第一章 发动机性能
一、概念解释：
1、发动机的理论循环：是将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化，忽略次要因素后建立的循环
模式。
2、循环热效率：是工质所做循环功与循环加热量之比，用以评定循环经济性。（P2）
3、有效指标：以曲轴输出功为计算基准的指标。有效指标被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣。（P15）
4、有效热效率：是实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值。（P17） 5、平均有效压力：是发动机单位气缸工作容积输出的有效功。（P16） 6、有效燃油消耗率：是指每小时单位有效功率所消耗的燃料。（P17） 二、填空：
1、发动机的性能指标主要有 动力 性能指标、 经济 性能指标和运转性能指标。（P1） 2、三种发动机的理论循环，即 等容 加热循环、 等压 加热循环和 混合 加热循环。（P1） 3、发动机实际循环是由 进气 、 压缩 、 燃烧 、 膨胀 和 排气 五个过程组成的，较之理论循环复杂得多。（P6） 4、以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为 指示 性能指标；以曲轴输出功为计算基准的指标称为 有效 性能指标；（P12）、（P15） 5、机械损失的测定方法有多种，常用的方法有 示功图法 、 倒拖法 、 灭缸法 、 油耗线法 等。（P19） 三、判断题：
1、随着发动机压缩比的增大，循环热效率提高，循环平均压力增大。（ √ ）
2、压缩过程的作用是增大作功过程温差，获得最大限度的膨胀比,提高热功转换率,同时也为燃烧过程创造有利条件。在柴油机中，压缩后气体的高温还是保证燃料着火的必要条件。（ √ ）（P7）
3、衡量发动机经济性能的重要指标是有效热效率和有效燃油消耗率，它们两者之间成正比关系。（ × ）（P17）———反比。
4、发动机的排气温度高，说明燃料燃烧后，转变为有用功的热量多，工作过程进行得好。（ × ）（P10）————改为“发动机的排气温度低，„„” 5、人们在研究发动机循环时，通常将实际循环简化为理论循环。两种循环最大的区别为：实际循环向冷源放热，理论循环绝热。（ ）（P1） 四、简答：
1、发动机的理论循环是将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化，需作五个假设，哪五个？（P1）
1）假设工质是理想气体，其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同，整个循环中工 质的物理性质及化学性质不变，工质比热容为常数。 2）假设工质是在闭口系统中作封闭循环。 3）假设工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程。
4）假设燃烧是外界无数个高温热源等容或等压向工质加热。工质放热为等容放热。 5）假设循环过程为可逆循环。
2、用倒拖法测量机械损失的过程？（P19）
在电力测功器的试验台上，先使发动机在给定工况稳定运转，当冷却液、机油温度到达正常数值时，立即切断对发动机的供油（柴油机）或停止点火（汽油机），同时将电力测功器转换为电动机，倒拖发动机到同样转速，并且维持冷却液和机油温度不变，这样测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失功率。
3、用灭缸法测量机械损失的过程？（P20）
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第二章 发动机的换气过程
一、概念解释：
