汽车发动机原理题库

1、一、 名词解释工质:与能量转换有关的工作物质循环热效率:工质所做的循环功 W 与循环加热量 Q 之比压缩比:=Va/Vc压力升高比:=Pz/Pc循环平均压力 Pi :单位气缸容积所做的循环功指示功 Wi :一个实际循环工质对活塞所做的有用功平均指示压力 Pmi :发动机单位汽缸工作容积的指示功指示热效率 i:实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比指示燃料消耗率 bi :单位指示功的耗油量平均有效压力 Pme :发动机单位气缸工作容积所输出的有效功有效功率 Pe :指示功率减去机械损失功率是发动机的对外输出功率有效扭矩 Ttq :发动机工作时,由功率输出轴输出的扭矩有效燃油消耗率 be :单位有效

2、功的耗油量有效热效率 e:发动机有效功 We 与所消耗的燃料热量 Q 之比升功率 PL :发动机每升工作容积所发出的有效功率比质量 me :发动机干质量 m 与所给出的标定功率之比机械效率 m:有效功率与指示功率之比过量空气系数 :燃烧 1千克燃料实际提供的空气量 L 与理论上所需空气量 Lo 之比充气效率 v:实际进入汽缸的新鲜工质与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜 工质之比喷油泵速度特性:喷油泵油量控制机构位置固定, 循环供油量随喷油泵转速变化 的关系负荷特性:发动机转速不变,其经济性指标随负荷而变化的关系速度特性:发动机性能指标随转速变化的关系外特性:节气门保持全开,所测得的速度特性为外

3、特性燃料调整特性:一定节气门开度和一定转速下, 发动机功率 Pe 和燃油消耗率 be 随燃料消耗量 (或 的变化曲线。调速特性:在调速器起作用时, 保持调速手柄位置一定, 发动机性能指标随转速 或负荷变化的关系。扭转储备系数:=(Ttqmax-Ttq /Ttq×100%稳定调速率:2=(n3-n1 /n标定瞬时调速率:1=(n2-n1 /n标定万有特性:较全面的表示发动机的性能,应用多参数的特性曲线。点火提前角调整特性:汽油机保持节气门开度, 转速以及混合气浓度一定时, 汽 油机功率和耗油率随点火提前角该表而变化的关系分子变更系数:1千克燃料所形成的混合气燃烧后的摩尔数与燃烧前的摩尔

4、数之 比二、 判断改错1循环输出净功越多,热机热效率越高。(错,循环加热量一定时2热力学第二定律可以表述为热量不能由低温物体传向高温物体。 (错,不能自 发的,需要功3压力比越大,则循环热效率越大,所以要尽量增大压力升高比。(错,过大则 循环热效率变小4当混合气变浓时, 绝热指数 K 值将增大, 热效率将会增加。 (错, 应为变稀时 5压缩过程中多变指数 n1从大于 K 变化至小于 K ,而膨胀过程中多变指数 n2从小于 K 变化至大于 K 。(对6若指示功率 Pi 不变,则机械损失功率 Pm 越大,机械效率 m越低。(对 7be 与 bi 的关系式 be=bi/m。 (对 8升功率大的发动机

5、,其有效功率也大(错, PL=Pe/Vsi9有效扭矩正比于平均有效压力(对10与汽油机相比,柴油机的升功率小,比质量大(对11增压柴油机比非增压柴油机气门叠开角大(对12理论上 1千克燃料燃烧所需的空气量为理论空气量(错,完全燃烧13超临界排气时废气流量鱼排气管内的压力无关(对14增压发动机的进气状态通常取为当地的大气状态(错,应为非增压发动机 15发动机的换气损失与泵气损失在数值上相等。 (错,排气损失:W+X+Y;泵气 损失:X+Y-d16自由排气损失的灭缸法仅适用于多缸发动机(对17发动机转速一定,负荷增加时,发动机的机械效率增加。(对18机油的粘度越大,发动机机械损失越小(错,越大,摩

