工程热力学基础
１工质：在工程热力学中，把实现热能与机械功相互转换的工作物质称为工质。燃料燃烧前，工质为空气（柴油机）或空气和汽油的混合气（汽油机）。燃烧后，工质主要是二氧化碳和水蒸气等
２热能的传递方式
热能可由工质通过传导、对流或辐射等方式来进行传递
３热力学第一、第二定律-能量平衡方程
根据热力学第一定律，系统的内能、热量和功三者的转换必然遵守下列方程： dq=du+dw
４理想气体状态方程
对于mkg 理想气体，状态方程式为 ５气体的热力过程主要有哪几种？
定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程和多变过程
发动机工作循环和性能指标
６理论循环和实际循环的差别？
1）工质是一种理想气体，在整个循环中保持物理和化学性质不变，其状态参量的变化完全遵守理想气体状态方程 pV=mRT 。
（2）不考虑实际存在的工质更换及漏气损失，工质是在闭口系统中做封闭循环。
（3）工质在绝热压缩和绝热膨胀过程中工作，与外界不进行热交换。
（4）用定容放热和定容或定压加热来代替实际的换气和燃烧过程。 ７发动机的工作次序?
直列：153624 V 形：R1-L ３-R3-L2_R2-Ｌ１
８发动机实际工作循环哪几个过程组成，哪几个行程组成？
实际工作循环则是由进气、压缩、燃烧、膨胀、排气五个过程所组成的 ９发动机的指示性能指标、有效性能指标（有效功率、
有效转矩、有效燃油消耗率）和强化指标（升功率）
指示指标：以工质对活塞所做之功为计算基准的指标。
指示指标不受动力输出过程中机械摩擦和附件消耗等各种外来因素的影响，直接反映由燃烧到热功转换工作循环进行的好坏。
有效指标：以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
有效指标代表着发动机整机性能，被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣，因而在生产实践中获得广泛的应用
有效功率：从发动机功率输出轴上得到的净功率，用Pe 表示
Pe=Pi(指示功率)-Pm(机械损失功率) (kW)
机械损失功率：这些损失的总和所消耗的功率，用Pm 表示。
发动机的有效功率Pe ，可利用测功器和转速计进行测量计算而定。 有效转矩：发动机工作时，由功率输出轴输出的转矩，用Te 表示。
pV mRT =26010009550
e e
e nT T n P π=?＝
Te 与有效功率Pe 的关系为
Te ——有效转矩（N ·m ）；
n ——发动机转速（r/min ）
有效燃油消耗率：指单位有效功的耗油量，也就是发动机每有效千瓦小时的耗油量，用ge 表示，单位(g/kW ·h)
当实验测得发动机的有效功率为Pe （kW ）及每小时耗油量为mh （kg/h ）
时，有效油耗率ge 为：
升功率：发动机每升工作容积所发出的有效功率称为升功率，用PL 表示
可以看出：提高PL 的措施是提高pe 和n 。
PL 可用来评价发动机的承载能力、热负荷和机械负荷的应力水平以及发动机工作容积（排量）的利用程度，进一步提高升功率是发动机发展方向的研究课题之一。
PL 的大致范围是：
汽油机 20～50（kW/L ）
柴油机 18～30（kW/L ）
１０发动机机械损失功率的组成部分？
机械损失的组成：
机械摩擦损失：发动机内部运动件的机械摩擦、搅油及空气
动力损失。
辅助设备（附件）驱动功率的消耗
泵气损失
１１影响机械效率的主要因素有哪些？
1．转速（活塞平均速度）的影响
2．负荷的影响
3．润滑油温和冷却水温的影响
4．气缸尺寸及数目的影响
5．加工工艺水平的影响
１２发动机压缩比范围？
汽油机 6-10
柴油机 14-22
增压柴油机 12-15
发动机的换气过程
１３换气过程 ? 发动机的换气过程包含排气过程和进气过程。
3
10?=e h e P m g 3
310301030--?=?==ττn P i V in V P i V P P e s s e s e L
? 换气过程的任务是：将气缸内上一循环的废气排除干净，为下一循环充入尽可能多的新鲜工质，保证发动机动力周而复始地输出
? 研究换气过程，目的在于了解换气过程的工作状态，分析影响充气量的各种因素，从中寻求减少换气损失和提高充气量的措施
四行程发动机的换气过程始于排气门开启，止于进气门关闭
? 根据气体流动特点，一般将此过程分成四个阶段：
自由换气、强制换气、进气和燃烧室扫气
１４四行程发动机换气过程的阶段划分
自由换气、强制换气、进气和燃烧室扫气
１５充气效率
充气效率ηv ：是实际进入气缸的新鲜工质质量m 与进气状态下整个气缸容积充满了新鲜工质的质量m0之比值
根据理想气体状态方程可得： １６提高充气效率的措施有哪些？
一减少进气门处的流动损失
二减小整个进气管道对气流的阻力
三减少对新鲜工质的热传导
四减小排气系统对气流的阻力
五合理选择配气定时
提高充气效率的措施
1 减小进气系统的阻力
1．进气门部分
（1）增大气门直径
（2）增加气门数量
（3）增加气门升程
（4）改善气门处流动阻力
2．进气管道部分
（1）尽量增加管道的截面积；
（2）降低管道内壁的粗糙度；
（3）采用圆形管道；
（4）避免急弯，拐弯处圆弧过渡；
（5）避免截面积急剧变化，利用圆弧过渡；
（6）利用气道形成扫气涡流
3．空气滤清器部分
(1)加大气流通过截面；
0m m
v =η1'000<==a a a a v T V p T V p m m η
(2)采用高效低阻的滤芯结构和材料；
(3)及时清洁和更换滤芯。
4．节气门体部分
该部分除了降低节气门体和节气门的气流阻力外，还要注意对空气流量计的选择。如热丝式、热膜式流量计的流动阻力相对就小些
2 合理选择配气定时
1．可变凸轮轴相位
让整根凸轮轴相对于正时皮带轮旋转一个角度，从而改变开启提前角和关闭延迟角
2．可变配气相位及气门升程
由2个以上的凸轮控制一个气门，因此气门的开闭角度、开闭的快慢、气门升程均可调节，能明显提高充气效率
如丰田的VVT-i ，本田的VTEC ，现代的CVVT 发动机都具有该功能
3 利用动态效应
? 采用了可变进气道结构（可变进气歧管长度控制）。
4 提高压缩比
１７配气相位
１８i-VTEC 与VVT-i
燃料与燃烧
１９过量空气系数和空燃比
过量空气系数：燃烧1kg 燃料实际提供的空气量L 与理论上所需的空气量L0之比，称为过量空气系数α
空燃比：与α理念相似，也有将燃烧时空气量与燃料的比例值是用空燃比A/F 表示。 ２０汽油（挥发性、抗爆性-辛烷值）和柴油（低
温流动性、自燃性-十六烷值）的基本特性?
