发动机原理复习整理.doc

配气相位：进、排气门的角度及其相对与上、下止点的关系，称为配气相位。气门叠开：由于排气门迟后关闭和进气门提前开启，存在进排气门同时开的现象，称为气门叠开。有效指标：评价发动机整机性能的指标，以发动机曲轴输出的有用功为基础。动力性：有效功、有效功率、平均有效压力、有效转矩；经济性：有效热效率、有效燃料效率、机械效率。比质量：发动机干质量与其标志功率之比。升功率：每升气缸工作容积所发出的有效功率。指示指标：以工质对活塞做功为基础，评价发动机实际循环的发动机性能指标。动力性：指示功、平均指示压力、只是功率；经济性：指示热效率、指示燃油热效率。充气效率：实际进入气缸的新鲜工质的质量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质的质量的比值。过量空气系数：1kg燃料燃烧时实际供给的空气量与理论空气量的比值称为过量空气系数。着火延迟：混合气达到自燃温度或被点燃之后，并不立即出现明显燃烧，而是有一段时间滞后，这种现象称为着火延迟。（或：从汽油机火花塞点火或柴油机可燃混合气达到燃点开始到压力线脱离压缩线为止的这一个阶段。）可变技术：随使用工况（转速、负荷）变化，使发动机某系统结构参数可变的技术。喷油规律：喷油速率，指单位时间内喷入燃烧室中的燃油量随时间的变化关系。（或：单位时间喷油嘴喷油量与喷油泵凸轮转角（时间）的关系。）爆燃（爆震）：由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离火焰中心较远的未燃混合气自燃的一种不正常燃烧现象。表面点火：混合气不是由火花塞点燃而是由气缸内的炽热点点燃的现象叫做表面点火。发动机特性：表示发动机的性能指标随运转工况或结构参数调整情况变化的关系。负荷特性：发动机保持转速不变，其性能参数随负荷变化的关系称为负荷特性。速度特性：发动机保持负荷不变（对汽油机，保持节气门开度不变；对柴油机，保持油量调节机构位置不变）时，发动机性能随转速变化的关系。汽油机外特性：节气门保持全开，所测得的速度特性称为外特性。汽油机部分速度特性：汽油机节气门部分开启时的速度特性称为部分速度特性。燃烧速度：单位时间内燃烧的混合气的质量称为燃烧速度。速燃期： 从压力线脱离压缩线到出现最高压力所经历的曲轴转角。喷油油束的雾化特性：反映喷油油束的形成混合气能力的指标。油束特性：燃油喷射时，油束的各种参数统称为油束特性。从几何形状方面来说可以用油束射程、喷雾锥角和油束最大宽度三个参数来描述。喷油泵速度特性：每循环供油量随转速n的变化关系。增压度：发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。排气过程：自由、强制、惯性；超临界流动状态、亚临界流动状态。提高汽车压缩比：提高辛烷值、减小点火提前角、加强冷却。发动机台架试验中常见的三种测功器是水力测功器、电涡流测功器和平衡式电力测功器。机械损失的测定方法是倒拖法、灭缸法和油耗线法。柴油机油量校正的方法有出油阀式校正机构和附加在调速器上的弹簧校正机构。对汽车发动机，不仅希望有足够的扭矩，还要求发动机的扭矩随转速下降而增加。为衡量发动机的爬坡能力和克服短期超载能力，可以用扭矩储备系数和适应性系数等指标。汽油机燃烧室基本要求是面容比小、结构紧凑；充气效率高；组织适当的气流运动以及火焰传播距离短。柴油机燃烧室基本要求是面容比小、结构紧凑；充气效率高；组织适当的气流运动以及燃油油束、气体运动与燃烧室三者要配合。汽油机的正常燃烧过程：唯一地由火花塞定时点火，依靠火焰传播传遍整个燃烧室的燃烧过程。不是由火花塞定时点火，或不是依靠火焰传播的燃烧过程，则是汽油机的非正常燃烧。进行发动机实际循环和理论循环的比较有何意义？发动机理论循环是实际循环进行抽象和理想化的结果，突出了实际循环的本质，是实际循环完善程度的标尺。因此，比较发动机的实际循环和理论循环，可以找出影响实际循环中存在的不足和影响循环能量转换效率的因素，为改进和提高发动机性能指出可能的途径。