汽車發動機原理複習

2021-03-04 02:06:23 字數 4644 閱讀 1443

1、總結提高發動機動力效能和經濟指標的基本途徑

①增大氣缸直徑,增加氣缸數②增壓技術③合理組織燃燒過程④提高充量係數⑤提高轉速⑥提高機械效率⑦用二沖程提高公升功率

2、為什麼柴油機的熱效率要顯著高於汽油機?

1).柴油機的壓縮比高,作功時膨脹得更厲害。

2).柴油機油氣混合時空燃比遠大於1,是富氧燃燒,燃料可以充分燃燒。汽油機燃燒的空燃比在1左右,因為沒有足夠的氧氣,汽油不能完全燃燒.

3、柴油機工作迴圈為什麼不採用等容加熱迴圈?

定容加熱理想迴圈又稱奧托迴圈,基於這種迴圈而製造的煤氣機和汽油機是最早的活塞式內燃機。由於煤氣機、汽油機和柴油機燃料性質不同,機器的構造也不同,其燃燒過程接近於定容過程,不再有邊燃燒邊膨脹接近於定壓的過程,故而在熱力學分析中,奧托迴圈可以看作不存在定壓加熱過程的混合加熱理想迴圈。

定容加熱迴圈被壓縮的是燃料和空氣的混合物,要受混合氣體自燃溫度的限制,存在「爆燃」的問題,效率不會太高;定壓加熱迴圈壓縮的僅僅是空氣,不存在「爆燃」的問題,效率高,所以柴油機採用的是後者而不是前者.

4、為什麼發動機進氣門遲後關閉、排氣門提前開啟。提前與遲後的角度與哪些因素有關?

答:(1)進氣門遲後關閉是為了充分利用高速氣流的動能,實現在下止點後繼續充氣,增加進氣量。排氣門提前開啟是由於配氣機構慣性力的限制,若是活塞在下至點時才開啟排氣門,則在氣門開啟的初期,開度極小,廢氣不能通暢流出,缸內壓力來不及下降,在活塞向上回行時形成較大的反壓力,增加排氣行程所消耗的功

(2)提前與遲後的角度與哪些因素有關?(配氣相位的合理選擇要從哪幾個方面衡量):①充氣效率的變化是否符合動力性要求。

②換氣損失盡可能的小。③能否保證必要的燃燒室掃氣作用。④排放指標好

5、四衝程發動機換氣過程包括哪幾個階段,這幾個階段時如何界定的?

答:1)自由排氣階段:從排氣門開啟到氣缸壓力接近於排氣管內壓力的這個時期。

2)強制排氣階段:廢氣是由活塞上行強制推出的這個時期。

3)進氣過程:進氣門開啟到關閉這段時期。

4)氣門重疊和燃燒室掃氣:由於排氣門遲後關閉和進氣門提前開啟,所以進.排氣門同時開啟這段時期。

6、影響充量係數的主要因素有哪些?

答:1)進氣門關閉時缸內的壓力。2)進氣門關閉時缸內氣體溫度。3)殘餘廢氣量。4)進排氣相位角。5)發動機壓縮比。6)進氣狀態。

7、發動機廢氣能量是如何利用的?

通過廢氣渦輪增壓器利用內燃機排出的部分廢氣能量,推動渦輪高速旋轉,從而帶動安裝在同一根軸上的離心式壓氣機,增大內燃機進氣壓力。

8、增壓前後發動機的效能引數是如何變化的?

熱效率基本不變或略有提高;增壓前後工質密度增大,絕熱效率提高;機械效率提高;充能係數增大。

9、為什麼增壓後需要採用進氣中冷技術?

答:對增壓器出口空氣進行冷卻,一方面可以進一步提高發動機進氣管內空氣密度,提高發動機的功率輸出,另一方面可以降低發動機壓縮始點的溫度和整個迴圈的平均溫度,從而降低發動機的排氣溫度、熱負荷和nox的排放。

10、車用發動機採用增壓時應進行哪些調整?

答:1)適當降低壓縮比,加大過量空氣係數。2)對供油系統進行結構改造,增加每迴圈供油率。

3)合理改進配齊相位。4)進排氣系統設計要與增壓系統的要求一致。5)對增壓器出口空氣進行冷卻。

11、為什麼說柴油機的著火過程是低溫多級著火,汽油機的著火過程是高溫單級著火?

