機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)習(xí)題吉林大學(xué).pptx
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1、概念 循環(huán)熱效率 循環(huán)平均壓力Pt壓縮比 指示功平均指示壓力 指示功率指示熱效率指示燃料消耗率有效功率 有效扭矩平均有效壓力 有效熱效率有效燃料消耗率 升功率機(jī)械效率平均機(jī)械損失壓力 氣門疊開換氣損失泵氣損失 充量系數(shù)殘余廢氣系數(shù)進(jìn)氣馬赫數(shù)過量空氣系數(shù) 燃料的低熱值理論混合氣熱值 火焰?zhèn)鞑ニ俣热紵俣缺鹑紵砻纥c(diǎn)火 點(diǎn)火提前角噴油泵速度特性供油規(guī)律 噴油規(guī)律廢氣再循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)排量 扭矩儲(chǔ)備系數(shù)扭矩適應(yīng)性系數(shù)轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)穩(wěn)定調(diào)速率瞬時(shí)調(diào)速率調(diào)速器靈敏度理論空氣量 排氣微粒排氣損失 進(jìn)氣損失 自由排氣損失 強(qiáng)制排氣損失柴油機(jī)工作粗暴 全程式調(diào)速器 兩極式調(diào)速器 發(fā)動(dòng)機(jī)的工況發(fā)動(dòng)機(jī)的特性 早燃二行
2、程發(fā)動(dòng)機(jī)的掃氣系數(shù)二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的掃氣系數(shù)進(jìn)氣管的動(dòng)態(tài)效應(yīng) 二次噴射油束的霧化質(zhì)量放熱規(guī)律增壓度增壓比 簡(jiǎn)答題 內(nèi)燃機(jī)有哪三種理論循環(huán),汽油機(jī)、高速柴油機(jī)和高增壓柴油機(jī)各簡(jiǎn)化為何種循環(huán)?為什么? 解:根據(jù)加熱方式不同,發(fā)動(dòng)機(jī)有三種理論循環(huán),即定容加熱循環(huán),定壓加熱循環(huán)和混合加熱循環(huán)。汽油機(jī)混合氣燃燒迅速近似為定容加熱循環(huán)。高速柴油機(jī)部分燃料在上止點(diǎn)前燃燒,部分燃料在上止點(diǎn)后燃燒,近似混合加熱循環(huán)。高增壓和低速大型柴油機(jī),由于受燃燒最高壓力的限制,大部分燃料在上止點(diǎn)后燃燒,燃燒時(shí)氣缸內(nèi)壓力變化不明顯,所以近似為定壓加熱循環(huán)。何謂理論循環(huán)熱效率 ?寫出 其表達(dá)式。理論循環(huán)熱效率是工質(zhì)所做循環(huán)功 與循
3、環(huán)加熱量 之比,用以評(píng)定循環(huán)經(jīng)濟(jì)性。 當(dāng)初始點(diǎn)、壓縮比和加熱量相同時(shí),用 TS圖比較定三種理論循環(huán)熱效率的大小。用 TS圖說明定容加熱循環(huán)中,當(dāng)加熱 量一定,壓縮比 增加時(shí),循環(huán)熱效率的變化。 內(nèi)燃機(jī)機(jī)械損失包括哪幾部分?各占比例如何?常用哪些方法測(cè)量?發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失包括三部分:(1)磨擦損失,約占整個(gè)機(jī)械損失的62-75%;(2)驅(qū)動(dòng)附件損失,約占整個(gè)機(jī)械損失的10-20%;(3)泵氣損失,約占整個(gè)機(jī)械損失的10-20%。經(jīng)常用來測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失的方法有:(1)倒拖法;(2)滅缸法;(3)油耗線法(又稱負(fù)荷特性法);示功圖法。簡(jiǎn)述用滅缸法測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失的原理和方法。基本原理:多缸機(jī)有
