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一、发动机性能1.发动机性能评价的主要指标:动力性指标: 功率P、转矩T tq、转速n、平均有效压力p e经济性指标：燃油消耗率b、（润滑油消耗率）环保性指标：有害排放物（CO、HC、NO x微粒）、噪声、振动使用性指标：可靠性、耐久性、维修方便性2.循环：理想工质：①理想气体：空气②物性参数不随着压力、温度的变化而变化理想循环：①封闭系统②进排气门的关闭看作瞬时的过程③压缩、膨胀看作绝热等熵过程加热过程：方式：①等容放热过程：等容②等压③混合a图：说明定容加热的热效率最高b图：说明汽柴油机在Q1相同、最高压力相同下，汽油机热效率比柴油机热效率低，而且实际中P zmax柴>P zmax汽，所以汽油机热效率比柴油机热效率就更低了。
3. 理论循环分析的指导意义指出了改善发动机动力性、经济性的基本原则和方向a.在允许的条件下，尽可能提高压缩比εb.合理组织燃烧，提高循环加热等容度（减少预膨胀比ρ和合理选择燃烧始点）c.保证工质具有较高的绝热指数K4.自然吸气四冲程发动机pv 图废气涡轮增压四冲程发动机pv 图5.指示指标1）指示功(kJ) W i (一个实际循环工质对活塞所做的有用功,即净指示功,相当于示功图面积A1±A3)2）平均指示压力(MPa) p mi=W i/ V s3）平均指示功率(kw) P i = p mi V s in/30τ4）指示热效率ηi=W i/Q1 =3.6/ b i hμ5）指示燃料消耗率(g/(kw·h) ) b i=B/P i（单位指示功的耗油量）B—每小时耗油量（kg/h）6.有效指标：动力性指标：（1）有效功率(kJ) P e (曲轴输出功)= P i - P m（2）平均有效压力(MPa) p me=W e/ V s（3）有效功率(kw) P e= p me V s in/30τ（4）有效扭矩(N.m) P e= 2πnT tq/60*1000 = T tq n/9550（5）转速n(转/min)和活塞平均速度C m (m/s)C m = Sn/30经济性指标（6）有效热效率ηe=We/Q1 =3.6/ behμ（7）有效燃料消耗率(g/(kw·h) ) be=B/Pe发动机的强化指标（1）升功率P L(kw.L)和比质量m e (kg/kw)P L = P e/V s i= p me V s in/30V s iτ = p me n/30τm e = m/ P em—发动机的干质量，不含冷却水和润滑油的发动机质量（2）强化系数p me C mp me C m越高，发动机的热负荷和机械负荷越大，发动机的发展趋势是强化系数的提高，故p me C m的提高也标志了技术的进步。
《发动机原理与汽车理论》复习题（适用班级高修1003-1007、1203-1207）一、填空题1、工程热力学中规定的基本状态参数是温度、压力、比体积。
2、循环可分为正向循环和逆向循环。
3、汽油机压缩比8-12，柴油机压缩比14-22。
4、发动机换气过程包括为排气过程、进气过程。
5、换气损失包括排气损失、进气损失两部分。
6、发动机换气过程的任务是排除废气并吸入新鲜混合气或空气。
7、汽油机混合气浓度用过量空气系数、空燃比表示。
8、电控汽油机按燃油喷射位置不同单点喷射、多点喷射缸内喷射。
9、汽油机燃烧过程，分为着火延迟期、明显燃烧期和补燃期 3个阶段。
10、汽油机的不正常燃烧主要是爆燃和表面点火。
11、汽油机常用的燃烧室有楔形燃烧室、浴盆形燃烧室、半球形燃烧室。
12、柴油机混合气的形成方式空间雾化式、油膜蒸发式13、柴油机排放控制主要是降低 NO X PM 排放。
14、喷油器喷射过程中的喷油速率和喷油规律对柴油机的动力性、经济性、排放和噪声等均有很大影响。
15、汽油的使用性能蒸发性、抗爆性、燃点、热值。
16、燃气发动机按燃用的燃料数量和形式可分为单燃料、两用燃料、混合燃料。
17、由汽油机的部分特性曲线可知：并不是节气门全开时g E曲线最低，而是在节气门开度为 80% 时g E曲线最低。