6、擦大19进气温度升高,充气效率增加。(对20用倒拖法测定机械损失,必须使用平衡式电力测功机(对21高速发动机宜选用粘度大的机油。(错,应选粘度小的22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内气体总质量之 比。(错,与新鲜气体质量之比23如果发动机的进迟闭角增加,则发动机的最大扭矩点向低速移动。(错,向 高速移动24汽油机的压缩比提高,对汽油机的辛烷值要求也提高。(对25十六烷值提高柴油自燃性,因此希望柴油的十六烷值尽量增大。(错,不能 过大26与柴油喷雾质量有关的柴油性能是低温流动性。(错,是粘度27我国柴油的标号是指凝点。(对28爆燃燃烧是由于火焰传播速度太慢而引起的。(错,终

7、燃混合气自燃 29汽油机的补燃要比柴油机少。 (对 30当汽油机的 =1.031.10时,火焰传播速度最快。(错, 0.850.95 31汽油机着火延迟期越长,越容易爆燃。(错,越短32柴油机着火延迟期越短,则工作越粗暴。(错,越柔和33柴油机着火延迟期越短,则较容易引起 “ 敲缸 ” 现象(错34轿车柴油机大多采用涡流式燃烧室。(对35柴油机的容积利用率较高。(错,汽油机36低速发动机的迟闭角小,高速发动机迟闭角大。(对37汽油机负荷减小,残余废气系数减小。 (错,增大 38柴油机负荷增大时工作将变得粗暴。(错,柔和39汽油机的扭矩储备系数比柴油机高。(对40万有特性中的几条等耗油率曲线在低

8、负荷区会相交。(错41车用柴油机标定功率应限定在冒烟界限以内。(错,应限定在冒烟界限处 42按用途和使用特点,国家标准规定的额功率标定分为四种。(对43柴油机可以以其极限功率作为标定功率。(错44汽车用发动机的工况为面工况。(对45发动机的扭转储备系数指特性上最大扭矩与标定扭矩之比。(错,最大扭矩 减去标定扭矩之差与标定扭矩之比46当柴油机调速器起作用时,柴油机转速降低,循环供油量减小。(错,升高 47万有特性曲线中,等耗油率曲线越向外层,经济性越差。(对48过量空气系数过小易产生 NOx 。 (错,越大易产生 49、柴油机刚启动时,排气有时会冒蓝烟或白烟,蓝白烟之间无严格的成分差 异。三,填

9、空题1工程热力学中的状态参数有 (压力、 (温度 、 (比体积 、 (熵、 (焓、 (热力学能;(过程量有容积变化功和(热量。2混和加热循环的加热过程是由(V 定压和(P 定容构成的。 3在初态、加热量和压缩比相同的条件下,三种理想循环中(定容加热循环的 热效率最高。4发动机热力循环中,要使工质从高温热源(取得热能而转变为机械功,则必 须同时(低温热源放出热量5四行程发动机实际循环有 5个过程组成, (依次是进气 、(压缩、(燃烧、 (膨胀、(排气过程。6研究发动机实际循环所用的两种示功图是(P 随汽缸工作容积和(P 随曲轴 转角7指示指标是用于评定(实际循环质量好坏,而有效指标是用于评定(整

10、体性 能。8同一台发动机,其有效指标比指示指标数值大的指标是(有效燃油消耗率 9某发动机的指示功率很大,而有效功率很少,说明该机的(机械效率低,应 该尽量(减小机械损失10强化发动机的两个方向是提高(升功率、减小(比质量11非增压发动机主要机械损失包括三部分,分别是(摩擦损失,(驱动各附 件扣件和(泵气损失。所占机械损失的百分比分别是(62%-75%、 (10%-20%、(10%-20%12当转速增大时,平均机械损失压力(增大13发动机转速提高,机械效率(降低。14汽油机负荷减小时,残余废气系数(增大15发动机经长期使用,轴承间隙变大,应选用粘度(大的机油。16充气系数是(实际进入气缸的新鲜充

11、量与(进气状态下充满气缸的新鲜 充量之比。17发动机实际充气量测定是用(流量计测出发动机(每小时实际充气量 18在配气定时中,(进气迟闭角对充气效率的影响最大。19进气终了温度升高,则充气效率降低。进排气管动态效应归结为(惯性效应 和(波动效应20欲提高汽车的爬起能力,进气迟闭角应(减小21汽油机负荷调节的方法是(量调节,柴油机负荷调节的方法是(质调节 22汽油馏出 10%的温度低,会使汽油机的冷车起动(容易,但汽油机运转过 程中在汽油输送管路中形成(气阻现象。23国产汽油以(抗爆性为性能指标, 70号汽油表示(辛烷值为 7024辛烷值表示汽油的(抗爆性能, 16烷值表示柴油的(自燃性能25汽

