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内燃机学习题及答案

内燃机学习题及答案
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2-1 内燃机的动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类?表示动力性能的指标有哪 些?它们的物理意义是什么?它们之间的关系是什么?表示经济性能的指标有哪些?它们的物理意义是什么?它 们之间的关系是什么?答:(1)指示性能指标是以工质对活塞做功为基础的指标。能评定工作循环进行的好坏。有效性 能指标是以曲轴的有效输出为基础的指标,能表示曲轴的有效输出。

(2)动力性能指标:功率、转矩、转速、平均有效压力、升功率。

(3)功率:内燃机单位时间内做的有效功。转矩:力与力臂之积。转速:内燃机每分钟的转数。Pe=Ttq.n/9550

(4)经济性能指标:有效热效率,有效燃油消耗率be 。

(5)有效热效率:实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量之比值。 ηet=We/Q1

有效燃油消耗率:单位有效功的耗油量。关系:be=3.6*106/ηet 。Hu

2-4 平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别?答平均有效压力是一个假想不变的压力,其作用在活塞顶上使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功,升功率是在标定的工况下,发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。 区别:前者只反应输出转矩的大小,后者是从发动机有效功率的角度对其气缸容积的利用率作出的总评价,它与Pme 和n 的乘积成正比。(Pl=Pme ·n/30T )

2-5充量系数的定义是什么?充量系数的高低反映了发动机哪些方面性能的好坏?答(1)充量系数每个循环吸入气缸的空气量换算成的进气管状态下的体积。V1与活塞排量Vs 之比(Φc =V1/Vs )(2)充量系数高地反映换气过程进行完善程度。

2-8 过量空气系数的定义是什么?在实际发动机上怎样求得?

1)过量空气系数:燃烧1kg 燃料的实际空气量与理论空气量之比。(2)实际发动机中Φa 可由废气分析法求得,也可用仪器直接测得;对于自然吸气的四冲程内燃机,也可由耗油量与耗气量按下式求的(Φa =Aa/BLo )

2-9 内燃机的机械损失由哪些部分组成?详细分析内燃机机械损失的测定方法,其优、缺点及适用场合。答(1)机械损失组成:1活塞与活塞环的摩擦损失。2轴承与气门机构的摩擦损失。3.驱动附属机构的功率消耗。4风阻损失。5驱动扫气泵及增压器的损失。(2)机械损失的测定:1示功图法:由示功图测出指示功率Pi ,从测功器和转速计读数中测出有效功率Pe ,从而求得Pm,pm 及ηm 的值。优:在发动机真实工作情况下进行,理论上完全符合机械损失定义。缺:示功图上活塞上止点位置不易正确确定,多缸发动机中各缸存在一定的不均匀性。应用:上止点位置能精确标定的场合。

2倒拖法:发动机以给定工况稳定运行到冷却水,机油温度达正常值时,切断对发动机供油,将电力测功器转换为电动机,以给定转速倒拖发动机,并且维持冷却水和机油温度不变。这样测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失功率。缺点:1倒拖工况与实际运行情况相比有差别2求出的摩擦功率中含有不该有的Pp 这一项。3在膨胀,压缩行程中,p-v 图上膨胀线与压缩线不重合。4上述因素导致测量值偏高。应用:汽油机机械损失的测定。 3灭缸法:在内燃机给定工况下测出有效功率Pe ,然后逐个停止向某一缸供油或点火,并用减少制动力矩的办法恢复其转速。重新测定其有效功率。则各缸指示功率为(Pr )x=(Pe-Pe )x 。总指示功率。Pi=∑(Pi)x 。然后可求出Pm 和ηm.优点:无须测示功图,也无须电力测功器。缺点:要求燃烧不引起进。排气系统的异常变化。应用:只适用于多缸发动机,且对增压机及汽油机不适用。

4油耗线法:将负荷特性实验时获得的燃油消耗率曲线延长并求出横坐标的交点,就可得到Pmm 。优点:无须电力测功器和燃烧分析仪。缺点:只是近似方法,低负荷附近才可靠。应用:除节气门调节的汽油机和中高增压的柴油机。

3-2 试推导混合加热理论循环热效率的表达式。答:

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3-7 内燃机的实际循环与理想循环相比,存在着哪些损失?试述各种损失形成原因。

答:工质的影响;实际工质不是理想气体,其中CO2.水蒸气等三原子气体在燃烧过程中不断增强,使工质比热容增大,且随温度升高而增大,使气体温度下降,同时燃烧产物存在高温分解及在膨胀过程中复合放热现象。传热损失:实际循环中,缸套内壁面、活塞顶面以及气缸盖底面等与缸内工质直接相接触的表面,始终与工质发生着热量交换,在压缩初期,缸壁对工质加热,但燃烧和膨胀期,工质大量向壁面传热。换气损失:理论循环中不考虑气体流动阻力损失实际循环中,在吸入新鲜充量及排出废气时有膨胀损失,活塞推出功损失和吸气功损失。燃烧损失:燃烧速度的有限性使压缩负功增加及最高压力下降 另外还存在不完全燃烧损失。

4-1 试分析内燃机进、排气门提前开启和迟后关闭的原因。其数值的大小与哪些因素有关?答:排气提前:(1)排气门提前开启可以增大在膨胀行程下止点时的流通面积,使排气顺畅,减小排气冲程的活塞推出功。排气门迟后关闭可避免排气流动截面积的过早减小而造成的排气阻力增加,使活塞推出功和缸内残余废气增加,另外还可以利用排气管内气体流动的惯性抽吸一部分废气,实现过后排气。进气门提前开启可增大开始充量进气时得进气截面积,减小气流阻力,增加进气气缸的新鲜充量。进气门迟后关闭可利用气流惯性实现向气缸的过后充气,增加缸内充量。

(2)汽油机排气门提前角小些,柴油机大些,增压柴油机更大。节气门调节的内燃机(点燃式)的进气提前角较小,柴油机进气提前角较大,增压则更大。

另外,转速高的发动机有较大的气门提前角及迟闭角。所以影响因素有:机型,是否增压,转速高低。 4-3试述影响充量系数的各个主要因素以及提高充量系数的技术措施。

(1)影响充量系数的主要因素:进气阻力损失,排气阻力损失,高温零件对进气过程中新鲜充量的加热,配气正时及气门升程规律的影响。(2)提高充量系数的技术措施:1.降低进气系统的流动阻力。2.采用可变配气系统技术(可变凸轮机构,可变气门正时)。3.合理利用进气谐振。4.降低排气系统的流动阻力。5.减少对进气充量的加热。 4-7分析说明几种典型的二冲程发动机扫气方案的优缺点:

答:横流扫气:优点:结构简单,制造方便,可以降低内燃机高度尺寸。缺点:气缸顶部易残留废气,扫排气口之间易产生新鲜充量短路,扫气效果差,进排气口两侧缸壁热负荷不同,易造成 活塞与气缸受热不均。回流扫气:无新鲜充量短路,扫气效果比横流扫气好,结构简单,制造方便。直流扫气:优点:扫气品质最好,新鲜充量不与废气参混,工作条件好(扫气空气玲却)。缺点:保留了四冲程内燃机的气门结构,结构复杂。

4-9增压前后发动机的性能参数是如何变化的?答:增压后内燃机性能参数的变化:指示热效率略有增加,机械效率提高。(升)功率增加。燃油消耗率降低。当转速不变时,则转矩增加。

5-2 何谓缸内滚流?滚流对燃烧过程有何影响?答:(1)缸内滚流:在近气过程中形成的绕气缸轴线垂直线旋转的有组织的空气旋流。影响:滚流在压缩过程中,动量衰减较少;可保持到压缩行程末期;活塞接近上止点时,大尺度滚流破裂成众多小尺度涡流,使湍流强度和湍流动能增加,大大提高火焰传播速率,改善发动机性能。

5-6 爆燃的机理是什么?如何避免发动机出现爆燃?答:机理:爆燃是终燃混合气的快速自燃,在正常火焰未到达前,终燃混合气内部最宜着火部位出现火焰中心,这些火焰中心以很高的速率传播火焰,迅速将终燃混合气燃烧完毕,使得压力升高率dp/dt 急剧波动,出现爆燃。防止发动机爆燃措施:1推迟点火2合理设计燃烧室形状及布置火花塞位置,缩短火焰传播距离3终燃混合气冷却。4增加流动,使火焰传播速度增加。5利用燃烧室扫气和冷却作用。

