發(fā)動(dòng)機(jī)原理_doc

1、發(fā)動(dòng)機(jī)原理第一章1、什么是內(nèi)燃機(jī)的指示指標(biāo)和有效指標(biāo)？答：指示指標(biāo)：以工質(zhì)對(duì)活塞作功為基礎(chǔ)的性能指標(biāo)。指示指標(biāo)不受動(dòng)力輸出過程中機(jī)械摩擦和附件消耗等各種外來因素的影響，直接反映由燃燒到熱功轉(zhuǎn)換的工作循環(huán)進(jìn)行的好壞。 有效指標(biāo)：以曲軸輸出功率為基礎(chǔ)的性能指標(biāo)。有效指標(biāo)被用來直接評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作性能的優(yōu)劣。包括動(dòng)力性指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)兩類。2、指示指標(biāo)有哪些，有效指標(biāo)有那些？答：指示指標(biāo)：1、指示功Wi和平均指示壓力Pmi。2、指示功率Pi。3、指示燃油消耗率bi。4、指示熱效率i。 有效指標(biāo)：1、有效功率Pe。2、有效扭矩（轉(zhuǎn)矩）Ttp。3、平均有效壓力Pme。4、升功率PL，比質(zhì)量Me。5、有

2、效燃油消耗率be和有效熱效率e。3、指示指標(biāo)和有效指標(biāo)兩者之間的何區(qū)別和聯(lián)系是什么。答： 4、畫出汽油機(jī)與柴油機(jī)實(shí)際循環(huán)示功圖，說明其燃燒過程接近哪種熱力過程？答：（1） 左：柴油機(jī) 右：汽油機(jī)（2）.汽油機(jī)：混合氣燃燒，火焰迅速傳播到整個(gè)燃燒室，工質(zhì)的壓力、溫度劇烈上升，整個(gè)燃燒接近于定容加熱。（圖中最左邊豎線） 柴油機(jī)：開始，燃燒速度很快，而氣缸容積變化小，所以工質(zhì)的壓力、溫度劇增，接近于定容加熱(圖中最左邊豎線)；接著，一面噴油，一面燃燒，燃燒速度緩慢下來，且隨著活塞向下止點(diǎn)移動(dòng)，氣缸容積增大，氣缸壓力升高不大，而溫度繼續(xù)上，該過程接近于定壓加熱。(圖中上邊橫線)第二章1、發(fā)動(dòng)機(jī)換汽過程

3、答：自由排氣、強(qiáng)制排氣、進(jìn)氣和氣門疊開中個(gè)階段。2、什么是配氣定時(shí)，配氣相位圖的意義。答：配氣定時(shí)：以曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門開閉時(shí)刻及其開啟的持續(xù)時(shí)間稱作配氣定時(shí)。3、什么是內(nèi)燃機(jī)的充氣效率？分析影響充氣效率的因素和提高充氣系數(shù)的主要措施？計(jì)算充氣效率答：變氣效率：指每一個(gè)進(jìn)氣行程所吸入的空氣質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下占有氣缸活塞行程容積的干燥空氣質(zhì)量的比值。大氣壓力高、溫度低、密度高時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率也將隨之提高。 影響因素：進(jìn)氣終了的壓力pa、進(jìn)氣終了的溫度Ta、殘余廢氣系數(shù)、配氣定時(shí)、壓縮比、進(jìn)氣（或大氣）狀態(tài)。 措施：（1）減少進(jìn)氣門處的流動(dòng)損失。 2）減少整個(gè)進(jìn)氣管道對(duì)氣流的阻力。 (3）

