《汽车发动机原理与汽车理论》习题集

1、汽车发念头原理与汽车理论之欧侯瑞魂创作时间：二O二一年七月二十九日习题集（交通学院交通运输工程教研室）第一章发念头的性能指标问题1、发念头的性能指标有哪些？理论循环的简化条件是什么？2、四行程发念头实际循环的基本组成是什么？实际循环与理论循环的不同有哪些？3、发念头的指示指标、有效指标和强化指标各如何界说的？谜底一、主要有动力性能指标，经济性能指标及运转性能指标.简 化条件如下：1）假设工质为理想气体，具比热容为定值.比热：使1克物质的温 度升高1 c所吸收的热量.2）假设工质的压缩与膨胀为绝热等嫡过程.嫡：不能利用来作功的热量，用热量的变动量除以温度的商来暗示 .3）假设工质是在杜口系统中作

2、封闭循环 .4）假设工质燃烧为定压或定容加热，放热为定容放热.5）假设循环过程为可逆循环.二、四行程发念头实际循环由进气、压缩、作功和排气四个行程所组成.其分歧由以下几项损失引起.(1)实际工质影响理论循环中假设工质比热容是定值 ，而实际气体比热是随温度 的增长而上升，且燃烧后生成 CO、H2O等多原子气体，这些气体的 比热容又年夜于空气，使循环的最高温度降低.由于实际循环还存 在泄露，使工质数量减少，这意味着同样的加热量，在实际循环中所 引起的压力和温度的升高要比理论循环的低很多，其结果是循环热效率低，循环所作功减少，如图1-8中区所示.(2)换气损失燃烧废气的排出和新鲜空气的吸入是使循环重

3、复进行所必不成少的，由此而消耗的功称为换气损失.由于进排气系统中的流动阻力而发生的损失如图中 网所示，换气过程中因排气门在下止点前 需要的提前开启而发生的损失如图中面积W所示.(3)燃烧损失1)实际循环中燃烧非瞬时完成，所以喷油或焚烧在上止点前，而且 燃烧还会延续到膨胀行程，由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失 ， 如图中Wz所示.2)实际循环中会有部份燃料由于缺氧发生不完全燃烧损失3)在高温下部份燃烧产物分解而吸热，即2CO+热量 L2CO+02H2O徽量 L2 Hk+Q使循环的最高温度下降，由此发生燃烧损失.(4)传热损失实际循环中，气缸壁(包括气缸套、气缸盖、活塞、活塞环、气门、喷油器等）和

4、工质间自始至终存在着热交换，由此造成损失如图中网所示.由于上述各项损失的存在，使实际循环热效率低于理论循环 .三、指示指标是以工质在气缸内对活塞作功为基础，用指示功、平均指示压力和指示功率评定循环的动力性即作功能力.用循环热效率及燃油消耗率评定循环经济性 .表1-2简要说明了发 念头指示指标的界说及计算方法.有效指标是以曲轴对外输出的功率为基础，代表发念头的整机性能.表1-3列举有效指标界说及计算方法.强化指标用以评定发念头的强化水平.表1-4列举了发念头强化指标的界说及计算方法.第二章发念头的换气过程问题1、四行程发念头的换气过程包括哪几个时期？换气损失由哪两部份组成？2、影响充气效率的因素

5、有哪些？对充气效率各有什么影 响？3、提高发念头充气效率的办法有哪些谜底一、四行程发念头的换气过程包括从排气门开启到进气门关闭的全过程，约占410 480 曲轴转角（简称 CAA .换气过 程可分为自由排气、强制排气、进气和燃烧室扫气四个阶段.换气损失，是由排气损失和进气损失两部份组成 .二、影响因素有：进气状态、进气终了的气缸压力、温度、残余废气系数、压缩比及配气相位 .(1)、进气终了压力 同的影响：同值越年夜，值越年夜.(2)、进气终了温度Ta的影响：国越高，工质密度越小，口越低. 进气终了温度恒高于进气状态气体温度回转速回和负荷都对国有 影响，负荷不变，转速回越高，工质被加热的时间越短