4、效功率等于各缸指示功率之和減去機(jī)械損失功率。方法:首先將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整到給定工況穩(wěn)定工作,測(cè)量其有效功率 ,然后停止向一缸(例第一缸)供油或點(diǎn)火,并調(diào)整測(cè)功器,保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變,再測(cè)出一缸不工作時(shí)的有效功率 。則 即為第一缸的指示功率。Pi(1)=Pe-Pe(1) 同樣依次使各缸熄火,得各缸的指示功率: Pi(2)=Pe-Pe(2) .+ Pi(i)=Pe-Pe(i) Pi=iPe-Pe(1)+Pe(2)+Pe(i) Pm=Pi-Pe=(i-1)Pe-Pe(1) +Pe(2)+Pe(i) 簡(jiǎn)述用油耗線外延法測(cè)量柴油機(jī)機(jī)械損失的原理及方法。內(nèi)燃機(jī)與電力測(cè)功機(jī)相連,在穩(wěn)定工況水溫、油溫正常時(shí),切斷點(diǎn)
5、火或供油,測(cè)功器作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,以給定轉(zhuǎn)速反拖發(fā)動(dòng)機(jī),盡量維持水溫、油溫不變,測(cè)出的功率即為發(fā)動(dòng)機(jī)在該工況下的機(jī)械損失功率。簡(jiǎn)述用示功圖法測(cè)量柴油機(jī)機(jī)械損失的原理及方法。(1)用各種示功器測(cè)出氣缸的示功圖,算出Pmi及pi;(2)用測(cè)功器測(cè)出Pme或Pe。則:Pm=Pi-Pe或Pmm=Pmi-Pme內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)由哪幾個(gè)過程組成?其中壓縮過程的作用是什么?發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹和排氣過程所組成。其中壓縮過程的作用是增大工作過程的溫差,獲得最大限度的膨脹 比,提高熱功轉(zhuǎn)換效率,同時(shí)也為燃燒過程創(chuàng)造有利條件。在柴油機(jī)中,壓縮后氣體的高溫是保證燃料著火的必要條件。 畫出機(jī)械效率隨負(fù)荷
6、變化關(guān)系的曲線?并分析其歷程。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變時(shí), 機(jī)械損失功率基本不變,功率增加,指示功率增加。由公式,機(jī)械效率增加。空轉(zhuǎn),功率為0,指示功率機(jī)械損失功率,機(jī)械效率0。畫出機(jī)械效率隨轉(zhuǎn)速變化關(guān)系的曲線,并分析其歷程。轉(zhuǎn)速增加,(1)慣性力(側(cè)壓力及軸承負(fù)荷增加)及摩擦付間速度增加,摩擦損失增加;(2)驅(qū)動(dòng)附件損失增加;(3)泵氣損失增加。Pmm增加,Pmi變化不大,由公式知,機(jī)械效率下降。 何謂四行程非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣損失?試用示功圖說明。如圖換氣損失是理論換氣功和實(shí)際換氣功之差,由排氣損失和進(jìn)氣損失兩部分組成。何謂四行程非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的泵氣損失?試用示功圖說明。泵氣損換放在機(jī)械效率中考慮。 畫
7、出充氣效率隨轉(zhuǎn)速變化關(guān)系的曲線并分析其歷程。在某一中間轉(zhuǎn)速充氣效率有最大值,在此轉(zhuǎn)速氣流慣性充氣最好,當(dāng)轉(zhuǎn)速高于此轉(zhuǎn)速時(shí),氣流慣性增加,但進(jìn)氣遲閉角不變,使一部分可以利用慣性進(jìn)入氣缸的氣體被關(guān)在氣缸之外,另外轉(zhuǎn)速增加進(jìn)氣阻力增加,所以 隨 轉(zhuǎn)速增加而下降。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于此轉(zhuǎn)速氣流慣性減小,由于進(jìn)氣門遲關(guān),使一部分進(jìn)入氣缸內(nèi)的新氣被推回進(jìn)氣管,所以也下降。 畫出汽油機(jī)充氣效率隨負(fù)荷變化關(guān)系的曲線并分析其歷程。如圖,汽油機(jī)是量調(diào)節(jié),負(fù)荷增加,節(jié)氣門開大, 進(jìn)氣阻力下降,進(jìn)氣終了壓力增加,充量系統(tǒng)提高。畫出柴油機(jī)充氣效率隨負(fù)荷變化關(guān)系的曲線并分析其歷程。柴油機(jī)是量調(diào)節(jié),負(fù)荷 不變, 進(jìn)氣終了壓力不變,進(jìn)
