123.发动机工作过程中，缸内不断变化的工质对发动机的各种性能以及燃烧工作模式有巨大影响，为什么？
答案要点：不断变化的工质对发动机的各种性能以及燃烧模式有着巨大的影响。
第一，缸内工质是热力循环中热功转换的传递物。
第二，缸内燃料与空气组成的可燃混合气又是发动机能量输出的源泉。
第三，燃料的理化特性在很大程度上决定了混合气形成、着火燃烧以及发动机负荷调节的不同模式。这一模式反过来又对循环效率、充量系数有重大的影响，即对动力、经济性能产生间接的重大的影响。
此外，不同燃料的理化特性也影响到有害排放物的成分和数量。
124.简述传统汽油机与柴油机工作模式的差异。
答案要点：
第一，混合气形成方式的差异；
汽油——易气化，在常温或稍加热的条件下易于在缸外与空气形成预制均匀混合气； 柴油——难气化，缸内高压燃油喷射雾化与高温空气混合； 第二，着火燃烧模式的差异；
汽油机预制均匀混合气，只能适用外源强制点火，在混合气中进行火焰传播燃烧；
柴油机高压喷雾混合，利用压缩高温空气使柴油自行着火，紧接着进行边喷油、边汽化混合的扩散燃烧；
第三，负荷调节方式的差异；
汽油机均匀混合气能点燃的混合气浓度范围小，只能靠变化节气门开度，控制混合气进气量来调节负荷。这种方式称为负荷量调节；
柴油机在较大的混合气浓度范围都可以压燃着火，所以靠改变循环供油量来调节负荷，由于进气量基本不变，也就是说靠改变混和气浓度来调节负荷，这种方式称为负荷质调节。
125.简述预混合燃烧和扩散燃烧的主要特点。
答案要点：
（1）扩散燃烧时，由于燃料与空气边混合边燃烧，因而燃烧速度取决于混合速度；而预混合燃烧时，因燃烧前已均匀混合，因而燃烧速度主要取决于化学反应速度，即取决于温度T和过量空气系数（浓度）。
（2）扩散燃烧时，为保证燃烧完全，一般要求过量空气系数φa≥1.2，并在总体的φa＞6.8的条件下也能稳定燃烧（稀燃）；而预混合燃烧时，一般φa=0.8～1.2，可燃混合气浓度范围小，难以稀燃。
（3）扩散燃烧时，混合气浓度和燃烧温度分布极不均匀，易产生局部高温缺氧现象，生成炭烟；而预混合燃烧时，由于混合均匀，一般不产生炭烟。
（4）扩散燃烧时，由于有炭烟产生，碳粒的燃烧会发出黄或白色的强烈辐射光，因此也称“有焰燃烧”；而预混合燃烧时，无碳粒燃烧问题，火焰呈均匀透明的蓝色，因此也称“无焰燃烧”。
（5）预混合燃烧由于燃烧前已形成可燃混合气，有回火的危险；而扩散燃烧一般无此危险。
126.从提高发动机有效效率方面说明有哪些措施可以提高发动机的能量利用效率？
答案要点：
提高ηet的新途径：
第一，超膨胀发动机循环——米勒循环； 第二，汽油机向稀燃和缸内直喷的发展；
第三，汽、柴油机电子控制与可变技术的结合； 提高ηet的常规途径：
包括合理组织混合气和燃烧等提高燃烧效率、合理选择循环参数等提高热效率及减少摩擦损失、驱动附件损失和泵气损失等提高机械效率。
127.简述代用气体燃料在发动机燃料供给系统的可能使用方法。
答案要点：
内燃机常用的气体代用燃料有压缩天然气（CNG）和液化石油气（LPG），可能使用方法有：
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（1）气体代用燃料与空气在缸外混合、火花点火。 （2）气体代用燃料与空气在缸外混合、柴油引燃。 （3）气体代用燃料缸内喷射、火花点火。 （4）气体代用燃料缸内喷射、柴油引燃。 （5）气体代用燃料缸外喷射、压缩自燃。 （6）气体代用燃料缸内喷射、压缩自燃。
第四章汽油机混合气的形成与燃烧
一、选择 128. D 129. B 130. C 131. C 132. C 133. D 134. D 135. B 136. B 140. C 141. D 142. B 143. B 144. D 145. A 二、填空 146. 着火落后期 152. 精确 147. 表面点火 153. 减小 148. 空燃比 154. 明显燃烧期 149. 增大 155. 缩短 150. 不正常 156. 各缸工作不均匀性 137. D 138. A 139. A 151. 充气 157. 表面点火 三、名词解释
