上交大《汽车构造上》复习题.docx

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上交大《汽车构造上》复习题

上海交通大学技术学院

《汽车构造（上）》课程复习思考题

一．概念题：

1．客车是根据车辆长度来分级的。

2．二冲程发动机完成一个工作循环，曲轴旋转360度。

3．发动机的压缩比过小，会出现热效率低、冷起动困难等现象。

4．四冲程汽油机的总体构造主要由机体组、曲柄连杆机构、、配气机构、供给系、点火系、冷却系、润滑系和起动系两个机构和五大系统组成。

5．汽油机的有害排放物有CO、HC和NOx。

6．电子控制汽油喷射系统作为控制喷油量的基本因素是空气流量和发动机的转速。

7．发动机的主要性能指标有动力性、经济性、排污性、可靠性等。

8．汽油机燃烧室的形式主要有浴盆形燃烧室、锲形燃烧室、半球形燃烧室。

9．气环的作用是密封和导热。

10．曲柄连杆机构由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组的零件组成。

11．柴油的牌号是以其凝点温度命名的。

12．常见的油环的类型有槽孔式、槽孔撑簧式、钢带组合式油环。

13．根据内燃机产品名称和型号编制规则，6135ZQ的含义是6缸、直列式、四行程、水冷、缸径135mm、增压、汽车用。

14．汽油机在下述工况下，需要浓混合气，即起动工况、怠速工况、小负荷、大负荷、满负荷、加速工况。

15．柱塞式喷油泵的速度特性是指在油量调节机构位置一定的情况下，循环供油量随转速的增高而增大的变化规律。

16．发动机曲柄连杆机构采用压力润滑和飞溅润滑相结合的润滑方式。

17．汽油机的转速越高点火提前角应越大。

18．目前汽车发动机普遍采用串激直流电动机作为起动机。

19．车用柴油机供油系统大体可分为四大类，即柱塞式、泵喷嘴、转子分配式喷油泵、共轨系统。

20．柴油机的燃烧室形式主要有两种，即统一式燃烧室和和分隔式燃烧室。

21．轿车是根据发动机排量来分级的。

22．四冲程发动机完成一个工作循环，曲轴旋转720度。

23．汽油机的压缩比过大，会出现爆燃、表面点火等不正常燃烧现象。

24．曲柄连杆机构的功能是把燃气在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。

25．发动机排气净化的方式可分为机内净化和机外净化两大类。

26．现代汽油直接喷射系统按其工作原理，可分为缸内喷射和进气管内喷射两种。

27．发动机的主要性能指标有动力性、经济性、排污性、可靠性等。

28．在安装气环时，各个气环的切口应该径向均布。

29．发动机各个机构和系统的装配基体是机体。

30．曲轴的曲拐数取决于发动机的气缸数和排列形式。

31．增压汽油机的涡轮要求能承受1000℃的高温。

32．根据内燃机产品名称和型号编制规则，6135ZQ的含义是6缸、直列式、四行程、水冷、缸径135mm、增压、汽车用。

33．氧传感器只有在合适的温度、处于闭环控制条件下才工作。

34．车用增压发动机采用径流式涡轮。

35．下斜槽柱塞式喷油泵的供油量主要决定于下斜槽与低压进油孔的相对位置，另外还受转速的影响。

36．发动机曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三大部分组成。

37．分电器中两种点火提前调节装置分别是真空点火提前调节装置和离心点火提前调节装置。

38．目前绝大多数发动机普遍采用的起动方法是电（动机）起动。

39．三效催化转化器只是在闭环控制条件下才工作。

40．废气涡轮增压器中有喷嘴环、扩压器等部件，其中属于压气机部分的为扩压器。

41．四冲程直列六缸发动机的发火次序一般是1－5－3－6－2－4。

42．若一台发动机的燃烧室容积的1，压缩比为10，，则活塞的排量为的9。

43．二冲程发动机的换气持续角约为130～150°曲轴转角。

44．汽油机的功率混合气是指发动机发出最大功率时的混合气，此时的过量空气系数

为0.85～0.88。

45．两速式调速器能自动调整柴油机供油量的依据是发动机转速。

46．曲轴箱通风单向阀，也称PCV阀。

