⼆、指⽰热效率、有效效率,机械效率?
机械效率:有效功率与指⽰功率的⽐值。有效效率:指⽰功率与机械损失功率的差值。指⽰热效率:发动机实际循环指⽰功与消耗的燃料热量的⽐值。
⼀、内燃机实际循环由哪五个过程组成?分析各⾃的特点?1、发动机实际循环是由进⽓、压缩、燃
烧、膨胀、和排⽓五个过程组成的。进⽓:此时进⽓门开启,排⽓门关闭,活塞由上⽌点向下⽌点移动。由于进⽓系统的阻⼒,进⽓终点的压⼒⼀般⼩于环境压⼒,压⼒差⽤来克服进⽓阻⼒,⽓流受发动机⾼温零件及废弃加热,进⽓终点的温度总⼤于⼤⽓温度。
压缩:进排⽓门均关闭,活塞有下⽌点向上⽌点移动,缸内⼯质受到压缩,温度压⼒不断上升,压缩增⼤做功过程的温差,获得最⼤限度的膨胀⽐,提⾼热功转换效率同时为燃烧创造有利条件。
燃烧:进排⽓门均关闭,活塞在上⽌点前后燃烧将化学能转为热能,使⼯质压⼒温度升⾼,越靠近上⽌点热效率越⾼。燃烧开始速度很快,⽓缸容积变化很⼩,⼯质压⼒温度剧增,接着燃烧缓慢下来,随活塞向下⽌点移动,⽓缸容积增⼤,汽缸压⼒基本不变,⽽温度继续上升。
膨胀:进排⽓门均关闭,⾼温、⾼压的⼯质推动活塞,由上⽌点向下⽌点移动⽽膨胀做功,⽓体的压⼒、温度也随即迅速降低。
排⽓:当膨胀接近终了时,排⽓门打开,废⽓靠⾃⾝的压⼒⾃由排⽓,膨胀结束时,活塞由下⽌点返回上⽌点,将缸内废⽓排出。由于排⽓系统的阻⼒,排⽓终了的压⼒⼤于环境压⼒,阻⼒越⼤,终了压⼒越⼤,残留废⽓越多。
⼀、为什么进排⽓门要早开迟闭?各⾃对应⾓度⼤⼩对内燃机的性能有何影响?增压和⾮增压内燃机的⽓门叠开⾓有何差别?为什么?
⼀、1)进⽓门早开、迟闭的总⽬的是使更多的新鲜混合⽓(汽油机)或空⽓(柴油机)进⼊⽓缸,提⾼充⽓效率、增加发动机功率。具体地说有三⽅⾯原因: ①早开、迟闭可以适当增加进⽓时间。②早开可以保证在活塞抵达上⽌点时⽓门有最⼤开度,使进⼊⽓缸的混合⽓或空⽓数量增多。
③迟闭可以利⽤进⽓惯性增加进⼊⽓缸的混合⽓或空⽓数量。(2)排⽓门早开,可以使燃烧后的废⽓排除⼲净,从⽽提⾼充⽓效率。具体地说有三⽅⾯的原因。①排⽓门早开,可以使燃烧后的废⽓利⽤废⽓本⾝的压⼒先排出⼀部分。②由于排⽓门早开,废⽓⾃⾏排出,使⽓缸内压⼒降低,减⼩了活塞上⾏的阻⼒。③排⽓门迟关,可以利⽤废⽓的流动惯性使⼀部分废⽓继续排出。⼆、什么是可变⽓定时?其⽬的是什么?
是可根据发动机的状态控制进⽓凸轮轴,通过调整凸轮轴转⾓对配⽓定时机进⾏优化,以获得最佳的配齐正时,从⽽在所有速度范围内提⾼转矩,并能⼤⼤改善燃油经济性,有效提⾼汽车的功率与性能,减少耗油和废⽓排放。三、降低排⽓系统流通阻⼒的措施?
如果将排⽓道德⼀部分做成扩压形,则能使通过⽓门座缝隙的⽓体动能⼀部分转化为压能,使压⼒获得明显回升。从⽽降低了⽓缸内与排⽓管内的压⼒差,降低了⽓缸内废⽓压⼒,达到提⾼充⽓量系数c
和降低泵⽓功的⽬的。同时,选择良好的排⽓⽀管的流⾏,避免排⽓道内截⾯突变、急转弯和凸台,有助于降低整个流通阻⼒。此外,在满⾜必要的消声效果要求下,应尽可能降低消声器的流通阻⼒。四、(1)评定内燃机换⽓过程好坏的标志?(2)分析四冲程内燃机的换⽓过程⼏个阶段的主要特点?