8、氣終了溫度增 加,充量系數(shù)稍有下降,主要由 溫度增加而引起。 何謂過氣馬赫數(shù)?畫出充氣效率隨進(jìn)氣馬赫數(shù)變化關(guān)系的曲線?進(jìn)氣馬赫數(shù) 是進(jìn)氣門處氣體的平均速度 與該處聲速的比值 。在正常的配氣條件下,當(dāng) 超過一定數(shù)值(0.5左右)時(shí),充氣效率 急劇下降。何謂氣門疊開?作用是什么?由于排氣門的遲后關(guān)閉和進(jìn)氣門的提前開啟,存在進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象,稱為氣門疊開。此時(shí),進(jìn)氣管、氣缸、排氣管互相連通,可以利用氣流的壓差,慣性或進(jìn)排氣管壓力波的幫助,清除殘余廢氣,增加進(jìn)氣量,降低高溫零件的溫度,但注意不應(yīng)產(chǎn)生廢氣倒流現(xiàn)象。何謂進(jìn)氣門遲閉角,畫出不同進(jìn)氣門遲閉角時(shí),充氣效率隨轉(zhuǎn)速變化關(guān)系的曲線? 為了利用
9、高速氣流的慣性,以增加進(jìn)氣量,進(jìn)氣門一般在下止點(diǎn)后關(guān)閉。從下止點(diǎn)開始到進(jìn)氣門關(guān)閉這段曲軸轉(zhuǎn)角稱進(jìn)氣門遲閉角,進(jìn)氣遲閉角的大小對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率影響很大,不僅影響充氣效率的最大值,而且還影響 出現(xiàn)轉(zhuǎn)速。 提高充量系數(shù)的措施有哪些?(1)降低進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力;(2)降低排氣系統(tǒng)的阻力;(3)減少對(duì)進(jìn)氣充量的加熱;(4)合理選擇配氣定時(shí);(5)合理利用進(jìn)氣諧振 何謂汽油的辛烷值?如何測(cè)定?。辛烷值是表示汽油抗爆性的指標(biāo),測(cè)量汽油的辛烷值是在CFR單缸上進(jìn)行的。測(cè)定時(shí),用容易爆震的正庚烷(辛烷值量為0)和抗爆性好的異辛烷(辛烷值是為100)的混合燃料與被測(cè)汽油作比較。當(dāng)混合液與被測(cè)汽油在CFR試驗(yàn)機(jī)上的抗
10、爆程度相同時(shí),測(cè)混合液中異辛烷含量的體積百分?jǐn)?shù)就是被測(cè)汽油的辛烷值。何謂汽油的餾程?簡(jiǎn)要說明10餾出溫度和50溜出溫度對(duì)汽油機(jī)性能的影響。餾程表示汽油的蒸發(fā)性,用汽油餾出某一百分比的溫度范圍來表示。汽油餾出10%的溫度與汽油機(jī)的起動(dòng)性有密切關(guān)系,如果10%餾出溫度低,說明發(fā)動(dòng)機(jī)使用這種燃料容易冷車起動(dòng)。但此溫度過低,在管路中輸送時(shí)受發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較高部位的加熱易變成蒸氣,在管路中易形成“汽阻”使發(fā)動(dòng)機(jī)斷火,影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 汽油餾出50%的溫度標(biāo)志著汽油的平均蒸發(fā)性。它影響汽油機(jī)的暖車時(shí)間,加速性及工作穩(wěn)定性。若此溫度低說明該汽油蒸發(fā)性好,在較低溫度下可以有大量的燃料揮發(fā)與空氣形成可燃混合氣,這樣可
11、以縮短暖車時(shí)間,而且從低負(fù)荷向較高負(fù)荷過渡時(shí)能夠及時(shí)供應(yīng)所需混合氣,加速性較好。 何謂燃料的熱值?何謂高熱值和低熱值??jī)?nèi)燃機(jī)為什么使用低熱值。 1kg燃料完全燃燒所放出的熱量稱為燃料的熱值。在高溫的燃燒產(chǎn)物中,水以蒸氣狀態(tài)存在,水的汽化潛熱不能利用。待溫度降低以后,水的汽化潛熱才能釋放出來。因此水蒸氣凝結(jié)以后計(jì)入水的汽化潛熱的熱值稱為高熱值。內(nèi)燃機(jī)排氣溫度較高,水的汽化潛熱不能利用,因此用低熱值。酒精的低熱值比汽油低得多,為什么在過量空氣系數(shù)為1時(shí),兩者的混合氣熱值都差不多?何謂汽油機(jī)爆震?對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有何危害?汽油機(jī)在正常火焰?zhèn)鞑ミ^程中,末端混合氣進(jìn)一步受到壓縮和熱幅射,加速了先期反應(yīng),在火焰前
