发动机原理复习材料.doc
1.当气缸内压力pe与排气门后的压力pe‘的比值大于等于1. 83,排气门处气体的流动达到音速500^700m/s,自由排气阶段排出废气量这排气总量的60%以上。
2.四冲程增压发动机的理论泵气功大于实际泵气功，理论泵气功等于实际泵气功与泵气损失功的和。
3.排气损失由自由排气损失和强制排气损失两部分组成，排气早开角△ W eo小，
自由排气损失小而强制排气损失大；△We。大则反之。
4.由示功图直接计算出一个工作循环缸内气体所做的功，称为指示循环功Wi。
5.充量系数6 c是衡量发动机进气过程完善程度的重要指标，它定义为每缸每循
环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下充满气缸工作容积的进气量比值。
6.可燃混合气低热值h是单位质量或单位体积可燃混合气的低热值。
7.进气门平均有效开启通路面积与进气门的“角面值”成正比，。
8.进气动态效应在进气门处的压力波对充量系数6c造成一定的影响，利用进气动态效应的正压脉冲波会有效地提高由c值。
9.发动机负荷越大，进气温升A 越高，进气密度越低，充量系数虬值就越小。
发动机转速越低，进气温升越低，进气密度越高，充量系数血值就越大。
10.预混合燃烧的燃烧速度主要取决于化学反应速度和火焰传播的速度。
11.发动机将燃料的化学能转换为机械能。燃料燃烧将化学能转换为热能，气体膨胀将热能转换为机械能。
12.柴油机的混合气是缸内燃油高压喷射、雾化与空气混合形成的。
13.发动机的充量系数6 c随转速n变化规律，叫做发动机的进气速度特性。
14.影响汽油机爆燃的因素有：点火提前角、压缩比、气流运动强度、火焰传播
速度、燃烧室结构、火焰传播距离、末端混合气温度和燃料抗爆性等。
15.低温多阶段着火要经历冷焰诱导阶段（T 1）,冷焰阶段（T2）,蓝焰阶段（T
3）三个阶段。
16.等容加热循环的循环热效率最高，等压加热循环的循环热效率最低，混合加热循环的循环热效率介于等容加热循环与等压加热循环之间。
17.汽油机调节输出功率的大小是通过控制进入气缸的混合气进气量来实现的。称为量调节。
18.三种理论循环的热效率均随压缩比的加大而上升。提高发动机的压缩比能提
高循环的循环热效率。
19.由火核形成至火焰前锋传播到末端混合气所需时间为t.,由火核形成至末端混合气自燃
着火所需时间为t"不发生爆燃的充分必要条件是：私< t2o
20.加大ds和气门升程hv,选择合适的气门锥角。和凸轮型线都能加大角面值。加大角面值就能扩大进气门平均有效通道截面积，会降低气流速度，减小进气阻力。
21.工质在高温条件下，会发生热分解，需要吸收一?定的热量，造成循环热效率n t降低。
22.单位质量的燃料完全燃烧所需的理论空气量为U，缸内混合气中的单位质量的燃料所对应的空气量L,两者之比值为过量空气系数6a 如=\
过量空气系数6 a值越小，混合气越浓，混合气热值越大。"
4)a>l为稀混合气；4)a 合气中空气质量与燃料质量之比。 a =— 汽油的理论空燃比为14. 8 ,柴油的理论空燃比为14.3。m 23.发动机润滑油粘度过高或过低，机械效率L都会下降。发动机工作时润滑油粘度要保持在合适的范围。 24.高速柴油机燃烧时间短，加强油气配合十分重要，通过气流运动快速形成混合气。发动机缸内的气流运动形式有涡流、挤流、滚流、湍流。 25.当负荷减小柴油机与汽油机热效率的差异会进一步扩大的原因是：1)汽油机的进气量减小，实际压缩比降低，而柴油机负荷减小，实际压缩比￡不变；2) 负荷越小，汽油机混合气越浓，燃烧效率低。柴油机小负荷燃烧充分，燃烧效率高；3)汽油机废气稀释作用和气体运动强度降低造成火焰传播速度变慢，燃烧过程变长，使入减小P增大，循环热效率下降。柴油机的喷油量减小，燃烧过程缩短，入保持不变，而P减小，循环热效率上升。4)负荷减小时汽油机与柴油机缸内温差进一步扩大，汽油机缸内工质温度高，传热损失大，而柴油机传热损失小。 26.柴油机的压缩着火和汽油机的爆燃具有低温多阶段着火的特点；而汽油机的火花点燃和柴油机在缓燃期、后燃期燃料着火具有高温单阶段的着火特点。 27.自由排气损失小，则强制排气损失大；反之自由排气损失大，则强制排气损失小。任何工况都有一个最佳排气早开角△Weo使由自由排气损失和强制排气损失之合达到最小。 28.供油规律和喷油规律存在明显不同，始点相差8"2曲轴转角，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。 29.汽油机转矩适应系数和转速适应系数均比柴油机大。 30.