發(fā)動(dòng)機(jī)原理習(xí)題

1.平均有效壓力可以看作是一個(gè)假想不變的力作用在活塞頂上，使活塞移動(dòng)一個(gè)沖程所做的_功等于每循環(huán)所做的有效功_。2.從內(nèi)燃機(jī)示功圖上可以得到的信息包括：最高燃燒壓力、壓力升高率、燃燒始點(diǎn)、終點(diǎn)等。3.內(nèi)燃機(jī)的指示指標(biāo)是指工質(zhì)對(duì)活塞做功為基礎(chǔ)的指標(biāo)；指示功減有效功等于機(jī)械損失。4.平均指示壓力是一個(gè)假想不變的壓力，這個(gè)壓力作用在活塞頂上，使活塞移動(dòng)一個(gè)行程所做的功。5.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定，負(fù)荷增加時(shí)，機(jī)械效率增加。6.測(cè)量機(jī)械損失的方法主要有示功圖法、倒拖法、滅缸法、油耗線法幾種。7.內(nèi)燃機(jī)中機(jī)械損失最大的是：活塞、活塞環(huán)與缸套之間的摩擦損失。8.過量空氣系數(shù)的定義為燃料單位燃燒的實(shí)際空氣量與理論空氣量之比稱為過量空氣系數(shù)。9.內(nèi)燃機(jī)的燃油消耗率和哪兩個(gè)因素成反比：指示熱效率、機(jī)械效率。10.燃料化學(xué)能在柴油機(jī)內(nèi)最終分配情況大致為：有效功_，_機(jī)械損失_，_熱損失_等 第三章內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)1.造成柴油機(jī)與汽油機(jī)各種特征巨大差別的根本原因是：汽油與柴油的特性不同。2.內(nèi)燃機(jī)燃用石油產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是：能量密度高、價(jià)格低、不易變質(zhì)、便于儲(chǔ)運(yùn)。3.燃料的高熱值與低熱值之差為_水蒸氣的汽化熱_。內(nèi)燃機(jī)使用燃料的_低熱值_進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換。4.98號(hào)汽油的十六烷值大約是：15；柴油的辛烷值大約是：_2030_。5.正烷烴的碳鏈越長(zhǎng)，則化學(xué)穩(wěn)定性越_差_、辛烷值越小。6.柴油比汽油的化學(xué)穩(wěn)定性差，因?yàn)椴裼椭泻休^多的不飽和烴，易變質(zhì)膠化。7.與柴油化學(xué)穩(wěn)定性有關(guān)的燃料特性有：自燃性揮發(fā)性低熱值等。8.提高汽油辛烷值的方法有：添加抗暴劑四乙鉛添加高辛烷值的添加劑如醇9.使汽油機(jī)易爆燃的燃料，其辛烷值低；使柴油機(jī)易自燃的燃料，其十六烷值高。10.使用高十六烷值柴油的優(yōu)點(diǎn)有：易自燃、有利于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；缺點(diǎn)有：增加了碳煙顆粒排放。11.當(dāng)最低氣溫為-15時(shí)，應(yīng)該選用如下哪個(gè)標(biāo)號(hào)的柴油？-25#。（15、5、-5、-15、-25）13.以氫氣為燃料的內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)有：排放產(chǎn)物為水，不會(huì)造成污染、等。14.汽油的標(biāo)號(hào)是以研究法辛烷值來定的，測(cè)定時(shí)用的兩種標(biāo)準(zhǔn)燃料是異辛烷和正庚烷。15.卡諾循環(huán)的特點(diǎn)有：熱效率最高、工質(zhì)為理想氣體、等熵絕熱過程。16.卡諾循環(huán)難以實(shí)用的主要障礙是：等熵絕熱過程難以實(shí)現(xiàn)、最大壓力和壓縮比受設(shè)備許用負(fù)荷的限制。17.如果壓縮比一定，等容燃燒和等壓燃燒哪個(gè)熱功轉(zhuǎn)換效率高？等容燃燒。18.汽油機(jī)比柴油機(jī)效率低很多的主要原因是：壓縮比比柴油機(jī)低。19.等壓燃燒相對(duì)等容燃燒的優(yōu)點(diǎn)有：對(duì)設(shè)備的沖擊負(fù)荷小。20.工質(zhì)的定容比熱越小、燃燒產(chǎn)物越容易高溫分解，則熱功轉(zhuǎn)換的效率越高。21.與理論雙燒循環(huán)相比，實(shí)際循環(huán)在燃燒階段有哪些損失？早燃造成壓縮負(fù)功、后燃造成膨脹功減少和不完全燃燒。22.高等容度燃燒所具有的特點(diǎn)是：快速噴油、快速混合、快速燃燒等第四章內(nèi)燃機(jī)換氣過程與增壓一、填空題（選做20題）1.四沖程內(nèi)燃機(jī)排氣過程可以細(xì)分為：自由排氣、強(qiáng)制排氣、掃氣。2.排氣門提前開啟的主要目的是：利用廢氣的壓力實(shí)現(xiàn)自由排氣、增大排氣流通面積，減小排氣阻力、減小活塞推擠廢氣的能量損耗。3.進(jìn)氣門滯后關(guān)閉的主要目的是：利用進(jìn)氣氣流的慣性實(shí)現(xiàn)過后充氣，以增大進(jìn)氣充量。4.配氣相位的四個(gè)角度中，對(duì)充量系數(shù)影響最大的是進(jìn)氣晚關(guān)角。5.