12、鋒尚未傳到之前就自燃了。這部分混合氣燃燒速度極快,壓力來不及膨脹,產(chǎn)生沖擊波,使氣缸發(fā)生尖銳的金屬敲擊聲, 稱為爆震燃燒。爆震產(chǎn)生的壓力波破壞了壁面表面的氣體附面層和油膜,使傳熱和摩擦損失增加,冷卻系過熱,功率下降,油耗率增加,甚至?xí)斐苫钊?、氣門燒壞。軸承破裂,火花塞絕緣體破壞,潤(rùn)滑油結(jié)膠、活塞環(huán)粘在槽內(nèi)等故障。 在P圖上畫出汽油機(jī)正常燃燒,爆震燃燒和早燃的示功圖,并簡(jiǎn)要說明它們的區(qū)別?(1)正常燃燒最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后15CA左右, 壓力升高率在0.1750.25MPa/CA。(2)爆震燃燒是末端混合氣自燃有壓力波產(chǎn)生。(3)早燃是發(fā)生在電火花前的表面點(diǎn)火,壓力升高率增加,壓縮負(fù)功增加。
13、用示功圖說明汽油機(jī)點(diǎn)火提前角過大、過小,對(duì)燃燒過程和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。(1)點(diǎn)火角過大,大部分混合氣在上止點(diǎn)前燃燒,壓縮負(fù)功 增加,最高 壓力增加 ,最高溫度增加 ,功率下降、比油耗增加, 爆震傾向增加,NOx排放增加 。(2)點(diǎn)火角過小,則燃燒延至膨脹過程,最高壓力下降 、最高溫度下降, 傳熱損失增加 ,排氣溫度增加,使功率下降、油耗增加,爆震傾向減小, NOx 排放下降。(3)只有在 最佳點(diǎn)火提前角時(shí),功率 最大, 比油耗最低。 何謂點(diǎn)火調(diào)整特性?畫出曲線并分析其歷程。節(jié)氣門開度一定,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定,混合氣濃度一定,調(diào)整點(diǎn)火正時(shí),功率、燃油消耗率、排氣溫度隨點(diǎn)火提前角的變化關(guān)系。點(diǎn)火提前,
14、部分在上止點(diǎn)前燃燒,壓縮負(fù)功增加,壓力升高率增加,最高爆發(fā)壓力增大,功率下降,比油耗上升,最高壓力、溫度增加,對(duì)末端混合氣擠壓加熱增大,爆震傾向增大。點(diǎn)火遲后,燃燒不及時(shí),在膨脹中燃燒,熱利用率下降,功率、比油耗增加。最佳點(diǎn)火提前角由點(diǎn)火提前角調(diào)整特性確定。何謂汽油機(jī)的燃料調(diào)整特性?畫出典型汽油機(jī)燃料調(diào)整特性的曲線圖。燃料調(diào)整特性:轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度一定,點(diǎn)火提前角最佳,調(diào)節(jié)供油量,功率、燃油消耗率、排溫隨過量空氣系統(tǒng)變化的關(guān)系。 何謂汽油機(jī)表面點(diǎn)火?與汽油機(jī)爆震有何不同?在汽油機(jī)中,凡是不靠電火花點(diǎn)火而由燃燒室內(nèi)熾熱表面(如排氣門頭部、火花塞絕緣體或零件表面熾熱的沉積物等)點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象,統(tǒng)
15、稱表面點(diǎn)火。與爆燃相比,在燃燒本質(zhì)上不同,爆燃是可燃混合氣自燃,而表面點(diǎn)火是點(diǎn)燃,沒有沖擊波?!扒酶茁暋北容^沉悶,主要是由活塞連桿、曲軸等運(yùn)動(dòng)件受到?jīng)_擊負(fù)荷產(chǎn)生振動(dòng)而造成的。何謂汽油機(jī)早燃,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有何影響?早燃是指在火花塞點(diǎn)火之前,燃燒室內(nèi)熾熱表面就點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象,由于它提前點(diǎn)火而且熱點(diǎn)表面比火花大,使燃燒速率快,缸內(nèi)壓力、溫度增高,發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴,并且由于壓縮負(fù)功增加,向缸壁傳熱增加、致使功率下降,火花塞、活塞等零件過熱。早燃會(huì)誘發(fā)爆燃,爆燃又會(huì)讓更多的熾熱表面溫度升高,促使更激烈的表面點(diǎn)火,兩者互相促進(jìn),危害更大。 汽油機(jī)燃燒過程一般分為哪幾個(gè)階段?各階段的特點(diǎn)是什么?汽油機(jī)燃燒過程一
