高级工理论试题分析火花塞穿透电压及击穿电压.docx
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高级工理论试题分析火花塞穿透电压及击穿电压
高级工理论试题分析(多选95与97题)
火花塞两极击穿电压与穿透电压?
在火花塞电极间加上高电压后,电极间的气体便发生电离现象,所加电压愈高,气体电离的程度愈高。
当电压增高到一定值时,火花塞两极间的间隙被击穿而产生电火花。
使火花塞两电极之间产生电火花所需要的最低电压,称为击穿电压。
当火花塞间隙为0.5~1.0mm时,发动机冷起动时所需击穿电压约7000~8000V,实际工作电压一般在10000~15000V。
臧良运教授回答
齐齐哈尔大学应用技术学院
简介齐齐哈尔大学管理学教授,理学士,管理学硕士编著著作20部,发表国家、省级科研论文20篇,主持多项国家、省、市科研项目。
结合下文,可以判定,火花塞两极击穿电压与穿透电压最直接联系因素是点火正时所对应的缸压和火花塞电极的两极间隙。
其次与空燃比有关系,与初级电流上升、气缸温度基本没有关系。
次级电压上升率就没有提及。
但是,答案还记死记硬背吧!
汽油机点火系统混合气击穿电压的实验研究
东方汽车网 2012-09-0511:
37:
46作者:
撰文/联合汽车电子有限公司任江邓文谦刁蔚然习纲李君来源:
《汽车与配件》12年NO.36
点火线圈是汽油机点火系统中的核心零部件之一,其性能直接影响发动机的各项参数指标。
长期以来,国内一直缺乏对点火线圈性能的实车评估手段。
研究击穿电压的影响因素,拟定实车不同转速下的极限击穿电压获取方法,对评估点火线圈输出电压是否满足点火系统要求是非常必要的,对点后续火线圈的选型和开发有十分重要的意义。
一、火花点火过程的不同阶段及击穿电压的定义
整个火花点火过程分为:
预击穿阶段、击穿阶段、电弧放电阶段、电弧到辉光放电的过渡阶段和辉光放电阶段。
预击穿阶段可以通过汤森放电理论进行解释,预击穿阶段如图2红色框图所示。
当线圈充电结束断开初级回路后,次级感应电动势增大,至火花塞电极之间的电场呈逐渐增加的态势。
中心电极(阴极)表面的电子在电场作用下加速并逃逸出来,以最快的速度奔向侧电极(阳极),形成电流并达到接近饱和的状态。
随着电场强度的增加,更多的阴极电子开始飞向阳极,并在电场的作用下获得足够的动能。
在飞行路径上,加速的电子和气体原子以一定概率发生碰撞,并产生新的自由电子,自由电子倍增。
被撞击后的气体原子由于失去了电子而变成正离子,在电场的作用下飞向阴极撞击出更多的电子(二次电子发射)。
当电子数量呈几何倍数增加并达到极限时,原本绝缘的气体被击穿,变成等离子态。
击穿阶段如图2蓝色椭圆框图所示。
当混合气被击穿时,间隙阻抗迅速下降,电压迅速衰减,电流达到峰值,一个很窄的圆柱状等离子体通道建立起来,电能几乎可以无损失地通过等离子体通道,使它的温度达到60000K,压力上升到几十个MPa,从而产生一个强烈的基波向四周传播,使等离子体的体积迅速膨胀。
击穿阶段的时间很短,约10ns。
电弧放电阶段紧随击穿阶段。
击穿阶段末期形成了电极间的等离子体通道,间隙阻抗迅速下降。
因此,此阶段的放电特征是两极总压降很低,只有50-100V。
电流强度却很高,大于100mA。
随着电流的逐步衰减,放电过程进入到了辉光放电阶段。
辉光放电最主要特征是两极压降高,电流强度较小(气体离子化能力变弱)。
二、击穿电压
击穿阶段最主要的参数就是击穿电压,它的大小直接决定了点火系统的性能;理论上讲,击穿电压越低对点火越有利,不但可以降低点火线圈的负担(线圈的输出电压无法达到击穿电压,失火频繁发生),而且防止了火花塞被击穿的风险(击穿电压过高甚至达到火花塞陶瓷体的击穿电压值,火花塞被打穿至点火系统失效)。
击穿电压主要和点火缸压、火花塞间隙相关;此模型没有考虑电极几何外形(空气间隙型、半沿面型、沿面型等)、材料和次级电压上升率对击穿电压的影响。
以下将给出击穿电压影响因素的试验研究。
三、混合气击穿电压影响因素的试验研究
在以上的理论分析中提到,混合气的击穿电压主要和点火正时所对应的缸压和火花塞电极的两极间隙有关;为了验证理论模型的正确性并考核其它因素对击穿电压的影响,对相关影响因素进行了实车验证,试验包括:
(点火正时所对应的缸压)下混合气击穿电压对比试验。
火花塞两极间隙下混合气击穿电压对比试验。
次级电压上升时间混合气击穿电压对比试验。
空燃比下混合气击穿电压对比性试验。
试验设备布置