5-12 何谓稀燃、层燃系统?稀燃、层燃对汽油机有何益处?答:(1)稀燃系统:采用稀薄混合气并用一定措施组织混合气快速燃烧的系统。层燃系统:在火花间隙周围布局形成具有良好着火条件的较浓混合气,而在燃烧室大部分区域是较稀的混合气,混合气浓度从火花室开始由浓到稀逐步过渡的燃烧系统。(2)稀燃、层燃可以提高循环热效率,降低油耗,适当提高压缩比而不至引起爆燃,还可以降低排放。

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5-15 柴油机燃烧过程滞燃期定义是什么?柴油机滞燃期的影响因素有哪些?答:(1)滞燃期:从喷油开始到压力开始急剧升高为止的这一段时间。(2)影响因素:压缩温度、压力、喷油提前角、转速、燃料性质等。

5-19 分析比较直喷式和分隔式柴油机的优缺点。答:直喷式和分隔式可通过燃烧室的不同而确定。直喷式:1)浅盆式:(1)混合气形成主要靠燃油的油喷雾化,对喷雾要求高;(2)要求油束与燃烧室形状相配合,燃料要尽可能地分布到整个燃烧室空间;(3)燃烧室中一般不组织空气涡流运动;(4)燃烧室基本上是一个空间,形状简单,结构紧凑;(5)最高燃烧压力及压力升高率较高,工作粗暴;(6)对转速和燃料较敏感;(7)过量空气系数较大。2)深坑式:对燃油系统要求较低,空气利用率大大增加,并保持燃油消耗率低和起动容易的优点。3)涡流式:(1)利用强压缩涡流对喷雾质量要求低;(2)对转速变化不敏感;(3)空气利用率高;(4)排放低;(5)冷启动困难。分隔式:(1)可以在较小的过量空气系数下工作,对供油系统要求不高;(2)混合气对转速敏感性不高;(3)气流流动产生强烈的涡流,使主燃烧室压力升高大大缓和;(4)对燃料种类不敏感,有害排放低;(5)流动散热损失大经济性差。

7-1 对压燃式内燃机燃料供给与调节系统的基本要求是什么?答:(1)能产生足够高的喷射压力,以保证燃料良好的雾化,混合气形成以及燃烧;(2)对每一工况应精确,及时地控制每个循环喷入气缸的燃料量,当工况一定时,每个循环喷油量应一致,各缸喷油量应当均匀;(3)在整个工况范围内尽量保持最佳的喷油时刻,喷油的持续期和理想的喷油规律;(4)能保证柴油机安全,可靠的工作。

7-10 说明压燃式内燃机有哪些异常喷射现象和它们可能出现的工况。简述二次喷射产生的原因、造成的危害及消除方法。答:(1)可能出现的工况:二次喷射:大负荷高速运转的情况下;气穴和穴蚀:小负荷;不稳定喷射:低怠速工况(2)二次喷射的原因:燃油在高压的作用下的可压缩性和压力波在高压油路中的传播和反射;危害:喷油持续期延长,雾化质量差,燃烧不完全且后燃严重,燃油消耗率及烟度增加,排温升高,性能恶化,零件过热,甚至产生喷孔积器堵塞;消除措施:减少高压油路的容积,适当增大喷孔直径,适当增大出油阀弹簧刚度与开启压力,加大出油阀减压容积,采用阻尼或者等压式出油阀。

7-11 喷油泵速度特性校正方法有哪几种?简述各种校正方法的原理。答:液力校正和机械校正两种。①液压校正:通过改变出油阀结构和形状,利用出油阀上下小孔或者出油阀与阀座之间间隙的节流作用,削弱出油阀在柴油机低速范围内的减压作用,达到增加油喷量;改善喷油泵速度特性的目的。②机械矫正:利用调速弹簧或凸轮机构改变柱塞的有效行程,以增加低速时的循环油量。

7-12 分析两极式和全程式机械调速器工作特性不同的原因。答:①两者调速弹簧的预紧力刚度不同,全程式调速器在怠速弹簧起作用即飞锤走完怠速行程以后,调速弹簧能连续参加工作,可保证调速范围的连续性,而两级试调速器要等到转速升到标定转速时,调速弹簧才起作用。②两级式调速器转动操纵杆能拉动喷油泵油量调解齿杆,而全程式调速器只是改变了牵引杆的转动点与杠杆比。

7-14压燃式内燃机电控高压喷射有哪两大类,比较位移控制方式与时间控制方式的特点。答①分类:位移控制方式,时间控制方式。②特点:位移控制方式:在原来机械控制循环喷油量和喷油正时的基础上,用线位移或角位移的电磁执行机构或电磁液压执行机构来控制循环供油量,还可以用来改变柱塞行程的办法,改变喷油正时和供油速率。时间控制方式:在高压油路中用高速电磁阀的启闭来控制喷油泵和喷油器的喷油过程。喷油量的多少由喷油压力和喷油器针阀的开启时间长短决定,喷油正时由控制电磁阀的开启时刻确定。

7-16 简述电控汽油喷射系统的组成和各部分的主要功用。①电控汽油喷射系统的组成:传感器,电控器,执行器②传感器:将发动起工况与环境的多种信号及时并尽可能真是的传递给电控器。电控器:接收和处理传感器的所有信息,发出各种控制指令给执行器或直接显示控制参数。执行器:根据电控器发出的信号,产生相应的动作以实现所要求的控制。

7-17试对汽油机多点喷射系统于单点喷射系统进行比较,并分析其应用前景。(1)进气道多点喷射:对喷油压力要求不高,有利于降低制造成本,能实现燃油供给量的精确控制及在各缸之间的均匀分配。目前发展成为轿车汽油机的主流产品且应用范围不断扩大。

(2)中央单点喷射:在进入各缸的燃油量的控制精度与均匀性方面达不到进气道多点喷射的水平,但其功能优于化油器,且制造成本低。在经济型轿车上有较广泛的应用。

7-19试述电控器的功能。功能:根据来自各传感器的输入信号及其他开关信号,用控制软件并结合存储的各种标定数据与图表进行分析计算,决定如何控制,并以相应的电信号向执行器发出各种控制指令。

8-2 CO、HC 和 NOx 对环境和人体的危害作用在什么地方?它们的危害各自有何特殊性?

(1)CO:与血红蛋白的结合生成羰基血红蛋白,相对减少了氧血红蛋白,损害血红蛋白对人体组织的供氧能力,危害极大。(2)HC:烷烃对人体健康无直接影响。烯烃经代谢后变成对基因有毒的环氧衍生物,是造成光化学烟雾因素之一。芳香烃对血液,肝脏和神经系统有害。多环芳香烃及其衍生物有致癌作用。醛类对眼黏膜,呼吸道和血液有害。(3)NOx:NO本身毒性不变,但在大气中氧化成NO2后,被人体吸入后与水结合成硝酸,引起咳嗽哮喘肺气肿和心肌损伤。NOx是形成光化学烟雾因素之一。

8-4点燃式与压燃式内燃机之间在 CO、HC 和 NOx 生成机理方面有何异同?(1)CO:点燃机主要是怠速加浓、加速加浓、加速加浓及全负荷时功率混合气偏浓时生成较多CO。压燃机是由于混合气混合不均,燃烧室中局部缺氧或Φa过大,燃烧室温度过低而产生较多CO。(2)HC:点燃机生成HC与壁面淬熄,狭隙效应,润滑油膜的吸附和解吸,燃烧室中沉积物有关。柴油机生成HC主要是喷柱的外围形成过稀的混合气,使燃料始终不能完全燃烧,另外,压力室容积对排放影响较大。(3)NOx:都是高温富氧下的产物,点燃机是在Φa从0.9增加时,氧分压增大效应大于温度下降效果而使NOx排放增大,在Φa=1.1时出现峰值,压燃机是随负荷增大时,平均空燃比α 减小而温度升高时,NOx排放增加。点燃机中推迟点火与压燃机中推迟喷油均可降低NOx排放。

