汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理作業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)答案

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理作業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)答 案汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理作業(yè)第一章1-1研究理論循環(huán)的目的是什么？理論循環(huán)與實(shí)際循環(huán)相比，主要作了哪些簡(jiǎn) 化？答：研究理論循環(huán)的目的：（1）用簡(jiǎn)單的公式來(lái)闡明發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中各基本熱力參數(shù)的關(guān)系，以 明確提高以理論循環(huán)熱效率為代表的經(jīng)濟(jì)性和以循環(huán)平均壓力為代 表的動(dòng)力性的基本途徑。（2）確定循環(huán)熱效率的理論極限，以判斷實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性 和循環(huán)進(jìn)行的完善程度以及改進(jìn)潛力。（3）有利于分析比較發(fā)動(dòng)機(jī)各種熱力循環(huán)方式的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。 理論循環(huán)與實(shí)際循環(huán)相比，主要作了如下簡(jiǎn)化：（1）假設(shè)工質(zhì)是理想氣體，其物理常數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣物理常數(shù)相 同；（2）假設(shè)工質(zhì)是在閉口系

2、統(tǒng)中作封閉循環(huán)；（3）假設(shè)工質(zhì)的壓縮及膨脹是絕熱等熵過(guò)程；（4）假設(shè)燃燒是外界無(wú)數(shù)個(gè)高溫?zé)嵩炊ㄈ莼蚨▔合蚬べ|(zhì)加熱。工質(zhì)放熱 為定容放熱。1-3試分析影響循環(huán)熱效率、循環(huán)平均壓力的主要因素。:影響循環(huán)熱效率有：(1)壓縮比& c；(2)等熵指數(shù)k ；(3)壓力升咼比入p(4)初始膨脹比p 0影響循環(huán)平均壓力的主要因素：上述四個(gè)因素，以及進(jìn)氣終點(diǎn)壓力 Pde。此外還有如下限制：（1）結(jié)構(gòu)條件的限制；（2）機(jī)械效率的限制；（3）燃燒方面的限制；（4）排放方面的限制。1-7什么是發(fā)動(dòng)機(jī)的指示指標(biāo)？主要有哪些？ 答：發(fā)動(dòng)機(jī)的指示指標(biāo)：發(fā)動(dòng)機(jī)的指示指標(biāo)用來(lái)評(píng)定實(shí)際循環(huán)的質(zhì)量，它是以工質(zhì)對(duì)活塞作功為

3、 基礎(chǔ)的指標(biāo)。主要有如下指標(biāo)：指示功Wi；平均指示壓力Pmi ；指示功率P ；指示熱效 率n it ;指示燃料消耗率bi。1-8 什么是發(fā)動(dòng)機(jī)的有效指標(biāo)？主要有哪些？答：發(fā)動(dòng)機(jī)的有效指標(biāo)：發(fā)動(dòng)機(jī)的有效指標(biāo)是以曲軸對(duì)外輸出的功率為基礎(chǔ)，代表了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的性能。主要有如下指標(biāo)：（1） 動(dòng)力性指標(biāo)：有效功率Pe；有效轉(zhuǎn)矩Ttq ；平均有效壓力pme ；轉(zhuǎn)速 n和活塞平均速度Cm（2） 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：有效熱效率n et ；有效燃料消耗率be。（3） 強(qiáng)化指標(biāo)：升功率PL;比質(zhì)量m；強(qiáng)化系數(shù)pmeCm 。計(jì)算題：某汽油機(jī)在3000r/min時(shí)測(cè)得其轉(zhuǎn)矩為55N.m,在該工況下燃燒50mL的汽油需 要的時(shí)間

4、是25.7s，試計(jì)算有效功率Pe（kW）、每小時(shí)耗油量B（ kg/h ）和比油 耗（每千瓦小時(shí)耗油量）be（g/kW.h ）。汽油的密度為0.73g/mL。解：Pe=nXT tq/9550=3000 X 55/9550=17.28（kW）3B=p V/t=0.73 X 50X 10- X 3600/25.7=5.11 （kg/h）b e=BX 1000/Pe=5.11 X 1000/17.28=295.72（g/kW.h）答：有效功率為17.28KW 每小時(shí)耗油量為5.11kg/h ;比油耗為295.72g/kw.h第二章2-1敘述四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程。答：（1）自由排氣階段（超臨界與亞臨界