6、，国降低.回不 变,负荷加年夜，缸壁温度升高，国提高.(3)、残余废气系数 的影响：汽油机在低负荷运转时，节气门开度小，口高,燃烧恶化，工作不稳定.(4)、配气相位的影响：主要是进气门迟闭角的变动，迟闭角增加,会使新鲜充量的容积减小，可是，同却可能因为新鲜充气量的惯 性进气而增加.应选择合适的配气按时,使值具有最年夜值.(5)、压缩比的影响：提高压缩比 ，使气缸余隙减小，从而提高口. 三、提高发念头充气效率的办法：减少进气系统的流动损失、减小对新鲜充量的加热、减小排气系统的阻力、合理地选择 配气相位.第三章发念头废气涡轮增压问题1、根据驱动增压器所用能量的来源分歧 ，增压方法有哪些？ 各有什么

7、特点？2、柴油机选配涡轮增压器的要求是什么？谜底一、根据驱动增压器所用能量的来源分歧，增压方法基本上可以分为四类：1、机械增压系统增压器由发念头的曲轴通过机械传动系统直接驱动的称为机 械增压器.增压器可用离心式压气机或罗茨式压气机等.进气压力为160170Kpa.因为进气压力越高，机械效率越低，发生的噪声越 年夜，燃油消耗率增加，所以机械增压器仅适用于小功率柴油机.2、废气涡轮增压系统增压器与发念头无任何机械联系，压气机由内燃机废气驱动的涡轮来带动.在增压压力较高时，为了降低增压空气进入发念头气 缸的温度，需要增设空气中间冷却器.该系统应用广泛，一般增压压 力可达180200叵,最高甚至到达3

8、00叵.3、复合增压系统在某些发念头上废气涡轮增压与机械增压并用，这种增压系统称为复合增压系统.并用是为了保证二行程柴油机在起动和低速、 低负荷时仍有需要的扫气压力、年夜功率柴油机上应用较多 另一种复合增压系统，多用于增压度较高的发念头，这种增压系统排气能量除驱动涡轮增压器外，尚有过剩能量用于驱动高压动 力涡轮，通过变速箱，将过剩能量回送给曲轴.装置有复合式增压系统的发念头输出功率年夜，燃油消耗率低噪声小，但结构复杂.4、气波增压系统发念头曲轴驱动一个特殊的转子，在转子中高压废气直接与空气接触，利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩，提高进气压力.它比涡轮增压低速性能好，结构简单，加工方便，对资料

9、与工艺性要求 不高，加速性好，工况范围年夜，但尺寸年夜，比力粗笨，噪声年夜.二、柴油机选配涡轮增压器的要求1）柴油机应能到达预定的功率和经济指标，涡轮增压器应能供给时间：二O二一年七月二十九日 TOC o 1-5 h z 柴油机所需的增压压力和空气流量.涡轮增加器应能在柴油机的各种工况下稳定的工作, 压气机不应呈现喘振或涡轮机不呈现梗塞现象.涡轮增压器在柴油机的各种工况下都能高效率的运行. 柴油机和涡轮增压器的联合运行线应穿过压气机的高效区 , 且尽可能和压气机的等效率曲线相平行.涡轮增压柴油机在各种工况下都能可靠的工作. 如涡轮增压器在柴油机满负荷时不呈现超速, 柴油机不呈现排气超温, 从而

10、保证涡轮进气不超温等.要满足上述要求, 必需选择合适的涡轮增压器, 使涡轮增压器与柴油机有良好的配合性能 . 在涡轮增压器和柴油机匹配时 , 一般要对柴油机和涡轮增压器的某些参数做需要的调整, 才华获得良好的配合. 改变柴油机的某些参数可以使联合运行线的位置发生变动；改变涡轮增压器的某些参数(如喷嘴环截面积、压气机叶片、扩压器叶片装置角等)也可以使联合运行线和喘振线位置发生移动.第四章燃料与燃烧热化学问题、对柴油机性能有重要影响的柴油性能指标有哪些？2、对汽油机性能有影响的主要性能指标是什么？如何界说？谜底对柴油机性能有重要影响的柴油性能指标有：十六烷值、馏程、粘度、凝点 .对汽油机性能有影响