1、充量系数：每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下理论计算充满气缸 工作容积的空气质量比值称为充量系数，又叫充量效率或容积效率，它是衡量不同发 动机动力性能和进气过程完善程度的重要指标。（P28） 2、残余废气系数：进气过程结束时气缸内残余废气量与进人气缸中新鲜空气的比值。（P29） 3、进气马赫数：是进气门处气流平均速度与该处声速α之比，它是决定气流性质的重要参数。（P30） 二、填空： 1、四冲程发动机的换气过程包括从排气门开启直到进气门关闭的整个时期，可分作 自由排气 、 强制排气 、 进气 和 燃烧室扫气 四个阶段。（P24） 三、判断题： 1、汽车发动机换气过程的任务是将气缸内的废气排除，并充入尽可能多的新鲜空气或燃料和空气的混合气，同时功耗要少。（ √ ）（P25）
2、气门重叠期间进气管、气缸、排气管连通，可以利用气流的压差和惯性清除残余废气，增加进气量。气门重叠的角度选择以新鲜充量不流入排气管为原则。（ √ ）（P26） 3、排气损失与进气损失之和称为换气损失，其中排气损失与进气损失相比，排气损失相对较小。（ × ）（P27）————进气损失相对要少。 四、简答：
1、简述排气损失？（P26）
从排气门提前打开，直到进气行程开始，缸内压力到达大气压力前循环功的损失称为排气损失。它可分为自由排气损失和强制排气损失。随着排气提前角的增大，自由排气损失增加，而此时强制排气损失减小，最有利的排气提前角最小。
2、何为发动机充量系数？（P28） 五、论述：
1、试述影响充量系数的因素？（P29）
1、进气门关闭时缸内压力 2、进气门关闭时缸内气体温度 3、残余废气系数 4、进排气相位角 5、压缩比 6、进气状态
第三章 发动机废气涡轮增压
一、概念解释：
1、增压：就是利用增压器将空气或可燃混合气进行压缩，再送入发动机气缸的过程。（P36） 二、填空：
1、按增压系统的结构形式分类有 机械增压系统 、 废气涡轮增压系统 、 复合式发动机 、 组合式涡轮增压系统 、 气波增压系统 等。（P37）
2、提高发动机的单机功率有以下三条途径：1） 改变发动机的结构参数 ，2）提高发动机转速或活塞平均速度 ，3） 提高发动机的平均有效压力 。（P36）
3、限制汽油机增压的主要技术障碍是 爆燃 、 混合气的控制 、热负荷 和 增压器的特殊要求 等。 三、判断题：
1、涡轮的功用是将废气所拥有的能量尽可能多地转化为涡轮旋转的机械功。（ √ ）（P43）
2、压气机出现喘振的原因是由于流量过小时，在叶片扩压器内和工作轮进口处气流与壁面分离而引起的。（ √ ）（P47）
3、离心式压气机的工作特点是在高转速时可能发生堵塞，在低速时可能引起喘振。
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（ √ ）（P48）
4、限制汽油机增压的主要技术障碍是爆燃、混合气的控制、热负荷和增压器的特殊需求等。（ √ ）（P51） 四、简答：
1、涡轮废气增压系统的工作原理？（P42）
废气涡轮增压器是利用内燃机排出的部分废气能量，推动涡轮机高速旋转，从而带动安装在同一根轴上的离心式压气机，增大内燃机进气压力的工作机械。
2、如何处理汽油机进气增压与爆燃的关系？（P52）
3、增压发动机中特别是高增压时较多采用进气中冷技术的原因？（P54） 五、论述：
1、就柴油机来说，增压系统对发动机的性能有何影响，如何解决？（P55）
第四章 燃料与燃烧化学
一、概念解释：
1、过量空气系数 ：是指发动机工作过程中，燃烧1kg燃油实际供给的空气量与理论空气量之比。是反映混合气形成和完善程度及整机性能的一个重要参数。（P72） 2、空燃比：是指燃烧时空气流量与燃料流量之比。（P72） 二、填空：
1、 汽油的性能对汽油机的工作有很大影响，因此对它有一定的要求。汽油的主要性能有
抗爆性 、 蒸发性 、 氧化安定性 、 抗腐蚀性 及 清净性 等。（P58） 2、 按化学动力学的观点，发动机着火机理可分为 热自燃机理 和 链锁自燃机理 两类。（P73） 3、 一切燃烧过程都由 着火 和 燃烧 两个阶段组成。（P73） 三、判断题：
