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工程机械发动机原理与底盘理论(发动机部分复习题)一、选择题1、在机械损失中,占比例最大的D 。A.驱动附属机构的损失 B.排气损失 C.进气损失 D.摩擦损2、单位气缸工作容积的循环有效功称之A 。A.升功率 B.有效热效率 C.有效扭矩 D.平均有效压3、当发动机油门位置固定,转速增加A 。A.平均机械损失压力增加,机械效率减小 B.平均机械损失压力减小,机械效率增C.平均机械损失压力减小,机械效率减小 D.平均机械损失压力增加,机械效率增4、发动机的有效功We与所消耗的燃油发出的热量Q1的比值称之B A.有效燃油消耗率 B.有效热效率 C.有效扭矩 D.平均有效压力5、关于发动机性能指标的描述不正确的B 。A.指示指标是以工质在气缸内对活塞做功为基础的性能指标B.指示指标是考虑到机械损失的指标C.有效指标它是以曲轴对外输出的功为基础的性能指标D.有效指标用来评定发动机性能的好坏6、发动机单位气缸工作容积每循环做的指示功称A 。A.平均指示压力 B.循环指示功 C.有效功率 D.平均有效压7、评价发动机经济性的指标D 。A.平均有效压力 B.有效扭矩 C.有效功率 D.有效热效8、评价发动机动力性的指标D 。A.有效燃油消耗率 B.有效热效率 C.每小时的油耗量 D.平均有效压9、发动机负荷一定,当转速增加时,A 。A.机械效率下降 B.平均机械损失压力下降 C.指示功率增加 D.平均指示压增加10、 四冲程发动机的整个换气过程约占曲轴转角D 。A.180~270 B.300~360 C.340~400 D.410~48011、 关于发动机换气过程的描述不正确的A A.强制排气阶段排出的废气量大于自由排气阶段排出的废气量B.进排气重叠的目的是清除残余废气,增加进气C.进气门滞后关闭的目的是利用气流的惯性进气D.高速内燃机的进气滞后角较大12、 在发动机的换气过程中,若膨胀损失为w,推出损失为x,进气损失为则发机的换气损失A 。A.x+y+w B.x+y C.x+y-w D.w-x-y13、 关于发动机换气过程泵气损失描述正确的。A.B.泵气损失属于机械损失C.泵气损失大于换气损失D.泵气损失等于膨胀损失、推出损失和进气损失之和14、 在配气相位中对充气效率)影响最大的B 。A.排气滞后角 B.进气滞后角 C.进排气重叠角 D.进气提前角15、 在四冲程发动机换气过程中,大部分的废气是A 阶段排出气缸的。A.自由排气 B.强制排气 C.扫气 D.惯性进16、 随着发动机排气提前角的增大,会D A.泵气损失增加 B.热效率增加 C.推出损失增加 D.膨胀损失增17、 关于发动机增压的描述不正确的 A.提高了内燃机机械效率 B.减小了内燃机的机械负荷C.增加了内燃机的热负荷 D.提高了内燃机的指示热效18、 增压压比在1.6~2.5范围的增压属 A.低增压 B.中增压 C.高增压 D.超高增19、 提高发动机功率最有效的途径 A.改变气缸结构参数 B.提高转速 C.提高平均有效压力 D.提高压缩比20、 利用气体质点和压力波的反射特性使排气和进气之间进行直接的能量交换以大进气密度。这种增压方法称B A.废弃涡轮增压 B.气波增压 C.谐波增压 D.机械增压21、 采用下列哪项技术最适宜用来提高在高原使用的内燃机的功率?A.增压技术 B.电喷技术 C.多气门技术 D.水冷技术22、 按燃气对活塞做功的性质,排气过程可分A过程。A.自由排气和强制排气 B.超临界排气和亚临界排气C.自由排气和扫气 D.扫气泵气23、 四冲程内燃机进气门提前开启和推迟关闭的主要目的B 。A.扫气 B.增加气缸的新鲜充量 C.加强进气流动 D.减小进气管和气缸内压差24、 当马赫超C 后,无论是增压还是非增压发动机,充量系数开始急剧下降A.1 B.0.7 C.0.5 D.0.225、 内燃机进气空气经压缩机压缩后,其特性变化。A.压力增加,温度升高 B.压力增压,温度降C.压力降低,温度升高 D.压力降低,温度降26、 下列说法正确的。A.增压可以提高发动机的升功率、比质量功率和比体积功率B.增压可以降低发动机排放和噪声C.增压可以改善发动机的燃油经济性D.27、 在内燃机排气涡轮增压器中,空气进入压气机压缩,其损失主要表现C 。A.摩擦损失,传热损失 B.传热损失,泄漏损C.摩擦损失,撞击损失 D.撞击损失,泄漏损28、 下列哪项不是二冲程内燃机的换气过D 。A.自由排气阶段 B.扫气阶段 C.过后排气或过后充气阶段 D.强制排气阶29、 二冲程内燃机扫气方案不包A 。A.螺旋扫气 B.横流扫气 C.回流扫气 D.直流扫气30、 其他条件不变,明显提高进气压力,会使标定工况下柴油机的功A 。A.提高 B.下降 C.不变 D.不一定31、 对四冲程内燃机而言,换气过程是指C 的整个过程。A.排气门开启到排气门关闭 B.进气门开启到进气门关C.排气门开启到进气门关闭 D.