内燃机学 考试题及答案 B卷

内燃机学试卷(B)参考答案

、名词解释(10X3=30)

1.平均有效压力

一个假想的、平均不变的压力作用在活塞顶上，使活塞移动一个行程所做

的功等于每循环所做的有效功。

2.升功率

在额定工况下，发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率

3.泵气损失

4冲程内燃机在强制排气和吸气行程中，气体在流经进排气管、进排气道

以及进排气门时，由于各种流动阻力，形成有效功的损失。

4.进气泯流和涡流比

在进气过程中形成的绕气缸轴线有组织的进气流动。

实测的模拟气缸中的叶片转速和由进气流量换算成的与平均轴向流速相同

活塞平均速度的发动机转速之比。

5.柴油机的滞燃期

从针阀升起喷油开始到通过缸压计算到显性放热为止的这一段时间或由

轴转角称为滞燃期

6.汽油的Reid蒸汽压

汽油在37.8c温度等条件下测得的气液两相达到平衡时的蒸汽压力。

7.壁面淬熄

发动机的燃烧室表面温度比火焰低得多，当火焰传播到壁面时，火焰被迅

速冷却，燃烧链反应中断，结果使火焰不能一直传播到燃烧室壁表面，这

种现象称为壁面淬熄。

8.压气机的特性

在转速一定的条件下获得的压气机压比石和效率?随压气机流量/

（名。）的变化关系，称为压气机的特性

9.生物柴油

动植物油脂经酯交换反应制取的脂肪酸单脂称为生物柴油。

10.内燃机的负荷特性

内燃机的负荷特性是指当内燃机的转速不变时，性能指标随负荷而变化的

关系。

二、简答题（8X5=40）

1.汽油机循环变动及其成因

点燃式发动机即使是在稳定工况下运行，连续的不同循环之间及多缸机不同气

缸之间的缸内压力时间历程等参数各不相同的现象。

汽油机的循环变动的原因在于：

1）气缸内气体运动状况的循环变动。在进气过程中形成的不同尺度的湍

流是不规则的，特别是在湍流火焰传播过程，火焰前锋面的不稳定性进一步促

进了缸内气体湍流运动强度的变化，使火焰向整个燃烧室发展的进程以及燃烧速

率等随之发生较大变动。

2）气缸内混合气成分和量的循环变动。由于发动机高速运行，空气、燃

料、EGR和残余废气不可能在每一缸的每一循环都相同，由此造成燃烧过程的

循环变动。

3）火核形成及燃烧过程的循环变动。气缸内必然存在混合气成分的不均

匀，使点火时刻火花塞电极间隙附近混合气成分不同，影响到早期火焰中心的

形成和后期的火焰发展传播，造成循环变动。

2.画出简图说明柴油机燃烧阶段划分的依据及各阶段的特点。

图5-25

滞燃期：

预混燃烧期：

扩散燃烧期

3.说明发动机HCCI燃烧的特点。

HCCI燃烧的基本特征是均质混合气的压燃着火和低温燃烧，HCCI放热过程一

般分为低温和高温两个燃烧放热阶段，中间存在负温度系数反应区间，高温燃

烧迅速，燃烧，没有明显的火焰传播。

HCCI燃烧过程中混合气分布均匀，也没有点火式燃烧的局部高温反应区，使

得HCCI发动机的NOx和颗粒物排放很低，并且具有较高的热效率。

受到失火（混合气过稀）和爆燃（混合气过浓）的限制，HCCI发动机的运行范

围较窄，且HCCI没有直接控制燃烧始点的措施，导致其混合气自燃受混合物

特性、温度时间历程等因素的影响，燃烧过程乖于控制。

4.发动机NOx排放机理。

汽油和轻柴油本身含氮很少，不足以产生显著的燃料NOx排放.

由于NO的生成反应比燃料燃烧反应慢，所以虽然火焰前锋的温度很高，但也只

有很小一部分产生于此，大部分是在焰后高温区生成，属热氮机理。

「O?020

在『常浓的混合气中还白反应（V媵的反魔》

NH）HONOH

如果已燃区温度高、有氧和高温区存在时间长，发动机就能够产生大量的NO

排放。

三、分析题（3X10=30）

1.试分析增压对柴油机性能的影响。

内燃机增压技术的优势表现在：

①增压流的质量与尺寸相对发动机而言都很小，增压可以使发动机在总

质量和体积基本不变的条件下，输出功率得到大幅度的提高，升功率、比质

量功率和比体积功率都有较大增加，因而可以降低单位功率的造价，提高材料

的利用率，对于大型柴油机而言，经济效益更加突出。

②与自然吸气内燃机相比，排气可以在涡轮中得到进一步膨胀，因而排

气噪声有所降低。

0内燃机增压后有利于高原稀薄空气条件下恢复功率，使之达到或接近

平原性能。

④柴油机增压后，缸内温度和压力水平提高，可以使滞燃期缩短，有利

于降低压力升高率和燃烧噪声。

0增压柴油机一般采用较大的过量空气系数，HC.CO和碳烟排放降低。

6技术适用性广，适用于从低速到高速的二冲程和四冲程的各种缸径的

发动机。

当然，上述优势的取得是需要花费一定代价的，这就是：

（1）内燃机缸内工作温度和压力水平明显提高，机械负荷及热负荷加

大，整机可靠性和耐久性受到考验。

（2）低速或低负荷时由于排气能量不足，匹配不当可能会使发动机的

低速转矩受到一定影响，对工程机械和车用造成不利影响。

（3）由于在涡轮增压器中，从排气能量的传递到进气压力的建立需要

一定的时间，存在加速响应滞后等问题。

2.简要说明柴油机SCR的系统构成及各部件的作用。

DOC：

AdBlue：

SCR：

ASC：

传感器：

3.GDI汽油机的颗粒物排放的生成机理及控制技术。

汽油机缸内直喷后，存在混合时间缩短和燃油碰壁等现象，使燃油与空气混

合不均，在高温缺氧条件下就产生颗粒物排放。

发动机起动过程：2~3次喷射