8-6为针对 NOx 排放优化点火和喷油定时,要对燃烧系统进行怎样的改进?答:点火与喷油正时后,对燃烧系统的调整应是优化燃烧过程,加速燃烧,使燃烧更完全。对汽油机,可采用更紧凑的半球形,帐篷形燃烧室,用较大的行程缸径比S/D和多气门结构与火花塞中置。对柴油机,直喷式燃烧室可增大燃烧室的有效容积比,用长行程、低转速柴油机,另外,可适当提高压缩比和加强缸内气流湍运动。

8-8柴油机的微粒与 NOx 排放之间存在什么矛盾?如何缓解此矛盾?答:(1)增压的同时采取推迟喷油措施,增压可降低PM,推迟喷油又防止NOx排放增加。(2)优化喷油规律,初期用低喷油速率以抑制NOx的生成,喷油中期急速喷油,加速扩散燃烧,防止DS大量生成。(3)用低排放喷油器,合理安装喷油器,使每束油雾获得相同的与空气混合的条件,使燃料混合均匀,则PM和NOx均减少。(4)提高喷油压力,改善喷雾质量,也可使燃料与空气混合较好。(5)气流组织与多气门技术,使燃料与空气混合更均匀。(6)适当提高压缩比与推迟喷油相配合。

8-17合理应用三效催化转化器的前提是什么?催化转化器对怠速排放有什么影响?答:(1)前提:空燃比在理论空燃比附近变化。(2)汽油机怠速时,混合气偏浓,CO和HC排放较高,而此时三效催化剂对CO和HC的转化效率较低,而对NOx转化一直较高,所以此时效果很差。

8-20柴油机排放微粒捕集器的技术关键是什么?试评价其发展和应用前景。答:技术关键:简便可靠的DPF再生。发展:早期脱机再生—正在开发的有热再生和催化再生。应用前景:催化再生中的连续再生捕集器(CRT)已在实际试用中有很好的效果和应用前景。

9-5试比较柴油机和汽油机在负荷特性曲线和速度特性曲线走向的差异,并分析其原因。

(1)负特性曲线:汽油机负特性曲线(be曲线)在柴油机上面,汽油机的曲线较陡,柴油机平坦,二者都是在中等偏大的负荷范围下,be最低;原因:汽油机的压缩性比柴油机低,be大,be曲线在柴油机之上,在小负荷区,汽油机由于节气门的节流作用,造成较大的泵气损失,使be的上升比柴油机更快。(2)速度特性曲线:转矩:汽油机转矩随转速的增加而较快的降低,柴油机则较缓慢;功率:汽油机功率随转速的增大非线性增加,柴油机基本上呈线性增加;燃油消耗率:汽油机的be随转速的增加先缓慢下降,然后上升,柴油机类似变化但较平坦;原因:汽油机Ttq变化取决于φc、ηm、η的乘积,随η的变化而ηit在中等转速时达到最大值,低速和高速均有下降,φc在中等低速达到最大值,n大φc下降,n低φc也下降,ηm随n增大降低,所以汽油机外特性Ttq曲线随n 的提高而下降,只是在最低速度范围才有一小段随n下降而下降的情况,汽油机be取决于ηit、ηm,由上分析也知汽油机be曲线随n变化的走向。

9-7请根据汽油机和柴油机的特性曲线,综合评价两种发动机的动力性和经济性。

(1)动力性:柴油机能输出较大的转矩汽油机能达到较大的转速,相同转速下柴油机能发出较大的功率。(2)经济性:柴油机经济性优于汽油机且柴油机经济工作范围较宽,且靠近中等负荷,汽油机经济工作区则靠近高负荷区。

内燃机学

河北工业大学函授生考试试卷 课程内燃机学教师孙晓娜2013 / 2014 学年第1 学期 班级12级热工姓名____________ 成绩_______ 一、判断题 1、汽油机压缩比比柴油机的高。() 2、升功率指的是一个气缸的功率。() 3、多孔式喷油器喷油系统的启喷压力一般为20MPa左右。() 4、万有特性图中,最内层的区域是最经济区域。() 5、发动机转速越高,机械效率也越高。() 6、从排气门打开到气缸压力接近排气管压力的这个时期,称为强制排气阶段。() 7、在柴油机中,燃料成分在燃烧室空间的分布是均匀的。() 8、柴油机生成的碳烟微粒比汽油机多。() 二、单项选择题: 1)通常认为,汽油机的理论循环为()A、定容加热循环B、等压加热循环C、混合加热循环D、多变加热循环2)发动机的整机性能用有效指标表示,因为有效指标以()A、燃料放出的热量为基础B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 3)汽油机爆震燃烧的根本原因是远端混合气()A、被过热表面点燃B、因温度过高自燃 C、受火焰传播燃烧 D、由已燃气体点燃 4)汽油机的火焰速度是()A、燃烧速度B、火焰锋面移动速度C、扩散速度D、气流运动速度 5)充气效率用于评价发动机实际换气过程完善程度,它的物理意义是反映()A、机械效率B、流动效率C、换气效率D、容积效率

三、填空题 1、工质在经历一个可逆的绝热膨胀过程中,温度 。 2、废气涡轮增压器由 和 两部分组成,在其运转过程中,二者的转 速相等。 3、柴油的发火性用 表示,其值越高,发火性越好。 4、汽油机转速增加时,点火提前角应 。 5、发动机的外特性是指 。 四、简答题 1、汽油机与柴油机相比,在燃烧过程的划分、着火方式、着火延迟期的影响、混合气的形成、机械负荷和热负荷、压缩比、组织缸内气流运动的目的以及燃烧过程的主要问题方面,各有什么不同? 2、什么叫充气系数?有哪些措施可提高充气系数? 五、作图分析题 1、画出柴油机燃烧过程的?-p 图,并简述各个时期的划分?

内燃机学课后习题答案(供参考)

2-4 平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别? 答平均有效压力是一个假想不变的压力,其作用在活塞顶上使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功,升功率是在标定的工况下,发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。区别:前者只反应输出转矩的大小,后者是从发动机有效功率的角度对其气缸容积的利用率作出的总评价,它与 Pme 和 n 的乘积成正比。(Pl=Pme·n/30T) 2-6 提升途径:1)采用增压技术,2)合理组织燃烧过程,提高循环指示效率,3) 改善换气过程,提高气缸的充量系数,4)提高发动机的转速,5)提高内燃机的机械效率,6)采用二冲程提高升功率,7)增加排量 2-9 内燃机的机械损失由哪些部分组成?详细分析内燃机机械损失的测定方法,其优缺点及适用场合。 答(1)机械损失组成:1 活塞与活塞环的摩擦损失。2 轴承与气门机构的摩擦损失。3.驱动附属机构的功率消耗。4 风阻损失。5 驱动扫气泵及增压器的损失。 (2)机械损失的测定:1 示功图法:由示功图测出指示功率 Pi,从测功器和转速计读数中测出有效功率 Pe,从而求得 Pm,pm 及ηm 的值。优:在发动机真实工作情况下进行,理论上完全符合机械损失定义。缺:示功图上活塞上止点位置不易正确确定,多缸发动机中各缸存在一定的不均匀性。应用:上止点位置能精确标定的场合。 2 倒拖法:发动机以给定工况稳定运行到冷却水,机油温度达正常值时,切断对发动机供油,将电力测功器转换为电动机,以给定转速倒拖发动机,并且维持冷却水和机油温度不变。这样测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失功率。缺点:1 倒拖工况与实际运行情况相比有差别 2 求出的摩擦功率中含有不该有的 Pp 这一项。 3 在膨胀,压缩行程中,p-v 图上膨胀线与压缩线不重合。 4 上述因素导致测量值偏高。应用:汽油机机械损失的测定。 3 灭缸法:在内燃机给定工况下测出有效功率 Pe,然后逐个停止向某一缸供油或点火,并用减少制动力矩的办法恢复其转速。重新测定其有效功率。则各缸指示功率为(Pr)x=(Pe-Pe)x。总指示功率。Pi=∑(Pi)x。然后可求出Pm 和ηm.优点:无须测示功图,也无须电力测功器。缺点:要求燃烧不引起进排气系统的异常变化。应用:只适用于多缸发动机,且对增压机及汽油机不适用。 4 油耗线法:将负荷特性实验时获得的燃油消耗率曲线延长并求出横坐标的交点,就可得到 Pmm。优点:无须电力测功器和燃烧分析仪。缺点:只是近似方法,低负荷附近才可靠。应用:除节气门调节的汽油机和中高增压的柴油机 3-3.4试述汽油辛烷值和柴油十六烷值的意义。答:辛烷值用来表示汽油的 抗爆性,抗爆性时指汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力。辛烷值是代

