《-汽车构造》习题解答

1《汽车构造》习题解答教材：《汽车构造》（第四版）吉林大学陈家瑞人民交通出版社2002.10§1汽车发动机的工作原理及总体构造P.443．四冲程汽油机和柴油机在基本工作原理上有何异同？答：共同点：1.每个工作循环都包括进气、压缩、作功和排气四个行程。每个行程各占180°曲轴转角，即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。2．四个活塞行程中,只有一个作功行程,其余三个是耗功行程。在作功行程，曲轴旋转的角速度要比其它三个行程大得多。不同点：1.汽油机的可燃混合气在缸外开始形成并延续到进气和压缩行程终了，时间长。柴油机的可燃混合气在缸内形成，从压缩行程接进终了时开始，并占小部分作功行程，时间很短。2.汽油机可燃混合气用电火花点燃，柴油机则是自燃。4.CA488型四冲程汽油机有四个气缸，气缸直径87.5mm，活塞行程92mm，压缩比为8.1，试计算其气缸工作容积、燃烧室容积和发动机排量。答：气缸工作容积Vs=πD2/（4×106）=π×87.52×92/（4×106）=0.55(L)燃烧室容积Vc：ε=1+Vs/VcVc=Vs/（ε-1）=0.55/（8.1-1）=0.077（L）发动机排量VL=iVs=4×0.55=2.2（L）§2机体组及曲柄连杆机构P.932.无气缸套式机体有何利弊？为什么许多轿车发动机都采用无气缸套式机体？答：无气缸套式机体的优点是可缩短气缸中心距，从而减小机体的尺寸和质量，机体的刚度大，工艺性好，缺点是为了保证气缸的耐磨性，整个铸铁机体需采用耐磨合金铸铁制造，浪费了贵重的材料，提高了制造成本。许多轿车都采用无气缸套式机体是因为机体的尺寸小，质量轻，刚度大，工艺性好。4.曲柄连杆机构的功用如何？由哪些主要零件组成？答：曲柄连杆机构的功用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。曲柄连杆机构主要由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组零件组成。8.曲拐布置形式与发动机工作顺序有何关系？答：曲拐布置形式主要取决于发动机工作顺序、缸数、气缸排列形式。气缸数不同；它们2的发火间隔角不同；曲拐的布置形式不同。如：四冲程直列三缸发动机发火间隔角为720°/3=240°，三个拐互成120°，发动机工作顺序为1—2—3或1—3—2。则曲拐布置简图为：1工作顺序为1—2—3321工作顺序为1—3—223四冲程直列四缸发动机发火间隔角为720°/4=180°，四个拐互成180°，发动机工作顺序为1—3—4—2或1—2—4—3。则曲拐布置简图为：两者之间的曲拐布置简图无差别1、41、43、22、3发动机工作顺序为1—3—4—2发动机工作顺序为1—2—4—33§3配气机构P.1141.试比较凸轮轴下置式、中置式和上置式配气机构的优缺点及其各自的应用范围。答：凸轮轴下置式配气机构的优点是凸轮轴离曲轴近，可以简单地用一对齿轮传动。缺点是零件多，传动链长，整个机构的刚度差。因此多用于转速较底的发动机。凸轮轴中置式配气机构的优点是减少了配气机构的往复运动质量，增大了机构的刚度，更适用于较高转速的发动机。凸轮轴上置式配气机构的优点是运动件少，传动链短。整个机构的刚度大，适合于高速发动机。2.进、排气门为什么要早开晚关？答：进气门早开的目的是为了在进气开始时进气门能有较大的开度或较大的进气通过断面，以减小进气阻力，使进气顺畅，减少进气过程消耗的功率。进气门晚关则是为了充分利用气流的惯性，在进气滞后角内继续进气，以增加进气量。排气门早开的目的是为了在排气门开启时气缸内有较高的压力，使废气能以很高的速度自由排出，并在极短的时间内排出大量废气。排气门晚关则是为了利用废气流动的惯性，在排气滞后角内继续排气，以减少气缸内的残余气量。4.如何根据凸轮轴判定发动机工作顺序？答：凸轮轴上各同名凸轮（各进气凸轮或各排气凸轮）的相对角位置与凸轮轴旋转方向、发动机工作顺序及气缸数或作功间隔角有关。