发动机原理习题解答.doc

一、名词解释： 1.循环热效率:工质所做循环功 WJ卢循环加热量 Q1（J）之比。2.循环平均压力：单位气缸工作容积所做的循环功 ：汽缸工作容积LW ：循环所做的功J3压缩比：气缸总容积Va与压缩容积Vc之比 =Va/Vc 4指示功：一个实际循环工质对活塞所做的有用功。如图中带剖面线的部分。5平匀指示压力Pmi：发动机单位气 缸工作容积的指示功。Pmi=Wi：指示功J Vs：气缸工作容积L6指示功率：发动机单位时间所做的指示功。7指示热效率：实际循环功与所消耗的燃料热量之比 指示功J 循环加热量J8指示燃料消耗率：单位指示功的耗油量，习惯上以每KWh的耗油量表示。g/Kw.h B每小时耗油量 kgh ：指示功率Kw 9有效功率Pe：发动机曲轴输出功率。10有效扭矩Rtq：发动机曲轴输出扭矩。11平均有效压力 ：单位气缸工作容积输出的有效功。= ：有效功 气缸工作容积12有效热效率：发动机有效功We（J）与所消耗燃料热量Q1之比。 =13有效燃料消耗率：单位有效功的耗油量。习惯上用每Kw. h的耗油量表示。=1000Kw.h B每小时耗油量kgh Pe有效功率 14升功率PL：发动机每升工作容积所发出的功率。 i气缸数 气缸工作容积 Pe发动机有效功率 15.比质量me发动机净质量与标定功率之比 m发动机净质量kg Pe标定功率KW 16.强化系数：平均有效压力与活塞平均速度Cm的乘积。 17.机械效率：有效功率Pe与指示功率之比 =Pe/18.平均机械损失压力Pmm：单位气缸工作容积的机械损失功 19.气门叠开由于排气门的迟关和进气门的早开，存在进、排气门同时开着的现象称为气门叠开。20.换气损失发动机理论换气功与实际换气功之差，由进气损失和排气损失两部分组成。21.泵气损失如图所示，换气损失中的（x+y-d）所表示的负功称为泵气损失。22.充气效率实际进入气缸的新鲜工质量ml与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质量外之比 23.残余废气系数进气过程结束时，气缸内残余废气量与气缸中新鲜充量m1的比值。 24.进气马赫数M进气门处气体的平均流速与该处声速C的比值 Ma/C25过量空气系数燃烧1kg燃料实际供给的空气量L与理论上所需空气量L0之比 =L/L0 26燃料的低热值hu1kg燃料完全燃烧所放出的热量称为燃料的热值。不燃烧产物中水蒸气汽化潜热的热值称为低热值，反之称为高热值。27理论混合气热值当过量空气系数=1时，燃料与空气所形成的可燃混合气的热值称为理论混合气热值。28火焰传播速度火焰前锋面相对未燃混合气向前推进的速度称为火焰传播速度。29燃烧速度单位时间燃烧的混合气量。30爆震燃烧在火焰传播过程中，末端混合气受到已燃气的挤压和热幅射作用，加速了先期反应，在火焰前锋未传到之前就自燃了，这部分混合气燃烧速度极快，气体来不及膨胀产生冲击波，敲击缸壁发出尖锐的敲缸声，这种现象称为爆震燃烧。31表面点火凡是不靠电火花而由燃烧室内炽热表面（如排气门头部，火花塞绝缘体或红热的积碳等）点燃混合气的现象统称表面点火。32点火提前角从发出电火花到上止点间的曲轴转角。33喉管真空度指化油器喉管最小截面处因气体流速加大而产生的负压。 34，进气管真空度指节气门后进气管中的负压。 35喷油泵速度特性喷油泵油量控制机构（齿条或拉杆）位置固定，循环供油量随喷油泵转速度变化的关系，称喷油泵速度特性。 36供油规律指单位时间（或单位转角）喷油泵的供油量随时间（或转角）的变化关系，由杜塞的几何尺寸和运动规律确定。 37喷油规律单位时间（或转角）喷油器喷火燃烧室内的燃油量随时间（或转角）的变化关系，称喷油规律。 38废气再循环指将一部分已燃的废气再次引入燃烧室内参加燃烧，称废气再循环。 39发动机排量发动机各缸工作容积之和称发动机的排量。 40扭矩储备系数发动机外特性曲线上最大扭矩和标定工况扭矩之差与标定工况扭矩之比。 41转速储备系数标定工况时的转速n1与最大扭矩时的转速n2之比。42稳定调速率 n1突御负荷前柴油机转速，标定转速， n2突御负荷后稳定转速。 43瞬时调速率n2突御负荷后柴油机最高转速，n标定：标定转速 nl突御负荷前柴油机转速 44调速器不灵敏度 当柴油机负荷减少时，调速器开始起作用转速 当柴油机负荷增加时，调速器开始起作用转速 n柴油机平均转速， 45理论空气量1kg燃料完全燃烧控化学当量关系所需的空气量。 