18、发动机的部分速度特性：节气门在部分开度下所测得的速度特性。
19、为保证较高的经济性，汽油机的常用转速范围应在最大功率转转速与最低燃油消耗率转速之间。
20、最佳点火提前角应随转速的提高而增大，应随负荷增大而减少。
21、汽车的动力性可用最高车速、加速能力和爬坡能力3方面的指标来评价。
22、汽车的行驶阻力包括滚动阻力、坡度阻力、空气阻力和加速阻力。
23、影响汽车动力性的主要因素有发动机特性传动系参数、汽车质量和使用因素等。
24、传动系的功率损失分为机械损失和液力损失两类。
25、评价汽车的制动性一般用制动效能、制动效能的恒定性和制动时的方向稳定性 3个方面来评价。
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。
123发动机理论循环：将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化，忽略次要因素后建立的循环模式。
循环热效率：工质所做循环功与循环加热量之比，用以评定循环经济性。
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。
有效热效率：实际循环的有效功与所消耗的热量的比值。
指示性能指标：以工质对活塞所作功为计算基准的指标。
有效性能指标：以曲轴对外输出功为计算基准的指标。
指示功率：发动机单位时间内所做的指示功。
有效功率：发动机单位时间内所做的有效功。
机械效率：有效功率与指示功率的比值。
平均指示压力：单位气缸工作容积，在一个循环中输出的指示功。
平均有效压力me p ：单位气缸工作容积，在一个循环中输出的有效功。
有效转矩：由功率输出轴输出的转矩。
指示燃油消耗率：每小时单位指示功所消耗的燃料。
有效燃油消耗率：每小时单位有效功率所消耗的燃料。
指示功：气缸内每循环活塞得到的有用功。
有效功：每循环曲轴输出的单缸功量。
示功图：表示气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角的变化关系的图像。
p V -图即为通常所说示功图，p ϕ-图又称为展开示功图。
换气过程：包括排气过程（排除缸内残余废气）和进气过程（冲入所需新鲜工质，空气或者可燃混合气）。
配气相位：进、排气门相对于上、下止点早开、晚关的曲轴转角，又称进排气相位。
排气早开角：排气门打开到下止点所对应的曲轴转角。
排气晚关角：上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角。
进气早开角：进气门打开到上止点所对应的曲轴转角。
进气晚关角：下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角。
气门重叠：上止点附近，进、排气门同时开启着地现象。
扫气作用：新鲜工质进入气缸后与缸内残余废气混合后直接排入排气管中。
排气损失：从排气门提前打开，直到进气行程开始，缸内压力到达大气压力前循环功的损失。
自由排气损失：因排气门提前打开，排气压力线偏离理想循环膨胀线，引起膨胀功的减少。
强制排气损失：活塞将废气推出所消耗的功。
清华大学汽车工程系车辆工程专业（本科）《汽车发动机原理》教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质和任务《汽车发动机原理》是车辆工程专业本科生的专业必修课。
通过对热力机械的共性问题，如动力如何获取和输出，能量如何消耗和利用；两种典型内燃机（点燃式汽油机和压燃式柴油机）的燃料供给、混合气形成、着火、燃烧；车用内燃机运行特性与性能的调节与控制等发动机基本理论的教学，使学生对发动机的工作过程有深入的了解，能熟知发动机相关参数的运行范围，能掌握基本的发动机性能分析方法。
为今后从事发动机和汽车开发、研究、生产提供必备的专业理论知识和技术基础。
二、本课程与相关课程的关系《汽车发动机原理》是车辆工程专业本科生的两门核心专业课之一（另一门是《汽车理论》），安排在大三春季学期上课。
