发动机原理.doc

发动机原理一名词解释1热力过程：2比热：3定压比热：4定容比热：5热力系统：6状态参数：7卡诺循环：8膨胀功：9导热：10热力循环：11正向循环：12逆向循环：13对流换热：14黑体：15热辐射：16单色辐射力：17辐射换热：18升功率：19传热过程：20过量空气系数：21空燃比：22平均指示压力：23平均有效压力：24燃油消耗率：25强迫着火：26自燃着火：27速度密度控制：28质量流量控制：29节流速度控制：30早火：31表面点火：32爆震：33二次喷射：34隔次喷射：35断续喷射：36终馏温度（干点）：37闪点：38辛烷值：39十六烷值：40汽醇：41进气马赫数：42充气效率：43残余废气系数：44低热值：45高热值：46放热规律：47燃烧噪声：48热机：49示功图：50示热图：二简答题第一章 热工基础知识一、在最高温度及最高压力一定时，内燃机的混合加热循环和定容循环的热效率大小关系是怎样的？试用T-S图进行分析。图略答： nt混合nt定容二、什么是卡诺循环？请写出卡诺循环的热效率公式。答:由二个定温过程和二个绝热过程组成的循环,即为卡诺循环。 热效率 ntc=1-T2/T1三、是否热机循环的循环净功率越大则循环的热效率也越高？写出热机循热效率的计算公式。四、内燃机定容加热循环，初始状态为p1=0.1Mpa，t1=25C。压缩比=8，加热量q1=780kj/kg。试计算：1）循环最高压力和最高温度；2）循环热效率；3）循环净功量。工质为空气k=1.4，cv=0.717kJ（kg K）五、有一台内燃机，设其膨胀过程为多变过程，多变指数为1.3.已知燃气的R=287.1J/（kg K），cv=716J/（kg K）。若膨胀开始时的容积为12cm3，压力为6.5Mpa，温度为1800C，经膨胀过程其容积膨胀至原容积的8倍，试求气体所做的功（J）。第二章 发动机的性能一、什么是发动机的指示指标和有效指标？主要有哪些？二、指出指示热效率、有效效率、机械效率三者间的关系。三、1）内燃机的机械损失主要由哪几部分组成？2）简要介绍测量内燃机机械损失的几种方法。四、1）表示动力性和经济性的指标有哪些？2）采取何种措施可提高内燃机的动力性和经济性？五、试述内燃机的实际循环与理论循环的差异。六、平均有效压力和升功率作为评定发动机动力性性能方面有何区别？七、1）内燃机的三种基本理论循环是什么？各由哪几个过程组成？它们分别适用于哪种发动机？2）指出压缩比、压力升高比、预膨比和绝热指数对循环功以及理论热效率的影响。3）为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机？八、内燃机实际循环由哪五个过程组成？试逐个分析各过程的特点。第三章 发动机的换气过程一、1）为什么内燃机进、排气门要早开、迟闭？2）各自所对应角度的大小对内燃机的性能有何影响？3）增压和非增压内燃机的气门叠开角有何差别？为什么？二、什么是进气马赫数？它对充气系数有什么影响？三、什么是可变配气定时？其目的是什么？四、讨论提高四冲程内燃机充气效率的措施。五、1）从哪些方面（指标）来综合评定内燃机配气定时的合理性？2）通过哪一配气定时角度可调整上述评价指六、讨论降低进气系统流通阻力的技术措施。七、1）评定内燃机换气过程好坏的标志是什么？2）试分析四冲程内燃机的换气过程几个阶段的主要特点。第四章 燃料与燃烧一、我国汽油和柴油的牌号分别是根据哪个指标来确定的？二、汽油蒸发性的强弱对使用过程有什么影响？三、简述汽油的辛烷值和柴油的十六烷值的意义。四、什么是燃料的高热值、低热值？在发动机中用到的燃料是哪种热值？五、简述燃料的着火机理、六、简述评定燃油抗爆震性能方法。