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发动机原理

2024-03-25 来源:飒榕旅游知识分享网
简述发动机的实际循环与理想循环的区别

.什么是发动机的指示指标及有效指标? 分别有哪些?

发动机的指示性能指标是指以工质对活塞做功为计算基础的指标,简称指示指标。 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

以曲轴输出功为计算基础的性能指标,称为有效性能指标,简称有效指标。 •有效指标被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣。

有效功,平均有效压力,有效功率,有效转矩,有效热效率,有效燃油消耗率 .总结提高发动机动力性能和经济性能指标的基本途径 ①增大气缸直径,增加气缸数; ②增压技术;

③合理组织燃烧过程; ④提高充量系数; ⑤提高转速; ⑥提高机械效率;

⑦用二冲程提高升功率

发动机的机械损失有哪些? 如何测定其机械效率

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. 驱动附属机构的功率消耗 4. 流体摩擦损失 5. 驱动扫气泵及增压器的损失 6. 泵气损失

1.为什么发动机进排气门要提前开、滞后关

进气门提前开启的目的是:为了保证新鲜气体或可燃混合气能顺利、充分地进入气缸

进气门晚关的目的是:为了在压缩行程开始时,利用气缸内的压力暂低于大气或环境压力,靠进气气流的惯性使新鲜气体或可燃混合气仍可能继续进入气缸。 排气门早开的目的是:当活塞作功行程接近下止点时,可燃混合气的燃烧膨胀已

基本结束,但气缸内的气体压力仍然较高,利用此压力可使气缸内的废气迅速地排出;

排气门迟关的目的是:由于活塞到达上止点时,气缸内的压力仍高于大气压,利用排气流的惯性可使废气继续排出。

2.影响充量系数的主要因素有哪些?

进气终了时缸内压力进气终了的温度残余废气系数进排气相位角 压缩比进气状态 发动机负荷及转速

3.提高发动机工作转速,从换气方面会遇到哪些阻碍因素,如何克服? 发动机转速提高,气体流速增大,?Pa显著增加,(?Pa=λ·ρν2/2),使迅速下降(Pa'=Ps-?Pa),从而使充量系数фc下降。同时,进气门进气阻力、排气门排气终了废气压力增大,降低了充量系数,增加了排气损失。可适当加大进气门迟闭角,利用废气再循环系统,降低进排气系统的阻力,减少对进气充量的加热,合理选择进、排气相位角。 5什么是进气管动力效应?怎样利用它来提高充量系数?

4.什么是进气管动力效应,怎样利用它来提高充量系数。 进气管具有较长的长度时,由于管内气体具有相当惯性和可压缩性,所以在活塞变速运动以及进气过程间歇而又周期性的作用下,进气管内的气体压力、流速、密度、声速、温度等物理量做周期性的变动叫进气管动力效应。利用:如果进气管长度适当,使从膨胀波发出到压缩波回到气缸处所经过的时间,正好与进气门从开启到关闭所需的时间配合,即压缩波到达气缸时,进气门正好处于关闭前夕,则能把较高压力的空气关在气缸内,得到增压效果。 5.汽油机进气管都有预热措施,而增压柴油机的进气却采用中冷措施,这是为什么? 对增压器出口空气进行冷却,一方面可以进一步提高发动机进气管内空气密度,提高发动机的功率输出,另一方面可以降低发动机压缩始点的温度和整个循环的平均温度,从而降低发动机的排气温度、热负荷和NOx的排放。 1、 什么是过量空气系数? 发动机工作过程中,燃烧1kg燃油实际共给的空气量与理论空气量之比,称为过量空气系数。 2、 简述燃料的着火机理?

汽油机是依靠外界能量(火花塞)点燃汽缸内的混合物(1份雾化汽油、约15份空气)爆炸燃烧;

柴油机是直接压缩空气,使其温度上升,超过柴油的燃点后,再向汽缸内喷入雾化柴油,使柴油和空气的混合物爆炸燃烧

3、我国的汽油和柴油是根据哪个指标来定标号的?如何选择汽柴油的标号? 汽油根据辛烷值来确定牌号;轻柴油按凝点来确定牌号。 3、 蒸发性过好或过差的汽油在使用中有何影响?

