发动机原理 往年 试题 答案

一、解释下列概念（本题30分）

1）平均有效压力  发动机单位气缸工作容积一个循环输出的有效功

2）扩散燃烧 燃料是一边与空气混合、一边燃烧，由于混合过程比反应速率慢，因此燃烧速率取决于混合速率，混合过程控制了燃烧速率，燃烧速率取决于扩散速率。这

3）有效燃油消耗率 单位有效功率的油耗

4）机械效率  有效功率与指示功率之比

5）残余废气系数  进气终了时的缸内残余废气质量与每一循环实际进入缸内的新鲜冲量之比

6）火焰传播速度  火焰前锋相对与燃烧室壁面传播的绝对速率。

7）爆燃 在某种条件下燃烧变得不正常，压力曲线出现高频大幅波动，在上止点附近压力增长率很高，火焰前锋形状发生急剧变化。称之为爆燃。

8）柴油机滞燃期 从喷油开始到压力开始急剧升高时为止，称为滞燃期，此阶段燃料经历一系列物理化学的变化过程。

9）表面点火 凡是不靠火花塞点活而由燃烧室炙热表面点燃混合气的现象

10）理论空气量 1公斤燃料完全燃烧所需要的空气量

11）过量空气系数 燃烧1公斤燃料的实际空气量与理论空气量之比，称为过量空气系数。    

12）速度特性 当油量控制机构在标定位置时（最大节气门或标定工况位置）的速度特性。  

13）充气效率  换气过程结束后留在气缸内的新鲜冲量质量与缸内气体的总质量的比值

14）喷油规律 在喷油过程中，单位凸轮转角从喷油器喷入气缸的燃油量随凸轮转角的变化关系

15）滚流 在进气过程中形成的绕垂直于气缸轴线的有组织大尺寸空气涡流。

二、简要回答下列问题（本题15分）

1.1.       简述提高汽油机充气效率的主要途径。（5分）

     降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了时的压力。

降低排气系统的阻力损失，以减少缸内的残余废气稀疏。

减少高温零件在进气系统中对新鲜冲量的加热，以降低进气终了时的冲量温度。

2.2.       对于电控柴油机何谓时间控制，高压共轨系统原理和主要的优缺点？（10分）

时间控制系统：在高压油路中利用一个或两个高速电磁阀的启闭控制喷油泵和喷油器的喷油过程。喷油量的控制由喷油器的开启时间长短和喷油压力大小决定，喷油定时由控制电磁阀的开启时刻确定，从而实现喷油量、喷由定时和喷由速率的柔性控制和一体控制。

 1喷油压力柔性可调，对不同工况可确定其最佳喷射压力，优化柴油机的综合性能2可地柔性控制喷油定时，配合高的喷射压力，可同时控制有害物的排放。3柔性控制喷油速率变化，实现理想的喷油规律，降低柴油机Nox、dp/dφ保证优良的动力性与经济性。4电磁阀控制喷油，控制精度高，高压油路不会出现气跑和残压为零现象。