挥发性：汽油的挥发性常用蒸馏曲线相对地评定。在汽油规格中，以10%，50%，90%等馏分的馏出温度作为汽油挥发性的主要指标
10%蒸发温度标志燃油的起动性，10%蒸发温度低，则起动性好
50%馏出温度标志汽油的平均挥发性，发动机起动后，其温度逐步上升到正常运转温度的时间称为暖车时间
90%的馏出温度标志着燃料中含有难于挥发的重质成分的数量，此温度越低，表明燃料中重质成分少，挥发性好，有利于完全燃烧
? 汽油机的最低起动温度、气阻和蒸发损耗等方面的相对性能可根据10%馏出温度来预测；
? 平均挥发性、暖车时间、加速性以及工作稳定性可根据汽油的50%馏kg
kg F A 11燃料质量量燃料实际供给的空气质燃烧燃料量空气量==
出温度评估；
?燃料中重质成分的数量、燃烧冒烟、对机油的稀释程度可根据90%的馏出温度来评估。
抗爆性：燃料的抗爆性是指燃料对于发动机发生爆燃的抵抗能力。燃料抗爆性好，有利于提高发动机的压缩比，改善发动机的经济性
评定汽油的抗爆性指标是辛烷值。辛烷值高，则抗爆震能力强柴油机
低温流动性
?温度降低时，柴油开始析出固态石蜡而呈混浊状态的温度称为浊点。
?温度继续下降，柴油失去流动性能的温度称为凝点。
?柴油达到浊点时，虽然仍具有流动性，但石蜡结晶颗粒容易阻塞滤清器和油路。从流动性考虑，希望柴油的凝点低，凝点与浊点的温
差小。
自燃性
柴油机是依靠燃料自燃发火而燃烧的。它要求燃料有好的自燃性。
一般十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标。它与发动机的粗暴及起动性均有密切关系
十六烷值高的柴油，其着火延迟期短，气缸中形成的混合气少，燃烧所释放的热量也少，发动机工作平稳；同时冷起动性亦能随之改善。反之，发动机将工作粗暴，起动性能也变差
在选用柴油时不应单纯地追求高十六烷值,通常要求柴油的十六烷值应在45～60之间
２１汽油和柴油的选用？
?在选用时，根据发动机的压缩比来选择其相应使用的汽油：
90号的汽油适用于压缩比小于9.0的发动机；
93号汽油适用于压缩比9.0～10.0的发动机；
97号汽油则适用于压缩比高于10.0发动机。
选用柴油时，应按凝点不同分，按最低环境温度来选用。
10号轻柴油——适合于有预热设备的高速柴油机上使用；
0号轻柴油——适合于最低气温在4℃以上的地区使用；
-10号轻柴油——适合于最低气温在-5℃以上的地区使用；
-20号轻柴油——适合于最低气温在-14℃以上的地区使用；
-35号轻柴油——适合于最低气温在-29℃以上的地区使用；
-50号轻柴油——适合于最低气温在-44℃以上的地区使用
柴油机混合气的形成和燃烧
２２柴油机和汽油机相比，混合气形成有哪些特点？
２３柴油机的两种混合气形成方式及各自特点
空间雾化混合气的优点是混合气形成速度快，燃烧过程比较稳定，对转速范围的适应性强。其缺点是燃料在着火以前形成的混合气量较多，使燃烧过程较为粗暴，并生成较多的NOX
油膜蒸发混合方式比空间雾化混合方式所得到的混合气更均匀
?其缺点是油膜蒸发的速度受壁温、油膜厚度和气流运动的影响很大，燃烧不及空间雾化稳定。当燃烧室壁温较低时，混合气形成慢，冷
起动困难，怠速及小负荷时HC排放高。
?这种方式形成的混合气比例越高，燃烧越柔和，排气中NOX含量也越
２４柴油机常见燃烧室类型及主要性能比较？
?直喷式燃烧室：（l）开式燃烧室（2）半开式燃烧室
?分隔式燃烧室（1）涡流室燃烧室（2）预燃室燃烧室
２５柴油机的燃烧过程可以分哪几个阶段？
滞燃期（着火延迟期）速燃期缓燃期补燃期
２７柴油机异常喷射现象有哪几种？
二次喷射滴油现象断续喷射不规则喷射和隔次喷射气穴与穴蚀汽油机混合气的形成和燃烧
２８汽油机中的动力性、经济性和排放物CO、HC、NOX随过量空气系数的变化关系如何？
２９反馈控制的概念 P116
３０爆震
?爆震（燃烧）：特征是气缸内发出清脆的金属敲击声，亦称之敲缸。
?爆震产生的原因是；在正常火焰传播的过程中，处在最后燃烧位置上的那部分末端混合气受到压缩和接受辐射热能，加速了先期反应
而自燃。这部分自燃混合气的燃烧速度极快，火焰速度可达300m/s，甚至1000m/s以上，使局部压力、温度增高，并伴随有冲击波
汽油机不允许在严重爆震燃烧的情况下工作
影响爆震的因素
?燃料性质：辛烷值高的燃料抗爆震能力强。
?末端混合气的压力和温度：末端混合气的压力和温度增高，则爆震倾向增大。例如，提高压缩比，则气缸内压力、温度升高，容易发
生爆震。
?火焰前锋传播到末端混合气的时间：提高火焰传播速度、缩短火焰传播距离，都会减少火焰前锋传播到末端混合气的时间，这有利于
避免爆震。
３１过量空气系数α对汽油机燃烧的进行有何影响？最大功
率混合气与经济混合气的α值为多少？为什么？
?改变过量空气系数α值时，火焰传播速度发生变化，影响燃烧过程。（1）功率混合气：当α=0.85～0.95时，火焰传播速度最快，这种浓度的混合气将使发动机发出最大功率，故称为功率混合气。但爆震倾向加大。此时有效耗油率较高。
（2）经济混合气：当α=1.05～1.15时，火焰传播速度仍较高，混合气中的氧气足够使燃料完全燃烧，此时发动机的热效率最高，有效耗油率最低，故称经济混合气。汽车行驶的大部分时间是汽油机处于中等负荷下工作，这时使用经济混合气可提高其燃料经济性。
（3）过浓、过稀混合气
?当汽油机混合气过浓时，由于空气不足，燃料燃烧不完全，将引起排气管冒黑烟，严重时将使未燃的油分子一遇到空气中的氧分子就
急骤燃烧起来，造成排气管放炮。此时，一氧化碳CO、碳氢化合物
HC排放增加，氮氧化合物NOX排放较少；
?若混合气过稀，则由于火焰传播速度缓慢，易使燃烧不稳定，补燃量增加，燃烧过程延续到排气冲程终了，这时HC、CO排放量减少，
但NOX排放量增加。
３２电控汽油喷射系统中空气流量的检测方法有哪几种？
一类是直接测量方式，它直接通过空气流量传感器测量空气量，又可以
分为质量流量检测方式和体积流量检测方式。另一类是间接测量方式３３汽油机的燃烧过程阶段划分？
1 滞燃期（着火延迟期）
2 急燃期（明显燃烧期）
3 补燃期（后然期）３４常用燃烧室形状有哪几种？
?浴盆形燃烧室
?楔形燃烧室
?半球形燃烧室
?多球形燃烧室
?L形燃烧室
发动机特性
３５汽油机和柴油机的负荷调节方法有何区别？
３６发动机的负荷特性曲线变化趋势分析及原因
３７如何利用负荷特性求任意工况的ge？
３８汽油机的速度特性曲线变化趋势分析及原因
３９发动机的外特性？
汽油机的外特性是在节气门全开时测得的，曲线上每一点表示它在此转速下的最大功率及转矩，所以代表发动机最高动力性能，所有发动机都需要做外特性曲线
车用汽油机外特性
转矩Te曲线
?Te=k2 (ηv /α) ηmηi
?在节气门开度一定时，α值基本不随转速而变化，汽油机Te大小主要决定于ηvηmηi 随n的变化。
?ηv是在某一中间转速时最大，这时因为在此转速下能最好地利用惯性进气，当转速低于或高于此转速时。ηv都将降低
?ηi的变化是在某一中间转速略为凸起。在较低转速下，因缸内气流扰动减弱，火焰传播速度减低，散热及漏气损失增加，使ηi降低；
转速高时，燃烧所占的曲轴转角大，燃烧效率低，也使ηi降低。不过它的变化比较平坦，对Te影响较小。
?转速增加，消耗于机械损失的功增加，因此ηm随转速上升而下降。
?综合而言，当转速由低速开始上升时，由于ηv、ηi上升，Te有所增加，对应于某一转速时， Te达最大值。转速继续提高，由于ηv 、ηm同时下降，因此Te随转速升高而较快地下降，即Te曲线变化变陡功率Pe曲线
?当转速从很低值增加时，由于Te和转速同时增加，P = Ten/9550迅速上升；
?直至转矩达到最高点后，再继续提高转速，则Pe上升逐渐缓慢；
?至某一转速Ten达到最大值时，Pe亦不能再增加；
?若转速再上升，由于Te的降低已超过了转速上升的影响，所以功率Pe反而下降。
有效燃油消耗ge曲线