本试验在国内批产的某型1.8L轿车上进行。
点火线圈采用1×1顶置式线圈,线圈发动机控制器(ECU)驱动接口和电瓶接口通过信号转接器连入匹配用ECU,地线接口通过耐高温线束连接到发动机壳体上。
电流探头夹在点火线圈的地线接口和发动机地之间的线束上,并通过信号放大器将处理后的信号输入给示波器;点火线圈输出端通过三通头连接到火花塞接线螺帽上,三通另一端与TEK高压探头相连,测量点火线圈点火过程中点火线圈的输出电压波形;TEK高压探头将电压信号衰减1000倍后输入给示波器信号采集通道;试验过程中,通过示波器观察点火过程中点火线圈输出电压和放电电流随时间的变化。
实验结果及分析
不同负荷(点火正时所对应的缸压)下混合气击穿电压对比试验
发动机负荷影响点火正时所对应的缸压的大小,负荷越大,缸压也越大。
本试验采用相对充气量rl代表发动机的负荷大小,相对充气量rl的定义如下:
其中P1-当前情况下,进气门关闭时缸内压力;V1-当前情况下,进气门关闭时缸内体积;T1-当前情况下,进气门关闭时缸内温度;T0-标准情况下,进气门关闭时缸内温度(273K);P0-标准情况下,进气门关闭时的缸内压力(1013mbar)。
试验条件如下:
发动机转速选取:
2500r/min;相对充气量rl代表发动机的负荷大小,分别选取:
20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%;充电时间选取:
2ms;观察不同点火正时缸压对混合气击穿电压的影响,试验结果如图3所示。
从图4中可以看出,随着负荷rl的增大,混合气的击穿电压成上升趋势,辉光放电阶段的自持电压也随之升高。
其原因在于随着发动机负荷的增加,点火时的缸压升高,在火花塞间隙处的混合气密度增加,两极间的气体分子数量增多,击穿该混合气所需要的能量增加,击穿电压也需要提高。
此试验结论也同以上经验公式所描述的规律一致。
四、不同火花塞两极间隙下混合气击穿电压对比试验
取常规间隙火花塞和极限间隙火花塞(200小时台架耐久后的老化火花塞)进行对比试验,常规间隙为0.7mm,极限间隙为1.3mm;转速选取1500r/min、相对充气量rl为30%、充电时间2ms;试验结果如图4所示。
从图4可以看出,随着火花塞间隙的增大,击穿电压成上升趋势,火花持续时间也变短。
火花塞间隙增大相当于两极间的气体分子数量增多,也需要更大的能量和击穿电压对混合气进行击穿。
同时,对于相同的线圈充电能量,在击穿阶段耗费的能量越大,后续火花的持续能量和时间也越短。
五、不同次级电压上升时间对混合气击穿电压的影响
初级电流越大,次级电流上升的时间越短。
初级电流和充电时间成正比,本试验采用充电时间衡量次级电压上升时间的大小;试验工况选择:
发动机转速1500r/min、相对充气量rl为30%、充电时间1ms、2ms、3ms、4ms;试验结果如图5所示。
当充电时间增大时,次级电压上升时间缩短,击穿阶段的时间缩短,但是对击穿电压的大小几乎是没有影响的。
这反映出击穿电压主要取决于火花塞特性(间隙、形状等)及其附近的混合气特性(密度、流动特性、空然比等),而跟点火系统的充电时间无关。
六、混合气空燃比对混合气击穿电压的影响
实际驾驶过程中,在一些特殊工况下,混合气的空燃比与最优空燃比(lambda=1.0)会存在比较大的偏差(加浓保护、过渡工况、冷起动后的暖机阶段等等);因此,考核不同空燃比对击穿电压的大小是否有影响也是非常必要的。
此试验在如下工况下进行:
发动机转速为1500r/min、相对充气量rl为30%、空燃比lambda取为0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3;试验结果如图6所示:
从图中可以看出,空燃比lambda=0.7时,混合气最容易被击穿;随着空燃比的增加,击穿电压随之增加,当lambda=0.9时基本达到峰值,之后随着lambda的继续增加,击穿电压又有所下降。
由此可见,混合气的构成成分对击穿电压有一定影响,这跟混合气不同组分具有不同的击穿电压特性有关。
国家职业技能鉴定
高级工程测量工知识试卷
注意事项
1.请首先按要求在试卷的标封处填写您的姓名、考号和所在单位的名称。
2.请仔细阅读各种题目的回答要求,在规定的位置填写您的答案。
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题号
第一部分
第二部分
总分
总分人
得分
得分
