最新周龙保的内燃机学课后思考题及习题答案
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内燃机原理复习思考题1.发动机燃油消耗率的定义、单位2.有效功率、扭矩、平均有效压力之间三者的关系3.发动机的强化系数4.我国噪声标准中规定轿车车外噪声的限值5.处于超临界状态流动时的特征6.气门替开角的作用、数值范用7.压气机的实际圧缩功氐,绝热压缩功h述k及绝热效率久8.压气机的特性曲线图9.内燃机的泵气功10.发动机的性能指标所包括的内容11.发动机的三个基木理论循环12.柴油机排气的有害排放物13.发动机的实际循环与理论循环主要的差异14.自由排气阶段的基本特点15.压气机喘振、气阻的概念16.离心式压气机基本结构组成17.径流式涡轮机基木结构组成18.发动机热平衡问题19.现代高性能发动机的标志20.机械效率的概念,测定方法21.平均有效压力的概念22.充气效率的概念23.循环热效率的概念24.残余废气系数的概念25.影响充气效率的因索是什么?怎样提高充气效率?26.采用废气涡轮增压(屮冷)系统的发动机有什么优越性?27.脉冲増圧系统相对于恒圧增圧系统的特点是什么?28.试述提高发动机动力性、经济性有哪些基本途径?29.画出柴油机理论循环的p-V图和T-s图,并说明在加热杲一定的条件下,等压、等容不同加热比例,对循环效率和循环工作的影响30.画出汽油机理论循环p-V图和T・s图,并说明在加热量一定的条件下,各变量对循环效率的影响31.画出增压柴油机的理论循坏p-V示功图(含涡轮、圧气机的功)32•增压与非增压机性能和结构的主要特点33.增压比、增压度概念34.增压的发动机与涡轮增压器的匹配调试35.何谓排气损失功,进气损失功36.汽油机、柴油机有害排放物、生成原因、措施37.柴油、汽油的理论空气量38.柴油、汽油的低热值数值39.柴油机、汽油机压缩比的范围40.扫气系数的概念51.柴油机喷油规律和供油规律,差异、原因、图52.柴油机燃烧四阶段,特点53.汽油机的不正常燃烧和不规则燃烧54.柴汕机不正常两次喷射现象、迹象、原因、措施55.缸内工作过程的模拟方程(假定条件)56.二冲程柴油机换气质最的评定参数57.柴油机电控共轨供油系统的知识58.柴油机油泵速度特性59.调速器的分类和作用60.发动机功率、转矩、活塞平均速度、耗气最的计算。
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。
有效功率与指示功率之比。
:机械效率9.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。
《内燃机原理》第一章思考题1、名词解释: (1)冲程功 (2)循环动力过程功 (3)泵气功(4)泵气功损失 (5)指示指标 (6)有效指标 (7)循环指示功 (8)循环有效功 (9)机械损失功 (10)指示功率 (11)有效功率(12)机械损失功率 (13)平均指示压力 (14)平均有效压力 (15)指示效率(16)有效效率 (17)可燃混合气热值(18)过量空气系数 (19)容积效率(充气系数) (20)空燃比 (21)化学计量比混合气(22)示功图(23)强化系数 (24)升功率 (25)比质量(26)比体积2、内燃机的主要评价指标有哪些?如何评价内燃机的强化程度?3、内燃机的标定功率、标定转速和最大功率、最大转速有何区别?4、试绘制NA-ICE 和TC-ICE 的示功图,并用合适的符号或者公式表达排气过程功、循环动力过程功、泵气功、泵气功损失和循环指示功?5、NA-ICE 的机械损失功率有哪几部分组成?6、汽油机和柴油机排气污染物的成分有何不同?7、试推导e P 和e b 的分析式,并对影响动力性、经济性的因素进行分析。
8、试从功率的解析式分析增压中冷为什么可以提高内燃机的动力性。
9、试从功率的解析式分析化油器从内燃机上消失的主要原因。
10、 为什么缩短冲程可以提高ICE 转速?11、有一台6135Q 柴油机,140135⨯=⨯S D (mm ×mm ),六缸、四冲程。
在转速为2800r/min 时,测得154=e P kW ,连续运行10小时,耗油210kg ,柴油低热值42500=u H kJ/kg 。
求:1)tq T ;e W ;me p ;B ;e b 和et η。
2)当%75=m η时,试求:it η;i P ;i W ;mi p ;i b ;m P ;m W ;mm p 。
《内燃机原理》第二章思考题12、名词解释清洁燃料 自燃性能 馏程HCCI 残余废气系数 EGR 率分子变化系数可燃混合气体积热值13、 简要分析工质对内燃机的主要影响。
内燃机原理课后习题与答案1.简述发动机的实际工作循环过程。
1)进气过程:为了使发动机连续运转,必须不断吸入新鲜工质,即是进气过程。
此时进气门开启,排气门关闭,活塞由上止点向下止点移动。
2)压缩过程:此时进排气门关闭,活塞由下止点向上止点移动,缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升,工质受压缩的程度用压缩比表示。
3)燃烧过程:期间进排气门关闭,活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能,使工质的压力和温度升高,燃烧放热多,靠近上止点,热效率越高。
4)膨胀过程:此时,进排气门均关闭,高温高压的工质推动活塞,由上止点向下至点移动而膨胀做功,气体的压力、温度也随之迅速下降。