七、发动机的主要代用燃料油哪些？第五章 汽油机混合气的形成和燃烧一、汽油机爆燃和早燃有什么区别？何谓汽油机表面点火？如何防止？分析汽油机产生爆震的原因。指出克服汽油机爆震的措施。二、1）说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点。以及对它们的要求。三、1）与化油器式汽油机相比，汽油喷射系统的发动机有何优点？2）常规的汽油喷射系统与柴油机的燃油供给系统有何区别？3）能否像柴油机一样，不需要节气门而直接靠调节喷油量来适应负荷的变化？为什么？四、画出并解释理想化油器特性曲线，并分析过量空气系数对燃烧过程的影响。五、1）为什么要对点火提前角进行控制？2）最佳点火提前角的电子控制方法可分为二类，试分析各自的特点。六、按喷射方式分类，汽油电控喷射系统有哪些形式，目前采用较广泛的是哪种？七、汽油喷射系统常用的传感器有哪些，分别起什么作用？八、什么是稀燃、分层燃烧系统？各有什么优点？简述德士古TCP和本田CVCC系统实施分层燃烧的方法，汽油机燃烧均质稀混合气有何优点？面临的主要困难是什么？解决的途径有哪些？九、什么是汽油机燃烧循环变动？对汽油机的性能有何影响？如何减少燃烧循环变动？十、汽油机电控喷射系统是如何实现喷油定时和喷油量的控制？十一、何谓空燃比的开、闭环控制？各应用在什么场合？十二、说明汽油机燃烧室设计的一般要求。第6章 柴油机混合气的形成与燃烧1 （1）试比较柴油机直喷式燃烧室和分开式燃烧室的优缺点答：直喷式燃烧室：1无空气或弱空气涡流。2喷雾形状与燃烧室必须配合良好，以便充分利用燃烧室中的空气。3组织高压喷射。4过量空气系数大。5燃烧室结构紧凑，相对散热面积小，燃油消耗率低，容易起动。6工作粗暴，燃烧温度高，NOx排放大。 分开式燃烧室： 此种燃烧室柴油机燃油消耗率高，但高速性能好，噪声小，排污小。对燃油系统要求低，在车用和小型农用高速机上得到广泛应用。其中因涡流室机性能更好些，故采用居多。 （2）改善涡流室发动机的冷启动性能有哪些方法？1) 车用柴油机经常使用电热塞。2) 195柴油机上经常采用起动小孔，并配合使用贯穿力大的4S1型喷嘴。3) 485型柴油机，在轴针式喷油嘴上钻有辅助小孔。 （3）球形燃烧系统的发明有何重大意义？ 球型油膜燃烧室的特点是：工作柔和，燃烧噪音小，排烟少，性能指标好，并能使用多种燃料。 （4）目前得不到广泛使用的原因何在？ 缺点是冷车起动困难，多用于小型高速柴油机。二.柴油机燃烧过程划分为哪几个时期? 答： 第一阶段：着火延迟期(滞燃期) 第二阶段：急燃期 第三阶段：缓燃期 第四阶段：后燃期（补燃期）3 （1）柴油机的工作粗暴与汽油机的爆燃有何区别？（2）二者对燃料的要求有何不同？（3）分别指出克服柴油机的工作粗暴与汽油机的爆燃技术途径。答：（1）柴油机的工作粗暴与汽油机的爆燃的区别在于发生的时间不同和缸内状况的差异。柴油机工作粗暴发生在急燃期的始点，缸内的压力还是均匀的；汽油机的爆燃发生在终点，缸内有压力冲击现象。（2）柴油机要求燃料的十六烷值较高，汽油机要求燃料的辛烷值较高。（3）克服柴油机工作粗暴的途径有：使用十六烷值较高的燃料，适当降低压缩比，适当减小喷油提前角，优化燃油喷射、气流运动和燃烧室形状的配合等。克服汽油机爆震的途径有：使用辛烷值较高的燃料，适当降低压缩比，精确控制点火提前角，适当减小缸径，加强紊流，缩短火焰传播途径，合理布置火花塞位置和燃烧室形状，用导热性好的材料做气缸、活塞等。四什么是几何供油规律？什么是喷油规律？解释二者区别和联系？ 几何供油规律是指从几何关系上求出的油泵凸轮每转一度（或每秒）喷油泵供入高压系统的燃油量随凸轮轴转角（或时间t）的变化关系。