16、般分為三個(gè)階段。(1)著火延遲期,從火花塞跳火至缸內(nèi)壓力偏離壓縮線,該階段的作用是點(diǎn)燃混合氣形成火焰核心,特點(diǎn)是燃燒量小,壓力升高不明顯。(2)明顯燃燒期,從火焰核心形成到火焰?zhèn)鞑サ秸麄€(gè)燃燒室。特點(diǎn)是氣缸內(nèi)壓力迅速上升,常用平均壓力升高率表示,明顯燃燒期是汽油機(jī)燃燒的主要時(shí)期,明顯燃燒期愈短,愈靠近上止點(diǎn),汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性愈好,但可能導(dǎo)致壓力升高率值過高,工作粗暴,一般10250 kPa/CA為宜。 (3)后燃期,特點(diǎn)是燃燒速度慢,遠(yuǎn)離上止點(diǎn),熱量利用率低,應(yīng)盡量減少。汽油機(jī)燃燒室組織適當(dāng)?shù)奈闪鬟\(yùn)動(dòng)的作用有哪些?(1)增大火焰?zhèn)鞑ニ俣?。?)冷卻末端混合氣區(qū)。(3)減少循環(huán)間的燃燒變動(dòng)。(
17、4)減小熄火層厚度,降低HC的排放量。 何謂燃燒室的面容比?汽油機(jī)燃燒室面容比值小,具有哪些優(yōu)點(diǎn)?燃燒室的面容比是指燃燒室表面積與其容積之比。其值小,則燃燒室緊湊其有優(yōu)點(diǎn)是:(1)火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x小,不易爆燃,可提高壓縮比。(2)相對(duì)散熱損失小,熱效率高。(3)熄火面積小,HC排放少。汽油機(jī)決定火花塞位置時(shí)主要考慮哪些因素?汽油機(jī)在決定火花塞位置時(shí)必須考慮:(1)要能利用新鮮混合氣充分掃除火花塞周圍的殘余廢氣,使混合氣易于點(diǎn)燃,保證低速工作穩(wěn)定性好,各循環(huán)間的燃燒變動(dòng)小。(2)火花塞盡量布置在使末端混合氣受熱少的位置,如排氣門附近。(3)應(yīng)使由火花塞傳播開的火焰面變化分配合理,確保運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。(4)
18、火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x應(yīng)盡可能短。柴油機(jī)燃燒過程一般分為哪幾個(gè)階段?各階段的特點(diǎn)是什么?(1)著火延遲期,從噴油開始點(diǎn)到壓力偏離壓縮線點(diǎn)。進(jìn)行混合氣著火 前的物理化學(xué)準(zhǔn)備。(2)速燃期,壓力急劇上升的階段,著火延遲期內(nèi)準(zhǔn)備好的混合氣幾乎同時(shí)燃燒,缸內(nèi)壓力急劇上升 ,接近等容燃燒。(3)緩燃期,壓力急劇增高的終點(diǎn)到壓力急劇下降點(diǎn),邊混合邊燃燒,混合速度控制燃燒速度,同時(shí)活塞開始下行,缸內(nèi)壓力變化不大,接近等壓燃燒。(4)補(bǔ)燃期,緩燃期的終點(diǎn)到燃料基本上完全燃燒,終點(diǎn)很難 ,一般認(rèn)為當(dāng)總放熱量達(dá)到9599%時(shí)為燃燒過程結(jié)束,補(bǔ)燃期熱量利用率低,應(yīng)盡量減少補(bǔ)燃。 何謂柴油機(jī)工作粗暴?降低柴油機(jī)工作粗暴的主要途
19、徑有哪些?柴油機(jī)著火延遲期內(nèi)形成的可燃混合量過多,一旦著火一起燃燒,使 壓力升高率過大,則柴油機(jī)燃燒噪聲大,這種現(xiàn)象稱為工作粗暴。降低柴油機(jī)工作粗暴的途徑有三:(1)縮短著火延遲期,如選十六烷值高的燃料。(2)減少著火延遲期內(nèi)的噴油量,采用合適的噴油規(guī)律,先少噴后多噴。(3)減少著火延遲期內(nèi)形成的可燃混合氣量,采用油膜蒸發(fā)形成混合氣方式。何謂幾何供油規(guī)律和噴油規(guī)律,它們之間存在哪些不同。供油規(guī)律是單位時(shí)間(或單位轉(zhuǎn)角)內(nèi)噴油泵的供油量隨時(shí)間(或轉(zhuǎn)角)的變化關(guān)系,由噴油泵柱塞的幾何尺寸及運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定。噴油規(guī)律是單位時(shí)間(或單位轉(zhuǎn)角)噴油器噴入燃燒室內(nèi)的燃料量隨時(shí)間(或轉(zhuǎn)角)的變化關(guān)系。 供油規(guī)律