发动机有效功率与指示功率有何差异？原因何在？指示功率是实际循环的评价指标之一，以活塞输出的功率或气体的膨胀功为基础；有效功率是发动机整机性能指标之一，以曲轴输出的功率为基础；有效功率在数量上为指示功率与损失功率之差。原因是机械功在传递中会有一些的损失。简述发动机实际循环向理论循环的简化条件。假定工质是理想气体，其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同。假定工质是在闭口系统中作封闭循环。假定工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程。假定燃烧时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。提高充气效率对改善发动机高速大负荷时的经济性和动力性有何意义？对换气损失有何影响？在相同的过量空气系数和燃烧情况下，发动机所能发出的功率取决于气缸中的进气量，故充气效率在高速大负荷工况时，对发动机性能的影响大。因此，提高充气效率，发动机可吸进更多的新鲜充量。在相同的过量空气系数时，发动机可以多供油，发出较大功率；在同样供油量时，燃烧条件改善，空气充足，燃烧可能更充分。提高充气效率对换气损失有一定影响。一般来说，减少进、排气系统阻力的措施对减少换气损失和提高充气效率都有利；但在选择配气定时方面，高速大负荷工况需要较大的排气提前角和进气迟闭角，使得提前排气损失增加。试述转速和负荷是如何影响充气效率的，汽油机与柴油机有什么不同？转速：当油门位置不变时，转速增加，充气效率hv 减小。转速增加， Ta下降，对充气效率hv 减小有补偿作用。负荷：对汽油机，负荷减小，充气效率hv 减小。对柴油机，在不考虑负荷增加引起Ta升高的前提下，充气效率hv 也不变。什么是过量空气系数，其大小对柴油机的燃烧过程有什么影响?过量空气系数：发动机工作过程中1kg燃油实际供给的空气数量L与理论空气量Lo之比。过量空气系数对燃烧过程的影响：（1）在=0.80.9时，由于燃烧温度最高，火焰传播速度最大，因此pz、Tz、p/、Pe均达最高值，且爆燃倾向最大。（2）在=1 .031.1时，由于燃烧完全，be最低，但此时缸内温度最高且空气富裕，NOx排放量大。（3）使用1的浓混合气工作，由于必然产生不完全燃烧，所以CO排放量明显上升。（4）当0.8及1.2时，火焰传播速度缓慢，部分燃料可能来不及完全燃烧，因而经济性差，HO排放量增多且工作不稳定。请讨论发动机转速对机械效率的影响发动机负荷一定时，随着发动机转速升高，机械效率下降。因为转速升高，摩擦副相对速度增加，摩擦阻力加大；运动件惯性力加大，活塞侧压力及轴承负荷上升，摩擦阻力加大；泵气损失加大；驱动附件的功率加大。请讨论发动机负荷对机械效率的影响当发动机转速一定时，随着发动机负荷升高，机械效率上升。因为随着发动机负荷增加，指示功率和有效功率都增加，平均指示压力上升，在转速不变条件下，平均机械损失压力基本保持不变，机械损失虽然有所上升，但比例下降，因此发动机负荷增加使机械效率提高。什么是发动机的机械损失？机械损失由哪些部分组成？用什么指标衡量机械损失？发动机曲轴输出的功或功率小于其气缸内气体膨胀所作出的功或功率，两者之差称为发动机的机械损失。机械损失包括：摩擦损失、附件驱动损失、泵气损失等。因此，凡是导致摩擦损失、附件驱动损失、泵气损失等的因素都直接影响机械损失。对摩擦损失，有发动机结构、制造质量、配合间隙等；附件驱动损失与附件数量与消耗功大小有关，在发动机本身则与配气机构所消耗的功直接相关；泵气损失于换气过程的完善程度有关，主要是进、排气系统的阻力和配气相位以及进、排气系统附件的流动阻力。可用机械损失功、机械损失功率、平均机械损失压力和机械效率大小来衡量机械损失。什么是发动机的泵气损失？泵气损失由哪些部分组成？发动机在换气过程中消耗的功与功损失叫做泵气损失，泵气损失由排气损失和进气损失组成。