46排气微粒是指在52以下时，排气中除水以外的固态和液态物质，主要由碳烟粒子和吸附与凝聚其上的碳氢化合物组成。 47排气损失从排气门提前打开到进气过程开始，缸内压力到达大气压力前循环功的损失，如图所示包括自由排气损失W和强制排气损失Y。 48进气损失由于进气系统的阻力，进气过程的气缸压力低于进气管压力（非增压机指大气压）损失的功称为进气损失，如图中X所示。 49自由排气损失因排气门提前打开排气压力线偏离理论膨胀线引起膨胀的减少称自由排气损失如图中W所示。 50强制排气损失活塞推出废气消耗的功如图中Y所示。 51柴油机工作粗暴柴油机着火延迟期内形成的可燃混合气过多，一旦着火一起燃烧，使压力升高率过大，产生振动和特有的金属敲击声称为柴油机工作粗暴。 52全程式调速器在柴油机最低转速和最高转速范围内，调速器都起作用，这种调速器称全程式调速器。 53两极式调速器两极式调速器只在最低转速和最高转速时起作用，以防止柴油机怠速不稳和高速飞车，在中间转速不起作用，由驾驶员直接操纵油量调节机构。 54发动机的工况发动机的运行情况简称工况。以其发出的功率和转速表示。 55发动机的特性发动机性能指标随调整工况及运转工况而变化的关系称为发动机的特性。 56早燃早燃是指火花塞点火前，缸内炽热表面就点燃混合气的现象。57、二行程发动机的扫气效率换气后留在气缸内的新鲜充量的质量m0与换气后缸内气体的总质量mg之比 58二行程发动机的给气效率换气后留在缸内的新气质量m0与每循环供给的新气质量mt之比 59进气管的动态效应由于间歇进气，进气管内存在压力波，在用特定的过气管条件下，可以利用此压力波来提高进气门关闭前的过气压力，增大充气效率。称之为进气管的动态效应。60二次喷射喷射终了喷油器针阀落座后，在油管内压力波的影响下再次开启喷油的现象称二次喷射。如图所示。 61油束的雾化质量是指油束中液滴的细度和均匀度。细度可用肖特平均直径表示，均匀度用液滴直径相对油滴数的分布曲线表示。四、计算题1已知：， 求：解：（1） （2） （3） （4）2已知： 求：解：（1） （2） （3） （4）3已知：求：解：（1）（2分）（2）（2分）（2分）（3）（2分）（4）（2分）4已知：求：解：（1）（2分）（2）（2分）（2分）（3）（2分）（4）（2分）5已知：求：解：（1）（2分）（2）（2分）（2分）（3）（2分）（4）（2分）6已知：求：解：（1）(1分)(1分)(2分)（2）(2分)（3）(2分)（4）(2分)7已知：求：解：（1）（4分）（2）（3分）当时（3分）8已知：求：解：（1）（4分）（2）（3分）当时（3分）9已知：求：解：（1）（4分）（2）（3分）当时（3分）10已知：求：解：（1）（4分）（2）（3分）当时（3分）11已知：求：解：（1）（4分）（2）（3分）当时（3分）1211已知：求：解：（1）（4分）（2）（3分）当时（3分）五、简答题1、内燃机有哪三种基本空气标准循环，汽油机简化为何种基本循环为什么？ 解：根据加热方式不同，发动机有三种基本空气标准循环，即定容加热循环，定压加热循环和混合加热循环。汽油机混合气燃烧迅速近似为定容加热循环。2、内燃机有哪三种基本空气标准循环，高速柴油机简化为何种基本循环为什么？解、根据加热方式不同，发动机有三种基本空气标准循环，即定容加热循环，定压加热循环和混合加热循环。高速柴油机部分燃料在上止点前燃烧，部分燃料在上止点后燃烧，近似混合加热循环。3、内燃机有哪三种基本空气标准循环，高增压和低速大型柴油简化为何种基本循环，为什么？解：根据加热方式不同，发动机有三种基本空气标准循环，即定容加热循环，定压加热循环和混合加热循环。高增压和低速大型柴油机，由于受燃烧最高压力的限制，大部分燃料在上止点后燃烧，燃烧时气缸内压力变化不明显，所以近似为定压加热循环。4、何谓理论循环热效率？并以循环加热量Q1，放热量Q2写出的表达式。解：理论循环热效率是工质所做循环功与循环加热量之比，用以评定循环经济性。工质放给冷源的热量5、当和 Q1相同时，用 TS图比较定容加热循环和定压加热循环热效率的大小。T12acbzS解：如图是定容加热循环的T-S图，其中面积为放给冷源的热 是定压加热循环的T-S图，其中面积为放给冷源的热量从图中可以看到，而相同， T12acbzS6、当和Q1相同时，用TS图比较定压加热循环和混合加热循环热效率的大小。