1、 汽油的蒸发性越强，就越容易气化，有利于燃烧，因此越好。（ ）（P59） 2、 十六烷值过高或过低的柴油，都对柴油机的性能或工作不利。（ √ ）（P61） 3、 汽油、柴油习惯上被称为汽车发动机的常规燃料，而其余则叫做代用燃料。（ √ ）（P63） 4、 燃料开发包含两个方面，一是获得廉价的、有稳定来源的代用燃料；二是“设计”新型燃料。（ √ ）（P70）
5、 柴油的理论空气量为14.9（kg／kg），汽油的理论空气量为14.5（kg／kg）。（ × ）（P72）———柴油的是14.5，汽油的是14.9。
6、 过量空气系数是发动机工作过程的一个重要参数。若过量空气系数小于1，则称为稀混合气，若过量空气系数大于1，则称为浓混合气，若过量空气系数等于1，则称为标准混合气）。（ × ）（P72）————大于1是稀，小于1是浓。 7、 汽油理论上完全燃烧时的燃空比为α≈14 .9。（ × ）（P72）———空燃比才是14.9。 8、 汽油机的着火为高温单阶段着火，柴油机的着火为低温多阶段着火。（ √ ）（P75） 四、简答：
1、什么是过量空气系数?它与混合气浓度有何关系? （P72）
燃烧1kg燃油实际供给的空气量与理论空气量之比，称为过量空气系数。若过量空气系数大于1，称为稀混合气，若小于1，称为浓混合气，若等于1，称为标准混合气。过量空气系数是反映混合气形成和完善程度及整机性能的一个重要参数，在保证完全燃烧的前提下，应力求过量空气系数小。 2、简述燃料的着火机理? （P73） 按化学动力学的观点，着火机理可分为热自燃机理和链锁自燃机理两类。热自燃理：
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在着火的准备阶段，混合气进行着氧化过程，放出热量。放热的同时，由于温差的原因， 会对周围介质散热。若化学反应所释放出的热量大于所散失的热量，混合气的温度升高， 进而促使混合气的反应速率和放热速率增大。这种相互促进，最终导致极快的反应速率 而着火。链锁自燃机理：通过链锁反应（即一个活化作用能引起很多基本反应）逐渐积 累活化中心，使反映自动加速，直至着火。
第五章 柴油机混合气的形成和燃烧
一、概念解释：
1、喷油器的流通特性：喷孔流通截面积与针阀升程的关系。（P81） 二、填空： 1、柴油机燃油供给系统的作用是对 燃油喷入量 、 喷油时刻 和 油束的空间形态 三方面进行控制。（P77） 2、喷油系统的作用是 定时 、 定量 并按 一定规律 向柴油机各缸供给高压燃油。（P77） 3、喷射过程是指从 喷油泵 开始供油直至 喷油器 停止喷油的过程，整个过程分 三个阶段，即 喷射延迟阶段 、 主喷射阶段 和 喷射结束阶段 。（P81） 4、柴油机喷射过程出现不正常现象有二次喷射 、 断续喷射 、 不规则喷射 和隔次喷射 、 滴油现象 等。（P85）
5、柴油发动机燃烧过程分成 着火落后期（又称滞燃期） 、 速燃期 、 缓燃期 、 补燃期 四个阶段。（P85） 6、柴油发动机混合气形成的两种基本方式： 空间雾化混合 和 壁面油膜蒸发混合 。（P91） 7、内燃机缸内的气流运动形式可分为 涡流 、 挤流 、 滚流 和 湍流 四种形式。（P92） 三、判断题：
1、供油始点和喷油始点一般用供油提前角和喷油提前角来表示，两者之差称为喷油延迟角。发动机转速越高以及高压油管越长，则喷油延迟角越大。（ √ ）（P81）
2、燃油的雾化是指燃油喷入燃烧室内后被粉碎分散为细小液滴的过程。油滴越细小，与空气接触表面积越大。（ √ ）（P83）
3、油束的几何形状主要包括油束射程（又称为贯穿距离）L和喷雾锥角β或油束的最大宽度B。（ √ ）（P83）
4、温度越高或压力越高，则着火落后期越短。柴油的自燃性较好，着火落后期也较短。（ √ ）（P86）