排气损失主要是强制排气损失，它和进气损失都是消耗的功。还一小部分排气损失是自由排气损失，它是功损失，但它并不包括在泵气损失中。利用所给换气过程的示功图，说明排气提前角对排气损失的影响排气提前角大，提前排气损失大而强制排气损失少，排气提前角小，则提前排气损失少而强制排气损失大。因此从减少换气损失、提高发动机的性能看，存在一个最佳排气提前角使两部分之和，即总排气损失最小。此外，随着发动机的工况变化，最佳排气提前角也随之变化。为什么存在最佳排气提前角？排气提前角是指排气门提前开启至活塞到达下止点所经历的曲轴转角。因为如排气提前角过大，则自由排气损失增大；而排气提前角过小，又导致强制排气损失增大。因此存在使自由排气损失和强制排气损失之和排气损失最小的排气提前角即最佳排气提前角。为什么存在最佳进气迟闭角？进气迟闭角是指活塞到达下止点至进气门迟后关闭所经历的曲轴转角。因为如进气迟闭角过大，易出现废气倒流并使已经进入气缸的充量被活塞推出；而进气迟闭角过小，则不能充分利用气流惯性，所以存在一个使进气量最多的最佳进气迟闭角。汽油机为什么要有点火提前角？汽油机燃烧存在着火延迟，为了克服着火延迟，保证最高燃烧压力在上止点后10至15曲轴转角出现，汽油机要有点火提前角。如果汽油机点火在上止点，燃烧时间就会延长。这会引起最大爆发压力低，出现时刻推迟，后燃严重，降低汽油机的经济性和动力性。柴油机为什么要有供油提前角？由于柴油机燃烧存在着火延迟和燃油喷射存在喷射延迟，如果柴油机供油在上止点，则燃油进入气缸的时间就会过迟。这会引起最大爆发压力低，出现时刻推迟，后燃严重，降低柴油机的经济性和动力性。试述混合气浓度对汽油机燃烧的影响功率混合气的燃烧速度快，能发出的功率大，但爆燃倾向大，CO、HC排放多；经济混合气的空气富裕，燃烧比较充分，油耗低，但NOX排放多；混合气过稀或过浓时，燃料或者不能完全燃烧，经济性差，发动机工作不稳定，也可能出现不能着火燃烧的现象。请说明柴油机燃烧过程及其特点柴油机燃烧过程分为4个阶段：滞燃期、速燃期、缓燃期和后燃期，其特点是混合气形成在缸内，滞燃期中物理准备的比例较大；多点自燃，速燃期的前期是预混燃烧，压力升高率大；速燃期的后期和缓燃期中是边形成混合气边燃烧，是扩散燃烧，燃烧速度慢；最高温度在最高压力之后出现；后燃较严重，大负荷时，有边喷射、边形成混合气、边燃烧；总体燃烧速度低，膨胀充分，排气温度低；空气过量。请说明汽油机不规则燃烧的原因汽油机不规则燃烧有两种，单个气缸中有循环间燃烧变动，多缸发动机有各缸间燃烧差异。循环间燃烧变动的主要原因是：火花塞附近混合气的混合比和气体紊流性质、程度在各循环均有变动，致使火焰中心形成所用的时间不同，即由有效着火时间变动而引起的；各缸间燃烧差异主要原因有：由于燃料分配不均，使各缸空燃比不一致；各缸进气量分配不均匀；各缸内空气运动不相同以及燃烧室结构的微小差异等等。改进循环燃烧变动的主要措施包括：提高混合气品质，主要是控制空燃比和提高混合气均匀程度；尽量减少残余废气；加强气流的紊流强度；加大点火能量；控制点火时刻；尽量缩短火焰传播距离。改进各缸燃烧差异的主要措施在于，尽量减少各缸的进、排气过程的差异，减少各缸流动状态的不均衡程度。此外，加大火花塞点火能量也有助于缩小各缸燃烧差异。试述汽油机混合气形成的特点和方式汽油容易蒸发，因此汽油机中混合气形成手段多，不需要采取特别的辅助手段，混合气形成部位也比较灵活，发动机进气管路或气缸内都可以形成。汽油机混合气形成的特点是：混合气形成时间相对较长；混合气相对均匀；混合气浓度在理论空燃比附近变化，有时空气不足；一般不需要组织进气涡流。汽油机混合气形成的方式有化油器雾化和汽油喷射雾化两种方式。试述柴油机混合气形成的特点和方式柴油机混合气形成在气缸中进行。这是因为柴油蒸发性差，需要利用气缸内压缩高温的缘故。柴油机混合气形成的特点是：混合气形成时间短；混合气不均匀；空气过量；多数情况下，需要组织空气运动。柴油机混合气形成的方式有空间雾化和油