5、狀 態(tài)）從排氣門打開到氣缸壓力接近了排氣管壓 力的這個(gè)時(shí)期稱為自由排氣階段。排氣門是在活塞到達(dá)下止點(diǎn)之前開啟，從排 氣門開始打開到下止點(diǎn)這段曲軸轉(zhuǎn)角，稱為 排氣提前角，一般為30°80°曲軸轉(zhuǎn)角。（2）強(qiáng)制排氣階段此階段廢氣是由活塞上行強(qiáng)制推出。由于要 克服排氣門、排氣道處的阻力，缸內(nèi)平均壓 力比排氣管平均壓力略高一些，一般高出 10kPa左右。氣流的速度愈高，此壓差愈大, 耗功愈多。(3) 進(jìn)氣過(guò)程進(jìn)氣提前角：進(jìn)氣門一般在上止點(diǎn)前 5° 20°曲軸轉(zhuǎn)角開始打開，以保證活塞下行時(shí) 有足夠大的開啟面積，新鮮工質(zhì)可以順利流 入氣缸。進(jìn)氣遲閉角：進(jìn)氣門一般在下

6、止點(diǎn)后20° 50°曲軸轉(zhuǎn)角才關(guān)閉，以利用高速氣流的慣 性，在下止點(diǎn)后繼續(xù)充氣，以增加進(jìn)氣量。(4) 氣門疊開由于排氣門的遲后關(guān)閉和進(jìn)氣門的提前開 啟，存在進(jìn)、排氣門同時(shí)開著的現(xiàn)象，稱為 氣門疊開。2-2為何進(jìn)、排氣門要提前打開和遲閉，對(duì)換氣過(guò)程有何影響？何時(shí)存在氣 門疊開現(xiàn)象？氣門疊開角的大小對(duì)換氣過(guò)程有何影響？答：發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，在如此短的換氣時(shí)間內(nèi)，要使排氣干凈、進(jìn)氣充足是比 較困難的。為了增加氣門開啟的時(shí)間斷面，并充分利用氣流的流動(dòng)慣性以及 減少換氣過(guò)程的損失，從而改善換氣過(guò)程，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，進(jìn)、排氣門 一般都是提前打開、遲后關(guān)閉，所以整個(gè)換氣過(guò)程大于360C A

7、,約占410 480 C A。在排氣門遲后關(guān)閉和進(jìn)氣門提前開啟，存在進(jìn)、排氣門同時(shí)開著的現(xiàn)象。 過(guò)?。翰荒芾脷饬鞯膲翰?、慣性或進(jìn)、排氣管壓力波的幫助，來(lái)清除 殘余廢氣，增加進(jìn)氣量，降低高溫零件的溫度。過(guò)大：使廢氣倒流。2-4何為充量系數(shù)？提高充量系數(shù)的重要主要措施有哪些？?答：充量系數(shù)：實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮工質(zhì)的質(zhì)量與進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸 工作容積的新鮮工質(zhì)質(zhì)量的比值。重要措施：1、提高進(jìn)氣終了壓力，增壓；2、降低進(jìn)氣終了溫度，中冷；3、降低殘余廢氣系數(shù)；4、合理的配氣定時(shí);5、提高壓縮比。2-6簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，充量系數(shù)的變化特征。 答：當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，進(jìn)氣阻力增加，充量系數(shù)下降； 轉(zhuǎn)速增加

