汽车发动机原理习题.docx
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汽车发动机原理习题
一、名词解释题
指示功:
气缸完成一个工作循环所得到的有用功。
有效热效率:
是实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值
热值:
单位重量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量。
充量系数:
每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下理论计算充满气缸工作容积的空气质量比值称为充量系数,又叫充量效率或容积效率,它是衡量不同发动机动力性能和进气过程完善程度的重要指标。
残余废气系数:
进气终了时的缸内残余废气质量与每一循环实际进入缸内的新鲜冲量之比
放热规律三要素:
发动机的运行特性:
是发动机的性能指标随工况参数的变化规律
有效转矩:
发动机工作时,由功率输出轴输出的转矩
转矩储备系数:
平均机械损失压力:
发动机单位汽缸工作容积一个循环所损失的功
指示功率:
发动机单位时间内所做的指示功
负荷特性:
是指当转速不变时,发动机的性能指标随负荷而变化的关系
速度特性:
当油量控制机构在标定位置时(最大节气门或标定工况位置)的速度特性
指示热效率:
是发动机实际循环指示功与消耗燃料的热量的比值。
有效性能指标:
以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标
升功率:
在标定工况下,发动机每升气缸工作容积说发出的有效功率
过量空气系数:
燃烧1公斤燃料的实际空气量与理论空气量之比,称为过量空气系数。
柴油机的燃烧放热规律:
平均有效压力:
发动机单位气缸工作容积一个循环输出的有效功
残余废气系数:
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。
增压度:
发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。
EGR率:
进入进气管的废气质量与进入气缸的总气体质量的比值,就是EGR率
增压比:
增压后气体的压力与增压前气体的压力之比。
配气相位:
配气相位就是进 排气门的实际开闭时刻,通常用相对于上下点曲拐位置的曲轴转角的环形图来表示。
这种图形称为配气相位图。
有效燃料消耗率:
是指每小时单位有效功率所消耗的燃料
平均指示压力:
单位气缸容积一个循环所做的指示功
比质量:
发动机的质量与所给定的标定功率之比
发动机的特性:
就是在一定条件下,发动机性能指标或特性参数随各种可变因素的变化规律
柴油机的异常喷射:
二、填空题
1、进气门关闭时缸内压力越高,充量系数越大,如果对进气进行加热,将导致充量系数变小。
2、过量空气系数是指发动机工作过程中,燃烧1kg燃油实际供给的空气量与理论空气量之比。
3、测定机械损失的方法有示功图法、倒拖法、灭缸法和油耗线法。
4、柴油机的异常喷射有二次喷射、滴油现象、断续喷射、不规则喷射和隔次喷射。
5、十六烷值是用来评定柴油自燃性能的好坏。
6、柴油机的正常燃烧包括着火落后期、速燃期、和缓燃期、补燃期四个时期。
7、比较汽油机与柴油机的负荷特性,可发现汽油机的燃油消耗率普遍较高,燃油消耗量曲线弯曲度较大。
8、谐振进气和可变进气歧管都是利用进气管的动态效应来提高充量系数。
9、发动机实际循环与理论循环相比存在实际工质的影响、换气损失和燃烧损失。
10、空燃比是指燃烧时空气质量与燃油质量的比例。
11、辛烷值是用来评价汽油抗爆性能的指标。
12、柴油机理想的喷油规律是先缓后急。