进气门开启到排气门关32、 四冲程内燃机迟闭排气门可D 。A.减少活塞强制排气所消耗的推出功 B.降低气缸内残余废气量C.增加气缸空气充量 D.避免因排气流动截面积过早减少而造成的排气阻力的增33、 自然吸气的四冲程内燃机换气损失功是B 。A.膨胀损失功、机械损失功和附件损失功 B.膨胀损失功、推出损失功和吸气损失C.扫气损失功、吸气损失功和排气损失功 D.机械损失功、排气损失功和推出损失34、 下列哪些措施不能提供内燃机气缸充量系D 。A.降低进排气系统的流动阻力 B.采用可变配气系统技C.利用进气谐振 D.废气再循环技术35、 下列增压方式中,发动机输出轴和增压装置直接连接的C 。A.排气涡轮增压 B.气波增压 C.机械增压 D.组合式涡轮增压36、 比较汽油机与柴油机的负荷特性汽油机的最低燃油消耗量较柴油机最低燃油消率: A 。A.较大 B.较小 C.相同 D.不一定37、 随负荷增大,汽油机的机械效率A 。A.增加 B.减小 C.不变 D.不一定38、 在内燃机排气涡轮增压器中空气经过离心式压气机的工作轮到扩压器后的其参变化特性B 。A.压力升高,温度降低,速度降低 B.压力升高,温度升高,速度降C.压力降低,温度升高,速度升高 D.压力降低,温度降低,速度升39、 在内燃机排气涡轮增压器中,下列说法正确的B 。A.涡轮机将机械能转化为排气的能量 B.涡轮机将排气的能量转化为其机械能C.燃气在涡轮机中进一步压缩,压力增加D.燃气经过涡轮机后,压力、温度和速度均增压40、 对于内燃机排气涡轮增压器而言,中冷器的作用A。A.降低压气机后空气温度 B.降低压气机前空气温C.降低涡轮机后燃气温度 D.降低涡轮机前燃起温41、 与四冲程内燃机相比,下列哪项不是二冲程内燃机的换气特_B 。A.换气时间短 B.气缸充量系数大 C.进排气过程同时进行 D.扫气消耗功42、 评价汽车动力特性的常用指标是。CA.加速时间 B.最大爬坡度 C.动力因数 D.最高车43、 随转速增大,发动机的机械效B。A.增加 B.减小 C.不变 D.不一定44、 比较汽油机与柴油机的转矩特性,汽油机的转矩适应性系数较柴油A。A.大 B.小 C.相同 D.不一定45、 四冲程内燃机进气门提前开启和推迟关闭的主要目的。A.扫气 B.减小进气管和气缸内压差 C.增加气缸的新鲜充量 D.加强进气流46、 采用下列哪项技术最适宜用来提高在高原使用的内燃机的功率A。A.增压技术 B.电喷技术 C.多气门技术 D.水冷技术47、 按燃气对活塞做功的性质,排气过程可分过程。A.自由排气和强制排气 B.自由排气和扫C.超临界排气和亚临界排气 D.扫气和泵气48、 下列说法正确的D 。A.增压可以提高发动机的升功率、比质量功率和比体积功率B.增压可以降低发动机排放和噪声C.增压可以改善发动机的燃油经济性D.49、 内燃机进气空气经压缩机压缩后,其特性变化D 。A.压力增加,温度升高 B.压力增压,温度降C.压力降低,温度升高 D.压力降低,温度降50、 在内燃机排气涡轮增压器中,空气进入压气机压缩,其损失主要表现A。A.摩擦损失,传热损失 B.传热损失,泄漏损失C.摩擦损失,撞击损失 D.撞击损失,泄漏损51、 下列哪项不是二冲程内燃机的换气过D 。A.自由排气阶段 B.扫气阶段 C.过后排气或过后充气阶段 D.强制排气阶52、 下列增压方式中,发动机输出轴和增压装置直接连接的C 。A.排气涡轮增压 B.气波增压 C.机械增压 D.组合式涡轮增压53、 比较汽油机与柴油机的负荷特性汽油机的最低燃油消耗量较柴油机最低燃油消率 A。A.较大 B.较小 C.相同 D.不一定54、 四冲程内燃机迟闭排气门可D A.减少活塞强制排气所消耗的推出功B.降低气缸内残余废气量C.加气缸空气充量D.避免因排气流动截面积过早减少而造成的排气阻力的增55、 随转速增大,发动机的机械效率B。A.增加 B.减小 C.不变 D.不一定56、 在内燃机排气涡轮增压器中,下列说法正确的B 。A.涡轮机将机械能转化为排气的能量B.C.燃气在涡轮机中进一步压缩,压力增加D.燃气经过涡轮机后,压力、温度和速度均增压57、 我国规定的内燃机功率标定之中对同一种发动机功率数值最低的是D 。A.15min功率 B.1h功率 C.12h功率 D.持续功58、 四行程汽油冬与夏季比较A.夏天充气效率大,扭矩小 B.冬天充气效率大,扭矩大C.冬天充气效率小,扭矩小 D.夏天充气效率小,扭矩59、 解放牌汽车在青藏高原运行与在平原运行相比A.功率增大,扭矩减小 B.功率增大,扭矩增大C.功率减小,扭矩减小 D.功率减小,扭矩增大60、 在气门重叠开启期内可利用气流压差和惯清残余废气增加新鲜充量称为(C)A.配气相位B.换气过程C.燃烧室扫气D.强制排气61、 进气管、气缸、排气管连通,是发生在发动换气过的哪个阶段)A.自由排气 B.强制排气 C.进气过程 D.燃烧室扫气62、 车用发动机采用废气能量利用的增压系统什增压系统)A.气波 B.脉冲 C.恒流 D.