158.火焰传播速度：火焰前锋面在法线方向上相对于未燃混合气的移动速度称为火焰传播速度。
159.爆燃：汽油机火花塞点火后，若缸内气体压力和温度过高，或其它原因，使得燃烧室内离点燃中心较远处的末端可
燃混合气发生自燃，由而造成的一种不正常燃烧叫爆燃。（在某种条件下燃烧变得不正常，缸内压力曲线出现高频大幅波动，在上止点附近压力增长率很高，火焰前锋形状发生急剧变化，同时发动机会产生一种高频金属敲击声，这就是不正常的燃烧现象）
160.表面点火：在汽油机中凡是不靠火花塞点火，而是由燃烧室内炙热表面点燃混合气的现象称为表面点火。 四、简答
161.汽油机的燃烧过程分哪几个阶段？影响点火提前角的因素有哪些？
答案要点：
汽油机的燃烧过程分滞燃期、急燃期、后燃期。
点火提前角的影响因素：转速、过量空气系数、进气压力、温度、残余废气系数、燃烧室结构、燃料品质、空燃比、点火能量、火花塞间隙等
162.为什么有大缸径的柴油机而无大缸径的汽油机？
答案要点：
汽油机气缸直径的增大主要受到爆燃的限制。缸径愈大，则火焰传播距离也愈大，爆燃倾向增加，所以一般没有大缸径的汽油机。在汽车上使用的汽油机气缸直径常小于100毫米。
163.简述汽油发动机爆燃的燃烧机理及爆燃产生的主要原因。
答案要点：
火花塞点火后，火焰前锋面呈球面波形状以30～70m／s的速度迅速向周围传播，缸内压力和温度急剧升高。燃烧产生的压力波(密波)以音速向周围传播，远在火焰前锋面之前到达燃烧室边缘区域，该区域的可燃混合气(即末端混合气)受到压缩和热辐射，其压力和温度上升，燃前化学反应加速，一般来说，这些都是正常现象，但如果这一反应过于迅速，则会使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燃。由于这种着火方式类似柴油机，即在较大面积上多点同时者火，因而放热速率极快，使局部区域的温度压力陡增。这种类似阶跃的压力变化，形成燃烧室内往复传播的激波，猛烈撞击燃烧室的壁面，使壁面产生振动、发出高频振音(即尖锐敲缸声)，这就是爆燃。
主要原因：（1）燃料的性质----抗暴性能好坏。（2）末端混合气的压力和温度过高导致爆燃的产生。（3）火焰传播距离过长，时间过长。
164.简述汽油机爆燃时的特征。
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答案要点：
爆燃时，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，因此也称爆燃为敲缸（Knock）。
汽油机爆燃时一般出现以下外部特征：
1）发出3000～7000Hz的金属振音。
2）轻微爆燃时，发动机功率略有增加，强烈爆燃时，发动机功率下降，转速下降，工作不稳定，机身有较大振动。
3）冷却系统过热，气缸盖温度、冷却水温和润滑油温均明显上升。 4）爆燃严重时，汽油机甚至冒黑烟。
165.简述影响表面点火的因素和防止措施。
答案要点：
凡是能促使燃烧室温度和压力升高以及积碳形成的因素，都能促成表面点火。表面点火多发生在高压缩比（ε>9）的强化汽油机上。点火能量小的燃料也容易产生表面点火。苯、芳香烃、醇类燃料抗表火性较差；而异辛烷抗表火性好，抗爆性也好，是很优良的燃料成分。
防止表面点火的主要措施有：
（1）防止燃烧室温度过高，这包括与降低爆震同样的方法，如降低压缩比和减小点火提前角等。 （2）合理设计燃烧室形状，使排气门和火花塞等处得到合理冷却，避免尖角和突出部。 （3）选用低沸点汽油，以减少重馏分形成积碳。
（4）控制润滑油消耗率，因为润滑油容易在燃烧室内形成积碳；同时应选用成焦性较小的润滑油。 （5）有些汽油和润滑油添加剂有消除或防止积碳作用。 （6）提高燃料中抗表火性好的成分，如异辛烷等。
166.简述汽油机循环波动的影响因素及改善措施。