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一、填空题(请选择正确答案,将相应字母填入括号中,满分80分,每小题1分)
1.测量学的任务是(D)。
A.高程测设B.角度测量C.高程测量D.测定和测设
2.某点所在的6°带的高斯坐标值为
,
21331229.75m,则该点位于(A)。
A.21带,在中央子午线以东B.36带,在中央子午线以东
C.21带,在中央子午线以西D.36带,在中央子午线以西
3.水准测量时,后视尺前俯或后仰将导致前视点高程(A)。
A.偏大B.偏大或偏小C.偏小D.不偏大也不偏小
4.经纬仪如存在指标差,将使观测结果出现(D)。
A.一测回水平角不正确B.盘左和盘右水平角均含有指标差
C.一测回竖直角不正确D.盘左和盘右竖直角均含有指标差
5.全圆观测法(方向观测法)观测中应顾及的限差有(d)。
A.半测回归零差B.各测回间归零方向值之差
C.二倍照准差D.A、B和C
6.在一个测站上只有两个方向需要观测时,则水平角的观测应采用(a)。
A.测回法B.复测法C.方向观测法D.仿复测法
7.已知AB直线的坐标象限角为NW22︒23',则BA的坐标方位角为(c)。
A.337︒37'B.SE22︒23'C.22︒23'D.157︒37'
8.图根导线测量结果精度高低的主要指标是(c)。
A.导线角度闭和差
B.导线全长闭和差
C.导线相对闭和差
D.导线闭和差
9.平面代替水准面,即使在很短的距离内也应考虑对(b)的影响。
A.距离;B.高程;C水平角D.三者都是
10.下面哪项工作不属于测设的三项基本工作。
(d)
A.测设水平距离
A点的高程
,AB的水平距离
。
如将AB测设为已知坡度
%的直线,则B点的设计高程为(a)。
A.B.D.4
12.仅表示地物,不表示地貌的地形图称为(d)。
A.专题图B.影象图C.线划图
13.按基本等高距绘制的等高线,称为(a)。
A.首曲线
14.两点之间的绝对高程之差与相对高程之差(a)。
A.相等B.不相等C.不一定D.可以相等亦可以不等
15.测量的平面直角坐标系中,x轴一般是指(c)。
A.东西方向B.横轴C.纵轴D.都不是
16.准支线,其往测高差
,返测高差
,则其高差闭合差为(a)。
A.0mB.C.D.04m
17.水准管轴是指(c)。
A.过零点与管内壁在横向相切的直线B.过零点的管内弧的法线
C.过零点与管内壁在纵向相切的直线D.过零点的管面法线
18.经纬仪的粗略整平指的是(b)。
A.用脚螺旋使水准管气泡居中B.用脚螺旋使圆水准器气泡居中
C.用微倾螺旋水准管气泡居中D.用微倾螺旋使圆水准气泡居中
19.三等水准测量的正确观测顺序是(c)。
—前—后—后B.后—后—前—前;
C.后—前—前—后—前—后—前
20.下列误差不属于系统误差的是(c)。
A.钢尺量距时定线误差
C.读数时的估读误差D.视准轴误差
21.大地水准面是通过(c)的水准面。
A赤道B地球椭球面C平均海水面D中央子午线
22.一段324米长的距离在1:
2000地形图上的长度为(d)。
ABcmCcmD16.2cm
23.控制测量的一项基本原则是(c)。
A高低级任意混合B不同测量工作可以采用同样的控制测量
C从高级控制到低级控制D从低级控制到高级控制
24.已知某直线的象限角南西40°,则其方位角为(b)。
A140°B220°C40°D320°
25.导线计算中所使用的距离应该是(c)。
A任意距离均可B倾斜距离C水平距离D大地水准面上的距离
26.相邻两条等高线之间的高差称为(a)
A等高距B等高线平距C计曲线D水平距离
27.根据图纸上设计内容将特征点在实地进行标定的工作称为(d)
A直线定向B联系测量C测图D测设
28.在一个已知点和一个未知点上分别设站,向另一个已知点进行观测的交会方法是(c)
A后方交会B前方交会C侧方交会D无法确定
29.以下测量中不需要进行对中操作是(b)。
A水平角测量B水准测量C垂直角测量D三角高程测量
30.角度测量读数时的估读误差属于(c)。
A中误差B系统误差C偶然误差D相对误差
31.下面测量读数的做法正确的是(c)
A.用经纬仪测水平角,用横丝照准目标读数
B.用水准仪测高差,用竖丝切准水准尺读数
C.水准测量时,每次读数前都要使水准管气泡居中
D.经纬仪测竖直角时,尽量照准目标的底部
32.下图为某地形图的一部分,各等高线高程如图所视,A点位于线段MN上,点A到点M和点N的图上水平距离为MA=3mm,NA=7mm,则A点高程为(a)
A.