表征换⽓过程的完善程度主要标志是充⽓效率的⾼低,其次是消耗于换⽓过程的泵吸功的⼤⼩。
、⾃由排⽓阶段:在⽓门开启的初期,开度极⼩,废⽓不能通畅流出,缸内压⼒来不及下降,在活塞向上回⾏时形成较⼤的反压⼒,增加排⽓⾏程所消耗的功。
强制排⽓阶段:缸内平均压⼒⽐排⽓管内平均压⼒略⾼⼀些,
进⽓过程:在进⽓形成初期,由于⽓门开启⾯积很⼩,活塞也开始向下运动,同时⼜要克服⽓流的惯性,因此,缸内产⽣很⼤的负压,新鲜充量流⼊⽓缸。随着⽓门开启,进⼊缸内⽓体量增加,⽓缸压⼒和温度逐渐上升,到进⽓终了时,由于进⽓动能部分转变为压能,压⼒有⼀些提⾼,机会回升到接近或略⾼于进⽓管内压⼒。⽓门重叠和燃烧室扫⽓:由于排⽓门的迟后关闭
和进⽓门的提前开启,所以存在进、排⽓门同时打来的现象,称为⽓门重叠。⽓门重叠期间进⽓管、⽓缸、排⽓管连通,可以利⽤⽓流的压差和惯性清除残余废⽓,增加进⽓量。
汽油机爆燃和早燃有何区别?(2)汽油机产⽣爆震的原因(3)克服爆燃的措施?汽油机燃烧过程各个阶段的主要特点,以及对它们的要求。在汽油机上爆燃稀薄混合⽓有何优点?
(1)同时在较⼤的⾯积上多点着⽕,所以放热速率极快,局部的温度压⼒急剧增加。这种类似阶跃的压⼒变化,形成燃烧室内往复传播的激波,猛烈撞击燃烧室壁⾯,是壁⾯产⽣振动,发出⾼频振⾳(即敲声),这就是爆燃。早燃是指在⽕花塞点⽕之前,帜热表⾯点燃混合⽓的现象。早然会诱发爆燃。
与爆燃不同,表⾯点⽕⼀般是在正常⽕焰烧到之前由炽热物点燃混合⽓所致,没有压⼒冲击波,敲缸声⽐较沉闷,主要是有活塞、两岸曲轴等运动件受到冲击负荷产⽣振动⽽造成。《2》点⽕⾓过于提前,发动机燃烧室过度积炭,发动机温度过⾼,空燃⽐不正确、燃油⾟烷值过低、燃油清洁度不够,末端的混合⽓的压⼒和温度⾼。3⾟烷值过低加四⼄铅;⽤导热性好的材料做汽缸盖、活塞可以降低末端混合⽓的压⼒和温度,降低爆燃;提⾼⽕焰传播速度,缩短⽕焰传播距离均有利于避免爆燃。按压⼒变化特点,将燃烧过程分为着⽕落后期、明显燃烧期、后燃期三个阶段着⽕落后期:特点--它是指从⽕花塞点⽕到⽕焰核⼼形成阶段,⽓缸压⼒线较压缩压⼒线⽆明显变化。要求--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。明显燃烧期:特点--是指⽕焰有⽕焰中⼼烧遍整个燃烧室的阶段。压⼒急剧上升并达到最⼤值。要求--最⾼燃烧压⼒点位置要适中
后燃期:特点--混合⽓燃烧速度开始降低。加上活塞向下⽌点加速移动,⽓缸中压⼒开始下降。要求--为了保证⾼的循环热效率和循环功,应使后燃期尽可能短。汽油机上爆燃稀薄混合⽓同时兼顾保证燃油经济性和排放型。(1)与传统化油器式汽油机相⽐,装置汽油喷射系统的发动机有何优点?
答1)可以对混合⽓空燃⽐进⾏精确控制,使发动机在任何⼯况下都处于最佳⼯作状态,特别是对过渡⼯况的动态控制,更是传统化油器式发动机⽆法做到的。
2) 由于进⽓系统不需要喉管,减少了进⽓阻⼒,加上不需要对进⽓管加热来促进燃油的蒸发,所以充⽓效率⾼!