在这之前有《汽车构造1》和《汽车发动机拆装》，这两门课是专业平台课，是学习《汽车发动机原理》必修的基础专业课。
同时，《汽车发动机原理》又是学习其他专业课，如《发动机设计》、《内燃机增压与增压技术》和《内燃机燃料供给》等的必修课。
三、课程的教学基本要求本课程要求学生对汽车发动机（汽油机和柴油机）的结构有基本的了解，并且具备必要的工程热力学、流体力学和传热学等方面的基础知识。
要求学生上课作笔记，认真听讲，积极思考，参加课堂讨论，按时完成布置的作业。
四、教学方法和教学形式建议本课程涉及的知识面较宽。
以课堂讲授为生，辅以一定量的课堂讨论和自学。
第二部分教学时数、教材、考试一、学时分配总学时48：授课学时44，讨论课学时4教学内容授课学时1、性能指标与影响因素 42、燃料与工质 43、循环分析与能量利用 44、换气过程与循环充量 45、燃烧基础知识 46、燃烧过程及混合气形成 47、特殊燃烧问题的机理与对策 48、有害物排放的生成与控制 49、燃烧室与调节参数的优化 610、汽车发动机运行特性 411、柴油机调速特性 2合计44二、教材与参考书目教材：刘铮, 王建昕.《汽车发动机原理教程》.北京: 清华大学出版社, 2001年参考书：（1）周龙保等.《内燃机学》.北京:机械工业出版社,1999年（2）董敬等.《汽车拖拉机发动机》（第3版）.北京:机械工业出版社,1997年（3）唐开元等.《内燃机原理》.译自“Internal Combustion Engine Fundamental”, J.B.Heywood 三、考试两次考试：期中考试；期末考试。
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。
发动机原理第三章发动机的换气过程发动机的排气过程和进气过程统称为换气过程。
换气过程的任务是将气缸内废气排除干净，并充入尽可能多的新鲜气量--在柴油机中是空气；在汽油机中是燃油与空气的混合气（可燃混合气），这是保证发动机动力性的重要条件。
燃料在气缸内完全燃烧需要一定量的空气，完全燃烧时汽油与空气的体积比约为1：10000，而柴油与空气的体积比还要更大一些。
由此可见，可燃混合气中燃料所占容积比例很小，所以充入气缸的混合气燃烧放热量的大小，主要取决于充入缸内的空气量多少。
每循环进入气缸的空气量多，既可多供给一些燃料，又可以提高燃料的完全燃烧程度。
提高发动机的扭矩和功率。
此外，换气过程有功率损失使热效率降低。
换气过程的好坏对发动机零件的热复合、排气冒烟、大气污染等也有一定影响。
为了不断提高发动机性能，必须深入研究换气过程的进行情况，分析影响充气量的各种因素，找出提高充气量和减少换气损失的方向与措施。
3.1 四行程发动机的换气过程一、换气过程四行程发动机配气机构均采用气门换气方案，其换气过程是排气门开启到进气门关闭的整个时期，约占曲轴转角380°～490°。
根据气体流动特点和进排气门运动规律，换气过程可分为自由排气、强制排气、惯性排气、准备进气、正常进气和惯性进气六个阶段，如图3-1所示。
图3-1 换气过程气缸压力、排气管压力、进排气门流通截面积的变化(a)气缸压力、排气管压力随曲轴转角θ的变化曲线(b)进排气门相对流通截面积随曲轴转角θ的变化曲线(c)四行程发动机进、排气门开闭时间1. 自由排气阶段从排气门在下止点前开启到活塞行至下止点这个时期称自由排气阶段。
该阶段曲轴转过的角度称为排气提前角，一般为40°～80°轴转角。
由于配气机构惯性力的限制，气门开启与关闭不能太快，需要一定时间，如果活塞到下止点时排气门才开始开启，在开启初期开度极小，废气不能通畅流出，气缸内压力下降缓慢，不能实现充分排气，而且在活塞向上止点回行时会形成较大的反压力，增加排气行程所消耗的功。
汽车发动机原理试题库含答案⼀、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B、7 ～11C、11 ～15D、15 ～2210、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 ）。
