第五章复习思考题
1．柴油机和汽油机相比，混合气形成有哪些特点？
答：相比于汽油机，柴油机在进气过程中进入燃烧室的为纯空气，在压缩过程终了柴油直接喷入。因此柴油机的混合气形成时间比汽油机短促的多，而且柴油的蒸发性和流动性比汽油差，使得柴油难以在燃烧前彻底雾化蒸发与空气均匀混合，所以柴油机可燃混合气的品质较汽油机差。 2．试说明柴油机混合气形成的两种基本形式，并进行对比分析。
答：空间雾化混合与油膜蒸发混合。空间雾化混合是在燃烧室空间中利用燃油与空气的相对运动形成较均匀的混合气，燃油与空气的相对运动速度是起主要作用的因素。油膜蒸发混合是指喷在燃烧室壁面上的燃油形成油膜后，利用受热蒸发和空气相对运动的作用形成较均匀的混合气。 空间雾化混合 绝大部分燃料以较高的压力被喷射到燃烧室空间中，散布于空气中 燃料在空气中呈细小油粒状 细小油滴以液相与空气混合，形成不均匀混合气（液相混合） 大量细小油滴受热汽化，在着火延迟期内形成的可燃混合气数量较多，多点大面积同时着火 初期燃烧的放热速率很高，以后逐渐减慢
3．说明直喷式燃烧室产生空气运动的方式，并分析空气运动对其混合气形成和燃烧的影响。
答：直喷式燃烧室中的空气运动主要是指半开式燃烧室中的进气涡流和挤压涡流。产生进气涡流的方法一般时采用螺旋进气道，一方面将气道腔做成螺旋形，使空气在气道内形成旋转运动；另一方面由于气阀中心和气缸中心不重合，产生沿气缸壁绕气缸中心的旋转运动。挤压涡流是在压缩过程期间，活塞接近上止点时，活塞顶部外围的环形空间中的空气被挤入活塞顶部的凹坑内，由此产生挤压涡流。空气运动可以促使柴油混合气很快在整个燃烧室均匀分布，加速混合气的形成。但是在直喷式燃烧室中涡流强度过强或过弱会造成油束贯穿不足或过度，，均会影响混合气形成和燃烧。 4．简述直喷式燃烧室的工作原理。
油膜蒸发混合 利用强烈的空气旋流将大部分燃料涂布到燃烧室壁面上 燃料在壁面上形成油膜 油膜蒸发，燃油蒸气与空气混合，形成相对均匀的混合气（气相混合） 散布在空间的少量燃油，在着火延迟期内形成少量可燃混合气，着火面积小 受油膜蒸发速率的影响，燃烧放热速率呈前低后高的规律 答：直喷式燃烧室由气缸盖底平面和活塞顶部的凹坑形成，直接喷射到凹坑内的柴油，主要靠燃油雾化和空气均匀混合形成可燃混合气。因此直喷式燃烧室对于喷油器的需求较高，喷孔较小、数量多、喷射压力高。 5．半开式燃烧室的优、缺点如何？
答：半开式燃烧室的活塞顶部凹坑较深，形状有很多种。半开式燃烧室中的混合气形成依靠燃油的喷散雾化和空气运动两方面的作用。它采用孔式喷油器，常见的喷孔数目为4-6孔，并有较高的喷射压力，对喷射系统有较高的要求。优点：半开式燃烧室的可燃混合气形成更均匀，空气利用率有所提高，可以实现更完善的燃烧。缺点：半开式燃烧室对转速的变化较敏感，一般适用于缸径80-140mm，转速低于4500r／min的柴油机中，在燃油喷射、气流运到与燃烧室形状间的配合上会有很大困难；同时，喷孔直径过小和喷油压力过高，也给制造和使用提出更高的要求。而且经济性和颗粒物排放方面表现较差。
6．分隔式燃烧室的结构特点与工作原理如何？使用范围怎样？
答：分隔式燃烧室的结构特点是除位于活塞顶部的主燃烧室外，还有位于缸盖内的副燃烧室，两者之间有通道相连。燃油不直接喷入主燃烧室内，而是喷入副燃烧室内。分隔式燃烧室柴油机中主要靠强烈的空气运动来保证较好的混合气质量，空气利用率较高，保证了高速下也有较好性能。在有害排放方面，除了低负荷的碳烟排量较大，其他排放方面均优于直喷式燃烧室，噪声表现也很优异。因此分隔式燃烧室主要运用于轿车柴油机中 ，在一些要求噪声特别低的场合也有使用。
7．分析比较直喷式和分隔式柴油机的性能特点及各自的适用场合。
答：在燃烧室的选用中，主要应结合各类燃烧室的特点并考虑柴油机的缸径大小、转速范围、具体使用要求和特点以及制造维修水平等。直喷式燃烧室形状简单，能量损失较少，动力性和经济性好，但在有害排放方面较差，燃烧噪声较高，适应转速有限。分隔式燃烧室形状复杂，能量损失较高，动力性和经济性较差，但在有害排放方面较好，燃烧噪声低，适应转速范围广，但起动较困难。直喷式主要运用在重型、中型车用柴油机，分隔式运用于轿车、小型拖拉机、农用运输车和一些要求噪声低的特殊场合。
8．什么是喷油器流通特性？说明喷油器流通截面对喷油过程和柴油机性能的影响。
答：喷孔流通截面积与针阀升程的关系成为喷油器的流通特性。喷油嘴的流通截面积随针阀的上升而增大，其增大的速度与着火落后期的喷油量有直接关系。一般希望喷油嘴流通截面变化是“先小后大”， 这样可以大大减少着火
汽车发动机原理第5章 课后习题答案