汽油機中,混合氣在壓縮過程中,已經進行了一定的化學反應,當電火花跳火瞬間,可燃氣溫度急劇公升高,,故稱為高階單階段著火。

柴油機中,噴射時缸內溫度在500-700℃,不可能直接得到鏈反應開始所需的自由原子和自由基,反應之所以能進展迅速,是由於燃料和空氣進行了低溫多段反應的結果。

12、簡述幾何供油規律和噴油規律的關係,並解釋兩者之間的區別與聯絡?

噴油規律由供油規律決定但兩者之間存在明顯不同,噴油持續時間較供油持續時間長,最大噴油速率較共有速率低,其形狀有明顯畸變,迴圈噴油量也低於迴圈供油量。

兩者差別的主要原因有:1、燃油的可壓縮性2、壓力波傳播滯後3、壓力波動4、高壓容積變化。

13、柴油機有哪些異常噴射現象和他們可能出現的工況?簡述二次噴射產生的原因和危害及消除方法。

答:柴油機有二次噴射、斷續噴射、不規則噴射、隔次噴射和滴油這幾種異常噴射現象。二次噴射易發生在高速、大負荷工況下;斷續噴射常發生於某一瞬間噴油幫浦的供油量小於噴油器噴出的油量和填充針閥上公升空出空間的油量之和。

不規則噴射和隔次噴射易發生在柴油機怠速工況下。二次噴射是在壓力波動影響下針閥落座後再次公升起造成的。由於二次噴射是在燃油壓力較低的情況下噴射的,導致這部分燃油霧化不良,燃燒不完全,碳煙增多,並易引起噴孔積炭堵塞。

此外,二次噴射還使整個噴射持續時間拉長,則燃燒過程不能及時進行,造成經濟性下降,零部件過熱等不良後果。為避免出現不正常噴射現象,應盡可能地縮短高壓油管的長度,減小高壓容積,以降低壓力波動,減小其影響。並合理選擇噴射系統的引數。

14、噴霧特性與霧化質量的指標和引數有哪些?

噴霧特性的指標有平均粒徑,索特粒徑和粒徑分布。霧化質量一般指油束中液滴的細度和均勻度

15、燃燒放熱規律三要素是什麼?什麼是柴油機合理的燃燒放熱規律?

答:一般將燃燒放熱始點(相位)、放熱持續期和放熱率曲線的形狀稱為放熱規律三要素。合理的放熱規律是:

燃燒要先緩後急。在初期的燃燒放熱要緩慢以降低nox的排放,在中期要保持快速燃燒放熱以提高動力性和經濟效能,在後期要盡可能縮短燃燒以便降低煙度和顆粒的排放.

16、簡述直噴式燃燒室柴油機的效能特點,並與分隔式燃燒室柴油機進行比對。

直噴式燃燒室柴油機的效能特點:(1)燃燒迅速,所以經濟性好,燃油消耗率低,但工作粗暴,壓公升率高,燃燒雜訊大(2)燃燒室結構簡單,表面積與體積的比小,散熱損失小,沒有主副燃燒室的流動損失,冷啟動效能好,經濟性好(3)對噴射系統要求較高(4)nox排放量較分隔式燃燒室高特別在高負荷區;微粒排放量較低(5)對轉速變化較為敏感

分隔式燃燒室柴油機的效能特點:(1)主要靠強烈的空氣運動來保證較好的混合氣質量,空氣利用率較高α=1.2(2)隨轉速的提高,空氣運動強度增大,高速下效能較好(3)對噴射系統要求較低(4)結構複雜,表面積與體積的比大,散熱損失和流動損失大,比直噴式燃燒室柴油機效率低,經濟性差(5)由於散熱損失大使起動效能變差(6)先在副燃燒室著火,主燃燒室壓力上公升緩慢,工作平穩,燃燒雜訊小,但對經濟性不利(7)對燃油不太敏感,有較強的適應性(8)除低負荷下的碳煙排放量大外,其餘由於直噴式

17、柴油機燃燒過程優化的基本原則是什麼?

