内燃机学I（原理）测试卷.docx

内燃机学I（原理）测试卷2（测试时间：2小时）标准答案及评分标准一. 填空（每题1分，最高得40分）（在该试卷上直接填写）1. 从内燃机示功图上可以得到的参数包括： 、 、 等。答案：循环功Wi；最大爆发压力pzmax；压力升高率dp/d；起燃点；平均指示压力pim；放热率2. 什么动力机械应该用内燃机的持续功率？ ；什么动力机械应该用内燃机的十五分钟功率？ 。答案：发电用内燃机、船舶用内燃机、持久工作的内燃机；汽车等短时间在高速、高负荷下工作的内燃机。3. 内燃机的指示指标是指工质对 活塞 做功为基础的指标。4. 内燃机各项机械损失中，最大的一项是： 活塞-活塞环-缸套间的摩擦损失、（摩擦损失） 。5. 内燃机的燃油消耗率和哪两个因素成反比？ 指示效率i 、 机械效率m 。6. 造成柴油机与汽油机各种特征巨大差别的根本原因是： 所用燃料不同（燃烧方式不同） 。7. 98号汽油的十六烷值大约是 0 ；柴油的辛烷值大约是 0 。8. 正烷烃的碳链越长，则化学稳定性越 差 、辛烷值越 低 。9. 当最低气温为-15时，应该选用如下哪个标号的柴油？ -25 。（15 、-5 、 -15 、 -25）10. 如果压缩比一定，等容燃烧和等压燃烧哪个热功转换效率高？ 等容燃烧 。11. 汽油机比柴油机效率低很多的主要原因是： 压缩比低很多 。12. 工质的定容比热越 低 、燃烧产物越 不容易 高温分解，则热功转换的效率越高。13. 与理论双烧循环相比，实际循环在燃烧阶段有哪些损失？ 、 。答案：燃烧时间损失、燃烧损失（后燃、不完全燃烧）14. 内燃机热功转换量、传热损失、排气能量占燃料总化学能的比例大约为： 1/3 、 1/3、 1/3 。答案：由于涉及各类内燃机，各项答案在20%50%之间算正确15. 四冲程内燃机排气过程可以细分为：超临界自由排气、亚临界自由排气、 强制排气 、 后排气 。（扫气、后排气）16. 排气门提前开启的主要目的是： 减少换气的综合损失、提高功率 。17. 发动机转速越高，一般进气门滞后关闭角应该越 大 。18. 汽油机随着负荷的减小，其充量系数将 减小 ；随着转速的增加，其充量系数将 减小 。19. 对小型四冲程发动机，当进气Ma超过 0.5 后，充量系数将急剧下降。20. 普通废气涡轮增压柴油机的缺点有： 机械负荷及热负荷高 、 低速扭矩特性不好 、 加速性不好 等。21. 采用可调废气涡轮增压器（VGT），主要是为了解决低速扭矩特性差 、 加速性不好 等问题。22. 压气机产生堵塞的原因是： 局部气流速度达到声速 。23. 单纯增压，柴油机的 颗粒 (PM、HC、CO) 排放将减少， NOx 排放将增加。24. 相对脉冲增压，定压增压对排气能量的利用率 低 ，涡轮效率 高 。25. 汽油机采用增压的主要制约因素是： 爆燃 、 热负荷 、 n变化大，要求增压器流量范围宽 等。（答对两项为正确）26. 汽油机燃烧急燃期结束点的定义方法有： 、 等几种。答案：最高温度点、最高压力点、放热率明显下降点27. 影响汽油机燃烧稳定性的主要因素是： 缸内流速波动 、 成分波动 。28. 火焰传播到末端所需时间t1，末端混合气自燃所需时间t2，则产生爆燃的条件为： t1t2 。29. 燃烧室的面容比F/V大，火焰传播距离 长 ，爆燃倾向 大 ，HC排放 高 。30. 爆燃性表面点火与爆燃的差别有：_起燃方式_、_出现位置（时间和地点）_等。31. 汽油机火花塞应尽可能布置在_ 气缸中心_或_排气门附近_。32. 对柴油机燃烧噪声影响最大的燃烧阶段为_急燃期（速燃期、滞燃期）_，对经济性影响最大的为_换燃期_。33. 喷油提前角越大，着火延迟期越_长_，柴油机工作越_ 粗暴_。34. 