20、和噴油規(guī)律之間存在明顯不同,噴油開始點(diǎn)比供油始點(diǎn)滯后,噴 油持續(xù)時(shí)間比供油持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),最大噴油率速較最大供油速度低,曲線形狀也有一定的變化。 何謂燃油的霧化?其作用是什么?解:燃油的霧化是指燃油噴入燃燒室后被粉碎分散為細(xì)小油滴的過程。燃油的霧化可以大大增加其與周圍空氣接觸的蒸發(fā)面積,加速了從空氣中的吸熱過程和液滴的汽化過程。對(duì)混合氣形成起了重要的作用。如何描述油束特性(霧化特性)?可以從幾何形狀和霧化質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面來描述油束特性。油束的幾何形狀包括,油束射程(又稱貫穿距離)和噴霧錐角 或油束最大寬度。油束的霧化質(zhì)量一般是指油束中液滴的細(xì)度和均勻度。細(xì)度可用液滴平均直徑表示,均勻度是指油束中液滴大
21、小相同的程度,液滴在油束內(nèi)分布的均勻程度可用分布曲線表示。汽油機(jī)爆震和柴油機(jī)工作粗暴有何異同點(diǎn)?相同點(diǎn):在燃燒本質(zhì)上相同,都是可燃混合氣的自燃。 不同點(diǎn):(1)發(fā)生的部位不同,柴油機(jī)工作粗暴發(fā)生在燃燒初期,著火延遲期內(nèi)形成的可燃數(shù)量多,一起自燃,使速燃期壓力升高率過大,而汽油機(jī)爆震發(fā)生在燃燒后期,是末端混合氣自燃。(2)柴油機(jī)工作粗暴缸內(nèi)壓力均勻,無(wú)沖擊波產(chǎn)生,而汽油機(jī)爆震,缸內(nèi)壓力不均勻,有沖擊波產(chǎn)生。(3)汽油機(jī)爆震敲缸聲尖銳清脆,柴油機(jī)工作粗暴敲缸聲沉悶。(4)對(duì)燃料的要求不同。 柴油機(jī)排氣冒黑煙的原因是什么?如何減少冒黑煙?碳煙的生成條件是高溫缺氧。由于柴油機(jī)混合氣極不均勻,盡管總體是
22、富氧燃燒,但局部的缺氧還是導(dǎo)致碳煙的生成,特別是緩燃期噴入的燃油容易被高溫廢氣包圍找不到氧氣,發(fā)生部分氧化和裂解,形成碳煙。減了柴油機(jī)冒煙的措施有三個(gè)方面(1)大過量空氣系數(shù) 。(2)組織空氣運(yùn)動(dòng),擴(kuò)大油束與空氣的混合范圍及利用熱混合作用使高溫廢氣和燃油分離。(3)改善噴霧質(zhì)量,如高壓噴射。(1)排氣后處理。試從原理上說明柴油機(jī)混合氣形成方式及特點(diǎn)?柴油機(jī)混合氣形成方式從原理上來分,有空間霧化混合和油膜蒸發(fā)混合兩種??臻g霧化混合是在燃燒室空間中,利用燃油與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成較均勻的混合氣,燃油與空氣的相對(duì)速度是起主要因素,相對(duì)速度越高,油束與空氣的摩擦和碰撞越激烈,分散后的油滴也越細(xì)小,混合氣
23、也越均勻?;旌蠚庠谶@一過程中混有尚未蒸發(fā)汽化的液態(tài)油滴,不完全是氣態(tài)的,油膜蒸發(fā)混合是指噴到燃燒室壁面上的燃油形成油膜后利用受熱蒸發(fā)和空 氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用形成較均勻的混合氣,這一混合方式中,起主要作用的因素是燃燒室壁面溫度,空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和油膜厚度,混合氣在這一過程中完全是氣相的。 分隔式燃燒室有哪些性能特點(diǎn)?分隔式燃燒室主要靠強(qiáng)烈的空氣運(yùn)動(dòng)來保證較好的混合氣質(zhì)量,空氣利用率較高, 可達(dá)1.2左右,由于空氣運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度隨轉(zhuǎn)速提高而增大,保證了高速下也有較好的性能,對(duì)噴油系要求較低可采用軸針式噴咀工作、可靠性和壽命提高、對(duì)燃油不太敏感,有較強(qiáng)的適應(yīng)性。分隔式燃燒室結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、面容比大,加上強(qiáng)烈的空