B.
C.
D.
33.下面关于高斯投影的说法正确的是:
(a)
A.中央子午线投影为直线,且投影的长度无变形;
B.离中央子午线越远,投影变形越小;
C.经纬线投影后长度无变形;
D.高斯投影为等面积投影;
34.用水准仪进行水准测量时,要求尽量使前后视距相等,是为了(d)
A.消除或减弱水准管轴不垂直于仪器旋转轴误差影响
B.消除或减弱仪器升沉误差的影响
C.消除或减弱标尺分划误差的影响
D.消除或减弱仪器水准管轴不平行于视准轴的误差影响
35.经纬仪对中和整平操作的关系是(a)。
A.互相影响,应反复进行B.先对中,后整平,不能反复进行
C.相互独立进行,没有影响D.先整平,后对中,不能反复进行
36.地面两点A、B的坐标分别为A(1256.234,362.473),B(1246.124,352.233),则A、B间的水平距离为(a)m
A.14.390 B.207.070 C.103.535D.4.511
37.用经纬仪测水平角和竖直角,一般采用正倒镜方法,下面哪个仪器误差不能用正倒镜法消除(d)
A.视准轴不垂直于横轴B.竖盘指标差
C.横轴不水平D.竖轴不竖直
38.地形图的比例尺用分子为的分数形式表示。
则(d )
A.分母大,比例尺大,表示地形详细 B.分母小,比例尺小,表示地形概略
C.分母大,比例尺小,表示地形详细 D.分母小,比例尺大,表示地形详细
39.在地形图中,地貌通常用(b)来表示。
A特征点坐标B等高线C地貌符号D比例符号
40.腰线标定的任务是(a)
A.保证巷道具有正确的坡度 B.保证巷道掘进方向的正确
C.满足采区控制需要D.在两井定向中应用
41.经纬仪测量水平角时,正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差(a)。
A180°B0°C90°D270°
42.1:
5000地形图的比例尺精度是(d)。
A5mBmmC5cmD50cm
43.以下不属于基本测量工作范畴的一项是(c)。
A高差测量B距离测量C导线测量D角度测量
44.已知某直线的坐标方位角为220°,则其象限角为(d)。
A220°B40°C南西50°D南西40°
45.对某一量进行观测后得到一组观测值,则该量的最或是值为这组观测值的(c)。
A最大值B最小值C算术平均值D中间值
46.闭合水准路线高差闭合差的理论值为(a)。
A总为0B与路线形状有关C为一不等于0的常数D由路线中任两点确定
47.点的地理坐标中,平面位置是用(a)表达的。
A直角坐标B经纬度C距离和方位角D高程
48.危险圆出现在()中。
A后方交会B前方交会C侧方交会D任何一种交会定点
49.以下哪一项是导线测量中必须进行的外业工作。
(a)
A测水平角B测高差C测气压D测垂直角
50.绝对高程是地面点到(b)的铅垂距离。
A坐标原点B大地水准面C任意水准面D赤道面
51.下列关于等高线的叙述是错误的是(c)
A所有高程相等的点在同一等高线上;
B等高线必定是闭合曲线,即使本幅图没闭合,则在相邻的图幅闭合;
C等高线不能分叉、相交或合并;
D等高线经过山脊与山脊线正交;
52.如图所示支导线,AB边的坐标方位角为
,转折角如图,则CD边的坐标方位角
为(b)
A.
B.
C.
D.