三、选择正确答案（每小题1分，共10分）

1、当发动机压缩比增加时 C

 、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向增加

 、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向增加

 、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向减小

 、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向减小

2、同等结构情况下，汽油机和柴油机标定工况相比最高燃烧压力Pz和排气温度T是 B 

 、Pz柴油机大于汽油机，T柴油机大于汽油机

 、Pz柴油机大于汽油机，T柴油机小于汽油机

 、Pz柴油机小于汽油机，T柴油机小于汽油机

 、Pz柴油机小于汽油机，T柴油机大于汽油机

3、当发动机燃料的自燃温度增加时 D 

 a、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向减小

 、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向增加

 、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向减小

 、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向增加

4、当发动机的点火提前角或喷油提前角增加时 A

 、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向也增加

 、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向减小

 、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向增加

 、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向减小

5、对于汽油机来说，最佳点火提前角如下变化 D

 、油门位置一定，转速增加时，最佳点火提前角不变，

 、油门位置一定，转速增加时，最佳点火提前角减小，

 、转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角增大

 、转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角减小

6、柱赛泵出油阀减压容积增大 C

 、在大负荷高速工况，高压油路易产生穴蚀

 、在大负荷高速工况，高压油路易产生二次喷射

 、在小负荷怠速工况，高压油路易产生穴蚀

d、在小负荷怠速工况，高压油路易产生二次喷射

7、我国汽油的标号是指 C

 、凝点

 、自燃温度

 、辛烷值

 、10%馏出温度 

8、汽车选配内燃机时，如果后备功率大，那么汽车在运行时 A

 、动力性好，使用经济性差

 、动力性好，使用经济性也好

 、动力性差，经济性差

 、动力性差，经济性好

9、当发动机转速不变，负荷增大时 A

 、汽油机Фa基本不变，柴油机Фa减小

 、汽油机Фa减小，柴油机Фa基本不变

 、汽油机Фa基本不变，柴油机Фa增加

 、汽油机Фa减小，柴油机Фa增加

10、当发动机油门位置固定，转速增加时 A

 、平均机械损失压力增加，机械效率减小

 、平均机械损失压力减小，机械效率增加

 、平均机械损失压力减小，机械效率减小

 、平均机械损失压力增加，机械效率增加

四、判断对错简述理由（本题10分）

1．1．  柴油机负荷一定，转速一定时，进气温度增加，气缸压力增长率减少。T

2．2．  当汽油机转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角减小。T

3．3．  涡轮增压柴油机比非增压柴油机气门叠开角大。T

4．4．  除GDI发动机外，汽油机是量调节，柴油机是质调节。T

5．5．  内燃机的扭矩储备系数指外特性上最大扭矩与标定扭矩之比。F

6．6．  汽油机在最小油耗工况下工作时，过量空气系数小于或等于1。F

7．7．  当汽油机在使用中出现爆震，常用的消除办法是增加点火提前角。F

8．8．  内燃机的换气损失包括：进气损失、排气损失和泵气损失三部分。F

9．9．  为了减少柴油机燃烧噪声，应尽量减少其滞燃期中的喷油量。T

10．10．              高速小型汽油机通常采用碗形燃烧室。F

五、分析计算题（本题35分）

1．1．  根据燃烧机理分析产生汽油发动机爆燃的原因及避免爆燃的措施。（15分）

二、1.在正常火焰传播的过程中，处在最后燃烧位置上的那部分未燃混合气体，进一步受到压缩和热辐射作用，加速了先期反应。若在火焰前锋尚未到达之前，末端混合气已经自燃，则这部分混合气燃烧速度极快，火焰速度可达到很高，使局部压力温度升高，并伴随压力冲击波的产生。其反复撞击缸体壁面发出尖锐的敲缸声。

 主要原因：（1）燃料的性质----抗暴性能好坏。（2）末端混合气的压力和温度过高导致爆燃的产生，（3）火焰传播距离过长时间过长。

 使用抗暴性较高的燃料，降低终燃混合气温度，提高火焰传播速度缩短火焰传播距离，缩短终燃混合气暴露在高温环境中的时间,对于发动机采用如下措施：

 推迟点火，合理布置火花塞位置及燃烧室的形状，减小火焰传播的距离，对终燃混合气进行冷却，增加流动时火焰传播速度增加，增加扫气。

2．2．  设计一台四缸四冲程高速汽油机，设平均指示压力pmi=0.90Mpa,平均机械损失压力pmm=0.10Mpa，设标定转速为6000r/min时能发出27.13kw的功率。

1）1）  为使活塞平均速度控制在12m/s，缸径冲程比为多少？（5分）

2）2）  若缸径冲程比为1：1，则缸径、冲程取多大？(取整)（5分）

（1） （1）    由公式  Pmi=Pme+Pmm

P（30*4）

Vs=27.13*30*4/4/6000/0.8=0.17=170000mm3

Cm=s*n/30=12,  s=30

d=(Vs*4/3.14/s)=(170000*4/3.14/60)1/2=60mm

(2)(2)        由公式  s/D=1.

 1/3=60mm

3．试比较汽油机负荷特性曲线上A、B两点下列参数的大小，并说明为什么？（10分）

 充气效率 过量空气系数

  指示效率 机械效率

 点火提前角

3． 3．    AA=B

AAA>B