发动机原理知识点

1、1.2.3.4.5.6.7.发动机的定义。燃料在机器内部燃烧而将化学能转化为热能， 再通过气体膨胀做功将其转化 为机械能输出的机械设备。发动机发展历经的三个阶段。 20 世纪 70年代之前（提高生产力） 目标：追求良好的动力性能。措施：提高压缩比，提高转速。 指标：最高车速、加速性能、最大爬坡能力。三个指标均取决于发动机及其 它动力装置。20 世纪 7080年代（石油危机） 目标：追求良好的经济性能。 措施：降低油耗、增大升功率、减轻比重量。 指标：百公里油耗。20 世纪 80年代后期（环境污染） 目标：追求良好的环保性能。主要解决排放与噪声问题。 常规汽车能源和新型替代能源有哪些，各有何特点

2、 ? 汽油机：汽油和空气混合经压缩由火花塞点燃。 柴油机：柴油和空气混合经压缩自行着火燃烧。 天然气发动机 LNG 液化石油气发动机 LPG 酒精发动机 双燃料、多燃料发动机 热力系统基本概念 ;在热力学中， 将所要研究的对象从周围物体中隔离出来， 构成一个热力系统。 系统以外的一切物质，称为 外界，热力系统和外界的分界面，称为 界面 。 热力学第一定律的实质 ; 当热能与其它形式的能量相互转换时，能的总量保持不变，只是能量的形式 发生了变化能量守衡。吸收的能量 -散失的能量 =储存能量的变化量 理想气体的四个基本热力过程 ; 定容过程：热力过程进行中系统的容积（比容）保持不变的过程。 定压过

3、程：热力过程进行中系统的压力保持不变。 定温过程：热力过程进行中系统的温度保持不变 绝热过程：热力过程进行中系统与外界没有热量的传递 四行程发动机的实际工作循环过程；进气过程、 压缩过程、 燃烧过程、 膨胀过程、排气过程 发动机实际循环向理论循环的简化条件； 忽略进、排气过程（r-a,b-r）, 排气放热简化为定容放热过程； 压缩、膨胀过程 （复杂的多变过程） 简化为绝热过程； 把燃料燃烧加热燃气的过程简化成工质从高温热源的吸热过程，分为定容 加热过程（cz ）和定压加热过程（z 'z ）； 假定工质为定比热的理想气体。9. 发动机的三种理论循环及其特点；定容加热循环：加热过程在等容条

4、件下很快完成，热效率仅与压缩比有关，热效率最高。定压加热循环：加热过程在等压条件下缓慢完成，负荷的增加使得热效率下降。混合加热循环：热效率介于上述两者之间。10. 为什么发动机（汽 柴）的压缩比不宜过高？若压缩比定得过高，汽油机将会产生爆燃、表面点火等不正常燃烧的现象。 对于柴油机，过高的压缩比将使压缩终了的气缸容积变得很小，对制造工艺 的要求极为苛刻，燃烧室设计的难度增加，也不利于燃烧的高效进行。11. 什么是发动机的指示指标和有效指标？分别有哪些？指示指标:从示功图测量计算得出的。动力性指标一平均指示压力pi经济性指标一指示热效率n i、指示燃油消耗率bi有效指标：以曲轴输出功为计算基础的

5、性能指标动力性指标一有效功、有效功率、有效转矩、平均有效压力12. 为什么说柴油机的热效率高于汽油机？效燃油消耗率be和有效热效率n et柴油机:218 285 g/kw h 0.30 0.40汽油机:285 380 g/kw h 0.20 0.3013. 机械损失的测定方法：倒拖法、灭缸法；试验时，发动机与电力测功器相连，当发动机以给定工况稳定运行，冷却水、 机油温度到达正常数值时，切断对发动机的供油（柴油机）或停止点火（汽 油机），同时将电力测功器转换为电动机，以给定转速倒拖发动机，并且维 持冷却水和机油温度不变，这样测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机 械损失功率当发动机调整到以给定工

6、况稳定运转后， 先测出整个发动机的有效功率。之 后，在柴油机油门拉杆或齿条位置、或汽油机节气门开度固定不动的情况下， 停止向某一汽缸供油或点火，使发动机恢复到原来的转速，重新测定剩余几 个汽缸的有效功率。14. 有效转矩、升功率、燃油消耗率、有效热效率的概念以及它们之间的换算有效转矩：Ttq9550 Pep严卫be=旦 X1033.6X106n有效热效率：15. 增压的目的是什么？通过增加充气量，可以提升发动机动力（提高功率，增大扭矩）和燃油经济 性，同时减少发动机有害废气排放量。16. 高增压系统为什么必须加装中冷器？空气因压缩、废气加热而升温。对柴油机中引起增压条件下进气密度减小, 功率下