恒压63、 过量空气系数小于1的混合气称( )A.稀混合气 B.理想混合气 C.浓混合气 D.均匀混合气64、 汽车发动机试验一般可分和单项专题性研究试验两大类(A)A.常规试验 B.性能试验 C.出厂试验 D.可靠性试验65、 汽车在高速行驶或下长坡连续制动时制动效能的稳定程度,称()A.制动性 B.制动效能的恒定性 C.制动能力 D.热衰退66、 汽车操纵稳定性的重要表征就汽车()A.频域响应 B.时域响应 C.稳态响应 D.瞬态响67、 引起车辆顶起失效的几何参数()A.后悬 B.离去角 C.接近角 D.最小离地间68、 当发动机压缩增时汽油机爆震倾向增加,柴油机工作粗暴倾向增加CD69、同等结构情况下,汽油机和柴油机标定工况相比最高燃烧压力Pz和排气温度T是(B)PzPzPzPz70、 当发动机燃料自温度增加时ABC71、 当发动机的点火提前角喷油提前增加时A.汽油机爆震倾向增加,柴油机工作粗暴倾向也增加B.汽油机爆震倾向增加,柴油机工作粗暴倾向减小C.汽油机爆震倾向减小,柴油机工作粗暴倾向增加D.汽油机爆震倾向减小,柴油机工作粗暴倾向减小72、 汽车选配内燃机时如后备功率大,那么汽车在运行时A.动力性好,使用经济性差 B.动力性好,使用经济性也C.动力性差,经济性差 动力性差,经济性好73、 当发动转不变,负荷增大时汽油机ФA基本不变,柴油机ФA汽油机ФA减小,柴油机ФA汽油机ФA基本不变,柴油机ФA汽油机ФAФA74、 当发动机门位置固定,转速增加时A.平均机械损失压力增加,机械效率减小B.平均机械损失压力减小,机械效率增加C.平均机械损失压力减小,机械效率减小D.平均机械损失压力增加,机械效率增加二、填空题1、常用典型的燃烧室有浴盆形燃烧楔形燃烧和 半球形燃烧。2、 不规燃烧 是描述汽油机在稳定正常运转时,存在的各循环之间的燃烧变动和3、发动机中主要的有害气体一氧化碳、 碳氢化合物和 氮氧化合物。4、转矩特性的两个重要系数是转矩储备系和 转速储备系。5、发动机的性能特性包括负荷特速度特万有特 和 空转特等。6、可变进气管共振式进气和 带谐振腔的进气两种类型。7、发动机试验的种类常规试和 单项专题性研究试。8、四行程内燃机实际循环由五个过程组成依次( ( ( ( 和( )。9、比较汽油机和柴油机标定工况下列参数的大小,并说明为什么:进气终了压力,汽油( 柴油机,因为)。进气终了温度,汽油( 柴油机,因为)。压缩终了压力,汽油( 柴油机,因为)。压缩终了温度,汽油( 柴油机,因为)。最高燃烧温度,汽油( 柴油机,因为)。排气温度,汽油( 柴油机,因为(10、 内燃机主要机械损失包括三部分分别(()。( 所占的比例分别为( )、( )和()。11、 发动机转速一定,负荷增加时,汽油机的充气效率( ),柴油机的充气效率( )。12、 发动机转速一定,负荷增加时,发动机平均机械损失压力( ),机械效率( )。13、 发动机油门位置不变,转速增加时,发动机平均机械损失压力( ),机效率( )。14、 汽油机排气中、主要污染物质包括( ),( )和( )。15、 柴油机排气中、主要污染物质包括( ),( )、( )和( )。16、 下列参数变化时,说明汽油机爆震和柴油机工作粗暴的变化倾向:压缩比增加,汽油机爆震倾向( ),柴油机工作粗暴倾向( )。进气温度增加,汽油机爆震倾向( ),柴油机工作粗暴倾向( )燃料自燃温度增加,汽油机爆震倾向( ),柴油机工作粗暴倾向( )。点火提前角或喷油提前角增加,汽油机爆震倾向( 柴油机工作粗暴倾向( )冷却水温度增加,汽油机爆震倾向( ),柴油机工作粗暴倾向( )。发动机负荷增加,汽油机爆震倾向( ),柴油机工作粗暴倾向( )。17((残余废气系数();着火落后期();火焰传播速度()。18、柴油机转速一定,负荷增加时,进气管真空度();充气效率();循环供油量();着火落后期();过量空气系数();排气烟度(燃烧噪音()。1、((平均机械损失压力();机械效率()。20、柴油机油门位置不变,转速增加时,循环供油量();排气温度();平均机械损失压力();机械效率()。21、(点燃式)和(压燃式)按冷却方式分(液压冷却(气冷却)(复合冷却)按燃烧室设计分为(开式燃烧室)(分隔式燃烧室)。22、径流增器是和 两个主要部分以及支承装置密封装置冷却统、润滑系统所组成。23、从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发汽车的动力性主要应由汽车的最高速、汽车和汽车这三方面的指标来评定。24、附着系数主要取决和 还和轮胎结构胎面花纹以及使用条件等关,行驶车速对附着系数也有影响。25、百公里燃油消耗量分百公里燃油消耗量百公里燃油消耗量。三、名词解释平均有效压力:单位气缸工作容积所做的循环有效功称为平均有效压力。升功率:在标定工况下,每升发动机工作容积发出的有效功率称为升功率。平均运动速度。机械效率:指示功减去机械损失功后,转为有效输出功的百分比称为机械效率。h有效燃油消耗率:发动机每发出