解：如图是混合加热循环的T-S图，其中面积为放给冷源的热量。是定压加热循环的T-S图，其中面积为放给冷源的热量。从图中可以看到而相同，7、当和 Q1相同时，用 T -S图比较定容加热循环和混合加热循环热效率的大小。 T12acbzS解：如图是定容加热循环的T-S图，其中面积为放给冷源的热量。是混合加热循环的T-S图，其中面积为放给冷源的热量。从图中可以看到而相同8、用 T-S图说明定容加热循环中，当加热 Q1一定，压缩比增加时，循环热效率的变化。T12acbzS 解：如图是压缩比增加后的T-S图，其中面积为放给冷源的热量。是压缩比未增加时的T-S图，其中面积为放给冷源的热量。从图中可以看到，而不变，压缩比。9、在混合加热循环中，当 Q1和压缩比不变时，压力升高比增加循环热效率如何变化，用TS图说明。 T12acbzS 解：如图是混合加热循环中后的T-S图，其中为放给冷源的热量，而面积为未增加时放给冷源的热量。从图中可以看到即后放给冷源的热量，T12acbzS 10、当加热量 Q1最高压力 Pz一定时，用 TS图比较定容加热循环和混合加热循环热效率的大小。 解：如图是定容加热循环的T-S图，其中面积为放给冷源的热量。T12acbzS是混合加热循环的T-S图，其中面积为放给冷源的热量。从图中可以看到而相同，11、当加热量Q1最高压力PZ相同时，用T-S图比较混合加热循环和定压加热循环热效率的大小。T12acbzS解：如图是定压加热循环的T-S图，其中面积为放给冷源的热量。是混合加热循环的T-S图，其中面积为放给冷源的热量。从图中可以看到而相同，。12、当加热量Q1最高压力PZ相同时，用TS图比较定容加热循环和定压加热循环热效率的大小。 解：如图是定容加热循环的T-S图，其中面积为放给冷源的热量。是定压加热循环的T-S图，其中面积为放给冷源的热量。从图中可以看出，而相同，。13、何谓发动机的压缩比？简要说明汽油和柴油机如何选择压缩机。解：发动机的压缩比是气缸的总容积与气缸压缩容积之比，即在汽油机中，为了提高热效率，希望增加压缩比，但受到爆震燃烧的限制，一般为。在柴油机中，为保证喷入气缸的燃料能及时自燃以及冷起动时可靠着火，必须使压缩终了有足够的温度，需要较高的压缩比，一般为。14、试比较有效热效率指示效率和理论循环热效率的大小，并说明各考虑了哪些损失？解：只考虑了排给冷源的损失除考虑排给冷源的损失外还考虑了实际循环损失，包括更换工质的损失，传热损失，实际工质的损失和燃烧损失等。15、内燃机机械损失包括哪几部分？各占比例如何？常用哪些方法测量？解：发动机的机械损失包括三部分，它们是：（1）磨擦损失，约占整个机械损失的62-75%；（2）驱动附件损失，约占整个机械损失的10-20%；（3）泵气损失，约占整个机械损失的10-20%。经常用来测定发动机机械损失的方法有：（1）倒拖法；（2）灭缸法；（3）油耗线法（又称负荷特性法）。16、简述用灭缸法测量发动机机械损失的方法和原理。 解：此法仅适用于多缸机。首先将发动机调整到给定工况稳定工作，测量其有效功率，然后停止向一缸（例第一缸）供油或点火，并调整测功器，保持发动机转速不变，再测出一缸不工作时的有效功率。则即为第一缸的指示功率，同法，依次使各缸熄火可得各缸的指示功率将各缸指示功率相加，则得整机指示功率，因此发动机的机械损失功率17、简述用油耗线外延法测量柴油机机械损失的方法及原理。BBApmPePe解：保持柴油机转速不变，逐渐改变柴油机负荷，测出每小时耗油量B随负荷变化的关系绘成如图的曲线，在曲线中找出直线段并顺此线段作延长线，直至与横坐标相交，则交点到坐标原点的长度即为该机的机械损失功率的数值。此法的基础是不变时，在中小负荷，和指示效率都不随负荷变化。某一负荷 空转时 两式相除得 18、内燃机实际循环由哪几个过程组成？其中压缩过程的作用是什么？0Pe解：发动机实际循环是由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程所组成。其中压缩过程的作用是增大工作过程的温差，获得最大限度的膨胀比，提高热功转换效率，同时也为燃烧过程创造有利条件。在柴油机中，压缩后气体的高温是保证燃料着火的必要条件。19画出机械效率随负荷变化关系的曲线？并分析其历程。 解：如图，不变时，基本不变，而空转时20、画出机械效率随转速变化关系的曲线，并分析其历程。