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，一般進(jìn)氣門滯后關(guān)閉角應(yīng)該越大。6.當(dāng)排氣門截面小、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，排氣門提前開啟角應(yīng)大。7.四沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣過程分為自由排氣、強(qiáng)制排氣、掃氣、吸氣、過后吸氣等四個(gè)階段。8.充量系數(shù)是內(nèi)燃機(jī)每循環(huán)實(shí)際進(jìn)氣量與以進(jìn)氣管狀態(tài)充滿氣缸的工作容積的理論進(jìn)氣量之比。9.使內(nèi)燃機(jī)充量系數(shù)增大的主要因素有：降低進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力損失，提高氣缸內(nèi)進(jìn)氣終了的壓力、降低排氣系統(tǒng)的阻力損失，減小缸內(nèi)的殘余廢氣系數(shù)、減少高溫部件對(duì)進(jìn)氣的加熱，以降低進(jìn)氣終了時(shí)的溫度、合理的配氣正時(shí)和氣門升程規(guī)律等。10.汽油機(jī)隨著負(fù)荷的減小，其充量系數(shù)將增大；隨著轉(zhuǎn)速的增加，其充量系數(shù)將減小。11.對(duì)小型四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)進(jìn)氣Ma超過0.5后，充量系數(shù)將急劇下降。12.與四沖程內(nèi)燃機(jī)相比，二沖程內(nèi)燃機(jī)換氣的特點(diǎn)有：換氣時(shí)間短、進(jìn)排氣同時(shí)進(jìn)行、掃氣消耗的功大等。13.內(nèi)燃機(jī)采用多氣門技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有：、等。14.改善內(nèi)燃機(jī)換氣質(zhì)量的主要措施有：、等。15.內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)氣流的主要成分包括：、等。16.普通廢氣渦輪增壓柴油機(jī)的缺點(diǎn)有：、等。17.機(jī)械增壓的主要優(yōu)點(diǎn)有：、等。18.氣波增壓有何特點(diǎn)：、等。19.采用可調(diào)廢氣渦輪增壓器（VGT），主要是為了解決低速低負(fù)荷時(shí)，廢氣壓力低，動(dòng)力性下降，響應(yīng)差；高速高負(fù)荷時(shí)，超速超壓等問題。20.壓氣機(jī)喘振的原因是：壓氣機(jī)的氣流流量減小到小于臨界值。21.壓氣機(jī)堵塞的原因是：壓氣機(jī)流量增加到一定數(shù)值大于臨界值。22.單純?cè)鰤?，柴油機(jī)的HC、CO、顆粒物排放將減少，氮氧化物排放將增加。23.相對(duì)脈沖增壓，定壓增壓對(duì)排氣能量的利用率較低，渦輪效率較高。24.汽油機(jī)采用增壓的主要困難是：增壓后易發(fā)生爆燃、增壓后熱負(fù)荷加重、對(duì)增壓器有特殊要求等。25.車用柴油機(jī)宜采用渦輪增壓系統(tǒng)的理由是：26.從對(duì)過渡工況的適應(yīng)能力看，定壓增壓與脈沖增壓哪一個(gè)較好？脈沖增壓。27.車用柴油機(jī)常用脈沖渦輪增壓系統(tǒng)，該類增壓系統(tǒng)的渦輪效率低、加速性好。二、論述與計(jì)算題（選做10題）1如何理解工況不同排氣門的最佳提前開啟角也會(huì)不同。答：排氣提前角的作用是增大排氣截面面積，減少排氣耗功；也就是使膨脹損失W和推出功損失X盡量小。不同工況時(shí)，使用不同的排氣提前角正是為了使W與X的和最小。具體來看，當(dāng)轉(zhuǎn)速提高時(shí)應(yīng)增大排氣提前角。2試解釋內(nèi)燃機(jī)換氣要求與評(píng)價(jià)指標(biāo)間的關(guān)系。3在P-V坐標(biāo)圖上畫出四沖程渦輪增壓柴油機(jī)的換氣過程氣缸內(nèi)氣體壓力的變化，并標(biāo)出進(jìn)、排氣閥開啟和關(guān)閉的近似位置點(diǎn)，圖上相關(guān)符號(hào)的意義。4何為進(jìn)氣馬赫數(shù)Z？試分析進(jìn)氣馬赫數(shù)Z對(duì)充氣效率的影響。答：平均進(jìn)氣馬赫數(shù)Z定義為進(jìn)氣門座處的氣流平均速度與進(jìn)氣門流通截面處氣體聲速的比值，即：ssvZc=。進(jìn)氣馬赫數(shù)綜合了進(jìn)氣門大小、形狀、升程規(guī)律以及活塞速度等影響因素對(duì)進(jìn)氣的影響，用來衡量考察氣門座處的流動(dòng)情況。當(dāng)進(jìn)氣馬赫數(shù)小于0.5時(shí)，對(duì)進(jìn)氣的影響不大；當(dāng)進(jìn)氣馬赫數(shù)大于0.5后，充量系數(shù)開始急劇下降，對(duì)進(jìn)氣造成不利影響。5各配氣相位角選擇合理與否直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程的什么參數(shù)？這些參數(shù)如何影響配氣相位的選擇？