的有效功所消耗的燃油量。燃烧效率:燃料化学能通过燃烧转为热能的百分比称为燃烧效率。平均指示压力:单位气缸工作容积所做的循环指示功称为平均指示压力。比热容。充量系数(充气效率得的理论充气量的比值称为充量系数。鲜充量的质量比称为残余废气系数排气再循环率:排气的再循环量与缸内总充量(新鲜充量与再循环量之和)排气再循环率。冲程发动机的泵气过程功。气门开启总时面值:气门瞬时开启截面积对时间的积分称为气门开启时面值。1Kg燃料实际供给的空气量与理论上使这1Kg量的比值称为过量空气系数。燃料低热值:单位质量的燃料在指定状态(标准温度25℃,初始压力101.3kPA)下,定的C全变为CO2,HH2O和S变为SO2。燃烧时,燃烧产物的H2O以气态排出,其气化潜热未能释放的热值叫低热值。(在不正常的燃烧现象)称为发动机特性。之比称为转矩储备系数。应系数。为发动机的标定工况(3分。

Pemax及其对应转速

nn所确定的工况称转速适应性系数:标定转速nn与外特性上最大转矩对应的转速nm系数。汽油机速度特性:汽油机节气门开度保持不变(负荷一定,各工况调整到最佳点火提前角,过量空气系数按理想值配制,水温、机油温度、机油压力等参数保持正常稳定的范围,汽油机的性能指标和特性参数随转速变化的规律称为汽油机的速度特性。T(主要指tq、、e P bB、e 压比。四行程非增压内燃机的泵气损失:冲程:机械效率:残余废气系数:理论空气量:过量空气系数:工作容积:配气相位:负荷特性:扫气系数燃油消耗率:活塞平均速度:横流扫气:直流扫气:自由排气:强制排气:指示功:发动机在一个循环中所获得的有用功数量平均指示压力Pmi=Wi/VA单气缸的容积一个循环所作的指示功 指示效率:单位时间所作的指示功(Pi)示热效率:发动机实际循环指示功和所消耗的燃料热量的比值即ηit=Wi/Qi=3.6x1000Pi/BHu燃油消耗率:单位指示功的耗油量有效功率Pe=Pi-Pmηm)=Pe/Pi平均有效压力:Pme=30TPe/VsniTtq=318.3PmeVsi/i升功率:在标定工况下,发动机每升气缸工作容量所发出的有效功率ΦC=V1/Vs=M1/MshΦA=m1/gBlo1kg1=ηitηm有效燃油消耗率:单位有效功的耗油量Be=B/PeΧBe=3.6x1000/ηetHu PL=k1ΦCηitηmPsABQ=3.6x1000/ηitηmHu=k2/ηitηm采用涡轮增压使PsΦCPL↑12-2214MPA6-128.5MPA机宜采用较大的气门叠开角和气门开启持续期,以提高发动机的充量系数气系统的阻力损失,减少缸内残余废气系数Φr;减小高温零件在进气过程中对新鲜充量的加热以降低进气终了时的充量温度TA;合理的配气正时和气门升程规律在减少同时增加m1.短火焰传播距离,缩短终燃混合气暴露在高温中的时间。2、碗形燃烧室5其他类型燃烧室(带湍流罐的燃烧室,双火花塞的燃烧室)碳氢化合物,氮氧化合物,微粒气流组织和多气门技术:低排放燃烧室:排气再循环:内燃机负荷特性:当内燃机的转速不变时,性能指标随负荷而变化的关系系.平均有效压力:发动机单位气缸工作容积一个循环输出的有效功扩散燃烧:燃料是一边与空气混合、一边燃烧,由于混合过程比反应速率慢,因此燃所谓的扩散燃烧有效燃油消耗率:单位有效功率的油耗机械效率:有效功率与指示功率之比比增长率很高,火焰前锋形状发生急剧变化。称之为爆燃。理论空气量:11速度特性:当油量控制机构在标定位置时(最大节气门或标定工况位置)的速度特性。充气效率:换气过程结束后留在气缸内的新鲜冲量质量与缸内气体的总质量的比值滚流:在进气过程中形成的绕垂直于气缸轴线的有组织大尺寸空气涡流。发动机单位气缸工作容积一个循环输出的有效功燃料是一边与空气混合、一边燃烧,由于混合过程比反应速率慢,因此燃烧速率取决于混合速率,混合过程控制了燃烧速率,燃烧速率取决于扩散速率。这就是所谓的扩散燃烧单位有效功率的油耗有效功率与指示功率之比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冲量之比。很高,火焰前锋形状发生急剧变化。称之为爆燃。1当油量控制机构在标定位置时(最大节气门或标定工况位置)的速度特性。换气过程结束后留在气缸内的新鲜冲量质量与缸内气体的总质量的比值在喷油过程中,单位凸轮转角从喷油器喷入气缸的燃油量随凸轮转角的变化关系1、简答题1.提高发动机充气效率的措施有哪些?答:1.减少进气系统能够的流动损失;2.减小对新鲜充量的加热;3.减小排气系统的阻力;4.合理地选择配气相位。增压系统可分为哪几类?答:1.机械增压系统;2.废气涡轮增压系统;3.符合增压系统;4.气波增压系统。什么是喘振现象?产生喘振现象的原因是什么?答:喘振现象:压气机中,当空气流量(mk)减小到某一值后,气流发生强留脉动,压气机工作不稳的现象。喘振现象的产生原因是由于压气机工作轮叶片及扩压叶片局部区域气流发生周期性的严重分离现象所引起的。简述增压系统的选择原则。答:低增压时选择脉冲系统,高增压时选用恒压系统。车用发动机均选用脉冲增压系统,这是因为车用发动机大部分时间在部分负荷下工作,对转矩特性和加速性能等要求较高。简述柴油机的四个燃烧过程?1着火延迟阶段(滞燃期;234后燃期简述表面点火和爆燃的区别。气的自燃现象,而表面点火则是炽热物点燃混合气所致。什么是汽油机的外特性?答:节气门全开时所测得的速度特性。简述改变对发动机实际循环的影响。工质比热容变化的影响:比热容Cp、Cv加大,k下,温升值会相对降低,使得热效率也相对下降。高温热分解:这一效应使燃烧放热的总时间拉长,实质上是降低了循环的等η有所下降。工质分子变化系数的影响:一般情况下μ>1μ时,会下降。φ<1A够空气,或排出缸外,或生CO,都会η 下降。φ>1时,ηt值将φ上升而有t A增大。缸径)影响有哪些?活塞平均运动速度msn30若S/D小于1,称为短行程发动机,旋转半径减小,曲柄连杆机构的旋转运动量的惯性力减小;在保证活塞平均运动速 不变的情况下,发动机转速n增加,有m/D值较小相对散热面积较大散热损失增加燃烧室扁平不利于合理组织燃烧等反之若S/D值较大,当保 不变时,发动机转速n将降低S/D较大,发动m机高度将增加,相对散热面积减少,散热损失减少等。答案要点:机械损失由活塞与活塞环的摩擦损失、轴承与气门机构的摩擦损失、驱动附属机构的功率消耗、流体节流和摩擦损失、驱动扫气泵及增压器的损失等组成。测定方法有:示功图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法等。简述单缸柴油机机械损失测定方法优缺点。测量单缸柴油机机械损失的方法有:示功图法,油耗线法,倒拖法等。用示功图法测量机械损失一般在发动机转速不是很高结果。油耗线法仅适用干柴油机。此法简单方便,甚至还可以用于实际使用中的柴油机上。但用这种方法求得的Pm