11、的主要性能指标是辛烷值. 辛烷值是暗示汽油抗爆性的指标. 燃料的抗爆性是指燃料对汽油机发生自然现象（爆燃）的抵当能力 .汽油的辛烷值高，则抗 爆性好，有利于提高发念头压缩比.第五章柴油机混合气的形成与燃烧问题1、柴油机整个喷油过程分哪三个阶段？各如何界说的？2、画出柴油机燃烧过程的展开示功图，说明燃烧过程的四个时期？3、柴油机混合气的形成方式是什么？4、试分析转速和负荷对柴油机燃烧过程的影响？谜底一、整个喷油过程分三个阶段：（1）喷油延迟阶段从喷油泵压出燃油（供油始点）到喷油器针阀开始抬起（喷油始点）为止 ，这一阶段称为喷油延迟阶段.（2）主喷射阶段从喷油始点到喷油器端压力开始急剧下降时为止，

12、这一阶段称为主喷射阶段.（3）滴漏阶 段从喷油器端压力开始急剧下降到针阀完全落座（喷油终点）为止，这一阶段称为滴漏阶段.二、根据燃烧过程进程的实际特征 ，一般把燃烧过程分为四个 阶段.o二一年七月第I阶段，着火 延迟阶段（国段）. 在压缩过程中，气缸户 i 中空气压力和温度不二断升高，燃料的着火蟠 温度因压力升高而不 断下降.第II阶段速燃期：压力急剧上升的瓯段.在这一阶段中，由于在着火延迟期内喷入气缸的燃料几乎一起燃烧，而且是在活塞靠近上止点附近、气缸容积较小的情况下燃烧，因此气缸中压力升高特别快.第m阶段缓燃期：从压力急剧升高的终点（ C点）起到压力 开始急剧下降的D点为止.第IV阶段后燃

13、期：从缓燃期的终点（ D点），到燃料基本完全 燃烧时（回点）为止.三、混合气形成的两种基本方式：1、空间雾化混合：将燃料喷向燃烧室空间 ，形成雾状混合物， 为了使混合均匀，要求喷出的燃油要与燃烧室形状相配合 ，并利用 燃烧室中空气运动.2、油膜蒸发混合：将年夜部份燃油喷射到燃烧室壁面上，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 燃料蒸发与空气形成均匀的可燃混合气 .四、1、负荷的影响：当负荷增加时，循环供油量增加（空气量基本不变），过量空气系数减小，单元容积内混合气燃烧放出的热量 增加，引起气缸内温度上升，缩短着火延迟期，使柴油机工作柔和. 可是循环供油量加年夜，以及喷油

14、延续角增加，使总的燃烧过程加 长,而且口减小，不完全燃烧现象会增加，均引起效率降低.负荷过 年夜，口值太小，因空气不能满足需要，燃烧恶化，排气冒黑烟，柴油 机经济性进一步下降.2、转速的影响：转速增加，使空气的涡流运动加强，有利于燃烧蒸 发、雾化和空气混合.但转速高，由于口的下降和循环供油量增加,口减小，且燃烧过程所占曲轴转角可能加年夜，因之热效率下降转速过低也会由于空气涡流减弱，使热效率降低.第六章汽油机混合气的形成与燃烧 问题1、什么叫汽油机的正常燃烧和不正常燃烧过程？2、什么叫爆震燃烧？发生的原因是什么？3、试分析焚烧提前角对汽油机燃烧过程的影响？4、概况焚烧与爆燃的关系是什么？ 谜底一