13、汽油机的燃烧过程包括着火延迟期、明显燃烧期和后燃期三个时期。
14、汽油机的排放污染物主要有CO、HC和NOx,柴油机的排放污染物主要有微粒和NOx。
15、车用发动机的工况属于面工况。
16、柴油机有害排放物的机外净化技术有微粒捕集器、氧化催化转换器NOx还原催化转换器和四元催化转换器。
17、醇类燃料的使用方式有掺醇燃料和纯醇燃料两种。
18、发动机理论循环的三种类型是等容加热循环、等压加热循环和混合加热循环。
19、评定发动机经济性的指标有有效热效率和有效燃油消耗率。
21、影响汽油机有害排放物生成的主要因素有混合气成分、点火正时、负荷、转速、工况和废弃再循环。
22、柴油的牌号是根据柴油的凝点确定的。
24、柴油机混合气的形成有空间雾化混合和壁面油膜蒸发混合两种方式。
25、发动机的工况一般以其发出的有效功率Pe和转速n来表示。
26、四冲程内燃机进气门提前开启和推迟关闭的主要目的是:
利用余留的压差和惯性消除残余废气,增加进气量。
27、评定发动机动力性的指标有:
有效功和有效功率、有效转矩、平均有效压力、转速n和活塞平均速度Cm。
28、二冲程发动机扫气的基本形式有横流扫气、回流扫气和直流换气方案。
29、汽油的牌号是根据汽油的辛烷值确定的。
30、汽油机的不规则燃烧是指在稳定正常运转的情况下,各循环之间的燃烧变动和各气缸之间的燃烧差异。
31、柴油机燃烧放热规律的三要素是指燃烧放热始点(相位)和放热持续期,放热率曲线的形状。
32、汽油机的负荷调节是改变节气门开度,柴油机的负荷调节是改变循环供油量。
33、从柴油机的万有特性曲线可看出柴油机相对汽车变速工况的适应性好。
三、单项选择题
1、下列参数中用来评价发动机强化性能的指标是(C);
A、平均有效压力;B、有效燃油消耗率;C、升功率;D、热效率。
2、下列循环中(D)不属于发动机的理论循环;
A、混合加热循环;B、等容加热循环;C、等压加热循环;D、等温加热循环。
3、从排气门打开到气缸压力接近排气管压力的这个阶段称为(B);
A、换气阶段;B、自由排气阶段;C、强制排气阶段;D、扫气阶段。
4、下列参数中不影响充量系数的因素是(C);
A、残余废气系数;B、压缩比;C、点火提前角;D、进气终了状态。
5、用来评定汽油抗爆性的参数是(C);
A、十六烷值;B、馏程;C、辛烷值;D、凝点。
6、进气过程中形成的绕气缸轴线旋转的有组织的气流运动称为(A);
A、涡流;B、挤流;C、湍流;D、滚流。
7、电控汽油喷射系统中用来检测发动机转速的传感器是(A);
A、曲轴位置传感器;B、车速传感器;C、氧传感器;D、爆燃传感器。
8、车用发动机的工况属于(B);
A、点工况;B、面工况;C、线工况;D、螺旋桨工况。
9、(D)适用于需要较大功率储备或瞬时发出最大功率的轿车、中小型货车等;
A、1小时功率;B、12小时功率;C、持续功率;D、15分钟功率。
10、以下属于汽油机排放处理机内净化技术的是(D);
A、曲轴箱强制通风系统;B、燃油蒸发控制系统;C、三元催化转换器;D、废气再循环系统。
11、下列参数中用来评价发动机经济性能的指标是(B);
A、平均指示压力;B、有效燃油消耗率;C、强化系数;D、循环热效率。
12、下列循环中(A)属于发动机的理论循环;
A、混合加热循环;B、等容冷却循环;C、变压加热循环;D、等温加热循环。
13、四冲程发动机的换气损失不包括(D);
A、自由排气损失;B、强制排气损失;C、进气损失;D、扫气损失。
14、下列参数中可提高充量系数的措施是(A);
A、增大进气门直径;B、减少气门数;C、增大点火提前角;D、对进气充量加热。
15、用来评定柴油燃烧性的参数是(A);
A、十六烷值;B、馏程;C、辛烷值;D、凝点。
16、进气过程中形成的绕垂直于气缸轴线的有组织的空气旋流称为(D);
