內燃機學練習題解答

1、 內燃機學思考與練習12題0第一章什么是熱機？把燃料的化學能轉化成內能再轉化成機械能的機器。什么是內燃機？在機器內部燃料燃燒釋放能量對外做出機械功的熱機。簡述大氣壓力式內燃機的工作原理，說明為何它的效率低。最早發(fā)明的內燃機是一種大氣壓力式內燃機，其工作原理是燃料與空氣在活塞下行的上半個行程吸入氣缸，然后被火花點燃，在后半個行程膨脹做功，活塞上行時開始排氣行程。大氣壓力式內燃機沒有壓縮行程，燃燒的溫度壓力低，燃氣熱能的膨脹比小，故熱效率低。說明二沖程內燃機的工作原理。二沖程內燃機要兩個沖程里完成進氣、壓縮、做功、排氣這些循環(huán)動作。曲軸箱壓縮進氣二沖程內燃機為例，活塞從下止點開始向上移動時,掃氣口

2、和排氣口均處于開啟狀態(tài)，新鮮充量被下行活塞壓縮，壓力提高的混合氣由掃氣口進入氣缸，同時將缸內廢氣由排氣口掃出。活塞繼續(xù)上行，先將掃氣口覆蓋，再將排氣口關閉，掃氣過程結束?；钊^續(xù)上行，將壓縮缸內充量，在接近上止點時點火（或噴油），燃料燃燒，燃氣壓力和溫度急劇升高，在高溫高壓氣體作用下，在活塞通過上止點后下行膨脹做功。活塞下行至排氣口，排氣開始，在下行掃氣口打開，掃氣過程開始，直至下止點。活塞的兩個行程完成一個工作循環(huán)。說明四沖程內燃機的工作原理。四沖程循環(huán)的內燃機擁有進氣、著火前的壓縮、燃燒膨脹與排氣交替進行的四個活塞沖程構成。內燃機在進氣行程時，進氣門打開，活塞下行，空氣/混合氣吸入氣缸；壓

3、縮行程時，進和排氣門關閉，活塞上行，混合氣被壓縮；在壓縮上止點前，燃油噴入或混合氣被點燃，燃燒開始；膨脹行程，燃燒產生的壓力推動活塞下行，對外做功；排氣行程，排氣門打開，活塞上行，把缸內廢氣排出。說明點燃式和壓燃式內燃機工作原理是的主要區(qū)別。燃料不同：汽油和柴油；燃料供給方式：趨同；著火方式不同：點燃和壓燃；混合氣形成和燃燒方式不同：均勻混合氣火焰?zhèn)鞑?，噴霧預混和擴散燃燒；功率控制不同：變量調節(jié)和變質調節(jié)；壓縮比不同：汽油機低，柴油機高；有效熱效率不同：汽油機較低，柴油機較高；說明轉子發(fā)動機的工作原理。三角形轉子被安置在轉子發(fā)動機繭形殼體中，缸體內部空間被分成三個工作室，轉子轉動這些工作室也在

4、運動，依次在擺線型缸體內的不同位置完成進氣、壓縮、燃料燃燒作功和排氣四個過程。簡要說明汽車排放物的光化學污染。日光紫外線的作用下，汽車尾氣排放的氮氧化合物和烯烴類碳氫化合物發(fā)生化學反應，生成臭氧及醛類等多種復雜的化合物，統(tǒng)稱光化學煙霧。簡要說明汽車尾氣顆粒排放與大氣霧霾的關系。霧與霾的結合稱為霧霾，其中的霾是一些細顆粒（2）,是空氣動力學當量直徑小于2微米的可入肺顆粒物的總稱。內燃機排氣中，特別是柴油機排氣中含有大量的細顆粒物，內燃機尾氣中的碳氫化合物和氮氧化合物等排放還可以形成二次顆粒物。北京等大中城市中的機動車對霧霾的分擔率在左右。-Vr.第二章內燃機的動力性指標參數有哪些？動力性能指標參

5、數主要有功率、轉矩、轉速等，反映內燃機的做功能力。內燃機的經濟性指標參數有哪些？內燃機的經濟性能指標參數主要是指內燃機工作過程中的燃料與潤滑油消耗率等，反映了內燃機運轉的經濟性。2內燃機的運轉性能指標有哪些？只要是指能內燃機的冷起動性能、噪聲和排氣等。什么是內燃機的示功圖？內燃機氣缸壓力隨曲軸轉角或氣缸工作容積的變化關系稱為示功圖。其中氣缸壓力隨曲軸轉角的變化關系一般稱為-示功圖，將氣缸壓力隨氣缸工作容積的變化關系稱為-示功圖。何謂內燃機的指示性能指標？內燃機的指示性能指標是以工質對活塞做功為基礎的性能指標。何謂內燃機的有效性能指標內燃機的有效性能指標是指以曲軸對外做功為基礎的性能指標。什么是

6、內燃機的指示功和指示功率？指內燃機完成一個工作循環(huán)工質向活塞傳遞的有用功。指示功率則是指內燃機單位時間內所作的指示功。何謂平均指示壓力？它有何物理意義？平均指示壓力是指單位氣缸容積一個循環(huán)所做的指示功。從實際循環(huán)的角度評價發(fā)動機氣缸工作容積的利用率。平均指示壓力高，同樣大小的氣缸容積可以發(fā)出更大的指示功，氣缸工作容積的利用程度就高。什么是指示熱效率？指示熱效率是發(fā)動機實際循環(huán)指示功與所消耗的燃料熱量的比值什么是指示燃油消耗率？指示燃油消耗率是指單位指示功的耗油量。2什么是平均有效壓力？一個假想的、平均不變的壓力作用在活塞頂上，使活塞移動一個行程所做的功等于每循環(huán)所做的有效功。平均有效壓力值反映