4、減少對(duì)新鮮充量的熱傳導(dǎo)。（4）減少排氣系統(tǒng)對(duì)氣流的阻力。（5）合理選擇配氣相位。例：已知某六缸四行程內(nèi)燃機(jī)缸徑×沖程=100×114(mm×mm)，當(dāng)n=2800rad/min時(shí)，測(cè)得，求4、怎樣合理選擇配氣定時(shí)答： 1、進(jìn)氣門遲閉角的選擇：進(jìn)氣門遲閉角對(duì)充氣效率影響最大1）圖中每條曲線相當(dāng)于在一定的配氣定時(shí)下，v隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。v是在某一轉(zhuǎn)速下達(dá)到最高值 2）不同v曲線相當(dāng)于在不同的配氣定時(shí)下，v隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。不同的進(jìn)氣遲閉角，v最大值相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速不同，一般遲閉角增大，v最大值相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速也增加 因此，改變進(jìn)氣遲閉角，可以改變充氣效率隨轉(zhuǎn)速變化的趨向，可用以調(diào)

5、整發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩曲線，來滿足不同的使用要求。加大進(jìn)氣門遲閉角，在高轉(zhuǎn)速時(shí)時(shí)充氣效率增加，有利于最大功率的提高。對(duì)于低中速性能，減少進(jìn)氣遲閉角，能防止低速倒噴，有利于提高最大扭矩。對(duì)于配氣定時(shí)不能改變的發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)根據(jù)常用工況確定進(jìn)氣遲閉角。2、排氣提前角的選擇： （1）保證排氣損失最小的前提下，盡量晚開排氣門，以加大膨脹比，提高熱效率。（2）當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，相應(yīng)的自由排氣時(shí)間減小，為降低排氣損失，應(yīng)增加排氣提前角。 3、氣門疊開角的選擇： （1）高速：利用排氣管的壓力波增加v，新鮮工質(zhì)流過高溫零件，降低熱負(fù)荷，減少NOx，故應(yīng)安排適當(dāng)?shù)臍忾T疊開角。（2）低速：發(fā)動(dòng)機(jī)在低速、小負(fù)荷時(shí)，進(jìn)氣管真空度較大，

6、且同樣的疊開角相當(dāng)?shù)臅r(shí)間長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生廢氣倒流，為改善低速性能及怠速穩(wěn)定性，要求氣門疊開角較小。5、發(fā)動(dòng)機(jī)可變技術(shù)有哪些答：可變進(jìn)氣管、可變氣門定時(shí)、可變氣門升程、可變進(jìn)氣渦流。第三章1、汽油、柴油標(biāo)號(hào)及特性？舉例說明。1、柴油性能：十六烷值、餾程、粘度、閃凝點(diǎn)、其他（機(jī)械雜質(zhì)、水分、灰分、含硫量、酸度、水溶性酸和堿、殘?zhí)嫉龋?（1）十六烷值：十六烷值是評(píng)定柴油自燃性好壞的指標(biāo)。十六烷值大，自燃性好，著火延遲時(shí)期短，在著火落后時(shí)期內(nèi)，氣缸中形成的混合氣少，著火后壓力升高速度低，工作柔和，冷起動(dòng)性能亦隨之改善。測(cè)定柴油的十六烷值，是在特殊的單缸試驗(yàn)機(jī)上按規(guī)定的條件進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)采用由十六烷和甲基萘混合

7、制成的混合液，十六烷容易自燃，規(guī)定它的十六烷值為100，a甲基萘最不容易自燃，其十六烷值定為0。當(dāng)被測(cè)定柴油的自燃性與所配制的混合液的自燃性相同時(shí)，則混合液中十六烷的體積百分?jǐn)?shù)就定為該種柴油的十六烷值。 國(guó)產(chǎn)柴油的十六烷值規(guī)定在40-50之間（2）餾程: 表示柴油的蒸發(fā)性，與燃燒完善程度及起動(dòng)性能有密切關(guān)系 燃料餾出50%的溫度低，說明這種燃料輕餾分多、蒸發(fā)快，有利于混合氣形成。 90%和95%溜出溫度標(biāo)志柴油中所含難于蒸發(fā)的重餾分的數(shù)量。如果重餾分過多，在高速柴油機(jī)中來不及蒸發(fā)和形成均勻混合氣，燃燒不容易及時(shí)和完全。 車用高速柴油機(jī)使用輕餾分柴油，但餾分太輕也不好，因?yàn)檩p質(zhì)燃料容易蒸發(fā)，在著

