内燃机增压技术
作者：2382
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[导读]简单说说几种增压的类型与特点。
& & 内燃机增压就是利用增压器将空气或可燃混合气进行预压缩后再送入气缸燃烧过程。增压后，每个工作循环进入气缸的新鲜空气密度增大，使实际充气量增加，从而达到提高发动机功率和改善发动机经济性的目的。但增压后缸内工作压力以及温度提高，机械负荷及热负荷加大，内燃机的可靠性受到严峻的考验；低速时由于排气能量不足可能会使发动机的低速转矩受到影响，这对于工程机械以及车用发动机十分不利；由于在涡轮增压器中，从排气能量的传递到进气压力的建立需要一定的时间，所以内燃机的加速响应性能较非增压机型差；增压发动机性能的进一步优化受到增压器及中冷器的限制其中增压器的问题集中在材料，耐热性能，润滑，效率等方面，而中冷器则要求体积小，效率高，质量轻。下面简单说说几种增压的类型与特点。（1）机械增压& & 增压器带轮与发动机曲轴带轮之间用传动带连接，利用发动机的动力带动机械增压器内部的工作叶片旋转，工作叶片旋转时，压缩进气歧管内的新鲜空气，使发动机充气量增加。增压器为回转式、罗茨式、螺杆式以及蜗旋式等。& & 机械增压器理想的工作区域，在发动机转速为，r/min，这个区间能产生稳定的增压压力，让发动机输出功率提升20%-40%。因此机械增压器在发动机低转速时能产生增压效果，通常发动机一脱离怠速区域，在r/min即能带动机械增压器产生的效果，并延续至发动机最高转速。& & 机械增压的优点是增压转的速度与发动机转速同步进行，增加动力不存在滞后问题动力输出更为流畅；采用高速调节或脱开等控制技术，低速时可以获得较好的转矩；对排气系统无干扰可用于高排气背压的特殊场合（如水下）。缺点是消耗发动机的功率，增大驱动附件损失，使机械效率下降，油耗升高；增压器的泄漏多、噪声大、效率低。（2）废气涡轮增压。& & 废气涡轮增压是利用发动机排出的废气达到增产目的。发动机排出的尾气具有很大的动能，废气涡轮增压器利用发动机排出的尾气动能推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮再压送由空气滤清器管道送来的新鲜空气，使之增压再进入气缸达到增压目的。发动机转速越快，废气排出的速度就越大，涡轮的转速也同步增大，叶轮就能压缩更多的新鲜空气进入气缸。新鲜空气的压力和密度越大，进入进气歧管内的新鲜空气用量就越多，按照理论空燃比计算，需要更多的燃料，增压所增加的新鲜空气总量和燃烧总量就可以增加发动机输出功率和转矩。& & 一般增压器的增压压力可达180~300kPa;并且需要增设空气中间冷却器来，给高温压缩空气进行冷却。涡轮增压器的最大优点，是在不加大发动机排量的前提下就能较大幅度地提高发动机的功率转矩，加装增压器后发动机的功率及转矩能增大20%~30%。不直接消耗发动机的功率，可以充分利用发动机排气能量；高速性能优越，但低速性能不佳；气体在涡轮中可以实现充分膨胀，排气噪声低。涡轮增压器的缺点是滞后，即由于叶轮的惯性作用对节气门瞬时变化反应迟缓，这对于要突然加速或超车的汽车来说，驾驶人会觉得有动力滞后的感觉；另外还与排气后处理装置有冲突。（3）复合增压& & 负责增压式废气涡轮增压和机械增压并用的内燃机增压技术，这种增压方式在大功率柴油机上用的较多。& & 复合增压发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪音小，综合了机械增压与排气涡轮增压的优点，高速时利用涡轮增压，起动时采用机械增压，起动性能好，低速，低负荷时仍能保证一定的增压压力，部分负荷机械增压贡献大，但结构过于复杂。（4）气波增压& & 气波增压是利用，空气的脉冲气波迫使新鲜空气压缩后再进入进气歧管，这种系统的特点是：低速增压性能好、加速性好、工况范围大。槽轮的驱动功率较小，一般仅占内燃机输出功率的1%。结构简单，制造方便，且动平衡要求不高。适应性好，工作中不会出现容积式压气机的异常情况。低速转矩大。起到EGR作用，利于降低排放。但综合效率低，质量及尺寸大，噪声大，对进气和排气压力敏感。