最佳放热始点的条件是：在任何工况下缸内最高压力点（C点）出现在上止点后12?15度曲轴转角。 31.发动机只在某一固定转速和输出功率下工作，被称为点工况。 32.速燃期的放热速率dQp/dW和压力升高率dp/dW的大小取决于着火落后期形成混合气多少。为控制压力升高率，应减少着火落后期可燃混合气的量。 33 .四冲程发动机的换气过程包括从排气门打开到进气门关闭的整个过程。 34.提高充量系数需要扩大进气门平均有效开启通路面积（u s fj ra,也就需要增大进气门 “角面值”。从以下几个方面：1）加大气门头部直径山；2）适当增大气门升程底；3）减小气门锥角。；4）优化凸轮型线；5）采用最佳配气相位角，能增大进气门的“角面值” O 35.喷油规律始点明显滞后供油规律始点，高压油管越长、发动机转速越高，供油提前角与喷油提前角的差值就越大。 36.单位四轮轴转角由喷油泵输出的燃油量称为供油速率。单位凸轮轴转角由喷油器喷入燃烧室内的燃油量称为喷油速率。 37.汽油混合气的层流火焰传播速度主要受混合气温度、压力、6a等因素影响。 层流火焰的过量空气系数6定0. 9,火焰传播的速度最快。 38.三效催化转化器要求混合气浓度为化学计量比，即理论空燃比或过量空气系数中. 等于1，才能使CO、HC、N0J匀获得良好的催化转化效果。 39.着火落后期长短与混合气浓度、缸内温度和压力、气体流动强度、火花塞间隙、火花能量及残余废气量等因素有关。火花塞电极间隙为0.8?M E,有利于点燃混合气。 41.柴油机的速度特性取决于Ab、ru、L各值随转速的变化规律。 42.催化剂转化效率随空燃比的变化称为催化剂的空燃比特性，催化转化率达到50%时所对应的温度称为起燃温度t50o起燃时间特性则是催化转化器从室温开始工作当达到50%转化率所需要的时间，称为起燃时间T soo 43.壁面淬熄效应及缝隙效应产生大量的HC。燃烧室的面容比越小，气体运动越强，壁面淬熄效应产生HC就越多。 44.汽油机以降低CO、IIC和阻为主要控制目标,柴油机以降低微粒和NO,为主要 控制目标。 45.减小汽油机的负荷，提高汽油机转速，要加大点火提前角。增大汽油机负荷， 降低汽油机转速，要减小点火提前角。 46.加强汽油机缸内气流运动，能减少淬熄所产生的HC生成量。 47.缩短柴油机燃烧持续期就加大了燃烧放热速率，就能提高柴油机的循环热效率。通过1）提高喷油速率缩短喷油持续的时间，提高供油速率、提高喷油压力和增加喷孔数能提高喷油速率。2）提高喷雾质量，细化油粒直径加快蒸发速度，合理的油束贯穿率和喷雾锥角，提高空气利用率，3）加强气流运动强度，提高混合气的形成的速率。4）适当提高燃油的蒸发性等措施能有效缩短柴油机燃烧持续期。 48.柴油机浅盆形燃烧室对雾化质量要求很高，缸内只有很弱的涡流，因此空气利用率较低，过量空气系数在1. 5以上。 49.汽油机在中等负荷时，过量空气系数为1.05,燃烧效率高，不容易产生一氧 化碳。 50.布置火花塞须考虑的因素：1）利用新鲜混合气扫除火花塞电极间隙处的残余 废气。2）火花塞应靠近排气门处，降低爆燃倾向。3）火花塞的布置应使火焰传播距离尽可能短。 51.明显燃烧期：指火焰由火焰核中心烧遍整个燃烧室，火焰传播方式是近似球 状的火焰前锋面向四周传播。 52.防止爆燃应适当减小点火提前角和降低压缩比；加强气流运动强度，提高火 焰传播的速度。 53.汽油机减小点火提前角能使HC和NOx生成量降低，但燃油消耗率会上升。 54.混合气的低热值（6a=l）越高，发动机的有效循环功、有效力矩、有效功率 和平均有效压力就越大。 55.理论循环模型：理想循环与理想工质的热力循环。 56.汽油机怠速工况时，进入缸内的新鲜混合气少，为了消除废气的稀释作用， 混合气过量空气系数6 a应为0. 6、0.7o 57 .机械损失功由摩擦功、附件消耗功和泵气损失功构成。 58.三效催化转化器的主要性能包含转化效率、空燃比特性、起燃特性（起燃温度和起燃时间）、催化剂的耐久性。 59.柴油机燃烧过程可分为四个阶段，即着火落后期（又称为滞燃期）、速燃期、缓燃期和补燃期。 60.燃烧过程可分着火落后期、速燃期、缓燃期和补燃期，着火落后期从燃油开始喷入 燃烧室（A点）至缸内混合气开始着火（B点），速燃期从（B点）至达到最大压力（C 点），缓燃期从最大压力点至最高温度点，补燃期从最高温度点（D 点）至燃油基本燃烧完（E点）累计放热率达到95%以上。 61.传统汽油机、柴油机工作模式的差异：1）混合气形成方式的差异；2）着火、燃烧模式的差异；3）负荷调节方式的差异。 62.进、排气的四个和位角中，进气晚关角对进气充量影响最大；排气早开角对换气损失影响最大。 