《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理（第5版）》 習(xí)題及答案 第8章 課后習(xí)題答案

第八章復(fù)習(xí)思考題1.NO的生成主要受那些因素影響？答：溫度、氧的濃度、反應(yīng)滯留時(shí)間。2.發(fā)動(dòng)機(jī)中HC的生成有幾條途徑，其中哪一條為HC的主要來(lái)源？答：未燃碳?xì)浠衔铮℉C）的生成與排出有三個(gè)渠道：其中HC總量的60%以上由廢氣（尾氣）排出，另外的25%左右由曲軸箱竄氣，從供油系統(tǒng)及其管路等處油蒸氣漏泄占15%左右。尾氣排出為主要來(lái)源。3.分析空燃比，點(diǎn)火時(shí)間對(duì)汽油機(jī)排放的影響？答：由汽油機(jī)有害排放物濃度與空燃比關(guān)系可以得知，由于CO是缺氧條件下的不完全燃燒產(chǎn)物，隨著空燃比增加，CO濃度逐漸下降；在大于理論空燃比以后，CO濃度已經(jīng)很低了。同時(shí)，NOx濃度兩頭低，中間高，NO濃度峰值出現(xiàn)在理論空燃比靠稀的一側(cè)，反映出高的NO生成率必須兼具高溫、富氧兩個(gè)條件，缺一不可。HC的走向則是兩頭高，中間低。當(dāng)濃混合氣逐漸變稀，在縫隙容積與激冷層中混合氣燃料比例減少，因此HC量減少。處于最佳燃燒的空燃比范圍內(nèi)，HC及油耗均為最低。但當(dāng)混合氣過(guò)稀，燃燒因不能穩(wěn)定運(yùn)行而失火，致使HC及油耗又重新回升。減少點(diǎn)火提前角對(duì)降低NO及HC均有利，但以犧牲動(dòng)力性為代價(jià)。減小點(diǎn)火提前角，不僅降低燃燒最高溫度、減少燃燒反應(yīng)滯留時(shí)間，對(duì)降低NO十分有利；而且由于點(diǎn)火推遲，膨脹時(shí)的溫度及排氣溫度均上升，這對(duì)降低HC也很有利。4.汽油車的蒸發(fā)及曲軸箱漏氣通常采取什么辦法控制？答：油蒸氣吸附裝置和曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)5.汽油機(jī)怠速，常用工況及全負(fù)荷時(shí)排氣溫度大致范圍為多少？答：400~800℃6.畫(huà)出汽油機(jī)三種有害排放污染物（CO、HC、NOX）生成量與過(guò)量空氣系數(shù)之間的關(guān)系曲線，并對(duì)曲線走勢(shì)進(jìn)行分析。答：略7.三元催化器在理論空燃比附近轉(zhuǎn)換效率最高的原因是什么？答：三元催化劑包含鉑（Pt）和銠（Rh）、鈀（Pd），此外還含稀土氧化物等材料。使用三元催化劑時(shí)，應(yīng)將混合氣成分嚴(yán)格控制在理論空燃比附近，這樣催化劑才能促使CO及HC的氧化反應(yīng)和NOx的還原反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，生成CO2、H2O及N2。8.與汽油車相比柴油車的排氣污染物有何特點(diǎn)？答：與汽油機(jī)不同的是，柴油機(jī)NO的生成濃度較高，NO生成率最高處仍出現(xiàn)在油量較大的高負(fù)荷工況，之后NO濃度隨空燃比增加而減少。柴油機(jī)排氣中有碳煙排出，隨著混合氣變濃，排煙濃度增多。9.柴油機(jī)的排氣污染物有哪些？簡(jiǎn)述NOx形成機(jī)理，分析噴油提前角、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等因素對(duì)NOx的影響，降低NOx的具體措施有哪些？答：柴油機(jī)的排氣污染物有HC、CO、NOx以及顆粒物。NOx：在燃燒完全、供氧充分及溫度較高的稀燃火焰區(qū)及油束心部產(chǎn)生較多。延遲噴油可減少NO的生成，但減小噴油提前角將導(dǎo)致燃燒效率下降，最高爆發(fā)壓力降低，因而使油耗及排氣煙度增加。