8、火前形成大量油氣混合氣，一旦著火壓力猛增，將使柴油機(jī)工作粗暴。 （3） 凝點(diǎn)：指柴油失去流動(dòng)性而開始凝結(jié)的溫度，與柴油儲(chǔ)存、運(yùn)送、使用有關(guān)。按凝點(diǎn)不同分為10號(hào)、0號(hào)、-10號(hào)、-20號(hào)、35號(hào)五級(jí)，其凝點(diǎn)分別不高于10、0、10、-20和-35 （4）粘度：是燃料流動(dòng)性的尺度，是表示燃料內(nèi)部摩擦力的物理特性。與燃料噴射有密切關(guān)系 當(dāng)其它條件相同時(shí)，粘度越大，霧化后油滴的平均直徑也越大使燃油和空氣混合不均勻，燃燒不及時(shí)或不完全，燃油消耗率增加，排氣帶煙 2、汽油：影響汽油機(jī)性能的關(guān)鍵性指標(biāo)是辛烷值和餾程。汽油是多種烴類的混合物，沒有一定的沸點(diǎn)，它隨著溫度的上升，按照餾分由輕到重逐次沸騰。汽油餾

9、出溫度的范圍稱為餾程 （1）辛烷值：辛烷值表示汽油抗爆性。汽油的辛烷值高，則抗爆震的能力強(qiáng)。國(guó)產(chǎn)汽油是以辛烷值（研究法）來標(biāo)號(hào)的。 為了提高汽油的辛烷值，常使用抗爆添加劑，它是由四乙鉛Pb(C2H5)4和溴化乙烷（C2H4Br2）組成的混合物。在汽油中加入少量的乙基液可明顯地提高汽油的辛烷值。四乙鉛有毒，常限制使用。含有四乙鉛的汽油都用加色標(biāo)明，以引起使用者的注意 辛烷值的測(cè)定：在專門的試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行的。測(cè)定時(shí)，用容易爆震的正庚烷（辛烷值定為0和抗爆性好的異辛烷（2、2、4三甲基戊烷）（其辛烷值定為100）的混合液與被測(cè)定的汽油作比較。當(dāng)混合液與被測(cè)汽油在專用的發(fā)動(dòng)機(jī)上的抗爆程度相同時(shí)，則混

10、合液中異辛烷含量的體積百分?jǐn)?shù)就是被測(cè)定汽油的辛烷值。 評(píng)定車用汽油的抗爆性，可采用兩種試驗(yàn)工況，分別稱為馬達(dá)法與研究法。馬達(dá)法規(guī)定的試驗(yàn)轉(zhuǎn)速及進(jìn)氣溫度比研究法高，所以用馬達(dá)法測(cè)定的辛烷值（MON）比研究法辛烷值（ROM）低。 美國(guó)認(rèn)為用辛烷值指數(shù)ONI，即（RONMON）2來表征在各種道路行駛（工作情況）時(shí)的抗爆性能更合理，并將汽油按ONI分為85、87、89、91、93、95、97共七個(gè)等級(jí)。 （2）餾程和蒸氣壓：餾程和蒸氣壓是評(píng)價(jià)汽油蒸發(fā)性的指標(biāo)。汽油餾出溫度的范圍稱為餾程 蒸發(fā)性：餾程曲線 （1）10%餾出溫度：標(biāo)志起動(dòng)性；注意氣阻 （2）50%餾出溫度：標(biāo)志平均蒸發(fā)性，它影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的