12、油 50%馏出(温度的高低影响汽油机的(暖车时间, (加速性, (工 作稳定性等性能。26为了便于分析,汽油机燃烧过程通常分为(着火延迟期,(明显燃烧期 和(补燃期三个阶段27汽油机高速运转时,因(火焰速度增加而使爆燃倾向(减小28汽油机在过量空气系数 =(1.031.10时可以获得最好的燃烧经济性,其 主要原因在与(燃料燃烧完全, be 最低, yi 最高29为使汽油机燃烧过程有效进行,当转速(升高或(负荷降低时,均应加 大点火提前角。30汽油机燃烧过程通常出现在不正常燃烧现象有(爆燃和(表面点火。 31汽油机在(低转速,(高负荷工况时最容易发生爆燃。32为了便于分析,柴油机燃烧过程通常分为

13、(滞燃期、(速燃期、(缓燃 期和(补燃期四个阶段33根据混合气形成和燃烧的要求,喷油嘴主要分(孔式和(轴针式两种 34雾化质量一般时指喷雾的(细度和(均匀度35减小喷油延续角会使超有机的经济性变(好,工作柔和性变(差36柴油机燃油喷注的基本特征参数为:(喷注的射程、(喷雾锥角与(雾 化质量。37柴油机压力升高率的大小主要与(着火延迟期内形成的可燃混合气的数量 有关。压力升高率大,则柴油机燃烧噪声(增大。38柴油机混合气形成的两种方式是(空间雾化混合和(油膜蒸发混合。 39直喷式柴油机缸内空气的两种涡流是(进气涡流和(挤气涡流40柴油机燃烧过程的主要阶段为(着火延迟期41柴油机产生燃烧噪音的直接

14、原因是(速燃期中(压力升高率过大所致。 42P/过高,柴油机燃烧噪声(大,机械负荷(增大。43形燃烧室的经济性和冷起动性(好,但工作柔和性(差。44汽油机转速一定时,每小时耗油量 B 主要取决于(节气门开度和(混合气 浓度45车用发动机对万有特性的要求是:最经济区域应大致在万有特性的 (中间 位 置, 使常用转速和负荷落在最经济区域内, 并希望等油耗率曲线在 (横 向较长。 46汽油机通过改变每循环进入气缸的(混合气量,柴油机通过改变每循环进 入气缸的 (喷油量 来改变负荷。47万有特性曲线上等耗油率曲线越靠近(内层,则经济性越好。48汽油机节气门开度越小,扭矩随转速提高下降得(越快,而且最大

15、扭矩点 及最大功率点均向调整方向移动。49两极式调整器的功用是(防止怠速不稳,(防止飞车50发动机排气中,主要污染物包括(CO ,(NOx ,(未燃物和(微粒 51发动机缸内高温富氧生成的有害污染物是(氮氧化物52柴油机在(低温时生成蓝白烟;在(高温时易生成黑烟53促使 NO 生成的三个因素有(高温、(富氧和(反应滞留时间54减小点火提前角对降低(NO 和(HC 的排放有利。55怠速与减速工况是(HC 生成的主要工况56下列参数变化时,说明汽油机爆燃和柴油机工作粗暴的变化倾向:(1压缩 比增加,汽油机爆燃倾向(增加,柴油机工作粗暴倾向(降低(2进气温度增加,汽油机爆燃倾向(增加,柴油机工作粗暴