柴油机速燃期的结束点大约是最高_压力点或最高放热率_点，缓燃期的结束点大约是最高_温度_点。35. 进气涡流越强，对工况敏感性越_大_；涡流室式柴油机对工况的敏感性较_低_。36. 柴油机燃油喷射速率高的主要优点是：_经济性高（易雾化）_，主要缺点是：_噪音大（最大爆发压力大、压力升高率高）_。37. 普通供油系统，实际喷油量远小于理论供油量的主要原因有：_、_等。答案：高压系统变形、节流、泄露、油可压等38. 判断柴油机出现异常二次喷射方法有：_测量针阀升程_、_利用现象（在高速高负荷时碳烟突然增加、功率下降、冷却系统开锅等）_。39. 着火延迟角8oCA，喷油延迟角10oCA，从经济性角度考虑，最佳供油提前角应为为 23A 28A 。40. 随着转速的提高，普通柴油机的喷油速率将_下降_，柴油机的经济性将_降低_。41. 普通柱塞泵随着转速的提高，循环供油量变大的原因是：_节流效应增加_、_泄露减少_等。42. 汽油机CO排放比柴油机_高_，主要是因为：_过量空气系数低（浓混合气燃烧）_。43. 柴油机颗粒排放比汽油机_高_，主要是因为：_非均值燃烧（易局部确氧）_。44. 内燃机NOx排放生成原因主要有：_高温_、_富氧_、_长时间作用_。45. 汽车内燃机的转矩储备系数越高，则工作的稳定性越_高_，汽车行驶中速度的波动越_小_。46. 柴油机的燃油消耗率曲线与汽油机相比具有 _低_、_平坦_的特点。47. 内燃机外特性上的特殊点包括：_最低油耗点_、_最大扭矩点_、_最大功率点_等。48. 发电用内燃机是按_负荷_特性工作的；船舶驱动用内燃机是按_螺旋桨_特性工作的。49. 汽车用高速挡行驶，意味着同样的车速，发动机转速 _低_、汽车的百公里油耗会_低_。50. 柴油机应该选择采用双韦伯燃烧放热规律模型的理由是：_燃烧明显分成速燃期和缓燃期_。 填空题评分、算分方法注释：1 一个题有多个空时，如果答对一半以上，而且主要部分已经答对，该填空算正确（1分）2 一个题有多个空时，如果答对一半以下，但答对了核心内容，该填空算半对（0.5分） 二. 论述及计算题（任选6题，每题10分，最高得60分）答题要点及评分标准1. 绘制某类内燃机的示功图，并基于此图，分析说明该内燃机的特点。要点及标准：（4+2+4*1）（1）可绘制增压柴油机、非增压柴油机、汽油机、二冲程内燃机- 4分（2）示功图特征明显- 2分（3）特征说明4点以上- 每1点1分 2. 提高内燃机经济性的技术措施都有哪些类？（请系统、分类说明）要点及标准：（1+1+2+3*2）核心分类方法可以多种：热平衡角度、实际循环与理论循环差异角度、经济性指标角度等（1）分类方法明确- 1分（2）考虑燃油问题- 1分（3）提高机械效率- 2分（4）在燃烧组织方面3条以上- 每1条2分如果从经济性指标角度考虑：（1）降低燃油消耗be的措施3条以上- 每1条2分（2）降低机油消耗率bo方面- 2分（3）降低单位功率价格方面- 2分 3. 现代汽油机与现代柴油机的理论循环参数有何主要差别，由此引起的性能差别是什么？要点及标准：（4+3+3）（1）压缩比及由此引起的性能差别- 4分（2）压力升高比及由此引起的性能差别- 3分（3）初始膨胀比及由此引起的性能差别- 3分 4. 汽油机采用非均值的缸内燃油直接喷射（GDI）的目的、问题和相关措施是什么？要点及标准：（2+2+3*2）（1）易实现分层、稀薄、非均值燃烧；这种燃烧组织方式不易爆燃，可以提高压缩比- 2分（2）从而提高经济性，改善CO、NOx排放- 2分（3）问题及相应的技术措施3条以上- 每1条2分问题包括：会产生细小的碳烟、燃烧组织难、控制难、排放难处理等。措施包括：精心组织缸内气流、实现分层；采用电控控制；两套燃烧方式切换等5. 车用柴油机采用增压后要进行哪些调整？