答案要点：
（1）过量空气系数φa的影响最大，一般在φa =0.8-1.0（最易点燃和燃烧范围）时的循环波动率最小，过浓或过稀都会使循环波动率增大，这也是稀薄燃烧汽油机须解决的主要问题。
（2）油气混合均匀程度有重要影响，而适当提高气流运动速度和湍流程度可改善混合气的均匀性。
（3）残余废气系数φr过大，则循环波动率增大，除合理控制残余废气量之外，通过燃烧室合理设计和组织扫气以防止火花塞周围废气过浓也很重要。
（4）发动机工况不同循环波动率不同，一般低负荷（φr会增大）和低转速（湍流程度会降低）时循环波动率增加。
（5）提高点火能量或采用多点点火可降低循环波动率。如采用双火花塞点火或新型火花塞，可使循环波动率由11%下降至4%，燃油消耗率be降低10%左右。
第五章柴油机混合气的形成和燃烧
一、选择 167. A 168. A 169. C 170. A 171. C 172. B 173. D 174. B 175. B 176. A 177. B 178. C 179. B 180. D 二、填空 181. 空间雾化混合 189. 减小 182. 喷雾锥角 190. 油膜蒸发混合 183. 增加 191. 减小 184. 涡流185. 喷雾室 粒径 192. 加大 193. 大 186. 贯穿距离 194. 减小 187. 怠速188. 预燃不稳 室 195. 缩短 196. 高 三、名词解释 197.稳定调速率：突卸负荷后柴油机的稳定空转转速减去突卸负荷前柴油机的标定工况转速的差值与标定转速之比称为
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稳定调速率。
198.喷油规律：在喷油过程中，单位凸轮轴转角（单位时间）从喷油器喷入气缸的燃油量随凸轮轴转角（单位时间）的
变化关系称为喷油规律。
199.滚流：在进气过程中形成的绕垂直于气缸轴线的有组织大尺寸空气涡流称为滚流。 200.柴油机着火延迟期：从喷油器开始将燃油喷入燃烧室到气缸压力线与压缩线脱离对应的时间或曲轴转角称为柴油机
着火落后期。 四、简答
201.对于汽油机和柴油机而言，希望有怎样的放热规律？
为了兼顾发动机的各种性能，合理的燃烧过程应作到：
对于汽油机而言，着火点位置要适宜，燃烧持续期不过长，放热率曲线宜先缓后急； 对于柴油机则更具体为：滞燃期要缩短，速燃期不过急，缓燃期要加快，后燃期不过长。
202.从化学反应的角度看，改变哪些因素可以缩短柴油机的着火延迟期？
答案要点：
影响因数：
（1）压缩压力、温度提高，则燃料的物理、化学准备速度加快，着火延迟期?i会缩短；增压压力提高，?i缩
短
（2）喷油提前角?加大，则着火延迟期?i增加；?减小，?i会缩短（在小于工况最佳喷油提前角的范围内变化）
（3）发动机转速增加，?i缩短；负荷增加，?i缩短 （4）燃料十六烷值提高，?i缩短
203.简述压缩比?对汽油机及柴油机性能的影响及其选择的主要依据。
答案要点：
通过对理论循环的分析可知，当压缩比?增加时，柴油机、汽油机的循环热效率都增加。但当?已较大时，若再增加?，?t的增加将很小，但此时最大爆发压力和压力升高率均较大，发动机工作粗暴，零部件将受到更大的
机械负荷。
对柴油机而言，目前?已比较大（一般在16～22），从发动机工作可靠性、改善排放性能等方面考虑，压缩比?不再增加，甚至有降低?的趋势；但对汽油机，目前?仍不太高，一般在6～10，还有提高的潜力，但对?的增加受到爆燃的限制。
因此对柴油机?的选取只要能保证压缩终了时气缸内气体温度大于柴油的自然温度 200～300℃以保证起动的要求。对于汽油机的选取主要是考虑爆燃等因素。
204.简述放热规律对柴油机性能的影响及改善放热规律的措施。
答案要点：
柴油机如开始放热较快，dpd?上升快，产生操音大，发动机工作粗爆；如开始放热慢，dpd?上升慢，但由于燃料不能在上止点附近燃烧完全，造成后燃，经济性不好，be较高。所以，比较合适的放热规律是希望燃烧先