侧压力轴承负荷解：如图，惯性力 摩擦损失摩擦付间相对速度驱动附件损失泵气损失（） 而变化不大21、何谓四行程发动机的充气效率？如何测定？解：充气效率是实际进入气缸的新鲜工质量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质量的比值。进气状态非增压发动机止指当时，当地大气状态、增压力动机上指增压器出口状态实际发动机充气效率可直接测定，用流量计测出发动机每小时实际充气量，理论充气量由下式算出。式中气缸工作容积气缸数发动机转速r/min22、何谓残余废气系数？画出汽油机残余废气系数随负荷变化关系的曲线。解：残余废气系数是进气过程结束时气缸内残余废气量与气缸中新鲜充量的比值。汽油机是量调节，残余废气系数与充气效率成反比，其随负荷变化的关系如图。23、何谓四行程非增压发动机的换气损失？试用示功图说明。pp00VcdbbWYraVX解：如图换气损失是理论换气功和实际换气功之差，由排气损失和进气损失两部分组成。换气损失进气损失X换气损失自由排气损失W强制排气损失Y 即为换气损失。pp00VcdbbWYraVX24、何谓四行程非增压发动机的泵气损失？试用示功图说明。解：如图在换气损失中面积所表示的负功率称为泵气损换，放在机械效率中考虑。25、画出充气效率随转速变化关系的曲线并分析其历程。解：如图，在某一中间转速充气效率有最大值，在此转速气流惯性充气最好，当转速高于此转速时，气流惯性增加，但进气迟闭角不变，使一部分可以利用惯性进入气缸的气体被关在气缸之外，另外转速增加进气阻力0所以随而下降。当转速低于此转速气流惯性减小，由于进气门迟关，使一部分进入气缸内的新气被推回进气管，所以也下降。26、画出汽油机充气效率随负荷变化关系的曲线并分析其历程。解：如图，汽油机是量调节，负荷增加，节气门开大， 节气门开大。27、画出柴油机充气效率随负荷变化关系的曲线并分析其历程。解：如图，柴油机是量调节，负荷不变，稍有下降，主要是由于而引起的。0.90.80.70.60.50.10.50.628、何谓过气马赫数Ma？画出充气效率随进气马赫数变化关系的曲线？解：进气马赫数是进气门处气体的平均速度与该处声速C的比值，。根据一系列试验可知，在正常的配气条件下，当超过一定数值（0.5左右）时，充气效率急剧下降，如图所示，当急剧下降后，即使提高转速，因单位时间充气量无法增加，功率也不能增加，因此必须控制值。29、何谓气门叠开？作用是什么？解：由于排气门的迟后关闭和进气门的提前开启，存在进、排气门同时开启的现象，称为气门叠开。此时，进气管、气缸、排气管互相连通，可以利用气流的压差，惯性或进排气管压力波的帮助，清除残余废气，增加进气量，降低高温零件的温度，但注意不应产生废气倒流现象。进气迟关角60进气迟关角40n30、何谓进气门迟闭角，画出不同进气门迟闭角时，充气效率随转速变化关系的曲线？解：为了利用高速气流的惯性，以增加进气量，进气门一般在下止点后关闭。从下止点开始到进气门关闭这段曲轴转角称进气门迟闭角，进气迟闭角的大小对发动机充气效率影响很大，不仅影响的最大值，而且还影响出现转速。如图所示。31、我国轻柴油的牌号是如何规定的？如何选用轻柴油？解：我国轻柴油的牌号按凝固点不同分为10号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号六级。其凝固点分别不高于10、0、-10、-20、-35和-50。选用柴油时，应按最低环境温度高出凝点5以上，即-20号柴油适用于最低环境温度为-15的场合。32、简述柴油有哪些主要性能及其作用？解：在轻柴油性能的各个项目中，可以分为：（1）评价柴油自燃性的指标十六烷值。（2）与燃烧完善程度及起动性能有密切关系的性质馏程。（3）与燃料喷射有密切关系的性质粘度。（4）与柴油储存、运送、使用有关的性质闪点、凝点。（5）与柴油机磨损、腐蚀有关的性质机械杂质、水分、灰分、含硫量、酸度、水溶性酸或碱、残炭等等。33、何谓柴油的十六烷值？如何测定？解：十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标。测定柴油的十六烷值是在特殊的单缸试验机上按规定的条件进行。试验时采用由十六烷和甲基荼混合制成的混合液。十六烷容易自燃，规定它的十六烷值为100，甲基茶最不容易自燃，其十六烷值定为0。