63.燃油喷射过程可分为三个阶段，即喷射延迟阶段、主喷射阶段和喷射结束阶段。 64.提高燃油喷射压力，细化喷雾粒径，可大大加快燃油汽化过程。加强气流运动，可加快空气与燃油蒸汽的混合，加快混合气的形成。 65.汽油机产生HC的原因是：1）当4）a 2）粘附在燃烧室壁面的一层混合气因低温而不能燃烧，活塞头部，火花塞等缝隙中的混合气不能燃烧，即壁面淬熄效应及缝隙效应产生大量的HC。3）在活塞顶部、燃烧室壁面油膜和积碳的吸附未燃混合气，随排气过程释放大量HC。 66.瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系，称为燃烧放热规律，燃烧放热规律与发动机性能有密切关系。 67.缩短着火落后期，能降低柴油机的压力升功率dp/d（l）,减小柴油机的振动和噪声。缩短着火落后期的措施是：减小喷油提前角；减小燃烧室的面容比；提高冷却水温度; 提高压缩比；提高燃料的十六烷值。 68.缩短发动机放热持续期，能提高发动机的循环热效率、动力性和经济性。 69.发动机的功率和转速在固定的一条曲线上变化，称为线工况。发动机的转速能从最低稳定转速到最高转速；负荷可以从零变到全负荷，称为面工况。 70.贯穿率是指油束的贯穿距离与喷孔到燃烧室壁距离的比值。3形燃烧室内空气运动为强涡流，燃油喷射油束贯穿率为1.05。浅盆型燃烧室内空气运动为弱 涡流，贯穿率为0.95。 71.汽油机转速越高，整个燃烧过程所对应的曲轴转角就越大，为了使汽油机获得良好的动力性和经济性，必须随着转速的提高适当将燃烧始点提前，即加大点火提前角。转速在变化的过程中都需要通过调节点火提前角来保证缸内的最大压力出现在上止点后 12^15°曲轴转角。 72.在高温条件下氧分子裂解成氧原子并生成NO o只有在大于1600 °C的高温下才能进行，产生高温N0的三要素是温度、氧浓度和反应时间。 73.汽油机的爆燃是火焰面在传播的过程中，末端未燃混合气在高温高压的作用下，出现多点同时着火的自燃现象，火焰速度高达800"1000m/s, 在燃烧室内形成强烈的压力冲击波，使汽油机得动力性、经济性和寿命受到严重影响。 早火是燃烧室内的炽热表面在火花塞点火之前就点燃了混合气，由于点火时间提前，使压缩负功增大，动力性和经济性恶化。活塞和连杆受到的冲击载荷增大。 74 .柴油机的喷油提前角与燃烧放热始点之差就是着火落后期。 75.喷油泵出油阀开启时刻所对应曲轴转角称供油提前角，喷油器的针阀开启时刻所对应曲轴转角称喷油提前角。喷油泵所产生的燃油高压波要经过高压油管传递到喷油器，使喷油器的针阀开启。高压波传递需要时间，这就是喷油提前角较供油提前角滞后的原因。 76.汽油机减小点火提前角能降低燃烧温度，对降低NOx十分有利。但减小点火提前角要以牺牲动力性和经济性为代价。 1.有一台排量为 2.6L四缸柴油机,转速n=5200r/min,充量系数中广0.96,过量空气系数中户1.3,总效率n/0.45,理论空燃比=14.3,进气管内空气的密度p s=1.239kg/m3,柴油的低热值 H=42500kJ/kg,计算有效功率P。、有效燃油消耗率6、平均有效压力p心 2.某四行程6缸汽油机气缸容积为0.6L,每循环进入一个汽缸的空气量m a=0.78g,转速 n=6800r/min,总效率n et=0.36,过量空气系数中a=l分别燃用汽油、乙醇。计算燃用汽油、乙醇时，发动机的输出功率Pe和燃油（燃气）消耗率限。汽油混合气的理论空燃比为14.8,燃料低热值为44000kJ/kg,乙醇混合气的理论空燃比为9.05，燃料低热值为 27000kJ/kg，比较燃用汽油和乙醇对汽油机动力性和经济性的影响。 3.一台汽油机和一台柴油机的标定功率均为155kW,汽油机的标定转速7600r/min,柴油机的标定转速5500r/min,汽油机的最大力矩为340Nm,最大力矩转速为4200r/min,柴油机的最大力矩为325Nm,最大力矩转速为3500i7min。计算汽油机和柴油机的转矩适应系数K 『和转速适应系数Kno 4.某四行程4缸汽油机进入汽缸内空气的质量m.=6. 825X 10 4 kg,转速n= 7200r/min,输出功率Pe=158kW,混合气的空燃比如1广14.7,计算发动机的总效率T]eto（汽油的低热值IIuM4000kJ/kg） 5.汽油机的气缸工作容积为415ml,进气过程进入缸内的混合气数量为516mg, 循环供油量割为32.4mg,（空气密度1. 239kg/m3）计算其充量系数中。和空燃比。 6.某汽油机的三效催化转化器在标定工况时，入口C0含量为5. 