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取消成功！当人们谈论赛车或高性能跑车时，涡轮增压器通常都是；供图；在本文中，我们将了解涡轮增压器在极端工作条件下如；为了获得这种性能上的提升，涡轮增压器使用发动机排；涡轮增压器基础知识；增加发动机所能燃烧的燃料和空气是提升发动机动力最；涡轮增压器在汽车中的位置；涡轮增压器使发动机能将更多的燃料和空气注入气缸，；在使用涡轮增加发动机动力过程中，有一个原因会导致；涡轮增压
当人们谈论赛车或高性能跑车时，涡轮增压器通常都是必谈的话题。 涡轮增压器也用于大型柴油机发动机中。 涡轮可以显著提升发动机的马力，而不会大幅度增加发动机重量，这也是涡轮增压器如此受欢迎的一个重要因素。
在本文中，我们将了解涡轮增压器在极端工作条件下如何增加发动机的动力输出。 同时我们也将了解“废气泄放阀”、陶瓷涡轮叶片以及滚珠轴承如何帮助涡轮增压器提高性能。
涡轮增压器是一种强制引导系统。 它对流入发动机的空气进行压缩（有关普通发动机中气流的介绍，请参考汽车发动机工作原理）。 压缩空气可以使发动机能够将更多的空气压到气缸里，而更多空气就意味着能向气缸内注入更多的燃料。 因此，每个气缸的燃烧冲程就能产生更多动力。 涡轮增压发动机产生的动力要比相同普通发动机大得多。 这样就可显著提高发动机的动力重量比（有关详细信息，请参考马力及其应用）。
为了获得这种性能上的提升，涡轮增压器使用发动机排出的废气带动涡轮旋转，而涡轮则带动气泵旋转。 涡轮在涡轮机中的最高转速为每分钟150,000转――这相当于大多数汽车发动机转速的30倍。 同时由于与排气管相连，涡轮的温度通常非常高。
涡轮增压器基础知识
增加发动机所能燃烧的燃料和空气是提升发动机动力最可靠的方法之一。 增加燃料和空气的方法之一是增加气缸数或增大气缸容积。 有时这些方法并不可行。这时使用涡轮将是增加动力更简便、有效的方法，尤其在购买后自行改装时更是如此。
涡轮增压器在汽车中的位置
涡轮增压器使发动机能将更多的燃料和空气注入气缸，从而使发动机能够燃烧更多的燃料和空气。 涡轮增压器通常能够产生41-55千帕的气压。 由于在海平面大气压力为1012.8千帕，因此发动机中注入的空气会增加50%。 从而发动机内部动力可增加50%。 但上述过程并不能完全实现，实际动力可能增加30-40%。
在使用涡轮增加发动机动力过程中，有一个原因会导致涡轮效率低下，那就是需要动力动涡轮旋转。 将涡轮装在排气管内会增加排气管内的空气阻力。 这意味着，发动机在排气冲程时，不得不克服更高的负压。 这会稍微减少发动机在燃烧时产生的动力。
涡轮增压器适用于高海拔
涡轮增压器在空气较为稀薄的高海拔地区很有用。 在高海拔地区，通常普通发动机的动力会减小，因为在活塞的每个冲程中，发动机都只能获得少量的空气。 涡轮增压发动机可能同样会减小动力，但减小量会少很多，因为稀薄的空气会更容易被涡轮增压器抽入发动机。
装有化油器的老式汽车为了适应气缸内增加的空气，会自动增加燃料。 使用燃料直喷技术的现代汽车一定程度上也会在作相同的调整。 燃料喷射系统通过装在排气管内的氧气含量传感器来判断空燃比是否正确，因此加装涡轮后，系统会自动增加燃料。
