重庆交通大学级汽车节能原理与措施期末考试试题A.docx

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重庆交通大学级汽车节能原理与措施期末考试试题A

重庆交通大学2006级汽车节能原理与措施期末考试试题A

重庆交通大学交运专业汽服2006级《汽车节能原理与措施》课程考核试卷

试卷 A （A/B/C）考试方式 闭卷　（闭卷/开卷） 考试时间（120分钟）

题号

一

二

三

四

五

六

七

八

总分

得分

得分

一、名词解释（本大题共5小题，每题3分，总计15分）

1.汽车节能——

2.粘温性能——

3．制动能量回收——

4.进气管动态效应——

5.经济车速——

得分

二、填空题（本大题共9小题，共20个空，每空1分，总计20分）

1.节能的实质就是                           。

2.我国液化石油气的资源包括         和            两个方面。

3.通过操纵进气门和排气门可实现对发动机充量交换过程的控制。

其特性参数主要是三个：

           ，                 和           。

这三个特性参数对发动机的性能、油耗和排放有重要影响。

4.从三种理想循环热效率公式可知，要提高发动机的热效率，应尽量提高        和

         ；在混合加热循环中，当加热量和压缩比不变时，应尽量提高           。

5.变速器的            、           以及              等参数与汽车的动力性、经济性有着密切的关系。

6.汽车车身节能主要包括                    和                      两个方面的节能技术。

7.用于车身制造的变截面薄板分为两种，一种是               ，另一种是通过柔性轧制生产工艺得到的                    。

8.对柴油使用性能影响最大的是柴油的             和               。

9.汽油机润滑油的选择主要是选择润滑油的质量等级和粘度级别。

根据

                   选择相应的润滑油质量等级，再根据                  选择润滑油粘度级别。

得分

三、简答题（本大题共7小题，每小题5分，总计35分）

1.目前，提高发动机升功率的主要措施有哪些？

（5分）

2.分析氢燃料理化性质对发动机性能的影响。

（5分）

3.汽车节能的相对指标、、、分别有什么特点？

一般应怎么选用？

（5分）

4.试述汽油机稀薄燃烧技术节能的原理。

（5分）

5、简述柴油发动机采用废气蜗轮增压技术节能的原理。

（5分）

6.简述发动机可变配气系统节能的原理。

（5分）

7、为什么使用锁止式液力变矩器能节能？

（5分）

得分

四、论述题（本大题共2小题，每题15分，总计30分）

1.分析醇类燃料理化性能对发动机性能的影响以及汽油机使用醇类燃料时相应参数的选择。

（15分）

2.目前新能源汽车发展很快，通过本课程的学习，请你谈谈对新能源汽车的认识以及分析一下未来汽车的发展趋势。

（15分）

参考答案

一、名词解释（本大题共5小题，每题3分，总计15分）

1.汽车节能——是指汽车在完成相同运输任务（运量或周转量）前提下的燃料或储能的消耗量下降。

（3分）

2.粘温性能——润滑油的粘度随温度变化而变化，当温度下降时粘度增大，这种关系及其变化程度就是润滑油的粘温性。

（3分）

3．制动能量回收——是指汽车减速或制动时，将其中一部分机械能（动能）转化为其他形式的能量进行回收，并加以再利用的技术。

（3分）

4.进气管动态效应——进气门的开启和活塞的运动在进气系统产生膨胀波。

这个膨胀波从进气门出发，以当地声速传播到管端，在此膨胀波变成压缩波并同样以当地声速反向传回进气门。

如果这个压缩波传到进气门时进气门开启，那么进气气流因此而得到增强，气缸充量系数将会提高，转矩也将增大。

这种效应称为进气管动态效应。

（3分）

5.经济车速——当汽车以直接档行驶时，燃油消耗最低的车速，称之为经济车速。

汽车的经济车速是随道路状况和载荷等因素的变化而变化的，当道路条件好，载荷小时，经济车速较高；反之，经济车速较低。

（3分）

二、填空题（本大题共9小题，共20个空，每空1分，总计20分）

1.提高能源的利用效率。

2.油田、石油炼厂。

3.气门开启相位，气门开启持续角度、气门升程。

4.压缩比、绝热指数、压力升高比。

5.传动比范围、档位数、速比间隔

6.车身造型减少空气阻力、实现车身轻量化

7.激光拼焊板、连续变截面板。

8.低温流动性、燃烧性。

9.发动机的结构性能和使用条件、使用地区的气温。

三、简答题（本大题共7小题，每小题5分，总计35分）

1.目前，提高发动机升功率的主要措施有哪些？

（5分）

最主要的措施有：

通过合理组织燃烧过程，以降低过量空气系数 Фa ；（2分）改善发动机换气过程，提高充量系数 Фc ；（1分）提高转速 n ，以增加发动机单位时间内发动机每个气缸作功的次数；（1分）采用增压技术，以增加进气密度 ρs 。

