（重庆大学830内燃机原理考研真题答案2006）
2006年
一，名词解释
发动机负荷特性：当转速不变时，发动机性能指标随负荷变化的关系。
平均指示压力：单位气缸容积一个循环所做的指示功Pmi。
过量空气系数Φa：燃烧单位质量燃料所消耗的实际空气量与理论所需空气量之比。 充量系数Φc：把每循环吸入气缸的新鲜空气量换算成进气管状态下的体积V1与活塞排量V2
之比。
升功率：在额定工况下，发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。
二，问答题
1.请分析发动机进、排气门提前开启和延迟关闭的原因；四个相位角中哪个角对发动机的充量系数影响最大？（10分）
答：⑴原因：①进气门提前开启的目的是：为了保证新鲜气体或可燃混合气能顺利、充分地进入气缸 ②进气门晚关的目的是：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，达到多进气的目的。
2.传统汽油机和柴油机在混合气形成、负荷调节方式以及点火、燃烧模式上有何不同？为什么？（15分）
答：⑴混合气的形成：汽油机与空气形成均质混合气；柴油机与空气形成非均质（分层）混合气。原因：汽油易气化，在气缸外可以低压喷射蒸发，可以与空气较均匀混合；柴油难气化，气缸内高压喷射成小细滴，与空气混合不均匀。
⑵负荷调节方式：汽油机量调节，柴油机质调节。原因：汽油机是预混燃烧，混合气数量改变，浓度基本不变，而柴油机分层混合，扩散燃烧，喷油量改变，空气量基本不变。 ⑶点火，燃烧方式：汽油机点燃，预混燃烧，柴油机压燃，扩散燃烧。原因：汽油难自燃，易点燃，可在过量空气系数等于1的条件下完全燃烧；而柴油难点燃，易压燃，边喷边混合边燃烧，为了完全燃烧过量空气系数必须大于1.
3.研究发动机理论循环的意义是什么？在理论模型建立过程中，对实际发动机的工质及循环过程都作了哪些简化？（15分）
答⑴研究理论循环的意义是：
①确定循环热效率的理论极限，以判断实际发动机经济性能和工作过程的完善程度以及改进潜力。
②有利于分析发动机比较不同热力循环方式的经济性能和动力性能。
③通过分析理论循环的热效率和平均有效压力，明确提高以理论循环热效率为代表的经济性能和以平均有效压力为代表的动力性能的基本途径。
⑵简化
①假设工质是理想气体（整个循环中工质物理化学性质不变，比热容为常数。） ②假设工质实是在闭口系统中作封闭循环。
③假设工质的压缩和膨胀使绝热等熵过程。
④假设燃烧是外界无数个高温热源等容或等压向工质加热。工质放热为等容放热。 ⑤假设循环过程为可逆过程。
4.试分析影响充气效率的因素有哪些？从减少进气系统阻力的角度说明提高充其量有哪些有效措施？（8分）
答：⑴ 充气效率影响因素：进气终了压力、进气终了温度、残余废气系数、配气相位、压缩比.
⑵提高发动机充气效率的措施：(①降低进气系统的阻力，②合理选择进排气门相位（采用可变配气系统技术)，③合理利用进气谐振，④降低排气系统的流动阻力，⑤减少对进气充量的加热）
①减少进气门处的流动损失：增大气门的相对面积；提高气门处流量系数以及合理的配气相位，限制M值；增大气门直径扩大气流通路截面积；增大气门数目；改进气门凸轮型线；改善气门处的流体动力性能，可以降低流动阻力。
②减少进气管，进气道和空气滤清器的阻力：气道通路断面应有足够的面积，各断面要避免突变，进气道内部过渡圆半径应大一些，避免急剧转弯；进气管必须保证足够的流通截面积，管道表面光洁，避免急转弯及流通截面积突变，以减少阻力；在使用过程中应经常清洗滤清器，避免油污堵塞纸芯，并及时更换纸芯，以减少空气滤清器的阻力。
5.汽油机爆震燃烧与柴油机的工作粗暴有何异同？请分别列举三种防止汽油机爆燃和改善柴油机工作粗暴性的措施.(8分)
答：⑴异同：两者发生的阶段和气缸内的状况是不同的 柴油机工作粗暴发生在急燃期始点，压升比大，但气缸内压力还是均匀的，而汽油机的爆震发生在急燃期的终点，气缸内有压力波冲击现象，相同点：他们都是自燃的结果。汽油机爆燃和柴油机工作粗暴两种现象的相同点都是发动机工作过程中两种非正常燃烧现象,它们都是由于可燃混合气的自燃而产生的,二者都对发动机正常工作不利,对发动机都有敲击声.
⑵措施：
汽油机防止爆燃的措施有：①使用抗爆性能高的燃料 ②推迟点火 ③缩短火焰传播距离 ④提高火焰传播速度⑤降低终燃混合气的温度，如减小余隙高度，加速气流运动，燃烧室扫气（加大进排气门重叠角）
改善柴油机工作粗暴性的措施：①控制转速及减小惯性力 ②减小配合零件的震动 ③减少不正常燃烧并控制燃烧爆发力,使用十六烷值较高的柴油。
6.高速汽油机大多采用多球形燃烧室，为什么？请从燃烧室容积分布、火花塞布置、气门通路面积三方面加）以说明（10分）
答:原因：
⑴燃烧室容积分布：球形燃烧室面容比小，结构紧凑，火焰传播距离小，不宜爆燃，可提高压缩比，相对散热损失小，热效率高；散热面积小，有利于促进燃料完全燃烧和减少有害气体的排放。
⑵火花塞布置 ：球形燃烧室的火花塞位于中间，火焰传播距离短，不宜爆燃，发动机工作较为柔和。
⑶气门通路面积：球形燃烧室进气门倾斜布置，使进气门直径较大，气道转弯较小，充气效率高，对转速变化不敏感，最高转速在6000r/min以上，动力性和经济性好。
7.燃烧放热规律的三要素是什么？什么是柴油机的合理燃烧规律？汽油机的合理燃烧缸内是什么？
答：⑴燃烧放热规律的三要素：放热初始点，放热持续期，放热规律曲线。
⑵柴油机的合理燃烧规律：燃烧先缓后急，即开始放热要适中，压力升高率不超过0.4-0.6MPa,以满足运转柔和的要求；随后燃烧要快，使燃料尽量接近上止点附近燃烧，一般燃烧持续角不应该超过40度，以满足经济运转的要求。（尽量缩短着火延迟期，减少着火延迟期的喷油量和混合气形成量，降低急燃期内的放热速率，降低急燃期的压力升高率和最高压力。尽量改善和加速缓燃期中燃料与空气的混合，提高扩散燃烧速率，使燃料尽量在上止点附近完成，减少后燃。）