内燃机学第二章第三次作业-答案

第二章内燃机的工作指标 一、填空题(任选10 题) 1. 内燃机指标体系中主要有动力性能指标、经济性能指标、运转性能指标、耐久可靠性指标、排放性指标、强化指标等几类指标。 2. 内燃机强化指标主要有:、、 等。 3. 造成内燃机有效指标与指示指标不同的主要原因是 。 4. 平均有效压力可以看作是一个假想不变的力作用在活塞顶上,使活塞移动一个冲程所做的功等于每循环所做的有效功 5. 在标定工况下,高速四冲程柴油机的有效燃油消耗率的一般范围为210~285 g/kW.h。 6.汽油机有效效率的一般区间为:0.15~0.32 ;柴油机有效效率的一般区间为:0.3~0.42 。 7.从内燃机示功图上可以得到的信息包括:内燃机工作循环不同阶段中的压力变化、进气行程中的压力变化、排气行程中的压力变化等。 8. 增压柴油机的示功图与非增压相比,主要不同点有:、等。 9. 什么动力机械应该用持续功率?;什么动力机械应该用十五分钟功率?。 10. 给出几个能反映普通汽油机特点的性能指标值:、、等。 11. 内燃机的指示指标是指工质对活塞做功为基础的指标;指示功减有效功等于机械损失功。

12. 平均指示压力是一个假想不变的压力,这个压力作用在活塞顶上,使活塞 运动一个膨胀行程 所做的功。 13.发动机转速一定,负荷增加时,机械效率 。 14.测量机械损失的方法主要有 示功图法 、 倒拖法 、 灭缸法 、 油耗线法 几种。 15. 内燃机中机械损失最大的是: 活塞、活塞环与气缸套之间的摩擦损失 。 16. 活塞和活塞环的摩擦损失大约占机械损失功率的 45%~65% 。 17. 机械损失的测量方法有: 、 、 等。 18. 当发动机负荷一定,转速降低时,平均机械损失压力 , 机械效率。 19. 过量空气系数的定义为 燃烧单位质量燃料的实际空气量与理论空气量之比,即:10a b m g l φ= 。 20. 过量空气系数a φ=1 表示: 燃烧单位质量燃料的实际空气量与理论空气量相等 。 21. 内燃机的燃油消耗率和哪两个因素成反比:et η、u H 。 22. 燃料化学能在柴油机内最终分配情况大致为: 热损失 , 机械损失 , 输出功 等。 23. 提高内燃机经济性的主要措施有: 采用增压技术 、 合理组织燃烧过程,提高循环指示效率 、 改善换气过程,提高气缸充量系数 、 提高发动机转速 、 提高内燃机机械效率 、 采用二冲程提高升功率 等。

内燃机学习题及答案

2-1 内燃机的动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类?表示动力性能的指标有哪 些?它们的物理意义是什么?它们之间的关系是什么?表示经济性能的指标有哪些?它们的物理意义是什么?它 们之间的关系是什么?答:(1)指示性能指标是以工质对活塞做功为基础的指标。能评定工作循环进行的好坏。有效性 能指标是以曲轴的有效输出为基础的指标,能表示曲轴的有效输出。 (2)动力性能指标:功率、转矩、转速、平均有效压力、升功率。 (3)功率:内燃机单位时间内做的有效功。转矩:力与力臂之积。转速:内燃机每分钟的转数。Pe=Ttq.n/9550 (4)经济性能指标:有效热效率,有效燃油消耗率be 。 (5)有效热效率:实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量之比值。 ηet=We/Q1 有效燃油消耗率:单位有效功的耗油量。关系:be=3.6*106/ηet 。Hu 2-4 平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别?答平均有效压力是一个假想不变的压力,其作用在活塞顶上使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功,升功率是在标定的工况下,发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。 区别:前者只反应输出转矩的大小,后者是从发动机有效功率的角度对其气缸容积的利用率作出的总评价,它与Pme 和n 的乘积成正比。(Pl=Pme ·n/30T ) 2-5充量系数的定义是什么?充量系数的高低反映了发动机哪些方面性能的好坏?答(1)充量系数每个循环吸入气缸的空气量换算成的进气管状态下的体积。V1与活塞排量Vs 之比(Φc =V1/Vs )(2)充量系数高地反映换气过程进行完善程度。 2-8 过量空气系数的定义是什么?在实际发动机上怎样求得? 1)过量空气系数:燃烧1kg 燃料的实际空气量与理论空气量之比。(2)实际发动机中Φa 可由废气分析法求得,也可用仪器直接测得;对于自然吸气的四冲程内燃机,也可由耗油量与耗气量按下式求的(Φa =Aa/BLo ) 2-9 内燃机的机械损失由哪些部分组成?详细分析内燃机机械损失的测定方法,其优、缺点及适用场合。答(1)机械损失组成:1活塞与活塞环的摩擦损失。2轴承与气门机构的摩擦损失。3.驱动附属机构的功率消耗。4风阻损失。5驱动扫气泵及增压器的损失。(2)机械损失的测定:1示功图法:由示功图测出指示功率Pi ,从测功器和转速计读数中测出有效功率Pe ,从而求得Pm,pm 及ηm 的值。优:在发动机真实工作情况下进行,理论上完全符合机械损失定义。缺:示功图上活塞上止点位置不易正确确定,多缸发动机中各缸存在一定的不均匀性。应用:上止点位置能精确标定的场合。 2倒拖法:发动机以给定工况稳定运行到冷却水,机油温度达正常值时,切断对发动机供油,将电力测功器转换为电动机,以给定转速倒拖发动机,并且维持冷却水和机油温度不变。这样测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失功率。缺点:1倒拖工况与实际运行情况相比有差别2求出的摩擦功率中含有不该有的Pp 这一项。3在膨胀,压缩行程中,p-v 图上膨胀线与压缩线不重合。4上述因素导致测量值偏高。应用:汽油机机械损失的测定。 3灭缸法:在内燃机给定工况下测出有效功率Pe ,然后逐个停止向某一缸供油或点火,并用减少制动力矩的办法恢复其转速。重新测定其有效功率。则各缸指示功率为(Pr )x=(Pe-Pe )x 。总指示功率。Pi=∑(Pi)x 。然后可求出Pm 和ηm.优点:无须测示功图,也无须电力测功器。缺点:要求燃烧不引起进。排气系统的异常变化。应用:只适用于多缸发动机,且对增压机及汽油机不适用。 4油耗线法:将负荷特性实验时获得的燃油消耗率曲线延长并求出横坐标的交点,就可得到Pmm 。优点:无须电力测功器和燃烧分析仪。缺点:只是近似方法,低负荷附近才可靠。应用:除节气门调节的汽油机和中高增压的柴油机。 3-2 试推导混合加热理论循环热效率的表达式。答: ) /'/()//'(1/1)'()'(11/21Ta Tz Ta Tz k Ta Tc Ta Tz Ta Tb Tz Tz k Tc Tz Ta Tb Q Q t -+---=-+---=-=ηλρρελερλερλερλερλελεεεk k c k c k k c k c k c k c k c k c k c k vb vz Tz Tb Tz Tb Ta Tz Ta Tb vz vz Ta Tz Tz Tz Ta Tz pc pz Ta Tc Tc Tz Ta Tz vc va Ta Tc 010 10110101011111)/1()/(////'//''//)/'(//'/'; )/(/====?===?===?===-----------

内燃机学复习题

六,七,八,九章孙老师整理 一、名词解释 喷油压力 喷油时刻、喷油持续时间与喷油规律 泵-管-嘴系统 单体喷油泵 合成式喷油泵 泵喷嘴与PT系统、蓄压式或共轨系统 压燃式内燃机燃料喷射过程 针阀开启压力,关闭压力 喷油嘴的流通特性 双弹簧喷油器 不稳定喷射 喷油泵的速度特性 单极式,两极式和全程式调速器 调速器工作特性 画出调速特性曲线 车用发动机,用两极式调速器 调速率,稳定调速率,瞬时调速率 不灵敏度 出油阀减压容积 针阀升程 出油阀有效行程 出油阀预行程 几何供油规律 供油提前角 转速增大,供油提前角应增大。 最大循环供油量 最高平均供油速率 二次喷射 穴蚀 喷油压力 喷油提前角 理想的喷油规律 低惯量喷油器 柴油机电控高压喷射系统位移控制。时间控制差别 电控共轨喷油系统 脉谱图 电控柴油机喷油系统由三部分组成:传感器,电控单元和执行器。随着喷油始点的推迟,NOx 排放显著降低; 理想化油器的特性 多点喷射系统又可分为顺序喷射 分层燃烧 电喷汽油机喷油量的控制氧传感器或称λ传感器