7、了單位氣缸工作容積輸出轉矩的大小，是一個與發(fā)動機排量無關的衡量發(fā)動機動力性能的一個重要參數。2什么是升功率？在額定工況下，發(fā)動機每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率。升功率反映的是對氣缸工作容積的利用率或強化程度的總評價。平均有效壓力和升功率在作為評定發(fā)動機的動力性能方面有何區(qū)別？都反映了單位氣缸工作容積的做功能力，但平均有效壓力表示的是輸出轉矩，而升功率是指（標定工況下的）功率，除了和轉矩有關外還和發(fā)動機的轉速有關。3何謂有效熱效率？有效熱效率是實際循環(huán)的有效功與所消耗燃料熱量的比值何謂有效燃油消耗率？是指單位有效功的耗油量，是油耗量與功率的比，通常以表示。影響有效燃油消耗率的因素有哪些？降低的

8、途徑有哪些？有效燃油消耗率與內燃機的指示熱效率和機械效率的積成反比，因此，凡是提高內燃機指示熱效率和機械效率的措施均能降低內燃機的燃油消耗率。降低的途徑重要的有：燃燒過程的優(yōu)化；小型化和低速化；包括增壓在內的內燃機的廢熱再利用；還及潤滑系統(tǒng)的低摩擦技術等。充量系數的定義是什么？它反映了發(fā)動機哪些方面性能的好壞？把內燃機每缸每循環(huán)吸入氣缸的空氣量換算成進氣管狀態(tài)的體積與其活塞排量的比稱為充量系數。充量系數表征了內燃機實際換氣過程進行的完善程度，主要表現了配氣正時、進排氣系統(tǒng)的流通阻力及泵氣損失等。分析提高發(fā)動機升功率的途徑。依據升功率的表達式，提高發(fā)動機升功率的方法有：增壓；改善燃燒提高知識熱效

9、率；提高進行效率；降低進排氣系統(tǒng)阻力，提高充量系數；提高轉速；采用二沖程。內燃機的機械效率是如何定義的？內燃機的機械損失由哪些部分組成？內燃機的有效功率與指示功率之比（）將新鮮充量吸入氣缸和將燃氣排出缸外所消耗的機械功；（）克服各種摩擦所消耗的機械功；（3）驅動內燃機正常運轉所必須的附件功耗。-Vr.第三章何謂內燃機的理論循環(huán)？與實際循環(huán)相比，理論循環(huán)主要做了哪些簡化？通常根據內燃機所使用的燃料、混合氣形成方式、缸內燃燒過程（加熱方式）等特點，把火花點火發(fā)動機的實際循環(huán)簡化為等容加熱循環(huán)，把壓燃式柴油機的實際循環(huán)簡化為等壓加熱循環(huán)或混合加熱循環(huán)，這些工作循環(huán)稱為內燃機的理論循環(huán)。理論循環(huán)的假設

10、有：）把壓縮和膨脹過程簡化成理想的絕熱可逆的等熵過程，忽略工質與外界的熱量交換及其泄漏等的影響。）將燃燒過程簡化為可逆的等容、等壓或混合加熱方式從高溫熱源吸熱；將排氣過程簡化為向低溫熱源可逆的等容放熱過程。3）忽略發(fā)動機進排氣過程，從而將循環(huán)簡化為一個閉口循環(huán)。）以空氣為工質，并視為理想氣體，在整個循環(huán)中工質物理及化學性質保持不變，比熱容為常數。內燃機的實際循環(huán)與理論循環(huán)相比存在哪些損失？工質的影響，傳熱損失，換氣損失，由于燃燒速度的有限性和不完全燃燒損失造成的燃燒損失試分析提高內燃機理論循環(huán)效率的方法。）提高壓縮比）增大壓力升高比）減小初期膨脹比四沖程內燃機換氣過程分哪幾個階段？四沖程內燃機

11、換氣過程可分為排氣、氣門疊開、進氣三個階。試分析四沖程內燃機自由排氣的重要性。按燃氣對活塞的作用，排氣過程可分為自由排氣和強制排氣兩個階段。自由排氣過程可能出現超臨界排氣和亞臨界排氣兩種方式。自由排氣階段缸內氣體雖然對活塞做功，但造成了膨脹損失。在活塞通過下止點后向上止點運動，活塞推動缸內氣體，強制排出機外，需要消耗發(fā)動機的有效功。考慮到超臨界排氣量只與排氣流通面積和時間有關，滿足使膨脹損失和活塞強制排氣功最小及缸內殘余廢氣比例要求是自由排氣正時設計的依據。4何謂四沖程內燃機的換氣損失？發(fā)動機實際的換氣過程卻存在因為排氣門早開所造成的膨脹損失，流動阻力造成的活塞強制排氣的推出損失和吸氣過程的進

12、氣損失，這些與理論循環(huán)相比所所產生的功的損失統(tǒng)稱為換氣損失。何謂泵氣損失？四沖程內燃機由進氣沖程和排氣沖程構成的進排氣過程稱為泵氣過程。與理論循環(huán)相比，實際循環(huán)的泵氣過程造成的有用功的減小叫泵氣損失。何謂泵氣功？泵氣功則是指泵氣過程缸內氣體工質對活塞所做的功?？勺冋龝r的配氣系統(tǒng)對進氣節(jié)流的汽油機性能改善的作用有哪些？各種負荷工況下，減小進排氣損失，減少泵氣損失；變缸內氣體流動狀態(tài)和實現內部等，改善燃燒提和降低排放；全負荷工況提高充量系數，增強動力性。什么是內燃機的增壓？為了提高內燃機的動力性，使空氣在進入氣缸前得到壓縮以提高進氣壓力（密度）的方法稱為增壓。內燃機增壓的方法有哪些？內燃機的增壓主

