第一章 复习思考题参考答案
1、答：
发动机 < 英文：Engine）,又称为引擎，是一种能够将一种形式的能转化为另一种 更有用的能的机器。 它将燃料燃烧的热能转变为机械能的机器叫内燃机,故又称为热力机。目前汽车所 采用的发动机绝大多数是各种型式的往复活塞式内燃机。 内燃机按其所用燃料、燃烧方式及结构特征不同可分为：汽油、柴油及多燃料发动 机；点燃式与压燃式发动机；化油器式与喷射式发动机；单缸与多缸发动机；水冷式 与风冷式发动机；四冲程与二冲程发动机；双气门与多气门发动机；顶置式气门与侧 置式气门发动机；单排直列与 V 形排列式发动机。
2、答：
以桑塔纳 AJR 型汽油发动机为例：汽油发动机由两大机构和五大系统组成。
<1）曲柄连杆机构。是发动机借以产生动力,并将活塞的往复直线运动转变为曲轴 的旋转运动而输出动力的机构。
<2）配气机构。其作用是将足量的新鲜气体充入气缸并及时地从气缸排除废气。 <3）燃料供给系统。根据发动机各种不同工作情况的要求,配制出一定数量和浓度 的可燃混合气,送入气缸燃烧,作功后将废气排入大气。 <4）润滑系系统,其作用是减小摩擦,降低机件磨损,并部分冷却摩擦零件,清洗 摩擦表面。
<5）冷却系。冷却系的作用是将多余的热量散发到大气中,使发动机始终处于正常 的工作温度。
<6）点火系。点火系的作用是在压缩冲程接近结束时所产生高压电火花,按发动机 的作功顺序点燃混合气。
<7）起动系。其作用是在任何温度下都能使静止的发动机起动并转入自行运转。
3、答:
发动机的一个工作循环如果是在曲轴旋转两周 文字处理系统<720°，活塞在气缸内上、下运动快干毛巾
共四个活塞行程内完成的，则称为四冲程发动机。发动机的一个工作循环若在曲轴旋 转一周<360°，活塞在气缸内上、下运动共二个活塞行程内完成的，则称为二冲程发 动机。
4、答:
曲轴转角 <° | | 活塞运 动 | 气门状态 | 气缸内压力、温度 |
冲程 | 进气 门 | 热冲击排气 门 | 压力<MPa) | 温度<K) |
0~180 | 进气 | 向下 | 开启 | 关闭 | 进气结束：0.08〜0.90 <0.80〜0.95) | |
180〜360 | 压缩 | 向上 | 关闭 | 关闭 | 压缩结束：0.6〜1.5 <3~5) | 压缩结束：600~700 <800~1 000) |
360~540 | 做功 | 向下 | 关闭 | 关闭微波真空烧结炉 | 最大压力：3~5 <5~10) 做功结束：0.3〜0.5 <0.2〜0.4) | 最高温度：2 000~2 800 <1 800~2 200) 做功结束：1 300~1 600 <1 200~1 500) |
540~720 | 排气 | 向上 | 关闭 | 开启 | 排气结束：0.11〜0.115 <0.11〜0.115) | 排气结束：900~1 200 <800~1 000) |
| | | | | | |
5、答：
指示性能指标是指以可燃混合气 <工质)对活塞做功为基础建立的指标，常用指示 功和指示热效率表示，是用以评定发动机工作循环优劣的指标。
发动机有效性能指标主要有有效功率 Pe有效转矩Me、平均有效压力pe、有效燃 料消耗率ge。它是以发动机曲轴输出的净功率建立的指标，同时它综合反映了发动机 的工作情况，对描述发动机的性能特点，比较、检测发动机性能，有着重要的指导意 义。
发动机铭牌上标示的有效功率、有效转矩、有效燃油消耗率等性能指标即为标定指 标。
6答:
在一个工作循环中，实际充入气缸的空气质量 4G与大气状态下气缸工作容积内能