5、由于不可能形成完全均匀的混合气，所以使柴油机必须在过量空气系数大于1的条件下工作；与汽油机相比，柴油机的空气利用率较低。（ √ ）（P87）
6、由于柴油机的燃料混合时间很短，无论是直喷式燃烧室或非直喷式燃烧室，都要求
进气系统产生强的进气涡流，加强混合效果。（ ）（P101） 四、简答：
1、请说明柴油机供油规律与喷油规律存在明显差异的原因。（P82）
(1) 燃油的可压缩性 （2）压力波传播滞后 （3）压力波动 （4）高压容积变化 五、论述：
1、请论述柴油机非直喷式燃烧室的优缺点？（P100）
2、柴油机直喷式燃烧室有哪些共同的特点，请说明？（P98）
第六章 汽油机混合气的形成和燃烧
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一、概念解释：
1、表面点火：在汽油机中，凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面（如排气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物等）点燃混合气的现象，统称表面点火。（P112）
2、开环控制：是根据转速传感器和负荷传感器测得的信号，在存储器中预定的点火MAP图上找出对应于该工况的近似最佳点火提前角来控制点火系统点火。（P113）
3、闭环控制：是指借助安装在排气管中的氧传感器送来的反馈信号，对理论空燃比进行反馈控制的方式。（P142） 二、填空： 1、汽油发动机正常燃烧过程分成 着火落后期 、 明显燃烧期 、 补燃期 三个阶段。（P106） 2、汽油发动机的不正常燃烧分成 爆燃 和 表面点火 两类。（P111） 3、汽油机不规则燃烧可分为 循环变动 和 各缸工作不均匀 两类。（P110） 4、电子控制系统分为 和 两类。（P142） 5、汽油机的燃油配制有 化油器式 和 燃油喷射式 供油两种方式。（P115）
6、根据汽油的喷射位置，汽油喷射系统可分为 缸内喷射 和 进气管喷射 两大类，进气管喷射又进一步分为 单点喷射 和 多点喷射 。（P118）
7、按喷射方式，汽油喷射系统分为 连续喷射 和 间歇喷射 两种。（P118） 8、按空气流量的测量方法，汽油喷射系统可分为 质量流量 控制的汽油喷射系统、 速度密度 控制的汽油喷射系统和 节流速度 控制的汽油喷射系统三种。（P119） 三、判断题： 1、发动机工作是否有爆燃现象，一方面取决于所用燃料，另一方面取决于发动机的运转条件和燃烧室的设计。（ √ ）（P112）
2、闭环控制是根据转速传感器和负荷传感器测得的信号，在存储器中预定的点火MAP图上找出对应于该工况的近似最佳点火提前角来控制点火系统点火。（ × ）（P113）————这是开环控制。
3、随着负荷的减小，最佳点火提前角要推迟。（ × ）（P115）————要提早。 4、转速增加时，应增大点火提前角。（ √ ）（P115） 5、汽油机在小负荷运行时，供给混合气也应加浓，而且加浓的程度随负荷的增加而增大。（ × ）（P117）————随负荷的增加而减小。
6、发动机电子控制喷射技术就是：无论何种工况下，都使发动机的过量空气系数等于1或接近1。（ ） 四、简答：
1、什么是汽油机的表面点火？（P112）
在汽油机中，凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面(如排气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物等)点燃混合气的现象，统称表面点火。
2、简单说明湍流火焰燃烧特点？（P109）
3、电控汽油喷射系统常用传感器有哪些？（P130～136）
电控汽油喷射系统常用传感器有进气管压力传感器、空气流量传感器、温度传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器、车速传感器、氧传感器、空燃比传感器、爆燃传感器共九种。 五、论述：