13、要有機械增壓和排氣渦輪增壓及其組合多種方式。4內燃機的排氣渦輪增壓器有幾類，各應用于什么場合？可以分為徑流式渦輪增壓器和軸流式渦輪增壓器兩大類。一般大型柴油機多米用軸流式，以滿足大流量、咼效率的要求。對于車用發(fā)動機多米用徑流式，以適應咼轉速及較咼響應性能的要求。4何謂壓氣機的流量特性？在轉速一定的條件下獲得的壓氣機壓比和效率隨壓氣機流量的變化關系稱為壓氣機的流量特性。何謂壓氣機的喘振？產生原因是什么？一定轉速下，當壓比高而空氣流量太小時，壓氣機進口空氣流量的變得不穩(wěn)定或者出現震蕩狀態(tài)，這種現象叫做喘振。當流量較小時，在壓氣機葉輪通道入口處，氣流與壁面的分離擴展到整個葉片通道，使高壓氣體回流，造

14、成空氣的壓力和流量的震蕩，產生喘振。壓氣機的堵塞及產生的原因是什么？一定轉速下，當流量超過一定數值后，壓氣機的壓比和效率均急速下降，而流量卻不會再增加，這一現象稱為壓氣機的堵塞。產生壓氣機堵塞的原因是通道中某個截面上的氣流速度達到當地音速（臨界狀態(tài)），從而限制了流量的增加。排氣能量如何在徑流渦輪機中轉換的內燃機高溫排氣流過噴嘴環(huán)漸縮通道時被加速，壓力、溫度下降，一部分排氣能量轉化為氣流的動能。排氣進入工作葉輪后繼續(xù)膨脹，在向心流動的過程中繼續(xù)被加速，將排氣的能量轉化為推動葉輪旋轉的軸功。55試分析內燃機增壓過程中的能量平衡關系a壓氣機的功耗：面積系壓縮進入內燃機氣缸內的空氣所需的能量，面積則為

15、壓縮掃氣空氣所需的能量排氣總能量：排氣能量，面積5；掃氣能量，面積；活塞強制推出功，面積5渦輪和壓氣機的能量平衡：排氣總能量渦輪機效率增壓器的機械效率壓氣機的功耗實際上，渦輪前的可用能量與卩的乘積才是渦輪機對壓氣機所給出的功，壓氣機所消耗的功是面積除以壓氣機效率匕和整個眈。二者在穩(wěn)態(tài)工況下取得平衡。第四章如何評價汽油的蒸發(fā)性？汽油由液體狀態(tài)轉化為氣體狀態(tài)的性能稱為汽油的蒸發(fā)性。評價汽油蒸發(fā)性的指標有餾程與蒸氣壓。所謂的餾程是指在石油產品常壓蒸餾特性測定法規(guī)定的條件下，一定溫度范圍內可能蒸餾出來的油品數量和溫度的標示。反映汽油在發(fā)動機氣缸內汽化與空氣混合形成可燃混合氣的情況難易。在規(guī)定條件下油品

16、在適當的試驗裝置中氣液兩相達到平衡時的蒸氣壓力稱為蒸氣壓。可用于評價冷起動低溫條件下的油氣混合情況。何謂汽油的辛烷值？如何評價？汽油的辛烷值是汽油燃料對于發(fā)動機抵抗爆震燃燒能力的參數表達值。在標準試驗條件下、在專門的單缸發(fā)動機上，調整標準燃料中異辛烷與正庚烷的混合比例，使標準燃料產生的爆震強度與所試燃料的爆震強度相同，則標準燃料中異辛烷所占的體積百分數即為所試油料的辛烷值。何謂柴油的十六烷值？如何評價？柴油的十六烷值是在發(fā)動機中壓燃著火特性的參數表達值。柴油的十六烷值是在試驗發(fā)動機的標準操作條件下，將著火性質與已知十六烷值的標準燃料的著火性質進行比較來測定的。何謂生物柴油？生物油脂經酯交換反應

17、制取的脂肪酸單脂稱為生物柴油。何謂化學計量空燃比？當燃料在空氣中燃燒時，一定質量空氣中的氧剛好使一定質量的燃料完全燃燒，將碳氫燃料中所有的碳、氫完全氧化成二氧化碳和水，則此時的空氣與燃料的質量比稱為該燃料燃燒的化學計量空燃比，或簡稱理論空燃比。何謂燃料的熱值？在標準大氣狀態(tài)下（，），每千克燃料完全燃燒所放出的熱量稱為燃料的熱值。對于含有氫元素的燃料，若燃燒生成的水以蒸汽狀態(tài)存在，在這種條件下獲得的熱值稱為燃料的低熱值，反之，若將水蒸汽冷凝成液態(tài)的水，由于水蒸汽要釋放出汽化潛熱，所測量的燃料熱值就高，稱之為高熱值。什么是燃料的全生命周期評價？燃料的生命周期評價是指對能源的開采、加工，燃料的生產、

18、運輸，車輛使用過程中燃料的消耗，直至車輛報廢后的后處理全過程的環(huán)境影響的一種評價。燃料的生命周期評價可歸納為燃料上游、燃料使用（車輛運行）和車輛制造與處理三個部分。-j-*Vr.第五章何謂進氣渦流？進氣渦流是指在進氣過程中形成的繞氣缸軸線有組織的氣流運動。進氣渦流是如何形成的？切向氣道形狀比較平直，在氣門座前收縮，以提高氣流速度并引導進氣以氣道方向進入氣缸，再在氣缸套壁面的導流作用下，形成繞氣缸軸線的進氣渦流。螺旋氣道是將氣門上方的進氣道做成螺旋形狀，使氣流在此螺旋氣道內就具有一定的繞氣門中心的動量矩。具有一定動量矩的進氣進入氣缸后，進氣旋渦不斷向外擴展，到倍缸徑處形成繞氣缸軸線旋轉的渦流運動