7、降。汽油机除了功率下降外，最主要的是爆燃倾向增加。etbehun升功率：I Vs燃油消耗率：Pe17. 机械增压和废气涡轮增压各有何优缺点？ 机械增压优点：转子的速度与发动机转速是相对应的，所以没有滞后或超 前，动力输出更为流畅。 缺点：由于它要消耗部分引擎动力，会导致增压 效率不高。废气涡轮增压： 优点：不直接消耗发动机的动力， 增压效率高于 机械增压。 缺点：在低转速时，废气流量小，涡轮增压器没有介入，同时废气排出不畅 （泵气损失），发动机扭力输出较弱；加大油门后一般需要等片刻，稍后发 动机会有惊人的动力爆发。发动机动力输出略滞后于油门的开启 - 涡轮迟 滞。18. 增压系统如何分类？各有

8、什么特点？机械增压 :直接利用发动机曲轴带动压气机， 增压效率不高； 低转速时扭力输 出大，但是高转速时功率输出有限。废气涡轮增压 : 由发动机废气驱动压气机， 增压效率较高；低转速时力不从心， 但高转速时功率输出强大。复合增压： 克服了前两种增压方式各自的缺陷， 发动机输出功率大、 燃油消 耗率低、噪声小，但结构复杂。19. 简述换气过程 ; 膨胀过程后期， 活塞到达下止点之前， 排气门开启， 高压废气从气缸排出， 气缸压力迅速下降，直到排气上止点后的某一位置排气门关闭。 在排气上止点之前，进气门打开，进、排气门同时开启一气门叠开。 进气门开启后，新鲜充量流入气缸，直到进气下止点后的某一位置

9、进气门 关闭为止。进、排气门提前开启，推迟关闭，存在气门叠开。20. 何谓排气提前角？排气为什么要提前？从排气门开启到活塞行至下止点所对应的曲轴转角，一般为30o80o曲轴转角。排气门提前开启的原因：换气效率一气门开启的速度有限，流通截面积不能瞬间达到最大。有效功一为了减少活塞回程时有效功的消耗。21. 何谓扫气，简述扫气的作用 ; 残余废气越少，可以吸入的新鲜充量越多，充气效率越高扫气。22. 进气迟闭的目的是什么？为了在压缩行程开始时， 利用气缸内的压力暂低于大气或环境压力， 靠进气 气流的惯性使新鲜气体或可燃混合气仍可能继续进入气缸。23. 试分析排气提前角对换气损失的影响？ 随着排气提

10、前角的增大，膨胀损失增加，而推出损失功减小，因此，最有利 的排气提前角，应当是使两者之和（W+丫）为最小。24. 提高充气效率的措施有哪些？ 提高进气终了的压力，降低进气终了的温度，减少残余废气，降低转速这样相应地改变了进入 故称为“量调节”。 而循环的进气量并不变，25. 如何理解汽油机的负荷调节属于“量调节”， 而柴油机的负荷调节属于“质 调节”？ 汽油机的负荷是通过改变节气门的开度来调整的， 气缸的混合气的数量，而混合气的浓度变化不大， 柴油机的负荷是通过改变循环的供油量来调节的，所以工质的浓度会发生变化，因而称为“质调节”26. 为什么要采用“可变气门正时”技术？低速时，较小的进气迟闭

11、角及较小的气门升程， 防止新鲜充量向进气系统的 倒流，增加转矩，提高燃油经济性；高速时，最大的气门升程和进气门迟闭 角，以减小流动阻力，利用惯性进气提高充气效率，满足动力性要求。27. 本田可变气门正时和升程电控系统（VTEC结构原理。低速工作时：控制油路压力较低，锁定销没有将两侧摇臂与中间摇臂锁定： 高 速凸轮驱动中间摇臂，对气门不起作用；低速凸轮单独驱动两侧 摇臂控制气门。气门开启时间较短，气门升程较小，适合低速需 求。高速工作时：控制油路压力升高，锁定销右移将两侧摇臂与中间摇臂锁定， 高速凸轮驱动中间摇臂带动两侧摇臂控制气门一三个摇臂都被 高速凸轮驱动。气门开启时间较长，升程较大，适合高

12、速需求。28. 简述汽油机的三种供油方式：缸内直接喷：射燃油直接向缸内喷射，混合气在缸内形成进气管内喷射单点喷射：大喷咀位于节气门之前原来化油器的位置，各缸共 用一个喷油器。存在各缸混合气分配不均匀的问题。用于部分小排量汽油机， 趋于淘汰。进气管内喷射多点喷射：多点喷射系统中，每缸有一个喷油器。喷油器通过 绝缘垫圈安装在进气歧管或进气道附近的缸盖上。各缸喷射均匀，但结构复 杂,成本咼。29. 对燃烧过程的要求是什么？ 完全：燃烧完全，才能充分利用燃油的热能，同时减少排出废气中的有害物含量。 及时：在上止点附近（上止点后12° 15° CA燃烧完毕，循环功最多。 正常：正常燃