6試論述氣體波動(dòng)效應(yīng)改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能的機(jī)理與具體措施。7解釋說明利用進(jìn)氣管長(zhǎng)度可變提高充氣效率的原理。答：進(jìn)氣管長(zhǎng)度對(duì)充氣效率的影響主要體現(xiàn)在進(jìn)氣諧振對(duì)進(jìn)氣的影響：在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣過程中，活塞的下行運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致在進(jìn)氣管內(nèi)產(chǎn)生膨脹波，該膨脹波在進(jìn)氣管的開口端反射，形成壓縮波返回，向氣缸方向傳播。在一定的條件下（如一定的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣管長(zhǎng)度等），這種壓縮波可以使得發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣過程將要結(jié)束時(shí)，進(jìn)氣門處的壓力高于正常的進(jìn)氣壓力，從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，提高充量系數(shù)。實(shí)驗(yàn)得出：管徑不變的條件下，隨著轉(zhuǎn)速的提高，最佳進(jìn)氣管長(zhǎng)度逐漸減小。8請(qǐng)?jiān)敿?xì)列舉說明提高充量系數(shù)的措施有哪些？答：1)降低進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力損失，提高氣缸內(nèi)進(jìn)氣終了時(shí)的壓力；比如增加進(jìn)氣門的數(shù)目，減小局部損失。2)降低排氣系統(tǒng)的阻力損失，減小缸內(nèi)的殘余廢氣系數(shù)；比如采用多枝型排氣管或多排氣管結(jié)構(gòu)代替單排氣管。3)減小高溫零件對(duì)新鮮充量的加熱，降低進(jìn)氣終了時(shí)的溫度；比如進(jìn)排氣管布置在發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)。4)合理的配氣正時(shí)和氣門升程規(guī)律；比如采用可變氣門系統(tǒng)。9試分析內(nèi)燃機(jī)進(jìn)排氣門提前開啟和滯后關(guān)閉的原因。在研制一臺(tái)新內(nèi)燃機(jī)時(shí)，你是如何考慮確定其進(jìn)排氣門提前開啟和滯后關(guān)閉角大小？其數(shù)值大小與哪些因素有關(guān)？10解釋內(nèi)燃機(jī)進(jìn)排氣門提前開啟與滯后關(guān)閉的目的及何時(shí)應(yīng)該增大配氣相位角。答：進(jìn)氣提前角：增加進(jìn)氣流通面積，提高充量系數(shù)；進(jìn)氣滯后角：利用進(jìn)氣流的慣性實(shí)現(xiàn)過后充氣，提高充量系數(shù)；排氣提前角：增大排氣流通面積，降低廢氣殘余系數(shù)；降低氣缸內(nèi)的壓力以減小強(qiáng)制排氣時(shí)的推擠功；排氣滯后角：保持較大的排氣流通截面積，減小排氣阻力；利用排氣流的流動(dòng)慣性實(shí)現(xiàn)過后排氣；實(shí)現(xiàn)掃氣。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加后，氣流速度增大，換氣時(shí)間縮短，應(yīng)加大配氣相位角；或者當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝增壓裝置后，進(jìn)氣壓力增大，應(yīng)加大配氣相位角。11試應(yīng)用波動(dòng)效應(yīng)理論預(yù)測(cè)柴油機(jī)在哪幾個(gè)轉(zhuǎn)速時(shí)，充氣效率jc具有峰值。柴油機(jī)參數(shù)為：S195型，單缸，S/D=115/95，工作轉(zhuǎn)速范圍n=1534r/s，進(jìn)氣管長(zhǎng)2m，管徑d=42mm。12什么是斷缸技術(shù)？13車用柴油機(jī)采用增壓后要進(jìn)行哪些調(diào)整？答：1)壓縮比與過量空氣系數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后應(yīng)適當(dāng)降低壓縮比，適當(dāng)加大過量空氣系數(shù)。2)供油系統(tǒng)：發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后應(yīng)增加每循環(huán)的供油量，以配合功率的增加；適當(dāng)減小噴油提前角，限制最高燃燒壓力。3)配氣相位：發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后應(yīng)合理的加大氣門疊開角。4)進(jìn)排氣系統(tǒng)：發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后進(jìn)排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要與增壓系統(tǒng)的要求相一致。