19、。影響進氣渦流大小的主要因素是什么？是進氣道形狀和發(fā)動機轉速。進氣渦流對燃燒過程的影響有哪幾個方面？進氣渦流可以持續(xù)到燃燒膨脹過程，因而對：燃油噴射霧化及其與空氣的混合產生重要的影響；對擴散燃燒過程有重要的影響；對柴油機的排放有重要的影響；對傳熱有主要的影響7實際柴油機中進氣渦流的組織方法有哪幾種？柴油機的進氣道有直氣道、螺旋氣道和切向氣道三種，用于組織進氣渦流的氣道是螺旋氣道和切向氣道。在4氣門結構的柴油機中，一般使用螺旋氣道在前切向氣道在后的方式產生進氣渦流。氣道的評定有哪些方法？穩(wěn)流氣道試驗臺的方法和發(fā)動機的性能試驗。穩(wěn)流氣道試驗評價的參數有哪些？通過一定壓差條件下，在不冋的氣門升程下測

20、量進氣流量和渦輪葉片轉速或進氣的角動量矩，計算試驗氣道的流量系數和渦流比，反映了氣道的流動阻力和渦流的成能力。何謂擠流？在發(fā)動機的壓縮過程后期，活塞表面的某一部分和氣缸蓋底面彼此靠近時所產生的徑向或橫向氣流運動稱為擠流。1何謂逆擠流？與擠流相反，當活塞下行時，燃燒室中的氣體產生向外的膨脹流動稱為逆擠流。2影響擠流大小因素有哪些？主要由擠氣面積和擠氣間隙的大小決定。3內燃機中擠流有何作用？柴油機的燃燒室一般加工在活塞頂內在活塞的壓縮行程后期,大量氣體被壓入燃燒室內，形成強度較高的壓縮擠流，這有利于油束的擴散與混合。而當活塞通過上止點下行后，逆擠流則幫助燃燒室內的混合氣流出，進一步促進了與空氣的混

21、合和燃燒?，F代汽油機多采用蓬頂形的燃燒室，通常采用較弱的擠流運動來增強燃燒室內的湍流強度，促進混合氣的快速燃燒。汽油機更加重視滾流破碎的方式，提高燃燒過程的湍流強度，促進缸內燃燒過程。4試說明內燃機缸內氣體湍流能量耗散過程。內燃機在進氣過程中，進氣射流在燃燒室壁面的作用下形成氣缸直徑相當的大尺度漩渦，大尺度的漩渦破裂后形成小尺度漩渦。大尺度的旋渦不斷地從主流獲得能量，通過漩渦間的相互作用，能量逐漸向小的漩渦傳遞，最終在流體粘性的作用，隨著小尺度渦的不斷消失而耗散。在燃燒室壁面邊界作用、燃燒擾動及速度梯度等作用下，又不斷產生新的小尺度的渦。汽油機混合氣空燃比是如何確定的？為了獲得良好的運轉特性，

22、發(fā)動機的空燃比在怠速工況時應控制在112，在中低負荷運行時的經濟混合氣的空燃比在117，而當發(fā)動機在進氣門接近全開時，為保證動力性，應該提供空燃比在1214的功率混合氣。但是，為使燃用均質混合氣的車用汽油機的排放達標，必須使用三效催化轉化器對排氣中的、和進行催化轉化，需要在絕大部分工況下控制混合氣的空燃比在化學計量比附近。汽油噴油器的選擇原則是什么？對于某一噴油器而言，其噴孔流通面積和流通特性是一定的，當加在噴孔前后的壓差一定時，其最小和最大供油量應滿足發(fā)動機的使用工況要求，且通常二者之比為。為了保證各缸的均勻性，噴嘴的穩(wěn)態(tài)噴油量誤差應該控制在以內。簡要描述汽油機氧傳感器的工作原理。常用的窄域

23、氧傳感器有氧化鋯式和氧化鈦式兩種。氧化鋯式氧傳感器利用與空氣導通的內側與接觸排氣的外側氧離子濃度差產生的電池電壓測量混合氣的濃度。在溫度超過C時，混合氣稍濃時氧傳感器產生約8的高電壓信號，當混合氣稍稀時產生約的低電壓信號，平均值約。半導體型氧化鈦式氧傳感器的工作原理，其在高溫富養(yǎng)時呈電阻狀態(tài)，貧氧時呈低電阻導通狀態(tài)。通過一個的穩(wěn)壓電路設計，可產生同氧化鋯式氧傳感器相當的電壓特性輸出。8汽油機為何要進行空燃比的閉環(huán)控制？為滿足排放控制的要求，現代汽車普遍在發(fā)動機排氣總管后加裝三效催化轉化器。三效催化轉化器是在化學計量空燃比為中心的某一狹小范圍內同時使、氧化和還原的高效凈化裝置。因此使用三效催化轉

24、換器時，必須在盡可能多的工況下，精確控制空燃比在化學計量空燃比附近很窄的范圍內。無論是基于模型還是基于控制的發(fā)動機空燃比，由于各種誤差的存在，試比較低壓氣道噴射和高壓缸內直噴的優(yōu)缺點。汽油機氣道噴射存在噴射壓力低、壁面油膜等，不利于發(fā)動機的瞬態(tài)過程控制。結構簡單，成本低。采用汽油缸內直噴就是將汽油以較高的壓力直接噴入氣缸，借助高壓噴射霧化以及缸內空氣運動形成可燃混合氣，具有響應迅速，冷起動性能好等優(yōu)點。燃油系統(tǒng)復雜，成本高，易產生顆粒排放。常見的汽油分層燃燒系統(tǒng)有哪幾種組織方式？按照混合氣形成特點可以分為噴霧主導型、噴霧配合燃燒室壁面形狀的壁面導流型和空氣導流型三類。何謂著火界限？在一定的溫度

