发动机原理

一、名词解释1．有效热效率：内燃机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。【有效热效率与有效燃油消耗率是衡量内燃机经济性能的指标】2．热值：1Kg燃料完全燃烧所放出的热量。3．充量系数：换气过程结束时，实际进入气缸的新鲜充量m1与进气状态下充满气缸工作容积的理论充量mth之比。4．平均机械损失压力：发动机单位气缸工作容积一个循环所损失的功。5．指示功率：内燃机单位时间内所做的指示功率称为指示功率。6．残余废弃系数：进气过程结束时气缸内残余废气量与进入气缸中新鲜空气的比值。7．指示热效率：内燃机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。8．有效性能指标：有效工，有效功率，有效转矩，平均有效压力，转速和活塞平均转速，有效热效率，有效燃油消耗率9．升功率：是内燃机在标定工况下每升气缸工作容积所做的有效功率。10．过量空气系数：燃烧1Kg燃料实际提供的空气量L与理论所需空气量Lo之比。11．指示性能指标：以工质对活塞做工为基础的指标,指示功，平均指示压力，指示功率，指示热效率，指示燃油消耗率。12．平均有效压力：内燃机单位气缸工作容积所作的有效功13．增压度：内燃机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。14．有效燃油消耗率：指单位有效功的耗油量，通常用每有效千瓦小时所消耗额燃油量来衡量。15．平均指示压力：指单位气缸工作容积一个循环所作的指示功。16．比质量：发动机的质量与所给出的标定功率之比17．增压比：增压后气体压力与增压前气体压力之比18．发动机的特性：发动机性能指标随调整情况及运转工况而变化的关系、19．负荷特性：内燃机在转速不变的情况下，内燃机其他性能随负荷的变化关系。（速度特性：内燃机油量调节机构的位置一定时，内燃机性能参数随转速的变化关系）20．压缩比：内燃机气缸总容积与燃烧室的比值二问答题1、简述提高充量系数的措施①降低进（排）气管的气流阻力，②采用可变配气的控制技术③利用进（排）气管中的动力效应，④减少进气充量的加热。2、发动机实际循环与理论循环的差别由哪些损失引起？①实际工质的影响：内燃机的实际循环存在许多不可避免的损失，使其不可能达到理论循环的热效率和平均压力数值。②换气损失，理论循环用定容定压加热和定容放热过程代替实际循环的燃烧和排气过程，没有工质替换，而实际上，吸入新鲜工质和排出废气是实际循环得以周而复始进行所必不可少的。③传热损失，理论循环没有热量损失，而实际循环中汽缸壁与工质始终存在着热交换。④时间损失，理论循环中工质定容加热可以说是瞬间完成的，而实际循环中存在一定的时间。⑤燃烧损失，燃烧损失包括后燃和不完全燃烧所引起的损失。⑥泄露损失，指气门和活塞环处部分工质从燃烧室内泄露而引起的作功量。⑦流动损失，包括活塞告诉运动使工质在气缸内产生的涡流损失和工质在分隔式燃烧室中的流入、喷出所引起的节流损失。3、氢气作为替代燃料有什么特点？着火极限宽，点火能量低，火焰传播速度快，与空气的理论混合气热值高，自燃温度高，燃烧排放低，发动机的热效率高，发动机的磨损量减少。4、柴油机直喷式燃烧室有何特点？①由于燃烧迅速，故经济性好，有效燃油消耗率低。②燃烧室结构简单，表面积与容积比小，因此散热损失小，也没有主副燃烧室之间的节流损失，冷启动性好，经济性也好，③对喷射系统的要求高，特别是开始燃烧室。④半开式燃烧室对进气道要求较高，⑤NOx的排量较分格式燃烧室柴油机高。⑥对转速的变化较为敏感，特别是半开式燃烧室，较难兼顾高速和低速工况的性能，因为是和转速较低非直喷式燃烧室柴油机，⑦压力升高率大，燃烧噪声大，工作粗暴。5、汽油机不正常燃烧的定义是什么？有哪些表现？他们对发动机的危害有什么？汽油机的不正常燃烧是指当设计或者控制不当，汽油机偏离正常点火的时间及地点，由此引起燃烧速度急剧上升，压力急剧增大等异常现象，。具体有爆震燃烧和表面点火两类。爆震燃烧的危害：爆震也称为敲缸，轻微敲缸会使功率上升，严重敲缸，发动机功率下降，转速下降，工作不稳定，机身震动大，同时冷却液过热，润滑油温度明显上升。发生爆燃时，最高燃烧压力和压力升高率都聚集增大，因而相关零件部件所受应力大幅增加，机械负荷大；爆燃时压力波冲击缸壁破坏了油膜层，导致活塞、气缸和活塞环磨损加剧：爆燃时剧烈无序的放热还使气缸温度明显上升，热负荷及散热损失加剧，这种不正常燃烧还使动力性经济性恶化。表面点火危害：表面点火指不考电火花点燃而燃烧室炽热表面点燃混合气的现象，表面点火时刻不可控制，由于提前点火而且热点表面比火花大，使燃烧速度快，气缸压力温度升高，发动机工作粗暴，并且由于压缩功增加，向壁传热增加，使功率下降，火花塞，活塞等零件过热，再燃会诱发爆燃，爆燃又会使更多的炽热表面温度升高，促使更剧烈的表面点火，两者相互促进，危害更大。