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2012——2013学年第2学期课程名称《汽车发动机原理》考试日期:2013年9月日
主考教师:沈英考试时间:120分钟
专业:班级:考生学号:考生姓名:
注意:试卷评阅统一使用红色笔,要求对的打“√”,错的打“×”,并采用扣分的方法评定。
题号一二三四五六七八九总分
累分人签名
题分16**********
得分
考生注意事项:1、本试卷共6页,请查看试卷中是否有缺页.
2、考试结束后,考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。
Ⅰ。填空题(每空1分,共16分).
得分评卷人
1、内燃机的机械损失的测定方法有倒拖法、示功图法、灭缸法和油耗法四种.
2、发动机的排气过程包括自由排气阶段和强制排气阶段.
3、低温着火的三个阶段分别是冷焰、蓝焰和热焰。
4、典型的汽油机燃烧室有楔形燃烧室、浴盆型燃烧室、半球形燃烧室和碗型燃烧室。
5、柴油机喷注或油束特性包括几何形状和雾化质量两个方面。
6、绕气缸中心线(z轴)旋转的气流称之为涡流.
7、不靠火花塞而是由燃烧室内炽热表面点燃的现象称之为表面点火。
、与汽油机相比柴油机的主要燃烧产物除了有、、外,还包括碳烟。
8,COHCNOx
9、预混合燃烧的燃烧速度主要取决于火焰传播速度.
二、判断题(每小题1分,共10分)
得分评卷人
(×)1、平均有效压力是指单位气缸工作容积所输出的额定功率。
(×)2、在发动机的热平衡公式中,除了转化为有效功的部分热量,其余热量组成中,以冷却水带走的
热量所占比例最高.
(√)3、在压缩行程终了,由于柴油机具有较高的压缩比,因此柴油机气缸内的温度高于汽油机。
(√)4、低速时,由于发动起排气流量低,因此涡轮增压器的增压效果不好.
(√)5、汽油机实施的EGR率的范围一般在0-25%之内,可使NOx排放降低约50-70%.
(×)6、汽油90%馏出温度低说明燃油积炭倾向严,容重易稀释机油,使机油变质.
(×)7、四气门发动机在大负荷时可通过关闭某一个进气门,通过形成涡流来促进混合气均匀化、缩短着
火延迟期,提高火焰传播速度。
√、采用缩口、中央凸起的双涡轮式燃烧室可有效推迟喷射时期,抑制的生成抑制和排放。
()8NOx,COHC
(×)9、汽油机的燃烧过程可以分为滞燃期,明显燃烧期和后燃期三个阶段,其中后燃期的主要产物是
。
NOx
(×)10、柴油机混合气形成的方式有空间雾化和油膜蒸发两种方式,其中通过空间雾化的方式形成的混合
气燃烧过程较为柔和。
三、名词解释(每小题3分,共12分)
得分评卷人
1、指示能指标
以活塞做功为基础,评价气缸内热工转换的完善程度的指标。
2、EGR
废气再循环简称为EGR(ExhaustGasRecirculation)系统,
是将一部分排气引入进气管与新混合气混合后进入气缸燃烧,从而实现再循环,并对送入进气系统的排气进
行最佳的控制.
3、爆燃
爆燃是指火花塞点火后,离火花塞最远的末端气体,受到火焰前锋面的热辐射和压缩作用,使其压力、温度
升高,导致在火焰前锋到达之前自行燃烧的现象。
4、燃料的高热值
在高温的燃烧产物中水以水蒸气状态存在,水的汽热化不能利用,待温度降低后,水的汽热化才能释放出来.
因此,水凝结后记入汽热的热值称为高热值化
四、简答题(每小题5分,共30分)
得分评卷人
1、通过图示法比较当最高压力和最高温度分布相同时,三种理论循环热效率的大小.
WQQQ
由于三种加热循环的放热量相同,而加热量QQQ,根据1212,则
1p1m1vtQQQ
111
tptmtv
2、换气损失由哪几部分组成?如何减小换气损失?