11、暖車時(shí)間、加速性以及工作穩(wěn)定性 （3）90%餾出溫度：標(biāo)志著燃料中含有難于揮發(fā)的重質(zhì)成分的數(shù)量 （3）98%餾出溫度：干點(diǎn)第四章1、汽油機(jī)不正常燃燒答：1.爆燃：爆燃時(shí)，缸內(nèi)壓力曲線出現(xiàn)高頻大幅度波動(dòng)(鋸齒波)，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生一種高頻金屬敲擊聲，因此也稱爆燃為敲缸。輕微敲缸時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率上升，嚴(yán)重敲缸時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，轉(zhuǎn)速下降，工作不穩(wěn)定，機(jī)身有較大振動(dòng)，同時(shí)冷卻水過熱，潤(rùn)滑油溫度明顯上升 2.表面點(diǎn)火：凡是不靠電火花點(diǎn)火而由燃燒室內(nèi)熾熱表面(如排氣門頭部、火花塞絕緣體或零件表面熾熱的沉積物等)點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象，統(tǒng)稱表面點(diǎn)火誘發(fā)早燃2、使用因素對(duì)燃燒的影響答：（一）混合氣濃度對(duì)燃燒的影響（

12、二）點(diǎn)火提前角對(duì)燃燒的影響（三）轉(zhuǎn)速對(duì)燃燒的影響（四）負(fù)荷燃燒的影響 當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，需要增大點(diǎn)火提前角 （五）大氣狀況對(duì)燃燒的影響3、工況變化時(shí)點(diǎn)火提前角的調(diào)整答：第五章汽油機(jī)混合氣的形成與的燃燒過程柴油機(jī)混合氣的形成與的燃燒過程汽油機(jī)和柴油機(jī)在混合氣形成、著火和燃燒上的區(qū)別答：對(duì)比項(xiàng)目汽油機(jī)柴油機(jī)著火點(diǎn)燃，高溫單階段著火，單點(diǎn)著火壓燃，低溫多階段著火，多點(diǎn)同時(shí)著火燃燒火焰在均質(zhì)預(yù)混合氣體中在有序傳播，燃燒柔和兩階段燃燒，即無序的非均質(zhì)混合燃燒和擴(kuò)散燃燒，燃燒較粗暴。第六章1、發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線的意義答：特性用曲線表示稱為特性曲線，它是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能的一種簡(jiǎn)單的方便必不可少的形式。根據(jù)各種特性曲

13、線，可以合理地選用發(fā)動(dòng)機(jī)，并能更有效地利用它。了解形成特性曲線的原因以及影響它變化的因素，就可以按需要方向改造它，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)一步提高，并設(shè)法滿足使用要求。2、什么是發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性和速度特性？答：負(fù)荷特性：指發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷（可用功率Pe、扭矩Ttq或平均有效壓力pme表示）而變化的關(guān)系；汽油機(jī)的負(fù)荷特性：汽油機(jī)保持某一轉(zhuǎn)速不變，而逐漸改變節(jié)氣門開度，每小時(shí)耗油量B 和耗油率be隨負(fù)荷（Pe 、 Ttq、pme）變化的關(guān)系稱為汽油機(jī)負(fù)荷特性；柴油機(jī)的負(fù)荷特性：柴油機(jī)保持某一轉(zhuǎn)速不變，而移動(dòng)噴油泵齒條或拉桿位置，改變每循環(huán)供油量b時(shí)，每小時(shí)耗油量B 和耗油率be隨功率Pe（

14、或轉(zhuǎn)矩Ttq、平均有效壓力pme）變化的關(guān)系稱為柴油機(jī)負(fù)荷特性；速度特性：發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為速度特性 ；汽油機(jī)速度特性：汽油機(jī)節(jié)氣門（油門）開度固定不動(dòng)，其有效功率Pe、轉(zhuǎn)矩Ttq、耗油率be、每小時(shí)耗油量B 等隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為汽油機(jī)速度特性； 柴油機(jī)速度特性：噴油泵的油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（油門拉桿或齒條）位置固定不動(dòng)，柴油機(jī)性能指標(biāo)（主要是有效功率Pe、轉(zhuǎn)矩Ttq、耗油率be、每小時(shí)耗油量B 等）隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為柴油機(jī)速度特性； 3、什么是外特性？答：汽油機(jī)外特性：節(jié)氣門保持全開，所測(cè)得的速度特性稱為外特性。 柴油機(jī)外特性：當(dāng)測(cè)量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在標(biāo)定（或稱額定）功率循環(huán)供油量位置時(shí)