24、氣運(yùn)動(dòng),散熱損失較大,通道節(jié)流損失也較大,因此經(jīng)濟(jì)性較差,冷起動(dòng)性差,一般用較高的壓縮比,來改善起動(dòng)性或安裝電熱塞。著火首先在副燃燒室,由于通道的節(jié)流作用主燃燒室壓力上升較緩慢,因此工作較為平穩(wěn)燃燒噪聲較小,在排放性能上,除低速微粒排放量大外,其他則優(yōu)于直噴式燃燒室。簡(jiǎn)述柴油機(jī)排氣冒白煙和蘭煙的原因。在柴油機(jī)冷起動(dòng)后,怠速或低負(fù)荷下暖機(jī)的過程中,特別是在塞冷天氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生白煙或蘭煙,這是由于燃燒室內(nèi)工質(zhì)的溫度低,燃油不能完全蒸發(fā)燃燒,未燃或部分氧化的燃油一般以液態(tài)微粒的形式隨廢氣排出,冷凝而 形成白煙與蘭煙,白煙與蘭煙之間并沒有嚴(yán)格的成分差異,只是由于微粒直徑不同而對(duì)光線的反射不同,從而產(chǎn)生不同
25、的顏色,一般白煙在暖機(jī)過程中逐漸變?yōu)樘m煙再變成無(wú)色煙。 簡(jiǎn)述內(nèi)燃機(jī)噪聲的來源。 內(nèi)燃機(jī)的噪聲主要由氣體動(dòng)力噪聲,機(jī)械噪聲和燃燒噪聲三部分組成,氣體動(dòng)力噪聲是指由于進(jìn)、排氣系統(tǒng)及冷卻風(fēng)扇工作時(shí)氣流壓力脈動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲,其中排氣噪聲占主要部分。機(jī)械噪聲主要是由曲軸連桿機(jī)構(gòu),配氣機(jī)構(gòu)、齒輪系、噴油泵及其他附屬部件的高速運(yùn)動(dòng)并與其相鄰的零件發(fā)生頻繁的機(jī)械撞擊,激勵(lì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。燃燒噪聲主要是因?yàn)檠杆俚厝紵鹑紵覂?nèi)壓力急劇變化所致,隨壓力升高率的增大而增大,它導(dǎo)致缸套,氣缸蓋等另部件的強(qiáng)烈振動(dòng)并向外界幅射中高頻噪聲。何謂柴油機(jī)燃油系的二次噴射現(xiàn)象,對(duì)柴油機(jī)有何影響?在什么工況下容易發(fā)生二次噴
26、射現(xiàn)象。 噴射終了,噴油器針閥落座后,在油管內(nèi)燃油壓力波動(dòng)的影響下,再次開 啟噴油的現(xiàn)象稱為二次噴射。由于二次噴射是在燃油壓力較低的情況下噴射的,導(dǎo)致這部分燃油霧化不良,會(huì)產(chǎn)生燃燒不完全,碳煙增多,并容易引起噴孔積碳堵塞,此外二次噴射,還使整個(gè)噴油持續(xù)時(shí)間拉長(zhǎng),使燃燒不及時(shí)造成柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性下降,另部件過熱等不良后果。二次噴射發(fā)生在高速大負(fù)荷工況。 實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)比較,存在哪些損失?實(shí)際工質(zhì)的損失:理論循環(huán)中工質(zhì)是空氣,比熱是定值而實(shí)際循環(huán)工質(zhì)是空氣,可燃混合氣,燃燒產(chǎn)物等,比熱大于空氣但隨溫度上升而增大,因此循環(huán)最高溫度降低;存在泄漏,使工質(zhì)數(shù)量減小。傳熱損失:實(shí)際循環(huán)中工質(zhì)和壁面自始至終
27、存在著熱交換,造成的損失。換氣損失:理論循環(huán)是閉口循環(huán),換氣功為零而實(shí)際循環(huán)必須更換工質(zhì),包括自由排氣損失,和強(qiáng)制排氣損失和吸氣損失 。燃燒損失:(1)燃燒需要時(shí)間,所以要提前點(diǎn)火或噴油,而且燃燒還要延續(xù)到膨脹行程,由此形成非瞬時(shí)燃燒損失和補(bǔ)燃損失 。(2)燃燒不完全損失。(3)高溫分解等何謂發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡?發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡包括哪些項(xiàng)目?(1)發(fā)動(dòng)機(jī)所耗燃油熱量;(2)轉(zhuǎn)化為有效功的熱量;(3)轉(zhuǎn)化為有效功的熱量;(4)廢氣帶走的熱量;(5)不完全燃燒損失;(6)其他 熱量損失。 柴油機(jī)增壓后,供油系、配氣相和進(jìn)排氣系統(tǒng)應(yīng)如何調(diào)整?供油系統(tǒng):增大輸出功率,應(yīng)適當(dāng)增大每循環(huán)的供油量。柴油機(jī),為使供油持
