发动机原理简答.doc

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置的作用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50.简述真实循环特性对发动机实际循环热效率的影响。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、及燃料液滴和炭粒，分析形成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，燃烧过程：挥发性，抗爆性，安定性，防腐性，清洁性。着火落后期，明显燃烧期，补燃期。2.柴油性能指标，燃烧过程：低温流动性，发火性，挥发性，黏度，安定性，防腐性，清洁性。帯燃期，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m=1-（pmm/pmi）知，随着负荷减小，机械效率m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，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，处在最后燃烧位置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，这些都要求点火装置能够提供足够的次级电压和火花能量，保证最佳点火时刻，现行传统点火装置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置的作用？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置，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t有所下降。C工质分子变化系数的影响：一般情况下1时，分子数增多，输出功率和热效率会上升，反之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a1时，t值将随a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，若SD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置；SD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SD值较大，当保持不变时，发动机转速n将降低。SD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，或是上止点位置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也是近似的，其可信程度取决于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（mk）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=1214，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。认为工质（即空气）的比热容等热物性参数（、）为常数，不随压力、温度等状态参数变化。（）关于理想循环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）。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）。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）。50.简述真实循环特性对发动机实际循环热效率的影响。 （1）散热损失。真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。（）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，使减小，此即所谓“抢气”或“进气干涉”现象。同理，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，也间接使减小，此为“排气干涉”现象。多缸机各缸的上述现象各不相同，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？ （）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（）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（）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（）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a1.2，并在总体的a6.8的条件下也能稳定燃烧；而预混合燃烧时，一般a=0.81.2，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et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et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3070ms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30007000Hz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（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a的影响最大，一般在a =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r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（r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，着火点位置要适宜，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，着火延迟期会缩短；增压压力提高，缩短 （2）喷油提前角加大，则着火延迟期增加；减小，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，缩短；负荷增加，缩短（4）燃料十六烷值提高，缩短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？通过对理论循环的分析可知，当压缩比增加时，柴油机、汽油机的循环热效率都增加。但当已较大时，若再增加，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，目前已比较大（一般在1622），从发动机工作可靠性、改善排放性能等方面考虑，压缩比不再增加，甚至有降低的趋势；但对汽油机，目前仍不太高，一般在610，还有提高的潜力，但对的增加受到爆燃的限制。因此对柴油机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 200300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，上升快，产生操音大，发动机工作粗爆；如开始放热慢，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，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：油量调节杆位置不变时，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NOX、dp/d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（）和相应的输出功率（）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。（）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。（）1小时功率。允许发动机可正常连续运行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。（）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。（）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置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，有效输出功率和有效燃油消耗率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曲线比汽油机的平坦些？这对实际使用有何影响？汽油机c和m总体上随转速呈下降趋势，转矩tq线主要受c和m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it对曲线的影响不大，仅使高、低转速处的tq值略降低。柴油机转矩tq速度特性线因gb及m线有相反变化的趋势而使总体上变化较平坦。it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tq线下降急剧，而柴油机比较平缓的缘故。这