闭环控制 起动、大负荷(节气门全开)及暖机运转过程中,需要较浓的混合气,此时ECU是处于开环控制状态,氧传感器不起作用。 主要传感器 燃料的性能参数主要有热值、辛烷值、十六烷值、化学计量空燃比、着火温度等。 LNG CNG LPG 1、简述四冲程非增压柴油机和曲轴箱扫气二冲程汽油机的工作原理。 2、说明汽油机的总体构造的组成内容。 3、发动机的型号编制规则有哪些? 4、顶置式气门发动机的气缸盖为什么比侧置式气门发动机的气缸盖复杂? 5、曲柄连杆机构的组成与功用是什么?活塞连杆组有哪些零件? 6、铝合金活塞椭圆变形的原因是什么?解决方法有哪些? 7、气环的断面和切口形状有哪些?何为矩形环的“泵油”现象? 8、多缸四冲程发动机的曲柄排列方式及发火顺利如何?(二、四、六缸) 9、曲轴为什么要轴向定位? 10、配气机构的功用是什么?下置式凸轴轮顶置式气门配气机构有哪些零件组成? 11、比较气缸体的结构形式及优缺点,比较干缸套和湿缸套的优缺点? 12、为什么一般在发动机的配气机构中要留气门间隙?气门间隙过大或过小有何危害?如何调整? 13、汽油机的进气管为什么要用废气预热?柴油机的进、排气管一般为什么多分置于机体的两侧? 14、说明汽油机燃料供给系统的各组成部分的名称,车用汽油机各使用工况对混合气浓度的要求。 15、简单化油器特性和理想化油器特性有何矛盾?如何解决? 16、柴油机有几种燃烧室型式?它们的结构特点、对燃油供给系统的要求及对整机的性能影响如何? 17、何谓调速器的功用?其基本原理是什么? 18、柴油机燃油供给系统中,有哪三对精密偶件? 19、柴油机的燃烧过程分哪几个阶段?试以P- 图表示? 20、水冷式发动机冷却强度为什么要调节?调节装置有哪些? 21、简述强制循环水冷系的组成 22、简述发动机的润滑系组成及油路。 23、简述汽油机点火系统原理,点火提前角的影响因素有哪些?蓄电池点火系中,如何调节点火提前角? 24、何谓火花塞的自净温度?如何选择火花塞? 25、如何改善柴油机的冷起动性能? 26、柱塞式喷油泵如何实现供油量的定时、定量、定压及供油迅速及停油干脆? 27、电控汽油喷射系统的组成及原理? 28、发动机有哪三种理论循环? 29、有效指标与指示指标概念如何?机械损失包含哪些内容?测定方法如何?

《内燃机学》考研复习大题

《内燃机学》2012考研复习简答题 1、简述汽油机与柴油机瞬态排放的差异。 车用内燃机在实际使用中常出现瞬态运转状态,例如起动、加速、减速等工况。转速、负荷不断变化,零部件的温度以及工作循环参数不断变化。所以,这时内燃机排放量与稳定工况往往有很大不同。 1)汽油机 (1)冷起动 汽油机冷起动时,由于进气系统和气缸温度低,汽油蒸发不好,较多的汽油沉积在进气管壁上,流速低造成油气混合不好,因此需要增加供油量,以使使汽油机能正常起动。 汽油机冷起动时混合气的φa <1。混合气中的汽油以部分蒸气状态、部分液体状态进入气缸。很浓的混合气导致较高的CO排放。 部分液态汽油在燃烧结束后从壁面蒸发,未燃烧就被排出气缸,造成HC的大量排放。 由于温度低及混合气过浓.冷起动时的NOx排放量很低。 (2)暖机 汽油机起动以后,冷却系和润滑系以及主要零部件仍未达到正常的温度水平,需要一个暖机过程。 这时仍需要φa <1的浓混合气,以弥补燃油在气缸壁和进气管壁上的冷凝。 暖机过程CO和HC的排放仍然很高,NOx的排放随着温度的提高逐渐增大。 (3)加速 用化油器的汽油机这时往往供给很浓的混合气,造成较高的CO和HC排放。汽油喷射的汽油机不产生过浓的混合气,其排放值与相应的各稳定工况点相似。 (4)减速 节气门关闭,发动机反拖高速运转。 化油器式发动机如果没有特殊措施,由于进气管中突然的高真空状态,使壁上的液态燃油蒸发,形成过浓混合气而造成较高的HC和CO排放。 汽油喷射式发动机在减速时不再供油,气管内液态油膜少。 2)柴油机

冷起动时,部分燃油以液态分布在燃烧室壁上。着火之前,喷入缸内的燃油会以末燃HC 形式直接排出气缸。着火以后,吸附在壁面上的燃油也不能完全燃烧,有一部分在蒸发后被排出。柴油冷起动时排放的高浓度HC 表现为白烟。 非增压机的正常加速几乎是各稳定工况点的连续。 增压机突加负荷时,增压器需要一段时间,才能达到高负荷所对应的转速和增压压力。若未采取专门措施,增压柴油机常会加速冒黑烟。 2、简述内燃机负荷特性、速度特性的实验方法以及实验应记录的参数 1)负荷特性 (1)完成实验准备并了解实验操作规程后,即可起动发动机进行预热,观察是否有漏水、漏气、漏油等不正常现象。待水温、机油温度升至70℃以上,即可开始实验。 (2)调节测功机自控系统,设定至所选定的发动机转速,在转速不变的条件下,分别从小负荷至大负荷测定负荷改变时(即移动喷油泵齿条或拉杆位置,改变每循环供油量g b )发动机的经济性指标B 、b e 随P e (或T tq 、P me )的变化关系。 实验中,一般做6—8个工况点,为确保找到最低油耗点,在油耗经济区域应增加1-2个实验点,在小负荷区域可减少1-2个实验点。 (3)实验期间,每一实验工况稳定1分钟后,测量和记录下列参数:转速n 、功率P e 、扭矩T tq 、小时耗油量B 、比油耗b e 、冷却水Tw 、机油温度To 、机油 压力Po ,排气温度Tr 等数据。实验开始和结束时,分别记录大气压力P a (观测值),环境温度T a (进气温度)和相对湿度 。 (4)实验进行中,应在坐标纸上同步对实验工况点绘制实验监督曲线,其横坐标为P e (或T tq 、P me ),纵坐标为b e ,以监督实验数据曲线的各点连线是否平 滑和符合规律,如发现实验点明显脱离规律,应在全部实验点结束后补测该点。 (5)实验完成后,逐渐减少发动机负荷,怠速运转5分钟后停车。 2)速度特性 (1) 起动发动机进行预热,观察是否有漏水、漏气、漏油等不正常现象。待水温、机油温度升至70℃以上,即可开始实验。 (2) 速度特性实验(发动机油门开度为100%时为外特性):设定至所选定