15、、汽油机的燃烧过程有正常燃烧和不正常之分1、正常燃烧：在燃烧过程中，火焰核心以一定速率连续传遍整个燃烧室，且传布速率、火焰前锋的形状均没有剧烈变动.2、不正常燃烧：若燃烧不是由火花塞扑灭或火焰传布速率不正常 二、爆燃：对汽油机，如果压缩比过高或焚烧太早，燃烧会变得不 正常，火焰传布速度和火焰前锋形状都发生了急剧的变动，称为爆震燃烧，简称为爆燃.爆震发生原因：在正常火焰传布过程中，处于最后燃烧位置上 的末端混合气受到进一步压缩和辐射的热作用，加速了先期反应.如果在火焰前锋未到之前便形成火焰中心，火焰传布速度可达1000m/s以上，使局部温度、压力迅速上升，并陪伴压力冲击波.冲 击波反复冲击缸壁发

16、生敲击声 ，严重时破坏缸壁概况的附面气膜和 油膜，使传热增加，缸盖、活塞顶的温度升高，冷却系过热，功率降 低，油耗增加.三、在汽油机上，当坚持节气门开度、转速和过量空气系数一按时,汽油机的有效功率、燃油消耗率等指标随着焚烧提前角改变 而变动的关系称为焚烧提前角调整特性.对应于发念头每一工况都 存在一个最佳焚烧提前角，这时发念头的功率最年夜，燃油消耗率 最低.最佳焚烧提前角应使最高燃烧压力在上止点后|12 15|曲轴转角使到达.若焚烧提前角过年夜，会引起压缩负功增年夜，使功率 下降，迸发压力和末端混合气温度上升 ，爆燃倾向增加.若焚烧提前 角过小，由于燃烧不及时,致使迸发压力和温度下降，传热损失

17、增多 排气温度升高，功率和热效率降低，但爆燃倾向减小.四、概况焚烧与爆燃的关系：爆燃是火花塞跳火后末端混合气 的自燃现象；而概况焚烧则是跳火前、后由火热物扑灭混合气所 致.爆燃时火焰以压力波冲击；而概况焚烧火焰传布速度比力正常 爆燃时敲击声尖锐；而概况焚烧烦闷；严重的爆燃增加向缸壁的 传热，促使燃烧室内火热点的形成，招致概况焚烧.而早燃又使气缸 压力升高率和最高燃烧压力增加，使未燃烧混合气受到较年夜的压 缩和传热，从而促使爆燃发生.第七章发念头的特性问题1、什么叫汽油机的负荷特性？如何测取汽油机的负荷特性？、试分析汽油机外特性曲线的形状特点？、万有特性的意义是什么？谜底一、界说：当汽油机的转速

18、坚持不变 ，而逐渐改叛变气门开度，同 时调节测功器负荷，如改变水力测功器水量，以坚持转速不变，每小 时耗油量 回和耗油率hl随功率 同（或转矩 R、平均有效压力Pme） 变动而变动的关系称为汽油机的负荷特性 .测取方法：测取前，应将汽油机的焚烧提前角和化油器均调整 到最佳状况.冷却水温度、润滑油温度坚持在最佳值.调节测功器负荷，并改叛变气门开度，使汽油机的转速稳定在某一常数 .丈量各 工况下的燃油消耗率1b、耗油量回以及烟度、噪声、排气温度等 参数值.二、(1)有效转矩曲线由公式 Ktq k2 v i 71可知，有效转矩随 转速的变动取决于 N、N、I ml、 口随转速的变动.充气效率口节气门

19、开度固定，口在某一转速时最年夜，即在设计 工况时最高，低于或高于设计工况时较低.指示热效率一汽油机在某一转速时,指示热效率有最高值.当转 速低时，燃烧室的空气涡流弱，火焰传布速度减慢，可燃混合气燃烧 速度小，同时在转速低时,气缸的漏气多，散热快，指示效率低.转速 过高时,燃烧延续时间相对长，燃烧效率低，指示热效率也降低.不 外曲线变动平坦，对有效转矩的影响较小.机械效率1一当转速提高时,因机械损失年夜而降低.在节气门开度一按时，口基本不随转速变动.综合起来，转速由低逐渐升高，指示热效率、充气效率均上升， 虽然机械效率略有下降，但总趋势有效转矩上升，到某一点取得最 年夜值.随转速继续上升，由于口