15、，測(cè)得的速度特性為標(biāo)定功率速度特性，習(xí)慣上稱為外特性。4、柴油機(jī)標(biāo)定功率供油量如何確定答：四、柴油機(jī)標(biāo)定功率供油量如何確定？標(biāo)定功率速度特性代表該機(jī)在使用中允許達(dá)到的最高性能 。在柴油機(jī)中，在各種轉(zhuǎn)速下究竟能發(fā)出多大的扭矩，主要取決于每循環(huán)供油量b，柴油機(jī)扭矩曲線的變化趨勢(shì)，很大程度上決定于每循環(huán)供油量b隨轉(zhuǎn)速變化的情況。一般可以寫成 b=Nv/a隨著油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定位置的減小，循環(huán)供油量減小，但b隨n的變化趨勢(shì)基本相似； 5、從提高動(dòng)力性角度改善發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的匹配答：汽車的動(dòng)力性可由三方面的指標(biāo)評(píng)價(jià)： 汽車的最高車速 汽車的加速時(shí)間 最大爬坡能力 變速器各檔有不同的傳動(dòng)比，可將發(fā)動(dòng)機(jī)外特性轉(zhuǎn)

16、換成不同檔位的驅(qū)動(dòng)力與車速的曲線；由圖看出，該車的最高車速在18Okmh以上，在1檔能爬上的最大坡度為55，相應(yīng)地還能計(jì)算其加速時(shí)間； 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性功率曲線與汽車行駛阻力功率圖，表示發(fā)動(dòng)機(jī)所擁有的后備功率；后備功率愈大，爬坡、加速性能愈好，行駛中負(fù)荷率低，經(jīng)濟(jì)性差。不同種類、不同排量的車輛，不可能用驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖直接比較其動(dòng)力性的好壞，必須把驅(qū)動(dòng)力與汽車質(zhì)量結(jié)合起來，而且還必須考慮到它們?cè)谛旭傊杏龅降目諝庾枇Φ牟町悾?將單位汽車質(zhì)量的受力狀況整理成一個(gè)無因次量（稱為動(dòng)力因數(shù)D），可用以比較不同車輛的動(dòng)力性； 通過選擇合適的比功率與汽車總質(zhì)量的乘積，可以估算出應(yīng)配備的發(fā)動(dòng)機(jī)功率；從結(jié)構(gòu)緊湊

17、性及減輕比質(zhì)量的角度看，汽油機(jī)明顯優(yōu)于柴油機(jī)； 提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性（增加升功率、降低比質(zhì)量）的有效措施是采用增壓； 此外，采用多氣門機(jī)構(gòu)、汽油噴射等，也是改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的有效措施。 6、汽車動(dòng)力性指標(biāo)答：汽車的最高車速、汽車的加速時(shí)間、最大爬坡能力7、汽車行駛后備功率對(duì)動(dòng)力性能的影響答：后備功率愈大，爬坡、加速性能愈好，行駛中負(fù)荷率低，經(jīng)濟(jì)性差。8、提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的有效措施有哪些？答：提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性（增加升功率、降低比質(zhì)量）的有效措施是采用增壓，還有采用多氣門機(jī)構(gòu)、汽油噴射等。9、發(fā)動(dòng)機(jī)容積法耗油率的測(cè)量與計(jì)算1、某汽油機(jī)在3000r/min時(shí)測(cè)得其轉(zhuǎn)矩為55N.m，在該工況下燃燒50mL的汽油需要的時(shí)間是25.7s，試計(jì)算有效功率Pe（kW）、每小時(shí)耗油量B（kg/h）和耗油率be（g/kW.h）。汽油的密度為0.73g/mL。Ø1、三種理論循環(huán)（圖形、對(duì)應(yīng)近似機(jī)種）；Ø2、循環(huán)熱效率（定義、影響因素壓縮比、絕熱指數(shù)、壓力升高比、預(yù)膨脹比）；Ø3、四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)（示功圖、循環(huán)過程、和PZ的范圍）；Ø4、指示指標(biāo)與有效（兩類指標(biāo)的運(yùn)算、聯(lián)