?综合ηi、ηm的变化，ge在某一中间转速时最低；当转速高于此转速时，则因ηi、ηm 同时下降而ge上升。当转速低于此转速，因ηi上升弥补了ηm 的下降， ge亦增加。
?由于进气管动态效应影响到ηv随n的变化规律，因而Te、 ge等随n 变化的曲线也常呈某些波动现象。
４０柴油机装调速器的必要性？
（1）由柴油机的速度特性已知，其有效转矩曲线随转速变化平缓。因此，柴油机外界阻力矩的少量变化，就会引起柴油机转速的较大变化。又由喷油泵速度特性，转速升高，循环供油量增加。
（2）发动机在标定转速附近运转时，如果忽然卸去负荷会造成转速大幅上升，循环供油量也迅速增加，发动机转速进一步快速上升，甚至超过允许限度而出现飞车事故。因此，柴油机上必须有防止超速的装置。
（3）汽车发动机在怠速工况运转时，若发动机负载突然增加，怠速将会下降，循环供油量也下降，转速进一步下降，最终导致怠速运转不稳定，甚至熄火。因此柴油机必须有保证怠速稳定的装置
４１发动机的万有特性？
为了能在一张图上较为全面地表示发动机性能，经常应用多参数的特性曲线称为万有特性
汽油机与柴油机万有特性的比较
?最低油耗偏高，经济区偏小；等燃油消耗线在低速区向大负荷收敛，说明汽油机低速、低负荷工作时，燃油消耗率较高；
?等功率曲线随转速升高而斜穿等燃油消耗线，故当Pe一定时，转速愈高愈费油；汽油机（n一定）的△ ge/△Te或△ ge /△Pme 比柴油机大，说明变工况工作时平均油耗偏高。
?柴油机万有特性与汽油机相比：最低燃油消耗偏低，经济区较宽；
等耗油率线在高低速均不收敛，变化比较平坦；等功率线向高速延?伸时，耗油率变化不大。
CA6102汽油机万有特性EQD6102—1型柴油机
万有特性
万有特性的应用
?可以方便地查到内燃机在任何点（Te,n）工作时的Pe 、 ge、Pme 以及发动机最经济负荷和转速。
?等燃油消耗率曲线的形状及分布情况，对内燃机使用经济性有很大影响。等燃油消耗率曲线内层为最经济区，曲线愈向外，经济性愈差。如果等燃油消耗率曲线横向较长，表示内燃机在负荷变化不大而转速变化较大的情况下油耗较小。如果等燃油消耗率曲线纵向较长，则发动机负荷变化较大而转速变化较小情况下的燃油消耗较小。
对于常用于中等负荷、中等转速工况的车用内燃机，希望其最经济区处于万有特性中部，等燃油消耗率曲线横向较长。对于转速变化范围较小而负荷变化范围较大的工程机械用内燃机，希望最经济区在标定转速附近，等燃油消耗率曲线纵向较长些。
一、发动机的性能 一、解释术语 1、指示热效率：是发动机实际循环指示功与消耗燃料的热量的比值. 2、压缩比：气功容积与燃烧室容积之比 3、燃油消耗率：发动机每发出1KW有效功率,在1h内所消耗的燃油质量 4、平均有效压力：单位气缸工作容积所做的有效功 5、有效燃料消耗率：是发动机发出单位有效功率时的耗油量 6、升功率：在标定工况下，发动机每升气缸工作容积说发出的有效功率 7、有效扭矩：曲轴的输出转矩 8、平均指示压力：单位气缸容积所做的指示功 2、示功图：发动机实际循环常用气缸内工质压力P随气缸容积V（或曲轴转角）而变化的曲线 二、选择题 1、通常认为，汽油机的理论循环为（ A ） 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 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） 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 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ） A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热
2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ） A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有（ C ）。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变
、发动机的性能 一、解释术语 1、指示热效率：是发动机实际循环指示功与消耗燃料的热量的比值. 2、压缩比：气功容积与燃烧室容积之比 3、燃油消耗率：发动机每发出1KW有效功率，在1h内所消耗的燃油质量 4、平均有效压力：单位气缸工作容积所做的有效功 5、有效燃料消耗率：是发动机发出单位有效功率时的耗油量 6、升功率：在标定工况下，发动机每升气缸工作容积说发出的有效功率 7、有效扭矩：曲轴的输出转矩 8、平均指示压力：单位气缸容积所做的指示功 2、示功图：发动机实际循环常用气缸内工质压力P随气缸容积V (或曲 轴转角)而变化的曲线 二、选择题 1 、通常认为，汽油机的理论循环为 A ) 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 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中，工质 B ) A、不吸热不放热 B 、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热
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、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础、曲轴输出的功率为基础 5、常认为，油机的理论循环为 A、定容加热循环定压加热循环 C、混合加热循环多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中，工质 A、不吸热不放热 B 、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以 A、燃料具有的热量为基础 B 、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D 、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有( C)。 A、有效热效率 B 、混合热效率 C、指示热效率 D 、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是 B )。 A、定容过程 B、加热过程
1.当气缸内压力pe与排气门后的压力pe′的比值大于等于1.83，排气门处气体 的流动达到音速500~700m/s，自由排气阶段排出废气量达排气总量的60％以上。 2.四冲程增压发动机的理论泵气功大于实际泵气功，理论泵气功等于实际泵气功 与泵气损失功的和。 3.排气损失由自由排气损失和强制排气损失两部分组成，排气早开角△ψeo小， 自由排气损失小而强制排气损失大；△ψeo大则反之。 4.由示功图直接计算出一个工作循环缸内气体所做的功，称为指示循环功Wi。 5.充量系数φc是衡量发动机进气过程完善程度的重要指标，它定义为每缸每循 环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下充满气缸工作容积的进气量比值。 6.可燃混合气低热值H um 是单位质量或单位体积可燃混合气的低热值。 7.进气门平均有效开启通路面积与进气门的“角面值”成正比，。 8.进气动态效应在进气门处的压力波对充量系数φc 造成一定的影响，利用进气动态效应的正压脉冲波会有效地提高φc值。 9.发动机负荷越大，进气温升ΔT a′越高，进气密度越低，充量系数φ c 值就越小。 发动机转速越低，进气温升ΔT a′越低，进气密度越高，充量系数φ c 值就越大。 10.预混合燃烧的燃烧速度主要取决于化学反应速度和火焰传播的速度。 11.发动机将燃料的化学能转换为机械能。燃料燃烧将化学能转换为热能，气体 膨胀将热能转换为机械能。 12.柴油机的混合气是缸内燃油高压喷射、雾化与空气混合形成的。 13.发动机的充量系数φc随转速n变化规律，叫做发动机的进气速度特性。 14.影响汽油机爆燃的因素有：点火提前角、压缩比、气流运动强度、火焰传播 速度、燃烧室结构、火焰传播距离、末端混合气温度和燃料抗爆性等。 15.低温多阶段着火要经历冷焰诱导阶段（τ1），冷焰阶段(τ 2 ) ，蓝焰阶段（τ 3）三个阶段。 16.等容加热循环的循环热效率最高，等压加热循环的循环热效率最低，混合加 热循环的循环热效率介于等容加热循环与等压加热循环之间。 17.汽油机调节输出功率的大小是通过控制进入气缸的混合气进气量来实现的。称为量调节。 18.三种理论循环的热效率均随压缩比的加大而上升。提高发动机的压缩比能提