25、、壓力及散熱程度下，存在著一個著火濃度界限，過濃的混合氣由于缺乏氧氣燃燒不完全，放熱量少，過稀的混合氣因其熱值低，放出的熱量少，因而均不能形成火焰?zhèn)鞑?。要使混合氣正常著火燃燒，必須保證混合氣濃度在稀限與濃限之間，這兩個混合氣濃度界限稱為著火界限。火花點火的火核生成哪個階段？火花點火過程可以分為擊穿階段、電弧階段和輝光放電三個階段?；鹧?zhèn)鞑ラ_始于電弧階段。何謂層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?？假定在一絕熱圓管內，可燃混合氣以的速度流動，能夠使與管子軸線垂直平面狀的火焰前鋒面固定不動，這個氣流速度就是層流火焰?zhèn)鞑ニ俣取：喪?計算汽油機放熱規(guī)律的方法。按照一定的曲軸轉角間隔利用數據采集系統(tǒng)采集氣缸壓力，壓力升高是由

26、活塞運動導致氣缸容積改變而引起的壓力變化和缸內氣體燃燒引起的壓力升高組成。通過計算間隔內的活塞運動導致的氣缸容積改變而引起的壓力變化，從而確定由燃燒引起的壓力升高，并假定與它與燃料燃燒量成正比。這樣，累積整個燃燒期內各計算間隔的已燃燃料質量，就可以求出已燃質量分數的燃燒放熱規(guī)律汽油機缸內燃燒過程各階段是如何劃分的？汽油機缸內的燃燒過程劃分為的火焰發(fā)展期，9的快速燃燒期和9以后的后燃期三個階段。何謂汽油機燃燒過程的火焰發(fā)展期？火焰發(fā)展期是指從火花塞跳火到形成火焰中心這一時間階段或曲軸轉角。在電弧階段火焰?zhèn)鞑ルm然已經開始，但此時的火焰?zhèn)鞑ゲ⒉环€(wěn)定，受點火能量影響也比較大，且放熱對缸內壓力幾乎沒有影

27、響。只有當火核增大到一定程度，燃燒了相當數量的混合氣后，缸內壓力才能出現與倒拖壓力線明顯的改變，一般將已燃質量所對應的曲軸轉角作為火焰發(fā)展期的終點。如何調節(jié)汽油機燃燒過程的火焰發(fā)展期？火焰發(fā)展期是由點火提前角來調整的。快速燃燒期結束的標志是什么快速燃燒期是指到9混合氣燃燒所對應的時間或曲軸轉角?；鹧?zhèn)鞅檎麄€燃燒室，放熱率驟然下降為快速燃燒期結束的標志。9何謂汽油機的點火提前角特性？保持汽油機節(jié)氣門開度、轉速以及混合氣濃度一定，發(fā)動機的功率、燃油消耗率等隨點火提前角的變化稱為汽油機點火提前特性。何謂最佳點火提前角？對于發(fā)動機每一工況，都存在一個最小的點火提前角，使發(fā)動機功率最大，燃油消耗率最低，

28、而不發(fā)生嚴重的爆震，這個點火提前角稱為最佳點火提前角（，）試分析發(fā)動機轉速對點火提前角的影響？在節(jié)氣門開度一定的條件下，當轉速增加時，氣缸中湍流增加，火焰?zhèn)鞑ニ俾蚀篌w與轉速成正比例增加，因而以曲軸轉角計的快速燃燒期變化不大。轉速升高使進排氣流動阻力增加，導致缸內混合氣殘余廢氣系數增加，使火焰發(fā)展期變長，因此需要隨轉速的升高適當增大點火提前角。試分析發(fā)動機負荷對對點火提前角的影響？汽油機是通過改變節(jié)氣門開度，調節(jié)進入氣缸的混合氣量來滿足不同的轉矩需求。當節(jié)氣門關小時，充量系數下降，使殘余廢氣系數增加，火焰發(fā)展期增加，此時由于火焰?zhèn)鞑ニ俾氏陆?，還使得燃燒持續(xù)期延長，因此當發(fā)動機轉速一定時，隨著負荷

29、的減小，最佳點火正時要提前。何謂汽油機的循環(huán)變動？采集點燃式發(fā)動機的缸內壓力可以發(fā)現，即使是在穩(wěn)定工況下運行，連續(xù)的不同循環(huán)之間及多缸機不同氣缸之間的缸內壓力時間歷程各不相同，這一現象稱為點燃式發(fā)動機的循環(huán)變動。循環(huán)變動產生的原因是什么？可以細分為以下個方面的原因：1氣缸內氣體運動狀況的循環(huán)變動。在進氣過程中形成的不同尺度的湍流是不規(guī)則的，特別是在湍流火焰?zhèn)鞑ミ^程，火焰前鋒面的不穩(wěn)定性進一步促進了缸內氣體湍流運動強度的變化，使火焰向整個燃燒室發(fā)展的進程以及燃燒速率等隨之發(fā)生較大變動。氣缸內混合氣成分和量的循環(huán)變動。由于發(fā)動機咼速運彳丁，空氣、燃料、和殘余廢氣不可能在每一缸的每一循環(huán)都相同，由此

30、造成燃燒過程的循環(huán)變動。）火核形成及燃燒過程的循環(huán)變動。氣缸內必然存在混合氣成分的不均勻，使點火時刻火花塞電極間隙附近混合氣成分不同，影響到早期火焰中心的形成和后期的火焰發(fā)展傳播，造成循環(huán)變動。循環(huán)變動對點燃式發(fā)動機性能的不利影響有哪些？1）即使是最佳點火正時，也不保證對每個循環(huán)均是最佳，因此影響發(fā)動機的動力性和經濟性等性能。）潛在的影響發(fā)動機的壓縮比和燃料辛烷值的選用。循環(huán)變動極端情況下，如燃燒速度快的早火循環(huán)，有可能導致爆震等不正常燃燒的發(fā)生，發(fā)動機因此必須選用較低的壓縮比或提高使用燃料的辛烷值。相反的，對于燃燒速度慢的晚火循環(huán)，則影響發(fā)動機的率或稀燃空燃比的設計等。）循環(huán)變動還易導致較高