18%,出口C0含量为0.67%,计算转化器的转化效率。 此答案仅供参考，如有错误，请大家相互改正； 发动机原理复习资料 注意：考试试题类型有三种：填空题，选择题，名词解释，简答题，计算题。 1.发动机的示功图是什么？代表什么？参数有哪些？ P-V图上曲线所包围的面积表示工质完成一个实际循环所做的有用功2，根据加热方式不同，发动机有三种基本空气标准循环，柴油机，汽油机近似 为哪种循环？ 汽油机的理想循环：等容加热循环 ; 低速柴油机的理想循环：等压加热循环高速柴油机的理想循环：混合加热循环 定容加热混合加热定压加热 3. 实际循环与理论循环之间的差别由哪几项损失引起？ ? 1.实际工质的影响 ? 2.换气损失 ? 3.燃烧损失 ? 4.传热损失 ? 5.缸内流动损失 ? 6.其他几项损失 4. 影响充气效率的因素包括哪几项？ 影响ηv的因素有： ?进气（或大气〕的状态（ps、Ts） ?进气终了时气体压力（pa） ?进气终了的气体温度（Ta） ?残余废气系数（γ） ?压缩比（ε） ?气门正时（ξ） 5. 评定柴油自燃性好坏的指标，汽油抗爆性的指标是什么？ 十六烷值辛烷值 6.预混合燃烧的燃烧过程实质是一个什么样的过程？ 火焰在预混合气体中传播的过程 7. 四冲程发动机换气过程有哪些？ 自由排气、强制排气、进气、气门叠开 8.四行程发动机换气过程的图是怎么样的？图上的内容表示什么？(以书本为准) (P23） 气缸压力p、排气管压力pr随曲轴转角的变化曲线 9．内燃机三种理想循环，在加热量和最高压力相同时，定容加热循环热效率、定压加热循环热效率和混合加热循环热效率的关系是怎么样的？ ?循环总加热量相同时 定容加热循环热效率＞混合加热循环热效率＞定压加热循环热效率 ?最高压力相同时 定压加热循环热效率＞混合加热循环热效率＞定容加热循环热效率 10. 提高发动机升功率的措施有哪些？ 提高平均有效压力（Pme）和转速（n） ，p mm怎么样变化？(答案自己找) 11．怠速工况时，Pe ，Pi，Pm，η m 12. 当其他条件不变，汽油发动机转速上升时，机械损失功率（Pm），机械效率，Pa，充气效率怎么变化？ 机械损失功率增加、机械效率增加、充气效率提高 13. 本田公司的汽车技术VTEC指的是什么？英文名字是什么？ VTEC系统全称是可变气门正时和升程电子控制系统 Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System 14. 右图所示为Audi v6发动机的进气系统，其设计的依据原理什么？ 15．什么是表面点火？ 在汽油机中，凡是不靠电火花点火，而由燃烧室内炙热表面（排气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炙热的沉积物）点燃混合气的现象，称为表面点火。 16．当发动机压缩比增加时，汽油机爆震倾向，柴油机工作粗暴情况变化如何？ 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 第二章 三种循环: 发动机有三种基本理论循环，即定容加热循环（加热循环很快，仅与有关）、定压加热循环（缓慢，负荷使）和混合加热循环（之间）。发动机的循环常用示功图来说明（等容线斜率大，因此Q1同，Q2 ）理论循环是用循环热效率和循环平均压力来衡量和评定的。循环热效率是工质所做循环功W（J）与循环加热量Q1（J）之比，用以评定循环的经济性。循环平均压力pt(kPa)是单位气缸工作容积所做的循环功，用以评定发动机的循环做功能力。（ρ。是初始膨胀比，k是初始等熵指数）柴油机（汽油机）的压缩比- 一般在12-22（6-12），最高循环压力=7-14mpa（3-8.5），压力升高比在1.3-2.2（2-4）四冲程发动机的实际循环是由进气压缩做功排气四个行程所组成. 理论循环与实际循环比较: 1实际工质的影响 （实际工质影响引起的损失：理论循环中假设工质比热容是定值,而实际比热容是随温度的升高而上升,且燃烧后生成CO2,和H2O等多原子气体,这些气体的比热容又大于空气,使循环的最高温度降低.由于实际循环还存在泄漏,合工质数量减少,这意味着同样的加热量,在实际循环中所引起的起压力和温度的升高要比理论循环要低得多,其结果是循环热效率底,循环所做的功减少.） 2换气损失 （换气损失：燃烧废气的排出和新鲜空气的吸入是使循环重复进行所必不可少的，由此而消耗的功为换气损失。） 3燃烧损失（非瞬时燃烧损失和补燃损失：实际循环中燃烧非瞬时完成，所以喷油或点火在上止点之前，并且燃烧还会延续到膨胀行程，由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失。