3)由于进⽓温度低,使得爆燃燃烧得到了有效的控制,从⽽有可能采取较⾼的压缩⽐,这对发动机热效率的改善是显著滴。4)保证各缸混合⽐的均匀性问题⽐较容易解决,相对发动机可以使⽤⾟烷值⽐较低的燃料.5) 发动机冷起动性能和加速性能良好过渡圆滑!常规的汽油喷射系统与柴油机的燃油供给系统有何区别?
通常的汽油喷射是低压喷射,在⽓门外或汽缸内喷油形成均⼀的混合⽓。然后压缩、点⽕、燃烧。所供应的混合⽐按不同⼯况仍需保持在狭⼩的范围内,这⼀点与柴油机的供油系仍有本质的区别!
试阐明简单化油器不能适应发动机⼯作的原因。(2)试分析过量空⽓系数α和点⽕提前⾓对燃烧过程的影响.答:点⽕过迟(即点⽕提前⾓⼩),
则燃烧延长到膨胀过程,燃烧最⾼压⼒和温度下降,传热损失增多,排温升⾼,热效率降低,但爆燃倾向减少,X NO 升⾼,功率,排放量降低。
过量空⽓系数α对汽油机的动⼒性能,经济性能是有影响的。当9.0-8.0=αφ时,由于燃烧温度最⾼,⽕热传播速度最⼤,e P 达最⼤值,但爆燃倾
向增⼤。1.1-03.01=αφ时由于燃烧完全,e b最低。使⽤
1 αφ的浓混合⽓⼯作,
由于必然会产⽣不完全燃烧,所以CO 排放量明显上升。当2.1 αφ及8.0 αφ时,
⽕焰速度缓慢,部分燃料可能来不急完全燃烧,因⽽经济性差,HC 排放量增多且⼯作不稳定。 ⼀.(1)试⽐较柴油机直喷式燃烧室和分开式燃烧室的优缺点
直喷式燃烧室 :⽆空⽓或弱空⽓涡流。2喷雾形状与燃烧室必须配合良好,以便充分利⽤燃烧室中的空⽓。3组织⾼压喷射。4过量空⽓系数⼤。5燃烧室结构紧凑,相对散热⾯积⼩,燃油消耗率低,容易起动。6⼯作粗暴,燃烧温度⾼,NOx 排放⼤。
分开式燃烧室: 此种燃烧室柴油机燃油消耗率⾼,但⾼速性能好,噪声⼩,排污⼩。对燃油系统要求低,在车⽤和⼩型农⽤⾼速机上得到⼴泛应⽤。其中因涡流室机性能更好些,故采⽤居多。 三.(1)柴油机的⼯作粗暴与汽油机的爆燃有何区别?(2)⼆者对燃料的要求有何不同?(3)分别指出克服柴油机的⼯作粗暴与汽油机的爆燃技术途径。 答:(1)柴油机的⼯作粗暴与汽油机的爆燃的区别在于发⽣的时间不同和缸内状况的差异。柴油机⼯作粗暴发⽣在急燃期的始点,缸内的压⼒还是均匀的;汽油机的爆燃发⽣在终点,缸内有压⼒冲击现象。(2)柴油机要求燃料的⼗六烷值较⾼,汽油机要求燃料的⾟烷值较⾼。
(3)克服柴油机⼯作粗暴的途径有:使⽤⼗六烷值较⾼的燃料,适当降低压缩⽐,适当减⼩喷油提前⾓,优化燃油喷射、⽓流运动和燃烧室形状的配合等。
克服汽油机爆震的途径有:使⽤⾟烷值较⾼的燃料,适当降低压缩⽐,精确控制点⽕提前⾓,适当减⼩缸径,加强紊流,缩短⽕焰传播途径,合理布置⽕花塞位置和燃烧室形状,⽤导热性好的材料做⽓缸、活塞等。四,什么是⼏何供油规律?什么是喷油规律?解释⼆者区别和联系?