28、續(xù)期不變,可增大柱塞直徑、增大供油速率、提高噴油壓力、加大噴孔直徑,可使噴注在大的空氣密度下,有足夠的貫穿距離。同時(shí),適當(dāng)?shù)販p小噴油提前角,可以限制最高爆發(fā)壓力的增長(zhǎng)。配氣系統(tǒng):增大配氣相位,增加掃氣,降低缸內(nèi)殘余廢氣系數(shù),降低進(jìn)氣終了缸內(nèi)溫度,使充量系數(shù)增大,渦輪的工作條件也有一定改善。進(jìn)排氣系統(tǒng):與增壓系統(tǒng)的要求相一致,進(jìn)行分支;進(jìn)氣管容積盡量大些,以減小進(jìn)氣壓力的脈動(dòng),從而提高壓氣機(jī)的效率改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。何謂脈沖增壓和恒壓增壓??jī)烧叩膹U氣能量利用有何區(qū)別?恒壓增壓系統(tǒng):渦輪排氣管內(nèi)壓力基本恒定,所有排氣管都連在一根排氣總管。脈沖增壓系統(tǒng):使排氣管中的壓力造成盡可能大的壓力波動(dòng),增壓器盡
29、可能靠近氣缸,排氣管短而細(xì),幾個(gè)缸連在一個(gè)排氣管。排氣能量的利用效果:脈沖系統(tǒng)超臨界流動(dòng)時(shí)間短,流動(dòng)阻力小,排氣能量損失??;脈沖能量得到應(yīng)用。所以能量利用比定壓系統(tǒng)好。壓比增高時(shí),定壓系統(tǒng)排氣管內(nèi)壓力增高,排氣損失下降,脈沖能量在排 氣能量中所占比例減小。兩種系統(tǒng)能量利用差別減小。為什么在增壓度較高時(shí),常常要采用中冷器?提高進(jìn)氣管密度,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率;降低壓縮始點(diǎn)與循環(huán)平均溫度,從而降低內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度、熱負(fù)荷以及氮氧化物的排放;。 綜合應(yīng)用 何謂汽油機(jī)的負(fù)荷特性?簡(jiǎn)要分析汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線的歷程。當(dāng)汽油機(jī)保持某一轉(zhuǎn)速不變,其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷的變化關(guān)系稱為汽油機(jī)負(fù)荷特性。(1)be=k3/
30、(mit )m =1-Pmm/Pmi= 1-Pmm/(Pmm+Pme)n不變,Pmm基本不變空車Pmm=Pmi,Pe=0,m =0Pe增大Pi增大m增大從小負(fù)荷開始,隨節(jié)氣門開大:霧化質(zhì)量提高,殘氣相對(duì)少、殘余廢氣系數(shù)下降火焰?zhèn)鞑ニ俣壬仙^量空氣系數(shù)上升 冷卻損失相對(duì)下降因此, it上升 當(dāng)接近全負(fù)荷時(shí),開始加濃,過量空氣系數(shù)小于1, it下降。小負(fù)荷開始,由于m 、 it同時(shí)上升,be下降比柴油機(jī)快。當(dāng)接近全負(fù)荷時(shí), 由于it 下降,be上升。 何謂汽油機(jī)的負(fù)荷特性?簡(jiǎn)要分析汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線的歷程。當(dāng)汽油機(jī)保持某一轉(zhuǎn)速不變,其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷的變化關(guān)系稱為汽油機(jī)負(fù)荷特性。(2)B=k4 (c /a) nc a隨負(fù)荷增加, c增加, a增加較小,B增加;當(dāng)接近全負(fù)荷時(shí), c增加, a下降,B增加較快。
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