内燃机学知识点

1.发动机的机械损失 (1)活塞和活塞环的摩擦损失 (2)轴承和气门机构的摩擦损失 (3)驱动附属机构的功率消耗 (4)风阻损失 (5)驱动扫气泵和增压泵的损失 2.机械损失的测定方法 (1)示功图法(2)倒拖法(3)灭缸法(4)油耗线法 3.排放指标 (1)排放物的浓度mg/m3(2)质量排放量g/km(3)比排放量g/(kW.h)(4)排放率g/kg 4.提高动力性和经济性的途径 (1)采用增压技术 (2)合理组织燃烧过程,提高循环指示效率 (3)改善换气过程,提高气缸的充量系数 (4)提高发动机转速 (5)提高机械效率 (6)采用二冲程提高升功率 5.提高理论循环热效率所受的限制 结构强度的限制、机械效率的限制、燃烧的限制、排放的限制 6.十六烷值 定义正十六烷的十六烷值为100,α-甲基萘的十六烷值为0,当柴油的自然性同正十六烷和α-甲基萘混合燃料的自燃性相同时,正十六烷的体积百分比即为十六烷值。芳烃含量越高,十六烷值越低,排放性能越差。十六烷值一般在40-55。 7.辛烷值 异辛烷的辛烷值定为100,正庚烷为0,所含异辛烷的体积百分比。(马达法辛烷值MON、研究法辛烷值RON) 8.内燃机实际循环 工质的影响(燃烧过程中,工质的成分和质量不断发生变化)、传热损失(理论循环中,工质和燃烧室壁面是绝热的,没有热交换)、换气损失(膨胀损失、活塞推出功损失、吸气损失)、燃烧损失(燃烧速度的有限性、不完全燃烧损失) 9.换气过程 四冲程:从排气门开启到进气门关闭的整个过程。(排气、气门叠开、进气) 二冲程:从排气口打开到关闭的整个过程。 10.排气提前角: 排气门在膨胀行程下止点前的某一曲轴转角位置提前开启,这一角度就叫排气提前角。一般在30-80°CA。 排气迟闭角:排气门在上止点之后关闭的角度。一般在10-70°CA。 排气过程分为:自由排气(排气门打开到排气下止点)和强制排气(下止点到上止点)、超临界排气和亚临界排气。 11.进气提前角:进气门在吸气上止点前提前开启的角度,10-40°CA。 进气迟闭角:进气门在吸气下止点后滞后某一曲轴转角后关闭,20-60°CA。 提前与迟闭的目的:为了增加进排气过程的时面值或角面值,利用气体流动的惯性,增加进气充量或废气排出量。 12.气门叠开

内燃机学名词解释

名词解释 压缩比:气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比,即c a c V V =ε。 配气正时:(亦称配气相位)是指内燃机每个气缸的进、排气门从开始开启到完全关闭所经历的曲轴转角。 气门重叠角:是指发动机进气门和排气门处于同时开启的一段时间用曲轴转角来表示称为气门重叠角。 点火提前角:从点火时刻起到活塞到达压缩上止点,这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。 喷油提前角:喷油器开始喷油时,活塞距离压缩达上止点的曲轴转角。 增压中冷:是当涡轮增压器将新鲜空气压缩经中段冷却器冷却,然后经进气歧管、进气门流至汽缸燃烧室。 偶件:一对制造精密,配合严密的零件。 喷油规律:是指在喷油过程中,单位凸轮转角、曲轴转角或单位时间从喷油器喷入气缸的燃油量。即喷油率随凸轮转角的变化关系。 指示效率:发动机实际循环指示功i W 与所消耗的燃料热量1Q 的比值,即1it Q W i =η。 指示压力、平均指示压力和有效指示压力(定义,表达式):平均指示压力是指单位气缸容积一个循环所做的指示功,即s V W mi p i =;平均有效压力是一个假想的、平均不变的压力作用在活塞顶上,使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功,即ni V P me x p e 30τ=。 指示热效率和有效热效率(定义,表达式):指示热效率是指发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值,即1i i Q W t =η。 平均有效压力和有效燃料消耗率b e :平均有效压力是一个假想的、平均不变的压力作用在活塞顶上,使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功,即ni V P me x p e 30τ=;有效燃 料消耗率b e ,是指单位有效功的耗油量。通常用单位千瓦小时有效功所消耗的燃料克数 【g/(kw.h)】,即310e ?=P B e b 。 指示功率、有效功率和升功率(定义,表达式):内燃机单位时间内所做的指示功称为指示功率,即τ30p ni V i s m i P =;内燃机单位时间内所做的有效功称为有效功率,即τ30p e ni V s m e P =;在额定工况下,发动机每升汽缸工作容积所发出的有效功率,称为升功率,s iV L P e P =。 充量系数Φc :若把每循环洗入汽缸的空气量换算成进气管状态(p s ,T s )的体积V 1,其值一般要比活塞排量V s 小,两者的比值定义为充量系数Φc ,即V1 Φc =。 过量空气系数Φa :燃烧单位燃料的实际空气量与理论空气量之比,称为过量空气系数Φa ,即01 a m b =Φ,其中m 1是实际进入气缸的新鲜空气的质量,g b 为每循环燃料供给量(kg );l 0为单位质量燃料完全燃烧所需的理论空气质量,成为化学计量空燃比。 空燃比α:可燃混合气中空气质量流量与燃料质量流量之比为空燃比,即 量 空气质量流量==A α。

内燃机学第三次作业答案

第二章 内燃机的工作指标 一、填空题(任选10 题) 1. 内燃机指标体系中主要有动力性能指标 、经济性能指标、运转性能指标、 耐久可靠性指标、 排放性指标、强化指标等几类指标。 2. 内燃机强化指标主要有:、、等。 3. 造成内燃机有效指标与指示指标 不同的主要原因是 。 4. 平均有效压力可以看作是一个假想不变的力作用在活塞顶上, 使活塞移动一个冲程所做的 功等于每循环所做的有效功 5. 在标定工况下, 高速四冲程柴油机的有效燃油消耗率的一般范围为210~285 g/kW.h 。 6.汽油机有效效率的一般区间为: 0.15~0.32 ;柴油机有效效率的一般区间为: 0.3~0.42 。 7.从内燃机示功图上可以得到的信息包括: 内燃机工作循环不同阶段中的压力变化 、 进气行程中的压力变化 、 排气行程中的压力变化 等。 8. 增压柴油机的示功图与非增压相比,主要不同点有: 、 等。 9. 什么动力机械应该用持续功率? ;什么动力机械应该用十五分钟功率? 。 10. 给出几个能反映普通汽油机特点的性能指标值: 、 、 等。 11. 内燃机的指示指标是指工质对 活塞 做功为基础的指标;指示功减有效功等于 机械损失功 。 12. 平均指示压力是一个假想不变的压力,这个压力作用在活塞顶上,使活塞 运动一个膨胀行程 所做的功。 13.发动机转速一定,负荷增加时,机械效率 。 14.测量机械损失的方法主要有 示功图法 、 倒拖法 、 灭缸法 、 油耗线法 几种。 15. 内燃机中机械损失最大的是: 活塞、活塞环与气缸套之间的摩擦损失 。 16. 活塞和活塞环的摩擦损失大约占机械损失功率的 45%~65% 。 17. 机械损失的测量方法有: 、 、 等。 18. 当发动机负荷一定,转速降低时,平均机械损失压力, 机械效率。 19. 过量空气系数的定义为 燃烧单位质量燃料的实际空气量与理论空气量之比,即:10a b m g l φ= 。