（1分）

2.分析氢燃料理化性质对发动机性能的影响。

（5分）

答：

（1）动力性

氢是所有元素中质量最轻的。

在标淮状态下，氢的密度为0.08998g/L，仅为空气的1/14.5。

（1分）氢的质量低热值非常高，是汽油的2.7倍，但因其密度太小，故以容积计的理论混合气热值很小，如果在机外使氢气与空气混合，那么由于容积效率低，发动机功率比原汽油机低20％～30％。

（1分）

（2）经济性

氢极易点燃，最小点火能量只有汽油的1/3，火焰传播特性也很好，容易实现稀薄燃烧；氢是气态燃料，混合气形成质量好、分配均匀，加之火焰传播速度高，允许采用较稀的混合气；（1分）氢的自燃温度比汽油高，辛烷值高，允许有较高的压缩比。

这些因素都使得燃氢时热效率较高，燃料消耗率较低。

（1分）

（3）排放性

氢燃料中不含碳元素，因而不排放CO、HC及硫化物。

燃烧后生成H0，而没有CO。

这从降低全球CO排放的角度来看，也是非常有意义的，因此被称为最理想的环保燃料。

当然，产生的NO高于汽油机。

（1分）

3.汽车节能的相对指标、、、分别有什么特点？

一般应怎么选用？

（5分）

可以直接而又真实地反映节约燃料的效果。

但原车水平可能较高，也可能较低，在做横向比较时，没有相同的基准。

如果原车水平较差，即使节约燃料率较高，也不一定能反映节约燃料改造的水平（1分）；和可以反映节约燃料改造的水平，便于跨部门、跨地区进行横向比较，但不能反映实际的节约燃料率（1分）；适于在本单位或本地区使用。

由于地区或单位燃料消耗标准一般比国标或行业标准严格，的数值一般比小，因此采用应当说是可以反映改造的水平的，但由于各地没有统一的标准，也就不便于进行比较，也不能反映实际的节约燃料率。

（1分）

一般采用与或两个指标，综合考核节约燃料改造的水平。

（1分）更多采用的是与相结合，既看实际节约燃料率，又看与原车出厂指标相比较的节约燃料率。

（1分）

4.试述汽油机稀薄燃烧技术节能的原理。

（5分）

稀薄燃烧发动机可以在空燃比大于17的条件下运行，由于氧气充足，可以保证燃料完全燃烧（1分）；稀燃发动机有降低爆燃的趋势，故可采用较高压缩比，这导致热效率较高（1分）；稀混合气的比热容比高，使热效率增加（1分）；可以实现量调节，从而减小泵气损失和节流损失（1分）；使用缸内直喷方式还可以实现对混合气空燃比的精确计量，有更好的瞬态反应特性，能实现更好的节能效果。

（1分）

5、简述柴油发动机采用废气蜗轮增压技术节能的原理。

（5分）

就改善经济性而言，柴油机增压后，平均指示压力 pmi 大大增加，而其平均机械损失压力 pmm 却增加不多，因此，机械效率ηm 提高（1分）；同时，由于增压适当加大了过量空气系数 Фa，使燃烧过程得到一定改善，其指示热效率ηit往往也会有所提高（1分）。

如果增压和非增压发动机功率相同，则增压发动机可以减少排量，显然，这样使机械损失减少，燃油消耗率降低（1分）。

另外，由于发动机排量减少，整台发动机体积、质量都会减少，这样降低整车油耗也有利（1分）。

发动机采用增压后，还可以在保证原有功率和一定转矩下，适当降低转速。

这样，由于机械损失和磨损减少，对改善燃料经济性有利。

（1分）

6.简述发动机可变配气系统节能的原理。

（5分）

因为在部分负荷工况只要缩短或延长进气门开启持续角度和增大或降低进气门升程，不必减少节气门开度便能减少进气量，从而减少进气管真空度造成的泵气损失和节气门的节流损失（2分）；低速时降低气门升程至lmm左右能增强紊流，加速燃烧，改善冷启动和怠速性能而节油（1分）。