A、涡流;B、挤流;C、湍流;D、滚流。
17、电控汽油喷射系统中用来控制点火正时的传感器是(C);
A、氧传感器;B、车速传感器;C、曲轴位置传感器;D、爆燃传感器。
18、车用发动机的工况可用(B)来表示;
A、指示功率和转速;B、有效功率和转速;C、机械损失功率和有效转矩;D、转速和有效热效率。
19、(B)适用于需要在较长时间内连续运转而又要充分发挥功率的拖拉机、移动式发电机组等;
A、1小时功率;B、12小时功率;C、持续功率;D、15分钟功率。
20、以下属于汽油机排放处理机外净化技术的是(C);
A、改进发动机设计;B、提高燃油品质;C、三元催化转换器;D、废气再循环系统。
21、下列参数中用来评价发动机理论循环的指标是(B);
A、平均有效压力;B、循环热效率;C、升功率;D、有效燃油消耗率。
22、从排气门打开到气缸压力接近排气管压力的这个阶段称为(B);
A、换气阶段;B、自由排气阶段;C、强制排气阶段;D、扫气阶段。
23、下列燃烧现象中属于汽油机不规则燃烧的是(A);
A、循环变动;B、爆燃;C、表面点火;D、早燃。
24、下列参数中影响充量系数的因素是(C);
A、供油提前角;B、喷油提前角;C、进气终了状态;D、点火提前角。
25、用来评定汽油蒸发性的参数是(C);
A、十六烷值;B、辛烷值;C、馏程;D、凝点。
26、压缩过程中缸内气体被挤入活塞顶部凹坑形成的气流运动称为(B);
A、涡流;B、挤流;C、湍流;D、滚流。
27、电控汽油喷射系统中用来检测空燃比的传感器是(C);
A、曲轴位置传感器;B、车速传感器;C、氧传感器;D、爆燃传感器。
28、涡流室燃烧室属于(D);
A、直喷式燃烧室;B、开式燃烧室;C、半开式燃烧室;D、分隔式燃烧室。
29、(A)适用于需要一定功率储备以克服突增负荷的工程机械、大型货车等;
A、1小时功率;B、12小时功率;C、持续功率;D、15分钟功率。
30、以下属于柴油机排放处理机内净化技术的是(D);
A、废气再循环系统;B、燃油蒸发控制系统;C、三元催化转换器;D、增压中冷技术。
31、下列参数中用来评价发动机实际循环的指标是(A);
A、平均有效压力;B、循环热效率;C、升功率;D、指示燃油消耗率。
32、下列损失不属于机械损失的是(B);
A、摩擦损失;B、传热损失;C、泵气损失;D、驱动附件损失。
33、下列燃烧现象中属于汽油机不正常燃烧的是(D);
A、循环变动;B、工作粗暴;C、燃烧差异;D、早燃。
34、下列参数中提高充量系数的措施是(C);
A、减小进气门直径;B、进气管设计为弯管;C、利用进气管动态效应;D、减小压缩比。
36、在气缸中形成的无规则的小尺度气流运动称为(C);
A、涡流;B、挤流;C、湍流;D、滚流。
37、当过量空气系数为(A)时,燃烧温度最高,火焰传播速度最大,有效功率最高;
A、0.8~0.9;B、1.05~1.15;C、0.4~0.8;D、1.2~1.5。
38、浅盆形燃烧室属于(B);
A、非直喷式燃烧室;B、开式燃烧室;C、半开式燃烧室;D、分隔式燃烧室。
40、废气再循环系统主要是降低(C)的排放;
A、HC;B、CO;C、NOx;D、微粒。
二、简答题
1.发动机实际循环与理论循环的差别由哪些损失引起?
答:
①实际工质的影响:
理论循环中假设工质的比热容为定值,而实际气体比热是随温度上升而增大的,而产生的CO2、H2O等气体这些多原子气体的比热容又大于空气导致循环的最高温度降低,加之实际循环的工质的泄露,工质数量减少;②换气损失:
为使循环重复进行,更换工质时而消耗的功;③燃烧损失:
非燃烧损失和补燃损失,不完全燃烧损失,在温度降低时,受化学平衡的影响反应时间加长,传热损失,缸内流动损失。
2.醇类燃料作为代用燃料有什么特点?
