发布时间 : 星期六 文章发动机原理作业题库(1-9章)更新完毕开始阅读2c4499b82cc58bd63186bdae
dUd?pV?1?dVdp?pVd???p?V? ????d?d????1???1?d?d?????1?2d?dWdV ?pd?d?由(2)、(6)、(7)三式得
(6)
(7)
dQ1?dVdp?pVd???p?V? ??d???1?d?d?????1?2d?dQw??tFw?T?Tw? d?由(1)、(8)、(9)三式得
(8)
(9)
dQB?1?dVdp?pVd??＝??V???tFw?T?Tw???p??2d??d?d?????1?d?????1??
6-12 一台转速为1200r/min的汽油机的缸径是102mm，火花塞距气缸中心线的偏置为
6mm。火花塞在上止点前20°CA开始点火，经过6.5°CA后开始进入火焰传播阶段，平均火焰速度为15.8m/s。计算：
（1）火焰开始传播后燃烧过程所经历的时间（即火焰前锋面到达最远的气缸壁面所需的时间）（单位s）；
（2）燃烧过程结束时所对应的曲轴转角。 解：（1）
?102??6??10?3?l2?t????0.0036v15.8s
（2）
???20?6.5?360nt??13.5?6?1200?0.0036?12.4260
即燃烧终点对应于12.42°CA ATDC。
6-13 某一四缸排量2.8L柴油机的喷油器喷孔为4油机的喷油器，在转速为1400r/min以
及有效平均压力为0.75MPa工况时，有效燃油消耗率为220g/(kw·h)，该工况下喷油时的气
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缸压力为2.5MPa。试计算喷油压力分别为50、90、130MPa时的喷雾分裂距离和分裂时间，以及喷油后20以及喷时的贯穿距离、喷雾锥角、Sauter粒径；并分析喷油压力对喷雾特性的影响。假设在此工况条件下，柴油密度为850kg/m3，空气密度为11.85 kg/m3，空气粘度为3.56度10-5kg/m·s。 解：已知：
?2?pj?pc??Lp?0.39??t??f?
1/2?pj?pc?Lp?2.95???a??1/4?d0t?1/21/2
tb?28.65???p?p??ajc?fd0
0.252??pj?pc??ad0???0.05??2???a??
SMD?23.9?pj?pc??0.135?a0.121gb0.131
根据上述公式可计算分裂距离、分裂时间，以及喷油后20 °CA的贯穿距、喷雾锥角、
Sauter粒径。pj、?f、pc、?a、d0、?a等参数已知，需求每个喷孔每循环喷油量gba及20 °CA所对应的时间ts。
inVspmeBbePe30??beVspme?220?0.7?0.75?0.009436gba???4ininj?f4?30in?f120in?f3600??f3600?4?0.85be3
cm
=9.436 mm3
gba?4?B2in??be60?8in?f???finVspmebVp?esme30?14400?f220?0.7?0.75?9.436?10?6m3?9.436mm314400?850?60?20???0.002381s=2.381 ms n6n6?1400Lp (m) 0.026766 0.026766 tb (ms) 0.205289893 0.151255211 Ls (m) 0.091088 0.106118 50
ts??360 则所求数据如下表所示：
?(°) 18.25421 21.26628 SMD (um) 25.68393 23.6507 50 Mpa 90 Mpa
130 Mpa 0.026766 0.125302368 0.116591 23.36507 22.4787 第七章
7-1 柴油机燃烧初期的预混合燃烧阶段与汽油机的预混合燃烧有何异同？
解：同：都是燃烧开始前油气先混合的燃烧过程。
异：柴油机的预混相比于汽油机不够均匀，且柴油机的燃烧过程是多点自燃，而汽油机则是火花点火，火焰传播的过程。
7-2 柴油机燃烧过程滞燃期包括哪些物理和化学过程？与低温多阶段着火过程是什么关系？
解：物理过程：雾化、蒸发、扩散和与空气混合等。化学过程：低温多阶段着火。
7-3 试述直喷式柴油机喷油规律、混合气形成速率（气流与喷雾）和燃烧放热规律之间的相互关系？并由此说明控制柴油机放热规律的主要手段有哪些 ?