16、倾向(降低(3燃料自烯温度增加,汽油机爆燃倾向(降低,柴油机工作粗暴倾向(增 加(4点火提前角或喷油提前角增加,汽油机爆燃倾向(增加,柴油机工作粗 暴倾向(增加。(5冷却水温度增加,汽油机爆燃倾向(增加,柴油机工作粗暴倾向(增加(6发动机负荷增加,汽油机爆燃倾向(增加,柴油机工作粗暴倾向(降低 57、 汽油机转速一定, 负荷增加时, 进气管真空度 (降低 , 充气效率 (升高 , 残余废气系数(降低,着火落后期(缩短,火焰传播速度(慢58、柴油机转速一定,负荷增加时,进气管真空度(基本不变,充气效率(减 小,循环供油量(增加,着火落后期(缩短,过量空气系数(变小,排 气烟度(增大,噪声(变小5

17、9、汽油机油门位置不变,转速增加时,进气管真空度(增大,循环供油量 (增大 , 排气温度 (升高 , 最佳点火提前角 (增大 , 平均机械损失压力 (增 大,机械效率(降低五、简答题1、试述发动机理论循环的假设条件。答: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。2、用 P-V 图和 T-S 图说明,当定容加热循环加热量 Q1一定、压缩比增加时循 环热效率的变化。3、试述理论循环与实际循环的差

18、异。答: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。 4、发动机的机械损失包括哪几部分，各占比例，常用哪几种方法测量发动机机 械损失：机

19、械损失包括摩擦损失（8%20%）、驱动各种附件损失（1%5%） 泵气损失（2%4%）、总功率损失（10%30%）。测定方法：倒拖法（汽油 机上广泛使用） 灭缸法 、 （仅适用于多缸发动机） 油耗线法 、 （又称负荷特性法） 。 5、试分析转速和负荷对机械效率的影响。 答：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

20、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。 6、试分析影响充气效率的主要因素。 答： 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。 7、试分析进气迟闭角对充气效率及有效功率的影响。 答：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。 7、试分析进气迟闭角对充气效率及有效功率的影响。 答：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

21、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。 8、简述提高充气效率的措施。 答：提高进气终了压力 Pa、降低进气终了的温度 Ta、减小残余废气系数 r、选 择合理的配气定时、提高压缩比。 9、汽油机正常燃烧过程：1）着火延时期：从火花塞点火至气缸压力明显脱离 压缩线而急剧上升时的时间转角或曲轴转角， 希望尽量缩短着火延时期并保持稳 定。2）明显燃烧期：从形成火焰中心到火焰传遍整个燃烧室。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，汽油机的经济性、动力 性越好。3）后燃期：它是指明显燃烧期以后的燃烧，主要有火焰前锋后未及燃

22、烧的燃料再燃烧， 贴附在缸壁上未燃烧混合气层的部分燃烧以及高温分解的燃烧 产物重新氧化，这时，燃烧已远离上止点，应尽量减少。 10、试分析汽油机爆燃产生的原因。爆燃有何危害？ 答： 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

23、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。 11、通过怎样调整转速和负荷可以减轻爆燃，为什么？ 答：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。 12、转速、负荷变化时点火提前角如何调整：转速增加时，由于循环时间缩短， 所以应加大点火提前角。负荷减小时，进入气缸的混合气数量减少，残余废气所 占的比例相对增加，需增大点火提前角。 13、使用因素对汽油机燃烧的影响：混合气浓度为 0.850.95 时，着火延迟期 最短，易爆燃。点火角过大，则大部分混合气

24、在压缩过程中燃烧，活塞所消耗的 压缩功增加，且最高压力升高，末端混合气燃烧前的温度较高，爆燃倾向加大， 点火过迟，则燃烧延长到膨胀过程，燃烧最高压力和温度下降，传热损失增多， 排温升高，功率、热效率降低，但爆燃倾向减小，NOx 排放量降低。提高转速， 火焰传播速度加快，爆燃倾向减小。减小负荷，气缸的温度压力降低，爆燃倾向 减小。大气压力低，气缸充气量减少，则混合气变浓，另外，压缩压力低，着火 延迟期长和火焰速度慢， 这经济性和动力性下降， 但爆燃倾向减小。 大气温度高， 同样气缸充气量下降，经济性、动力性变差。而且容易发生爆燃和气阻。 14、混合气浓度 对发动机性能有何影响？（P70-71）

