內(nèi)燃機(jī)學(xué)試卷(B)參考答案

、名詞解釋(10X3=30)

1.平均有效壓力

一個(gè)假想的、平均不變的壓力作用在活塞頂上，使活塞移動一個(gè)行程所做

的功等于每循環(huán)所做的有效功。

2.升功率

在額定工況下，發(fā)動機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率

3.泵氣損失

4沖程內(nèi)燃機(jī)在強(qiáng)制排氣和吸氣行程中，氣體在流經(jīng)進(jìn)排氣管、進(jìn)排氣道

以及進(jìn)排氣門時(shí)，由于各種流動阻力，形成有效功的損失。

4.進(jìn)氣泯流和渦流比

在進(jìn)氣過程中形成的繞氣缸軸線有組織的進(jìn)氣流動。

實(shí)測的模擬氣缸中的葉片轉(zhuǎn)速和由進(jìn)氣流量換算成的與平均軸向流速相同

活塞平均速度的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速之比。

5.柴油機(jī)的滯燃期

從針閥升起噴油開始到通過缸壓計(jì)算到顯性放熱為止的這一段時(shí)間或由

軸轉(zhuǎn)角稱為滯燃期

6.汽油的Reid蒸汽壓

汽油在37.8c溫度等條件下測得的氣液兩相達(dá)到平衡時(shí)的蒸汽壓力。

7.壁面淬熄

發(fā)動機(jī)的燃燒室表面溫度比火焰低得多，當(dāng)火焰?zhèn)鞑サ奖诿鏁r(shí)，火焰被迅

速冷卻，燃燒鏈反應(yīng)中斷，結(jié)果使火焰不能一直傳播到燃燒室壁表面，這

種現(xiàn)象稱為壁面淬熄。

8.壓氣機(jī)的特性

在轉(zhuǎn)速一定的條件下獲得的壓氣機(jī)壓比石和效率?隨壓氣機(jī)流量/

（名。）的變化關(guān)系，稱為壓氣機(jī)的特性

9.生物柴油

動植物油脂經(jīng)酯交換反應(yīng)制取的脂肪酸單脂稱為生物柴油。

10.內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷特性

內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷特性是指當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速不變時(shí)，性能指標(biāo)隨負(fù)荷而變化的

關(guān)系。

二、簡答題（8X5=40）

1.汽油機(jī)循環(huán)變動及其成因

點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)即使是在穩(wěn)定工況下運(yùn)行，連續(xù)的不同循環(huán)之間及多缸機(jī)不同氣