47．冷却系中节温器的损坏可能导致发动机的温度过高。

48．活塞每走一个行程，相应于曲轴转角180°。

49．为了降低活塞的热负荷，目前车用柴油机均采用油冷式活塞。

50．活塞与气缸壁之间的润滑方式是飞溅润滑。

51．采用液力挺柱顶置式凸轮机构，其气门间隙为零。

52．一般气门升程与凸轮型线和摇臂比相关。

53．斯特灵发动机是封闭循环回热式外燃机。

54．四冲程六缸发动机配气机构的凸轮轴上同名凸轮中线间的夹角是60°。

55.柴油机的喷油始点是以针阀开始起跳为准。

56.在柴油机中，改变喷油泵柱塞与柱塞套的相对位置，则可改变喷油泵的供油量。

57．发动机的正常工作温度应在水温表上指示80～90℃。

58．气缸体下表面与曲轴轴线在同一平面上的为一般式机体。

59．根据国产汽车产品型号编制规则，型号为SK6115KHP2的汽车为客车。

60．四行程柴油机油泵气凸轮轴转速是曲轴转速的1/2。

61．四冲程直列四缸发动机的发火次序一般是1－3－4－2。

62．评价汽油抗爆性参数为辛烷值。

63．与四冲程汽油机相比，二冲程汽油机的最大缺点是排放差。

64．扭转振动是指轴段绕自身作来回扭转的振动，车用发动机均装有减振器。

65．当外界负荷发生变化时，柴油机的转速能基本保持不变，该发动机装有全速调速器。

66．排气管放炮的主要原因是混合气过浓。

67．冷却系中节温器的作用是控制通过散热器的循环冷却水量。

68．四冲程发动机活塞完成一个工作循环，曲轴旋转720。

°

69．汽油机的燃烧室中，其中抗爆性最好的是半球形燃烧室。

70．在润滑系中曲轴的主轴颈、曲柄销、凸轮轴轴颈等都采用压力润滑。

71.为保证火花塞易于跳火，应使火花塞的中心电极为负极。

72．速度特性是指发动机油量调节机构位置一定时，发动机的各个热力参数随转速的变化规律。

73．汽油－LPG发动机属于灵活燃料发动机，柴油－LPG发动机属于双燃料发动机。

74．四冲程四缸发动机配气机构的凸轮轴上同名凸轮中线间的夹角是90°。

75.在结构一定的条件下，喷油器开始喷油时的喷油压力取决于调压弹簧的预紧力。

76.在柴油机喷油泵中，当柱塞的直槽与低压油孔相通时，则为停止供油。

77.发动机的正常机油温度范围为70～90℃。

78．气缸体下表面位于曲轴轴线平面以下的为龙门式机体。

79．车用内燃机台架试验的标准大气条件是大气压力100kPa,干空气压力99kPa,水蒸气分压1kPa；环境温度To=298K。

80．可变喷嘴环截面（VNT）可以提高发动机全工况下增压器的效率。

81.氧传感器和三效催化转化器杜绝使用有铅汽油。

82．电控喷射汽油机喷射的循环油量与蓄电池的电压相关。

83．能利用轻微的爆震汽油机的动力性、经济性最佳。

84．下斜槽式柱塞适用于转速恒定运行的柴油机。

85．上斜槽式柱塞适用于船舶主机的柴油机。

86．上下组合斜槽式柱塞适用于车用柴油机。

87．汽油机火焰传播速度慢、火焰传播距离长，容易出现爆震现象。

88．爆震传感器用于检测机体的振动频率。

89．当汽油机出现爆震时，应适当减小点火提前角。

90．柴油的自燃性以十六烷值表示。

91．汽油机采用长进气支管可以实现各缸进气量的一致性。

92．车用柴油的低热值为42.5MJ/kg，理论空燃比为14.3。

93．加热型氧传感器和三效催化转化器可以尽快实现其正常工作。

94．λ脉谱图表征发动机过量空气系数随各运行工况点的变化规律。

95．点火提前角脉谱图表征汽油机最佳点火提前角随各运行工况点的变化规律。

96．汽油的低热值为44MJ/kg，理论空燃比为14.7。

97．汽油机分层（稀薄）燃烧的必要条件是实现缸内喷射。

98．汽油机分层（稀薄）燃烧是指自火花塞处起混合气浓度由浓到稀的浓度分层。

99．EGR可以降低NOx的原理是比热容增大，最高燃烧温度降低。

100．目前我国乘用车的车外噪声标准为≤74dB（A）。

二．名词术语解释

1．充量系数－进气终了时，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进口状态下理论上能充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。

