽油机的燃烧过程可以认为是均匀混合气火焰传播的燃烧过程，这种燃烧过程主要包括点火过程和火焰传播过程。

8、汽油机的不正常燃烧现象主要有爆燃和表面点火。

9、汽油机燃烧室的结构形状直接影响混合气的形成、火焰的传播速度、放热规律、传热损失以及爆燃倾向等，从而影响汽油机的动力性、经济性和排放性能。

10、汽油机传统的典型的燃烧室有楔形燃烧室、半球形燃烧室、盆型燃烧室、和碗型燃烧室等四种。

11、汽油机有害气体排放物的主要来源，有排气中的CO、HC、NOx、CO2，和曲轴箱通风而向大气排出的HC排放，以及燃料供给系中因燃料蒸发而散发出去的HC等。

12、汽油机尾气有害排放物是其燃烧过程的产物，所以主要影响因素就是燃烧反应物的含量和温度以及混合气形成和燃烧条件。

13、柴油机的理化指标很多，但对车用燃料而言，其主要使用性能指标有

7、柴油机的燃油喷射系统，根据喷油量的控制方式不同分为位置控制式喷射系统和时间控制式喷射系统两种。

14、影响柴油机混合气形成的因素主要有两个方面，一是燃料喷射系统对燃料喷射雾化的特性，另一方面是燃烧室内的气流特性。

15、柴油机混合气形成方式大体分为空间雾化混合方式和油膜蒸发混合方式两种。

16、影响柴油机燃烧过程的因素主要有两个方面，即喷雾特性与燃烧室内空气流的匹配情况和发动机工作时的运转因素。

17、影响柴油机燃烧过程的运转因素有负荷、转速、喷油时刻、燃油特性和EGR。

二、名词解释

1，充气效率：每循环实际进入气缸的新鲜充量与进气状态下充满气

缸工作容积的理论充量之比。

2，抗爆性：汽油在发动机内燃烧过程中抵抗爆燃的能力，用辛烷值来评价，是汽油机使用性能的主要指标。P76

3、过量空气系数Φa：发动机工作时燃烧1kg燃料实际供给的空气量L与理论上所需要的空气量L0之比。P81

4、电控燃油喷射系统的油耗控制:发动机在轻负荷状态下运转时，将空燃比控制在比理论空燃比稍微稀薄的范围，达到改善油耗的目的。

5、发动机的工况:发动机运行的状态，常用发动机转速和负荷表示。其中转速表示发动机的工作频率，负荷表示发动机对外做功的能力。

6、发动机的速度特性：当发动机正常工作下，负荷一定时，发动机的性能指标随转速变化的特性。

7、发动机的负荷特性：当发动机正常工作下，转速不变时，发动机的性能指标随负荷变化的特性。

三、简述题

1、分析汽油、柴油的性能差异对发动机性能的影响？P79

答：汽油和柴油性质上的差异是造成汽油机和柴油机在混合气形成与燃烧方式上不同的主要原因。第一：混合气形成和负荷调节方法不同。汽油挥发性强，较低温度下形成混合气，通过节气门的开度控制进入气缸的混合气量，混合气的热值基本不变，由此调节汽油机的功率输出，称为“量调节”。而柴油不易蒸发，粘性较好，低温下不易形成混合气，以喷油泵和喷油器的形式高压直接喷入气缸与空气形成混合气，吸入的空气量基本不变，通过油量的调节改变混合气的热

值，以此控制柴油机的功率输出，称为“质调节”。第二：着火和燃烧方式不同。汽油自燃温度高，不易压燃，但是汽油蒸气在点火条件下很容易着火，所以用点火系点燃方式。这种燃烧方式的放热规律取决于火焰传播的速度，由于易爆燃，汽油机压缩比不宜过高。而柴油自燃温度低，不用点火，采用压燃方式，压缩比不易过低，且通常是边喷边燃烧，混合气形成时间短，但燃烧时间较长，其放热规律主要取决于柴油的喷射规律和扩散燃烧速度。

2、电控汽油喷射系统对混合气的控制主要体现在哪几个方面？P96 答：（1）事先根据发动机的台架试验，确定不同工况所对应的最佳空燃比及其影响因素，制成空燃比的控制MAP图，存储在ECU的ROM中；

（2）在进气系统中设置进气流量测定装置：空气流量计（进气压力传感器）、温度传感器和转速传感器等，以此测得的每一工况进入气缸的空气量作为喷油量的主要依据；（3）各种传感器把信号输入给ECU，ECU准确判断现行工况。根据第一步目标空燃比的控制MAP图确定该工况目标空燃比，并由第二步的进气测量信息，确定喷油量，转换成控制信号，输入给喷油器，使其按一定的喷油压力将一定喷油量喷入进气管，随空气流进入气缸，形成混合气。