(5)排气过程:当膨胀过程接近终了时,排气门打开,废气开始靠自身压力自由排气,膨胀过程结束时,活塞由下止点返回上止点,将气缸内废气移除。
3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么?可采取哪些基本措施?提高实际循环热效率的基本途径是:减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数κ可采取的基本措施是:⑴减小燃烧室面积,缩短后燃期能减小传热损失。
⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动,改善混合气均匀性,优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙,提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
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。
《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,前期的一系列改进与创新也主要围绕效率和动力性能展开,并逐渐对其他方面的性能进行优化。
经历了一个半世纪的发展,在燃烧理论的指导下,通过材料、机械加工、燃料、电控等技术的发展与完善,其动力性、经济性、耐久性等技术指标的强化程度不断提高,满足了绝大部分固定和移动用途的要求,取得了广泛的应用。
第一章复习题1.四冲程汽油机通常由哪些机构与系统组成?它们各有什么作用?曲柄连杆机构,作用是发动机借以产生动力,并将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。
配气机构,作用是使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排出废气。
供给系,作用是把汽油和空气混合成成分合适的可燃混合气供入气缸,以供燃烧,并将燃烧生成的废气排出发动机。
点火系,作用是保证按规定时刻及时点燃被压缩的可燃混合气。
润滑系,作用是将一定压力的润滑油供给作相对运动的零件工作表面之间以形成液体摩擦,减少摩擦阻力,减轻机件的磨损,并冷却摩擦零件,清洗摩擦表面,缓和冲击,分散应力,辅助密封。
冷却系,作用是把受热机件的热量散到大气中,以保证发动机在正常温度范围内工作。
起动系,作用是使静止的发动机起动并转入自行运转。
2.四冲程柴油机经过哪四个活塞行程完成一个工作循环?期间,曲轴旋转了几周?配气凸轮轴旋转了几周?喷油泵凸轮轴旋转了几周?四冲程柴油机每个工作循环经历进气、压缩、作功、排气四个行程,相应地曲轴旋转了两周,配气凸轮轴旋转四周,喷油泵凸轮轴旋转四周。
3.二冲程汽油机曲轴旋转几周完成一个工作循环?期间,第一活塞行程的定义是什么?包括哪些过程?第二活塞行程的定义是什么?包括哪些过程?两周。
第一行程:活塞自下止点上移到上止点,包括气缸内扫气、排气、压缩过程和曲轴箱内的进气过程;第二行程:活塞自上止点下移到下止点,包括气缸内燃气膨胀作功、排气、扫气过程和曲轴箱内新鲜可燃混合气的预压缩过程。
4.飞轮的作用是什么?二冲程汽油机的飞轮与四冲程汽油机的飞轮相比哪个飞轮的转动惯量大?多缸机的飞轮与单缸机的飞轮相比哪个飞轮的转动惯量大?飞轮的作用是①储存作功行程时的动能,克服活塞上行时的压缩负功,维持工作循环周而复始,并使曲轴转速均匀。
②通过飞轮上的齿圈起到起动和输出机械能的作用。
四冲程汽油机的飞轮转动惯量大。
单缸机的飞轮转动惯量大。
5.内燃机压缩比的定义是什么?选择汽油机压缩比的主要依据是什么?选择柴油机压缩比的主要依据是什么?汽油机的压缩比与柴油机的压缩比为何不一样?压缩比是指气缸总容积与燃烧室容积之比。
内燃机原理复习思考题第五章5-1为什么说内燃机中燃料的燃烧都是气态燃烧?燃烧的实质是什么?燃烧过程由哪几个阶段组成?5-2何谓可燃混合气的着火?自然着火与点燃着火有哪些差别?5-3着火准备过程包含哪两种准备?汽油机和柴油机的着火过程各有什么特点?5-4利用热着火理论,结合P58图3—7和图3—8,说明下述现象:1)为什么存在不着火区?2)为什么有可燃混合气着火的浓限与稀限?此界限与何种因素有关?5-5利用链锁反应着火理论解释滞燃期的形成机理。
5-6汽油机的着火和柴油机的着火分别属于什么着火阶段?为什么?5-7利用皱褶火焰面模型及微涡流传热、传质的特点说明紊流火焰传播速度大大高于层流火焰传播速度的原因。
5-8分析对比图(5-10)与(5-12),最小点火能量和层流火焰传播速度在随φa的变化规律上有何异同和相关性?5-9描述高压喷雾油束的几何形状与其内油粒大小和分布的特点,并指出贯穿特性与雾化特性有哪些评价指标?它们对柴油机性能会产生什么影响?5-10实际柴油机为液滴群着火,其初期着火点在何处?液滴群的两个阶段燃烧指的是什么?属于何种类型燃烧?各有何特点?5-11什么是燃烧放热率?它需要已知和测试那些数据才能计算获得?5-12由公式(5-4)和(5-5)给出的燃烧速率与公式(5-15)的是否相同?其原理有何不同?实际测试计算时有何不同?第六章6-1分析比较汽油机和柴油机燃烧各对应阶段的特点后回答:1)柴油机的滞燃期和汽油机的滞燃期的物理实质有何差别?2)为什么柴油机燃烧初期的压力升高率ΔP/Δ 比汽油机大得多?3)汽油机和柴油机各自主燃期的燃烧过程有何差别?4)为什么柴油机补燃期的放热量要比汽油机后燃期放热量多?6-2汽油机点火的稀限与浓限同可燃混合气着火的稀限与浓限是否同一概念?它们有何异同?为什么?6-3内燃机燃烧放热率的三要素是什么?放热规律对内燃机性能有何影响?6-4试述汽油机火焰传播速度、燃烧速率和燃烧放热规律之间的相互联系,并由此阐明控制汽油机放热规律的主要手段有哪些?6-5试述柴油机喷油规律、混合气形成速率(气流与喷雾)和燃烧放热规律(率)之间的相互关系?并由此阐明控制柴油机放热规律的主要手段有哪些?6-6比较汽油机、柴油机燃烧放热率的异同,说明产生差异的主要原因,并简要说明由此引起的性能差异。