汽车发动机原理试题（2002年） 姓名学号班级成绩 一、解释下列概念（本题30分） 1）平均有效压力 2）预混燃烧 3）有效燃油消耗率 4）机械效率 5）残余废气系数 6）火焰传播速度 7）爆燃 8）柴油机滞燃期 9）表面点火 10）理论空气量 11）过量空气系数 12）外特性 13）扫气系数 14）喷油规律 15）挤流 二、简要回答下列问题（本题25分） 1.何谓内燃机的充气效率？简述提高汽油机充气效率的主要途径。（5分） 2.内燃机的机械损失包括哪几部分？常用哪几种方法测量内燃机的机械损失？简述其原理。（10分） 3.对于电控柴油机何谓时间控制，高压共轨系统主要的优缺点？（10分） 三、选择正确答案（每小题1分，共10分） 1、当发动机压缩比增加时 a、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向增加 b、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向增加 c、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向减小 d、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向减小 2、一般汽油机和柴油机标定工况相比最高燃烧压力Pz和最高燃烧温度Tz是 a、Pz柴油机大于汽油机，Tz柴油机大于汽油机 b、Pz柴油机大于汽油机，Tz柴油机小于汽油机 c、Pz柴油机小于汽油机，Tz柴油机小于汽油机 d、Pz柴油机小于汽油机，Tz柴油机大于汽油机
3、当发动机燃料的自燃温度增加时 a、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向增加 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 4、当发动机的点火提前角或喷油提前角增加时 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 5、对于汽油机来说，最佳点火提前角如下变化 a、油门位置一定，转速增加时，最佳点火提前角不变， b、油门位置一定，转速增加时，最佳点火提前角减小， c、转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角增大 d、转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角减小 6、柴油机比汽油机经济性好的主要原因是 a、柴油机压缩比大，热效率高 b、柴油机机械效率高 c、柴油机转速低 d、柴油机功率大 7、我国柴油的标号是指 a、闪点 b、凝固点 c、十六烷值 d、10%馏出温度 8、汽车选配内燃机时，如果后备功率大，那么汽车在运行时 a、动力性好，使用经济性差 b、动力性好，使用经济性也好 c、动力性差，经济性差 d、动力性差，经济性好 9、当发动机转速不变，负荷增大时 a、汽油机α基本不变，柴油机α减小 b、汽油机α减小，柴油机α基本不变 c、汽油机α基本不变，柴油机α增加 d、汽油机α减小，柴油机α增加 10、当发动机油门位置固定，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 四、判断对错简述理由（本题10分） 1．内燃机转速一定，负荷增加时，内燃机的机械效率增加。 2．当汽油机转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角减小。 3．增压柴油机比非增压柴油机气门叠开角大。 4．汽油机是量调节，柴油机是质调节。 5．内燃机的扭矩储备系数指外特性上最大扭矩与标定扭矩之比。 6．当汽油机油门位置一定，转速变化时，过量空气系数a基本不变。 7．当汽油机在使用中出现爆震，常用的消除办法是增加点火提前角。 8．内燃机的换气损失包括：进气损失、排气损失和泵气损失三部分。 9．为了减少柴油机燃烧噪声，应尽量减少其滞燃期中的喷油量。 10．高速小型柴油机通常采用浅盆型燃烧室。
1、汽油机实际循环与下列（）理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 2、汽油机常用的压缩比在（）范围内。 A、4 ～7 B、7 ～11 C、11 ～15 D、15 ～22 3、车用柴油机实际循环与下列（）理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 4、非增压发动机在一个工作循环中，缸内压力最低出现在（） A、膨胀结束 B、排气终了 C、压缩初期 D、进气中期 5、发动机实际换气过程完善程度的评价参数有（） A、机械效率 B、热效率 C、进气马赫数 D、充气效率 6、四冲程发动机换气过程中存在气门叠开现象的原因是（） A、进气门早开和排气门早开 B、进气门晚关和排气门早开 C、进气门早开和排气门晚关 D、进气门晚关和排气门晚关 7、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 8、提高压缩比使汽油机的爆震倾向加大，为此，可采取（）的措施。 A、减小喷油提前角 B、减小点火提前角 C、加大喷油提前角 D、加大点火提前角 9、评价速燃期的重要指标中有（） A、温度升高率 B、最大压力出现时刻 C、最高温度 D、压力升高时刻 10、下列措施中，不能够消除汽油机爆震的是（） A、增大点火提前角 B、推迟点火提前角 C、加强冷却 D、选用高牌号的汽油 11、下面列出的（）属于柴油机燃烧特点。 A、缺氧 B、空气过量 C、扩散燃烧 D、混合气预先形成 12、柴油机混合气形成过程中，存在燃料燃烧、燃料（）、燃料与空气之间的扩散同步进行现象。 A、燃烧 B、凝结 C、蒸发 D、混合 13、球形油膜燃烧室属于柴油机（）燃烧室。 A、涡流式 B、预燃室 C、间接喷射式 D、直接喷射式 14、下列四种燃烧室对喷射系统要求最高的是（） A、开式燃烧室 B、半开式燃烧室 C、涡流室燃烧室 D、预燃室燃烧室 15、在发动机试验装置中，（）是发动机试验台架的基本设备。 A、发动机 B、试验台 C、测功机 D、测量系统 17、万有特性图中，最内层的区域是（） A、功率最高区域 B、油耗最小区域 C、转矩最大区域 D、转速最小区域 18、发动机的有效燃油消耗率和下面哪个参数成反比（） A、机械效率 B、指示热效率 C、两个都是 D、两个都不是 19、三元催化转换器要求的空燃比范围是（）理论空燃比。 A、小于 B、小于并接近 C、大于 D、大于并接近