2．燃油消耗率－发动机每发出1kW有效功率，在1h内所消耗的燃油质量（以g为单位）。

3．空燃比－空气与燃料的质量之比。

4．发动机外特性－全负荷的速度特性。

5．压气机压比－压气机出口压力（增压压力）与压气机进口压力之比。

6．有效转矩－发动机通过飞轮对外输出的转矩。

7．最佳喷油提前角－在转速和供油量一定的条件下，能获得最大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。

8．过量空气系数－燃烧1kg燃料实际供入缸内的空气质量与完全燃烧1kg燃料理论上所需的空气质量之比。

9．统一式燃烧室－是柴油机燃烧室由凹形活塞顶与气缸盖底面所包围的单一内腔，几乎全部容积都在活塞顶面上。

10．压缩比－气缸总容积与燃烧室容积之比。

三．问答题

1．扭曲环装入气缸后发生扭曲的原因是什么？

答：

由于弹性内力的作用使断面发生扭转。

断面中性层以外产生拉应力，断面中性层以内产生压应力，拉应力的合力指向活塞环中心，压应力的合力背离活塞环的中心。

由于扭曲环中心层内外断面不对称而形成力矩，使环的断面扭转。

2．为什么进、排气门要提前开启，延迟关闭？

答：

进气门提前开启的目的是为了保证进气行程开始时，进气门就有足够的开度，新鲜气体能顺利地充入气缸；进气门延迟关闭的目的是利用进气的惯性和压力差多进气，使（pV）达最大值；排气门提前开启的目的是使活塞一过下止点，排气门就有足够的开度，从而减小排气阻力，排气通畅，防止发动机过热；排气门延迟关闭的目的是充分利用排气的惯性，是废气排放得较干净。

3．什么是表面点火？

表面点火对汽油机有什么危害？

答：

由于缸内积炭严重，在火花塞点火前，缸内的炽热体点燃可燃混合气，为不正常的燃烧现象。

出现表面点火时，发动机的负功增大，伴有强烈的（较沉闷的）敲击声，机件负荷增大，动力性、经济性、排污性严重恶化。

4．采用多气门结构发动机有什么优点？

答：

通流截面积的增大，进排气充分，功率转矩增大；可适当减小气门升程，气门质量小，运动惯性力小，动态响应快；排气门的直径可适当减小，有利于降低其工作温度，提高工作可靠性；有利于喷油器或火花塞尽量置中，对混合气形成和燃烧排放有利。

5．汽油机的点火提前角随着负荷，转速的变化是如何变化的？

为什么？

答：

当转速一定时，随着负荷的增大（节气门开度加大），进入气缸的可燃混合气增多，压缩终了的压力、温度增高，且残余废气相对量减小，使混合气的燃烧速度加快，点火提前角应适当减小。

当节气门开度一定时，随着转速的增高，燃烧过程所占的曲轴转角增大，这时应适当加大点火提前角。

6．将活塞的裙部横截面制成椭圆形的原因是什么？

答：

发动机工作时，活塞在气体力和侧推力的作用下发生机械变形，而活塞受热膨胀时还发生热变形。

这两种变形的结果都是使活塞在活塞销孔轴线方向的尺寸增大。

因此，为使活塞工作时裙部接近正圆形与气缸相适应，在制造时应将活塞裙部的横截面加工成椭圆形，并使长轴与活塞销孔轴线相垂直。

7．叙述电控电喷汽油机的优越性。

答：

没有喉口，流阻小，充气效率高；不需对进气管加热，进入缸内工质的密度大，充量系数高；汽油靠压力喷射，不会出现气阻现象；能避免不正常（爆燃、早燃）燃烧现象的出现；适应环境能力强（寒暑，高原，颠簸路面）；可减小和避免不规则的燃烧现象；经济性、排污性、动力性有很大改良；能降低发动机的总高度；有利于可变机构的推广应用；维护保养方便；发动机可靠性好。

8．车用增压发动机为何采用排气旁通调节阀？

答：

车用增压柴油机采用排气旁通调节阀的目的是把最佳的运行区域放在中等负荷，提高中速工况下的转矩，增压器的尺寸较小；高速高负荷时增压压力过高、增压器转速过大，采用排气旁通调节阀放掉一部分废气，以降低增压器转速，控制压比。