31、的排氣污染。對于燃燒快的循環(huán)，將增加排放，而對于燃燒慢的循環(huán)，將增加和的排放。）循環(huán)變動使發(fā)動機的轉速和輸出轉矩產生波動，使車輛的驅動性能變差。何謂汽油機的爆震燃燒？一定空燃比的混合氣在超過某一溫度后，經過一段時間的感應期后，活化分子的積累使反應速度加快，就會產生自燃。汽油機的爆震燃燒是一部分末端混合氣在正常傳播的火焰前鋒達到之前發(fā)生的自燃。汽油機的爆震燃燒有什么特征？氣缸壓力高頻大幅波動。自燃的火焰?zhèn)鞑ニ俣群芨?，火焰前鋒形狀變化急劇?？焖僮匀嫉娜紵艧釋е戮植繙囟群蛪毫Φ亩干?，產生沖擊波，并進一步促進了末端混合氣的自燃。沖擊波在燃燒室內傳播、反射，導致了缸內壓力的大幅波動，同時產生了如同金屬

32、敲擊般的聲音，故汽油機爆震燃燒被形象的稱為敲缸。爆震燃燒對發(fā)動機有哪些危害？（1）發(fā)動機功率下降，運轉不穩(wěn)。雖然在輕微爆燃時，快速燃燒期縮短，燃燒過程的定容度提高，使發(fā)動機功率和效率略有提高，但當發(fā)生強烈爆燃時，沖擊波造成的壓力震蕩并不對外發(fā)出功率，反而使發(fā)動機功率下降，工作不穩(wěn)。（）發(fā)動機溫度升高，冷卻損失增加。爆震時產生的壓力波對燃燒室表面的附面層造成了破壞，使傳熱量激增，這樣一方面是發(fā)動機的零部件的溫度水平，另一方面還使大量的熱量從壁面流向冷卻系統(tǒng)，造成冷卻系統(tǒng)的負擔和帶走的熱量增加。潤滑系統(tǒng)的過熱、部零件因溫升變形過大，將導致運動件磨損加劇。（）發(fā)動機內部零部件的損毀。爆震燃燒使氣缸蓋

33、、活塞頂面處邊界層破壞，傳熱增加，零部件的溫度上升，局部過熱和爆震燃燒相互促進，最終導致輕合金的氣缸蓋、活塞的破壞。（）發(fā)動機內部積炭和排放的增加。爆震燃燒時的溫度很高，引起燃料和燃燒產物加速離解，排氣因為顆粒析出而呈現黑煙狀，缸內形成積碳等。如何控制汽油機的爆震燃燒？發(fā)動機的壓縮比；燃燒室形狀；火花塞位置；氣道結構及滾流性能；氣缸蓋的冷卻；燃料的辛烷值；發(fā)動機運行過程中點火提前角的控制何謂汽油機的低速早燃爆震？汽油機高增壓及提高壓縮比后，在低速高負荷工況下，混合氣在火花點火之前發(fā)生自燃燃燒，產生了比末端混合氣自燃形成的爆震更高的爆震燃燒現象。由于峰值壓力甚至可超過，壓力震蕩幅度可超過因此也有

34、叫做超級爆震。1低速早燃爆震燃燒有什么特點？（1）早燃爆震和正常燃燒循環(huán)之間的轉換沒有先兆，是隨機的；（）早燃爆震循環(huán)壓力過程也是不相同的，沒有重復性；（）早燃爆震循環(huán)次數及間隔沒有規(guī)律，通常是一次出現，則可能間隔著連續(xù)出現數次，總的頻率在萬分之幾。低速早燃爆震產生的原因是什么？（1）燃燒室內的熾熱點；（）通過油環(huán)上竄的潤滑油；（）燃燒室沉積物；（）汽油噴霧飛濺到缸套上的燃油。油滴著火需要什么條件？1形成的燃料蒸氣與空氣的比例要在著火界限內?？扇蓟旌蠚鉁囟缺仨氝_到某一臨界溫度。柴油機中燃料的自燃著火溫度與十六烷值有什么關系？通常把燃料不用外部點燃而能自己著火的最低溫度稱為自燃溫度。壓燃式內燃機

35、燃料的著火特性用十六烷值來定義。當十六烷值小于時自燃溫度隨十六烷值降低陡然上升表明燃料的自燃性能明顯變差；另一方面當十六烷值大于時隨著十六烷值增加自燃溫度降低程很少。因此，現在柴油燃料的十六烷值要求在左右。試述柴油機噴霧油束著火過程。自然吸氣柴油機正常工作時，燃料的噴射溫度大約C,而缸內的空氣在壓縮上止點時的狀態(tài)大致為壓力、溫度C、密度1。低溫燃油噴入高溫空氣環(huán)境后（：），隨著油束射程的增加，越來越多的熱空氣被卷吸進入，燃油被加熱蒸發(fā)，形成一個蒸汽空氣混合物的外鞘，包圍在油束的外圍。熱空氣的卷入使燃油蒸發(fā)，油束達到一個有限的油束射程后不再增加，而在液態(tài)油束的下游，逐步形成一個氣態(tài)燃油與空氣的良

36、好混合，當量比在之間。這些氣態(tài)產物處于油束的頭部，移動速度變慢，被后續(xù)噴霧推開并重新被卷入，形成蘑菇狀頭部。在噴霧發(fā)展到時，油束的外鞘出現化學發(fā)光現象，并向頭部轉移，時化學發(fā)光就已經在整個油束頭部出現，亮度逐步增強，大約在合后，通常所說的預混燃燒開始，放熱率和壓力升咼率激增，使溫度進一步升咼到1-1。與此同時，磨菇狀頭部外圍邊界與周圍的熱空氣發(fā)生擴散燃燒，內部預混燃燒產生強烈的擾動，形成湍流渦，促進了蘑菇頭混合氣的擴散燃燒。柴油機缸內燃燒過程可分哪幾個階段？按柴油機瞬時放熱率特征，柴油機跟燃燒過程可分為滯燃期、預混燃燒期和擴散燃燒期三個階段。何謂柴油機燃燒過程的滯燃期從針閥升起噴油開始到通過缸