13、烧，才能保证发动机稳定、可靠的工作。30. 画出汽油机燃烧过程的展开示功图，简述各个时期的进程。I着火延迟期（滞燃期） n明显燃烧期 川补燃期（后燃期）31. 点火为什么要提前？混合气从点燃、燃烧到烧完有一个时间过程，最佳点火提前角的作用就是在 各种不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程。这样效率最 咼，振动最小，温升最低。32. 为什么汽油机的压缩比不宜过高？压缩比过高会引起爆震33. 什么是爆震燃烧？产生的原因和预防措施。1 ）在火焰前锋到达之前，末端混合气的自燃。2 ）点火角过于提前，发动机过度积碳，发动机温度过高，空燃比不正确，燃 油辛烷值过低）预防措施：推迟点火；缩短火焰

14、传播距离；冷却混合气；采用分 层燃烧或稀薄燃烧。34.什么是表面点火？35.在汽油机中，凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面点燃混合气的现象 冷却液温度对燃烧过程的影响如何？冷却液温度过高时：使燃烧室壁面过热，爆燃及表面点火倾向增加。同时进 入气缸的混合气温度升高，密度下降，充量减小，使发动机动力性、经济性 下降。冷却液温度过低时：燃烧不良易形成积炭；不完全燃烧现象严重，使排污增 多。同时循环散热量增多，发动机热效率降低，功率下降，耗油率增加；润 滑油粘度增大，流动性差，润滑效果变差，摩擦损失及机件磨损加剧。36.什么是分层燃烧？它对汽油机的性能有何影响？火花塞附近混合气较浓，保证可靠点燃；

15、其余部分混合气较稀，经济性好。 优点：可采用更高的压缩比和燃用更稀的混合气，因此循环热效率较高。 汽油机功率由变量调节改为变质调节，可大大降低在低负荷时由于节气门 节流而引起的泵气损失，提咼低负荷时的经济性。 火焰温度有所降低，有利于减少热损失和热分解，显著降低排气中有害成 分含量。 汽油机在稀混合气下工作时，其末端气体不易产生爆燃。37. GDI区别于普通发动机的三个技术手段是什么？ 立式吸气口，弯曲顶面活塞，高压旋转喷射器38. 简述GDI的两步喷射过程。 在进气冲程中喷射少量汽油，燃油首先进入缸内下部，随后在缸内 均匀分布，形成稀混合气.同时降低缸内温度，适应高压缩比； 在压缩冲程后期喷

16、射汽油，浓混合气在缸内上部聚集在火花塞四周，形成上浓下稀的层状混合气形态，实现分层燃烧。39. TSI的含义是什么？双增压+分层燃烧+喷射40. 简述柴油机混合气形成的两个基本方式和特点。混合气形成特点： 缸内进行：在压缩行程接近终了时柴油由喷射系统直接喷入燃烧室内。 混合时间短：难以形成均匀的混合气，燃烧室内的工质成分随时间和地点 而变化。 采用较大的过量空气系数：柴油本身粘度大，蒸发性不好。 混合气在高温、高压下多点自燃着火燃烧，且混合过程、着火过程和燃烧 过程共存。混合气形成的基本方式：空间雾化混合壁面油膜蒸发混合41. 影响混合气形成过程的三个因素是什么？ 燃料的喷雾、空气运动、燃烧室

17、的结构42. 什么叫供油提前角和喷油提前角？供油提前角：喷油泵开始向汽缸内供油时，活塞顶部距上止点所对应的曲轴转角。 喷油提前角： 喷油器开始喷油时，活塞距离上止点的曲轴转角。43. 简述柴油机的不正常喷射现象。 二次喷射：主喷射结束针阀落座后，在高压油管内压力波反射作用下， 针 阀再次升起进行喷油的现象。 滴油：在正常喷射结束后，如断油不干脆，仍有少量柴油滴出。 断续喷射：进入喷油嘴燃油量不稳定，压力波动引起。 不规则喷射和隔次喷射：低速（怠速）时，油压不足，压不开针阀。下一 循环时油压聚足，压开针阀喷射。致使怠速运转不稳定。44. 简述柴油机燃烧室的分类。 分隔式：涡流室式，预燃室式 直接

18、喷射式：开式，半开式45. 柴油机的燃烧过程分为哪几个阶段？ 着火延迟期，急燃期，缓燃期，后燃期46. 电控高压共轨（HPCR燃油喷射系统如何克服了常规燃油喷射的缺陷？ HPCF能将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开； 由高压油泵把高压燃油输送到共轨管，通过对共轨管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统柴油机的缺陷。 ECU控制喷油器的喷油量和喷油时刻，喷油量大小取决于共轨管内的压力 和电磁阀开启时间的长短。47. 概念（及其变化规律）：发动机的特性、负荷特性、后备功率、发动机的速 度特性、外特性、万有特性。 发动机的特性：指发动机性能参数随参数调整情况或运转工况变化的规律。 负荷特性：发动机转速不变，其经济性指标随负荷的变化关系。 后备功率：发动机在某车速下所能发出的最大功率与部分负荷时的功率之差 发动机的速度特性：发动机在油量调节机构保持不变的情况下，主要性能指标随发动机转速的变化规律。 外特性：当油量控制机构