3、影响爆燃的主要因素？P106

答：（1）燃料的性质。辛烷值越高，抗爆性越强。（2）末端气体温度和压力。（3）负荷和转速。低速大负荷时爆燃倾向增加。（4）气缸直径。气缸直径越大爆燃倾向就增加，一般限制在120mm范围内。

这也是汽油机功率覆盖范围受限制的主要原因。

4、汽油机的使用因素对燃烧过程的影响？P107

答：主要是空燃比、点火提前角、负荷和转速这四个使用因素对燃烧过程和发动机性能的影响。空燃比：空燃比对燃烧过程的影响，可以通过燃料调整特性来评价。通过改变燃油喷射量来调节空燃比。点火提前角：为了确定不同工况对应的最佳点火时刻，制取点火调整特性，以分析点火提前角对发动机性能的影响。转速：发动机转速增加，燃烧时间缩短，燃烧过程所对应曲轴转角增加，最佳点火提前角增加，由于火焰传播速度提高，爆燃倾向减小。负荷：转速一定，负荷增加，燃烧条件改善，燃烧所需时间缩短，燃烧过程所对应曲轴转角减小，最佳点火提前角减小。但温度和压力升高，爆燃倾向增加。

5、柴油机混合气形成和燃烧的特点？

三大特点：1）混合气形成时间极短；2）混合气空间分布极不均匀；3）燃料喷射过程和燃烧过程同时存在。

6、柴油机的空间雾化混合？

空间雾化混合方式，是通过多孔式喷油器将燃料向燃烧室空间喷射强制雾化，并利用燃油相对空气的运动方式形成混合气。燃料和空气的相对速度是混合气形成的主要因素。

7、柴油机的油膜蒸发混合？

在燃烧室内喷射的燃油首先在燃烧室壁面形成油膜后，再通过燃烧室壁面的加热蒸发，配合燃烧室内定向流动的空气形成混合气。油膜的蒸发速度和空气相对油膜的运动速度以及油膜厚度是混合气形

成的主要影响因素。

8、车用柴油机所采取的主要排放控制措施？P185

机内措施主要是控制放热规律来实现，可变增压、中冷技术。燃烧室结构及喷注优化匹配技术。电控多阶段高压喷射技术。EGR及其中冷技术。机外后处理技术。

9、试析柴油机的速度特性？

（一）全负荷速度特性。在确定各转速下的最大喷油量时，

四、叙述题

1、汽油机正常燃烧的示功图分析。

为便于汽油机燃烧过程研究，从工程热力学角度，常用气缸压力随曲轴转角的变化规律--示功图来分析这种燃烧过程。根据气缸压力变化的特点，燃烧过程分为三个阶段：着火阶段、火焰传播阶段、后燃期。

着火阶段：图中1点到脱离压缩线的2点的Ⅰ阶段，又称为滞燃期，是指点火形成火焰中心的过程。这一过程气缸压力基本保持不变，滞燃期对汽油机工作影响不大。

火焰传播阶段：图中的2点到3点的Ⅱ阶段，又称为急燃期，是指从火焰中心到气缸压力达到最大值的过程。这一阶段，气缸内压力急剧升高，变化程度用压力升高率来评价，最大压力升高率可表明燃烧速度的控制情况。急燃期越短，发动机动力性、经济性越好。最高燃烧压力即3点位置对发动机输出功率和燃油消耗率影响很大。3点到达过早，早燃，压缩负功增加；3点出现过迟，传热损失增多，热效率下降。

第Ⅲ阶段是后燃期，指从最高压力点到燃料完全燃烧的过程。这一阶段气缸压力和温度下降，后燃期燃烧的燃料越多，排气温度越大，应尽量减少后燃。排气温度是评价燃烧过程好坏的重要指标。

2、分析柴油机的燃烧过程。

借助示功图分析，即气缸压力和温度随曲轴转角的变化关系。柴油机燃烧过程分为四个阶段。第Ⅰ阶段称为滞燃期，指从喷油器喷油到脱离压缩线点。这一阶段对柴油机燃烧过程和排放特性影响很大。第Ⅱ阶段是速燃期，是指从气缸压力脱离压缩线的B点到最高气缸压力的C点，又称为预混合燃烧阶段，气缸压力和温度急剧升高，最高压力可达13～16MPa。第Ⅲ阶段为缓燃期，是指从最高压力的C点到最高温度的D点，又称扩散燃烧阶段，燃烧速率缓慢，边喷边燃烧。第Ⅳ阶段为补燃期，是指从最高温度的D点至混合气基本燃烧完毕。

3、柴油机的喷雾特性与燃烧室形状的匹配？

影响柴油机燃烧过程的一个因素就是喷雾特性与燃烧室形状的匹配情况。

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