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1、习题第四章答案精品资料汽车发动机原理作业题库第四章4-1 何谓汽油机的不正常燃烧？不正常燃烧有几种？它们产生的原因有何差别？解：汽油机正常燃烧的特征为，火花点火引燃并以火核为中心的火焰有序传播。相对于正常燃烧，若设计或控制不当，会出现爆燃和表面点火等不正常燃烧现象。爆燃和表面点火为两种常见的不正常燃烧。爆燃和表面点火的相同点为，都是未燃混合气在火焰前锋面到达之前产生的不正常燃烧。两者的不同点在于引起末端混合气自燃的原因不同。爆燃是由于末端混合气在火焰前锋面到达之前，由于受到燃烧产生的压力波的压缩以及热辐射的作用，以低温多阶段的方式开始自燃；而表面点火是由于发动机燃烧室内形成的炽热表面引起的末端
2、混合气提前燃烧。4-2 什么是汽油机的爆燃？它出现时有何特征？有何危害？如何解释这一不正常的燃烧现象？解：汽油机爆燃常在压缩比较高和大负荷时出现；爆燃发生时，缸内压力曲线出现高频大幅度波动（锯齿波），同时发动机会产生一种高频金属敲击声。爆燃发生时伴随的特征包括：（1）缸压曲线出现锯齿波；（2）发出 3000-7000Hz的金属振音；（3）轻微爆燃时，发动机功率略有增加；强烈爆燃时，发动机功率和转速下降，工作不稳定，机身有较大振动；（4）冷却系统过热，气缸盖温度、冷却水温度和润滑油温度均明显上升；仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 2精品资料（5）爆燃严重时，汽油机甚至冒黑烟。爆燃的危害
3、：（1）热负荷及散热损失增加；（2）机械负荷增大；（3）动力性和经济性恶化；（4）磨损加剧；（5）排气异常。爆燃机理解释：爆燃是由于末端混合气在火焰前锋面到达之前，由于受到燃烧产生的压力波的压缩以及热辐射的作用，以低温多阶段的方式开始自燃，从而产生极快的放热速率，使局部区域的温度和压力陡升。4-3 控制汽油机出现爆燃的基本原则是什么？根据这些原则，可以采取哪些具体措施？汽油机在什么转速和负荷最容易出现爆燃？解：如果由火核形成至火焰传播到末端混合气为止所需时间为t1，由火核形成至末端混合气自燃着火所需时间为t2，因而不发生爆燃的充分必要条件是t1t2。因此凡是使 t1 缩短和 t2 延长的因素均
4、可以抑制爆燃倾向。为了在尽可能保证燃烧热效率的前提下减少爆燃，作为最主要和最有效的方法是，适当减小点火提前角、降低压缩比、优化燃烧室设计、提高燃料抗爆性。汽油机在高转速、大负荷时最容易出现爆燃。4-4 试述汽油机产生循环燃烧变动的原因。汽油机在什么条件下容易出现循环变动？为什么？解：循环波动的原因：主要是各循环中着火燃烧过程的差别引起的。其中，最重要的两个影响因素为，混合气成分波动和气体运动状态波动。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 3精品资料容易产生循环波动的条件及原因：（1）过量空气系数过大或过小。因为过量空气系数过大或过小时，其细微的变化对燃烧过程的影响较大，从而易产生循环波动
5、；（2）气流运动和湍流程度较弱。因为不利于改善油气混合的均匀程度，从而增大循环波动；（3）残余废弃系数过大。因为影响燃烧的稳定性，增大循环波动。（4）低负荷或低转速时。因为低负荷是残留废气系数较大；低转速时湍流程度降低，都会增大循环波动；（5）点火能量过低。因为会造成失火或不完全燃烧，增大循环波动。提高点火能量或采用双火花塞有利于减小循环波动。4-5 相对于化油器燃料供给方式而言，电控汽油喷射方式的优点有哪些？解：化油器采用机械控制的燃油雾化方式，因为难以对空燃比实现精确地控制。而采用进气道喷射或者缸内直喷的电控汽油喷射方式可以实现对空燃比的精确控制。另外，化油器和进气道喷射的瞬态响应特性都不
6、是很理想；而缸内直喷方式具有最好的喷油控制精度和响应特性，将成为未来汽油机混合气形成的主流方式。4-6 简述电控汽油喷射系统的组成与各部分的主要功用。解：电控汽油喷射系统由传感器、控制单元和执行器三部分组成。传感器包括曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、空气质量流量计、曲轴转速传感器、节气门开度传感器等，其作用是获得燃油喷射所需的各项发动机运行状况的参数，并传输给控制单元。控制单元ECU 在传感器采集发动机与车辆相关参数的仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 4精品资料基础上，计算出相应的控制信号，如喷油时刻、喷油脉宽等，并传输给执行器。执行器即喷油器，根据ECU 的控制信号，执行电控喷油
7、。4-7 对发动机运行工况进行分析，简要说明各工况的控制目标。解：发动机的运行工况及各工况下的控制目标：（1）起动。发动机冷起动时需要根据进气温度来对燃油量进行启动加浓补偿，同时在起动工况，点火角也需要不断调整，随着发动机温度、进气温度和发动机转速而变化。（2）暖机和 TWC 的加热。暖机阶段需要对进气量、燃油喷射量和点火角进行相应的控制，以补偿发动机低温时的转矩要求。另外，为了使TWC 尽早开始工作，一般用排气对TWC 进行加热，使其尽快达到工作温度。（3）怠速。怠速时控制系统要在满足各种转矩需求的基础上，维持发动机稳定运转。（4）全负荷。全负荷时，发动机应在给定的转速下产生最大功率，因此，
8、需要进行功率加浓控制。（5）瞬态工况。对于进气道喷射发动机，加速时，由于燃油形成油膜的部分远大于油膜蒸发量，所以必须喷射一定的补充燃油量对其补偿，防止混合气在加速时变稀。同样，减速时应减少喷油量，防止混合气过浓。（6）倒拖断油、恢复供油。在倒拖或牵引工况，应切断喷油以减少燃油消耗和废气排放；当转速下降到特定转速时，喷油系统需要重新供油。4-8 一台汽油机的工作转速为2400 r/min，在此转速下火花塞在上止点前20 CA 时跳火。火焰传播过程从上止点前 10 CA 时开始，并持续 0.001667s，计算：（1）以曲轴转角计的火焰传播持续时间；（2）以 s 计的滞燃期长度；仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 5精品资料（3）火焰传播过程结束时所对应的曲轴转角（CA ATDC ）。解：（1）发动机转速为 2400r/min，火焰传播时间为0.001667s，转化为曲轴转角为：2400600.00166736024 CA（2）滞燃期为 10CA ，即 0.000695s。（3）火焰传播从 10CA BTDC 开始，火焰传播持续时间为24CA ，故火焰传播过程结束时对应的曲轴转角为14CA ATDC 。仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 6