20、、口、口均下降，致使有效转矩迅 速下降，变动较陡.(2)有效功率 回曲线由功率1Pe Ttqn/9550公式可知,当转速提高时 开始转矩也增加，所以间迅速上升，知道转矩到最年夜值以后，回上 升较平缓，当Tqn到达最年夜值时,回到达最年夜值，尔后转速再增 加，已抵当不外有效转矩的下降，故园开始下降.(3)耗油率同曲线综合口、值的变动，在中间某一转速时最低 当转速高于此转速时 口、同随转速上升同时下降，而回增加.当转 速低于此转速时，因口上升弥补不了 门的下降，回也上升，总之同曲 线变动不年夜，较平坦.三、万有特性的意义：选配发念头、确定发念头最高、最低允许使用的负荷限制线、检查发念头的工作状态是

21、否超负荷，工作是否正常.第十章汽车的动力性问题1、汽车动力性的评价指标是什么？各如何界说的？2、汽车的行驶阻力有哪些？写出驱动力与行驶阻力的平衡 方程.3、什么叫汽车的附着力？写出汽车行驶的驱动一附着条件4、什么叫汽车的功率平衡？写出汽车的功率平衡方程、画 出汽车的功率平衡图并分析.5、试分析变速器参数对汽车动力性的影响.谜底一、汽车的动力性主要由汽车的最高车速、汽车的加速时间和汽车的最年夜爬坡度三方面指标来评定 .1、最高车速汽车的最高车速是指在水平良好的混凝土或沥青路面上汽车所能到达的最高行驶速度，用max暗示，单元为km/h.2、加速时间汽车的加速时间暗示汽车的加速能力 .分为：原地起步

22、加速时 间与超车加速时间两种.3、最年夜爬坡度汽车的上坡能力是用满载(或某一载质量)时汽车在良好路面 上的最年夜爬坡度来暗示的.二、汽车的行驶阻力有：滚动阻力Ff、空气阻力 Fw、坡度阻力Fi、加速阻力Fj驱动力与行驶阻力的平衡方程:F Ff Fw Fi Fj即:Ttqigio TGf Gi rCdA21.25三、附着力 回：空中对轮胎切向反作用力的极限值FX max汽车行驶的驱动一附着条件:FfFwFiFt四、汽车的功率平衡：汽车在行驶的每一时刻，发念头发出的功率始终即是机械传动损失与全部运动阻力所消耗的功率.汽车的功率1 /Gf a Gi a CdA 2m ad Pe ()平衡方程：t 3

23、600 3600 761403600 dt汽车的功率平衡图:汽车功率平衡图分析：由图可以看出：1、分歧档位，发念头的功率年夜小不变，但各档发念头功率曲线所 对应的车速位置分歧.2、高档时车速高，速度变动区域宽；高档时车速低 ，速度变动区域 窄.3、高档时,发念头功率曲线与阻力功率曲线交点的车速，为最高车速.4、后备功率：用来加速或爬坡 .厨段.后备功率越年夜，动力性越 好.五、变速器档数包括档数和变速器传动比.档数越多，越接近等功率发念头，若变速器档数无限增多，即采 纳无级变速器，则活塞式内燃机就可能总是在最年夜功率下工作.增加变速器档数，后备功率可以增加，但档数增多，变速器结构 复杂，而把持

24、也困难.一般有级变速器的实际档数限制在三至五档 变速器.变速器传动比要分别考虑头档传动比和各档传动比.头档传动比越年夜，汽车所能克服的路途阻力越年夜，但驱动轮上的最年夜驱动时间：二O二一年七月二十九日力不能超越附着力 . 各档传动比分配要合理. 使发念头经常在接近外特性最年夜功率处的年夜功率范围内运转, 从而增加汽车的后备功率 , 提高汽车的加速和上坡能力 .第十一章汽车的燃油经济性问题汽 车燃油经济性的评价指标是什么？试 分析使用因素对汽车燃油经济性的影响 谜底一、经常使用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量 TOC o 1-5 h z 或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量.二、使用因素

