第二章大題目(1)
2.2 四衝程發動機換氣過程的評價
2.2.1殘餘廢氣係數
殘餘廢氣係數r是指每迴圈進氣過程結束時,氣缸內的殘餘廢氣量與實際進入汽缸的新鮮充量的比值(質量比或體積比)。
2.2.2充氣效率
充氣效率是評價發動機換氣過程完善程度的指標,是每迴圈實際進入汽缸的新鮮充量與進氣狀態下充滿汽缸工作容積的新鮮充量之比。
2.3影響發動機換氣過程的因素
2.3.1影響充氣效率的因素
1.進氣終了壓力:隨著進氣終了壓力提高,充氣效率提高。
2.進氣終了溫度:隨著進氣終了溫度的提高,充氣效率下降。
3.排氣終了壓力和溫度:隨著排氣終了壓力提高,充氣效率下降;排氣終了溫度直接影響進氣終了溫度,前者公升高時,後者也公升高,兩者綜合影響,充氣效率變化不大。
4.大氣壓力和溫度:隨著大氣壓力的降低和溫度的公升高,充氣效率提高。
5.壓縮比:隨著壓縮比的增加,燃燒室容積相對減小,氣缸內殘餘廢氣量相對下降,使充氣效率有所提高。
6.配氣相位:對充氣效率影響最大的是進氣遲後角,其次是排氣遲後角。最佳的進、排氣遲後角根據進排氣氣流慣性來確定,後者取決於發動機轉速。
7.殘餘廢氣係數:隨著它的增加,使充氣效率下降。
2.3.2影響殘餘廢氣係數的因素
1.進氣終了的壓力和溫度:隨著進氣終了壓力提高,溫度降低,實際充其量增多,r會減小。
2. 排氣終了的壓力和溫度:隨著排氣終了壓力提高和溫度降低,殘餘廢氣量增多,r會增大。
3.壓縮比:隨著的增大,燃燒室容積相對減小,r會減小。
4.配氣相位:合適的配氣相位,有利於減少殘餘廢氣量,使得r減小。
2.4改善發動機換氣過程的措施
2.4.1減小進氣系統阻力
1.減小進氣門座處的阻力
(1)增大氣門頭部直徑;2)採用多氣門結構(
四、五氣門等);3)適當增加進氣門公升程;4)適當減小活塞行程
2.減小進氣管道的阻力
1)進氣管道盡可能光滑,呈圓形截面,增大進氣道尺寸,減少彎道和通流截面的變化。
2)採用動力閥控制式的進氣控制系統,控制發動機進氣道的空氣通流截面大小,以適應不同轉速和負荷時對進氣量的需求。
3.減小空氣濾清器的阻力:定期維護與更換。
2.4.2合理選擇配氣相位
在配氣相位角度中,對換氣過程影響最大的是進氣遲後角,其次是排氣門提前角和氣門重疊角。
1.對配氣相位角度的要求
1) 進氣遲後角一定時,僅在某一轉速下和最高。
2) 發動機轉速變化時,在低速時,採用較小的進氣遲後角,可獲得較高的和;在高速時則採用較大的進氣遲後角。
3) 為使發動機工作時進氣更充分,應隨轉速提高適當增大進氣遲後角;同樣,為使得排氣更乾淨,排氣遲後角應隨轉速的提高而適當增大;最佳的排氣提前角應保證提前排氣損失和強制排氣損失之和最小;此外,適當的氣門重疊角,可利用掃氣減小殘餘廢氣量,提高。
2.可變配氣相位控制系統:包括可變氣門正時和氣門公升程。
2.4.3減小排氣系統阻力
與進氣系統類似,但是當與進氣系統相矛盾時,以減小進氣阻力為主。
2.4.4降低進氣終了溫度
減少進氣管受熱,使進氣管遠離排氣管。但有時廢氣對進氣預熱可提高冷啟動效能。
2.5發動機進氣增壓
可以增加進氣量,加大迴圈加熱量,提高迴圈功和功率。
第五章大題目(汽油、柴油各一題)2
發動機排放汙染物以及機內機外淨化技術
一. 汽油機
一)排放物
1. co:是在空氣不足的情況下可燃混合氣的不完全燃燒,是汽油機尾氣中有害成分濃度最大的物質
2. hc:在燃燒室壁溫度較低的冷卻面附近,形成猝冷區,達不到燃燒溫度,火焰消失;電火花微弱,根本未能點燃混合氣導致所謂缺火現象;在進排氣門重疊時漏氣等。
3. nox:是可燃混合氣空氣中的n2和o2在燃燒室內通過高溫高壓的火焰時化合而成的。
4. co2:溫室效應
二)機內淨化
1.推遲點火時間(點火提前角)
燃燒溫度下降,使nox排放降低,又因後燃使hc排放降低。
2.廢氣再迴圈(egr)
