汽车发动机原理第四章燃料与燃烧化学
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第四章复习思考题1.说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点。
答:燃烧过程:(1)着火落后期:它对每一循环都可能有变动,有时最大值是最小值的数倍。
要求:为了提高效率,希望尽量缩短着火落后期,为了发动机稳定运行,希望着火落后期保持稳定(2)明显燃烧期:压力升高很快,压力升高率在0.2-0.4MPa/(°)。
希望压力升高率合适(3)后燃期:湍流火焰前锋后面没有完全燃烧掉的燃料,以及附在气缸壁面上的混合气层继续燃烧。
希望后燃期尽可能的短。
2.爆燃燃烧产生的原因是什么?它会带来什么不良后果?答:燃烧室边缘区域混合气也就是末端混合气燃烧前化学反应过于迅速,以至在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然,引发爆燃爆燃会给柴油机带来很多危害,发生爆燃时,最高燃烧压力和压力升高率都急剧增大,因而相关零部件所受应力大幅增加,机械负荷增大;爆燃时压力冲击波冲击缸壁破坏了油膜层,导致活塞、气缸、活塞环磨损加剧,爆燃时剧烈无序的放热还使气缸内温度明显升高,热负荷及散热损失增加,这种不正常燃烧还使动力性和经济性恶化。
3.爆燃和早燃有什么区别?答:早燃是指在火花塞点火之前,炽热表面点燃混合气的现象。
爆燃是指末端混合气在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然的现象。
早燃会诱发爆燃,爆燃又会让更多的炽热表面温度升高,促使更加剧烈的表面点火。
两者相互促进,危害更大。
另外,与爆燃不同的时,表面点火即早燃一般是在正常火焰烧到之前由炽热物点燃混合气所致,没有压力冲击波,敲缸声比较沉闷,主要是由活塞、连杆、曲轴等运动件受到冲击负荷产生震动而造成。
4.爆燃的机理是什么?如何避免发动机出现爆燃?答:爆燃着火方式类似于柴油机,同时在较大面积上多点着火,所以放热速率极快,局部区域的温度压力急剧增加,这种类似阶越的压力变化,形成燃烧室内往复传播的激波,猛烈撞击燃烧室壁面,使壁面产生振动,发出高频振音(即敲缸声)。
避免方法:适当提高燃料的辛烷值;适当降低压缩比,控制末端混合气的压力和温度;调整燃烧室形状,缩短火焰前锋传播到末端混合气的时间,如提高火焰传播速度、缩短火焰传播距离。
汽车发动机的工作原理汽车发动机是现代交通工具中不可或缺的核心部件,它的工作原理是如何实现的呢?本文将深入探讨汽车发动机的工作原理,从燃油燃烧到动力输出的过程,带您一起揭开这个神秘的面纱。
一、燃油的燃烧过程汽车发动机的工作原理始于燃油的燃烧过程。
当我们启动汽车时,燃油从燃油箱经过燃油泵被送入燃油喷射器。
燃油喷射器将燃油以雾化的形式喷入气缸内,与空气混合后形成可燃混合气体。
在汽车发动机中,常用的燃油是汽油。
汽油主要由碳氢化合物组成,其中最主要的成分是烷烃。
当混合气体被点火后,燃烧反应开始发生。
二、燃烧过程的工作循环燃烧过程是汽车发动机工作的关键环节。
燃烧过程通常由四个阶段组成,即进气、压缩、燃烧和排气。
1. 进气阶段:在进气阶段,活塞向下运动,气门打开,进气门吸入混合气体。
随着活塞的向下运动,气缸内的容积增大,气体通过进气门进入气缸。
2. 压缩阶段:进气阀关闭后,活塞开始向上运动,将混合气体压缩。
在这个过程中,混合气体的温度和压力都会升高,使得燃烧反应更容易发生。
3. 燃烧阶段:当活塞接近上止点时,火花塞产生火花,点燃混合气体。
燃烧产生的高温和高压气体推动活塞向下运动,同时释放出大量的能量。
4. 排气阶段:当活塞接近下止点时,排气门打开,废气被排出气缸。
随着活塞的向上运动,气缸内的容积增大,排气门关闭,气缸准备进入下一个工作循环。
三、动力输出的过程汽车发动机的工作原理不仅限于燃烧过程,还包括动力输出的过程。
在燃烧过程中产生的高温高压气体通过连杆和曲轴的传动作用,将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
曲轴通过连杆将动力传递给汽车的驱动轴,最终驱动车轮转动,实现汽车的前进。
同时,曲轴还驱动辅助设备,如发电机、空调压缩机等,提供电力和其他功能。
四、发动机的类型和效率汽车发动机的工作原理根据不同的燃料和工作循环方式,可以分为汽油发动机、柴油发动机、混合动力发动机等多种类型。
在汽车发动机中,热效率是一个重要的指标。
汽车发动机原理课后习题答案第⼆章发动机的性能指标1.研究理论循环的⽬的是什么?理论循环与实际循环相⽐,主要作了哪些简化?答:⽬的:1.⽤简单的公式来阐明内燃机⼯作过程中各基本热⼒参数间的关系,明确提⾼以理论循环热效率为代表的经济性和以平均有效压⼒为代表的动⼒性的基本途径 2.确定循环热效率的理论极限,以判断实际内燃机经济性和⼯作过程进⾏的完善程度以及改进潜⼒ 3.有利于分析⽐较发动机不同循环⽅式的经济性和动⼒性简化:1.以空⽓为⼯质,并视为理想⽓体,在整个循环中⼯质的⽐热容等物理参数为常数,均不随压⼒、温度等状态参数⽽变化 2.将燃烧过程简化为由外界⽆数个⾼温热源向⼯质进⾏的等容、等压或混合加热过程,将排⽓过程即⼯质的放热视为等容放热过程 3.把压缩和膨胀过程简化成理想的绝热等熵过程,忽略⼯质与外界的热交换及其泄露等的影响4.换⽓过程简化为在上、下⽌点瞬间开和关,⽆节流损失,缸内压⼒不变的流⼊流出过程。
2.简述发动机的实际⼯作循环过程。
四冲程发动机的实际循环由进⽓、压缩、燃烧、膨胀、排⽓组成3.排⽓终了温度偏⾼的原因可能是什么?有流动阻⼒,排⽓压⼒>⼤⽓压⼒,克服阻⼒做功,阻⼒增⼤排⽓压⼒增⼤,废⽓温度升⾼。
负荷增⼤Tr增⼤;n升⾼Tr增⼤,∈+,膨胀⽐增⼤,Tr减⼩。
4.发动机的实际循环与理论循环相⽐存在哪些损失?试述各种损失形成的原因。
答:1.传热损失,实际循环中缸套内壁⾯、活塞顶⾯、⽓缸盖底⾯以及活塞环、⽓门、喷油器等与缸内⼯质直接接触的表⾯始终与⼯质发⽣着热交换2.换⽓损失,实际循环中,排⽓门在膨胀⾏程接近下⽌点前提前开启造成⾃由排⽓损失、强制排⽓的活塞推出功损失和⾃然吸⽓⾏程的吸⽓功损失3.燃烧损失,实际循环中着⽕燃烧总要持续⼀段时间,不存在理想等容燃烧,造成时间损失,同时由于供油不及时、混合⽓准备不充分、燃烧后期氧不⾜造成后燃损失以及不完全燃烧损失4.涡流和节流损失实际循环中活塞的⾼速运动使⼯质在⽓缸产⽣涡流造成压⼒损失。