提前排气损失，实际循环中会有部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失，在高温度下部分燃烧产物分解而吸热，使循环的最高温度下降，由此产生燃烧损失。） 4传热损失（传热、流动损失：实际循环中，气缸壁和工质间自始至终存在热交换。综上，实际循环热效率低于理论循环。） 发动机的指示指标评定，概念：发动机的指示性能指标是指以工质对活塞做功为计算基础的指标，简称指示指标。表示循环动力性、经济性。 发动机的有效性能指标以曲轴输出功为计算基础的性能指标，称有效指标。 有效指标被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣。代表发动机的整机性能。 第三章 换气过程阶段、特点、特征四冲程发动机的换气过程包括从排气门开启到进气门关闭的整个时期。约占410o~ 480o曲轴转角。换气过程可分作自由排气、强制排气、进气和燃烧室扫气四个阶段。4进排气门早开晚关，气门重叠和燃烧室扫气进、排气门早开、晚关的原因：进气门早开晚关是为了增大进入汽缸的混合气量和减少进气过程所消耗的功；排气门早开晚关是为了减少残余废气量和排气过程消耗的功。同时减少残余废气量会相应地增大进气量。 气门重叠和燃烧室扫气（定义） 由于排气门晚关和进气门提前打开，因而存在进、排气门同时开启的现象，称为气门重叠。换气损失，是由排气损失和进气损失两部分组成。 1.排气损失（从排气门提前打开到进气过程开始，缸内压力达到大气压力前， 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ε b.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K 4.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 s 3）平均指示功率(kw) P i = p mi V s in/30τ 4）指示热效率ηi=W i/Q1 =3.6/ b i hμ 5）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 e m—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 m p 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。 7.机械损失： (1) 组成与份额： Pm(机械损失功）：指示功率不能完全对外输出，功在发动机内部传递过程中，不可避免有以下损失： 内部运动零件的摩擦损失；驱动附属机构的损失；泵气损失 a.发动机内部运动零件的摩擦损失(占P m的62~75%) 活塞组件与缸壁的摩擦(45~60% ) 、曲柄连机组轴承的摩擦、 (15~20% )气阀机构的摩擦(2~3% )等。 b.驱动附件的损失(占P m的10~20%) c.水泵、水箱风扇、机油泵、柴油机喷油泵、空调、转向助力泵等 泵气损失(占P m的10~20%) A3+A2 (2) 测量方法： a.示功图法 b.倒拖法：发动机按测试工况运行到正常稳定状态(水温、油温正常) ,断油或切断点火，立即将测功机转为电 动机运行，反拖发动机到同样转速，则测得的反拖功率即为机械损失功率。显然，这种测试方法必 然将泵气损失功包含在内了。 误差：（a）无燃烧，缸内压力低，活塞与缸套间隙加大；润滑油粘度加大，摩擦损失增加 （b）缸内工质温度低，工质密度大，排气压力加大，泵气损失增加。 （汽油机压缩比小，所以误差小，柴油机则误差较大。） c.灭缸法：用于多缸机 设N缸发动机正常运转时，测出有效功率Pe。然后第i缸灭火（停止供油或点火），在相同转速下 测定工作的N-1个气缸的有效功率（Pe）-i, 此时认为总的Pm 不变，则灭缸后所减少的输出功 率量为被灭缸的指示功率P i 误差：灭缸后进排气波动效应会影响各缸进气的均匀性，从而引起额外的测试误差。 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。分隔式燃烧室，工质在主副燃烧室之间流进、流出引起节流损失 5.泄露损失活塞环处的泄漏无法避免 5.提高发动机实际工作循环效率的基本途径是什么？可采取哪些措施？ 答：减少工质比热容、燃烧不完全及热分解、传热损失、提前排气等带来的损失。措施：提高压缩比、稀释混合气等 6.