如凸轮轴的相对角位置与凸轮轴旋转方向如图1所示，则发动机为四缸，其工作顺序为1—2—4—3，发动机的作功间隔角=2×各同名凸轮转角=2×90°=180°（曲轴转角）图1：各同名凸轮（各进气凸轮或各排气凸轮）的相对角位置与凸轮轴旋转方向5．进、排气门为什么要早开晚关？答：进气门早开的目的是为了在进气开始时进气门能有较大的开度或较大的进气通过断面，以减小进气阻力，使进气顺畅，减少进气过程消耗的功率。（2.5分）4进气门晚关则是为了充分利用气流的惯性，在进气滞后角内继续进气，以增加进气量。排气门早开的目的是为了在排气门开启时气缸内有较高的压力，使废气能以很高的速度自由排出，并在极短的时间内排出大量废气。）排气门晚关则是为了利用废气流动的惯性，在排气滞后角内继续排气，以减少气缸内的残余气量。§4化油器式发动机的燃油系统P.1482.汽车发动机运行工况对混合气有什么要求？答：随着汽车行驶速度和牵引功率的不断变化，汽车发动机的转速和负荷也在很大范围内频繁变动。为适应发动机工况的这种变化，可燃混合气成分应随发动机转速和负荷作相应的调整。1）冷起动：Φa=0.2—0.6，以使进入气缸的混合气在火焰传播界限之内。2）怠速：Φa=0.6—0.8的浓混合气，以补偿废气的稀释作用。3）小负荷：Φa=0.7—0.9的较浓混合气，以保证汽油机小负荷工况的稳定性。4）中等负荷：Φa=1.05—1.15的经济混合气，以保证发动机有较好的燃油经济性。5）大负荷和全负荷：Φa=0.85—0.95的功率混合气，以保证发动机发出最大功率。6）加速：在节气门突然开大时，将会出现混合气瞬时变稀的现象，需由化油器中附设的特殊装置瞬时快速地供给一定数量的汽油，使变稀的混合气得到重新加浓。3.何谓化油器特性？何谓理想化油器特性？它有何实际意义？答：1）化油器特性：混合气成分随发动机负荷的变化关系称为化油器特性。2）理想化油器特性：对于经常在中等负荷下工作的汽车发动机，为了保证其正常的运转，从小负荷到中等负荷要求化油器能随着负荷的增加，供给由浓逐渐变稀的混合气，直到供给经济混合气，以保证发动机工作的经济性。从大负荷到全负荷阶段，又要求混合气由稀变浓，最后加浓到功率混合气，以保证发动机发出最大功率。满足上述要求的化油器特性称为理想化油器特性。在进行化油器与发动机的匹配试验时，理想化油器特性是化油器调整的依据，也是确定化油器结构方案、选择各种油量孔和空气量孔尺寸的基础，所以一个调整好的化油器，其实际供油特性应当和理想化油器特性基本相符。54.现代汽车化油器由哪些工作系统组成，各有何作用？答：1）怠速系统：是向在怠速工况工作的发动机供给浓混合气。2）主供油系统：是在怠速工况以外的所有工况都起供油作用，而且其供油量随发动机负荷的增加或节气门开度的增大而增加。3）大负荷加浓系统：当发动机由中等负荷转入大负荷工作时，通过加浓系统额外地供给部分燃油，使混合气由经济混合气加浓到功率混合气，以保证发动机发出最大功率，满足理想化油器特性在大负荷段的加浓要求。4）加速系统：其功用是当节气门急速开大时将一定数量的汽油一次喷入喉管，维持一定的混合气成分，以满足汽车加速的需要。5）起动系统：是在发动机冷起动时，供给足够多的汽油，以使进入气缸内的混合气中有充足的汽油蒸气，保证其成分在火焰传播界限之内，实现发动机的顺利起动。5．何谓理想化油器特性？它有何实际意义？答：理想化油器特性：对于经常在中等负荷下工作的汽车发动机，为了保证其正常的运转，从小负荷到中等负荷要求化油器能随着负荷的增加，供给由浓逐渐变稀的混合气，直到供给经济混合气，以保证发动机工作的经济性。从大负荷到全负荷阶段，又要求混合气由稀变浓，最后加浓到功率混合气，以保证发动机发出最大功率。满足上述要求的化油器特性称为理想化油器特性。在进行化油器与发动机的匹配试验时，理想化油器特性是化油器调整的依据，也是确定化油器结构方案、选择各种油量孔和空气量孔尺寸的基础，所以一个调整好的化油器，其实际供油特性应当和理想化油器特性基本相符。6§7进排气系统及排气净化装置P.2391．