⼏何供油规律是指从⼏何关系上求出的油泵凸轮每转⼀度(或每秒)喷油泵供⼊⾼压系统的燃油量。)泵轴或mm3/s )随凸轮轴转⾓ψ(或时间t )的变化关系。由于它纯粹是⼏何关系决定的,因此只要知道柱塞的运动特性即可。喷油规律是指在喷油过程中,每秒或每度泵轴转⾓从喷油器喷出的燃油量随时间或泵轴转⾓的变化关系.。
区别和联系:喷油规律虽然由供油规律决定,不同在于始点⼀般差别8度到12度曲轴转⾓之外,喷油持续时间较供油持续时间长,最⼤喷油速率较供油速率低,其形状有明显畸变,循环喷油量也低于循环供油量。 五.(1)供油系统中可能出现的不正常喷射现象有哪些?(2)说明⼆次喷射出现的原因,造成的危害及消除的⽅法?答:(1)1.⼆次喷射 2.⽳蚀 3.滴油现象 4.断续喷射 5.不规则喷射和隔次喷射(2)出现原因:喷油器针阀落座以后,由于⾼压管路压⼒波的影响,导致针阀第⼆次升起,引起⼆次喷射 造成危害:⼆次喷射使整个喷油持续时间延长,后燃严重,经济性下降,零部件过 热及排温升⾼等,同时,⼆次喷射是在燃油压⼒较低的情况下喷射的,因此,雾化 不良,燃烧不完全,烟度增加,且容易引起喷孔积碳。消除⽅法:1.增⼤出油阀卸载容积,减少⾼压系统容积,增⼤减压速度 2.选择合适的截⾯⽐,增⼤喷孔截⾯积,或减少⾼压油管内径 3.增⼤出油阀弹簧刚度 七.(1)分析柴油机着⽕延迟和汽油机着⽕延迟对发动机性能的影响(2)讨论降低柴油机噪声的主要途径
答 柴油机着⽕延迟对发动机燃烧过程有着极⼤影响,着⽕事件延长,则在着⽕延迟时间喷⼊的燃烧室的燃料就越多,在睡着⽕前形成的可燃混合器就越多,这些燃料在急燃中⼏乎⼀起燃烧,是压⼒升⾼和Pmax 较⾼,运动零件收到冲击负荷,发动机运转粗暴,影响使⽤寿命。如果i τ过过长,在i τ期间已经喷⼊全部燃料,则随后的燃烧就难以控制,柴油机在⾼速时候有可能产⽣这种情况。
降低噪声的主要途径1缩短着⽕延迟期2减少着⽕延迟内的喷油量3减少着⽕延迟期内形成的可燃混合⽓的数量
⼋.(1)试⽐较柴油机空间雾化混合和油膜蒸发混合的特点。(2)典型的直喷式燃料室有哪些?属于何种混合⽅式?(3)典型的分开式燃烧室有哪些?属于何种混合⽅式? 答:(1)空间式:将燃料喷向燃烧室空间,形成雾状混合物,为了使混合均匀,要求喷出的燃油与燃烧室形状相配合,并利⽤燃烧室中空⽓运动。油膜式:将⼤部分燃料喷到燃烧室壁⾯上,形成⼀层油膜,油膜受热汽化蒸发,在燃烧室中强烈的旋转⽓流作⽤下,燃料整汽与空⽓形成均匀的可燃混合器。(2)开式燃烧室属于空间混合式,半开式燃烧室以空间混合为主,球形油膜燃烧室属于油膜蒸发⽅式,复合式燃烧室属于空间—油膜混合⽅式。(3)涡流室燃烧室,预燃室燃烧室,涡流预燃室燃烧室。 ⼀、(1)写出制取柴油机的负荷特性曲线的具体步骤。
答:1)⾸先按柴油机开动起来,并逐渐将转速加⾄标定转速b n ,再通过测功器稍加外负荷,使柴油机达到稳定的热状态。2)依此将负荷从零加⾄标定负荷的25%—
50%—75&—100%—110%。每加⼀次负荷都适当地增加供油量,以维持柴油机的转速不变。记录每次负荷下柴油机的各种性能参数。
(2)柴、汽油的负荷特性有何区别? 答:1)汽油机的燃油消耗率普遍较⾼,且在从空负荷向中,⼩负荷过度的时候,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曲度较⼤,⽽柴油机的燃油消耗量曲线在中,⼩负荷段得线性较好(3)如何利⽤负荷特性制取万有特性曲线?