在采用燃料直喷技术的汽车中，如果涡轮增压器过多地增加空气压缩率，系统可能无法提供足够的燃料（要么是控制器的软件程序不允许，要么是燃料泵和喷射器无法提供如此多的燃料）。 在这种情况下，为了最大程度地利用涡轮增压器，必须对车辆进行其他改进。
涡轮增压器的工作原理
涡轮增压器连接到发动机的排气歧管。 气缸内排出的尾气带动涡轮旋转，与燃气轮机类似。 涡轮通过轴与安装在空气过滤器与吸气管之间的压缩机相连。 压缩机把空气压缩到气缸中。
涡轮增压器在汽车中的连接方式
气缸排出的尾气流过涡轮叶片，使涡轮旋转。 流过叶片的尾气越多，涡轮旋转速度就越快。
涡轮增压器的内部结构
在连接涡轮的轴另一端，压缩机将空气抽到气缸中。 压缩机是一种离心泵，它在叶片的中心位置吸入空气，并在旋转时将空气甩到外面。
为了适应高达150,000转/分的转速，必须小心支撑涡轮轴。
大部分轴承在这样的高速下会爆炸，所以绝大多数的涡轮
增压机使用的是液压轴承。 这类轴承能使轴浮于一层薄薄
的油膜上，这些油从轴四周恒定抽入。 这可以起到两个作
用： 一方面能够降低轴和一些其他涡轮增压机部件的温
度，另一方面能够减小轴在旋转时遇到的摩擦。
在为发动机设计涡轮增压机时，需要权衡许多利弊。 在下
一节，我们将了解一些需要权衡的因素，并说明其如何影 响涡轮增压机的性能。
涡轮增压机的一个主要问题是：当踩下油门时，发动机不涡轮压缩机叶片
会立即产生增压，而是需要几秒时间使涡轮提升转速，之
后才能产生增压。 这样就产生了延时感，即踩下油门后，要等涡轮转速上升，汽车才会加速前进。
减少涡轮延时的方法之一是减小旋转件的惯性，这主要通过减少旋转件的重量来实现。 这样就使涡轮和压缩机能够更快地加速，更快地产生增压。 减小涡轮增压器的尺寸是降低涡轮及压缩机惯性的一个有效方法。 小型涡轮增压机在发动机低转速时能更快地产生增压，但无法在发动机处于高转速、更多空气进入发动机时产生更多的增压。 同时，发动机高速运转时，更多的尾气会经过涡轮，还可能存在使涡轮转速过快的危险。
大型涡轮可以在发动机高速运转时产生较多的增压，但因为其涡轮和压缩机偏重，以致加速缓慢，从而产生较严重的涡轮延时。 幸运的是，我们可以通过一些小窍门来克服这些问题。
多数涡轮增压机都有一个废气泄放阀，由于它的存在，我们可在采用小型涡轮增压机降低增压延时的同时，防止发动机高速运转时涡轮旋转过快。 废气泄放阀是一个阀门，它使排出的废气绕过涡轮叶片。 废气泄放阀能感知增压压力。 如果压力过高，废气泄放阀就会指示涡轮旋转太快，此时废气泄放阀使一部分尾气经过涡轮叶片，从而降低涡轮叶片的转速。
一些涡轮增压机用滚珠轴承代替液压轴承来支承涡轮轴。 但它们不是普通的滚珠轴承，而是用高级材料制造出的高精度轴承，用以应对涡轮增压器的速度和温度。 涡轮轴旋转时，这类滚珠轴承承受的摩擦力小于大多数涡轮增压器液压轴承中的摩擦力。 同时还允许使用略小、略轻的轴。 这样涡轮增压器加速更快，进一步降低了涡轮延时。
陶瓷涡轮叶片比大多数涡轮增压器中使用的钢制涡轮叶片要轻。 同样，这也使涡轮能更快地加速，从而降低涡轮延时。
有些发动机同时使用两个不同尺寸的涡轮增压机。 较小的一个可较快地加大转速，降低涡轮延时，而较大的一个在发动机高速旋转时能产生更多增压。
空气被压缩时，温度升高；而空气温度升高时，就会发生膨胀。 因此当使用涡轮增压时，空气在进入发动机前就已经因为压缩生热而产生了一些膨胀。 为了提升发动机动力，需要使更多的空气分子进入气缸，而并不一定要产生更多的气压。