25、为坚持汽车 完好的技术状况与 正确的驾驶把持.对汽车燃油经济性的影响主要暗示为：(一)正确的技术调养与调整、 发念头 要坚持良好的技术状况.供油系的调养与检查, 防止漏油 , 清除滤清器中的沉淀与杂质.化油器的正确调整：化油器主量孔配剂针圈数的调整为关键；浮子室油面高度的调节 .燃烧室、活塞、进气管上的胶质与积碳.发念头冷却系的正常温度. 低 , 耗油增加；过高 , 爆震 , 充气系数下降 , 功率降低 , 耗油增加；焚烧系的调养与检查：火花塞的清洁 , 电极间隙和断电触点间隙正确；根据燃油品种与工作地域选择焚烧提前角 .焚烧正时的调整：根据发念头混合气的浓度, 越稀 , 焚烧适当提、乙前.分

26、电器真空提前失效, 离心提前失灵会使油耗年夜年夜增加 .气缸压力正常.、汽车 底盘 方面各总成的调养, 以坚持适当的滑行能力 , 以减少油耗. 滑行距离可用来检查底盘的技术状况.前轮定位、制动器的间隙调整、轮胎气压、轴承的紧度、润滑质量等 .离合器打滑 , 引起发热 , 增加发念头的转速, 油耗增加 .变速器的跳档 , 会增加换层次数与中间档的使用时间 , 增加油耗 .(二)驾驶把持技术、正确选用行车速度, 采纳中速行驶是最经济的 .、在同一路途条件, 同一车速下 , 尽量选用高档 .、保证平安的前提下 , 利用惯性滑行. 装载质量为的汽车, 在良好路面上以 30km/h 的车速开始摘档滑行,

27、 滑行距离应到达200250m.当滑行距离由200 m增加到250m时，油耗可降低7%.、踩油门要轻 , 缓慢加油 . 否则 , 化油器的加速泵和省油装置都起作用 , 增加不需要的油耗. 耗油量增加30%左右.(三)合理组织运输拖带挂车后, 阻力增加 , 发念头的负荷率增加, 使燃油消耗率下降 . 虽然燃油消耗量增加 , 但分摊到每吨货物的油耗下降了 .第十二章汽车动力装置参数简直定问题、发念头功率的选择原则是什么？、如何选择汽车的主减速器传动比谜底一、功率一般先以保证汽车预定的最高车速来初步选择.最高车速是动力性中的一个重要指标，也反映了汽车的加速能力和爬坡能力.因为最高车速定得越高，发念头

28、功率要求越年夜，汽车后备功 率也越年夜，加速能力和爬坡能力也肯定要获得提高.发念头功率应即是以最高车速行驶时的行驶阻力功率之和，即发念头也可利用汽车比功率来确定 .汽车比功率是单元汽车总质量具有的发念头功率.比功率为：汽车比功率可以利用现有汽车统计数据来初步估计，从而确定发念头应有功率.货车一般在|7.35kW/t|以上,中型货车越为 国;轻型货车动力 性能较好，比功率较年夜；重型货车最高车速低，比功率较小.轿车最高车速一般在|l40 200km/h ,比功率在|l590kW/t|之间.二、选择主减速器传动比卜/应考虑以下几点：(1)最高车速0应选择到汽车的最高车速相当于发念头最年夜功 率时的

29、车速，这时，最高车速是最年夜的.(2)汽车的后备功率 同增年夜，功率曲线左移，后备功率增年夜， 动力性加强，但燃油经济性较差.(3)驾驶性能指动力装置的转矩响应、噪声和振动.驾驶性能与喘振、加速不顺畅、缓慢、怠速不稳、爆震、回火、放炮等现象 有关.由主观评价来确定第十三章汽车的制动性问题1、什么叫汽车的制动性？评价指标是什么？2、制动时引起汽车跑偏的原因是什么？3、对汽车侧滑进行运动分析，说明为什么后轴侧滑比前轴侧滑更危险4、什么叫同步附着系数？对前、后制动器制动力分配的要求是什么？谜底一、制动性：是指汽车行驶时能在短距离停车且维持行驶方向的稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力.评价指标制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车方向的稳定性.二、制动时引起汽车跑偏的原因： 左、右转向轮制动器制动力不相等 杆