当被测柴油的自燃性与所配制的混合液的自燃性相同时，则混合液中十六烷的体积百分数就定为该种柴油的十六烷值。34、何谓汽油的辛烷值？如何测定？解：辛烷值是表示汽油抗爆性的指标，测量汽油的辛烷值是在专门的试验发动机上进行的（C.F.R试验机）。测定时，用容易爆震的正庚烷（辛烷值量为0）和抗爆性好的异辛烷（辛烷值是为100）的混合燃料与被测汽油作比较。当混合液与被测汽油在C.F.R试验机上的抗爆程度相同时，测混合液中异辛烷含量的体积百分数就是被测汽油的辛烷值。35、何谓汽油的馏程？简要说明10馏出温度对汽油机性能的影响。解：馏程表示汽油的蒸发性，用汽油馏出某一百分比的温度范围来表示。汽油馏出10%的温度与汽油机的起动性有密切关系，如果10%馏出温度低，说明发动机使用这种燃料容易冷车起动。但此温度过低，在管路中输送时受发动机温度较高部位的加热易变成蒸气，在管路中易形成“汽阻”使发动机断火，影响正常运转。36、何谓汽油的馏程？简要说明50溜出温度对汽油机的影响。解：汽油的馏程表示汽油的蒸发性，用汽油馏出某一百分比的温度范围来表示。即汽油馏出温度的范围称为馏程。汽油馏出50%的温度标志着汽油的平均蒸发性。它影响汽油机的暖车时间，加速性及工作稳定性。若此温度低说明该汽油蒸发性好，在较低温度下可以有大量的燃料挥发与空气形成可燃混合气，这样可以缩短暖车时间，而且从低负荷向较高负荷过渡时能够及时供应所需混合气，加速性较好。37、何谓燃料的热值？何谓高热值和低热值？内燃机为什么使用低热值。解：1kg燃料完全燃烧所放出的热量称为燃料的热值。在高温的燃烧产物中，水以蒸气状态存在，水的汽化潜热不能利用。待温度降低以后，水的汽化潜热才能释放出来。因此水蒸气凝结以后计入水的汽化潜热的热值称为高热值。内燃机排气温度较高，水的汽化潜热不能利用，因此用低热值。38、何谓汽油机爆震？对发动机有何危害？解：汽油机在正常火焰传播过程中，末端混合气进一步受到压缩和热幅射，加速了先期反应，在火焰前锋尚未传到之前就自燃了。这部分混合气燃烧速度极快，压力来不及膨胀，产生冲击波，使气缸发生尖锐的金属敲击声，称为爆震燃烧。爆震产生的压力波破坏了壁面表面的气体附面层和油膜，使传热和摩擦损失增加，冷却系过热，功率下降，油耗率增加，甚至会造成活塞、气门烧坏。轴 破裂，火花塞绝缘体破坏，润滑油结胶、活塞环粘在槽内等故障。p正常燃烧爆震燃烧表面点火39、在P图上画出汽油机正常燃烧，爆震燃烧和早燃的示功图，并简要说明它们的区别？解：（1）正常燃烧最高压力出现在上止点后15CA左右，（2）爆震燃烧是末端混合气自燃有压力波产生。p 佳过大过小（3）早燃是发生在电火花前的表面点火，压缩负功增加。40、用示功图说明汽油机点火提前角过大、过小，对燃烧过程和发动机性能的影响。解：（1）点火角过大，大部分混合气在上止点前燃烧，压缩负功，且爆震倾向增加NOx排放。（2）点火角过小，则燃烧延至膨胀过程，、传热损失，排气温度增加，使但爆震倾向减小，排放下降。（3）只有在时，最大，最低。41、何谓汽油机表面点火？与汽油机爆震有何不同？解：在汽油机中，凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面（如排气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物等）点燃混合气的现象，统称表面点火。与爆燃相比，在燃烧本质上不同，爆燃是可燃混合气自燃，而表面点火是点燃，没有冲击波。“敲缸声”比较沉闷，主要是由活塞连杆、曲轴等运动件受到冲击负荷产生振动而造成的。42、何谓汽油机早燃，对发动机有何影响？解：早燃是指在火花塞点火之前，燃烧室内炽热表面就点燃混合气的现象，由于它提前点火而且热点表面比火花大，使燃烧速率快，缸内压力、温度增高，发动机工作粗暴，并且由于压缩负功增加，向缸壁传热增加、致使功率下降，火花塞、活塞等零件过热。早燃会诱发爆燃，爆燃又会让更多的炽热表面温度升高，促使更激烈的表面点火，两者互相促进，危害更大。43、汽油机燃烧过程一般分为哪几个阶段？各阶段的特点是什么？解：汽油机燃烧过程一般分为三个阶段。（1）着火延迟期（1-2点），从火花塞跳火至缸内压力偏离压缩线，该阶段的作用是点燃混合气形成火焰核心，特点是燃烧量小，压力升高不明显。123p（2）明显燃烧期（2-3点），从火焰核心形成到火焰传播到整个燃烧室。