缓后急，即开始放热适中，满足放热柔和的要求；随后燃烧加快，使燃烧尽量在上止点附近完成。
改善放热规律的措施是：选用合适的喷油规律，放热开始时刻和放热持续时间，可由 喷油时刻和喷油时间在一定程度上加以控制。另外，改进燃烧室也是改善放热规律的重要方面。
205.简述柴油机的喷油提前规律及原因。
答案要点：
柴油机要求转速及负荷都提前。转速提前的原因是：油量调节杆位置不变时，高转速的着火落后角要比低转速大得多；再加上喷油持续角和相应的燃烧持续角也都加大（这是喷油特性所决定的），所以要求转速提前。但是转速不变喷油量加多时，主要由于喷油持续角的加大也要求适当提前。这一点与汽油机负荷减小时的真空提前正好相反。
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五、论述
206.对于电控柴油机而言，何谓时间控制？试述高压共轨系统原理和主要特点。 答案要点：
时间控制系统：在高压油路中利用一个或两个高速电磁阀的启闭控制喷油泵和喷油器的喷油过程。喷油量的控制由喷油器的开启时间长短和喷油压力大小决定，喷油定时由控制电磁阀的开启时刻确定，从而实现喷油量、喷油定时和喷油速率的柔性控制和一体化控制。
主要特点：
（1）喷油压力柔性可调，对不同工况可确定其最佳喷射压力，优化控制柴油机的综合性能 （2）可独立地柔性控制喷油定时，配合高的喷射压力，可同时控制有害物的排放
（3）柔性控制喷油速率变化，实现理想的喷油规律，降低柴油机NOX、dp/dφ保证优良的动力性与经济性 （4）电磁阀控制喷油，控制精度高，高压油路不会出现气泡和残压为零现象。
207.试述柴油机冷起动困难的原因及改善冷起动的措施。
答案要点：
柴油机冷起动困难的原因： （1）压缩终点温度过低
柴油机自燃着火的条件是，压缩终点温度应高于柴油自燃温度。随压力的下降，为保证着火所需的自燃温度升高。
在冷起动时，由于活塞与气缸的间隙较大，且缺少润滑油的辅助密封，引起压缩过程中漏气量增加；气缸及燃室壁面温度低，引起传热损失增大；上述原因造成压缩终点的温度及压力同时下降。压缩终点温度取决于环境温度、起动转速和燃烧室结构。不同燃烧室结构的柴油机，其冷起动特性不同。非直喷式柴油机的燃烧室比表面积大，散热损失也大，因而其冷起动特性比直喷式柴油机差。
（2）可燃混合气形成过慢
低温时燃料粘度增大，使雾化和蒸发速度降低，加之转速低使缸内气体运动较弱，这些均导致可燃混合气形成速度变慢。
混合气形成速度和化学反应速度的降低，使着火落后期明显拉长，最高燃烧压力和压力升高率均较正常燃烧时增高，甚至发出强烈的“敲缸”声和发生“冲缸垫”（急剧升高的燃烧压力使气缸垫被损并漏气）的故障。
（3）阻力过大
低温时的润滑油粘度大，机械摩擦功加大；加上蓄电池性能的下降，使起动电机工作转速降低，这些都增加了冷起动的困难。
改善冷起动的措施：
根据以上冷起动困难的主要原因，可以确定改善冷起动的主要思路是保证足够的着火温度压力和足够的可燃混合气量，同时降低润滑油粘度。为此，可采用以下措施。
（1）选择合适的起动转速
对不同类型的柴油机，其起动转速不同。起动转速过低，由于漏气量增加会导致压缩终点压力不足；但转速过高，燃油蒸发混合时间缩短，也不利于起动。
（2）适当增加循环喷油量
低温起动时，首先蒸发混合着火的是柴油中的轻馏分部分，循环喷油量增加，轻馏分增加，着火前形成的可燃混合气量增加。但循环喷油量过多会使混合气温度降低，反而不利于冷起动。
（3）适当推迟喷油提前角
越接近压缩上止点，缸内温度和压力越高，适当推迟喷油提前可改善冷起动。 （4）采用高性能燃料
采用高十六烷值的柴油，提高自燃性；采用与气温、季节相适应的柴油以保证蒸发混合。 （5）采用预热方法
对冷却水、进气进行预热可提高燃室温度，燃烧室设置电热塞也是常用的方法。其中对冷却水预热还可使机
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