发动机大题答案

1.热力学第二定律如何表述？答：1.热量不可能自发的、不付任何代价的由一个低温物体传至高温物体。热量不可能自发地从冷物体转移到热物体。2.不可能制成一种循环工作的热机，仅从单一的高温热源取热使之完全转变为有用功（第二类永动机），而不向低温热源（冷源）放热。单热源热机是不存在的。热力学第二定律的实质是一切自发的过程都是不可逆的。2.汽油机与车用柴油机的理想循环是什么循环？它们有哪些过程组成？答：汽油机：等容加热(奥托)循环，1-2的压缩过程—绝热压缩、2-3的燃烧过程—等容加热、3-4的膨胀过程—绝热膨胀、4-1的排气过程—等容放热。高速柴油机：混合加热(萨巴德)循环，1-2的压缩过程—绝热压缩；2-3的燃烧过程—等容加热；3-4的燃烧过程—等压加热；4-5的膨胀过程—绝热膨胀；5-1的排气过程—等容放热。低速柴油机：等压加热(狄赛尔)循环，1-2的压缩过程—绝热压缩、2-3的燃烧过程—等压加热、3-4的膨胀过程—绝热膨胀、4-1的排气过程—等容放热。3.发动机机械损失由哪几部分组成？当发动机的转速、负荷、机油粘度、水温发生变化时，ηm怎样变化？答：组成：摩擦损失、驱动各种附件损失、带动机械增压器损失、泵气损失。转速↑=摩擦损失↑=机械损失↑=Pmm↑，得:n↑,ηm↓。负荷↓=Pmi↓,Pmm近似不变=ηm＝１－Pmm/Pmi↓。机油粘度过大=内部摩擦↑=机械损失↑，Ni不变==ηm↓；粘度过小=机油的承载能力太低=油膜破裂==发生干摩擦=烧瓦=Pmm↑↑=ηm↓↓。冷却水↑=Pmm↓=ηm↑。4.换气损失包括哪些？排气提前角对换气损失有何影响？答：换气损失包括：排气损失（自由排气损失、强制排气损失）、进气损失；影响：在发动机转速一定且排气提前角较小时，内燃机的膨胀损失W小，但活塞的推出功损失X将会增加，随着排气提前角的增大，膨胀损失W增加，而推出功损失X则减小。在排气提前角由小变大的过程中，存在一个最佳的排气提前角，使发动机的排气损失最小。5.当发动机的转速、负荷、大气压力变化时，Фc怎样变化？答：转速过高，进气流速升高，流动阻力加大，Pa减小，则Фc减小；转速过低，惯性进气降低，则Фc减小。负荷升高，节气门开度加大，进气阻力减小，进气终了Pa升高，则Фc升高。Po降低，Pa降低，但Pa/Po基本不变，则Фc不变。6.汽油机的燃烧过程分为几个阶段？它们如何划分的？答：1.滞燃期（着火落后期或着火延迟期）-火焰发展阶段；2.急燃期（明显燃烧期或显燃期）-火焰的传播阶段；3.后燃期（补燃期）。划分方式：按缸内变化特点划分。7.后燃期长好还是短好，为什么？答：希望后燃期尽可能短，后燃放热量尽可能少。因为后燃期长，则使ηit↓，Pe↓，be↑，且排气温度↑，散热量↑。过长，会造成发动机过热，排气管“放炮”。8.什么是表面点火？如何分类？与爆燃的区别？答：表面点火：在火花点火式汽油机中，凡是不依靠火花塞点火，而是由燃烧室内炽热表面（如过热的火花塞电极、排气门、积碳）点燃混合气的现象。分类：9.爆燃产生的原因和危害？答：原因：在火焰前锋到达之前,末端混合气受压缩和辐射的作用使温度、压力超过其临界温度、压力，产生自燃。危害：1.机件过载：冲击负荷大，机件的机械负荷增加，使机件变形损坏。噪声增大。2.机件烧损：汽油机燃烧终了的温度为2000~2500℃，由于冷却水和气体附面层的作用，活塞顶、燃烧室壁和缸壁的温度保持在200~300℃。爆燃冲击波破坏燃烧室内附面层和局部高温，使活塞头和气门等烧损，同时会引起发动机过热。3.润滑变差：发动机过热，使润滑效果变差，使磨损加剧。4.积碳增多：高温裂解产生的碳粒形成积炭。5、Pe下降、be上升：另外，高温裂解使燃烧产物分解为CO、H2、O2、NO及游离碳增多，排气冒烟严重。CO、H2、O2等膨胀过程中重新燃烧，使排温增高。10.燃油中的辛烷值、点火提前角、转速、负荷、残余废气、混合气浓度对爆燃有何影响？为什么？答：辛烷值↑，抗爆性就越好，发动机就可以用更高的压缩比。