由于它纯粹是几何关系决定的，因此只要知道柱塞的运动特性即可。喷油规律是指在喷油过程中，每秒或每度泵轴转角从喷油器喷出的燃油量随时间或泵轴转角的变化关系.。区别和联系：喷油规律虽然由供油规律决定，不同在于始点一般差别8度到12度曲轴转角之外，喷油持续时间较供油持续时间长，最大喷油速率较供油速率低，其形状有明显畸变，循环喷油量也低于循环供油量。五（1）供油系统中可能出现的不正常喷射现象有哪些？ （2）说明二次喷射出现的原因，造成的危害及消除的方法？答：（1）1.二次喷射 2.穴蚀 3.滴油现象 4.断续喷射 5.不规则喷射和隔次喷射。 （2）出现原因：喷油器针阀落座以后，由于高压管路压力波的影响，导致针阀第二次升 起，引起二次喷射。 造成危害：二次喷射使整个喷油持续时间延长，后燃严重，经济性下降，零部件过 热及排温升高等，同时，二次喷射是在燃油压力较低的情况下喷射的，因此，雾化 不良，燃烧不完全，烟度增加，且容易引起喷孔积碳。消除方法：1.增大出油阀卸载容积，减少高压系统容积，增大减压速度。 2.选择合适的截面比，增大喷孔截面积，或减少高压油管内径。 3.增大出油阀弹簧刚度。6 （1）柴油机燃烧放热规律的三要素是什么？柴油机理想放热规律是什么？7 压力升高率对柴油机性能有何影响？8 （1）某台在用柴油机，其实际功率达不到标定功率。试分析其可能出现的原因并指出解决措施。（2）发现某台柴油机启动困难，试分析其原因。9 （1）喷油过程过迟对柴油机性能有何影响？（2）分析柴、汽油机的着火延迟期对发动机性能的影响。（3）降低柴油机燃烧噪音的主要途径。10 （1）试比较柴油机空间雾化混合和油膜蒸发混合的特点。（2） 典型的直喷式、分开式燃烧室有哪些？各是何种混合方式？第7章 发动机的特性1（1）写出制取柴油机的负荷特性曲线的具体步骤。 （2）柴、汽油机的负荷特性有何区别？ （3）如何利用负荷特性制取万有特性曲线？ （4）为何要制取万有特性曲线？2（1）试述制取汽油机的速度特性曲线的主体步骤。 （2）试分析柴，汽油机速度特性主要区别及原因。 （3）有何方法提高柴油机扭矩储备系数及适应工程机械的需要？3（1）试从工作过程分析柴油机与汽油机在负荷特性上的主要区别。 （2）为何柴油机的排气温度明显的低于汽油机？（3）当负荷减小时，柴油机的排气温度大幅度降低，而汽油机下降不大，为何？4（1）图示说明内燃机的三类典型工况及其主要应用场合。 （2）按用途和使用特点，内燃机的功率标定可分为哪四种？分别指出适用于哪类机械（工作机）的功率标定。 （3）为什么要对内燃机进行功率修正？5试用速度特性曲线分析外界负荷变化是发动机转速的变化情况。6（1）指出耗油量的测试方法及其主要的应用场合。（2）要作出负荷特性中的燃油消耗率曲线，在发动机台架试验中，应至少记录哪些参数？7.发动机台架试验。测得n=2000rmun，测功器读数P=20kg。小时消耗量E=14.5kgh。已知测功器铭牌标示，c=0.0001，Pe=c p n（kw），计算功率Pe与有效燃油消耗率be（gkw.h）。8.发动机台架试验，测得Pe=40kw，消耗V=200mL，汽油的时间t=36s，汽油密度r=0.725kgL。试计算小时消油量B和燃油消耗率be。第八章 发动机废气涡轮增压一 1指出柴油机的主要增压方式和及其特点2试述废气涡轮增压系统中脉冲增压和定压增压的选用原则二试比较脉冲增压和定压增压的特点，汽油机增压的主要困难何在？三如何改善车用涡轮增压柴油机的扭矩特性？四1涡轮增压器主要有哪两个部分组成？2根据废弃在涡轮中的不同方向，可分为哪几类？