答:1)将各种转速下负荷特性以e p 为横坐标,e g 为纵坐标,以同⼀⽐例尺画在⼀张坐标图上。2)根据内燃机⼯作转速范围,在万有特性曲线横坐标上以⼀定的标尺标出转速的数值,纵坐标e p 的⽐例应与负荷特性e p 的⽐例相同。3)将负荷特性图横放在万有特性图左⽅。在负荷特性曲线上引若⼲条等油耗线与e g 曲线相交,再从交点引⽔平线⾄万有特性图上相应的转速线上,获得若⼲交点。将油耗相等的点连成⼀条光滑曲线,即等油耗线。等油耗曲线不相交。4)等功率曲线:根据n Kp ni v p N e h e ==τ30/e 作出。在e p —n
图中,等功率线是⼀组双曲线。5)将外特性)(n f p e =曲线画在万有特性图上,构成万有特性的上边界。
(4)为何要制取万有特性曲线? ⼆、(1)试述制取汽油机的速度特性曲线的具体步骤。 (1)起动汽油机并使运转⾄正常⼯作温度即可开始试验,涮试点分⼯可参看前项实验。其中调节与控制供油杆的可改为节⽓
门并注意冷却⽔温的控制与记录。 (2)在逐渐开⼤节⽓门的同时,利⽤测功器缓慢地增加或卸去负荷直⾄发动机稳定在标定转速(2800转/分)时,进⾏上述各项参数的测量。并记录于记录表中(此时所得为外特性数据)。(3)利⽤测功器逐次加⼤负荷,分别使n 稳定在2600、240D ,2200……l000转/分时,重复上述参数之测量与记录.(4)根据所得数据,绘制以n 为横坐标,测功器读数P 为纵坐标之监督曲线,发现异常点时,及时重测。(5)减⼩负荷,关⼩节⽓门,待发发动机在空转状态运转数分钟后熄灭,清洁和关闭各项仪器,以备再⽤。(6)改变节⽓门开度(3/4、l/2、1/4开度),按同法进⾏测量,并列⼊记录表,由此数据绘制部分特性曲线。(2)试分析柴油机与汽油机速度特性主要区别及原因。
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,最经济区得转速范围很宽。汽油机则有所不同,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。 三、(1)试从⼯作过程分析柴油机与汽油机在负荷特性曲线上的主要差别。 答:与柴油机相⽐:1汽油机的e g 值普遍较⾼,燃油经济性差。2汽油机的排⽓温度⾼,与负荷关系较⼩。3汽油机的燃油消耗量曲线的弯曲度较⼤,⽽柴油机的燃油消耗量曲线在中、⼩负荷段的线性较好。 ⼀、(1)指出柴油机的主要增压⽅式及其特点。(2)试述废⽓涡轮增压系统中脉冲增压和定压增压的选⽤原则。 (1)柴油机的主要增压⽅式主要分为:机械增压、涡轮增压、⽓波增压、复合增压。
机械增压特点:1、⼀般只在增压⽐不⾼或某些特殊情况下采⽤以及复合增压系统中⽤。2、由于消耗机械功,有时燃油消耗率反⽽⽐⾮增压机⾼些。3、需要齿轮增速箱,使机构复杂化,且增压⽐受限制。
涡轮增压特点:1、由于利⽤了废⽓能量,有利于改善整机动⼒性和经济性。2、排放降低3、起动、加速性能变差。4、低速扭矩特性变差。5、热负荷及机械负荷增加。 ⽓波增压特点:结构简单、制造⽅便、变⼯况适应性好、加速性能好、低速扭矩特性好、综合效率低、尺⼨重量相对较⼤,噪声⼤、对进排⽓阻⼒敏感、要求⽓道阻⼒⼩。复合增压特点:改善低速扭矩特性以及加速性能。
(2)废⽓涡轮增压系统中脉冲增压和定压增压的选⽤原则:1.低增压时,采⽤脉冲系统。2.⾼增压柴油机,要根据具体情况,例如⽤途,⽓缸数⽬,增压器数⽬,安装位置等等,经仔细的分析和试验研究,才能最后确定。特别注意⽤途,⽓缸数⽬两项。例如对6,9,12缸机,三缸合⽤⼀排⽓管,可使涡轮机连续进⽓,对变⼯况要求的场合,应优先考虑选⽤脉冲系统。 ⼆、(1)试⽐较脉冲增压和定压增压的特点。(2)汽油机增压困难的主要原因何在? 答:(1)脉冲增压的特点:使排⽓管中的压⼒造成尽可能⼤的变动。为此,增压器尽量靠近⽓缸,排⽓管做得短⽽细,并且⼏个⽓缸(2-3个)连⼀根排⽓管。这样,每个排⽓管中就形成⼏个连续的、互不⼲扰的排⽓脉冲,并进⼊涡轮机中。
定压增压的特点:涡轮排⽓管内的压⼒基本上是恒定的。把柴油机所有⽓缸的排⽓管都连接于⼀根排⽓总管,⼆排⽓总管的截⾯积⼜尽可能 粗⼀些,排⽓管实际上起稳压作⽤,管内压⼒振荡较⼩。 (2)汽油机的燃烧过量空⽓系数⼩,燃烧温度⾼,膨胀⽐⼩,排⽓温度⽐柴油机⾼处,随着点⽕提前⾓的推迟,整个燃烧过程加长,排⽓温度上升,同时传给冷
却⽔和润滑油的热量也增加。汽油机的传热损失百分⽐⽐柴油机⼤。此外,增压汽油机为了避免可燃混合器的损失,⼀般⽓门叠开⾓不⼤,燃烧室受热零件得不到扫⽓冷却,因此,增压汽油机的排⽓门、⽕花塞、活塞、涡轮机的热负荷均⽐增压柴油机的更严重。
三、如何改善车⽤涡轮增压柴油机的扭矩特性?