9．什么是柴油机的滞燃期？

滞燃期长短对柴油机性能有什么影响？

答：

滞燃期是指喷油始点与燃烧始点间的曲轴转角。

滞燃期过长，燃烧室内积聚的燃油过多，急燃期的压力升高率过大、最大燃烧压力过高、发动机工作粗暴，NOx过高；备燃期较短，发动机工作柔和、NOx排放少，有利于冷起动。

10．何谓爆燃？

汽油机一旦出现爆燃后，发动机会有哪些迹象？

产生的原因是什么？

答：

在缸内火焰的传播途径中，在远离火花塞处的末端可燃混合气产生自燃的现象。

只要有大于5%可燃混合气进行自燃,就足以引起强烈的爆燃。

迹象：

1）缸内最高温度、压力急剧增大；2）压力升高率剧增；3）有尖锐的金属敲击声；4）发动机振动大；5）传热量大增，冷却水易“开锅”；6）很容易出现“咬缸”、活塞局部变软、熔化损坏事故；7）功率、转速明显下降；8）经济性差。

原因：

燃料辛烷值低；使用和维护保养差，缸内严重积碳，使压缩终了的压力、温度过高；点火提前角太大；冷却效应差等综合因素引起。

主要出现在低速大负荷工况。

11．说明柴油机燃烧四阶段的划分与特点，并讨论柴油机理想的燃烧过程的原则。

答：

柴油机燃烧的四阶段划分为四阶段：

1）滞燃期（喷油开始与燃烧开始的曲轴转角）

·为混合气的制备过程；·希望滞燃期尽可能短。

2）急燃期（燃烧开始到最高压力出现点）

·滞燃期内形成的可燃混合气在此急速燃烧，且在活塞靠近上止点处；·可视为准预混合燃烧（滞燃期越长，急燃期就越急）。

受限条件：

燃烧最高压力、压力升高率。

会直接影响到发动机的工作粗暴性（振动、噪声）及可靠性。

3）缓燃期（最高压力点到最高温度出现点）

·边喷射、边混合、边燃烧过程；·为扩散燃烧（燃烧速度取决于扩散速度）。

4）后燃期（最高温度出现点之后）

·在膨胀线上，燃烧时间短促，燃料与空气的混合不均匀，燃料不易及时烧完，特别在高速、高负荷工况；·缸内存在大量废气（惰性气体），油气相互扩散困难；·燃烧，热效率低、热负荷大。

柴油机理想的燃烧过程应该是先缓后急（滞燃期不滞、急燃期不急、缓燃期不缓、后燃期不后）。

12．已知某四行程四缸发动机的发火顺序是1-3-4-2。

假设曲轴转角φ=180°时，第3缸在排气始点，请画出该发动机的工作循环表。

答：

曲轴转角

第1缸

第2缸

第3缸

第4缸

180～360

进气

压缩

排气

作功

360～540

压缩

作功

进气

排气

540～720（0）

作功

排气

压缩

进气

720（0）～180

排气

进气

作功

压缩

13．请将定压与脉冲增压系统的特点作一比较。

答：

定压增压：

排气管尤如稳压筒，涡轮前的气体连续，均匀，稳定；涡轮效率ηT高；全流进气；可用一个小一号的增压器；排气管结构简单；变工况能力差；扫气质量差（可能有倒流现象）；适用于工况稳定、压比较高的发动机。

变压增压：

气缸数能被3整除的为有利气缸数，将相邻发火间隔≥240

各缸连成一支管；利用排气压力低谷进气，扫气质量好；涡轮前为部分流进气，涡轮效率低；排起支管“细”而多，较复杂；适用于变工况的，增压压力不宜很高的机型；排气能量利用率高。

14．请说明发动机机体的工作条件及其要求。

答：

机体是发动机的基体和骨架，它不仅承受高温高压气体作用力，而且发动机的几乎所有零件都安装在气缸体上，因而要求气缸体具有足够的强度和刚度，为减轻整机总量，还要求气缸体结构紧凑、重量较轻。