蒸发性过强的汽油在炎热夏季以及大气压力较低的高原和高山地区使用时,容易使发动机的供油系统产生“气阻”,甚至发生供油中断。另外,在储存和运输过程中的蒸发损失也会增加;蒸发性若的汽油,难以形成良好的混合气,这样不仅会造成发动机启动困难,加速缓慢,而且未气化的悬浮油粒还会使发动机工作不稳定,油耗上升。如果未燃尽的油粒附着在气缸壁上,还会破坏润滑油膜,甚至窜入曲轴箱稀释润滑油,从而使发动机润滑遭破坏,造成机件磨损增大。

1、 什么是柴油机的供油提前角和喷油提前角? 解释两者的关系以及它们对柴油机性能的

影响。

供油系统的理论供油始点到上止点为止,曲轴转过的角度叫供油提前角。喷油器的针阀开始

升起也就是喷油始点到上止点间曲轴转过的角度叫喷油提前角。供油提前角的大小决定了喷油提前角,供油提前角越大,喷油提前角约到。但两者并不同步增大,两者之差称为喷油延迟角。性能的影响:喷油延迟角限制了柴油发动机的转速,即发动机转速越高,高压油管越长,喷油延迟角越大,它越大,在着火期间喷入的油越多,低压油喷入气缸的量增多,燃油雾化变差,燃烧不充分,易产生积碳堵塞喷油孔的现象,降低柴油机的性能。 2、 柴油机有哪些异常喷射现象?简述各自产生的原因和危害以及消除方法。

柴油机有二次喷射、断续喷射、不规则喷射、隔次喷射和滴油这几种异常喷射现象。二次喷射易发生在高速、大负荷工况下;断续喷射常发生于某一瞬间喷油泵的供油量小于喷油器喷出的油量和填充针阀上升空出空间的油量之和。不规则喷射和隔次喷射易发生在柴油机怠速工况下。二次喷射是因为喷油系统内的压力高、变化快,喷油峰值压力高达100MP甚至200MP,而谷值压力由于出油阀减压容积中的作用接近零甚至真空,在压力波动影响下针阀落座后再次升起造成的。由于二次喷射是在燃油压力较低的情况下喷射的,导致这部分燃油雾化不良,燃烧不完全,碳烟增多,并易引起喷孔积炭堵塞。此外,二次喷射还使整个喷射持续时间拉长,则燃烧过程不能及时进行,造成经济性下降,零部件过热等不良后果。为避免出现不正常喷射现象,应尽可能地缩短高压油管的长度,减小高压容积,以降低压力波动,减小其影响。并合理选择喷射系统的参数。

3、 叙述柴油机燃烧过程,说明影响柴油机着火落后期的因素有哪些。 1 火落后期(又称为滞燃期); 2 速燃期; 3 缓燃期; 4 补燃期 1、燃料性质 2、转速

3、发动机负荷 4、压缩比 5、喷油提前角 6、喷油规律

4、简述柴油机的混合气形成特点和方式。 1. 混合气形成特点(1)混合气不均匀。(2)过量空气系数较大。(3)混合过程与着火过程和燃烧过程共存

2. 混合气形成基本方式 1、空间雾化混合2、油膜蒸发混合 5、对比分析直喷式和分隔式燃烧室柴油机的性能特点 直喷式燃烧室柴油机的性能特点包括: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。3)对喷射系统的要求较高。4)对进气道有较高要求。5)NOx 的排放量高。6)对转速的变化较为敏感。7)压力升高率大,燃烧噪声大,刚工作较粗暴。

分隔式燃烧室柴油机的性能特点包括:1)采用浓稀两段混合燃烧方式,使NOx 和微粒排放低于直喷式,但低负荷下的碳烟排放量较大。2)压力升高率和最高燃烧压力均低于直喷式,燃烧柔和,振动噪声小。3)对于涡流室,压缩涡流随发动机速度升高而增强,适合于高速柴油机。4)缸内气体流动比较强烈,空气利用率好。5)对喷射系统要求不高,不需要进气涡流,进气道形状简单,因而加工制造成本低,使用故障少。6)一般对燃油不太敏感,有较强的适应性。 7)燃烧室结构复杂,表面积与容积比较大。8)冷起动不如直喷式一般都要求安装电预热室。 1、说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点,以及对它们的要求。

1)着火落后期。从火花塞点火到火焰核心形成的阶段。为了提高效率,希望尽量缩短着火落后期。为了发动机运转稳定,希望着火落后期保持稳定。

2)明显燃烧期。指火焰由火焰中心烧遍整个燃烧室的阶段,因此也可称为火焰传播阶段,

是燃烧的主要时期。

3)补燃期。从最高压力点开始到燃料基本燃烧为止称为补燃期。为了保证高的循环热效率和循环功,应使补燃期尽可能短。 2、汽油机的不规则燃烧有哪些? ,循环变动和各缸工作不均匀 4、 汽油机的不正常燃烧有哪些? 爆燃和表面点火

5、 什么是汽油机的爆燃?