答:
醇类燃料通常指甲醇和乙醇,是相对分子质量较小的单质,燃烧产物中基本上没有碳烟,NOx排放浓度很低,是一种低污染燃料,且其来源稳定,能稳定生产。
其具体特点如下:
①、化学成分及燃烧产物:
醇类燃料含氧、碳、氢比较多,燃烧时产生较多的水和较少的二氧化碳,但当启动或者暖机,缸内温度不高时,易在缸壁上生成冷凝物,使酸性物质的生产及磨损的加剧。
②沸点凝点:
相对于汽油,醇类燃料的沸点低,有助于与空气混合,但缺乏高挥发性组分,对启动不利,但凝点低。
③、热值:
为优质汽油的50%左右。
④、汽化潜热:
醇分子间有强氢键,汽化潜热大,形成混合气降温大,妨碍了在运行温度下的完全汽化,使其雾化、汽化困难,难形成良好、均匀的混合气,其次在压缩终了时缸内温度降低,压燃着火延迟期变长,影响启动性能,但高汽化潜热可降低压缩负功,提高充气效率。
⑤、辛烷值:
醇类燃料辛烷值高,是点燃式内燃机好的代用燃料,也可作为提高汽油辛烷值的优良添加剂。
⑥、十六烷值:
醇类燃料的十六烷值低,在压燃式内燃机中使用醇类燃料很困难。
⑦、着火极限:
醇类燃料的着火上下限都比石油宽,能在稀混合气区工作,有利于排气进化和降低油耗,也利于空燃比的控制。
⑧、着火延迟期:
由于十六烷值低,着火性差,着火延迟期差。
⑨、火焰传播速度:
醇类燃料的的火焰传播比汽油高。
3.柴油机直喷式燃烧室有何特点?
答:
直喷式燃烧室柴油机的性能特点:
(1)燃烧迅速,所以经济性好,燃油消耗率低,但工作粗暴,压升率高,燃烧噪声大
(2)燃烧室结构简单,表面积与体积的比小,散热损失小,没有主副燃烧室的流动损失,冷启动性能好,经济性好(3)对喷射系统要求较高(4)NOx排放量较分隔式燃烧室高特别在高负荷区;微粒排放量较低(5)对转速变化较为敏感
4汽油机的不正常燃烧的定义是什么?
有哪些表现?
它们对发动机有何危害?
答:
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,由此引起燃烧速率急剧上升,压力急剧增大等异常现象。
表现在爆燃和表面点火两类。
爆燃危害:
爆燃也称敲缸,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,机身振动大,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急剧增大,因而相关零部件所受应力大幅增加,机械负荷增大;爆燃时压力波冲击缸壁破环了油膜层,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:
表面点火指不靠电火花点燃而由燃烧室内炽热表面(如排气门的头部,火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物等)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,使燃烧速率快,气缸压力温度升高,发动机工作粗暴,并且由于压缩功增大,向壁传热增加,使功率下降,火花塞、活塞等零件过热,早燃会诱发爆燃,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。
5简述影响充量系数的因素。
答:
1.进气门关闭时缸内的压力。
2.进气门关闭时缸内气体温度。
3.残余废气量。
4.进排气相位角。
5.发动机压缩比。
6.进气状态。
6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?
答:
①、摩擦损失:
活塞及活塞环连杆、曲轴轴承及配气机构;②、驱动各种附件的损失:
水泵、风扇、机油泵、电气设备;③、带动机械增压损失;④、泵气损失。
测定方法:
示功图法;倒拖法;灭缸法;油耗线法。
7天然气作为代用燃料有何特点?
答:
着火极限宽;点火能量高;抗爆性好;理论混合气热值低,功率低;排
污小;携带性差。
8简述汽油机燃烧室的设计原则。
答:
①、结构紧凑;②、具有良好的充气性能;③、火花塞位置安排得当;④、要产生适当的气体流动;⑤、适当冷却末端气体。
9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?
答:
放热规律是:
燃烧要先缓后急。
在初期的燃烧放热要缓慢以降低NOx的排放,在中期要保持快速燃烧放热以提高动力性和经济性能,在后期要尽可能缩短燃烧以便降低烟度和颗粒的排放。
三要素包括:
一般将燃烧放热始点(相位)、放热持续期和放热率曲线的形状
10柴油机和汽油机的速度特性有什么差异?