僅對降低nox有效。缺點:由於靠降低燃燒速度和燃燒溫度得到,導致全負荷時最大功率下降;中等負荷時的燃油消耗率增大,hc排放上公升;小負荷、怠速時燃燒不穩定甚至失火。
為此,一般在大負荷、啟動及暖機、怠速和小負荷時不使用egr。
3.燃燒系統優化設計
燃燒室形狀緊湊使燃燒快速充分進行,減少猝熄效應,降低co和hc排放。減小活塞頭部、火花塞和進排氣門等處不參與燃燒的縫隙容積可降低hc。
4.提高點火能量
可以提高著火的可靠性,減小迴圈波動率,擴大混合氣的著火界限。
5.電控汽油噴射技術(efi)
更精確、更柔性地滿足各工況的引數優化要求,從而實現排放特性、燃油經濟性和動力性的綜合優化。
6.二次空氣噴射
二次空氣供給裝置可將新鮮空氣送入排氣管內,利用廢氣中的高溫,使排氣中的hc和co進一步氧化,達到排氣淨化的目的。
三)機外淨化
熱反應器、催化轉化器,後者可分為氧化型、還原型、氧化還原(三效)型以及稀燃型。
二. 柴油機
一) 排放物
1. co
2. hc
3. nox:降低燃燒室最高溫度、縮短高溫時間和控制混合氣濃度都能減少其生成。
4. 微粒與炭煙:炭煙主要是由於柴油機工作粗暴、燃料中的重餾分不能完全燃燒,隨尾氣排出,其顆粒直徑在0.5-1μm,無法濾除,造成汽車冒黑煙。
5. co2:溫室效應
二) 機內淨化
1. 改善燃燒
降低nox措施:減小噴油提前角、廢氣再迴圈技術以及改善噴油規律;
降低炭煙和微粒:增壓技術和高壓噴射技術,小直徑、多噴孔加速霧化混合,柴油機的均質混合燃燒。
2. 改善燃料
提高柴油的質量,改善柴油的組分,使其利於燃燒。
三) 機外淨化
1. 氧化催化轉化器:降低微粒中的可溶性有機組分中的大部分hc。
2. 微粒捕集器
3. 柴油機nox還原催化劑
第六章大題目(外特性曲線,萬有特性曲線)2
發動機外特性曲線
1.發動機節氣門或供油拉桿位置不變時,其效能指標隨轉速變化而變化的關係,稱為發動機速度特性。
當汽油機節氣門開度固定不變時,其有效功率pe、有效轉矩me、有效燃油消耗率ge隨發動機轉速n變化的規律,稱為汽油機的速度特性。當節氣門保持最大開度時,所測得的速度特性稱為發動機的外特性。
2.三款發動機對比
3.車用發動機的發展趨勢
小型化廢氣渦輪增壓系統、汽油直接噴射和可變氣門正時作為核心技術始終是開發小型化發動機的關鍵。獲得良好效率的基本前提條件是熱力學優化以及減少摩擦和減輕發動機重量。
增壓化發動機的進氣增壓可提高充氣密度、增加進氣量,目的是提高發動機的動力性。優點:可降低發動機重量,體積和製造成本;提高發動機的熱效率,降低燃油消耗率;降低排放汙染和雜訊;可改善發動機的特性,使其在寬廣的轉速和負荷範圍內,保持良好的動力性和燃油經濟性。
直噴化供油系統採用缸內直噴設計的最大優勢,就在於燃油是以極高壓力直接注入於燃燒室中,因此除了噴油嘴的構造和位置都異於傳統供油系統,在油氣的霧化和混合效率上也更為優異。加上近來車上各項電子系統的控制技術大幅進步,計算機對於進氣量與噴油時機的判讀與控制也愈加精準,因此在搭配上缸內直噴技術以使得發動機的燃燒效率大幅提公升下,除了發動機得以產生更大動力,對於環保和節能也都有正面的幫助。
發動機的萬有特性
第八章大題目(1)
滾動阻力
車輪滾動時,輪胎與路面的接觸區域產生相互作用力,輪胎和支承路面發生相應的變形,變形引起能量損失,稱為輪胎的彈性遲滯損失,它表現為阻礙車輪滾動的一種阻力偶。
1. 從動輪硬路面滾動。 必須在車輪中心施加乙個推力,此推力與地面切向反作用力構成乙個力偶矩來克服滾動阻力偶矩。見書本p129,圖8-7
由平衡條件得
則令,則
f為滾動阻力係數。實驗證明,f僅取決於道路條件和輪胎的結構,它受車輪載荷的影響很小,可忽略,定義滾動阻力的計算式為
這樣,只要知道滾動阻力係數和車輪載荷就可以求出滾動阻力,簡化動力性分析。
2. 驅動輪硬路面滾動。見書本p130圖8-9受力分析。
