发动机原理复习题

一 名词解释 1 定容加热循环： 2 混合加热循环：

3 压缩比：气缸总容积与气缸压缩容积（燃烧室容积）的比值

4 过量空气系数：燃烧1kg燃料实际提供的空气量L与完全燃烧1kg燃料理论上所需空气量L0之比。 5 充气效率：实际进入气缸新鲜工质量与进气状态下充满气缸工作容积新鲜工质量之比值。 6 点火提前角：从发出电火花到上止点间的曲轴转角称为点火提前角。

7 排气后处理：气体排出发动机气缸后，在排气系统中进一步减少有害成分的措施，主要指催化转换器。 8 自由排气阶段：排气门开启到气缸压力接近了排气管压力的这一时期，称为自由排气阶段。 9 泵气损失：由排气、进气和部分压缩过程所构成的封闭循环的低压示功图。 10 燃烧速度：燃烧速度指单位时间燃烧的混合气量(p65)

11 点火提前角调整特性：当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的改变而变化的关系称为点火提前角调整特性。

12 爆震燃烧：在一定条件下，处在最后燃烧位置上的那部分终燃混合气自己形成火焰中心，并以极高的速率将终燃混合气燃烧完毕，从而产生频率很高的脉冲压力波，于是发生振动的金属震音。

13 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称为喷油泵速度特性。

14 汽油机速度特性：汽油机节气门开度固定不动，其有效功率Pe、扭矩Ttq、、燃油消耗率be、每小时消耗油量B等随转速n变化的关系。

15 汽油机负荷特性：当汽油机转速不变，而逐渐改变节气门开度，每小时耗油量B、燃料消耗率be随功率Pe（或扭矩Ttq、平均有效压力Pme）变化的关系。

16 柴油机速度特性：喷油泵油量调节机构位置固定不动，柴油机性能指标（主要是功率Pe、扭距Ttq、燃油消耗率b、每小时耗油量B）随转速n变化的关系。

17 柴油机负荷特性：柴油机转速一定，而移动喷油泵齿条或拉杆位置，改变每循环供油量△b时，每小时耗油量B、有效燃料消耗率be随Pe（或Ttq、Pme）变化的关系。（p134） 二 填空题

1 在定容加热循环中，当加热量增加，循环热效率不变，循环平均压力升高 2 混合加热循环中，当加热量和压缩比不变，预膨胀比增大时，循环热效率下降 3 发动机实际循环是由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气等过程组成。

4 发动机压缩终点的压力为 。（P6） 5 汽油机最高爆发压力为3.0~6.5MPa，柴油机最高爆发压力为4.5~9.0MPa(p7) 6 柴油机膨胀比大，转化为有用功的热量多，热效率高（p8）

7 平均有效压力是发动机单位气缸工作容积输出的有效功，它是评定发动机动力性能的重要指标 8 测定机械损失的方法有倒拖法、灭缸法、油耗线法、示功图法 9 评定汽油抗爆性的指标是辛烷值，评定柴油机自燃性的指标是十六烷值 10 汽油机汽油喷射系统主要是由进气系统、燃料供给系统和控制系统三部分组成

11 汽油机负荷增加时，其点火提前角应该减小，汽油机转速增加时，其点火提前角应该增大 12 在进排气门开闭的四个时期中，进气迟闭角的改变对充气效率影响最大。 13 充气效率在某一转速时达到最大值，当转速高于此转速时充气效率下降

14 加大进气迟闭角，高转速时充气效率增加，有利于最大功率的提高，减少进气迟闭角，有利于提高最大转矩，但降低了最大功率

15 二行程发动机的扫气方式有直流换气、横流扫气和回流扫气。 16 燃烧1kg汽油需要14.9kg的空气

17 当过量空气系数等于0.85~0.95时，混合气为功率混合气。当过量空气系数等于1.03~1.1时，混合气为经

济混合气。

18 电控汽油喷射汽油机的控制系统的任务在于根据测得的空气流量、转速和其他信号计量供油量，保证该工况所需的准确的空燃比。

19 电控汽油喷射汽油机的空气系统的任务是计量并控制燃烧所必要的空气量

20 电控汽油喷射汽油机的燃料系统的任务是由电动汽油泵向各缸喷嘴及起动喷嘴压送具有一定压力的燃油。

21 三元触媒催化技术应该严格控制混合气成分在理论空燃比的附近（α≈1）p192 22 汽油机的燃烧过程可划分为着火延迟期、明显燃烧期和后燃期。P64 23 柴油机的燃烧过程可划分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期。