涡轮增压器在汽车中的连接方式（包括进气冷却器）。
中间冷却器或进气冷却器是外观像散热器一样的附加组件，只不过空气同时从中间冷却器的内部和外部经过。 涡轮吸入的空气通过密封管路流过冷却器，而发动机冷却风扇吹出的冷风从它外部的散热片流过。
在来自压缩机的压缩空气进入发动机之前，中间冷却器会将其冷却，从而进一步提升发动机的动力。 这意味着，如果涡轮增压机在337千帕的增压下运转，中间冷却器就会产生337千帕温度更低的空气，这些空气密度更高，含有的空气分子比温度较高的同气压空气多。
在内燃机的发展历史上，由于增压技术的出现使内燃机大幅度的提高了升功率和燃油经济性，因此增压技术被誉为内燃机发展史上的第二个里程碑。从十九世纪人们开始提出增压的设想到第一台柴油涡轮增压器的出现，增压技术的发展一直很缓慢，直到上个世纪的70年代以后，由于世界经济、制造水平、工艺水平和材料的发展使得增压技术得到了迅速的发展和广泛的采用。特别是90年代以来，受CAD/CAM、电子控制和制造水平等诸多相关科学领域发展的影响，大量的科学成果的运用发展和完善了增压技术，推动汽车发动机增压技术向深层次发展。比如为了提高汽车发动机用增压器的低速性能和加速响应特性，发展了各种形式的可变截面涡轮增压器和陶瓷涡轮；为了提高涡轮增压器在高转速下的效率，又发展了混流涡轮；为了扩大压气机高效区的使用范围，根据气体三元流动理论设计的前倾后弯式压气机叶轮。
国外从60年代在车用大排量的柴油机上大量采用增压器，70年代后期，增压发动机的功率覆盖范围的下限不断向小排量和小功率延伸。80年代，涡轮增压技术在汽车上的应用领域稳步扩大，增压器在设计、制造和材料上得到了长足的发展。90年代以后，增压器的各项性能指标和可靠性指标均有较大的提高，二级增压、可变截面涡轮增压系统（VGT）、废气放气阀系列、顺序增压系统、充量转换系统、旁通补燃系统（Hyperbar）增压系统、动力涡轮以及谐振复合增压系统等多种新型增压系统逐渐出现，技术和工艺逐步完善。目前国外重型柴油机几乎全部配套增压器，小型柴油机60％以上都有增压器匹配，汽油机也逐渐有30％～40％的机型匹配增压器。
纵上所述，国外涡轮增压器有以下发展趋势:1）不断提高涡轮增压器的增压比，向高增压的方向发展；2）不断完善涡轮增压器的空气动力性，提高效率；3）采用可变几何截面涡轮增
压器，不断扩大流通范围，从而满足发动机空气流量范围较宽的需求，扩大功率匹配范围；
4）涡轮增压器的陶瓷化；5）在相同流通能力时，增压器向小型化方向发展；6）利用有限元设计方法及计算机多种设计程序，进一步提高增压器的可靠性和使用寿命；7）简化产品型号，提高零部件标准化程度，以减少零部件品种，便于组织生产；8）从制造技术上看，进一步发展各种柔性生产线，以满足多品种的生产需求。
我国于上个世纪中叶开始增压器的研究，目前，我国主要在大中型汽车柴油机上采用增压器，也有部分轻型车柴油机采用增压技术，如南京汽车制造厂从意大利引进的依维柯轻型车用的SAM发动机装备的就是8140型废气涡轮增压器。但汽油机增压技术的应用还只是最近才出现。
国内涡轮增压器厂家在引进国外先进技术的基础上应着重在产品水平、产品结构、新工艺、新材料选用方面做工作，才能使我国民族汽车工业上一个新的台阶，才能与国外增压器生产商相抗衡。因此，国内涡轮增压器应向如下方向发展:1）向产品结构简单化与零部件通用化发展，在基本型的基础上发展系列变型产品；2）向小型、高速化方向发展，以减少增压器转子的转动惯量，提高加速性能；3）采用耐高温陶瓷材料取代金属涡轮，提高高温性能，减少转动惯量，改善响应性；4)应用可变几何截面涡轮增压器，它是利用自动控制的可动叶片来调节涡轮流量的大小；5)采用悬浮式滚珠轴承，其特点是机械损失小。