答:(1)油-氣-燃燒室的最佳配合。(2)控制著火落後其內混合氣

生成量。(3)合理組織燃燒室內的渦流和湍流運動。(4)緊湊的燃燒室形狀。(5)加強燃燒期間和燃燒後期的擾流。(6)優化運轉引數

18、說明汽油機燃燒過程各階段的主要特點,以及對它們的要求。

燃燒過程:(1)著火落後期:它對每一迴圈都可能有變動,有時最大值是最小值的數倍。

要求:為了提高效率,希望盡量縮短著火落後期,為了發動機穩定執行,希望著火落後期保持穩定(2)明顯燃燒期:壓力公升高很快,壓力公升高率在0.

2-0.4mpa/(°)。希望壓力公升高率合適(3)後燃期:

湍流火焰前鋒後面沒有完全燃燒掉的燃料,以及附在氣缸壁面上的混合氣層繼續燃燒。希望後燃期盡可能的短。

19、爆燃燃燒產生的原因是什麼?它會帶來什麼不良後果?

答:燃燒室邊緣區域混合氣也就是末端混合氣燃燒前化學反應過於迅速,以至在火焰鋒面到達之前即以低溫多階段方式開始自然,引發爆燃。爆燃會給柴油機帶來很多危害,發生爆燃時,最高燃燒壓力和壓力公升高率都急劇增大,因而相關零部件所受應力大幅增加,機械負荷增大;爆燃時壓力衝擊波衝擊缸壁破壞了油膜層,導致活塞、氣缸、活塞環磨損加劇,爆燃時劇烈無序的放熱還使氣缸內溫度明顯公升高,熱負荷及散熱損失增加,這種不正常燃燒還使動力性和經濟性惡化。

20、何謂汽油機表面點火?防止表面點火的主要措施有哪些?

答:在汽油機中,凡是不靠電火花點火而由燃燒室內熾熱表面點燃混合氣的現象,統稱為表面點火。防止措施:

1)適當降低壓縮比。2)選用沸點低的汽油和成焦性小的潤滑油。3)要避免長時間的低負荷執行和汽車頻繁加減速行駛。

4)應用磷化合物為燃油新增劑使沉積物中的鉛化物成為磷酸鉛從而使碳的著火溫度提高到560℃且氧化緩慢,放出熱量少,從而減少表面點火的產生。

21、電控汽油噴射系統有哪些形式,目前採用比較廣泛的形式是哪種?

連續噴射和間歇噴射兩種 ;間歇噴射。

22、汽油機和柴油機的著火和燃燒方式差異?

汽油機是點燃式著火,柴油機是壓燃式著火,汽油機汽缸頂的燃燒室壁上有個火花塞,在特定的時候它會跳火,點燃混合氣;

23、早然及其危害?

早然與發動機的配氣相位有關,不同情況下發動機有個點火提前角,實際燃氣早於這個設定的點火提前角而提前燃燒,就是早燃。早火產生的爆燃,會使汽車的活塞燒蝕、連桿變形、汽缸拉缸等等;汽車的功率大大下降。

24、什麼是發動機的萬有特性?汽油機、柴油機的萬有特性各有什麼特點?

答:負荷特性、速度特性只能表示某一油量控制機構位置固定或某一轉速時,發動機引數見的變化規律,而對於工況變化範圍大的發動機要分析各種工況下的效能,就需要在一張圖上全面表示出發動機效能的特性曲線,這種能夠表達發動機多引數的特性稱萬有特性

汽油機的萬有特性的特點:(1)最低耗油率高,並且經濟區域偏小(2)等耗油率曲線在低速區向大負荷收斂,這說明汽油機在低速、低負荷的耗油率隨負荷的減小而急劇增大,在實際使用中,應盡量避免出現這種情況(3)汽油機的等功率線隨轉速公升高而斜穿等耗油率線,轉速越高越廢油。因此,在實際使用中當汽車等功率執行時,駕駛人應盡量使用高速擋,以便節油。

柴油機的萬有特性的特點:(1)最低耗油率偏低,並且經濟區域較寬(2)等耗油率曲線在高、低速均不收斂,變化較平坦(3)相對汽車變速工況的適應性好。

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