为什么发动机在大负荷、高转速时应装备粗短的进气歧管，而在底转速和中、小负荷时应装备细长的进气歧管？答：这样主要是为了充分利用进气波动效应和尽量缩小发动机在高、底速运转时进气速度的差别，从而达到改善发动机经济性和动力性的目的。2．为什么说恒温进气系统是一种排气净化装置？答：恒温进气系统的功用句就是在发动机冷起动之后，向发动机供给热空气，这时即使供给的是稀混合气，热空气也能促使汽油充分汽化和燃烧，从而减少了CO和HC的排放。所以说恒温进气系统是一种排气净化装置。3．在什么情况下不进行排气再循环，为什么？答：在暖机期间、怠速、全负荷或高转速下工作时，不进行排气再循环。因为在暖机期间或怠速时，NOX生成量不多，为了保持发动机运转的稳定性，不进行排气再循环。在全负荷或高转速下工作时，为了使发动机有足够的动力性，也不进行排气再循环。§8发动机冷却系统P.2511.冷却系统的功用是什么?发动机的冷却强度为什么要调节?如何调节?答:1）功用：使发动机在所有功况下都保持在适当的温度范围内。2）调节：防止发动机过冷（冷起动、怠速）和过热（中等负荷、全负荷）。3）如何调节：当负荷增加时，排气温度升高，通过增大通过散热器的风量即增大冷却风扇的转速、百叶窗开启或改善冷却水的循环水路（大循环）来提高冷却强度。2．如果腊式节温器中的石腊漏失，节温器将处于怎样的工作状态？发动机会出现什么故障？答：节温器将处于小循环的工作状态，发动机会出现过热的故障。7§9发动机润滑系统P.2611．机油有哪些功用?机油SAE5W—40和SAE10W—30有什么不同？答：机油有如下功用：润滑、冷却、清洗、密封和防锈。机油SAE5W—40和SAE10W—30都是多粘度等级的合成机油，但机油SAE5W—40适应的温度范围更广，即冬季的温度更底、夏季的温度更高。2．采用双机油滤清器时，它们是串联还是并联于润滑油路中？为什么？答：在货车特别是重型货车上一般采用粗、细双级滤清器。其中机油粗滤器与主油道串而分流式机油细滤器则与主油道并联，经过粗滤器的机油进入主油道，而流过细滤器机油直接返回油底壳。以保证有足够的机油进入润滑油道，又滤除机油中的杂质。§10汽车发动机增压P.2701.何为增压?增压有几种基本类型?各有何优缺点?答:1）增压就是将空气预先压缩然后再供入汽缸，以期提高空气密度、增加进气量的一项技术。2）增压有涡轮增压、机械增压和气波增压等三种基本类型。3）优缺点：涡轮增压的优点是经济性比机械增压和非增压发动机都好，并可大幅度地降低有害气体的排放和噪声水平。涡轮增压的缺点是底速时转矩增加不多，而且在工况发生变化时，瞬态响应差，致使汽车加速性，特别是底速加速性较差。机械增压能有效地提高发动机功率，与涡轮增压相比，其底速增压效果更好。另外，机械增压器与发动机容易匹配，结构也比较紧凑。但是，由于驱动增压器需消耗发动机功率，因此燃油消耗率比非增压发动机越略高。气波增压与涡轮增压相比，其底速转矩特性好，但是体积大，噪声水平高，安装位置受到一定的限制。目前，这种增压器还只能在底速范围内使用。由于柴油机的最高转速比较底，因此多用于柴油机上。§11发动机点火系统P.3071．试说明传统点火系由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？答：1）组成：点火线圈—是将电源的底电压转变为高压电的基本元件。分电器—是由断电器、配电器以及点火提前调节装置组合而成的一个部件。断电器—是周期地接通或切断点火线圈初级绕组的电路，使初级电流和点火线圈铁心中的磁通发生变化，以便在其次级绕组中感应出高电压。配电器—是将点火线圈中产生的高电压，按发动机的工作次序轮流分配给各汽缸的火花塞。电容器—用来减小断电器触点分开瞬间，在触点之间产生的火花。火花塞—将点火线圈产生的高电压引入燃烧室，并提供一个可以跳火的间隙。电源—供给点火系工作时所需要的能量。2．汽车发动机的点火系为什么必需设置真空点火提前和离心点火提前调节装置？它们是怎样工作的？答：1）真空点火提前装置的作用是按发动