1、什么叫爆燃？产生爆燃的因素，爆燃对发动机有何危害？（P111～112） 2、请说明汽油机燃烧室设计的基本要求？（P143～144）
第七章 发动机特性
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一、概念解释：
1、发动机的特性：就是在一定条件下，发动机性能指标或特性参数随各种可变因素的变化规律。（P153）
2、发动机的运行特性：是发动机的性能指标随工况参数的变化规律。（P153） 3、发动机的调整特性：是发动机性能指标随调整参数变化而变化的关系。（P153） 4、负荷特性：是指当转速不变时，发动机的性能指标随负荷而变化的关系。（P155） 5、发动机速度特性：是指发动机在油量调节机构（油量调节齿条、拉杆或节气门开度）保持不变的情况下，主要性能指标（转矩、油耗、功率、排气温度、烟度等）随发动机转速的变化规律。（P159）
6、调速特性 ：是指喷油泵调速手柄位置固定，在调速器起作用时，柴油机的性能指标随转速的变化关系。（P164）
7、万有特性：发动机万有特性：负荷特性、速度特性只能表示某一油量控制机构位置固定或某一转速时，发动机参数间的变化规律，而对于工况变化范围大的发动机要分析各种工况下的性能，就需要在一张图上全面表示出发动机性能的特性曲线，这种能够表达发动机多参数的特性称为万有特性。（P167） 二、填空：
1、汽油机的速度特性取决于 、 、 和 的值随转速变化的规律。（P160） 2、汽车用柴油机装有两极式调速器，这种调速器只有在 最低转速 和 最高转速 下才起作用。（P165） 三、判断题： 1、发动机的特性就是在一定条件下，发动机性能指标或特性参数随各种可变因素的变化规律。（ √ ）
2、发动机的运行特性是发动机的性能指标随工况参数的变化规律。（ √ ）（P153） 3、发动机的调整特性是发动机性能指标随调整参数变化而变化的关系。（ √ ）（P153） 4、发动机工况是指发动机实际运行的工作状况。（ √ ）（P153）
5、汽车用发动机的功率与转速都在很大范围内变化，该工况又被称为发动机的面工况。（ √ ）（P153）
6、发动机的特性曲线，是评价发动机的一种简单、直观、方便的形式，是分析和研究发动机的一种最基本的手段。（ √ ）（P154）
7、负荷特性是指当负荷不变时，发动机的性能指标随转速而变化的关系。（ × ）（P155） ————当转速不变时......随负荷变化而变化。
8、因为柴油机的指示热效率比汽油机高，所以柴油机的燃油消耗率数值高于汽油机。（ × ）（P159）———从数值上看，汽油机的燃油消耗率高于柴油机。 9、汽油机的燃油消耗率在中、小负荷区远高于柴油机。（ √ ）（P159） 10、汽油机的排气温度就要比柴油机高。（ √ ）（P159）
11、柴油机的外特性比汽油机外特性的动力适应性差；因此，柴油机需要采用专门设计的调速器，在低于标定转速进行校正，使轱出转矩增大；高于标定转速需要调速，避免超速。（ √ ）（P163）
12、发动机的机械损失消耗了部分指示功率，而使对外输出的有效功率减少。发动机在满负荷工作时，机械损失大，所以输出有效功率减少。（ ）（P158）
13、造成柴油机与汽油机的燃油消耗率差异的主要原因在于指示热功率的差异。
（ × ）（P158）————在于指示热效率的差异。 四、简答：
1、简述柴油机和汽油机的负荷特性的差异（P158）
①、汽油机的燃油消耗率普遍较高，且从空负荷向中、小负荷段过渡时，燃油消耗率下
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降缓慢，仍维持在较高水平，燃油经济性明显较差。
②、汽油机排气温度普遍较高，且与负荷关系较小。
③、汽油机的燃油消耗量曲线弯曲度较大，而柴油机的燃油消耗量曲线在中、小负荷段的线性较好。