点火提前角↑，混合气的温度和压力↑，易爆燃；转速↑，进气速度↑，压缩终了气体紊流度↑，火焰传播速度↑，爆燃程度减弱；负荷↑，进气量↑，混合气的温度和压力↑，易爆燃残余废气Φr↑，混合气自燃温度↑，着火延迟期↑，爆燃程度减弱；混合气浓度，Φa在0.85~0.95时，自燃温度低，着火延迟期短，爆燃最严重缸内积碳↑，使热阻加大，壁面温度升高，实际压缩比增加，爆燃加重11.柴油机的燃烧过程分哪几个阶段？是怎样划分的？答：滞燃期：从喷油开始到缸内压力线与压缩线偏离的始点（或着火）阶段。速燃期：从着火(压力脱离压缩线)到缸内压力最高阶段。缓燃期：从缸内压力最高到温度最高阶段。补燃期：从温度最高到燃料燃烧结束。12.什么是放热规律？理想的放热规律是什么？答：放热规律：放热率dQ/dΦ(每度曲轴转角的放热量)随曲轴转角的变化关系。三要素：燃烧放热始点、放热持续期、放热率曲线形状。理想的放热规律：曲线要先缓后急。放热开始时刻要适当提前,持续时间为40°CA。13.柴油不正常喷射有哪几种？各有何危害？答：二次喷射：针阀落座后，过大的反射波（高压油管内）使针阀再次升起而喷油的现象。危害：喷油时间↑，喷油量↑，后燃加重，发动机过热，排温↑，燃油消耗率↑；喷射压力低，雾化不良，燃烧过程中喷入气缸，排气冒黑烟，积碳。（高速、高负荷时较严重）。隔次喷射：发生在怠速运行时，造成柴油机怠速运转不稳。断续喷射：常发生在低速小负荷工况。14.简述柴油机二次喷射产生的原因与危害？答：二次喷射：针阀落座后，过大的反射波（高压油管内）使针阀再次升起而喷油的现象。危害：喷油时间↑，喷油量↑，后燃加重，发动机过热，排温↑，燃油消耗率↑；喷射压力低，雾化不良，燃烧过程中喷入气缸，排气冒黑烟，积碳。（高速、高负荷时较严重）。15.什么是空间雾化混合、油膜蒸发混合？答：空间雾化混合：将燃油喷向燃烧室空间以雾状油滴与空气涡流混合。油膜蒸发混合：将燃油喷向燃烧室璧面以油膜蒸发油气与空气涡流混合。16.简述直喷室燃烧室产生进气涡流的方式？答：进气涡流：靠切向进气道和螺旋进气道形成。切向进气道和螺旋进气道两种方式。切向进气道：气道母线与气缸相切，在气门前强烈收缩，使气流越来越快进入气缸后受缸壁的约束而转向，形成涡流。螺旋进气道：气门座上方的气道成螺旋型，相对于气缸中心一定位置。气流形成绕气门中心的旋转运动，进入气缸后近于切向气流，沿气缸壁绕气缸中心旋转运动。17.分析汽油机负荷特性各曲线变化的趋势与原因。答：汽油机负特性曲线（be曲线）较陡，be最低；原因：汽油机的压缩性低，be大，在小负荷区，汽油机由于节气门的节流作用，造成较大的泵气损失，使be的上升更快。18.分析柴油机负荷特性各曲线变化的趋势与原因。答：柴油机负特性曲线（be曲线）平坦，be最低；原因：柴油机的压缩性高，be小。19.根据负荷特性曲线，如何评价发动机经济性的好坏？答：在负荷特性曲线上，最低燃油消耗率越小，在负荷变化较宽范围内be变化越小，即be曲线越平坦，发动机的经济性越好。20.何为柴油机工作粗暴？降低柴油机工作粗暴的主要途径有哪些？答：柴油机的工作粗暴一般是指工作突爆或爆燃。途径：1）缩短着火延迟时间τi；2）减少滞燃期内的喷油量21.汽油机爆震和柴油机工作粗暴有何异同？答：汽油机爆燃和柴油机工作粗暴两种现象的相同点都是发动机工作过程中两种非正常燃烧现象,它们都是由于可燃混合气的自燃而产生的,二者都对发动机正常工作不利,对发动机都有敲击声。爆燃发生时产生的激波破坏了燃烧室壁面附面层,导致传热损失增加,不仅使缸盖、冷却水等过热,而且热效率下降,功率降低。工作粗暴是在着火延迟期内形成的可燃混合气较多,在急燃期内一起自燃,产生较大的压力升高率,使发动机噪声增大,严重时使发动机负功增大,功率降低。两种现象的不同点表现在以下几个方面:1.现象发生的时期不同。爆燃发生在急燃期的后期,而工作粗暴发生在急燃期的前期。2.缸内压力状况不同。爆燃发生时缸内压力不均匀,缸内产生激波,而工作粗暴则是一种弱扰动,缸内压力仍然均匀,无激波产生。22.请根据汽油机和柴油机的特性曲线，综合评价两种发动机的动力性和经济性。答：（1）动力性：柴油机能输出较大的转矩汽油机能达到较大的转速，相同转速下柴油机能发出较大的功率。（2）经济性：柴油机经济性优于汽油机且柴油机经济工作范围较宽，且靠近中等负荷，汽油机经济工作区则靠近高负荷区。