一般的内燃机多采用“自然进气”方式工作，这种方式是利用活塞下行时气缸内部产生的真空度，借助于外界的大气压力，将混合气压入气缸。然而受到各种因素的影响使得气缸的进气量很难达到100%。依实测数据，一般汽油机的容积率约在60%～70%之间。即使设计精良的发动机也只能达到80%左右。由于容积率每提高1%，发动机的输出功率约能提高3%，于是人们发明了增压器。
增压器最初是在柴油机上使用，分活塞式和离心式，靠发动机输出的动力来驱动。因为柴油机是喷油点火方式，被压缩的是纯空气，不像汽油机那样是在混合气被压缩过程中经火花塞的高压电火花点燃，所以为了提高功率，柴油机的压缩比已经很高，加上增压器后功率可提高30%～100%，但它要消耗发动机的部分输出功率。这对于汽车、摩托车使用的轻型汽油机来说就有些得不偿失，于是设计师们想到了利用废气来驱动增压器的方法，这就是排气涡轮增压器。
涡轮增压器由装在同一根增压器轴上的涡轮机叶轮和压气机叶轮组成，增压器轴支承在增压器壳体内的轴承上，涡轮机叶轮和压气机叶轮上都有很多叶片，从气缸排出的废气直接进入涡轮机，并推动叶轮和增压器轴旋转，因为压气机叶轮固定在增压器轴的另一端，所以压气机叶轮随轴也一起旋转如图1所示。
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±± 3/4 (C)?????????í 1/4 ? 1/4
1/4 ???????<<? 3/4 &&°ae?¨?ù??&&ALL&RIGHTS&RESERVED&&&& 3/4 (C)ICP±,??1．内燃机的发明与我国火药的发明有何联系？；答：最初的发动机是惠更斯设计的真空活塞式的火力发；2．内燃机知识问答；答：A汽油机是1876年奥托（德国）发明的；B柴油机是1897年狄赛尔（德国）发明的；C转子发动机（汪克尔发动机）是1954年汪克尔（；D第一辆现代汽车是1886年戴姆勒和本茨（德国）；3.降低内燃机排放的主要措施；答：1用清洁燃料代替传统燃料，
1． 内燃机的发明与我国火药的发明有何联系？
答：最初的发动机是惠更斯设计的真空活塞式的火力发动机，它的动力来源就是火药爆炸时的巨大能量，一直到1986年火药才被煤气和空气取代不再作为内燃机动力来源。、
2． 内燃机知识问答。
答：A 汽油机是1876年奥托（德国）发明的
B 柴油机是1897年狄赛尔（德国）发明的
C 转子发动机（汪克尔发动机）是1954年汪克尔（德国）发明的
D 第一辆现代汽车是1886年戴姆勒和本茨（德国）发明的
3. 降低内燃机排放的主要措施
答： 1 用清洁燃料代替传统燃料，加紧对于混合燃料内燃机的研究。
2 安装尾气处理装置，改善尾气排放
3 改善燃烧过程，稀薄燃烧技术等。
4. 简述内燃机的工作原理
答：内燃机是通过燃料在气缸内的燃烧推动活塞在气缸内做往复式运动，并带动曲轴飞轮的旋转产生动力的装置；二冲程包含压缩冲程和做功冲程；四冲程包含了吸气，压缩，做功，排气四个冲程，其中在压缩上止点前供油提前角给油，燃烧做功。
1 举例说明内燃机都有哪些清洁燃料？
液化石油气 液化天然气（LNG）
2 柴油机与汽油机在结构上主要存在哪些差异？
答：首先，汽油机是点燃式发动机，有点火系统。而柴油机是压燃，依靠压缩达到产生高温达到燃点着火。另外，柴油机的压缩比一般比汽油机要大。还有，柴油机的缸径可以很大，但是汽油机由于着火点单一而缸径较小。
国外汽车船舶动力系统（内燃机）先进体现在哪里？
答：不断研究，不断尝试新技术，不断投入，不断应用新技术，不断吸收各行各业的新技术，将小问题做精细，做深，企业注重创新，