《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,前期的一系列改进与创新也主要围绕效率和动力性能展开,并逐渐对其他方面的性能进行优化。
经历了一个半世纪的发展,在燃烧理论的指导下,通过材料、机械加工、燃料、电控等技术的发展与完善,其动力性、经济性、耐久性等技术指标的强化程度不断提高,满足了绝大部分固定和移动用途的要求,取得了广泛的应用。
(完整版)内燃机原理课后习题与答案第一章发动机的性能1. 简述发动机的实际工作循环过程。
1)进气过程:为了使发动机连续运转,必须不断吸入新鲜工质,即是进气过程。
此时进气门开启,排气门关闭,活塞由上止点向下止点移动。
2)压缩过程:此时进排气门关闭,活塞由下止点向上止点移动,缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升,工质受压缩的程度用压缩比表示。
3)燃烧过程:期间进排气门关闭,活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能,使工质的压力和温度升高,燃烧放热多,靠近上止点,热效率越高。
4)膨胀过程:此时,进排气门均关闭,高温高压的工质推动活塞,由上止点向下至点移动而膨胀做功,气体的压力、温度也随之迅速下降。
(5 )排气过程:当膨胀过程接近终了时,排气门打开,废气开始靠自身压力自由排气,膨胀过程结束时,活塞由下止点返回上止点,将气缸内废气移除。
3. 提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么?可采取哪些基本措施?提高实际循环热效率的基本途径是:减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数K可采取的基本措施是:⑴减小燃烧室面积,缩短后燃期能减小传热损失。
⑵?采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动,改善混合气均匀性,优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙,提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4. 什么是发动机的指示指标?主要有哪些?它主要有:指示功和平均答: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。
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。
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.Hu2-4 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 -+---=-+---=-=ηλερλελεεεk c k ck c k ck c k vz vz Ta Tz Tz Tz Ta Tz pc pz Ta Tc Tc Tz Ta Tz vc va Ta Tc 1011111'//''//)/'(//'/';)/(/==⨯===⨯===------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: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的进气截面积,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。
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(扫气空气冷却)。
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:在进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)1()1(111)()(11)/'/()//'(1/1001110110-+---=-+---=-+---=-----ρλλλρεελελρεελλρηp p p kk c k c p k c p k c k c p p k t k k Ta Tz Ta Tz k Ta Tc Ta Tz Ta Tb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。
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。