特点是气缸内压力迅速上升，常用平均压力升高率表示，明显燃烧期是汽油机燃烧的主要时期，明显燃烧期愈短，愈靠近上止点，汽油机经济性、动力性愈好，但可能导致值过高，工作粗暴，一般为宜。（3）后燃期（3点以后），特点是燃烧速度慢，远离上止点，热量利用率低，应尽量减少。44、汽油机燃烧室组织适当的紊流运动的作用有哪些？解：汽油机燃烧室中组织适当的紊流运动可以：（1）增大火焰传播速度。（2）冷却末端混合气区。（3）减少循环间的燃烧变动。（4）减小熄火层厚度，降低HC的排放量。45、何谓燃烧室的面容比？汽油机燃烧室面容比值小，具有哪些优点？解：燃烧室的面容比是指燃烧室表面积A与其容积V之比。值小，则燃烧室紧凑其有优点是：（1）火焰传播距离小，不易爆燃，可提高压缩比。（2）相对散热损失小，热效率高。（3）熄火面积小，HC排放少。46、汽油机决定火花塞位置时主要考虑哪些因素？解：汽油机在决定火花塞位置时必须考虑：（1）要能利用新鲜混合气充分扫除火花塞周围的残余废气，使混合气易于点燃，保证低速工作稳定性好，各循环间的燃烧变动小。（2）火花塞尽量布置在使末端混合气受热少的位置，如排气门附近。（3）应使由火花塞传播开的火焰面变化分配合理，确保运转平稳。（4）火焰传播距离应尽可能短。47、柴油机燃烧过程一般分为哪几个阶段？各阶段的特点是什么？解：柴油机燃烧过程，为分析方便一般分为四个阶段。即，着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期，如图所示。（1）着火延迟期，从喷油开始A点到压力偏离压缩线B点。进行混合气着火前的物理化学准备。BpACDTE（2）速燃期，从B点到最高压力点C，着火延迟期内准备好的混合气几乎同时燃烧，缸内压力急剧上升，接近等容燃烧。（3）缓燃期，从C点到最高温度点D，边混合边燃烧，混合速度控制燃烧速度，同时活塞开始下行，缸内压力变化不大，接近等压燃烧。（4）补燃期，从D点到燃油基本燃烧完E点，终点很难 ，一般认为当总放热量达到9599%时为燃烧过程结束，补燃期热量利用率低，应尽量减少补燃。48、何谓柴油机工作粗暴？降低柴油机工作粗暴的主要途径有哪些？解：柴油机着火延迟期内形成的可燃混合量过多，一旦着火一起燃烧，使过大，则柴油机燃烧噪声大，这种现象称为工作粗暴。降低柴油机工作粗暴的途径有三：（1）缩短着火延迟期，如选十六烷值高的燃料。（2）减少着火延迟期内的喷油量，采用合适的喷油规律，先少喷后多喷。（3）减少着火延迟期内形成的可燃混合气量，采用油膜蒸发形成混合气方式。49、何谓几何供油规律和喷油规律，它们之间存在哪些不同。解：供油规律是单位时间（或单位转角）内喷油泵的供油量随时间（或转角）的变化关系，由喷油泵柱塞的几何尺寸及运动规律决定。供油规律喷油规律喷油规律是单位时间（或单位转角）喷油器喷入燃烧室内的燃料量随时间（或转角）的变化关系。供油规律和喷油规律之间存在明显不同，如图，喷油开始点比供油始点滞后，喷油持续时间比供油持续时间长，最大喷油率速较最大供油速度低，曲线形状也有一定的变化。50、何谓燃油的雾化？其作用是什么？解：燃油的雾化是指燃油喷入燃烧室后被粉碎分散为细小油滴的过程。燃油的雾化可以大大增加其与周围空气接触的蒸发面积，加速了从空气中的吸热过程和液滴的汽化过程。对混合气形成起了重要的作用。51、如何描述油束特性（雾化特性）？解：可以从几何形状和雾化质量两个方面来描述油束特性。油束的几何形状包括，油束射程（又称贯穿距离）L和喷雾锥角或油束最大宽度B。油束的雾化质量一般是指油束中液滴的细度和均匀度。细度可用液滴平均直径表示，均匀度是指油束中液滴大小相同的程度，液滴在油束内分布的均匀程度可用分布曲线表示。52、汽油机爆震和柴油机工作粗暴有何异同点？解：相同点：在燃烧本质上相同，都是可燃混合气的自燃。不同点：（1）发生的部位不同，柴油机工作粗暴发生在燃烧初期，着火延迟期内形成的可燃数量多，一起自燃，使速燃期压力升高率过大，而汽油机爆震发生在燃烧后期，是末端混合气自燃。（2）柴油机工作粗暴缸内压力均匀，无冲击波产生，而汽油机爆震，缸内压力不均匀，有冲击波产生。（3）汽油机爆震敲缸声尖锐清脆，柴油机工作粗暴敲缸声沉闷。53、柴油机排气冒黑烟的原因是什么？如何减少冒黑烟？解：碳烟的生成条件是高温缺氧。