1. 古代劳动人民对内燃机发明的贡献。
答：1近代内燃机的首次尝试是火药机。2古代劳动人民最先使用往复式活塞的风箱是最早的往复式机械。3水排中就有了曲柄连杆机构的雏形。4龙骨水车采用了曲柄连杆机构。5轧棉机中采用了惯性飞轮的原理。
卡诺对内燃机发展有什么指导作用。
答：1提出卡诺循环，工作在高低温热源间的热机所能达到的最高热效率。2提出压缩比与效率的结论。提出箱提高效率必须要提高压缩比。3提出了发动机的评价体系。4对蒸汽机未来发展提出预言。
内燃机按照转速应该分为几种。
小于300转为低速 300到1000转为中速，大于1000转为高速
p-v图和p-Φ 图有什么联系，应该如何转化
答：示功图通过显示缸内不同位置是的压力变化，并通过pv得出所做的功，但是由于缸内体积并不能直接得出，所以通过测量曲轴转角来得出活塞位置，并进一步得出缸内容积。
2 从热工转换分析能量传递过程。
答：燃料的化学能转换成热能，使得气体膨胀推动活塞带动曲轴，连杆。转换成机械能。
如果从吸入空气量计算平均有效压力
答： 平均有效压力可以通过有效功率计算得来 公式为 。
1 机械损失都有哪些部分组成
答：1缸套与活塞的摩擦损失 2轴承与气门机构的摩擦损失 3驱动附属机构的功率损失 4 泵气损失 5 风阻损失
2 如何使用油耗线法确定机械损失，机械效率？
答：首先绘制出柴油机在转速不变的情况下进行符合特性实验的燃油消耗量与平均有效压力的关系曲线。然后将燃油消耗曲线延长求出与横坐标交点得出平均机械损失压力。机械效率近似用公式计算
3 实际二冲程内燃机功率为什么不是四冲程的两倍？
答 输出功率等于输入功率加损失功率，因为二冲程内燃机与四冲程内燃机损失功率并不存在线性关系，所以并不是功率的两倍关系。
1 进气门为什么要提前开启，延后关闭。
答：进气门提前开启，延后关闭的原因是为了提高新鲜充量系数。
2 增压内燃机的气门重叠角是否一定比非增压的大？
答：不一定，机械增压的柴油机 为了降低机械负荷采用较小的气门叠开角。 3 描述泵气过程，解释泵气损失。
答：泵气过程主要包括强制排气和吸气两个过程 ，强制排气过程在排气下止点到上止点，吸气过程在吸气上止点到下止点。泵气损失是与理论循环相比泵气过程中的损失。
1 为什么内燃机每循环实际进入气缸的新鲜充量要小于以进气管状态充满气缸的工作容积的理论充量？
答：因为，气缸内部的温度较高，气体进入后产生膨胀，还有因为有一定的残余废气没排出挤占体积。
2 为什么说二冲程内燃机的换气效果不如四冲程？
答：1 二冲程内燃机换气时间较短，是的废气不能完全排出 。2 二冲程内燃机的扫气效果由内部结构决定，较差
3 二冲程内燃机一般同时进行进气和排气，气体混合导致换气效果差
3有排气阀的二冲程柴油机是哪一种扫气形式？
答：排气阀一般位于上部，所以是下面进气上面排气排气的直流扫气。
1 为什么说增压是内燃机发展的第二个里程碑？
答：在不改变增内燃机的体积和排量的情况下，增压会使得内燃机的效率大大提高。
2 简述涡轮增压器产生喘震和堵塞的原因和预防措施。
答：转速一定时，压气机流量小到一定程度，导致边界层分离，气体回流，气体扩展到压气机其它部分，产生的强烈震动叫做喘震。预防措施可以是减小截面积。相反的，气体流量 增大到一定数值后，压气机的增压比和效率下降，流量不会增加的现象叫做堵塞。预防措施为扩大流通面积。
3 内燃机采用增压后需要相应进行那些改造？
1 适当降低压缩比 2增加供油量 3增大气门重叠角 4 改善润滑和冷却系统
1 四冲程内燃机的排气过程可以细分为自由排气，强制排气，扫气。