53.距离测量中的相对误差通过用(b)来计算。
A往返测距离的平均值B往返测距离之差的绝对值与平均值之比值
C往返测距离的比值D往返测距离之差
54.往返丈量120m的距离,要求相对误差达到1/10000,则往返较差不得大于(b)m。
ABCD
55.如下图,已知AB边的方位角为110°,则CD边的方位角为(c)。
A310°B320°C130°D250°
56.导线测量中,若有一边长测错,则全长闭合差的方向与错误边长的方向()
A.垂直B.平行C.无关D.斜交
57.下面关于控制网的叙述错误的是(b)
A.国家控制网从高级到低级布设
B.国家控制网按精度可分为A、B、C、D、E五级
C.国家控制网分为平面控制网和高程控制网
D.直接为测图目的建立的控制网,称为图根控制网
58.地形测图的检查包括图面检查、野外巡查和(b)
A.重点检查B.设站检查C.全面检查D.在每个导线点上检查
59.根据两点坐标计算边长和坐标方位角的计算称为(d)
A坐标正算B导线计算C前方交会D坐标反算
60.已知M点的实地高程为
N点的设计高程为,当在M、N中间安置水准仪,读得M尺上的读数为,N尺上读数为,则N点处的填挖高度为(a)
A挖B不填不挖C填D填
61.测量工作的基准线是(b)。
A法线B铅垂线C经线D任意直线
62.地形等高线经过河流时,应是(c)。
A直接横穿相交B近河岸时折向下游
C近河岸时折向上游与河正交D无规律
63.经纬仪不能直接用于测量(a)。
A点的坐标B水平角C垂直角D视距
64.确定一直线与标准方向的夹角关系的工作称为(b)。
A定位测量B直线定向C象限角测量D直线定线
65.观测三角形三个内角后,将它们求和并减去180°所得的三角形闭合差为(b)。
A中误差B真误差C相对误差D系统误差
66.闭合导线角度闭合差的分配原则是(a)
A反号平均分配B按角度大小成比例反号分配
C任意分配D分配给最大角
67.某钢尺尺长方程式为lt=50.0044+1.25×10--5×50×(t-20℃)m,在温度为℃和标准拉力下量得均匀坡度两点间得距离为,高差为-,则该两点间得实际水平距离为(a)。
A.B.C.D.
68.分别在两个已知点向未知点观测,测量两个水平角后计算未知点坐标的方法是(d)。
A导线测量B侧方交会C后方交会D前方交会
69.系统误差具有的特点为(c)。
A偶然性B统计性C累积性D抵偿性
70.任意两点之间的高差与起算水准面的关系是(b)。
A不随起算面而变化B随起算面变化C总等于绝对高程D无法确定
71.用水准测量法测定A、B两点的高差,从A到B共设了两个测站,第一测站后尺中丝读数为1234,前尺中丝读数1470,第二测站后尺中丝读数1430,前尺中丝读数0728,则高差
为(c)米。
A.-0.938 B.-0.466 C.0.466D.0.938
72.在相同的观测条件下测得同一水平角角值为:
173°58´58"、173°59´02"、173°59´04"、173°59´06"、173°59´10",则观测值的中误差为(d)。
A.±4.5"B.±4.0"C.±"D.±6.3"
73.已知A点坐标为(12345.7,437.8),B点坐标为(12322.2,461.3),则AB边的坐标方位角
为(d)。
A.45°B.315°C.225°D.135°
74.由标准方向北端起顺时针量到直线的水平夹角,其名称及取值范围是(d)。
A.象限角0°~90°B.象限角0°~±90°
C.方位角0°~±360°D.方位角0°~360°
75.三等水准测量为削弱水准仪和转点下沉的影响,分别采用(a)的观测方法。
A.后前前后,往返B.往返,后前前后
C.后后前前,往返D.两次同向,后后前前
76.施工测量中平面点位的测设方法有(c)。
激光准直法
直角坐标法
极坐标法
平板仪测绘法
角度交会法
距离交会法
A.
B.
C.
D.
77.下面关于高程的说法正确的是(b)。
A.高程是地面点和水准原点间的高差
B.高程是地面点到大地水准面的铅垂距离
C.高程是地面点到参考椭球面的距离
D高程是地面点到平均海水面的距离
78.用经纬仪测量水平和竖直角时,度盘和相应的数指标间的相互转动关系是(b )
A.水平度盘转动,指标不动;竖盘不动,指标转动;
B.水平度盘转动,指标不动;竖盘转动,指标不动;
C.水平度盘不动,指标转动;竖盘转动,指标不动;
D.水平度盘不动,指标转动;竖盘不动,指标转动。
79.已知bc两点的子午线收敛角为3',且Yb>Yc,则直线bc正反方位角之间的关系为( )
A.Abc=Acb-180+3 B.Abc=Acb+180-3
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