第一章 1简述发动机的实际工作循环过程。 答: 2画出四冲程发动机实际循环的示功图，它与理论示功图有什么不同？说明指示功的概念和意义。 理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体随温度等因素影响会变大，而且实际循环中还存在泄露损失.换气损失燃烧损失等，这些损失的存在，会导致实际循环放热率低于理论循环。指示功时指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi,指示功Wi反映了发动机气缸在一个工作循环中所获得的有用功的数量。 4什么是发动机的指示指标？主要有哪些？ 答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。 5什么是发动机的有效指标？主要有哪些？ 答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。强化系数PmeCm. 第二章
1为什么发动机进气门迟后关闭.排气门提前开启？提前与迟后的角度与哪些因素有关/ 答：进气门迟后关闭是为了充分利用高速气流的动能，从而实现在下止点后继续充气，增加进气量。排气门提前开启是由于配气机构惯性力的限制，若在活塞到下止点时才打开排气门，则在排气门开启的初期，开度极小，废弃不能通畅流出，缸内压力来不及下降，在活塞向上回行时形成较大的反压力，增加排气行程所消耗的功。在发动机高速运转时，同样的自由排气时间所相当的曲轴转角增大，为使气缸内废气及时排出，应加大排气提前角。 2四冲程发动机换气过程包括哪几个阶段，这几个阶段时如何界定的？ 答：1）自由排气阶段：从排气门打开到气缸压力接近于排气管内压力的这个时期。 强制排气阶段：废气是由活塞上行强制推出的这个时期。 进气过程：进气门开启到关闭这段时期。 气门重叠和燃烧室扫气：由于排气门迟后关闭和进气门提前开启，所以进.排气门同时
此答案仅供参考，如有错误，请大家相互改正； 发动机原理复习资料 注意：考试试题类型有三种：填空题，选择题，名词解释，简答题，计算题。 1.发动机的示功图是什么？代表什么？参数有哪些？ P-V图上曲线所包围的面积表示工质完成一个实际循环所做的有用功2，根据加热方式不同，发动机有三种基本空气标准循环，柴油机，汽油机近似
为哪种循环？ 汽油机的理想循环：等容加热循环 ; 低速柴油机的理想循环：等压加热循环高速柴油机的理想循环：混合加热循环 定容加热混合加热定压加热 3. 实际循环与理论循环之间的差别由哪几项损失引起？ ? 1.实际工质的影响 ? 2.换气损失 ? 3.燃烧损失 ? 4.传热损失 ? 5.缸内流动损失 ? 6.其他几项损失
4. 影响充气效率的因素包括哪几项？ 影响ηv的因素有： ?进气（或大气〕的状态（ps、Ts） ?进气终了时气体压力（pa） ?进气终了的气体温度（Ta） ?残余废气系数（γ） ?压缩比（ε） ?气门正时（ξ） 5. 评定柴油自燃性好坏的指标，汽油抗爆性的指标是什么？ 十六烷值辛烷值 6.预混合燃烧的燃烧过程实质是一个什么样的过程？ 火焰在预混合气体中传播的过程 7. 四冲程发动机换气过程有哪些？
自由排气、强制排气、进气、气门叠开 8.四行程发动机换气过程的图是怎么样的？图上的内容表示什么？(以书本为准) (P23） 气缸压力p、排气管压力pr随曲轴转角的变化曲线
9．内燃机三种理想循环，在加热量和最高压力相同时，定容加热循环热效率、定压加热循环热效率和混合加热循环热效率的关系是怎么样的？ ?循环总加热量相同时 定容加热循环热效率＞混合加热循环热效率＞定压加热循环热效率 ?最高压力相同时 定压加热循环热效率＞混合加热循环热效率＞定容加热循环热效率 10. 提高发动机升功率的措施有哪些？ 提高平均有效压力（Pme）和转速（n） ，p mm怎么样变化？(答案自己找) 11．怠速工况时，Pe ，Pi，Pm，η m 12. 当其他条件不变，汽油发动机转速上升时，机械损失功率（Pm），机械效率，Pa，充气效率怎么变化？ 机械损失功率增加、机械效率增加、充气效率提高 13. 本田公司的汽车技术VTEC指的是什么？英文名字是什么？ VTEC系统全称是可变气门正时和升程电子控制系统 Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System 14. 右图所示为Audi v6发动机的进气系统，其设计的依据原理什么？ 15．什么是表面点火？ 在汽油机中，凡是不靠电火花点火，而由燃烧室内炙热表面（排气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炙热的沉积物）点燃混合气的现象，称为表面点火。 16．当发动机压缩比增加时，汽油机爆震倾向，柴油机工作粗暴情况变化如何？
2009春季学期《汽车发动机原理》期中考试试题 姓名：班级：学号： 一、单项或多项选择题（每题1分，共10分） 1．我国汽油标号如93＃代表汽油的（ b ）。 a）MON b）RON c）馏出温度d）粘度 2．我国柴油标号如0＃代表柴油的（ c ）。 a）闪点b）十六烷值c）凝固点d）饱和蒸汽压 3．转速不变，负荷增加时，（ c ）。 a）汽油机φa 增加，柴油机φa 基本不变 b）汽油机φa 减小，柴油机φa 增加 c）汽油机φa基本不变，柴油机φa 减小 d）汽油机φa 基本不变，柴油机φa 增加 4．下列替代燃料中，属于可再生能源的是（ b ）。 a）LPG b）BTL c）CTL d）CNG 5．机械损失功不包括（ b ）。 a）泵气损失功b）发电机消耗功c）冷却水泵消耗功d）活塞摩擦消耗功 6．汽油机采用“Downsizing”技术后，可以（ a, d ）。 a）增加升功率b）增加压缩比c）减小面容比d）减小摩擦损失 7．PFI汽油车加速时，为了保持化学计量比运行，燃油喷射量应该（ c ）。 a）不变b）减小c）增加d）先减小再增加 8．下列柴油机喷射系统需要调速的是（ a, c ）。 a）机械分配泵b）电控单体泵c）电控直列泵d）高压共轨 9．应用发动机VVT技术可以（ a, d ）。 a）提高充量系数b）减小过量空气系数c）减少机械摩擦损失d）降低排气损失10．提高循环等容度，意味着（ c ）。 a）增大加热量b）减少放热量c）靠近TDC加热d）靠近BDC放热 二、判断题（每题1分，共10分）（正确√，错误×） 1．燃料的C/H比越小，则燃料的燃烧越清洁，但燃料的热值越低。（×） 2．化学计量比GDI发动机不是稀燃，所以不能节能。（×） 3．在可变进气系统中，为利用波动效应，低速时使进气通过短管进入气缸，高速时使进气通过长管进入气缸。（×） 4．转速一定，负荷增加时，内燃机的机械效率增加。（√） 5．增大进气门晚关角有利于高速大功率，但会降低低速最大转矩。（√） 6．选择对转速不太敏感的燃料系统，可以使万有特性的最经济区域在横坐标方向变宽。（√） 7．化学安定性越差的燃料，辛烷值越低。（×） 8．内燃机的换气损失包括进气损失、排气损失和泵气损失三部分。（×） 9．轿车用发动机的额定功率一般按1小时功率进行标定。（×） 10．发动机缸内涡流比越大，则充量系数越小。（√）
一填空 1. 评定实际循环的指标称为指示指标它以工质对活塞所做之工为基础。 2.发动机的经济性和动力性指标是以曲轴输出功为基础，代表了发动机的整机性能，通常称为有效指标。 3.发动机的主要指示指标有指示功率、平均指示压力、指示燃烧消耗率和指示热效率。 4.发动机的主要有效指标有有效功率、平均有效压力、有效热效率、有效燃油消耗率和有效转矩。 5.发动机的换气过程包括进气过程和排气过程。 6.发动机进气管的动态效应分为（惯性）效应和【波动】效应两类。 7.在汽油的性能指标中，影响汽油机性能的关键指标主要是【】和馏程；评价柴油自燃性的指标是【十六烷值】；评价汽油抗爆性的指标是【辛烷值】。 8、使可燃混合气着火的方法有【高温单阶段着火】和【低温单阶段着火】两种，汽油机的着火方式是【高温单阶段着火】。柴油机的着火方式是【低温单阶段着火】。 9.电子控制汽油喷射系统按检测进气量的方式分为【质量流量控制】和【速度密度控制】【节流速度控制】两类，按喷嘴数量和喷嘴安装位置分为【缸内喷射】和【进气管喷射】两类。 10、汽油机产生紊流的主要方式有【挤流】和【近期涡流】两种。 11、最佳点火提前角应使最高燃烧压力出现在上止点后【 5 】度曲