为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机? 柴油机拥有更高的压缩比， 7.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？ 以工质在气缸内对活塞做功为基础，评定发动机实际工作循环质量的 汽车发动机原理 一、发动机实际循环与理论循环的比较 1.实际工质的影响 理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体比热是随温度上升而增大的，且燃烧后生成CO2、H2O等气体，这些多原子气体的比热又大于空气，这些原因导致循环的最高温度降低。加之循环还存在泄漏，使工质数量减少。实际工质影响引起的损失如图中Wk所示。这些影响使得发动机实际循环效率比理论循环低。 2.换气损失 为了使循环重复进行，必须更换工质，由此而消耗的功率为换气损失。如图中Wr所示。其中，因工质流动时需要克服进、排气系统阻力所消耗的功，成为泵气损失，如图中曲线rab’r 包围的面积所示。因排气门在下止点提前开启而产生的损失，如图中面积W所示。 3.燃烧损失 （1）非瞬时燃烧损失和补燃损失。实际循环中燃料燃烧需要一定的时间，所以喷油或点火在上止点前，并且燃烧还会延续到膨胀行程，由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失. （2）不完全燃烧损失。实际循环中会有部分燃料、空气混合不良，部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失。 （3）在高温下，如不考虑化学不平衡过程，燃料与氧的燃烧化学反应在每一瞬间都处在化学动平衡状态，如2H2O=2H2+O2等，由左向右反应为高温热分解，吸收热量。但在膨胀后期及排气温度较低时，以上各反应向左反应，同时放出热量。上述过程使燃烧放热的总时间拉长，实质上是降低了循环等容度而降低了热效率。 （4）传热损失。实际循环中，汽缸壁和工质之间始终存在着热交换，使压缩、膨胀线均脱离理论循环的绝热压缩、膨胀线而造成的损失。 （5）缸内流动损失。指压缩及燃烧膨胀过程中，由于缸内气流所形成的损失。体现为，在压缩过程中，多消耗压缩功；燃烧膨胀过程中，一部分能量用于克服气流阻力，使作用于活塞上做功的压力减小。 二、充量系数 衡量不同发动机动力性能和进气过程完善程度的重要指标；定义为每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下计算充满气缸工作容积的空气质量的比值。 影响因素： 1.进气门关闭时缸内压力Pa 2.进气门关闭时缸内气体温度Ta 3.残余废气系数 4.进排气相位角 5.压缩比 6.进气状状态 提高发动机充量系数的措施 1.降低进气系统阻力 发动机的进气系统是由空气滤清器、进气管、进气道和进气门所组成。减少各段通路对气流的阻力可有效提高充量系数。（1）减少进气门处的流动损失1）进气马赫数M 不超过0.5受气门大小、形状、升程规律、进气相位等因素影响2）减少气门处的流动损失增大气门相对通过面积，提高气门处流量系数以及合理的配气相位是限制M值、提高充量系数的主要方法。增大进气门直径可以扩大气流通路面积；增加气门数目；改进配气凸轮型线，适当增加气门升程，在惯性力容许条件下，使气门开闭尽可能快；改善气门处流体动力性能。（2）减少进气道、进气管和空气滤清器的阻力 一、名词解释题 指示功：气缸完成一个工作循环所得到的有用功。 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的比值。 热值：单位重量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。 充量系数：每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下理论计算充满气缸工作容积的空气质量比值。 发动机的运行特性：冷启动性能、噪音和排气品质。 有效转矩：发动机工作时，由功率输出轴输出的转矩。 平均机械损失压力：发动机单位汽缸工作容积一个循环所损失的功 指示功率：发动机单位时间内所做的指示功。 残余废气系数：进气过程结束时气缸内残余废气量与进入气缸中新鲜空气的比值。 负荷特性：当转速不变时，发动机的性能指标随负荷而变化的关系。 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。 有效性能指标：以曲轴输出功为计算基准的指示称为有效性能指标。 