在各種工況下，NO排放濃度都隨噴油速率的增加而降低；NO生成率最高處仍出現(xiàn)在油量較大的高負(fù)荷工況降低NOx的措施：使用分隔式燃燒室，推遲噴油。10.舉例說(shuō)明降低柴油機(jī)排放污染物的措施。答：1）柴油機(jī)排氣后處理采用兩類氧化催化轉(zhuǎn)化器，凈化CO、HC的一般稱為DOC（DieselOxidationCatalyst），凈化顆粒物的一般稱為POC（ParticulateOxidationCatalyst）。2）三元催化轉(zhuǎn)化器。3）柴油機(jī)NOx凈化技術(shù)方案有氨類選擇性催化還原NOx(NH3-SCR)、碳?xì)浠衔镞x擇性催化還原NOx(HC-SCR)、貯存一還原技術(shù)(NSR)、NOx和PM組合凈化技術(shù)和四效催化技術(shù)等。4）顆粒物過(guò)濾與捕集器。簡(jiǎn)述柴油機(jī)EGR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并說(shuō)明各部分的作用。答：使少量廢氣（5%～20%）再次循環(huán)進(jìn)入氣缸，降低燃燒溫度，可抑制NOx生成。對(duì)廢氣再循環(huán)量的控制方法有進(jìn)氣負(fù)壓控制式、排氣壓力控制式、負(fù)荷比例式及電子控制式。應(yīng)根據(jù)不同工況決定是否采用廢氣再循環(huán)，或確定廢氣再循環(huán)量的多少。簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的來(lái)源。答：發(fā)動(dòng)機(jī)是多聲源的復(fù)雜動(dòng)力機(jī)械，按照噪聲輻射的方式來(lái)分，可把發(fā)動(dòng)機(jī)的主要噪聲源分為直接向大氣輻射（空氣動(dòng)力噪聲）和通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)表面向外輻射（表面結(jié)構(gòu)噪聲）兩大類。其中空氣動(dòng)力噪聲主要為進(jìn)、排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲，它們是由氣流的振動(dòng)而產(chǎn)生的空氣動(dòng)力噪聲。表面結(jié)構(gòu)噪聲，根據(jù)產(chǎn)生的機(jī)理，分為燃燒噪聲和機(jī)械噪聲，是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的外表面以及與發(fā)動(dòng)機(jī)外表面剛性連接的零部件的振動(dòng)向大氣輻射。分析活塞敲擊噪聲的產(chǎn)生及控制措施。答：活塞對(duì)氣缸壁的敲擊往往是內(nèi)燃機(jī)最強(qiáng)的機(jī)械噪聲源。由于活塞與缸壁之間有間隙，在燃燒時(shí)氣體壓力及運(yùn)動(dòng)慣性力的作用下，使活塞對(duì)缸壁的側(cè)向推力在上下止點(diǎn)處改變方向，且呈現(xiàn)周期性變化，所產(chǎn)生的側(cè)壓力敲擊不但在上止點(diǎn)和下止點(diǎn)附近發(fā)生，而且也發(fā)生在活塞行程的其他位置上，從而形成活塞對(duì)缸壁的強(qiáng)烈敲擊聲。當(dāng)氣缸內(nèi)的最大壓力及缸壁間隙增大、轉(zhuǎn)速及負(fù)荷提高、缸壁潤(rùn)滑條件變差，則敲擊聲隨之增大。此外，活塞對(duì)氣缸壁的敲擊還能引起汽缸壁的高頻振動(dòng)。對(duì)于活塞敲缸噪聲，可以采取以下措施：1）減小活塞與氣缸壁的間隙（如采用可控膨脹活塞）。2）使活塞銷孔向氣缸壁的主推力面偏移。3）加長(zhǎng)活塞裙部和減少活塞環(huán)數(shù)量。4）增加氣缸套的剛度。5）增加活塞敲擊氣缸壁時(shí)的阻尼，如在裙部外表面增加潤(rùn)滑油的積存等方法可以降低活塞敲擊噪聲。14.分