也是近似的,其可信程度取决于Pm

值随负荷变化的恒定程度和曲线在空载附近的直线性。倒拖法在具有电力测功器的条件下可以简便而迅速地进行。此法用于柴油机上时,由于一些原因,往往测得的结果要高于实际的机械损失值。对于废气涡轮增压柴油机,不能应用倒拖法,而只能应用示功图法和油耗线法。答案要点:升功率——在标定工况下,每升发动机工作容积所做有效功,即PL

e(kW/L)PiVPs比质量——发动机的干质量与标定功率之比,m me Pe强化系数——即平均有效压力与活塞平均速度乘积,peCm条件下,可以把四冲程汽油机的实际工作过程简化为如题31图所示的理想循环的温—摘图。试求:1.对应的压—容(P—V)图,并标出各热力过程的性质;循环的加热量和放热量在T—S定容加热循环的1—23—4循环加热量用T—S6123456循环放热量用T—S61456Q1T-S力升高比入增加,循环热效率如何变化。根据题意,ε、k及Q1值均不变,混合加热循环中压力升高比增加

题31图2就意味着等容加热的比例增加,在图上分别作出混合加热循环aczz2

2b2a、11

a两种循环的T—S图。两种模式的压缩线相同,均为ac,且混合加热循环aczba比混合1112加热循环2

2b2

a的等容加热比例大,则混合加热循环acz'z1b1

a的等压1212

2b2

a的等压加热线高,也就是等熵膨胀线z1b1

一定在z2b2的左边,等容放热线b2a下包围的面积所代表的等容放热量一定大于等容放热线b1a下包围的面积所代表的等容放热量。由此,理论混合加热循环中,若压缩比,循环加热量Q1一定时,压力升高比增加,循环热效率增大。提高理论循环加热的“等容度”将使循环热效率增大。,常将复杂的内燃机热力循环过程简化为理想工质的理想循环过程(环,该模型的基本假定有哪些?模型的基本假定(1)关于理想工质①认为工质由单一的理想气体(单、双原子气体)即空气组成,忽略废气、燃油蒸气及燃烧中间产物的影响。②认为工质(即空气)的比热容等热物性参数p、cv、)温度等状态参数变化。(2)关于理想循环①将发动机实际动力过程的开式(开口)系统简化为热力循环的闭式(闭口)系统(与外界无物质交换。压缩始点。压缩过程、膨胀过程看成是绝热等熵压缩(工质与汽缸壁面无热交换。(考虑动力过程功。t的影响。散热损失真实循环并非绝热过程,通过汽缸壁面、缸盖底面、活塞顶面向外散热。时间损失(喷油产生燃烧提前的时间损失;由于高温热分解,产生后燃损失。换气损失存在排气门早开的自由排气损失和进排气过程的泵气损失。不完全燃烧损失燃料、空气混合不良,燃烧组织不善而引起的燃料热值不能完全释放的损失。缸内流动损失压缩及燃烧、膨胀过程中,由于缸内气流(涡流和湍流)所形成的损失。(6)工质泄漏的损失工作过程中,工质通过活塞外向外泄漏是不可避免的。由此产生泄漏损失。31温—熵)图。题31图相应的T—S(温—熵)图如右:内燃机ε、k、循环加热量、燃烧效率ηC相同时,画出理想工质与理想循环相结合的三种基本热力循环的T-Sηt、及Q值均不变,分别作出等容加热循环aczba、混合加热循环acz'

ba和1 113等压加热循环aczba三种循环的Ts3

2221三种模式的压缩线相同,均为ac。由于等容线的斜率比等压线大,相同Q1

加热量z下,从左到右依次是z11

、 和zbzb22 3zbzb

线。因此放热量Q2Q

必然是等压循环最大而等容循环最小。于是有,等容循环TV

>混合循环TM

>等压循环TP

。这一结论就是提高循环加热“等容度”的具体体现。25、 简述提高汽油机充气效率的主要途径。第一,降低进气系统的阻力损失,提高气缸内进气终了时的压力。第二,降低排气系统的阻力损失,以减少缸内的残余废气稀释。第三,减少高温零件在进气系统中对新鲜充量的加热,降低进气充量的温度。26、 画出汽油机充气效率速度特性曲线,简述曲线的变化规律作出汽油机不同节气门开度时的充气效率速度特性曲线。汽油机由于存在节气门及喉管(用化油器时),进气阻力较大,因而随c转速上升而较快下降。部分负荷节气门关小时,阻力更大,c其速度特性线如图所示。

