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发动机原理简答题


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, NO
X

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
? ? ? 0 .8 - 0 .9

时,由于燃烧温度最高,火

热传播速度最大, 向增大。 ? ?

Pe

达最大值,但爆燃倾 时由于燃烧完

? 01 . 03 - 1 . 1

b ? ?1 全, e 最低。使用 ? 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
? ? ? 1 .2



? ? ? 0 .8

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。 燃烧室结构紧凑, 5 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 τ i 过过 长,在 τ i 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: 空间式: (1) 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 n ,再通过测功器稍加
b

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; 汽油机排气温度 2) 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: 将各种转速下负荷特性以 p 为横坐 1)
e

标, g 为纵坐标,以同一比例尺画在一张
e

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 p e 的比例应与负荷 特性 p 的比例相同。 将负荷特性图横放 3)
e

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 g 曲线相交,再从交点
e

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 e ? p e v h ni / 30 ? ? Kp e n 作出。在 p e —n

图中,等功率线是一组双曲线。5)将外特 性 p e ? f ( n ) 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

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%—

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。 汽油机的有效功率外特 2) 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。 柴油机的燃油消耗 3) 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 g 值普遍
e

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: 一般只在增压比不高或 1、 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。 需要齿轮增速箱, 3、 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。 排放 2、 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 Pc max 处,使该点 的 ? T 、? K 达到最大值。在全负荷时? T 、
? K 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,η k 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,NOX)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: 柴油机的主要排放污染有 1.有害气 1) 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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