《汽车新技术》姜立标主编课后思考题答案

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1、第一章：汽车发动机新技术论述可变气门正时技术。可变气门定时技术(VariableValveTiming，VVT)指的是发动机气门升程和配气相位定时可以根据发动机工况作实时的调节。VVT技术可分为3种：可变相位技术，可变升程技术，以及可变相位和升程技术。代表性的VVT技术是本田公司的VTEC、丰田公司的VVT-i以及宝马公司的Valvetronic技术。连续可变气门定时技术加上先进的发动机控制策略，可以巧妙地实现可变压缩比。如在大负荷时，发动机容易发生自燃引起的爆震，通过推迟进气门关闭的时间来达到降低有效压缩比的目的，从而避免爆震。而在中小负荷时，爆震不再

2、是个问题，可以通过调整气门关闭时间达到提高有效压缩比的目的，从而使发动机在中小负荷时有优异的热效率。可变气门技术也可使汽油机排放品质达到更好的水平。发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。它的特点是在大幅提高了燃油的经济效率的同时增加发动机的功率。但对油品的要求十分苛刻。燃油缸内直喷技术的原理是什么？直喷式发动机的原理：直喷式发动机(缸内喷注式汽油发动机)与一般汽油发动机的主要区别在于汽油喷射的位置；GDI装置引进了柴油机直接将柴油喷入缸内的理念直接在缸内喷射汽油，利用缸内气体流动与空气混合组织

3、形成分层燃烧。汽油直喷入缸内有利于汽油的雾化，使汽油和空气更好的混合，燃烧更为完全。另外进气管道中没有狭窄的喉管，空气流动的阻力小，充气性能好，因此输出的功率也较大。喷油嘴喷油后大部分油雾都集中在活塞的凹坑中，靠进气系统形成涡流带动油雾在缸内形成混合气，与周围的稀区形成分层气体，虽然混合比达到40:1，但高压旋转喷射器喷射出雾状汽油，在压缩冲程后期的点火前夕，被气体的纵涡流融合成球状雾化体，形成一种以火花塞为中心，由浓到稀的层状混合气状态，聚集在火花塞周围的混合气很浓厚，很容易点火燃烧。这种形式与直喷式柴油机相似，因此有人认为缸内喷注式汽油发动机是将柴油

4、机的形式移植到汽油机上的一种创举。缸内直喷汽油机稀燃技术的原理：缸内直喷汽油机稀薄燃烧技术分为均质稀燃和分层稀燃两种燃烧模式。中小负荷时。在压缩行程后期开始喷油，通过与燃烧系统的合理配合。在火花塞附近形成较浓的可燃混合气。在远离火花塞的区域，形成稀薄分层混合气；大负荷及全负荷时，在早期进气行程中将燃油喷人气缸。使燃油有足够时间与空气混合，形成完全的均质化计量比进行燃烧。另外，也有采用分段喷油技术分层混合气，即在进气早期开始喷油，使燃油在气缸中均匀分布，在进气后期再次喷油，最终在火花塞附近形成较浓的可燃混合气，这种将一个循环中的喷油量分两次喷人气缸可以很好

5、的实现混合气的分层。什么是HCCI技术？其有什么优势？HCCI是一种火花点燃式发动机和压缩点燃式发动机概念的混合体，是一种预混合燃烧和低温燃烧相结合的新型燃烧方式：在进气过程形成均质的混合气，当压缩到上止点附近时均质混合气自燃着火。由于不受燃油和氧化物分离面处混合比的限制，也没有点火式燃烧的局部高温反应区，使得NOx和微粒(PM)排放很低，而且具有较高的热效率。将压缩点燃式发动机改装成HCCI的主要目的是减少氮氧化物和微粒物排放将火花点燃式发动机改装成HCCI的目的是减少部分负荷时的燃油消耗．就是减少泵气损失。HCCI发动机为预混合均质压缩点火燃烧，是一

6、种从优化燃烧的角度来降低NO和碳烟排放的新燃烧理论与技术。其燃烧模式是在进气及压缩过程形成均质混合气，当活塞压缩到上止点附近时，均质混合气自燃着火。优点：从HCCI燃烧方式看，HCCI发动机可以同时综合火花点火发动机(SI)和直接喷射压缩点火发动机(DI)的优点，同时避免它们的缺陷，即HCCI燃烧可以同时实现降低排放和达到高热效率的目的，这与传统控制排放方法相比，实现了很大进步。表1-5所示为三种燃烧方式的发动机比较。表1-5三种燃烧方式的发动机比较比较内容点燃式发动机压燃式发动机HCCI发动机燃料汽油等柴油、乙醇、天然气等均可，范围更广过量空气系数1左

7、右1.6～2.2范围更广混合气形成方式喷射-均质喷射-浓稀均质稀薄燃烧否是是点火方式点燃压燃压缩自燃点火系统有无续上表无燃烧方式预混合燃烧扩散燃烧同时着火节气门有无无扭矩调节方式变量调节变质调节变质调节压缩比较低较高较高火焰有有无明显火焰前锋压缩终了温度较低较高较高燃烧温度较高局部较高相对低温理论循环等容加热混合加热等容加热泵气损失较高较低较低向气缸散热较多较少较低热效率低高高燃油经济性低高高NOx高高低PM低高低HC高低高CO高低高燃烧起点控制点火定时喷油定时综合控制燃烧剧烈程度较小较大较大1、超低的氮氧化物和碳烟排放造成传统柴油机NOx和碳烟排放较高

8、的原因主要是传统柴油机燃烧存在高温区，即在火焰前锋高温区容易产生N排放，在火焰内