3指出其主要应用范围和原因五根据涡轮增压器和柴油机的配合特性曲线，说明涡轮增压器与柴油机联合运行时可能会遇到问题以及选配增压器的原则。六 1与非增压柴油机相比，增压柴油机在结构上主要有哪些变动？ 2指出改善车用增压柴油机性能的措施？第九章1指出降低柴油机HC、CO、NOX排放措施。2 a)试说明车用汽油机产生排气污染的主要工况。 b)讨论降低汽油机的方法。3说明柴油机产生青烟、白烟和黑烟的原因及其减轻措施。4简述柴油机主要排放污染及其生成机理。5简述汽油机主要排放污染及其生成机理。6讨论降低柴油机燃烧噪声的主要途径。三填空题1、 发动机三种基本理论循环： 、 、 。2、 发动机实际工作循环由：进气、 、 、 、排气五个过程组成。3、 发动机配气系统的可变技术包括：可变管内径、长度、可变凸轮相位、可变进气持续期。4、 主要影响充气效率的配气定时角度：进气迟闭角、气门叠开角。5、进气管动力效应包括：惯性效应、波动效应。6、热量传递的基本方式： 、 。7、机械损失的测定有：示功图法、 、 、 等四种方法。8、评定燃油抗爆震性能方法有： 和 研究法。9、按照化学动力学的观点，着火机理可分为：热自燃机理 和 连锁自燃机理。10、测量汽油辛烷值所用的标准燃油是： 和 的混合液。11、我国汽油的标号用研究法辛烷值表示。12、10%的馏出温度越低，表示汽油的低温启动性能越好。13、 是评定柴油流动性的重要指标。14、气醇燃料E30表示 。 15、气醇燃料M15表示 。16、列举二种液体代用燃料： 、 。17、汽车上常用的气体燃料有 、 。 18、汽油机电控喷射系统，按空气流量的测量方式，可分为质量流量控制、速度密度控制、节流速度控制。 19、评价柴油自然性的指标是 。20、电控汽油喷射系统，按喷射位置分类可分为缸内喷射和进气管喷射二种。21、汽油机的正常燃烧过程一般分为_、_、_三个阶段。22、汽油机的不正常燃烧过程包括_、_、_。23、柴油机的燃烧过程一般分为_、_ _、_、_ _四个阶段。 24、影响柴油机着火延期迟因素（至少列出4个）压缩温度、压力、十六烷值、喷油定时、转速。25、柴油机燃烧放热规律三要素：_ _、_ _、放热率曲线形状。26、理想的放热率曲线：开始放热适中，随后燃烧加快（动力性），尾部尽量短（经济性）。27、分开式燃烧室主要包括：_、_。28、主要有三种测功器，包括： 、 、_。29、根据废气在涡轮中不同的流通方向，增压器可分为_和_涡轮增压器。30、化油器式汽油机增压器的布置有_和_两种方案。31、柴油机的增压方式有 、 、 和 。32、发动机招生来源于 、 和 气流噪声 。33、发动机排气中的主要有害分： 、 、 、 、 。 34、汽油机排气中的主要有害成分： 、 、 。35、柴油机排气中的主要有害成分： 、 。 36、CO主要在燃烧过程中由于 缺氧 产生的不完全燃烧产物。37、安装三元催化器能降低 、 、 排放。38、催化氧化法使 、 还原成 、 。 39、催化还原法使 还原成 。40、汽油机HC来源于 、 、 。41、促使NOx生成的条件 、 。42、大气中 和 的浓度达到一定值时，在阳光照射下产生 和 组成的光化学烟雾。四选择题 1.属于热力学第二定律不可避免的热量损失是()A排气带走热量 B冷却水带走热量C不完全燃烧2.理论循环假定工质是( ) A理想气体 B实际气体 C无要求3.高速柴油机简化为( )加热循环。 A等容 B混合 C等压4.进气门早开是为了()A减少进气阻力 B减少残余废气 C利用气流惯性5压缩比提高后，膨胀终了的温度( ) A降低 B升高 C不变6混合加热循环的总加热量一定，等容加热量增加，则循环热效率() A阵低 B升高 C不受7.柴油机的充气系数一般较汽油机的( ) A低 B高 C相同8.