轴转角。柴油机喷油器有【孔】式喷油器和【轴针】式喷油器两类，前者用于直喷式（统一式）燃烧室中，后者用于分隔式燃烧室中。 12，油束的雾化质量一般是指油束中液滴的【细度】和【均匀度】。 13.柴油机分隔式燃烧室包括【涡流式】式燃烧室和【预燃式】式燃烧室两类：直喷式燃烧室分为【开】式燃烧室和【半开】式燃烧室两类。 14.柴油机上所用的调速器分【全程式】式和【两极】式两类。一般【全程式】式调速器用于汽车柴油机，【两极】式调速器用于拖拉机柴油机。 15.根据加热方式不同，发动机有【等容加热循环】、【混合加热循环】、【等压加热循环】、三种标准循环形式。 16、理论循环的评定指标有【循环热效率】和【循环平均压力】，前者用于评定循环的经济性，后者用于评定循环的做工能力。 17,评定实际循环动力性的指标有【平均指示压力】和指示功率；评定实际循环经济性的指标有指示热效率和【指示燃油消耗率】。 18.四冲程发动机的实际循环是由【进气】【压缩】【燃烧】【膨胀】和排气五个过程组成的。 19、发动机的动力性指标包括有效功率、【有效功】、【有效功率、有效转矩、平均有效压力】、转速和活塞平均速度。 20、发动机的换气过程分为【自由排气】、【强制排气】、【进气】和气门叠开四个阶段。
一、发动机的性能 二、选择题 1、通常认为，汽油机的理论循环为（ A ） 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 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） 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 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ） A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ） A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有（ C ）。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程
C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 6、实际发动机的膨胀过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 7、通常认为，低速柴油机的理论循环为（ B ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 8、汽油机实际循环与下列（B ）理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 9、汽油机常用的压缩比在（ B ）范围内。 A、4 ～7 B、7 ～11 C、11 ～15 D、15 ～22 10、车用柴油机实际循环与下列（ A ）理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 11、非增压发动机在一个工作循环中，缸内压力最低出现在（D ）。 A、膨胀结束 B、排气终了 C、压缩初期 D、进气中期 12、自然吸气柴油机的压缩比范围为（D ）。 A、8 ～16 B、10 ～18 C、12 ～20 D、14 ～22 3、发动机理论循环的假设燃烧是加热过程，其原因是（ B ）。 A、温度不变 B、工质不变 C、压力不变 D、容积不变 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程，原因是在膨胀过程中，工质（ C ）。
单元测试一·选择题（该题共有10 小题） 1.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 2.按燃气对活塞做功的性质，排气过程可分为____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.扫气和泵气 3.四冲程内燃机进气门提前开启和推迟关闭的主要目的是____。 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 4.当马赫数超过____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.0.2 5.内燃机进气空气经压缩机压缩后，其特性变化为____。 A.压力增加，温度升高 B.压力增压，温度降低 C.压力降低，温度升高 D.压力降低，温度降低 6.下列说法正确的是____。 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.增压可以提高发动机的输出响应特性 7.在内燃机排气涡轮增压器中，空气进入压气机压缩，其损失主要表现为____。 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，泄漏损失 8.对于内燃机排气涡轮增压器而言，改变以下哪些参数可以达到移动喘振线的目的_____。 A.改变扩压器的进口角、喉口面积 B.改变涡轮喷嘴环出口截面积 C.改变排气管粗细 D.增加中冷器 9.下列哪项不是二冲程内燃机的换气过程______。 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.强制排气阶段 10.二冲程内燃机扫气方案不包括_____。 A.螺旋扫气 B.横流扫气 C.回流扫气 D.直流扫气
第二章发动机的性能指标 1.研究理论循环的目的是什么？理论循环与实际循环相比，主要作了哪些简化？ 答:目的：1.用简单的公式来阐明内燃机工作过程中各基本热力参数间的关系，明确提高以理论循环热效率为代表的经济性和以平均有效压力为代表的动力性的基本途径 2.确定循环热效率的理论极限，以判断实际内燃机经济性和工作过程进行的完善程度以及改进潜力 3.有利于分析比较发动机不同循环方式的经济性和动力性 简化：1.以空气为工质，并视为理想气体，在整个循环中工质的比热容等物理参数为常数，均不随压力、温度等状态参数而变化 2.将燃烧过程简化为由外界无数个高温热源向工质进行的等容、等压或混合加热过程，将排气过程即工质的放热视为等容放热过程 3.把压缩和膨胀过程简化成理想的绝热等熵过程，忽略工质与外界的热交换及其泄露等的影响4.换气过程简化为在上、下止点瞬间开和关，无节流损失，缸内压力不变的流入流出过程。 2.简述发动机的实际工作循环过程。 四冲程发动机的实际循环由进气、压缩、燃烧、膨胀、排气组成3.排气终了温度偏高的原因可能是什么？ 有流动阻力，排气压力>大气压力，克服阻力做功，阻力增大排气压力增大,废气温度升高。负荷增大Tr增大；n升高Tr增大，∈+，膨胀比增大，Tr减小。 4.发动机的实际循环与理论循环相比存在哪些损失？试述各种损失
形成的原因。 答：1.传热损失，实际循环中缸套内壁面、活塞顶面、气缸盖底面以及活塞环、气门、喷油器等与缸内工质直接接触的表面始终与工质发生着热交换 2.换气损失，实际循环中，排气门在膨胀行程接近下止点前提前开启造成自由排气损失、强制排气的活塞推出功损失和自然吸气行程的吸气功损失 3.燃烧损失，实际循环中着火燃烧总要持续一段时间，不存在理想等容燃烧，造成时间损失，同时由于供油不及时、混合气准备不充分、燃烧后期氧不足造成后燃损失以及不完全燃烧损失 4.涡流和节流损失实际循环中活塞的高速运动使工质在气缸产生涡流造成压力损失。分隔式燃烧室，工质在主副燃烧室之间流进、流出引起节流损失 5.泄露损失活塞环处的泄漏无法避免 5.提高发动机实际工作循环效率的基本途径是什么？可采取哪些措施？ 答：减少工质比热容、燃烧不完全及热分解、传热损失、提前排气等带来的损失。措施：提高压缩比、稀释混合气等 6.为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机? 柴油机拥有更高的压缩比， 7.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？ 以工质在气缸内对活塞做功为基础，评定发动机实际工作循环质量的