要点及标准：（5*2）（1）主要调整内容及如何调整5项以上- 每1项2分调整内容包括：油：喷油压力（增加）、喷孔数量、喷油提前角等；配气相位角（增大）；进排气管（适应增压）；中冷系统；冷却水量加大；润滑油量增加，等。 6. 请针对缸径为100mm的多缸轿车用柴油机，设计一种较好的油、气、室匹配方式，对喷油、缸内气流组织、燃烧室结构提出要求，并简单解释做出这一匹配设计的理由。要点及标准：（5*2）可以选择任何一种匹配方式（开式、半开式较好、分隔燃烧室式），主要是提出匹配的要求和理由。（1）所选匹配方式对油、气、燃烧室及工况的匹配要求- 5分（2）选择的理由和所提匹配要求的原因清楚- 5分 7. 与常规的泵-管-器供喷油系统相比，如果采用泵喷嘴供油系统，其喷油规律会有何差别，并请简单解释原因？要点及标准：（2*3+2*2）答4条差别及理由以上，前两条每条3分，后两条每条2分。（1）由于取消了高压油管，喷油延迟变小- 3分（2）由于取消了高压油管，喷油持续角供油持续角- 3分（3）由于取消了高压油管，实际喷油量理论供油量- 2分（4）喷油压力会大幅度增加- 2分（5）由于简化了高压系统，系统内压力复杂程度减小，不易出现不正常喷射（6）供喷油系统简化，喷油规律受其它因素影响变小 8. 请分析说明，柴油机采用燃油预喷技术后对放热规律有何影响，对性能有何影响？要点及标准：（4+3*2）（1）预喷对燃烧过程的影响（燃烧速度、放热规律，等）- 4分（2）解释对噪声的影响- 2分（3）解释对经济性的影响- 2分（4）解释对排放的影响- 2分 9. 要想在缸内同时降低柴油机的NOx和PM排放量，应该如何组织燃烧？要点及标准：（4+3+3）（1）组织的核心：既降低最高燃烧温度（降低NOx），又要提高油气混合的质量，防止局部确氧（降低PM）- 4分（2）降低最高燃烧温度的措施：抑制速燃期、预喷、抑制初期喷油速率- 3分（3）提高油气混合的质量：适当的进气涡流、利用挤流、微涡流、提高主喷阶段的喷油压力、合理的燃烧室匹配，等- 3分 10. 绘制两种内燃机的万有特性图，其中一台要更适用于工况变化大的车辆，另一台则更适用于近似固定工况工作的动力机械，并解释理由。要点及标准：（3+2+3+2）（1）绘制固定工况用的内燃机的万有特性曲线图。特点：其最小经济区的油耗率要较低，离开该最小经济区，油耗率可以大幅度增加- 3分（2）解释理由：对固定工况用的内燃机，其经济性主要取决于最小经济区的油耗率- 2分（3）绘制适用于工况变化大的车辆用内燃机的万有特性曲线图。特点：整个工况使用面上的油耗要低，而且变化要小，最小经济区的油耗率相对大一些是允许的- 3分（4）解释理由：对工况变化大的车辆用内燃机，其经济性取决于整个使用面上油耗率的加权平均值- 2分例： 适用于固定工况用内燃机的万有特性曲线特征的示意图 适用于工况变化大的车辆用内燃机的万有特性的示意图 190 230 270 n pen 210 220 230 n pen （测试时间：2小时）标准答案及评分标准一. 填空（每题1分，最高得40分）（在该试卷上直接填写）1. 从内燃机示功图上可以得到的参数包括： 、 、 等。答案：循环功Wi；最大爆发压力pzmax；压力升高率dp/d；起燃点；平均指示压力pim；放热率2. 什么动力机械应该用内燃机的持续功率？ ；什么动力机械应该用内燃机的十五分钟功率？ 。答案：发电用内燃机、船舶用内燃机、持久工作的内燃机；汽车等短时间在高速、高负荷下工作的内燃机。3. 内燃机的指示指标是指工质对 活塞 做功为基础的指标。4. 内燃机各项机械损失中，最大的一项是： 活塞-活塞环-缸套间的摩擦损失、（摩擦损失） 。5. 内燃机的燃油消耗率和哪两个因素成反比？ 指示效率i 、 机械效率m 。