5)增加空氣冷卻：發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后，應(yīng)對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行冷卻，以提高充量系數(shù)，降低排放。14什么是順序增壓？15為什么要追求渦輪、壓氣機(jī)可調(diào)？實(shí)現(xiàn)可調(diào)的措施有哪些？16增壓后對(duì)柴油機(jī)的性能、工作粗暴度、排放等有什么影響？增加中冷后又如何？答：發(fā)動(dòng)機(jī)采用增壓后，指示熱效率和機(jī)械效率略有提高，升功率增大，燃油消耗率降低，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性均有提高。增壓后缸內(nèi)的工作壓力和溫度明顯提高，機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷加大，使得內(nèi)燃機(jī)的可靠性和耐久性降低。另外，增壓后，內(nèi)燃機(jī)的HC、CO和顆粒物排放降低，氮氧化物排放增加增加中冷后，進(jìn)氣密度增加，充量系數(shù)進(jìn)一步加大，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性提高。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度降低，有利于降低熱負(fù)荷，降低排放。17論述汽油機(jī)增壓的難點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)方法。答：1)爆燃：汽油機(jī)增壓后，壓縮始點(diǎn)壓力溫度提高，促使爆燃發(fā)生?？刹捎媒档蛪嚎s比、推遲點(diǎn)火時(shí)刻、進(jìn)氣中冷或者缸內(nèi)直噴等方法實(shí)現(xiàn)增壓，但可能會(huì)影響汽油機(jī)的性能。2)熱負(fù)荷：汽油機(jī)增壓后，平均工作溫度提高，熱負(fù)荷加大?？刹捎脺u輪前放氣調(diào)節(jié)。3)對(duì)增壓器的特殊要求：汽油機(jī)增壓裝置，要求體積小、耐高溫性能好、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、有增壓調(diào)節(jié)裝置等。18一臺(tái)車輛用多缸柴油機(jī)利用增壓技術(shù)提高功率20%時(shí)，試問采用何種增壓方式為宜，原因何在？并指出發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作過程參數(shù)有何變化、原因何在？19將一臺(tái)70kW的非增壓柴油機(jī)通過增壓技術(shù)使其功率達(dá)到88kW，使上述柴油機(jī)需要做哪些改動(dòng)？答：1)壓縮比與過量空氣系數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后應(yīng)適當(dāng)降低壓縮比，適當(dāng)加大過量空氣系數(shù)。2)供油系統(tǒng)：發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后應(yīng)增加每循環(huán)的供油量，以配合功率的增加；適當(dāng)減小噴油提前角，限制最高燃燒壓力。3)配氣相位：發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后應(yīng)合理的加大氣門疊開角。4)進(jìn)排氣系統(tǒng)：發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后進(jìn)排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要與增壓系統(tǒng)的要求相一致。5)增加空氣冷卻：發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后，應(yīng)對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行冷卻，以提高充量系數(shù)，降低排放。20車用發(fā)動(dòng)機(jī)采用增壓時(shí)應(yīng)進(jìn)行哪些方面的調(diào)整？21說明增壓柴油機(jī)扭矩適應(yīng)性差的原因。采用廢氣放氣閥方案和可調(diào)渦輪噴嘴面積方案解決扭矩適應(yīng)性的問題在原理和性能上各有何不同?22請(qǐng)說明柴油機(jī)脈沖增壓系統(tǒng)的特點(diǎn)及何時(shí)應(yīng)采用脈沖增壓系統(tǒng)？答：柴油機(jī)脈沖增壓系統(tǒng)排氣系統(tǒng)容量小，渦輪進(jìn)口壓力存在周期性脈動(dòng)；節(jié)流損失小，排氣能量利用率高；加速響應(yīng)快。因脈沖增壓系統(tǒng)具有以上優(yōu)點(diǎn)，所以常用于低增壓，工況變化頻繁，對(duì)增壓器加速響應(yīng)和轉(zhuǎn)矩性能要求高的發(fā)動(dòng)機(jī)中