2 进气门提前开启的目的是：利用废气的压力实现自由排气、增大排气流通面积，减小排气阻力、减小活塞推挤废气的能量损耗。
3 排气门延迟关闭的目的是：利用进气惯性实现过后充气。
4 配气相位的四个角度中，对充量系数影响最大的是进气晚关角。
5 发动机转速越高，一般 进气门滞后关闭角应该越大。
6 当排气门截面小、发动机转速高时，排气门提前开启角应变大 。
7 四冲程内燃机的换气过程分为自由排气、强制排气、扫气、吸气等四个阶段。 8 充量系数是内燃机每循环实际进气量与以 进气管 状态充满气缸的工作容积的理论进气量之比。
9 汽油机随着负荷的减小，其充量系数将 增大 随着转速的增加，其充量系数将 减小
10 对小型四冲程发动机，当进气Ma超过 0.5 后，充量系数将急剧下降。 11 与四冲程内燃机相比，二冲程内燃机换气的特点有：换气时间短、进排气同时进行、 扫气消耗的功大等。
12 内燃机采用多气门技术的优点有流通面积大，阻力小，火花塞可布置在中央，减轻运动零部件质量
13 改善内燃机换气质量的主要措施有采用增压，多气门技术，可变升程技术，可变气门技术。
14 采用可调废气涡轮增压器（VGT），主要是为了解决 低速低负荷时，废气压力低，动力性下降，响应差；高速高负荷时，超速超压等问题。
15 压气机喘振的原因是：压气机的气流流量减小到小于临界值
16 压气机堵塞的原因是：
压气机流量增加到一定数值大于临界值
17 单纯增压，柴油机的
HC、CO、颗粒物排放将减少，氮氧化物 排放将增加。
18 相对脉冲增压，定压增压对排气能量的利用率
较低，涡轮效率 较高 。 19 汽油机采用增压的主要困难是： 增压后易发生爆燃、 增压后热负荷加重、对增压器特殊要求等。
20 车用柴油机常用 脉冲涡轮增压系统，该类增压系统的涡轮效率 低、加速性好。
1 如何理解工况不同排气门的最佳提前开启角也会不同。
答：不同工况下，为了使膨胀损失和推出损失最小，提前开启的角度应该根绝转速进行调整。
2 试解释内燃机换气要求与评价指标间的关系。
答：各项指标决定这内燃机的工作，也决定着内燃机的换气的要求。
3 何为进气马赫数Z？试分析进气马赫数Z对充气效率λ的影响。
平均进气马赫数Z定义为进气门座处的气流平均速度与进气门流通截面处气体声速的比值。进气马赫数综合了进气门大小、形状、升程规律 以及活塞速度等影响因素对进气的影响，用来衡量考察气门座处的流动情况。 当进气马赫数小于0.5时，对进气的影响不大；当进气马赫数大于0.5后，充量系数开始急剧下降，对进气造成不利影响
4 解释说明利用进气管长度可变提高充气效率的原理。
答：进气管长度对充气效率的影响主要体现在进气谐振对进气的影响：在发动机进气过程中，活塞的下行运动导致在进气管内产生膨胀波，该膨胀波在进气管的开口端反射，形成压缩波返回，向气缸方向传播。在一定的条件下（如一定的转速、进气管长度等），这种压缩波可以使得发动机进气过程将要结束时，进气门处的压力高于正常的进气压力，从而增加发动机的进气量，提高充量系数。实验得出：管径不变的条件下，随着转速的提高，最佳进气管长度逐渐减小。 5 请详细列举说明提高充量系数的措施有哪些？
答： 1) 降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了时的压力。
2) 降低排气系统的阻力损失，减小缸内的残余废气系数
3) 减小高温零件对新鲜充量的加热，降低进气终了时的温度
4) 合理的配气正时和气门升程规律；
6 解释内燃机进排气门提前开启与滞后关闭的目的及何时应该增大配气相位角。
进气提前角：增加进气流通面积，提高充量系数；
进气滞后角：利用进气流的惯性实现过后充气，提高充量系数；