够充入的空气质量 AGO之比称为充气系数，用nV表示，即：口v = △ G/ A0O充气系数 v恒小于1。不同类型的发动机其充气系数有较大的差别。汽油机 v约为0.7~0.85, 柴油机v约为0.75~0.90。
提高充气系数是提高发动机动力性的先决条件，提高充气系数除了在结构上有合理 的气道结构形状与尺寸、合理的进排气歧管的配置、适宜的配气相位以及采用多气门 结构外，在使用过程中还应注意：定期清洗空气滤清器，以减小进气系统的阻力；定 期检查调整配气相位，消除因配气机构零件磨损导致的配气相位变化，从而提高充气 系数。 7、答：
燃料在燃烧过程中，空气与燃料之间有一定的浓度要求，混合气的浓度通常用空燃 比和过量空气系数表示。
空燃比是指混合气中所含空气质量 ＜单位为kg）与燃料质量 ＜单位为多点干油泵kg）之比，用 R表示，即：
空气质量
R =-
燃料质量
理论上，1kg汽油完全燃烧大约需要14.7kg空气，即空燃比R = 14.7。这种混合气 称为理论混合气。若 Rv 14.7则称为浓混合气，R＞ 14.7的混合气则称为稀混合气。对 于不同的燃料，其理论空燃比是不同的。
过量空气系数是指在燃烧过程中，燃烧过程中实际供给的空气质量 ＜单位为kg）与
理论上燃料完全燃烧时所需要的空气质量 ＜单位为kg）之比，用：•表示，即：
燃烧过程中实际供给的 空气质量 实际空燃比
Ct — ” ，—-, ,
■ 一理论上完全燃烧时所需 要的空气质量 一理论空燃比
由上述定义可知，无论使用何种燃料，若 :=1的可燃混合气即为理论混合气 ＜又称 为标准混合气）； v 1时则为浓混合气，:＞ 1时则为稀混合气。
在发动机的实际循环过程中，发动机对混合气的浓度要求，是随发动机的各种负荷
工作状况的变化而变化的。
单元测试流程
8、答：
汽油机的正常燃烧过程分为诱导期、速燃期、补燃期等三个明显不同的阶段。
1诱导期，汽油经喷油器喷入进气管 < 或直接喷入气缸），在进气冲程中被吸入气 缸，被压缩后温度、压力明显提高。当压缩至上止点前某一时刻，点火系统通过火花 塞产生高压电火花，首先在火花塞电极周围形成火焰中心。因只有少量的混合气燃 烧，对气缸内的温度压力影响不大，其过程曲线与压缩冲程曲线相差不大，因此将此 过程又称为着火诱导期或着火延迟期。
2速燃期，随着火焰的形成及压缩冲程的继续，气缸内部温度、压力迅速升高，缸 内气体扰流加剧，火焰以 20~30m/s 的速度向四周迅速扩散，直至掠过整个燃烧室，缸 内混合气迅速完全燃烧，混合气燃烧放出的热量多而且速度快，压力明显上升，很快 出现很陡的尖峰，最高燃烧温度和最大爆发压力分别为： 2 200~2 800K，3~5MPa。
3补燃期，在工作循环过程中，由于时间很短，混合气中汽油蒸发不良以及与空气 混合不均匀，部分颗粒较大的油滴在火焰前锋掠过后，处于表层的汽油被燃烧，尚有 少量未被燃
烧的部分在膨胀过程中继续燃烧。由于补燃期间气缸容积已明显扩大，燃 烧放出的热量产生的压力比速燃期低得多，热量不能充分地转变为机械功，反而使排 气温度上升，通过缸壁时热量被冷却水带走，因此，应尽量缩短补燃期。
9、答：
1爆震燃烧是指火焰还未达到燃烧室的末端前，末端的部分未燃混合气受已燃混合 气的强烈压缩和热辐射作用，其温度、压力都急剧升高，当火焰前锋到达前，未燃混 合气已达到其自燃温度即自行着火燃烧，形成新的、多个自发的火焰中心，这些火焰 的扩散速度比电火花点火后的正常火焰扩散速度快几十倍，使未燃混合气瞬间燃烧完 毕，气体的容积来不及膨胀，局部温度压力迅猛增加，与周围气体形成极大的压力差 而产生超音速冲击波，撞击燃烧室、气缸壁、活塞顶部，使之振动而发出尖锐的金属 敲击声。
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