6、 爆燃的现象、产生的机理?

爆燃着火方式类似于柴油机,同时在较大面积上多点着火,所以放热速率极快,局部区域的温度压力急剧增加,这种类似阶越的压力变化,形成燃烧室内往复传播的激波,猛烈撞击燃烧室壁面,使壁面产生振动,发出高频振音(即敲缸声)。 7、 影响汽油机爆燃的因素有哪些

(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

1、 什么是发动机的负荷特性、速度特性以及外特性?

负荷特性:转速不变,发动机经济性指标随负荷的变化关系。速度特性:油门位置不变,主要性能指标随转速的变化关系。外特性是指发动机油门全开且不变时,其性能指标随转速而变化的关系。

2、 根据特性曲线,对比分析汽油机和柴油机的负荷特性的特点。

1)汽油机的燃油消耗率普遍较高,且在从空负荷向中小负荷段过渡时,燃油消耗率下降缓慢,仍维持在较高水平,燃油经济性明显较差。2)汽油机排气温度普遍较高,且与负荷关系较小。3)汽油机的燃油消耗量曲线弯度较大,而柴油机的燃油消耗量曲线在中、小负荷段的线性较好。

3、根据特性曲线,对比分析汽油机和柴油机的速度特性的特点。

1)柴油机在各种负荷的速度特性下的转矩曲线都比较平坦。汽油机的速度特性的转矩曲线的曲率半径较小,节气门开度越小,转矩峰值向低速移动,且随转速变化的斜率越大。 2)汽油机的有效功率外特性线的最大值点,一般在标定功率点;柴油机可以达到的最大值点的转速很高,而标定点要比其低很多。3)柴油机的燃油消耗率曲线在各种负荷的速度特性下都比较平坦,仅在两端略有翘起,最经济区的转速范围很宽。汽油机则不同,其油耗曲线的翘曲度随节气门开度减小而剧烈增大,相应最经济区的转速范围越来越窄。 4、了解万有特性曲线的绘制方法及其作用 能够表达发动机多参数的特性称为万有特性。

汽油机万有特性的特点包括:1)最低耗油率偏高,并且经济区域偏小。2)等耗油率曲线在低速区向大负荷收敛。3)汽油机的等功率线随转速升高而斜穿等耗油率线,转速愈高愈费油。

柴油机的万有特性的特点包括:1)最低耗油率偏低,并且经济区域较宽。2)等耗油率曲线在高低速均不收敛,变化比较平坦。3)相对汽车变速工况的适应性好。 1、 为什么增压后要采用进气中冷技术? 对增压器出口空气进行冷却,一方面可以进一步提高发动机进气管内空气密度,提高发动机的功率输出,另一方面可以降低发动机压缩始点的温度和整个循环的平均温度,从而降低发动机的排气温度、热负荷和NOx的排放。 2、 车用发动机采用增压时应进行哪些调整?

答:1)适当降低压缩比,加大过量空气系数。2)对供油系统进行结构改造,增加每循环供油率。3)合理改进配齐相位。4)进排气系统设计要与增压系统的要求一致。5)对增压器出口空气进行冷却。

3、 如何处理增压器与发动机的匹配问题?

增压燃气发动机要获得良好的性能,就必须解决好燃气发动机与增压器的匹配问题,因此如何实现燃气发动机与增压器的良好匹配是一个十分重要的问题. ... 车排气系统配气机构匹配燃气数据采集数值模拟涡轮涡轮增压液化石油气有限元分析预处理增压增压器专家系统 4、 汽油机增压的技术难点有哪些?

限制汽油机增压的主要技术障碍时:爆燃、混合气的控制、热负荷和增压器的特殊要求等。 5、对比分析定压涡轮增压和脉冲涡轮增压系统的特点

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