6. 造成柴油机与汽油机各种特征巨大差别的根本原因是： 所用燃料不同（燃烧方式不同） 。7. 98号汽油的十六烷值大约是 0 ；柴油的辛烷值大约是 0 。8. 正烷烃的碳链越长，则化学稳定性越 差 、辛烷值越 低 。9. 当最低气温为-15时，应该选用如下哪个标号的柴油？ -25 。（15 、-5 、 -15 、 -25）10. 如果压缩比一定，等容燃烧和等压燃烧哪个热功转换效率高？ 等容燃烧 。11. 汽油机比柴油机效率低很多的主要原因是： 压缩比低很多 。12. 工质的定容比热越 低 、燃烧产物越 不容易 高温分解，则热功转换的效率越高。13. 与理论双烧循环相比，实际循环在燃烧阶段有哪些损失？ 、 。答案：燃烧时间损失、燃烧损失（后燃、不完全燃烧）14. 内燃机热功转换量、传热损失、排气能量占燃料总化学能的比例大约为： 1/3 、 1/3、 1/3 。答案：由于涉及各类内燃机，各项答案在20%50%之间算正确15. 四冲程内燃机排气过程可以细分为：超临界自由排气、亚临界自由排气、 强制排气 、 后排气 。（扫气、后排气）16. 排气门提前开启的主要目的是： 减少换气的综合损失、提高功率 。17. 发动机转速越高，一般进气门滞后关闭角应该越 大 。18. 汽油机随着负荷的减小，其充量系数将 减小 ；随着转速的增加，其充量系数将 减小 。19. 对小型四冲程发动机，当进气Ma超过 0.5 后，充量系数将急剧下降。20. 普通废气涡轮增压柴油机的缺点有： 机械负荷及热负荷高 、 低速扭矩特性不好 、 加速性不好 等。21. 采用可调废气涡轮增压器（VGT），主要是为了解决低速扭矩特性差 、 加速性不好 等问题。22. 压气机产生堵塞的原因是： 局部气流速度达到声速 。23. 单纯增压，柴油机的 颗粒 (PM、HC、CO) 排放将减少， NOx 排放将增加。24. 相对脉冲增压，定压增压对排气能量的利用率 低 ，涡轮效率 高 。25. 汽油机采用增压的主要制约因素是： 爆燃 、 热负荷 、 n变化大，要求增压器流量范围宽 等。（答对两项为正确）26. 汽油机燃烧急燃期结束点的定义方法有： 、 等几种。答案：最高温度点、最高压力点、放热率明显下降点27. 影响汽油机燃烧稳定性的主要因素是： 缸内流速波动 、 成分波动 。28. 火焰传播到末端所需时间t1，末端混合气自燃所需时间t2，则产生爆燃的条件为： t1t2 。29. 燃烧室的面容比F/V大，火焰传播距离 长 ，爆燃倾向 大 ，HC排放 高 。30. 爆燃性表面点火与爆燃的差别有：_起燃方式_、_出现位置（时间和地点）_等。31. 汽油机火花塞应尽可能布置在_ 气缸中心_或_排气门附近_。32. 对柴油机燃烧噪声影响最大的燃烧阶段为_急燃期（速燃期、滞燃期）_，对经济性影响最大的为_换燃期_。33. 喷油提前角越大，着火延迟期越_长_，柴油机工作越_ 粗暴_。34. 柴油机速燃期的结束点大约是最高_压力点或最高放热率_点，缓燃期的结束点大约是最高_温度_点。35. 进气涡流越强，对工况敏感性越_大_；涡流室式柴油机对工况的敏感性较_低_。36. 柴油机燃油喷射速率高的主要优点是：_经济性高（易雾化）_，主要缺点是：_噪音大（最大爆发压力大、压力升高率高）_。37. 普通供油系统，实际喷油量远小于理论供油量的主要原因有：_、_等。答案：高压系统变形、节流、泄露、油可压等38. 判断柴油机出现异常二次喷射方法有：_测量针阀升程_、_利用现象（在高速高负荷时碳烟突然增加、功率下降、冷却系统开锅等）_。39. 着火延迟角8oCA，喷油延迟角10oCA，从经济性角度考虑，最佳供油提前角应为为 23A 28A 。40. 随着转速的提高，普通柴油机的喷油速率将_下降_，柴油机的经济性将_降低_。41. 