答:低速扭矩性能:可从解决低速时的废弃能量及其改善利⽤情况⼊⼿。
1采⽤脉冲增压系统,特别注意应⽤管径较⼩,管长较短的排⽓管,以尽量减少排⽓容积,改善废弃能量的利⽤。
2柴油机和增压器采⽤特殊匹配的⽅法。对固定式柴油机应⽤标定⼯况配法。对于车⽤机,把匹配点选在max c P 处,使该点的T η、K η达到最⼤值。在全负荷时T η、K η反⽽低些。
3⾼速⾼负荷时放⽓(放涡轮前废⽓或增压后空⽓)等措施可改善。
五、根据涡轮增压器与柴油机的配合特性曲线,说明涡轮增压器与柴油机联合运⾏时可能遇到的问题以及选配增压器的原则。答:可能遇到的问题:1、柴油机是否能达到预期的增压效果。
2、对不同⽤途的柴油机(如等转速运⾏、螺旋桨特性或外特性运⾏,其运⾏⼯况有很⼤的差别),增压器是否在所有⼯况下
都在⾼效率范围内运⾏。
3、增压器是否⼯作稳定(压⽓机是否喘振,涡轮机是否阻塞、增压器是否超速等)。4、柴油机以外特性运⾏时,排⽓温度是否会超过涡轮的容许温度等等。
涡轮增压器与柴油机配合的特性曲线应满⾜: 1、运⾏线尽可能处在压⽓机的最佳效率范围内,ηk 应⼤于65%。2、但运⾏线不应太靠近喘振线,更不允许穿越过压⼒机的喘振线。特别在发动机按螺旋桨特性运⾏时,要防⽌运⾏线尾部穿出喘振线。3、此外在柴油机⾼速⾼负荷时,废弃能量
过⾼,增压器受到超速以及热负荷的限制。 六、(1)与⾮增压柴油机相⽐,增压柴油机在结构上主要有哪些变动?(2)指出改善车⽤增压柴油机性能的措施。1.调整供油系统2.改变配⽓相位3.减少缩
⽐,增⼤过量空⽓系数 4.设置分⽀排⽓管5.设置中冷器.(2)1.低速扭矩性能:采⽤脉冲增压系统,柴
油机和增压器采⽤特殊匹配的办法,⾼速⾼负荷时放⽓等措施;2.加速性能变差:采⽤脉冲系统,减少转⼦惯量等措施;3.起动和制动困难:须配备辅助装置;4.汽车起步扭矩低:柴油机本⾝⽆法解决,靠变速器解决. 第七章⼀、(1)指出降低柴油机排放(HC,CO,NO X )的措施。 HC :
1)保持⾼的排⽓温度,使HC 在排⽓管中继续氧化。措施有:降低压缩⽐,推迟点⽕提前⾓,增加进⽓温度和冷却⽔的温度,提⾼转速(排温⾼),排⽓管包隔热材料等 2)使排⽓管有较多的氧以促进HC 的燃烧。措施有:应⽤稀薄混合⽓,在排⽓门⼊⼝处向废⽓喷⼊⼆次空⽓等 3)减少⾯容⽐F/V 。(减少相对激冷⾯积),增加紊流以减少激冷层厚度。4)提⾼混合⽓的着⽕性能,减少失⽕ 5)减少燃烧室死区容积。(如活塞⽕⼒岸处的狭缝)CO:燃烧中间产物。α<1时剧增。主要与混合⽓浓度有关
NOx :取决于⽕焰温度,⽕焰前锋是否富氧以及⾼温持续时间的长短。
1)降低最⾼燃烧温度措施:降低压缩⽐,推迟点⽕提前⾓,降低进⽓温度,降低转速,降低进⽓压⼒(残余废⽓增多),废⽓再循环,喷⽔或使⽤乳化油,使⽤过浓或过稀混合⽓等 2)减少⽕焰前⾓中氧浓度:应⽤浓混合⽓,分层燃烧技术。三、说明柴油机产⽣⽩烟,青烟和⿊烟的原因及其减轻措施。