答:
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转速很高,而标定点要比其低的多。
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,其油耗曲线的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。
11汽油和柴油性能的差异使汽油机和柴油机有何差异?
答:
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:
自燃点高,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
12汽油机爆燃现象出现的原因是什么?
影响爆燃出现的因素有哪些?
答:
燃烧室边缘区域混合气也就是末端混合气燃烧前化学反应过于迅速,以至在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然,引发爆燃。
13简述如何降低柴油机燃烧的粗暴性。
14发动机排放的HC主要来源
15汽油机和柴油机的负荷特性比较有何差异?
答:
①、汽油机的燃油消耗率普遍较高,且在从空负荷向中、小负荷过渡时,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、汽油机排气温度普遍较高,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。
16着火延迟期对柴油机性能有何影响?
影响着火延迟期的因素有哪些?
答:
着火延迟期期间喷入缸内的燃料量着火前可燃混合气量着火延迟期冲击载荷,工作粗暴,柴油机寿命。
着火延迟期混合气形成欠佳柴油机性能影响着火延迟期的因素是此时燃烧室内工质的状态(温度或压力越高,则着火落后期越短);还有燃烧室的形式和缸壁的温度等。
17柴油机有害排放物的机内净化技术有哪些?
答:
①、增压中冷技术;②、改进进气系统;③、改进喷油系统;④、改进
燃烧系统;⑤、降低机油消耗;⑥、废弃再循环;⑦、提高燃油品质。
18汽油机的点火提前角与转速和负荷的关系?
答:
当汽油机的负荷减小时,汽油机的转速下降,点火时间需要推迟,点火提前角要减小;当汽油机的转速增大时,点火时间需要提前,点火提前角要增大。
19柴油机的燃烧过程是怎样进行的?
答:
柴油机燃烧过程:
着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期
20使用因素对汽油机燃烧过程有什么影响?
21发动机的噪声来源
答:
发动机是多声源的复杂动力机械,按照噪声辐射的方式来分,可把发动机的主要噪声源分为直接向大气辐射和通过发动机表面向外辐射两大类
22简述汽油机主要排放污染物及其生成机理?
答:
汽油机排放污染物主要有:
排气污染物主要有CO、HC、NOX、SO2和微粒;曲轴箱窜气和燃料蒸发形成的HC。
CO的生成机理 :
CO是烃燃料燃烧的中间产物,排气中的CO是由于烃的不完全燃烧所致
HC的生成机理:
不完全燃烧(氧化)、 壁面淬熄效应、狭缝效应、壁面油膜和积炭吸附作用
NOx的生成机理 :
燃烧过程中产生的NO经排气管排至大气中,在大气条件下缓慢的与O2反应,生成NO2.因而在讨论NOX的生成机理时,一般只讨论NO的生成机理.燃烧过程中NO的生成方式有3种,根据产生机理的不同分别称为热力型NO也称热NO或高温NO、激发NO以及燃料NO。
热力NO主要由于火焰温度下大气中的氮被氧化而成,当燃烧的温度下降时,高温NO的生成反应会停止,即NO会被“冻结”。
激发NO主要是由于燃料产生的原子团与氮气发生反应所产生。
燃料NO是含氮燃料在较低温度下释放出来的氮被氧化而成的。
23、简述柴油机主要排放污染物及其生成机理?
答:
柴油机主要污染物有:
微粒、NOX、HC和硫氧化物。
微粒生成机理是烃类燃料在高温缺氧条件下析出碳粒和杂质表面粘有机物SOF。
混合气浓度极不均匀,过浓或过稀的混合气会产生HC 。
喷油器压力室容积内的燃油高温下产生HC 。
高温条件下氧分子裂解成氧原子,再与N2生成NO。
燃油中的硫在高温条件下与氧生成硫氧化物。
24、为什么说柴油机的着火过程是低温多级着火?
汽油机的着火过程是高温单级着火?
25、喷雾特性与雾化质量的指标和参数有哪些?
三、计算题
机的有效扭矩,平均有效压力,指示耗油率,指示热效率,有效热效率等。
配比一种混合燃料的燃烧化学方程式,并计算所需的空气量。
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