24 影响柴油机的燃烧过程的运转因素有负荷、转速、燃料供油、提前角和废气再循环。（结构方面压缩比、活塞材料的影响、喷油规律的影响）(p122)

25 柴油机涡流室容积约占整个燃烧室压缩容积50%～60%，通道截面积约为活塞截面积的1%～3.5% 26 柴油机预燃室容积约占整个燃烧室压缩容积 ，通道截面积约为活塞截面积的 27 柴油机半开式燃烧室中的产生进气涡流的方法一般采用螺旋进气道

28 柴油机半开式燃烧室中的挤气涡流强度与活塞顶部凹坑喉口直径以及活塞顶间隙有关。（越小挤气涡流越强）

29 发动机工况是以其发出的功率Pe和转速n来表示

30 常用的测功器有水利测功器、平衡式电力测功器和电涡流测功器三种p128 31 耗油率的测量方法有容积法、质量法p130 32 标定功率为发动机使用中允许的最大功率p131 33 CO主要是在缺氧环境下的不完全燃烧产物p182，p184

34 NOx发生与燃料燃烧反应相伴的高温、富氧、充足的反应滞留时间的环境中 35 HC包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化产物 三 问答题

1.画图并分析汽油机HC，CO，NOx的排放量与过量空气系数之间的关系？p185

CO是一种缺氧条件下的不完全燃烧产物。随着空燃比的增加，CO的浓度逐渐下降，在大于理论空燃比以后，CO浓度已经很低了。

NOx浓度两头低，中间高，NO浓度峰值出现在理论A/F靠稀一侧，反映出高的NO生成率必须必须兼具高温、富氧两个条件，缺一不可。

HC的走向则是两头高，中间低，与燃油消耗率的变化趋势基本一致。当浓混合气逐渐变稀，在缝隙容积与激冷层中混合气燃料比例减少，因此HC量减少。处于最佳燃烧A/F范围内，HC及油耗均为最低。但混合气浓度过稀，燃烧因而失火，致使HC及油耗又重新回升。

从虚线可看出，组织好汽油在较大空燃比（例如空燃比大于20）下的稀薄燃烧，可兼顾降低排放（减少CO,HC,NO）与节能（减少油耗）。

2.画图并说明车用汽油机不同负荷下燃料供给系应提供的需要的混合气浓度？ （p73图）

全负荷时，节气门全开，应向气缸内提供适当加浓的功率混合器，所需A/F比为12～14，

中等负荷时，节气门部分开度，应有良好的经济性，适宜使用较稀的经济混合气。A/F比为17，怠速时，节气门接近全闭，需要提供更浓的混合气，A/F为10～12.4 3.汽油机的负荷调节方式是什么？柴油机的负荷调节方式是什么？ 汽油机的负荷调节方式为量调节，随着负荷的改变，改变进气量的大小。 柴油机的负荷调节方式为质调节，随负荷的改变，改变混合气的浓度。（X）

汽油机的负荷调节方式为量调节，随着负荷的改变，改变进入气缸的混合气数量。负荷减少时，进入气缸的混合气数量减少。P72

柴油机的负荷调节方式为质调节，空气量基本不随负荷变化，而只调节循环供油量。负荷增加，循环供油量也增加。（P122）

4.画图并说明充气效率与平均进气马赫数之间的关系

在正常的配气定时条件下，当超过一定数值时，大约在0.5左右，充气效率急剧下降。（p30） 5.说明汽油机柴油机混合气浓度的范围？发展趋势是什么？

汽油机混合气用的是预先混合好的均匀混合气，混合比只在狭小的范围内变动（柴油机负荷是靠质调节过量空气系数变化很大对于一般车用高速柴油机=1.8～2.2。(p54) 均质稀混合气的燃烧室

常规汽油机，特别是使用三元催化反应器的汽油机，过量空气系数必须控制在1左右，从而限制其性能进一步提高。增大过量空气系数，使用稀薄混合气工作，可以提高压缩比，增大绝热指数，保证完全燃烧，目前主要采用增强紊流，缩短火焰传播距离，依此多点喷射等，以加速燃烧。 分层给气燃烧室