⽩烟:寒冷天⽓、冷起动或怠速时候发⽣。缸内温度低着⽕不好,燃料未完全燃烧,以液滴状态随废弃排出,⼀般暖车后消失。蓝烟:低负荷时,缸内温度低,着⽕不好,燃料或串⼊燃烧室的机油为完全燃烧。呈微粒状态拍出。⿊烟:易在⾼负荷时发⽣。如加速、爬坡。局部空⽓不充分,燃烧在⾼温下分解,聚合形成。减轻措施:改变燃料性质,在柴油中加⼊消烟添加剂,排⽓再循环、进⽓管喷⽔或柴油掺⽔等四、简述柴油机的主要排放污染及其⽣成机理。
答:1)柴油机的主要排放污染有1.有害⽓体,主要CO HC NOx 等。2.排⽓颗粒——排⽓烟度。排⽓颗粒主要由碳元素构成,其表明了吸附了相当成分的⾼分⼦压缩⽐有机物,其中有的可以导致慢性肺病并有致癌作⽤。2)净化措施
1.前处理——对燃料和空⽓在进⼊⽓缸前进⾏预先处理,改变冲量性质,以改变缸内的燃烧反应过程,从何降低有害排放量。具体措施有:改变燃料性质,在柴油中加⼊消烟添加剂,排⽓再循环、进⽓管喷⽔或柴油掺⽔等。
2.机内净化——对燃烧过程本⾝进⾏改进,以减少有害⽓体⽣成,如推迟喷油、提⾼喷油速率,加强进⽓涡流(促进混合⽓燃烧)采⽤分开式燃烧室(副室壁⾯温度低,a⼩,不利NOx的形成,⼆次涡流⼜促进混合⽓燃烧,对减少HC CO也有利)等。3.后处理——⽤各种除尘滤清消净化装置,催化反应⽅法对排⽓进⾏最后处理,可进⼀步降低有害⽓体排放。五、简述汽油机的主要排放污染及其⽣成机理。
主要排放污染:氮氧化合物NOx (NO,NO2),碳氢化合物(HC,包括含氧的HC如醛,酮类),CO,SO2,以及碳烟,铅化物等。
⽣成机理:发动机排放主要和发动机的混合⽓形成、燃烧过程及燃烧结束后在排⽓过程中的化学反应有关,持外,还与燃油的蒸发等因素有关。汽油为C4-C11的碳氢燃料,易挥发,化学稳定性好,着⽕温度⾼,不易⾃然,需靠点⽕使其点燃,汽油机是燃油和空⽓在外部预制成⽐较均匀的混合⽓进⼊汽缸后,依靠⽕花塞点燃,形成⽕焰核⼼,化学反应加速,开始进⾏⽕焰传播。
六、讨论降低柴油机燃烧噪声的主要途径。(1)缩短着⽕延迟期
如:选⽤⾼⼗六烷值的燃油。增压技术以及⼀切能提⾼压缩终了压⼒、温度的措施。(2)减少着⽕延迟期内的喷油量要使初期喷油速度⼩,但整个喷油时间不得拉长,否则影响经济性。如:1)采⽤双凸起的喷油泵凸轮。2)⼆级喷射(引燃喷射):每个⽓缸⽤两个喷油器,但需要两套喷油设备,应⽤较少。(3)减少着⽕延迟期内形成的可燃混合⽓的数量
如:将燃料⼤部分喷到燃烧室壁⾯上,只有很少部分散布在热空⽓中形成少量可燃混合⽓⾸先着⽕,保证初期放热较⼩,这就是油膜混合⽓形成所采⽤的⽅法。
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