1、什么是柴油机调速特性？（P164） 喷油泵调速手柄位置固定，在调速器起作用时，柴油机的性能指标随转速的变化关 系称为柴油机的调速特性。
2、什么是发动机万有特性？（P167） 五、论述：
1、按图比较说明汽油机与柴油机负荷特性差异并说明原因？（P158）
2、对比分析柴油机和汽油机速度特性的特点（P162）
①、柴油机在各种负荷的速度特性下的转矩曲线都比较平坦；
汽油机的速度特性的转矩曲线的曲率半径较小，节气门开度越小，转矩峰值向低速移动，且随转速变化的斜率越大。
②、汽油机的有效功率外特性线的最大值点，一般在标定功率点； 柴油机可以达到的最大值点的转速很高，而标定点要比其低得多。 ③、柴油机的燃油消耗率曲线在各种负荷的速度特性下都比较平坦，仅在两端略有翘起，最经济区的转速范围很宽。
汽油机则有所不同，其油耗曲线的翘曲度随节气门开度减小而剧烈增大，相应最经济区的转速范围越来越窄。
3、汽油机、柴油机的万有特性各有什么特点？（P169） 4、
第八章 发动机排放与噪音
一、填空： 1、发动机主要排放污染物有 一氧化碳 、 碳氢化合物 、 氮氧化合物 和 微粒 等。（P172） 2、发动机排放主要和发动机的 混合器形成 、 燃烧过程 及燃烧结束后在排气过程中的化学反应有关，此外，还与燃油的蒸发等因素有关。（P173） 3、汽油机污染物主要是 CO 、 HC 和 NOx ，而柴油机污染物主要是 微粒 和 NOx 。（P173） 4、发动机噪声的来源主要包括： 燃烧噪声 ， 机械噪声 ， 进、排气噪声 和 风扇噪声 。（P197） 二、判断题： 1、CO是无色、无臭、有窒息性的毒性气体，由于CO和血液中有输氧能力的血红素蛋白(Hb)的亲和力比氧气和Hb的亲和力约大300倍，能很快和Hb结合形成碳氧血红素蛋白（HbCO）。（ √ ）（P172）
2、HC包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解和部分氧化产物，如烷烃、烯烃、芳香烃、醛、酮、酸等数百种成分。其中多环芳香烃(PAH)及其衍生物有强致癌作用。（ √ ）（P172）
3、NO是无色无味气体，只有轻度刺激性，毒性不大，高浓度时会造成中枢神经有轻度障碍，但NO易被氧化成NO2。NO2是一种红棕色有刺激性气味的有毒气体。 NO是地面附近大气中形成光化学烟雾的主要因素，也是酸雨的来源之一。（ √ ）（P172） 4、柴油机的微粒排放量要比汽油机大几十倍。（ √ ）（P177）
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5、高的NO生成率必须兼具高温、富氧两个条件。（ √ ）（P178）
6、三元催化就是利用催化剂的催化作用来氧化NOx，并且还原HC和CO；同时净化这三种主要污染物。（ × ）（P185）————还原NOx...氧化HC和CO。 三、简答：
1、简述影响汽油机有害排放物生成的主要因素? （P178～180） 2、简述影响柴油机有害排放物生成的主要因素? （P186～187）
四、论述：
1、论述降低汽油机排放污染物的措施? （P180～185） 答：
2、论述降低柴油机排放污染物的措施? （P187～192） 答：
⑴机内净化技术：
①增压中冷技术。如可以降低燃烧噪声、CO及HC排放，也降低了NOx排放。 ②改进进气系统。如降低烟度
③改进喷油系统。如能降低微粒的排放，降低噪声。 ④改进燃烧系统。如能降低碳烟和微粒排放。 ⑤降低机油消耗。如降低微粒排放。 ⑥废气再循环。如降低NOx的排放量。 ⑦提高燃油品质。降低微粒的排放量。 ⑵机外净化技术：
①微粒捕集器，净化微粒。
②氧化转化器，降低微粒排放。
③NOx还原催化转化器。提高NOx的还原反应，减少它的排放。 ④四元催化转化器。可以同时除去CO、HC、微粒和NOx。
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