将汽油机由量调节改为质调节，总的空燃比可以很大。混合气在燃烧室中分层，在火花塞附近为浓混合气，保证在火花塞附近形成稳定的着火核心，并向可燃混合气传播火焰(p93~p96) 6.说明汽油、柴油机性能的差异对发动机的影响。

汽油机ηt低于柴油机ηt的主要原因是压缩比ε小所造成，所以提高压缩比一直是提高汽油机热效率的主要方向，但受到不正常燃烧的限制；

实际工质比热容变化引起的损失，占有较大比例。汽油机因相对的空气量少，混合气较浓，缸内燃烧温度较高，故此项损失较柴油机大。所以应用稀混合气是汽油机减少损失的途径之一；

对于柴油机，不完全燃烧主要是混合气形成及燃烧组织不完善引起，故燃油喷射、气流运动与燃烧室形状间的良好配合是柴油机应改善之处。

柴油机因压缩比高，燃烧的最高爆发压力pZ很高，但因相对于燃油的空气量大，所以最高燃烧温度TZ值反而比汽油机低。所以各个过程的温度均比汽油机低，唯独压缩过程终点时高于汽油机；

压缩比高，所以柴油机膨胀比也大，转化为有用功的热量多，热效率高，所以膨胀终了的温度和压力均比汽油机小。而其他过程的压力均高于汽油机。 附:说明汽油柴油机性能的差异对发动机的影响（p51） 1.引起混合区形成上的差异 2.引起着火与燃烧上的差异 7 汽油机燃烧过程概述

在气缸外部的进气管（进气道）内，利用喷嘴或化油器使空气和燃油混合，形成混合气；混合气进入气缸后，到压缩行程终了时已大致构成均质混合气，再经电火花点火进行燃烧

=0.8～1.2）

=1.2～1.6增压柴油机

着火延迟期：点燃混合气，形成 火焰中心； 着火延迟期长短有变动； 希望尽量缩短着火延迟期并保持

稳定

明显燃烧期：火焰传遍整个燃烧室，火焰速度UT ? 绝大部分燃料在这一阶段燃烧，是汽油机的主燃烧期 ? 汽油机Δp/Δφ在0.2--0.4MPa/(°)的范围内 ? 燃烧最高压力出现在上止点后12°～15°曲轴转角

后燃期：火焰前锋后未及燃烧的燃料再燃烧；这种燃烧已远离上止点，应尽量减少

8 各循环间的混合气浓度、发动机负荷、发动机转速、点火时刻、燃烧室的形状、火花塞的位置、压缩比、配气定时等不同导致各循环的燃烧变动

? 一）混合气浓度在α<0.8及α>1.2时 :

? 火焰速度缓慢，经济性差 ； ? 燃料不完全燃烧，HC排放量增多； ? 工作不稳定 ? 在α=1.03--1.1时 : ? 燃料燃烧完全，be最低

? 缸内温度最高且有富裕空气，NOx排放量大

（二）点火提前角：点火角过大，压缩功增加，且最高压力升高，爆燃倾向加大

点火过迟，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

? （三）转速转速增加时，气缸中紊流增强，火焰速度大体与转速成正比增加 ? 转速增加时，爆燃倾向减小

? 转速增加时，应该相应加大点火提前角 ? （四）负荷汽油机负荷调节是量调节 ， ? 当负荷减小时，残余废气所占比例相对增加 ? 当负荷减小时，需要增大点火提前角

? （五）大气状况大气压力低（高原），气缸充气量减少，经济性和动力性下降，爆燃倾向减小 ? 大气温度高，同样气缸充气量下降，容易发生爆燃和气阻

9.说明影响汽油机爆燃的因素p70 1、 燃料性质

2、 末端混合气的压力和温度 3、 火焰前锋传播到末端混合气的时间 10.为什么汽油机在低速大负荷时容易爆燃

大负荷时，气缸的温度和压力高，爆燃倾向大。发动机转速低时，火焰速度小，火焰传播到末端混合气的时间长，爆燃倾向大。

11.论诉点火提前角对车用汽油机性能的影响

对应每一工况都存在一个最佳点火提前角，这时汽油机功率最大，耗油率最低。

点火提前角过大，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，且最高压力升高，末端混合气燃烧前的温度升高，爆燃倾向增大。

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，氮氧化物排放量降低。、 12.说明电控汽油喷射发动机的优点

1）汽油喷射系统用电脑控制，通电时间计算准确，并在油量计量中进行包括空气流量、转速在内的多因素修正，提高了油量计量与控制的精度。