37、壓計算到顯性放熱為止的這一段時間或曲軸轉角稱為滯燃期。何謂柴油機燃燒過程的預混燃燒期在滯燃期內液態(tài)油束下游的蘑菇頭的內部，氣態(tài)燃油與空氣已經實現了良好的混合，當量比在2之間，經過焰前反應的準備，燃燒反應加劇和放熱陡升的這樣一個燃燒階段。柴油機的擴散燃燒有什么特點？油束外圍蒸汽空氣混合物的外鞘與空氣接觸面一層非常薄的區(qū)域進行。接近化學計量比混合氣燃燒，溫度高。參與燃燒的主要是預混燃燒顆粒及其前驅物等中間產物為主，但燃料較少。油束頭部湍流狀態(tài)對擴散燃燒有重要的影響。100.內燃機的氣態(tài)排放物主要有哪幾種？二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、未燃碳氫化合物（C）和氮氧化物O。101.內燃機顆粒物的

38、危害在哪里？內燃機燃燒過程中，燃料在高溫高壓環(huán)境下會發(fā)生裂解、脫氫，最后生成碳煙粒子。2.本身具有穿透能力，危害人們的健康。這些碳煙粒子在降溫過程中會吸附一些，它們具有致癌畸變作用。增加霧霾和影響能見度。102.簡述一氧化碳生成機理。一氧化碳含碳燃料在燃燒過程中生成的主要中間產物。如果反應氣的氧濃度、溫度足夠高，化學反應的時間足夠長，CO就會氧化成為CO2。相反，如果這個條件不具備，就會造成CO排放。10.簡述汽油機CO排放規(guī)律。汽油機CO排放的主要因素是可燃混合氣的過量空氣系數。a在濃混合氣中（1），,始終很小，只有在1.01.1aCOa時，,隨有較復雜的變化。COa10.簡述柴油機的CO排

39、放規(guī)律。壓燃式發(fā)動機的燃燒特征是燃料與空氣混合不均勻，其平均宏觀的總過量空氣系數較大，仍有一定的CO排放，但要比點燃機C前的低得多。當柴油機負荷很大接近冒煙界限時，CO排放增加很快，這是因為燃燒室中局部缺氧地區(qū)增加；當柴油機負荷很小即很大時，燃燒室內局部溫度過低，使燃燒反應不充分而產生CO。因此，柴油機CO排放隨變化呈兩端上升的趨勢。10.簡述汽油機的尾氣C排放機理。燃油不完全燃燒產生未燃C排放。在冷機狀態(tài)、過大或不均以及混合氣過稀或過濃時，氣缸內出現大容積淬熄或失火，能夠造成排放急劇增加。此外，在發(fā)動機正常工作狀態(tài)下，均勻混合氣點燃式發(fā)動機排氣中未燃的生成機理在于：1）壁面淬熄；）狹隙效應；

40、3）潤滑油膜的吸附和解吸；）燃燒室中沉積物。1簡述柴油機的排放機理。在噴注的外圍，來不及著火就已形成的過稀混合氣，成為未燃的排放源，尤其在柴油機怠速或小負荷運轉時。噴嘴頭部的壓力室容積內滲出的燃油噴注與燃燒室壁面的碰撞，形成油膜，在起動及熱機過程中產生排放。柴油機燃油噴注與周圍空氣形成的混合氣很不均勻在噴注核心區(qū)域,混合氣過濃，但在后續(xù)的擴散混合過程中會逐漸稀化，先后進入正常燃燒范圍，不致于引起咼的排放。1簡述內燃機排放機理。汽油和輕柴油本身含氮很少，不足以產生顯著的燃料排放（）。由于的生成反應比燃料燃燒反應慢，雖然火焰前鋒的溫度很高，因此只有很小一部分瞬發(fā)產生（）。內燃機大部分的是在焰后高溫

41、區(qū)生成，屬熱氮機理（）。只要已燃區(qū)咼溫、有氧和咼溫區(qū)存在時間長，發(fā)動機就產生大量排放。1說明排放中，和產生有和不冋？內燃機排放以為主，不穩(wěn)定，所以含量與含量的比值很小，只有在相對低溫工況下才產生一定比例的排放。1簡述汽油機的排放特性。排放依賴已燃區(qū)咼溫、氧氣濃度和咼溫持續(xù)時間，因此汽油機排放是這三個以上相互作用的結果。發(fā)動機缸內已燃氣體的溫度在對應的略濃混合氣下達到最高，然而這時已燃氣中氧濃度低，抑制了的生成。當從開始增大時，氧分壓增大的效果抵消溫度下降排放濃度增加。排放量的峰值出現在對應的略稀混合氣工況。如果進一步增大，溫度下降的效果占優(yōu)勢，導致生成量減少。點火正時顯著影響點燃機的排放量。推

42、遲點火使最高燃燒溫度降低，的生成減少。采用排氣再循環(huán)時使混合氣被廢氣稀釋，氧濃度和燃燒溫度下降，因而使排放下降。11簡述柴油機的排放特性。柴油機缸內燃燒的平均溫度雖然比汽油機的低，但在燃料擴散燃燒區(qū)域內的溫度很高，所以柴油機的產生于此。隨著發(fā)動機負荷的增大，看高溫燃燒的持續(xù)期加長，排放增加，但當柴油機負荷超過某一限度后燃燒室內的氣體氧濃度下降，導致排放減少。噴油正時影響柴油機的預混燃燒量，進而影響擴散燃燒溫度而一些的生產。推遲噴油使最高燃燒溫度和壓力下降，生成量減少。柴油機排氣再循環(huán)是最重要手段，使氧濃度的降低是主要因素，燃燒溫度也有重要的貢獻。發(fā)動機轉速對排放影響較小。11發(fā)動機碳煙顆粒主要