6、简述影响充量系数的因素①配气定时，②压缩比，③残余废弃系数，④进排气相位角，⑤气门关闭时缸内压力，⑥进气门关闭时缸内气体的温度Ta：引起其变化的原因是：新鲜工质进入发动机与高温零件接触而被加热，新鲜工质与高温残余废弃混合而加热，Ta值越高，充入气缸工质密度越小，充量系数降低、7、发动机机械损失包括哪些部分？测定机械损失的方法有哪些？①活塞与活塞环的摩擦损失，②轴承与气门机构的摩擦损失。③驱动附属结构的损失：冷却水泵，机油泵等④泵气损失⑤流体摩擦损失，⑥驱动扫气泵及增压器的损失。测量方法：示功图法，到拖法，灭缸法，油耗线法。8、天然气作为代替燃料有什么特点？着火极限宽，点火能量高，抗暴性好，理论混合气热值低，功率低，排污小，携带性差9、简述汽油机燃烧室的设计原则。①结构紧凑，②经济性动力性好。③工作稳定，④噪声小，⑤排放污染小。⑥具有良好的充气性能，，⑦火花塞位置安排得当，⑧要产生适当的气体流动，⑨适当冷却末端气体10、柴油机燃烧放热规律的定义是什么？其三要素包括哪些因素？瞬时放热速率和积累放热百分比随曲轴转角的变化关系。其三要素包括：开始放热的时刻，放热规律和放热持续时间（它们对柴油机性能的影响主要表现在循环热效率和最高爆发压力两方面。）11、柴油机和汽油机的速度特性有什么差异？①柴油机在各种负荷的速度特性喜爱的转矩曲线都比较平坦，②汽油机的有效功率外特性的最大值点，一般在标定功率点，柴油机可以达到的最大值点转速很高，而标定点要比其低得多。③柴油机的燃油消耗率曲线在各种负荷的转速特性下都比较平坦，仅在两端约有翘起，最经济区的转速范围很宽，汽油机则不同，其油耗曲线和翘曲度随节气门开度减小而聚类增大，相应最经济区的转速范围越来越窄。12、汽油机和柴油机性能的差异使汽油机和柴油机有何差异？①混合气形成：汽油：蒸发性强，较低温度下在气缸外形成均匀混合气，柴油：蒸发性差，低温下不能形成混合气，②着火与燃烧：汽油：自然点高，着火点低，适于外源点火。柴油：自燃点低，应促进自燃‘③负荷调节方式：汽油机：控制节气门开度，量调节，柴油机：调节循环喷油量，质调节13、汽油爆燃现象出现的额原因是什么？影响爆燃出现的因素有哪些？爆燃原因：火花塞点燃之后，燃烧室末端的混合气自然。影响因素：燃料的性质（辛烷值越高，抗爆性越强）；末端混合气的压力和温度；火焰前封面传播到末端混合气的时间。14、汽油机和柴油机的负荷特性比较有何差异？①汽油机的燃油消耗率普遍偏高，且在从空负荷向中、小负荷过度时，燃油消耗率下降缓慢，维持在较高水平，燃油经济性明显较差；②汽油机排放温度普遍较高，且与负荷关系较小，③汽油机燃油消耗率曲线弯曲度较大，而柴油机的燃油消耗率曲线在中、小负荷段的线型较好。15、着火延迟期对柴油机性能有何影响？影响着火延迟的因素有哪些？着火延迟期时间长的话，在此期间喷入燃烧室的燃油就多，着火前形成的可燃混合气也就多，他们在下一个阶段中几乎一起燃烧，使缸内压力升高率喝最高爆发压力较高，柴油机工作粗暴，运动部件收到强烈的冲击，影响柴油机寿命。影响滞燃期的主要因素是压缩温度和压力，燃油性质、喷油提前角和转速等。16、柴油机的燃烧过程是如何进行的？①着火延迟期，②急燃期，③缓燃期，④补燃期17、使用因素对汽油机燃烧过程有什么影响？点火提前角，混合气浓度，转速，负荷，大气状况18、柴油机的供油规律与喷油规律有何区别？原因？供油规律指供油速率随凸轮轴转角的变化关系：喷油规律指喷油速率随凸轮轴转角的变化关系。两者的差别：①喷油始点滞后于供油始点，②喷油持续时间较长，③最大喷油速率较低，④曲线的形状有一定的变化产生原因：①燃油的可压缩性，②系统内产生压力波的传播，③高压油管的弹性形变。19、醇类作为代用燃料有何特点？①辛烷值高，②蒸发潜热大。③着火极限宽，④热值低⑤腐蚀性大⑥沸点低，易产生气阻，⑦储存使用方便，⑧排放方便。20、二甲醚作为代用燃料有何特点？①燃烧不产生碳烟，②热值低，③十六烷值高，④蒸发潜能大，⑤沸点低，圆润性差。21、恒压涡轮增压与脉冲增压两种增压系统的比较①脉冲涡轮增压由于排气节流所造成的排气能量损失比定压增压系统小，所以脉冲增压对排气能量的利用比恒压增压要好②在内燃机扫气期间，脉冲系统的排气管压力正处于波谷，有足够的扫气压力差，有良好的扫气作用，而恒压系统由于排气管压力波动小，所以扫气压力差小，扫气不好。③在脉冲增压系统中，由于排气管容积较小，内燃机负荷改变时，排气的压力波变化很快传递到涡轮机吗，增压器能较快响应，所以脉冲增压系统的响应性和加速性比恒压系统好，④从排气涡轮效率看，脉冲系统的平均绝热效率比恒压系统低，也就是说恒压系统的涡轮机效率比脉冲系统高，⑤脉冲系统尺寸比较大，而且排气管要依内燃机大发火顺序分支，所以其结构布置比恒压系统复杂。