排气提前角：增大排气流通面积，降低废气残余系数；降低气缸内的压力以减小强制排气时的推挤功；
排气滞后角：保持较大的排气流通截面积，减小排气阻力；利用排气流的流动惯性实现过后排气；实现扫气。
7 车用柴油机采用增压后要进行哪些调整？
答：1 适当降低压缩比 2增加供油量 3增大气门重叠角 4 改善润滑和冷却系统 8 增压后对柴油机的性能、工作粗暴度、排放等有什么影响？增加中冷后又如何？
发动机采用增压后，指示热效率和机械效率略有提高，升功率增大，燃油消耗率降低，发动机的动力性和经济性均有提高。增压后缸内的工作压力和温度明显提高，机械负荷和热负荷加大，使得内燃机的可靠性和耐久性降低。另外，增压后，内燃机的HC、CO和颗粒物排放降低，氮氧化物排放增加。
9 论述汽油机增压的难点及实现方法。
答：1) 爆燃：汽油机增压后，压缩始点压力温度提高，促使爆燃发生。可采用 降低压缩比、推迟点火时刻、进气中冷或者缸内直喷等方法实现增压，但可能会影响汽油机的性能。 2) 热负荷：汽油机增压后，平均工作温度提高，热负荷加大。可采用涡轮 前放气调节。3) 对增压器的特殊要求：汽油机增压装置，要求体积小、耐高温性能好、 转动惯量小、有增压调节装置等。
10 请说明柴油机脉冲增压系统的特点及何时应采用脉冲增压系统？
答：柴油机脉冲增压系统排气系统容量小，涡轮进口压力存在周期性脉动；节流损失小，排气能量利用率高；加速响应快。
因脉冲增压系统具有以上优点，所以常用于低增压，工况变化频繁，对增压器加速响应和转矩性能要求高的发动机中。
1. 近年来 HCCI 燃烧方式受到越来越多的重视， 请问 HCCI 燃烧的基本特征是什么？有何优势？
答：HCCI是指均质冲量压缩着火燃烧。其基本特征是均质混合气的压缩着火和低温燃烧。
HCCI的有利特点有：
1) 超低的氮氧化物和PM排放。HCCI发动机在部分负荷下的氮氧化物排放 相对于传统柴油机可降低95%~98%。
2) 热效率高。HCCI发动机的热效率可超过直喷式柴油机的热效率。
3) 能燃用多种燃料。
4. 由单油滴着火燃烧模型分析柴油机的燃烧着火过程。
答： 单油滴着火燃烧模型是仅考虑一个油滴置于静止热空气中的着火情况。油滴受空气加热，温度升高，表面开始蒸发，并向四周扩散，与空气混合。经历一段时间，油粒变小，在油粒外形成一层燃料与空气的混合气，接近油粒表面的混合气浓度较高，由于蒸发需要吸收汽化热，所以这里的温度了也较低。随离开油粒表面距离的增加，混合气的浓度降低，温度升高。试验表明，发火地点不在浓度较高的油粒表面附近，也不在远离油粒表面的稀混合气的地方，而是在离开油粒表面一定距离、混合气浓度适当而温度足够高的地方，这里的反应速率较高，在这一区域最容易燃烧。
5. 简述压燃式内燃机（柴油机）的燃烧过程。
答： 根据燃烧过程进行的特征，一般把燃烧过程划分为四个阶段：
1) 第1阶段：滞燃期。从喷油开始到压力开始急剧升高时为止，这一段时 间称为滞燃期。在滞燃期内，喷入气缸的燃料经历一系列物理、化学变化过程，包括燃料的雾化、加热、蒸发、扩散与空气混合等物理准备阶段以及着火前的化学准备阶段。滞燃期直接影响到第2阶段的燃烧，对整个燃烧过程影响很大。
2) 第2阶段，即压力急剧上升的阶段，称为急燃期。在这一阶段中，由于 在滞燃期内已混合好的可燃混合气几乎一起燃烧，而且是在活塞接近上止点、气缸容积较小的情况下燃烧，因此气缸中压力升高特别快，可能引起柴油机工作粗暴。
3) 第3阶段，从压力急剧升高的终点到压力开始下降为止，称为缓燃期。
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