8、，負(fù)荷不變，加熱新氣時(shí)間短，充量系數(shù)略上升； 轉(zhuǎn)速不變，負(fù)荷增加，新氣加熱多，充量系數(shù)下降。第三章1汽油和柴油的標(biāo)號(hào)分別是根據(jù)什么指標(biāo)來(lái)確定的？答：國(guó)產(chǎn)汽油用辛烷值來(lái)標(biāo)號(hào)；我國(guó)輕柴油的牌號(hào)按凝點(diǎn)來(lái)標(biāo)號(hào)。2、什么叫過(guò)量空氣系數(shù)？它與混合氣濃度有何關(guān)系？答：燃燒1kg燃料實(shí)際提供的空氣量L與理論上所需空氣量L0之比，稱為過(guò)量 空氣系數(shù)a。 a=L/LO代表了混合氣濃度。第四章2爆燃燃燒產(chǎn)生的原因是什么？它會(huì)帶來(lái)什么不良后果？答：原因：火花塞點(diǎn)火，火焰鋒面到達(dá)之前，末端混合氣即以低溫多段方式開 始自燃。類似于柴油機(jī)的著火方式。影響因素：(1) 燃料性質(zhì)。辛烷值高的燃料，抗爆能力強(qiáng)；(2) 末端混合氣

9、的應(yīng)力和溫度。提高壓縮比，易爆燃；(3) 火焰前鋒傳播到末端混合氣的時(shí)間。提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?，縮短火焰?zhèn)鞑ゾ?離，有利于避免爆燃。危害：機(jī)械負(fù)荷增加；活塞、氣缸和活塞環(huán)磨損加?。粺嶝?fù)荷及散熱損失增加；動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性惡化。3爆燃和早燃有什么區(qū)別？? 爆燃現(xiàn)象：缸內(nèi)壓力曲線出現(xiàn)高頻大幅度波動(dòng)(鋸齒波)，同時(shí)產(chǎn)生一種高頻金屬 敲擊聲，因此稱爆燃為敲缸。早燃：指在火花塞點(diǎn)火之前，熾熱表面點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象。早燃與爆燃的關(guān)系：早燃會(huì)誘發(fā)爆燃，爆燃又會(huì)讓更多的熾熱表面溫度升高， 促使更劇烈的表面點(diǎn)火，兩者互相促進(jìn)，危害可能更大。5何謂汽油機(jī)表面點(diǎn)火？防止表面點(diǎn)火的主要措施有哪些? 表面點(diǎn)火凡是不靠電火花塞點(diǎn)火

10、而由燃燒室內(nèi)熾熱表面(如排氣門頭部、火花塞絕 緣體或零件表面熾熱的沉積物等)點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象，統(tǒng)稱為表面點(diǎn)火。 防止表面點(diǎn)火的主要措施有：降低燃燒室溫度和壓力升高；減少積碳。 第五章5、分析比較直噴式和分隔式柴油機(jī)的性能特點(diǎn)及各自的適用場(chǎng)合。 性能特點(diǎn)：(1)在燃油經(jīng)濟(jì)性方面，直噴式燃燒室柴油機(jī)明顯優(yōu)于 分隔式燃燒室柴油機(jī)。在能源問題已成為全球性重大問題的今天， 直噴式燃燒室柴油機(jī)由過(guò)去主要用于中重型卡車變?yōu)楝F(xiàn)在日益向中 小型卡車以及轎車領(lǐng)域擴(kuò)展。(2) 在排放特性上，分隔式燃燒室柴油機(jī)在原理上是低排放燃燒方 式，比直噴式燃燒室柴油機(jī)有優(yōu)勢(shì)，但近年來(lái)發(fā)展的高壓電控噴射 等技術(shù)，使直噴式燃燒室柴

11、油機(jī)的 NOX和微粒排放有了顯著的改善, 縮小了在排放特性上與分隔式燃燒室柴油機(jī)的差距。(3) 在噪聲振動(dòng)性能方面，分隔式燃燒室柴油機(jī)比直噴式柴油機(jī)有優(yōu)勢(shì)，加 上咼速性能好、制造成本低以及容易實(shí)現(xiàn)低排放污染等優(yōu)點(diǎn)， 在缸徑D< 100m 轉(zhuǎn)速n> 3500r/min的車用高速柴油機(jī)上仍有較廣泛地應(yīng)用。適用場(chǎng)合：(1)在缸徑D>200mm轉(zhuǎn)速n< 1000r/min的重型汽車、大型增壓柴油機(jī)上, 目前幾乎都采用無(wú)渦流或低進(jìn)氣渦流的開式燃燒室。(2) 中、輕型車的應(yīng)用領(lǐng)域中，目前主要是渦流燃燒室與半開式燃燒室。對(duì) 于開式燃燒室，由于其小缸徑和高轉(zhuǎn)速的限制而難以采用；對(duì)于預(yù)燃