自由排气损失、强制排气损失和进气损失三部分
✓合理选择排气提前角;
✓减小排气系统阻力和排气门处的流动损失。
3、分析废气涡轮增压的特点
优点:能够回收利用排气能量,因此,发动机经济性比机械增压和非增压发动机好,并可大幅度降低
有害气体的排放和噪声水平。
缺点:1)发动机低速时增压效果不明显;
2)涡轮增压器的瞬态响应特性较差,致使汽车加速性,特别是低速加速性恶化。
4、汽油机的性能指标有哪些?分别用于评价汽油机的什么性能?
辛烷值-抗爆性
馏程-蒸发性
热值-做功能力
5、简述GDI混合气形成机理及燃烧方式特点
机理:
①进气系统和燃烧室形状缸内气流
②高压喷射控制喷雾与缸内气流配合
③火花塞及喷射位置匹配
GDI混合气形成特点
无气道黏附油膜现象,节省额外耗油,起动性、响应性及A/F的控制精确
缸内雾化、气化吸热有利于降低排放。
6、简述直喷式燃烧室的特点
1)散热面积小,热效率高,经济性好,易启动;
2)对转速适应性差;
3)喷射压力有限时,混合气形成效果差,着火延迟期长,工作粗暴,NOx排放大
五、分析题(每小题8分,共32分)
得分评卷人
1、分析配气定时对发动机充气效率的影响。
合理选择配气定时,主要是进、排气门提前角和迟闭角的确定。其中,进气门迟闭角的改变,对充气效率影
响最大。
➢当进气迟闭角小时,充气效率的峰值出现在低速段n1,即在该转速下进气门刚要关闭时刻能充分利
用气流惯性多进气。
➢当n<n1时,气流惯性降低,已进入气缸的气流将出现倒流现象,转速越低,倒流越严重,所以充
气效率降低。
➢当n〉n1时,虽然气流惯性增加,但气门早闭无法利用该惯性,n越大,进气系统流动损失越大,
充气效率越低.
➢加大进气迟闭角,充气效率因高速流动损失增加而相对降低.
➢然而,充气效率的峰值出现在高速区,且高速领域的充气效率明显提高,可改善发动机高速区的动力
性.
2、简述汽油和柴油的性能差异对发动机性能的影响.
1)混合气形成和负荷调整方法的不同
汽油挥发性强,采用外部均匀混合气形成方式,柴油机蒸发性差,粘性好,采用柴油强制雾化后与燃烧室
内一定量的空气形成混合气.
根据混合气形成方式的不同,汽油机采用节气门开度对混合气的量进行量调节,柴油机根据负荷大小调节
柴油的喷射量,为质调节
2)着火和燃烧方式不同
碳链的长短决定了燃料着火的方式。碳链短易点燃不易自燃;碳链长易自燃不易点燃。因此汽油采用点燃的
着火方式,柴油采用压燃的着火方式。
汽油机点火后,以火焰传播方式燃烧燃烧室内的均匀混合气,这种燃烧方式的放热规律取决于火焰传播速
度。
3、下图为柴油机燃烧过程的放热率随曲轴转角的变化,分析放热率曲线1(虚线)和2(实线)的发动机
性能区别,那一条更好,为什么?
1
2
曲轴转角φ
曲线2更好.
柴油机燃烧过程分为四个阶段,着火延迟期、速燃期、缓燃期和后燃期,其中速燃期(以预混合燃烧为主)
和缓燃期(以扩散燃烧为主)对发动机的性能影响最大,要求速燃期要缓、缓燃期要急.
从控制柴油机燃烧噪声和NOx排放的角度考虑,应尽可能降低预混合燃烧阶段的放热速率。
从改善动力性和经济性以及碳烟排放角度而言,应促进扩散燃烧速度,由此缩短整个燃烧时间,使燃烧过程
既是又完全.
4、分析汽油机与柴油机负荷特性的区别
1)汽油机燃油消耗率be比柴油机高,且随负荷变化曲线比柴油机要陡
2)汽油机排温普遍较高,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、小负荷段的线性较好。