压缩比提高后，压缩终了的压力和温度( ) A降低 B升高 C不变9.进气运闭角减小，最大充气系数点的转速( )A降低 B升高 C不变10.常用工况的转速提高，要求进气迟闭角( ) A变小 B变大 C不变11.实际影响发动机的功率是（ ） A 燃料的低热值 B混合气热值 C燃料种类12.辛烷值提高，则汽油机的抗爆燃能力（ ）A降低 B提高 C不变13.柴油机最高燃油压力较汽油机的（）低 高 相同14.在柴油机中，滞燃期喷入的燃料可以近视的看成在（ ）燃烧 A 滞燃期 B补燃期 C缓燃期 D急燃期15.排气门太晚开，会造成（ ）损失增大。A排气负功 B膨胀功 C、A+B16.发动机的适应性系数K越大，其适应外界负荷的变化能力（ ）A越强 B越弱 C不变17.汽油机的负荷率在（ ）时最经济。A20% 85% C100%18.柴油机压缩终了的温度比汽油机（ ）A低 B高 C相同19.压缩比提高后，循环放热量（ ）A减小 B增高 C不变20.采用铝合金缸盖，燃烧倾向（ ）A减小 B增大 C不变21.发动机的机械效率影响（ ）A动力性 B经济性 C（A+B）22.平均有效压力与扭矩（ ）A成正比 B成反比 C无关23.一般而言，自然吸气式柴油机的升功率比汽油机的（ ）A增大 B减小 C不变24.转速不变，机械效率随负荷的增大而（ ）A增大 B减小 C不变25.万有特性的最经济区位于（ ）A最内圈 B最外圈 C、A与B之间26.汽油机在（ ）最经济。A低负荷 B中负荷 C全负荷27.理论循环假膨胀过程是（ ）过程。等温 绝热 等压28.工质的绝热指数K增大，热效率（ ）A增大 B减小 不变29.柴油机的混合气形成时间比汽油机的（ ）A长 短 C相同30.汽油机的燃烧终了温度比柴油机的（ ）A高 B低 C相同31.汽油机燃烧的实质是末端混合气（ ）A自燃 B点燃 C未燃32.油门位置不变，转速升高，机械效率（ ）A增大 B减小 C不变33.辛烷值增大后，汽油机的爆燃倾向（ ）A增大 B减小 C不变五判断题1在压缩过程的初期气体向缸壁传出气体（）2在压缩过程的后期气体向缸壁传出气体（）3在理论循环中假定压缩和膨胀过程是按绝热过程进行的（）4混合加热循环中加热量是分定容加热和定压加热两部分加入的（）5混合加热循环中定容部分的加热量愈多，热效率愈高（）6汽油机可简化为定容加热循环（）7按理论循环分析，压缩比提高后，发动机的动力性和经济性均变好。（）8柴油机的热效率比汽油机高（）9进气门应早开迟闭（）10排气门应早开迟闭（）11进气终了的压力愈高，充气系数愈大（）12排气门太早开，造成排气负功过大（）13用充气系数评价发动机进气过程的完善程度（）14转速相同时，汽油机的充气系数随节气门开度的减小而增大（）15配气相位中，对充气系数影响最大的是进气迟闭角（）16进气门迟闭的目的是利用气流的惯性增加进气量（）17充气系数愈大，动力性愈好（）18柴油机的充气系数愈大，动力性愈好。（ ）19过量空气系数对发动机的动力性和经济性影响不大。（ ）20过量空气系数1时，CO排放量增加。（ ）21. 过量空气系数1时，HC排放量增加。（ ）22. 是在高温缺氧的条件下产生的。（ ）23. 柴油机的CO，HC排放明显高于汽油机。（ ）24. 汽油机的混合气在压缩终了时很不均匀。（ ）25. 柴油机的混合气在压缩终了很均匀。（ ）26. 化油器式发动机的混合气在缸外开始很均匀。（ ）27. 从火花跳火到缸内出现最高压力这一期间称为着火延迟期。（ ）28. 汽油机的急燃期愈长，热效率愈高。（ ）29. 素流燃烧速度比层流的高很多。（ ）30. 汽油机的负荷（油门）减小时，应减小点火提前角。（ ）31.