缸之間的缸內(nèi)壓力時(shí)間歷程等參數(shù)各不相同的現(xiàn)象。

汽油機(jī)的循環(huán)變動的原因在于：

1）氣缸內(nèi)氣體運(yùn)動狀況的循環(huán)變動。在進(jìn)氣過程中形成的不同尺度的湍

流是不規(guī)則的，特別是在湍流火焰?zhèn)鞑ミ^程，火焰前鋒面的不穩(wěn)定性進(jìn)一步促

進(jìn)了缸內(nèi)氣體湍流運(yùn)動強(qiáng)度的變化，使火焰向整個(gè)燃燒室發(fā)展的進(jìn)程以及燃燒速

率等隨之發(fā)生較大變動。

2）氣缸內(nèi)混合氣成分和量的循環(huán)變動。由于發(fā)動機(jī)高速運(yùn)行，空氣、燃

料、EGR和殘余廢氣不可能在每一缸的每一循環(huán)都相同，由此造成燃燒過程的

循環(huán)變動。

3）火核形成及燃燒過程的循環(huán)變動。氣缸內(nèi)必然存在混合氣成分的不均

勻，使點(diǎn)火時(shí)刻火花塞電極間隙附近混合氣成分不同，影響到早期火焰中心的

形成和后期的火焰發(fā)展傳播，造成循環(huán)變動。

2.畫出簡圖說明柴油機(jī)燃燒階段劃分的依據(jù)及各階段的特點(diǎn)。

圖5-25

滯燃期：

預(yù)混燃燒期：

擴(kuò)散燃燒期

3.說明發(fā)動機(jī)HCCI燃燒的特點(diǎn)。

HCCI燃燒的基本特征是均質(zhì)混合氣的壓燃著火和低溫燃燒，HCCI放熱過程一

般分為低溫和高溫兩個(gè)燃燒放熱階段，中間存在負(fù)溫度系數(shù)反應(yīng)區(qū)間，高溫燃

燒迅速，燃燒，沒有明顯的火焰?zhèn)鞑ァ?/p>

HCCI燃燒過程中混合氣分布均勻，也沒有點(diǎn)火式燃燒的局部高溫反應(yīng)區(qū)，使

得HCCI發(fā)動機(jī)的NOx和顆粒物排放很低，并且具有較高的熱效率。

受到失火（混合氣過?。┖捅迹ɑ旌蠚膺^濃）的限制，HCCI發(fā)動機(jī)的運(yùn)行范

圍較窄，且HCCI沒有直接控制燃燒始點(diǎn)的措施，導(dǎo)致其混合氣自燃受混合物

特性、溫度時(shí)間歷程等因素的影響，燃燒過程乖于控制。

4.發(fā)動機(jī)NOx排放機(jī)理。

汽油和輕柴油本身含氮很少，不足以產(chǎn)生顯著的燃料NOx排放.

由于NO的生成反應(yīng)比燃料燃燒反應(yīng)慢，所以雖然火焰前鋒的溫度很高，但也只

有很小一部分產(chǎn)生于此，大部分是在焰后高溫區(qū)生成，屬熱氮機(jī)理。

「O?020

在『常濃的混合氣中還白反應(yīng)（V媵的反魔》

NH）HONOH

如果已燃區(qū)溫度高、有氧和高溫區(qū)存在時(shí)間長，發(fā)動機(jī)就能夠產(chǎn)生大量的NO

排放。

三、分析題（3X10=30）

1.試分析增壓對柴油機(jī)性能的影響。

內(nèi)燃機(jī)增壓技術(shù)的優(yōu)勢表現(xiàn)在：

①增壓流的質(zhì)量與尺寸相對發(fā)動機(jī)而言都很小，增壓可以使發(fā)動機(jī)在總

質(zhì)量和體積基本不變的條件下，輸出功率得到大幅度的提高，升功率、比質(zhì)

量功率和比體積功率都有較大增加，因而可以降低單位功率的造價(jià)，提高材料

的利用率，對于大型柴油機(jī)而言，經(jīng)濟(jì)效益更加突出。

②與自然吸氣內(nèi)燃機(jī)相比，排氣可以在渦輪中得到進(jìn)一步膨脹，因而排

氣噪聲有所降低。

0內(nèi)燃機(jī)增壓后有利于高原稀薄空氣條件下恢復(fù)功率，使之達(dá)到或接近

平原性能。

④柴油機(jī)增壓后，缸內(nèi)溫度和壓力水平提高，可以使滯燃期縮短，有利

于降低壓力升高率和燃燒噪聲。

0增壓柴油機(jī)一般采用較大的過量空氣系數(shù)，HC.CO和碳煙排放降低。

6技術(shù)適用性廣，適用于從低速到高速的二沖程和四沖程的各種缸徑的

發(fā)動機(jī)。

當(dāng)然，上述優(yōu)勢的取得是需要花費(fèi)一定代價(jià)的，這就是：

（1）內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)工作溫度和壓力水平明顯提高，機(jī)械負(fù)荷及熱負(fù)荷加

大，整機(jī)可靠性和耐久性受到考驗(yàn)。

（2）低速或低負(fù)荷時(shí)由于排氣能量不足，匹配不當(dāng)可能會使發(fā)動機(jī)的

低速轉(zhuǎn)矩受到一定影響，對工程機(jī)械和車用造成不利影響。

（3）由于在渦輪增壓器中，從排氣能量的傳遞到進(jìn)氣壓力的建立需要

一定的時(shí)間，存在加速響應(yīng)滯后等問題。

2.簡要說明柴油機(jī)SCR的系統(tǒng)構(gòu)成及各部件的作用。

DOC：

AdBlue：

SCR：

ASC：

傳感器：

3.GDI汽油機(jī)的顆粒物排放的生成機(jī)理及控制技術(shù)。

汽油機(jī)缸內(nèi)直噴后，存在混合時(shí)間縮短和燃油碰壁等現(xiàn)象，使燃油與空氣混

合不均，在高溫缺氧條件下就產(chǎn)生顆粒物排放。

發(fā)動機(jī)起動過程：2~3次噴射