15．已知某四行程六缸发动机的发火顺序是1-4-2-6-3-5。

假设曲轴转角φ=0°时，第二缸活塞处于压缩终了上止点。

试求：

该发动机的工作循环表，各缸分别处于什么工作状态。

如表；

答：

曲轴转角

第1缸

第2缸

第3缸

第4缸

第5缸

第6缸

360～420

压缩

进气

作功

进气

作功

排气

420～480

压缩

进气

排气

压缩

作功

排气

480～540

作功

进气

排气

压缩

作功

进气

540～600

作功

压缩

排气

压缩

排气

进气

600～660

作功

压缩

进气

作功

排气

进气

660～0

排气（始）

压缩（终）

进气（中）

作功（中）

排气（终）

压缩（始）

0～60

排气

作功

进气

作功

进气

压缩

60～120

排气

作功

压缩

排气

进气

压缩

120～180

进气

作功

压缩

排气

进气

作功

180～240

进气

排气

压缩

排气

压缩

作功

240～300

进气

排气

作功

进气

压缩

作功

300～360

压缩

排气

作功

进气

压缩

排气

16．已知某四缸直列发动机的配气相位如下：

进气门提前开启角α=12,进气门滞后关闭角β=59°；排气门提前开启角γ=61°,排气门滞后关闭角δ=16°。

试求：

该发动机的进、排气门持续开启角和气门重叠角；并分析当气门凸轮磨损后，对配气相位的影响。

答：

该发动机的进气门持续开启角为：

＝180＋

＋

＝180＋12＋59＝251°

排气门持续开启角为：

＝180＋

＋

＝180＋61＋16＝257°

气门重叠角为：

＝12＋16＝28°

当气门凸轮磨损后，气门的升程变小，气门开启的提前角变小，关闭的迟后角变小，使气门开启的持续角变小。

17．为什么说冷态下，标准的活塞是上小下大、长轴垂直于活塞销轴线的椭锥体？

答：

活塞纵断面制成上小下大的锥形或桶形的理由是活塞轴线方向活塞的温度是上高下低，活塞的热膨胀量自然是上大下低。

因此，为使活塞工作时裙部接近圆柱形，须把活塞制成上小下大的圆锥形或桶形。

将活塞的横截面制成椭圆形的原因是发动机工作时，活塞在气体力和侧推力的作用下主要在垂直于活塞销轴线处发生机械变形，而活塞销处质量较集中，受热膨胀时发生的热变形量大。

这两种变形的结果都是使活塞在活塞销孔轴线方向的尺寸增大。

因此，为使活塞工作时裙部接近正圆形与气缸相适应，在制造时应将活塞裙部的横截面加工成椭圆形，并使长轴与活塞销孔轴线相垂直。

18．为什么发动机中置式和下置式配气凸轮机构中要留气门间隙？

答：

发动机在工作时，气门将因温度升高而膨胀，如果气门及其传动件之间在冷态时无间隙或间隙很小，则在热态下，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中的漏气，而使功率下降，严重时甚至不易起动，气门烧坏。

如果气门间隙过大，则使传动零件之间以及气门和气门座之间将产生撞击，响声，同时也会使气门升程开不足，开启持续时间减少，气缸的充气及排气情况变坏。

为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配时，在气门与其传动机构中，留有适当的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。

19．叙述柴油机排气涡轮增压的优越性

答：

是成倍提高功率的最有效途径；能大幅度提高其经济性；比重量（kg/kW）小；比功率（kW/kg）大；材料利用率高；排气在涡轮中进一步膨胀，排气噪声降低；压缩终了的压力、温度高，滞燃期短，工作柔和、NOx下降；空气量多，缸内扰动加剧，有利于混合，CO、HC、PM均下降。

20．发动机采用多气门结构发动机有什么优点？

答：

通流截面积的增大，进排气充分，功率转矩增大；可适当减小气门升程，气门质量小，运动惯性力小，动态响应快；冷却腔更为合理，有利于降低其工作温度，提高工作可靠性；有利于喷油器或火花塞尽量置中，对混合气形成和燃烧排放有利。

四．计算题

1．某四缸1.8L汽油机，气缸直径D=79.5mm。

标定工况参数为：

有效功率Pe=91kW,转速n=5800r/min，燃油消耗率be＝253g/（kW•h），机械效率

＝0.88。

（注：

燃料的低热值作为已知值；计算结果小数点后保留2位）求：

①平均有效压力pme（MPa）；②有效热效率

；③活塞平均速度

；

④有效转矩

（N•m）；⑤循环指示功

（J）。

解：

①平均有效压力pme（MPa）

（MPa）

②有效热效率

③活塞平均速度

④有效转矩Ttq（N•m）

⑤循环指示功Wi（J）

上海交通大学内燃机研究所主讲教师周校平

2009年6月