周龙保内燃机学习题答案

《内燃机学》课后习题答案 2-1 内燃机的动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类?表示动力性能的指标有哪些?它们的物理意义是什么?它们之间的关系是什么?表示经济性能的指标有哪些?它们的物理意义是什么?它们之间的关系是什么? 答:(1)指示性能指标是以工质对活塞做功为基础的指标。能评定工作循环进行的好坏。有效性能指标是以曲轴的有效输出为基础的指标,能表示曲轴的有效输出。 (2)动力性能指标:功率、转矩、转速、平均有效压力、升功率。 (3)功率:内燃机单位时间内做的有效功。转矩:力与力臂之积。转速:内燃机每分钟的转数。Pe=Ttq.n/9550 (4)经济性能指标:有效热效率,有效燃油消耗率be。 (5)有效热效率:实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量之比值。ηet=We/Q1 有效燃油消耗率:单位有效功的耗油量。关系:be=3.6*106/ηet.Hu 2-4 平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别? 答平均有效压力是一个假想不变的压力,其作用在活塞顶上使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功,升功率是在标定的工况下,发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。区别:前者只反应输出转矩的大小,后者是从发动机有效功率的角度对其气缸容积的利用率作出的总评价,它与Pme和n的乘积成正比。(Pl=Pme〃n/30T) 2-5充量系数的定义是什么?充量系数的高低反映了发动机哪些方面性能的好坏? 答(1)充量系数每个循环吸入气缸的空气量换算成的进气管状态下的体积。V1与活塞排量Vs之比(Φc =V1/Vs)(2)充量系数高低反映换气过程进行完善程度。 2-8 过量空气系数的定义是什么?在实际发动机上怎样求得? 1)过量空气系数:燃烧1kg燃料的实际空气量与理论空气量之比。(2)实际发动机中Φa 可由废气分析法求得,也可用仪器直接测得;对于自然吸气的四冲程内燃机,也可由耗油量与耗气量按下式求得(Φa=Aa/BLo ) 2-9 内燃机的机械损失由哪些部分组成?详细分析内燃机机械损失的测定方法,其优缺点及适用场合。答(1)机械损失组成:1活塞与活塞环的摩擦损失。2轴承与气门机构的摩擦损失。3.驱动附属机构的功率消耗。4风阻损失。5驱动扫气泵及增压器的损失。(2)机械损失的测定:1示功图法:由示功图测出指示功率Pi,从测功器和转速计读数中测出有效功率Pe,从而求得Pm,pm及ηm 的值。优:在发动机真实工作情况下进行,理论上完全符合机械损失定义。缺:示功图上活塞上止点位臵不易正确确定,多缸发动机中各缸存在一定的不均匀性。应用:上止点位臵能精确标定的场合。 2倒拖法:发动机以给定工况稳定运行到冷却水,机油温度达正常值时,切断对发动机供油,将电力测功器转换为电动机,以给定转速倒拖发动机,并且维持冷却水和机油温度不变。这样测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失功率。缺点:1倒拖工况与实际运行情况相比有差别2求出的摩擦功率中含有不该有的Pp这一项。3在膨胀,压缩行程中,p-v图上膨胀线与压缩线不重合。4上述因素导致测量值偏高。应用:汽油机机械损失的测定。 3灭缸法:在内燃机给定工况下测出有效功率Pe,然后逐个停止向某一缸供油或点火,并用减少制动力矩的办法恢复其转速。重新测定其有效功率。则各缸指示功率为(Pr)x=(Pe-Pe)x。总指示功率。Pi=∑(Pi)x。然后可求出Pm和ηm.优点:无须测示功图,也无须电力测功器。缺点:要求燃烧不引起进排气系统的异常变化。应用:只适用于多缸发动机,且对增压机及汽油机不适用。 4油耗线法:将负荷特性实验时获得的燃油消耗率曲线延长并求出横坐标的交点,就可得到Pmm。优点:无须电力测功器和燃烧分析仪。缺点:只是近似方法,低负荷附近才可靠。应用:

内燃机学知识点

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1.发动机的机械损失 (1)活塞和活塞环的摩擦损失 (2)轴承和气门机构的摩擦损失 (3)驱动附属机构的功率消耗 (4)风阻损失 (5)驱动扫气泵和增压泵的损失 2.机械损失的测定方法 (1)示功图法(2)倒拖法(3)灭缸法(4)油耗线法 3.排放指标 (1)排放物的浓度mg/m3(2)质量排放量g/km(3)比排放量g/(kW.h)(4)排放率g/kg 4.提高动力性和经济性的途径 (1)采用增压技术 (2)合理组织燃烧过程,提高循环指示效率 (3)改善换气过程,提高气缸的充量系数 (4)提高发动机转速 (5)提高机械效率 (6)采用二冲程提高升功率 5.提高理论循环热效率所受的限制 结构强度的限制、机械效率的限制、燃烧的限制、排放的限制 6.十六烷值 定义正十六烷的十六烷值为100,α-甲基萘的十六烷值为0,当柴油的自然性同正十六烷和α-甲基萘混合燃料的自燃性相同时,正十六烷的体积百分比即为十六烷值。芳烃含量越高,十六烷值越低,排放性能越差。十六烷值一般在40-55。 7.辛烷值 异辛烷的辛烷值定为100,正庚烷为0,所含异辛烷的体积百分比。(马达法辛烷值MON、研究法辛烷值RON) 8.内燃机实际循环 工质的影响(燃烧过程中,工质的成分和质量不断发生变化)、传热损失(理论循环中,工质和燃烧室壁面是绝热的,没有热交换)、换气损失(膨胀损失、活塞推出功损失、吸气损失)、燃烧损失(燃烧速度的有限性、不完全燃烧损失) 9.换气过程 四冲程:从排气门开启到进气门关闭的整个过程。(排气、气门叠开、进气) 二冲程:从排气口打开到关闭的整个过程。 10.排气提前角: 排气门在膨胀行程下止点前的某一曲轴转角位置提前开启,这一角度就叫排气提前角。一般在30-80°CA。 排气迟闭角:排气门在上止点之后关闭的角度。一般在10-70°CA。 排气过程分为:自由排气(排气门打开到排气下止点)和强制排气(下止点到上止点)、超临界排气和亚临界排气。 11.进气提前角:进气门在吸气上止点前提前开启的角度,10-40°CA。 进气迟闭角:进气门在吸气下止点后滞后某一曲轴转角后关闭,20-60°CA。 提前与迟闭的目的:为了增加进排气过程的时面值或角面值,利用气体流动的惯性,增加进气充量或废气排出量。

《内燃机学》第4版课后习题答案

《内燃机学》课后习题答案(第4版) 第一章概论 1-1.内燃机发明对工业进程的影响。 ①内燃机的发明,既给传统的动力机械创造了新的动力源,又推动了一大批新兴工业产业(例如交通运输、发电、工程机械等)落地生根,在一定程度解放了生产力,促进了人类工业文明的发展。 ②内燃机的发明,带动了包括石油炼制、钢铁、汽车等一大批上下游企业的产生与发展,给国民经济发展创造了新支柱,并推动很多国家走上了工业化道路。1-2.内燃机燃料和润滑油对内燃机技术进步的影响。 ①内燃机的燃料众多,常见的有汽油、柴油、煤油、气体燃料等,不同的燃料物理化学性质不同,对内燃机的要求也不同,根据内燃机的实际工作情况合理选择不同的燃料,不仅可以提高内燃机的动力性、经济性,降低排放,还能带动内燃机新型燃烧技术的发展与完善。 ②内燃机内部的摩擦副众多,工作时的摩擦损失不仅会降低内燃机的机械效率,还会加剧零部件的摩擦,降低内燃机寿命。采用润滑油对关键零部件进行润滑,对于提高内燃机效率、延长寿命极为重要。 1-3.内燃机引进技术消化和吸收存在的问题。 国外内燃机于1901年开始进入中国市场,随后中国的一些工厂开始借鉴仿制,经历了由单缸到双缸,由低速到高速的过程。新中国成立后,我国通过自主研发、仿制和接受援建,成立了一大批内燃机骨干企业,内燃机工业初具规模。20世纪60年代,我国的内燃机由仿制转为自主研制生产,由小批量生产转为大批量生产,功率大大提高,并逐渐在农业、发电、船舶等领域得以应用。20世纪80年代后,内燃机行业进行了一系列调整和改革,技术水平有所提高,很多合资企业出现,新型内燃机的研制受到重视,并逐渐融入了世界内燃机工业体系。 1-4.车用内燃机发展技术分析。 内燃机作为一种热动力装置,发明之初人们更倾向于它的动力性能与热效率,