下降更急剧,27、简述发动机进、排气门提前开启、滞后关闭的原因。膨胀过程末期,缸内压力较高,如果到下止点才打开排气门,由于开启初期气门上升缓慢,开度也小;再加上气流因惯性而不会马上高速流出,都会使排气不畅,排气损失和阻力增大,并间接影响充气量。因此,要求排气门提前开启,这就出现了排气早开角。为充分利用这—惯性,增大排气量,可适当晚关排气门,大约在缸内压力接近排气门外背压时关闭,则可获最大的排气功效。这一延迟关闭角即排气晚关角。进气门若在上止点开启,则因开启初期气门上升缓慢,通过截面量减少,而进气损失增大。所以要求进气门适当提前开启,此即进气早开角。下止点关闭的角度叫做进气晚关角。28、简述多缸机“进气抢气”和“排气干涉”现象,如何避免?波正巧到达,则会降低此缸进气压力,使减小,此即所谓“抢气”或“进气干涉”c现象。同理,某缸排气时,正巧其它缸的排气密波到达,则会使该缸排气背压上升,残余废气量增多,也间接使减小,此为“排气干涉”现象。多缸机各缸的上述现象各c不相同,这就会出现多缸机各缸进气不均匀的现象。1-5-3-6-2-4的六缸机,可分为1、2345、6240°曲轴29、 发动机工作过程中缸内不断变化的工质对发动机的各种性能以及燃烧工作模式有巨大影响,为什么?不断变化的工质对发动机的各种性能以及燃烧模式有着巨大的影响。第一,缸内工质是热力循环中热功转换的传递物。第二,缸内燃料与空气组成的可燃混合气又是发动机能量输出的源泉。第三,燃料的理化特性在很大程度上决定了混合气形成、着火燃烧以及发动机负荷调节的不同模式。这一模式反过来又对循环效率、充量系数有重大的影响,即对动力、经济性能产生间接的重大的影响。此外,不同燃料的理化特性也影响到有害排放物的成分和数量。30、 简述传统汽油机与柴油机工作模式的差异。第一,混合气形成方式的差异;汽油——易气化,在常温或稍加热的条件下易于在缸外与空气形成预制均匀混合气;柴油——难气化,缸内高压燃油喷射雾化与高温空气混合;第二,着火燃烧模式的差异;第三,负荷调节方式的差异;汽油机均匀混合气能点燃的混合气浓度范围小,只能靠变化节气门开度,控制混合气进气量来调节负荷。这种方式称为负荷量调节;柴油机在较大的混合气浓度范围都可以压燃着火,所以靠改变循环供油量来调节负荷,由于进气量基本不变,也就是说靠改变混和气浓度来调节负荷,这种方式称为负荷质调节。31、从提高发动机有效效率方面说明有哪些措施可以提高发动机的能量利用效率?提高ηet第一,超膨胀发动机循环——米勒循环;第二,汽油机向稀燃和缸内直喷的发展;提高ηet少摩擦损失、驱动附件损失和泵气损失等提高机械效率。32、简述压缩比对汽油机及柴油机性能的影响及其选择的主要依据。通过对理论循环的分析可知,当压缩比增加时,柴油机、汽油机的循环热效率都增加。但当已较大时,若再增加

的增加将很小,但此时最大爆发压力和压力升t高率均较大,发动机工作粗暴,零部件将受到更大的机械负荷。对柴油机而言,目前已比较大(一般在16~22),放性能等方面考虑,压缩比不再增加,甚至有降低的趋势;但对汽油机,目前仍6~10,还有提高的潜力,但对的增加受到爆燃的限制。因此对柴油机的选取只要能保证压缩终了时气缸内气体温度大于柴油的自然温度200~300℃以保证起动的要求。对于汽油机的选取主要是考虑爆燃等因素。33、 柴油机标定功率有哪几种?说明应用场合。(1)15分钟功率指发动机可连续运行15min(2)1小时功率拖拉机、工程机械等发功机。(3)12小别功率1212重载工作的拖拉机、排灌、电站等发功机。(4)持续功率车和排灌、发电机组的发动机。34、 简述发动机运行特性的分析思路。先推导出发动机稳定运行条件下,有效输出功率Pe

和有效燃油消耗率be

的多因素综合解析式。考虑到发动机实际运行中,式中的很多参数都是常数,若将各常量用一个统一的常系数来表示,则上述解析式可简化。利用上述各式进行稳态特性曲线分析时,先要单独分析各因素随工况参数的变化规律和曲线,然后叠加在一起,再分析P、be e

、T 和B等指标随工况的变化规律和走tq35、

向特点,并指出各单个因素影响的原因和程度,作为修正特性曲线和选择性能改进措施的依据。柴油发动机采用进气增压有何优点?幅度提高。改善经济性能:柴油机增压后,要对喷油、进气和燃烧诸系统重新进行性能CO和烟度都有所下降。但是增压后,主要由于进气温度的上升,NOX有害排放有所增加。此时,若采用增压中冷技术,即采取措施使增压后的热空气经冷却降温后再进入气缸,则NOX反会低于自然吸气机型。降低燃烧及排气噪声:增压后,由于压缩压力与进气温度的增加,使燃烧的中进一步膨胀,所以排气噪声也有所降低。降低制造成本:增压机单位功率质量的下降,使单位功率的制造成本下降,减少整机外型尺寸和单位功率的质量,这对提高车辆使用经济性很有意义。(6)对补偿高原功率损失十分有利。36、 发动机的排放污染物主要有哪些成份(一)排气污染——占发动机总污染量的65~85%CO氮氧化合物NOXHC燃料液滴和炭粒各类铅、硫化合物(二)曲轴箱通风污染——占发动机总污染量的主要是碳氢化合物HC。(三)汽油箱通风污染——占发动机总污染量的主要是碳氢化合物HC。(四)油管、油泵接头处的泄漏污染——占发动机总污染量的主要是碳氢化合物HC。29、何为指示指标?何为有效指标?答:指示指标:以工质在气缸内对活塞做功为基础,评价工作循环的质量。有效指标:以曲轴上得到的净功率为基础,评价整机性能。30、发动机机械损失有哪几部分组成?答:发动机机械损由摩擦损失、驱动附件损失、泵气损失组成。31、写出机械效率的定义式,并分析影响机械效率的因素。Np e e1 m1pNp m N p N pi i i i影响机械效率的因素:转速n似呈二次方关系,随n增大而迅速下降p负荷 负时,发动机燃烧剧烈程平均指示压;而由于转速不变,p平均机械损失压力基本保持不变。则由m发动机怠速运转时,机械效率=0