由于柴油机混合气极不均匀，尽管总体是富氧燃烧，但局部的缺氧还是导致碳烟的生成，特别是缓燃期喷入的燃油容易被高温废气包围找不到氧气，发生部分氧化和裂解，形成碳烟。减了柴油机冒烟的措施有三个方面：1增大过量空气系数2组织空气运动，扩大油束与空气的混合范围及利用热混合作用使高温废气和燃油分离。3改善喷雾质量，如高压喷射。54、试从原理上说明柴油机混合气形成方式及特点？解：柴油机混合气形成方式从原理上来分，有空间雾化混合和油膜蒸发混合两种。空间雾化混合是在燃烧室空间中，利用燃油与空气的相对运动形成较均匀的混合气，燃油与空气的相对速度是起主要因素，相对速度越高，油束与空气的摩擦和碰撞越激烈，分散后的油滴也越细小，混合气也越均匀。混合气在这一过程中混有尚未蒸发汽化的液态油滴，不完全是气态的，油膜蒸发混合是指喷到燃烧室壁面上的燃油形成油膜后利用受热蒸发和空气相对运动的作用形成较均匀的混合气，这一混合方式中，起主要作用的因素是燃烧室壁面温度，空气相对运动速度和油膜厚度，混合气在这一过程中完全是气相的。55、分隔式燃烧室有哪些性能特点？解：分隔式燃烧室主要靠强烈的空气运动来保证较好的混合气质量，空气利用率较高，可达1.2左右，由于空气运动强度随转速提高而增大，保证了高速下也有较好的性能，对喷油系要求较低可采用轴针式喷咀工作、可靠性和寿命提高、对燃油不太敏感，有较强的适应性。分隔式燃烧室结构较复杂、面容比大，加上强烈的空气运动，散热损失较大，通道节流损失也较大，因此经济性较差，冷起动性差，一般用较高的压缩比，来改善起动性或安装电热塞。着火首先在副燃烧室，由于通道的节流作用主燃烧室压力上升较缓慢，因此工作较为平稳燃烧噪声较小，在排放性能上，除低速微粒排放量大外，其他则优于直喷式燃烧室。56、简述柴油机排气冒白烟和兰烟的原因。解：在柴油机冷起动后，怠速或低负荷下暖机的过程中，特别是在塞冷天气时会产生白烟或兰烟，这是由于燃烧室内工质的温度低，燃油不能完全蒸发燃烧，未燃或部分氧化的燃油一般以液态微粒的形式随废气排出，冷凝而形成白烟与兰烟，白烟与兰烟之间并没有严格的成分差异，只是由于微粒直径不同而对光线的反射不同，从而产生不同的颜色，一般白烟在暖机过程中逐渐变为兰烟再变成无色烟。57、简述内燃机噪声的来源。 解：内燃机的噪声主要由气体动力噪声，机械噪声和燃烧噪声三部分组成，气体动力噪声是指由于进、排气系统及冷却风扇工作时气流压力脉动而产生的噪声，其中排气噪声占主要部分。机械噪声主要是由曲轴连杆机构，配气机构、齿轮系、喷油泵及其他附属部件的高速运动并与其相邻的零件发生频繁的机械撞击，激励结构振动而产生的噪声。燃烧噪声主要是因为迅速地燃烧引起燃烧室内压力急剧变化所致，随压力升高率的增大而增大，它导致缸套，气缸盖等另部件的强烈振动并向外界幅射中高频噪声。58、何谓柴油机燃油系的二次喷射现象，对柴油机有何影响？在什么工况下容易发生二次喷射现象。 解：喷射终了，喷油器针阀落座后，在油管内燃油压力波动的影响下，再次开启喷油的现象称为二次喷射，由于二次喷射是在燃油压力较低的情况下喷射的，导致这部分燃油雾化不良，会产生燃烧不完全，碳烟增多，并容易引起喷孔积碳堵塞，此外二次喷射，还使整个喷油持续时间拉长，使燃烧不及时造成柴油机经济性下降，另部件过热等不良后果，二次喷射发生在高速大负荷工况。59、实际循环与理论循环比较，存在哪些损失？解：实际循环与理论循环相比，存在以下几项损失，如图1实际工质的损失理论循环中工质是空气，比热是定值而实际循环工质是空气，可燃混合气，燃烧产物等。比热大于空气旦随温度上升而增大，因此循环最高温度降低加之存在泄漏；使工质数量减小，损失如图所示。2传热损失实际循环中工质和壁面自始至终存在着热交换，造成的损失如图中。3换气损失理论循环是闭口循环，换气功为零而实际循环必须更换工质，包括自由排气损失和强制排气损失和吸气损失。4燃烧损失（1）燃烧需要时间，所以要提前点火或喷油，而且燃烧还要延续到膨胀行程，由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失。（2）燃烧不完全损失。（3）高温分解等由于上述四项损失使实际循环功低于理论循环功，。60、何谓发动机热平衡？发动机热平衡包括哪些项目？解：发动机热平衡是热量表现为有效功及各项损失的分配情况。