為驅動力矩引起的道路對車輪的切向反作用力,為驅動軸作用於車輪的水平力,為法向反作用力,由於輪胎的彈性遲滯現象,其作用點向前偏移乙個距離a,即在驅動輪上也作用有滾動阻力偶矩,根據力矩平衡方程有
故由此,汽車行駛中,真正驅動汽車前進的外力等於汽車的驅動力與驅動輪上的滾動阻力之差,它是真實存在的,和都是定義的,在汽車的受力圖上並不存在。
第九章大題目(2)
一.燃油經濟性結構方面
在保證動力性的條件下,汽車以盡量少的燃油消耗量完成運輸工作的能力,稱作汽車的燃油經濟性。
1. 評價指標
常用一定執行工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽車行駛的里程數來衡量。
1.1等速行駛百公里燃油消耗量
計算式q:汽車通過測試路段的燃油消耗量(l)
s:測量路段長度(km)
:百公里油耗(l./100km)
等速百公里燃油消耗量是常用的一種評價指標,指汽車在額定的載荷下,以最高檔在水平良好路面上等速行駛100km的燃油消耗量。
1.2迴圈工況百公里燃油消耗量
迴圈工況規定了車速——時間行駛規範,例如如何換擋、何時制動以及行車的速度和加速度等數值。
2. 結構方面
1) 汽車尺寸和質量
廣泛採用輕型、微型轎車是節約燃油的有效措施,可降低各種阻力,保證汽車較高動力性。主要措施:採用高強度的低合金鋼、鋁合金、塑料等輕質材料;改進汽車結構,儘量減少大型零部件尺寸和數目,提高零部件的承載能力,如採用前輪驅動、承載式車身等;零件設計不追求過高的安全係數,以減少零件的尺寸和質量。
2) 發動機
(1) 提高現有汽油發動機的熱效率和機械效率
(2) 擴大柴油發動機的應用範圍
(3) 增壓化
(4) 採用電子計算機控制技術
(5) 採用稀薄燃燒和缸內直噴技術。
3)傳動系統
合理選擇傳動方式和各總成的結構形式、改善潤滑條件、縮短傳動路線;合理分配變速器的檔位,便於操作使用。
4)汽車外形與輪胎
改善車身流線型,儘量減少車身外部凸出物的數量和面積,可有效減少迎風面積a、降低空氣阻力係數cd,從而減小汽車行駛的空氣阻力,提高燃油經濟性。
改進輪胎結構,主要是改進橡膠材料和採用子午線結構等。
二.燃油經濟性使用方面
1.評價指標(同上)
2.使用方面
1)正確的技術保養與調整
(1)發動機技術狀況
對燃料經濟性影響較大的因素主要是:氣缸壓力、配氣相位、冷卻系統、燃料供給系統和點火系統的技術狀況。
要定期檢查汽缸,防止漏氣,保持正常的氣缸壓力。
配氣機構相關零部件的磨損或失調會使配氣相位失準,充氣係數下降,發動機功率降低、燃料消耗增多。
燃料供給系統的技術狀況直接影響混合氣的濃度和形成質量,從而影響發動機的動力性和燃油經濟性。
汽車發動機試題
機電部16級四班汽車發動機試題姓名 一 填空題 1 四衝程發動機的乙個工作迴圈包括 衝程 衝程 衝程 衝程。2.氣缸總容積等於 與 之和。3.壓縮比等於 與 之比。型汽油機,其中eq表示 6表示 100表示 5.12v135z型柴油機,其中12表示 v表示 135表示 6.4120f型柴油機,其中4...
汽車發動機教案
長沙縣職業中專汽車 案任教者 劉俊 2017年下學期 汽車發動機教案 關於教案的幾點說明 1 本教案主要著重於對教學過程的設計,對教學的具體內容則主要體現於課件中。2 本教案中的教學方法設計內容用紅色字型表示,以區別於一般課程內容。3 由於本課程由多從頭到教師講授,在教學研究過程中對教學重點難點進行...
汽車發動機原理課本總結
一 發動機實際迴圈與理論迴圈的比較 1.實際工質的影響 理論迴圈中假設工質比熱容是定值,而實際氣體比熱是隨溫度上公升而增大的,且燃燒後生成co2 h2o等氣體,這些多原子氣體的比熱又大於空氣,這些原因導致迴圈的最高溫度降低。加之迴圈還存在洩漏,使工質數量減少。實際工質影響引起的損失如圖中wk所示。這...