43、有哪些成分？主要由干碳煙（，縮寫）、可溶有機成分（）和硫酸鹽（）等組成。Ill簡要描述燃料生成碳煙過程。燃料熱解生成炔烴，炔烴聚合成芳烴（）,形成顆粒物額前驅物。的生長導致碳煙核心的生成（成核），然后是粒子的表面生長和凝結生長階段。11柴油機碳煙顆粒的典型質量和數量分布狀態(tài)是什么？按照粒徑大小，顆粒物排放被分為核態(tài)、積聚態(tài)和粗糙態(tài)。柴油機顆粒數目主要是核態(tài)為主，粒徑在一下，占到了顆?？倲盗康摹ｎw粒排放的質量則以凝聚態(tài)為主，粒徑在1之間，占顆?？傎|量的以上。粒徑在1以上的粗態(tài)顆粒的質量占顆?？傎|量的，但其數量極少。11說明汽油機的顆粒物排放特性。傳統(tǒng)進氣道噴射汽油機因混合氣均勻，顆粒排放物較少。

44、汽油機缸內直噴后，存在混合時間縮短和燃油碰壁形成油膜等現象，使燃油與空氣混合不均，在高溫缺氧條件下就產生顆粒物排放。發(fā)動機起動過程，混合氣加濃是顆粒排放高的原因。燃燒放熱規(guī)律影響缸內燃氣溫度，因而影響到顆粒物的后氧化，對顆粒物排放產生顯者的影響。燃油油品影響均質混合氣的形成，從而影響發(fā)動機的排放，特別對冷起動過程影響最大。汽油中的硫及金屬添加劑、潤滑油添加劑等都影響汽油機的顆粒物排放。114試分析汽油機冷起動過程排放控制策略。汽油機冷起動過程缸內溫度較低，燃油不容易蒸發(fā)與空氣形成良好的混合氣。一般采取次的噴射策略，一方面有利于形成較濃的可燃混合氣，形成穩(wěn)定的點火和火焰?zhèn)鞑?，另一方面避免燃油碰觸

45、燃燒室壁面形成油膜，從而減少、和顆粒排放。11簡要描述柴油機燃燒過程的排放控制技術。柴油機是富氧燃燒，和的排放相對汽油機來說要少得多，與汽油機在同一數量級，而顆粒物排放則要比汽油機多幾十倍以上，因此柴油機的排放控制重點是和。改善柴油機噴霧的混合氣形成和燃燒過程，可以改變和排放特性，主要的技術措施有：1增壓中冷。增壓后柴油機的進氣量加大，可以降低排放，同時較低的進氣溫度也一直的生成。高壓電控燃油噴射系統(tǒng)。提高燃油的噴射壓力，促進霧化、混合與燃燒，可降低；高噴射壓力下的正時優(yōu)化、多次噴射等，既可以降低顆粒物排放，也可以降低排放。燃燒室形狀與燃油噴霧宏觀形狀及氣流運動相匹配。4排氣再循環(huán)技術?？梢杂?/p>

46、效降低排放，但要與取得折中。11何謂汽油機的三效催化？利用適當的催化劑，使汽油機排氣中的、和同時得到氧化和還原，生成對環(huán)境無害的和。11汽油機的三效催化劑是什么，各起什么催化作用？汽油機用三效催化劑主要是鉑、鈀、銠，其中，鉑和鈀為氧化催化齊U，銠為還原催化劑。11催化劑的起燃特性用什么參數表達？催化劑只有達到一定溫度以上才開始工作，轉化效率5所對應的排氣入口溫度稱為起燃溫度，將達到5轉化效率所需要的時間稱為起燃時間。起燃溫度反映的是催化劑的低溫活性，而起燃時間則反映了催化系統(tǒng)達到起燃的工作時間。11簡要說明柴油機滿足國排放標準的的排氣后處理系統(tǒng)組成。柴油機的排氣污染物既有氣體成分，也有固體顆粒

47、成分，因此為滿足國排放標準的典型的后處理系統(tǒng)應該包括：1催化氧化器，使和排放降低，同時也可使中的部分氧化，得到排放降低的效果。顆粒物捕集器，使用壁流式蜂窩陶瓷過濾顆粒物，有可能還要涂覆催化劑，在一定的排氣溫度和共同作用下，使得到氧化。選擇性催化還原系統(tǒng)，使用尿素或固體氨，在催化劑的作用下，對排氣中的進行催化還原。氨氧化為提高的轉化效率，往往使用較多的氨，為避免多余的氨逸出，需要增加氨的催化轉化器。1簡述柴油機顆粒物捕集器的典型再生方式。有主動再生和變動再生。主動再生是指通過電加熱或柴油機缸內尾噴或排氣管噴射提供熱量，提高排氣溫度，使沉積在濾芯中的燃燒，恢復濾芯的潔凈狀態(tài)。被動再生是指在催化劑的作用下，使的著火溫度，并提高氧化速率的一種再生方法。第七章11柴油機燃油系統(tǒng)基本要求是什么？1能產生足夠高的燃油噴射壓力，以保證燃油良好的霧化，具有合適的油束貫穿度、噴霧錐角和較小的油滴直徑，保證燃油與空氣的混合均勻。精確及時的控制每循環(huán)的噴入氣缸的燃油量，使各缸的噴油量相同。具有最佳的噴油時刻、噴油速率和持續(xù)期等理想的噴油規(guī)律。結構緊湊，成本低，便于在柴油機上布置和安裝。5具有狀態(tài)識別和運轉保護功能，保證柴油機安全、可靠地工作。1說明柴油機電控共軌燃油多次噴射的名稱及發(fā)生位置和作用。早噴（）壓縮行程早期