发动机原理复习资料 第一章 1简述发动机的实际工作循环过程。 答: 2画出四冲程发动机实际循环的示功图，它与理论示功图有什么不同？说明指示功的概念和意义。 理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体随温度等因素影响会变大，而且实际循环中还存在泄露损失.换气损失燃烧损失等，这些损失的存在，会导致实际循环放热率低于理论循环。指示功时指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi,指示功Wi反映了发动机气缸在一个工作循环中所获得的有用功的数量。 4 .什么是发动机的指示指标？主要有哪些？ 答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。 5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？ 答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有 效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。强化系数PmeCm. 第二章 1.为什么发动机进气门迟后关闭.排气门提前开启？提前与迟后的角度与哪些因素有关/ 答：进气门迟后关闭是为了充分利用高速气流的动能，从而实现在下止点后继续充气，增加进气量。排气门提前开启是由于配气机构惯性力的限制，若在活塞到下止点时才打开排气门，则在排气门开启的初期，开度极小，废弃不能通畅流出，缸内压力来不及下降，在活塞向上回行时形成较大的反压力，增加排气行程所消耗的功。在发动机高速运转时，同样的自由排气时间所相当的曲轴转角增大，为使气缸内废气及时排出，应加大排气提前角。 2.四冲程发动机换气过程包括哪几个阶段，这几个阶段时如何界定的？ 答：1）自由排气阶段：从排气门打开到气缸压力接近于排气管内压力的这个时期。 强制排气阶段：废气是由活塞上行强制推出的这个时期。进气过程：进气门开启到关闭这段时期。气门重叠和燃烧室扫气：由于排气门迟后关闭和进气门提前开启，所以进.排气门同时打开这段时期。 3.影响充量系数的主要因素有哪些？ 答：1）进气门关闭时气缸内压力Pa'，其值愈高，фc值愈大。 进气门关闭时气缸内气体温度Ta'，其值愈高，фc愈低。残余废气系数γ，其值增大会使фc下降。进排气相位角：合适的配气相位应使Pa'具有最大值。 压缩比：压缩比εc增加，фc会有所增加。 近期状态：其对фc影响不大。 4提高发动机工作转速，从换气方面会遇到哪些阻碍因素？该如何克服？ 答：发动机转速提高，气体流速增大，?Pa显著增加，（?Pa=λ·ρν２／２），使迅速下降（Pa'=Ps －?Pa），从而使充量系数фc下降。同时，进气门进气阻力、排气门排气终了废气压力增大，降低了充量系数，增加了排气损失。可适当加大进气门迟闭角，利用废气再循环系统，降低进排气系统的阻力，减少对进气充量的加热，合理选择进、排气相位角。 5.什么是进气管动力效应？怎样利用它来提高充量系数？ 答：进气管具有较长的长度时，由于管内气体具有相当惯性和可压缩性，所以在活塞变速运动以及进气过程间歇而又周期性的作用下，进气管内的气体压力、流速、密度、声速、温度等物理量做周期性的变动叫进气管动力效应。利用：如果进气管长度适当，使从膨胀波发出到压缩波回到气缸处所经过的时间，正好与进气门从开启到关闭所需的时间配合，即压缩波到达气缸时，进气门正好处于关闭前夕，则能把较高压力的空气关在气缸内，得到增压效果。 6.什么叫进气马赫数？它对充量系数有什么影响？
《发动机原理》Ａ卷2015—2016学年第二学期 答案 一、选择题：（共16分每题2分） 1.曲轴后端的回油螺纹的旋向应该是（与曲轴转动方向相反） A与曲轴旋转方向相同B与曲轴旋转方向相反 C与曲轴向定线方向相反D与曲轴轴线方向相反 2.四冲程发动机曲轴，当其转速为3000r/min时，则同一气缸的进气门，在一分钟时间内开闭的次数应该是（1500次） A、3000次 B、6000次 C、750次 D、1500次 3.四冲程六缸发动机。各同名凸轮的相对夹角应当是（120度） Ａ、３０度Ｂ、60度C、120度D180度 4.获最低耗油率的混合气体成分应是（α=1.05-1.15） A、α=1.05-1.15 B、α=1. C、α=0.85－0.95 5.柱塞式喷油泵的柱塞在向上运动的全行程中，真正供油的行程是（有效行程） A、整个行程 B、一半行程 C、有效行程 D、无效行程 6.旋进喷油器端部的调压螺钉，喷油器喷油开启压力（升高） A、下降 B、不变 C、波动 D、升高 7.装置喷油泵联轴器，除可弥补主从动轴之间的同轴度外还可以改变喷油泵的（每循环喷油量）
A、一次喷油量 B、多次喷油量 C、每循环喷油量 D、总共喷油量 8.以下燃烧室中属于分开式燃烧室的是（涡流室燃烧式） A、直流室燃烧式 B、涡流室燃烧式 C、反射室燃烧式 二、填空题：（共24分每题1分） 1.柴油机燃烧室按结构分为统一燃烧室和分隔式燃烧室两类 2.喷油泵供油量的调节机构有齿杆式油量调节机构和钢球式油量调节机构两种 3.在怠速和小负荷工况时化油器提供的混合气必须教浓过量空气系数为0.7-0.9 4.闭式喷油器主要由孔式喷油器和轴式喷油器两种 5.曲轴的支撑方式可分为全支承轴和非全支承轴两种 6.排气消声器的作用是降低从排气管排出废气的能量。以消除废气中的火焰和火星和减少噪声 7.配气机构的组成包括气门组和气门传动组两部份 8.曲柄连杆机构工作中受力有气体作用力运动质量、惯性力离心力和摩擦力 9.凸轮传动方式有齿轮传动链传动齿形带传动三种 10.柴油机混合气的燃烧过程可分为四个阶段备然期速燃期缓燃期后燃期 三、名词解释: （共20分每题5分） 发动机排量：多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机工作容积或发动机排量配气相位：配气相位就是进排气门的实际开闭时刻，通常用相对于上下点曲拐位置的曲轴转角的环形图来表示。这种图形称为配气相位图。 过量空气系数： 发动机转速特性：发动机转速特性系指发动机的功率，转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律