普通柱塞泵随着转速的提高，循环供油量变大的原因是：_节流效应增加_、_泄露减少_等。42. 汽油机CO排放比柴油机_高_，主要是因为：_过量空气系数低（浓混合气燃烧）_。43. 柴油机颗粒排放比汽油机_高_，主要是因为：_非均值燃烧（易局部确氧）_。44. 内燃机NOx排放生成原因主要有：_高温_、_富氧_、_长时间作用_。45. 汽车内燃机的转矩储备系数越高，则工作的稳定性越_高_，汽车行驶中速度的波动越_小_。46. 柴油机的燃油消耗率曲线与汽油机相比具有 _低_、_平坦_的特点。47. 内燃机外特性上的特殊点包括：_最低油耗点_、_最大扭矩点_、_最大功率点_等。48. 发电用内燃机是按_负荷_特性工作的；船舶驱动用内燃机是按_螺旋桨_特性工作的。49. 汽车用高速挡行驶，意味着同样的车速，发动机转速 _低_、汽车的百公里油耗会_低_。50. 柴油机应该选择采用双韦伯燃烧放热规律模型的理由是：_燃烧明显分成速燃期和缓燃期_。填空题评分、算分方法注释：1 一个题有多个空时，如果答对一半以上，而且主要部分已经答对，该填空算正确（1分）2 一个题有多个空时，如果答对一半以下，但答对了核心内容，该填空算半对（0.5分）二. 论述及计算题（任选6题，每题10分，最高得60分）答题要点及评分标准1. 绘制某类内燃机的示功图，并基于此图，分析说明该内燃机的特点。要点及标准：（4+2+4*1）（1）可绘制增压柴油机、非增压柴油机、汽油机、二冲程内燃机- 4分（2）示功图特征明显- 2分（3）特征说明4点以上- 每1点1分2. 提高内燃机经济性的技术措施都有哪些类？（请系统、分类说明）要点及标准：（1+1+2+3*2）核心分类方法可以多种：热平衡角度、实际循环与理论循环差异角度、经济性指标角度等（1）分类方法明确- 1分（2）考虑燃油问题- 1分（3）提高机械效率- 2分（4）在燃烧组织方面3条以上- 每1条2分如果从经济性指标角度考虑：（1）降低燃油消耗be的措施3条以上- 每1条2分（2）降低机油消耗率bo方面- 2分（3）降低单位功率价格方面- 2分3. 现代汽油机与现代柴油机的理论循环参数有何主要差别，由此引起的性能差别是什么？要点及标准：（4+3+3）（1）压缩比及由此引起的性能差别- 4分（2）压力升高比及由此引起的性能差别- 3分（3）初始膨胀比及由此引起的性能差别- 3分4. 汽油机采用非均值的缸内燃油直接喷射（GDI）的目的、问题和相关措施是什么？要点及标准：（2+2+3*2）（1）易实现分层、稀薄、非均值燃烧；这种燃烧组织方式不易爆燃，可以提高压缩比- 2分（2）从而提高经济性，改善CO、NOx排放- 2分（3）问题及相应的技术措施3条以上- 每1条2分问题包括：会产生细小的碳烟、燃烧组织难、控制难、排放难处理等。措施包括：精心组织缸内气流、实现分层；采用电控控制；两套燃烧方式切换等5. 车用柴油机采用增压后要进行哪些调整？要点及标准：（5*2）（1）主要调整内容及如何调整5项以上- 每1项2分调整内容包括：油：喷油压力（增加）、喷孔数量、喷油提前角等；配气相位角（增大）；进排气管（适应增压）；中冷系统；冷却水量加大；润滑油量增加，等。6. 请针对缸径为100mm的多缸轿车用柴油机，设计一种较好的油、气、室匹配方式，对喷油、缸内气流组织、燃烧室结构提出要求，并简单解释做出这一匹配设计的理由。要点及标准：（5*2）可以选择任何一种匹配方式（开式、半开式较好、分隔燃烧室式），主要是提出匹配的要求和理由。（1）所选匹配方式对油、气、燃烧室及工况的匹配要求- 5分（2）选择的理由和所提匹配要求的原因清楚- 5分7. 与常规的泵-管-器供喷油系统相比，如果采用泵喷嘴供油系统，其喷油规律会有何差别，并请简单解释原因？要点及标准：（2*3+2*