升功率：发动机每升工作容积所发出的有效功率。 过量空气系数：燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量与全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量之比。 柴油机的燃烧放热规律：瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系。（瞬时放热速率是指在燃烧过程的某一时刻，单位时间内或1°曲轴转角内燃烧的燃油所放出的热量；累积放热百分比是指燃烧过程开始至某一时刻为止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。） 平均有效压力：发动机单位气缸工作容积输出的有效功。 增压度：发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。 速度特性：发动机在油量调节机构（油量调节齿轮、拉杆或节气门开度）保持不变的情况下，主要性能指标（转矩、油耗、功率、排气温度、烟度等）随发动机转速的变化规律。 有效燃料消耗率：每小时单位有效功率所消耗的燃料。 平均指示压力：单位气缸容积一个循环所做的指示功。 比质量：发动机的质量与所给定的标定功率之比。 增压比：增压后气体的压力与增压前气体的压力之比。 发动机的特性：动力性（功率、转矩、转速）；经济性（燃料及润滑油消耗率）；运转性（冷启动性能、噪音、排气品质）等。 汽油性能指标：挥发性，抗爆性，安定性，防腐性，清洁性。燃烧过程：着火落后期，明显燃烧期，补燃期。 柴油性能指标：低温流动性，发火性，挥发性，黏度，安定性，防腐性，清洁性。燃烧过程：滞燃期，速燃期，缓燃期，后燃期。 二、问答题 1、简述提高充量系数的措施。 答：①.降低进气系统阻力：减少节气门处的流动损失；减少进气道、进气管和空气滤清器的阻力。②.减少对进气充量的加热。③.降低排气系统的阻力。④.合理选择进、排气相位角。⑤.利用进气管的动态效应：谐振进气和可变进气支管。 2、发动机实际循环与理论循环的差别由哪些损失引起？ 答：①实际工质的影响：理论循环中假设工质的比热容为定值，而实际气体比热是随温度上升儿增大的，而产生的CO2 、H2O 等气体这些多原子气体的比热容又大于空气导致循环的最高温度降低，加之实际循环的工工质的泄露，工质数量减少； ②换气损失：为使循环重复进行，更换工质时而消耗的功；③燃烧损失：非燃烧损失和补燃损失，不完全燃烧损失，在温度降低时，受化学平衡的影响反应时间加长，传热损失，缸内流动损失。 3、醇类燃料作为代用燃料有什么特点？ 答：醇类燃料通常指甲醇和乙醇，是相对分子质量较小的单质，燃烧产物中基本上没有碳烟，NOx排放浓度很低，是一种低污染燃料，且其来源稳定，能稳定生产。其具体特点如下：①、化学成分及燃烧产物：醇类燃料含氧、碳、氢比较多，燃烧时产生较多的水和较少的二氧化碳，但当启动或者暖机，缸内温度不高时，易在缸壁上生成冷凝物，使酸性物质的生产及磨损的加剧。②沸点凝点：相对于汽油，醇类燃料的沸点低，有助于与空气混合，但缺乏高挥发性组分，对启动不利，但点低。③、热值：为优质汽油的50%左右。④、汽化潜热：醇分子间有强氢键，汽化潜热大，形成混合气降温大，妨碍了在运行温度下的完全汽化，使其雾化、汽化困难，难形成良好、均匀的混合气，其次在压缩终了时缸内温度降低，压燃着火延迟期变长，影响启动性能，但高汽化潜热可降低压缩负功，提高充气效率。⑤、辛烷值：醇类燃料辛烷值高，是点燃式内燃机好的代用燃料，也可作为提高汽油辛烷值的优良添加剂。⑥、十六烷值：醇类燃料的十六烷值低，在压燃式内燃机中使用醇类燃料很困难。⑦、着火极限：醇类燃料的着火上下限都比石油宽，能在稀混合气区工作，有利于排气进化和降低油耗，也利于空燃比的控制。⑧、着火延迟期：由于十六烷值低，着火性差，着火延迟 汽车发动机原理试题 姓名学号班级成绩 一、选择题 1、内燃机的压缩比是和燃烧室容积之比。 （A）汽缸工作容积；（B）活塞行程扫过的容积；（C）活塞上方容积（D）汽缸最大容积。2、柴油机进气行程中，吸入的气体是 （A）可燃气；（B）柴油气；（C）纯空气；（D）混合气。 3、现代汽车发动机大多采用的是发动机。 （A）二冲程；（B）四冲程；（C）增压；（D）风冷。 4、活塞顶离曲轴回转心最近处，称之为 （A）上止点；（B）下止点；（C）压缩点；（D）行程点。 5、四冲程发动机运行时，活塞往复四个行程完成一个工作循环，相对应曲轴将 （A）一周；（B）二周；（C）三周；（D）四周。 