1

m,机械效率下降 当pi效果。32、试述机械损失的测定方法。机械损失的测试方法只有通过实际内燃机的试验来测定。常用的方法有:倒拖法灭缸法、油耗线法和示功图法。倒拖法步骤:1.定速度倒拖内燃机空转,并尽可能使冷却水、机油温度保持不变。此方法规定优先采用,且不能用于增压发动机。灭缸法此方法仅适用于多缸内燃机(非增压柴油机)步骤:1.将内燃机调整到给定工矿稳定运转,测出其有效功率Pe。停止向一个气缸供油(由此可得整机的指示功率为:Pi=Pi1+Pi2+…=iPe-[Pe(1)+Pe(2)+…]油耗线法:保证内燃机转速不变,逐渐改变柴油机供油齿条的位置,测出每小时耗油量GT随负荷Pe变化的关系,绘制成曲线,称为负荷特性曲线,由此测得机械损失,此方法只是用于柴油机。示功图法:根据示功图测算出机械损失。33、试述过量空气系数、空燃比和分子变更系数的定义。1Kg燃料实际提供的空气量L与理论上所需要的空气量Lo称为过量空气系数。空燃比成为空燃比。M2与燃烧前工质的摩尔数M1M2摩尔数M1’之比。35、什么是充气效率?怎样确定一台发动机的充气效率?答:如果把每循环吸入汽缸的工质换算成进口状态(PA.TA)下的体积V1,则V1值一定比活塞排量Vh:η=G/G=M/M=V/Vv 1 sh 1 sh 1 h充气效率是评价内燃机实际换气过程完善程度的重要参数,充气效率ηv

值高,说明每循环进入一定汽缸容积的充气量越多,内燃机的功率和转矩大,动力性好。气,用流量计来实测内燃机吸入的总充气量V3/。而理论充气量Vsh出: Vsh=0.03inVh由此可得实验测定的充气效率值为η=V/Vv sh37、影响充气效率的因素有哪些?是如何影响的?()进气终了压力P:PA值越大,v越大;进气终了温度TA:TA压缩比ε与残余废气系数γ:ε,γ配气定时:合理的配气定时可使进气状态:进气温度Ts增加,进气压力PsPAPA/Ps38充气效率下降所致?为什么?答:不是,进气压力PsPAPA/Ps影响不大。原因是高原地区空气稀薄,进气量减少使发动机的功率下降。40、如何利用进气惯性效应和波动效应增大进气量?答:惯性效应:转速升高,气流惯性增大,进气迟闭角应增大。----可变气门正时技术(VVT-i,VTEC)波动效应:转速升高,发动机吸气频率增大,应缩短进气管。----可变进气管长度技术41、什么是换气损失,它由哪些部分组成?并作图说明。答:换气损失就是理论循环换气功与实际循环换气功之差。换气损失由排气损失和进气损失两部分组成。换气损失功=X+(Y+W)排气损失功Y+W进气损失功X泵气损失功(X+Y-D)图中X,Y中间有一条水平虚线,曲线最右边有一条竖直虚线(也就是将W,D都封闭起来)65、汽车有害气体的主要污染源有哪些?()以HC为主要成分(约占HC总排量的25,并含有CO从曲轴箱排出CO、HC(约占HC总排量的55%)NOHC20%)66、汽油机、柴油机的排放污染物主要各有哪些成份?控制的主要污染物各是哪些?答:主要有一氧化碳,氮氧化物,碳氢化合物,颗粒。主要有害颗粒在汽油机里是铅化合物,在柴油机是炭烟。此外还有醛(CH及其他致癌物质等。67、发动机控制排放污染物的方法有哪三类,各有哪些?答:1.前处理(1)汽油的处理(2)代用燃料(3)曲轴箱强制通风系统(4)汽油蒸发控制系统机内处理废气再循环系统改进燃烧系统改进点火系统燃油供给系统采用汽油喷射后处理二次空气喷射热反应器催化转换器68、简述CO、NOx、HC.碳烟的生成机理。CO:当空气不足,A/F<14.7时,则有部分燃料不能完全燃烧,生成CO;Nox:高温富氧;HC:HC;下降到炭反应温度以下,则炭不能进一步燃烧而保持其固体状态排出汽缸外。废气中是否出现碳烟取决于膨胀期间温度过分下降以前燃料是否能足够快与空气混合燃烧。69、简述发动机的运转因素对CO、NOx、HC.碳烟的影响。答:1、当车速增加时,CO很快下降,至中速以后变化不大。2、负荷一定时,随转速升高HC排放很快下降;负荷增大时,HC排放降低。3、随转速升高,供给混合气逐渐加浓,缸内温度升高,NOX排放也增加。4容易产生黑烟。(此题答案不太确定)70、汽车和发动机的主要噪声源各有哪些?汽车的噪声源主要有:驱动装置(排气系备。发动机噪声源主要有:燃烧噪声,活塞敲击声,配气机构噪声,喷油泵噪声,齿轮噪声,进气噪声,排气噪声,风扇噪声。71、什么是内燃机工况?有哪三类典型工况?答:内燃机的实际运行状况成为内燃机的工况。第一类工况称为恒速工况,内燃机在某一恒定转速下工作,负荷发生变化。第二类工况,内燃机功率与转速成一定函数关系第三类工况,内燃机功率与转速之间没有一定的函数关系,功率与转速都独立在很大范围内变化。72、什么是内燃机速度特性、外特性、负荷特性、柴油机调速特性答:1.内燃机速度特性指内燃机油门位置不变时,其性能指标随转速而变化的关系2.外特性值指内燃机油门全开且不变时,其性能指标随转速而变化的关系3负荷特性是指内燃机转速不变时其经济性指标随负荷而变化的关系4.柴油机调速特性在调速器起作用时,柴油机的性能指标随转速负荷变化的关系。76、进行负荷特性、速度特性实验的目的是什么?答:进行负荷特性、速度特性试验在标定工况下测量发动机的某几项性能指标来综合评价发动机工作的经济性。77、什么是扭矩储备系数、扭矩适应性系数和转速适应性系数?答:扭矩储备系数:u=(MemAx-Meh)x100%扭矩适应系数:Km=MemAx/Meh 其中标定工况的转矩MemAx:外特性曲线上最大转矩转速适应系数:Kn=nH/nT:最大功率的转速81、试述增压比、增压度、压气机喘振、涡轮机阻塞的定义。答:增压比:增压比Πκ是指增压后气体压力Pκ与增压前气体压力Po之比。增压度:增压度Ψκ是指发动机在增压后的功率与增压前的功率之比。压气机踹振:在一定转速下,当空气流量减少到低于一定数值时,压气机的工作便开同时发出粗暴的踹息声,这种不稳定工况称为踹振。涡轮机阻塞:当涡轮机转速一定,随着膨胀比Pt*/P2的增大,流量随着增加,当膨胀比增加到某一临界时,流量达到最大值,不再增加,这种现象称为涡轮机的阻塞现象。82、废气涡轮增压对发动机性能有什么影响?(一)动力性↑(二排气污染及噪声↓(三)加速性↓(四)发动机的低速扭矩偏低(五)起动性与制动性↓(六)热负荷、机械负荷↑83、什么是恒压系统、脉冲系统?对它们进行比较?小的。结构复杂、流动损失大。低增压:脉冲系统高增压:恒压系统84、为什么必须加装中冷器?另一方面也可以降低柴油机压缩始点的温度和整个循环的平均温度高时才是合适的,低增压时没有必要设置中冷器。、气效率的概念及影响因素。、动机采用增压系统的优点。87、小传动比或主减速器传动比时,要考虑哪些问题?88、通过性的主要因素有哪些?89、高汽油机充气效率的主要途径。答:降低进气系统的阻力损失,提高气缸内进气终了时的压力。降低排气系统的阻力损失,以减少缸内的残余废气稀疏。减少高温零件在进气系统中对新鲜冲量的加热,以降低进气终了时的冲量温度。计算1、已知一四行程柴油发动机,缸数为 6,单缸气缸工作容积为2L,燃料燃烧热值为44000kJ/kg,发动机转速为1500r/min,机械效率为0.8,有效功率为88.5kw,耗油量为20.3kg/h。试计算:①指示功率、指示热效率、指示燃油消耗率;②有效热效率、有效燃油消耗率解:指示功率:由