解：柴油机喷油规律会影响混合气的形成速率。一般初期喷油快且喷油压力高的预混合气的量就多。混合气形成速率影响燃烧放热规律，燃烧开始前形成混合气的速率越快，初期放热率就越高。燃烧过程中混合气的形成速率决定了放热持续期的长短，混合快的放热时间短。
7-4 直喷式柴油机燃烧中为什么会出现“双峰”放热现象？若喷油规律相同，“双峰”形状随柴油机负荷不同会怎样变化？为什么？
解：dQB/dφ曲线的双峰，第一个峰对应速燃期的预混合燃烧阶段，而第二个峰则对应缓燃期的扩散燃烧阶段。
负荷变化会引起形状的变化，小负荷时，第二个峰不明显，因为负荷小时，扩散燃烧阶段的放热量减少。
7-5 随喷油时刻推迟，直喷式柴油机压升率峰值和放热速率峰值一般会怎样变化？并解释为什么？是否会出现两者相位明显不同的情况？
解：压升率下降，放热率峰值下降。喷油推迟，滞燃期变短，燃烧开始前喷入的燃料变少，预混燃烧变弱。可能会产生。
7-6 分析泵-管-嘴式柴油机的几何供油规律和实际喷油规律的主要差别；说明形成这些差别的主要原因是什么。
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解：供油规律早于喷油，供油最高速率要大于喷油最高速率。喷油时间大于供油时间，且喷油量小于供油量。
燃油的可压缩性；压力波的传播滞后；压力波动；高压容积变化。
7-7 比较柴油机空间雾化混合方式与壁面油膜混合方式的原理差异；简述促进空间雾化混合的基本原则。
解：空间雾化将燃油喷射到空间进行雾化，通过燃油与空气的相对运动和扩散，在空间形成可燃混合气。因此混合能量主要来源于喷油射束，空气被动参与混合，油找气的方式。混合一般不够均匀。壁面油膜蒸发混合方式在燃烧室壁面上形成很薄的薄膜，在强烈涡流作用下，油膜边蒸发变燃烧。
采用多空高压喷油，合理组织涡流。 7-8 柴油机燃烧室中形成可燃混合气时一般会利用哪几种气流形式？如何产生和控制这些气流运动？
解：进气涡流，压缩涡流，挤流和逆挤流，湍流。
进气涡流：通过设计进气道的形状产生进气涡流。通过改变流通面积和角度来改变强度。压缩涡流：涡流式燃烧室压缩过程中通过主副燃烧室间气道产生，通过气道的流通面积改变强度。挤流和逆挤流：压缩过程气缸内空气挤入燃烧室凹坑中产生，膨胀过程又从凹坑回到气缸。主要取决于凹坑喉口直径和活塞直径之比以及顶隙大小。湍流：伴随大尺度涡流产生，或单独存在。
7-9 燃烧室中的气流运动对混合气形成及燃烧有何促进作用？又带来何种负面影响？ 解：合理的气流运动能够促进混合气的形成，缩短燃烧持续期。过大的气流运动可能将易燃气体混合到未然燃料中，阻碍燃烧进行。
7-10 压缩上止点时的燃烧室内涡流强度取决于哪些因素？涡流强度对热混合现象会有什么影响？
解：主要取决于进气过程的涡流强度和燃烧室的设计。
在涡流作用下，密度较大的燃油颗粒及空气向外运动，密度较小的废气向内运动，有利于油气混合。当涡流过弱时，离心力过小燃油颗粒无法被热混合热锁，抛向周围，而被“锁定”在中心区域，被废气包围。当涡流过强时，上游油束的已燃气体会混入下游油束的未燃混合气区域，妨碍混合及燃烧。
7-11 分析比较直啧（统一）式燃烧室与非直喷（分隔）式燃烧室在结构、工作原理以及主要性能上的不同和优缺点。为什么直喷式燃烧室成为重型汽车柴油机的主流？
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