内燃机学期末复习题

内燃机学期末复习题 一、填空题 1、热力发动机按燃料燃烧的位置可分为(内燃机)和(外燃机)两种。 2、根据其热能转换为机械能的主要构件的型式,车用内燃机可分为(活塞式往复发动机)和(转子发动机) 两类。 3、四冲程发动机的工作循环包括(进气)、(压缩)、(做功)和(排气)。 4、二冲程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转(一周)周,进、排气门各开启(一次)次,活塞在气缸内 由下止点向上止点运行时,完成(进气和压缩)行程,由上止点向下止点运行时,完成(做功和排气)行程。 5、发动机的动力性指标包括(有效功率)、(有效扭矩)和(升功率)等。 6、活塞连杆组由(活塞)、(活塞环)、(活塞销)、(连杆)等组成。 7、油环分为(普通油环)和组合油环两种,组合油环一般由(刮油片)和(胀簧)组成。 8、连杆由(大头)、(杆身)和(小头)三部分组成。 9、曲轴按支承型式的不同分为(全支承)和(非全支承);加工方法的不同分为(整体式)和(组合式)。 10、飞轮边缘一侧有指示气缸活塞位于上止点的标志,用以作为调整和检查(配气)正时和(点火)时的依据。 11、由曲轴到凸轮轴的传动方式有(齿轮传动)、(链传动)和(齿形带传动)等三种。 12、充气效率越高,进入气缸内的新鲜气体的量就(越多),发动机所发出的功率就(越高)。 13、凸轮轴上同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置与既定的(配气相位)相适应。 14、根据凸轮轴的(旋向)和同名凸轮的(夹角)可判定发动机的发火次序。 15、在装配曲轴和凸轮轴时,必须将(正时标记)对准以保证正确的(配气正时)和(点火正时)。 16、气门弹簧座是通过安装在气门杆尾部的凹槽或圆孔中的(锁片)或(锁块)固定的。 17、汽油机供给系由(油箱)、(油管)、(汽油滤清器)、(汽油泵)及(化油器)装置等五部分构成。 18、汽油滤清器由(壳体)、(盖)和(滤芯)三部分组成,目前应用较多的是(纸)滤芯式滤清器。 19、国产A型泵由(泵油机构)、(供油量调节机构)、(驱动机构)和(泵体)等四个部分构成。 20、喷油泵的传动机构由(凸轮轴)和(挺柱组件)组成。 二、选择题(单项选择题) 1、对于四冲程发动机来说,发动机每完成一个工作循环曲轴旋转( D )。 A.180° B.360° C.540° D.720 2、在同一转速时,节气门的开度越大,则发动机的负荷( A )。 A.越大 B.越小 C.不变 D.不一定 3、在进气行程中,汽油机和柴油机分别吸入的是( B ) A、纯空气和可燃混合气体 B、可燃混合气体和纯空气 C、可燃混合气体和可燃混合气体 D、纯空气和纯空气 4、下列表示发动机动力性能指标的是( D )A、发动机有效转矩 B、发动机转速 C、燃油消耗率 D、升功率 5、国产某内燃机型号是6105Q,下列说法正确的是( B )。 A、该发动机是四缸直列式 B、该发动机气缸排量是105mL C、该发动机是汽车用发动机 D、该发动机采用水冷却 6、将气缸盖用螺栓固定在气缸体上,拧紧螺栓时,应采取下列方法( A )。 A.由中央对称地向四周分几次拧紧; B.由中央对称地向四周分一次拧紧; C.由四周向中央分几次拧紧; D.由四周向中央分一次拧紧。 7、对于铝合金气缸盖,为了保证它的密封性能,在装配时,必须在( B )状态下拧紧。 A.热状态 B.冷状态 C.A、B均可 D.A、B均不可 8、一般柴油机活塞顶部多采用( B )。 A.平顶 B.凹顶 C.凸顶 D.A、B、C均可 9、为了保证活塞能正常工作,冷态下常将其沿径向做成( B )的椭圆形。 A.长轴在活塞销方向; B.长轴垂直于活塞销方向; C.A、B均可; D.A、B均不可。 10、在负荷较高的柴油机上,第一环常采用( D )。 A.矩形环 B.扭曲环 C.锥面环 D.梯形环

武汉理工内燃机学复习

复习大纲

第一章概念 1.热机 内燃机的定 热机是将燃料中的化学能转 机械 的机器 内燃机是燃料在机器内部燃烧而将能 释放做 的,它的工质在燃烧前是燃 空气的混合气,在燃烧 则是燃烧产物 2. 内燃机的分类 按照用途 燃料 程 活塞 气缸数 气缸排列 转速范围 增压度 点火方式 混合气准备方式 进排气门及凸轮轴布置 冷 方式

第二章内燃机的工作指标 第一节示 指示性能指标 第二节有效性能指标 第 节机械损失 机械效率 第四节排放指标 第五节提高内燃机 力性和 济性的途

第二章内燃机的工作指标 1.内燃机的 要指标? 2.示 (p-V,p-φ) 3.指示性能指标的含 :以工质对活塞做 基础的指标 4.指示 平均指示压力 指示 率 指示热效率和指示燃 消耗率 5.有效性能指标的含 :以曲轴对外输 基础的指标 6.平均有效压力 有效 率 升 率 有效热效率和指示燃 消耗率 7.充 系数 过 空气系数的定 8. 什 φa是反映柴 机混合气形 和完善及整机性能的一个指标? 小有何限制 p:26 9.机械损失的组 ,机械损失的测定方法 10. 2-32,2-33分析提高内燃机 力性和改善 济性的措施 11.指标之间的关系,会进行简单计算 作业2-10 2-11

第 章内燃机的工作循 第一节内燃机的理论循 第二节内燃机的燃料及燃烧热化学 第 节内燃机的实 循 第四节内燃机的热平衡 第五节内燃机工作过程的热力学模型

第 章内燃机的工作循 1.理论循 的简化和假设 绝热且无泄漏 等容等压 热及放热过 程 口系统 理想气体 2. 种理论循 等容 等压及混合 热 实 发 机的 关联性 汽 机 速和增压柴 机 高速柴 机 3.理论 嫩能够提高循 热效率和循 平均压力的措施收到内燃机 实 工作的哪 限制 结构强度 机械效率 燃烧方面 排放方面 能够展开分析 4.柴 的自燃性 汽 的抗爆性 燃料的热值 排气再循 柴 十六烷值 汽 辛烷值的测定方法 汽柴 的牌号依据 残余废气系数 排气再循 率 5.内燃机实 循 理论循 的差别 工质 传热 排气损失 燃 烧损失 燃烧速度的有限性 完全燃烧损失 内燃机的热平衡 有效 率 冷 排气 杂项 6.内燃机工作过程的热力学模型 了解

内燃机学周龙保(第三版)期末考试知识点整理教学文案

内燃机学周龙保(第三版)期末考试知识点整 理

《内燃机学》 第二章《内燃机的工作指标》 名词解释: 1.示功图:指发动机气缸内工质压力P随气缸容积V(或曲轴转角φ)而变化的曲线。 2.指示性能指标:指工质对活塞做工为基础的指标。 1)动力性能指标: a)指示功Wi:指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功(J)。 b)指示功率Pi:内燃机单位时间内所做的指示功称为指示功率。 c)平均指示压力Pmi:单位气缸容积所做的指示功(Pa)。 2)经济性能指标: a)指示热效率:发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。 b)指示燃油消耗率bi:单位指示功的耗油量。【g/(kW*h)】 3.有效性能指标:指曲轴输出的相关指标。 1)动力性能指标: a)有效功率Pe:发动机轴上所净输出的功率。 b)平均有效压力Pme:单位气缸工作容积所做的有效功。 c)升功率Pl:在标定工况下,发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。 d)有效扭矩:曲轴的输出转矩。 2)经济性能指标: a)有效热效率: b)有效燃油消耗率: 4.充量系数φc(容积效率):每缸每循环吸入缸内的新鲜空气量与按进气系统前状态计算而得的理论充气量之比。(75%-90%) 5.过量空气系数φa:燃烧单位质量燃料的实际空气量与理论空气量之比。 6.压缩比:气体容积与燃烧室容积之比。 7.燃油消耗率:发动机每输出1kW*h的有效功所消耗的燃油量。 8.平均机械损失压力Pmm:发动机单位气缸工作容积一个循环所损失的功。 9.机械效率:有效功率与指示功率之比。

简答题: 1.什么是发动机的机械损失?它由哪些损失组成? 答:发动机曲轴输出的功或功率小于其气缸内气体膨胀所做的功或功率,两者之差称为发动机的机械损失。 1)活塞与活塞环的摩擦损失。 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)风阻损失。 5)驱动扫气泵及增压器的损失。 2.机械损失测定的四种方法? 动图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法。 使用范围: 1)倒拖法:只能用于配有电力测功器的情况,因而不适用于大功率发动机,而较适用 于测定压缩比不高的汽油机的机械损失。 2)灭缸法:只适用于自然吸气式多缸柴油机。 3)油耗线法: 4)示动图法:示功图法-般用于当上止点位置能得到精确标定时 3.提高内燃机动力性能和经济性能的途径? 1)采用增压技术。 2)合理组织燃烧过程,提高循环指示效率。 3)改善换气过程,提高气缸的充量系数。 4)提高发动机的转速。 5)提高内燃机的机械效率。采用二冲程提高升功率。 第三章《内燃机的工作循环》 名词解释: 1.燃料的低热值:燃烧生成的水以蒸汽状态存在,在这种条件下获得的热值称为低 热值。 2.残余废气系数:进气终了时的缸内残余废气质量与每一循环实际进入缸内的新鲜 充量之比。

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