e,得

P 88.5 e Pm P i Pi m

0.8有效燃油消耗率:b Be Pe

20.31000229.4(g/kWh)88.5有效效率:

3.6 3.6 e bH 229.444000ebi Pi

20.3110.625

1000(183.5g/kWh)指示效率:

106

3.6

1060.445i bH 183.644100i2、设计一台四冲程六缸柴油机,标定工况转速3000r/min,标定功率66.8KW,活塞平均速v=10m/s,平均指示压力p=0.9MpA,平均机械损失压力p=0.2MpA。m mi mm试确定:活塞行程s气缸直径ηm403000r/min负荷,机械效率下降,当 ηm=0.5时,通过研究,活塞组摩擦损失可能降低试问有效燃油消耗率Be怎样变化?解:m(1)v 2sn10260mm 3000s30v 102 3010102 10cmm 3000n(2)p p p 0.90.20.7Mpame mi mmD2p Vi

p me 4

sinP e

s 120

120480P0.7163000480P0.71630003.14e48066.8126003.14(3)

1 mm1

10.222220.778p 0.2m pp 0.211Hc t m U11Hc t m UHc t m U#m#m1mm

0.7780.5

55.6%可能提高55.6%3、六缸四行程柴油机Ds=135*140mm,在2200r/min发动机的有效功率Pe

=154Kw,有效燃油消耗率be

=217g/Kw.h,机械效率m

=0.75,求该工况下的指示功率P,平均有效i压力pme解:

,有效扭矩Ttq

和有效效率e

(柴油机热值H=42500kJ/K。指示功率:由

e,得

P 154 e Pm P i Pi m

0.75气缸工作容积:V

D2

s103

3.141352

1401062(L)s 4 4

120P P

120154 0.7(MPa)me Vs

in 262200

9550P P

9550154668.5(Nm)tq n 2200有效效率:

3.6

106 3.6 1060.39e bH 21742500e4、设计一台四缸四冲程高速汽油机,设平均指示压力 pmi=0.95MpA,平均机械损失压力pmm=0.15MpA5000r/min27.13kw(1)12m/s(2)若缸径冲程比为1:1.09,则缸径、冲程取多大?(取整)解:(1)平均有效压力:p p p 0.950.150.8(MPa)me mi mm气缸工作容积:V

30Pe

10630427.13106203475(mm3)s p in 0.845000me活塞行程:s30Cm100301210072(mm)n 5000SS4SS42034753.1472(2)s/D1.094V31.09S气缸直径:4V31.09S

60(mm)42034753420347531.093.14活塞行程:s1.09D1.096268(mm)5、设有一台单缸四冲程柴油机,其部分参数为:气缸直径D100mm,活塞行程s110mm,标定转速n2000r/min,摩擦功率Pm

3.68kW,机械效率m

0.75,每小时耗油量B2.67kg/h柴油的低热值H 42496kJ/kg试求该柴油机的平均有效压力p 有u me效燃油消耗率b及有效效率 。e et解:由公式m

1 m得PPPiP

3.68Pi

m1m

14.72(kW10.75Pe

Pi

14.720.7511.04(kW)指示效率:it

3.6103P BHu

3.610314.720.4672.6742496有效效率: 0.750.4670.35et it m气缸排量:V

D2

s106

3.141002

110863500(mm3)S 4 4

120P P

12011.04 0.767(MPa)me Vs

in 0.863512000有效燃油消耗率:be

B103Pe

2.6711.04

103241.85g/(kWh)6、一台四冲程柴油机的标定功率为Pe

158kWPe1

26.33kW/缸,平均有效压pme0.85MPas/D1.24Cm/s,试确定这台柴油机的缸径和转速(取整。解:i158/26.336sn30C 3011330(m/s)mP120Pp

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