25、在 a=0.80.9 时由于燃烧温度最高火焰传播速度最大，因此爆燃倾向增大，在 a= 1.031.1 时由于燃烧完全，be 最低，但此时缸内温度最高且有富裕空气 氮 氧化合物排放量大使用 a 小于 1 的浓混和气工作由于必然会产生不完全燃烧所 以 CO 排放量明显上升当小于 0.8 及大于 1.2 时火焰速度缓慢部分燃料来不及完 全燃烧，因而经济性差，HC 排放量增多且工作不稳定。 15、试分析点火提前角 对燃烧过程的影响。P71 对应于每一个工况都存在一个“最佳”的点火提前角，这是汽油机功率最大，耗油 率最低。点火角过大，则大部分混合气在压缩过程中燃烧，活塞所消耗的压缩功 增加，且最高压力升

26、高，末端的混合气燃烧前的温度较高，爆燃倾向加大。点火 过迟，则燃烧延长到膨胀过程，燃烧最高压力和温度下降，传热损失增多，排热 升高，功率、热效率降低，但爆燃倾向减小，NOx 排放降低。 16、柴油机燃烧过程可划分为几个阶段？各阶段有何特征？画出其展开示功图 P99 1）着火延迟期：指从燃油开始喷入燃烧室内至由于开始燃烧而引起压力升高使 压力脱离压缩线开始急剧上升。温度越高或压力越高，着火延迟期越短，2）速 燃期：在着火延迟期内准备好的混合气几乎同时开始燃烧，使燃烧室内的压力、 温度急剧上升。3）缓燃期：一般喷射过程在缓燃期都已经结束，随着燃烧过程 的进行，空气逐渐减少而燃烧产物不断增加，燃烧的

27、进行也渐趋缓慢。4）补燃 期：补燃期内燃油的燃烧可称为后燃，由于燃烧时间短促，混合气又不太均匀， 总有少量燃油拖延到膨胀过程中继续燃烧，应尽量缩短补燃期，减少补燃期内燃 烧的燃油量。 17、发动机的燃烧过程中，为什么要尽量减少补燃？P100 在补燃期间，缸内压力不断下降，燃烧放出的热量得不到有效利用，还使排气温 度提高，导致散热损失增大对柴油机的经济性不利 此外，后燃还增加了有关零 部件的热负荷，对柴油机的经济性不利。因此应尽量缩短补燃期 减少补燃期内 燃烧的燃油量 18、喷油泵的速度特性及校正：喷油泵油量控制机构位置固定，循环供油量随 喷油泵转速变化的关系为喷油泵速度特性。不符合实际要求的原

28、因：可能出现飞 车，转速下降，循环供油量减少，不能爬坡，与气缸进气量不配合。喷油泵的速 度特性必须校正，正校正：为使柴油机满足汽车扭矩要求，应使供油量随转速下 降而增加 1）出油阀校正：可变减压容积和可变减压作用 2）调速器校正 负校 正：为防止柴油机在低速大负荷时冒烟，应使低速时供油量随转速下降而减少。 19、柴油机燃烧放热三规律，为什么先缓后急：燃烧起点、燃烧放热规律曲线 形状和燃烧持续时间为燃烧放热规律的三要素。先缓后急是因为在开始放热阶 段，不希望燃烧放热速率上升的过快，以降低压力升高率，使柴油机的工作粗暴 得到控制， 然后燃烧应加速进行，使绝大部分燃油在尽可能靠近上止点处完成燃 烧，

29、以提高经济性，燃烧持续时间不宜过长。 20、试述直喷式燃烧室柴油机的性能特点 P118 混合气浓度较大，空气利用率低，工作较粗暴，经济性好，启动性好。 21、分隔式燃烧室的性能特点：混合气浓度较小，Pme 较高。对燃油系统要求 不高。高速性好。进气道阻力小，充气效率高。主室压力升高率小，工作平稳。 可靠性低。排污较少。 22、柴油机的负荷特性曲线：当柴油机保持某一转速不变，而移动喷油泵齿条 或拉杆位置，改变每循环供油量时，B、be、随 Pe 变化的关系即柴油机负荷特 性。 23、汽油机外特性：节气门全开所测得的速度特性。 24、安装调速器的作用：保持转速的稳定性，保持怠速稳定，防止高速飞车。 或者用（柴油机运转时,喷油泵的供油量应随发动机的转速不同而有所差别,即随 发动