12、室燃燒 室，由于其經(jīng)濟(jì)性比渦流室燃燒室還要略差，故極少采用。在缸徑相對(duì)較大 的中型車用柴油機(jī)中，半開式燃燒室占有一定優(yōu)勢(shì)并可能會(huì)繼續(xù)發(fā)展這一優(yōu) 勢(shì)。(3) 在包括農(nóng)用運(yùn)輸車和小型拖拉機(jī)在內(nèi)的農(nóng)用柴油機(jī)領(lǐng)域，考慮到對(duì)制造 成本、工作可靠性及壽命的要求，渦流室燃燒室仍被較多地應(yīng)用，但直噴式 燃燒室的比重在不斷擴(kuò)大。(4) 分隔式燃燒室(特別是預(yù)燃室燃燒室)還常用于一些要求噪聲特別低的 特殊場(chǎng)合，例如在礦井內(nèi)或潛艇中應(yīng)用。10、柴油機(jī)著火需要哪兩個(gè)條件？為什么柴油機(jī)是多處著火? 可燃混合氣著火的條件：(1) 可燃混合氣必須加熱到臨界溫度以上(約250C)；(2) 燃料與空氣的比例要在著火界限范圍。由

13、于在氣缸中形成濃度適宜的混合氣及溫度條件相同的地方不止一處，因此,14、柴油機(jī)工作粗暴的原因是什么？如何防止？(1) 噴油提前角過(guò)大；(2) 燃燒室形式，直噴式燃燒室比分隔式燃燒室工作較粗暴;(3) 十六烷值過(guò)低；(4) 壓縮比大。(5) 噴油規(guī)律，初期噴油量過(guò)大。防止：(1) 適當(dāng)?shù)膰娪吞崆敖牵?2) 米用分隔式燃燒室；(3) 適當(dāng)?shù)氖橹?，為使柴油機(jī)工作柔和，十六烷值應(yīng)在4050之間。(4) 適當(dāng)?shù)膲嚎s比；(5) 盡可能實(shí)現(xiàn)理想的噴油規(guī)律。為避免工作粗暴，希望實(shí)現(xiàn)“先緩后 急”的噴油規(guī)律。第六章I、研究發(fā)動(dòng)機(jī)特性的意義是什么？(1) 評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)性能；(2) 合理選用發(fā)動(dòng)機(jī)。5、試分析汽油

14、機(jī)和柴油機(jī)負(fù)荷特性的區(qū)別。(1) 汽油機(jī)的燃油消耗率普遍較高，且在從空負(fù)荷向中、小負(fù)荷段過(guò)渡時(shí)，燃 油消耗率下降緩慢，仍維持在較高水平，燃油經(jīng)濟(jì)性明顯較差。(2) 汽油機(jī)排氣溫度普遍較高，且與負(fù)荷關(guān)系較小。(3) 汽油機(jī)的燃油消耗量曲線彎曲度較大，而柴油機(jī)的燃油消耗量曲線在中、 小負(fù)荷段的線性較好。II、萬(wàn)有特性、負(fù)荷特性和速度特性有何實(shí)用意義？ 萬(wàn)有特性：能在一張圖上較全面地表示發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。負(fù)荷特性：用于評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的經(jīng)濟(jì)性。速度特性：發(fā)動(dòng)機(jī)在供油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)保持不變的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)指標(biāo)隨發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。當(dāng)油量控制在標(biāo)定位置時(shí)，測(cè)得的特性稱為全負(fù)荷特性(簡(jiǎn) 稱外特性)。外特性反映了發(fā)動(dòng)機(jī)所能達(dá)到的最高性能，確定了最大功率、最大 轉(zhuǎn)矩以及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，因而是十分重要