包括如下项目：1发动机所耗燃油热量2转化为有效功的热量3传给冷却介质的热量冷却介质每小时流量冷却介质定压比热，出口和入口温度4废气带走的热量、每小时消耗燃料量和空气量、废气和空气定压比热、排气温度和进气温度5不完全燃烧损失 燃烧效率6其他热量损失 包括热幅射等六、综合应用题1、何谓汽油机的负荷特性？简要分析汽油机负荷特性曲线的历程。解：当汽油机保持某一转速不变，其经济性指标随负荷的变化关系称为汽油机负荷特性，如图。 （l）be曲线be 当n不变时，pm不变， Pe=0时，如图。 当节气门开大残余废气系数，燃烧速度，当接近全开油门时，供给功率混合气，如图。 时，be，当，当达到点后，由于，be曲线又重新上升。 （2） B曲线B，由于 n不变， B主要取决于和，当，略，当接近全开节气门时，曲线上升更快一些。2、何谓柴油机的负荷特性？简要分析柴油机负荷特性曲线的历程。解：当柴油机保持某一转速不变，其经济性指标随负荷的变化关系称为柴油机的负荷特性，如图。 （l）be曲线be 当n不变时，pm不变， Pe=0时，如图。 ；达点后be曲线又重新上升。（2）B曲线B，柴油机基本不变，接近全负荷，由于，燃烧恶化曲线较陡。 3、何谓汽油机的总功率特性（外特性）简要分析汽油机总功率特性中扭矩曲线和有效燃油消耗率曲线的历程。解：汽油机节气门固定在全开位置，其性能指标随转速的变化关系称为汽油机的总功率特性（外特性），如图。 （l）Ttq曲线 由于Ttq=，节气门分开时不变，而随n的变化趋势如图。当，达到后，n再曲线急剧下降。 （2） be曲线。当曲线缓慢下降，达到后，n再曲线又重新上升。4、何谓柴油机的总功率特性（外特性）简要分析柴油机总功率特性中扭矩曲线和有效燃油消耗率曲线的历程。解：柴油机量调节机构固定在全负荷位置时，其性能指标随转速的变化关系称为柴油机总功率特性（外特性）。如图。 （l） Ttq曲线 由于Ttq=，而随n的变化趋势，如图。 当n曲线缓慢上升，达Ttqmax点后，n再。亿曲线缓慢下降。总之，由于的抵销作用柴油机曲线变化平缓。 （2） be曲线。当曲线缓慢下降，达到后，n再曲线又重新上升。5、试比较汽油机负荷特性曲线和柴油机负荷特性曲线的差别，并说明为什么？解：如图，比较汽油机和柴油机负荷特性曲线可知： （ l）汽油机比柴油机高约 30，这是因为柴油机压缩比大热效率高的原因。 （2）柴油机be曲线变化平坦，而汽油机be曲线变化比柴油机陡，这是因为汽油机是量调节，指示效率随负荷增加而增加，柴油机是质调节，指示效率随负荷增加而减小。 （3）柴油机B曲线在中小负荷接近直线，而汽油机B曲线在中小负荷直线性差。这是由于在中小负荷柴油机指示效率变化不大，而汽油机指示效率变化大。6、何谓汽油机点火提前角调整特性？画出汽油机最佳点火提前角随转速（节气门位置一定）和负荷（转速一定）变化的曲线，分析其历程。解：当汽油机保持节气门开度，转速及混合气浓度一定时，汽油机性能指标随点火提前角的变化关系称为汽油机的点火提前角调整特性。汽油机随n的变化关系如图l。n燃烧所占曲轴转角汽油机随负荷的变化关系如图2。 着火落后期TI负荷节气门关小残余废气系数 电火焰传播速度7、何谓柴油机的供油提前角调整特性？画出典型的柴油机供油提前角调整特性曲线图并简单分析曲线历程。 解：柴油机保持油量调节机构位置和转速一定，柴油机的性能指标随供油提前角的变化关系称为柴油机的供油提前角调整特性。如图。当供油提前角过大时，较多燃料在上止点前燃烧使压缩负功增加，致使。当供油提前角过小时，则会使燃油不能在上止点附近及时燃烧，热效率下降，致使，只有在才有 Pemax和。8. 何谓汽油机的燃料调整特性？画出典型的汽油机燃料调整特性曲线图。解：汽油机保持节气门开度和转速一定点火提前角最佳时，其性能指标随燃料消耗量B（或过量空气系数a）的变化关系，称为汽油机的燃料调整特性。典型的燃料调整特性如图。A点表示在该转速下的最大功率，相应的混合气成分叫做功率混合气，B点表示该转速和油门开度下的最低油耗，相应的混合气成分叫做经济混合气。该试验的目的是为了实现理想化油器特性，即确定发动机性能与最佳混合气成分之间的定量关系。9、柴油机为什么要安装调速器？解：（1）提高工作稳定性，如图1。柴油机扭矩曲线平坦，外界阻力变化转速变化大，为保持稳定需安装调速器。 （2）防止柴油机超速（飞车）。 汽车、拖拉机经常会遇到负荷突变情况，突然卸去负荷造成转速急剧上升飞车。汽油机运动件质量小，随n下降快，扭矩迅速降低，短时超速影响不大。而柴油机扭矩曲线平坦，b又随n而，飞离转速