汽车发动机原理 一、发动机实际循环与理论循环的比较 1.实际工质的影响 理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体比热是随温度上升而增大的，且燃烧后生成CO2、H2O等气体，这些多原子气体的比热又大于空气，这些原因导致循环的最高温度降低。加之循环还存在泄漏，使工质数量减少。实际工质影响引起的损失如图中Wk所示。这些影响使得发动机实际循环效率比理论循环低。 2.换气损失 为了使循环重复进行，必须更换工质，由此而消耗的功率为换气损失。如图中Wr所示。其中，因工质流动时需要克服进、排气系统阻力所消耗的功，成为泵气损失，如图中曲线rab’r 包围的面积所示。因排气门在下止点提前开启而产生的损失，如图中面积W所示。 3.燃烧损失 （1）非瞬时燃烧损失和补燃损失。实际循环中燃料燃烧需要一定的时间，所以喷油或点火在上止点前，并且燃烧还会延续到膨胀行程，由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失. （2）不完全燃烧损失。实际循环中会有部分燃料、空气混合不良，部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失。 （3）在高温下，如不考虑化学不平衡过程，燃料与氧的燃烧化学反应在每一瞬间都处在化学动平衡状态，如2H2O=2H2+O2等，由左向右反应为高温热分解，吸收热量。但在膨胀后期及排气温度较低时，以上各反应向左反应，同时放出热量。上述过程使燃烧放热的总时间拉长，实质上是降低了循环等容度而降低了热效率。 （4）传热损失。实际循环中，汽缸壁和工质之间始终存在着热交换，使压缩、膨胀线均脱离理论循环的绝热压缩、膨胀线而造成的损失。 （5）缸内流动损失。指压缩及燃烧膨胀过程中，由于缸内气流所形成的损失。体现为，在压缩过程中，多消耗压缩功；燃烧膨胀过程中，一部分能量用于克服气流阻力，使作用于活塞上做功的压力减小。 二、充量系数 衡量不同发动机动力性能和进气过程完善程度的重要指标；定义为每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下计算充满气缸工作容积的空气质量的比值。 影响因素： 1.进气门关闭时缸内压力Pa 2.进气门关闭时缸内气体温度Ta 3.残余废气系数 4.进排气相位角 5.压缩比 6.进气状状态 提高发动机充量系数的措施 1.降低进气系统阻力 发动机的进气系统是由空气滤清器、进气管、进气道和进气门所组成。减少各段通路对气流的阻力可有效提高充量系数。（1）减少进气门处的流动损失1）进气马赫数M 不超过0.5受气门大小、形状、升程规律、进气相位等因素影响2）减少气门处的流动损失增大气门相对通过面积，提高气门处流量系数以及合理的配气相位是限制M值、提高充量系数的主要方法。增大进气门直径可以扩大气流通路面积；增加气门数目；改进配气凸轮型线，适当增加气门升程，在惯性力容许条件下，使气门开闭尽可能快；改善气门处流体动力性能。（2）减少进气道、进气管和空气滤清器的阻力
1循环热效率：循环功和循环加热量之比 2循环平均压力：单位汽缸工作容积所做的循环功 3压缩比：气缸的总容积与气缸压缩容积之比 4指示功;一个实际循环工质对活塞所做的有用功称为循环指示功 5平均指示压力：发动机单位气缸工作容积一个循环所做的指示功 6指示功率：发动机单位时间所做的指示功 7指示热效率：实际循环指示功Wi与所消耗的燃料热量Qi之比。 8指示燃油消耗率：单位指示功的耗油量通常以每千瓦小时的耗油量表示［g/（kw.h）］。 9有效功率：曲轴对外输出的功率，称为有效功率 10有效扭矩：发动机工作时，由功率输出轴输出的扭矩 11平均有效压力：单位气缸工作容积输出的有效功 12有效热效率：有效功We（J）与所消耗燃料热量Ql之比值。 13有效燃油消耗率：单位有效功的耗油量 14升功率：是发动机每升工作容积所发出的有效功率。 15比质量：是发动机的干质量m与所给出的标定功率之比，它表征质量利用程度和结构紧凑性。 16强化系数：平均有效压力Pme与活塞平均速度Cm的乘积称为强化系数 17机械效率：有效功率Pe和指示功率Pi的比 18气门叠开：由于排气门的迟后关闭和进气门的提前开启，导致进、排气门同时开启的现象。 19换气损失: 换气损失=排气损失+进气损失。 20泵气损失：主要指活塞在强制排气过程和进气过程中所造成的损失。 21充气效率：充气效率是实际进入气缸的新鲜工质的质量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质的质量的比值. 22残余废气系数：进气过程结束时气缸内残余废气量与气缸中新鲜充量的比值。 23进气马赫数：进气马赫数是进气门处气体的平均速度与该处声速c的比值。 24过量空气系数：提供的空气量L与理论上所需空气量L0之比，称为过量空气系数。 25燃料的低热值：1kg燃料完全燃烧所放出的热量，不包括水蒸汽凝结后放出的汽化潜热。26理论混合气热值：单位数量的可燃混合气燃烧所产生的热量。 27火焰传播速度：火焰前锋相对于未燃混合气向前推进的速度 28燃烧速度：单位时间燃烧的混合气量 29爆震燃烧：处在最后燃烧位置上的那部分未燃混合气（常称末端混合气），受到压缩和辐射热的作用，加速了先期反应产生了自燃。压力冲击波反复撞击缸壁。气缸内 发出特别尖锐的金属敲击声，亦称之敲缸。 30表面点火：由燃烧室内炽热表面（如排气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物等）点燃混合气的现象，统称表面点火。 31点火提前角：点火提前角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。 32喉管真空度：指化油器喉管最小截面处因气体流速加大而产生的负压。 33进气管真空度：指节气门后进气管中的负压 34喷油泵速度特性：喷油泵油量控制机构（齿条或拉杆）位置固定，循环供油量随喷油泵转速度变化的关系 35供油规律：指单位时间（或转角）喷油泵的供油量随时间（或转角）的变化关系 36喷油规律：单位时间（或转角）喷油器喷火燃烧室内的燃油量随时间（或转角）的变化关系
一、单项选择题 1、高速柴油机的实际循环接近于（ D ） A、定压加热循环 B、定容加热循环 C、定温加热循环 D、混和加热循环 2、增加排气提前角会导致（ C ） A、自由排气损失增加 B、强制排气损失增加 C、提前排气损失增加 D、换气损失增加 3、汽油机早燃的原因是混和气（ C ） A、自燃 B、被火花塞点燃 C、被炽热表面点燃 D、被废气点燃 4、对自然吸气的四冲程内燃机，提高充气效率的措施中有（ D ） A、提高进气气流速度 B、加大进气迟闭角 C、提高进气管内压力 D、合理选择进气迟闭角 5、为了保证新鲜工质顺利流入气缸，在活塞运动到上止点之前就打开气门。 从气门开启到上止点之间的角度称为（ B ） A、排气门提前角 B、进气提前角 C、排气迟闭角 D、进气迟闭角 6、单位时间内燃烧的混合气数量是汽油机的（ C ） A、火焰速度 B、点火速度 C、燃烧速度 D、混合速度 7、柴油机混合气形成的过程中，不使用的辅助手段是（ D ） A、大压缩比 B、高压喷射 C、进气运动 D、加热进气道 8、压力升高率用于评价（ B ） A、着火延迟期 B、速燃期 C、缓燃期 D、后燃期 9、四冲程发动机实际排气过程的持续长度（ C ） A、小于180°曲轴转角 B、等于180°曲轴转角 C、大于180°曲轴转角 D、不小于180°曲轴转角 10、发动机的工况变化取决于其所带动的工作机械的（ A ） A、运转情况 B、功率情况 C、速度情况 D、传动情况 11、柴油机出现不正常喷射的各种原因中包括（ C ） A、高压油管过细 B、油管壁面过厚 C、喷油压力过高 D、喷油数量过多 12、描述发动机负荷特性时，不能代表负荷的参数是（ A ） A、转速 B、功率 C、扭矩 D、油门位置 13、汽油机的燃烧过程人为地分为（ C ） A、5个阶段 B、4个阶段 C、3个阶段 D、2个阶段 14、实际发动机的膨胀过程是（ C ） A、定压过程 B、定温过程 C、多变过程 D、绝热过程 15、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） 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 16、为了评价发动机进、排气过程中所消耗的有用功，引入的参数是（ A ） A、泵气损失 B、传热损失 C、流动损失 D、机械损失 17、柴油机间接喷射式燃烧室类型中包括下面列出的（ D ） A、半开式燃烧室 B、开式燃烧室 C、统一室燃烧室 D、预燃室燃烧室