燃油经济性得以提高还因为在怠速工况通过缩减气门叠开角减少残余废气提高怠速稳定性，从而可以在较低转速下达到稳定的怠速运转（1分）。

在全负荷工况如果能够增大气门升程，则减小了气门节流损失，也有利于提高燃油经济性。

（1分）

7、为什么使用锁止式液力变矩器能节能？

（5分）

锁止式液力变矩器是在液力变矩器的泵轮与涡轮之间安装的一个可控制的锁止离合器。

（1分）当汽车的行驶工况达到设定目标时，锁止离合器自动将泵轮与涡轮锁成一体．液力变矩器随之变为刚性机械传动，从而提高了传动效率。

（1分）锁止后，消除了液力变矩器高速比工况时效率的下降。

理论上锁止工况效率为100％，从而使高速比工况效率大大提高。

（1分）由于效率的提高，液力变矩器转为热散失的无效功下降．也减少了发动机风扇的功率消耗；（1分）同时，锁止后功率利用好，也提高了汽车的动力性。

实践证明，采用锁止式液力变矩器可减少燃油消耗4％～8％。

（1分）

四、论述题（本大题共2小题，总计30分）

1.分析醇类燃料理化性能对发动机性能的影响以及汽油机使用醇类燃料时相应参数的选择。

（15分）

（1）醇类燃料理化性能对发动机性能的影响

1）、辛烷值比汽油高。

甲醇的研究法辛烷值为106～112，而目前国内汽油最高为97左右，可采用高的压缩比来提高热效率。

（1分）

2）、汽化潜热大。

高的汽化潜热使得醇类燃料低温启动和低温运行性能恶化。

甲醇在5℃以下，乙醇在20℃以下难以在进气系统中形成可燃混合气，如果发动机不装备进气预热系统，燃烧纯醇燃料时汽车难以启动。

（1分）

3）、热值低。

甲醇的热值只有汽油的48%，乙醇的热值只有汽油的64%。

与燃用汽油相比，在同等的热效率下，醇的燃料经济性低，但理论混合气热值与汽油相当，汽车的动力性不会有很大的影响。

（1分）

4）、腐蚀性大。

醇具有较强的化学活性，能腐蚀锌、铝等金属。

甲醇混合燃料的腐蚀性随甲醇含量的增加而增加。

另外，醇与汽油的混合燃料对橡胶、塑料的溶胀作用比单独的醇或汽油都强，混合20%醇时对橡胶的溶胀最大。

（1分）

5）、醇混合燃料容易发生分层。

醇的吸水性强，混合燃料吸收水分后易分离为两相，因此，醇混合燃料要加助溶剂。

（1分）

（2）汽油机使用醇类燃料时的参数选择

1、提高压缩比（1分）

充分利用醇类燃料辛烷值高、抗爆燃性好的特点，汽油机可将压缩比提高到12～14，一般认为压缩比大于12以上，热效率的提高就不太明显。

提高压缩比要考虑燃烧室的形状、缸内气流运动方向及强度，与火花塞位置的配合，能否实现最佳的燃烧过程。

从理论上分析，一般原汽油机缸内有组织的气流运动较弱，在改用醇燃料，提高压缩比时，应组织较强的气流运动，使醇燃料与空气混合得更有效。

（1分）

2、改善燃油分配均匀性及供油特性（1分）

由于功率相等时甲醇的容积耗量比汽油大—倍多，因此改用甲醇或乙醇时，要考虑其流量特性是否满足要求及材料的相容性，重新确定混合气的空燃比。

（1分）

由于甲醇、乙醇的汽化热高，每循环供应量大，在发动机实际运转时很难完全汽化，如用化油器供醇或单点喷射醇，各缸间分配不均匀性比用汽油时突出。

各缸分配不均匀将导致燃烧不完善，负荷不均匀，功率下降及油耗增加。

如果采用使各缸进气管的长度及阻力尽可能一致、混合气进行预热等措施，则有可能改善混合气的形成及均匀分配。

甲醇混合气的预热可以提高中、低负荷时的燃油经济性，降低排放，但预热过渡则会使最大功率下降。

（1分）

3、混合气空燃比的调整（1分）

醇燃料混合气的可燃界限范围宽，通常汽油机改用醇燃料后会提高压缩比，提高了缸内气流运动速度及压缩行程终点的缸内温度，这都有可能使用更稀的混合气。

如果不采用三元催化器、不要求在理论空燃比附近工作时，汽油机改用醇类燃料后，都需要调整混合气空燃比，使用更稀的混合气工作。

如果压缩比提高的幅度较大，则可用更稀一点的混合气工作，从而可以提高热效率。

（1分）

4、火花塞及点火时间的选择（1分）

甲醇容易因炽热表面引起着火，最大火花塞温度易低于汽油机的火花塞温度，所以需要较冷型火花塞。

醇燃料的汽化潜热及着火温度与汽油的不同，因此点火提前角及火花塞间隙也应不同。

尽管甲醇的着火界限宽，但是由于汽化潜热大，蒸汽压低及各缸间混合气较大的不均匀性，在发动机较冷的状态下，难于稳定着火。

（1分）可能的改善措施包括：

增加点火能量、延长点火时间、采用多电极及电极局部侧面有屏障的特种火花塞等。

（1分）

2.目前新能源汽车发展很快，通过本课程的学习，请你谈谈对新能源汽车的认识以及分析一下未来汽车的发展趋势。

（15分）

1）对目前各种新能源汽车发展有较深刻的认识，论述全面，有自己独到的见解。

（12-15分）

2）对目前汽车新能源技术认识全面，并能作适当的分析，提出自己的见解。

（8-12分）

3）能说出主要的汽车新能源技术发展现状，没有自已的见解。

（0-8分）