6、1atm（大气压）=1bar(巴)=10(m H2O)=1kgf/cm2= MPa。 （A）10；（B）1.0；（C）0.1；（D）0.01。 7、汽油机和柴油机在结构上最大的不同是汽油机 （A）无点火系统；（B）有点火系统；（C）有高压油泵；（D）有涡轮增压。 8、汽油机与柴油机相比，其有效燃油消耗率 （A）汽油机的大；（B）汽油机小于柴油机；（C）两者相当；（D）两者相同。 9、汽油机的燃烧室形状很多，但其共同的要求是 （A）速燃；（B）湍流；（C）升温快；（D）能产生高压。 10、多气门发动机是现代轿车普遍采用的技术，它燃烧室形状是 （A）楔形；（B）碗形；（C）半球形；（D）多球形。 11、下列材料中，制造气门弹簧的材料是 （A）40SiMn ；（B）40℃rqSiz；（C）40MnB；（D）50QrV。 12、同一缸径的发动机，排气门头部断面进气门的。 （A）大于；（B）小于；（C）等于；（D）相当于。 13、发动机排气门早开晚关的目的是 （A）利于进气；（B）利于排气；（C）减少进气；（D）减少排气。 14、发动机工况不同，配气相位不同，转速低时其相位是 （A）早进气晚关排气；（B）晚进气早关排气；（C）不早不晚；（D）进排气都早。 10) 自由排气、强制排气 11) 滚流、挤流、湍流 12) 表面点火、爆燃 16) 当汽油机油门位置一定,转速变化时,过量空气系数 17) 当柴油机转速不变,负荷减小时,柴油机工作柔和。 23) 内燃机的扭矩储备系数指特性上最大扭矩与标定扭矩之比。 24) 机油的粘度越大,内燃机的机械损失越小。 25) 汽油机的压缩比提高,对汽油机的辛烷值要求也提高。 26) 内燃机油门位置一定,转速增加时,泵气损失增加。 27) 汽油机排气中 C O浓度最大的工况是加速工况。 28) 与汽油机相比,柴油机的升功率小,占比量大。 29) 轿车柴油机大多采用涡流式燃烧室。 30) 内燃机转速一定,负荷增加时,内燃机的机械效率增加。 31) 当汽油机转速一定,负荷增加时,最佳点火提前角减小。 32) 增压柴油机比非增压柴油机气门叠开角大。 34) 内燃机的扭矩储备系数指外特性上最大扭矩与标定扭矩之比。 35) 当汽油机油门位置一定,转速变化时,过量空气系数 36) 当汽油机油门位置一定,转速变化时,过量空气系数 47) 内燃机转速一定,负荷减少时,内燃机的机械效率减少。 48) 当汽油机负荷一定,转速减少时,最佳点火提前角增加。 49) 增压柴油机比非增压柴油机气门叠开角通常要大。 60) 除GDI发动机外,汽油机是量调节,柴油机是质调节。 _ ,机械损失测定方法有_ 四种。 _ , 经济性能指标有___ 16. 减小进气门处的流动损失来提高充量系数的措施主要有 22. 发动机转速一定,负荷增加时,汽油机的充气效率 23. 发动机转速一定,负荷增加时,发动机平均机械损失压力 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 2、表示循环热效率的参数有（ C ）。 A、有效热效率 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 9、汽油机常用的压缩比在（ B ）范围内。 A、4 ～7 B、7 ～11 C、11 ～15 D、15 ～22 10、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 ）。 A、膨胀结束 B、排气终了 C、压缩初期 D、进气中期 12、自然吸气柴油机的压缩比范围为（D ）。 A、8 ～16 B、10 ～18 C、12 ～20 D、14 ～22 3、发动机理论循环的假设燃烧是加热过程，其原因是（ B ）。 A、温度不变 B、工质不变 C、压力不变 D、容积不变 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程，原因是在膨胀过程中，工质（ C ）。 A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 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 ?-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。 进气损失：由于进气系统的阻力，进气过程的气缸压力低于进气管压力（非增压发动 机中一般设为大气压力），损失的功成为进气损失。 换气损失：进气损失与排气损失之和。 泵气损失：内燃机换气过程中克服进气道阻力所消耗的功和克服排气道阻力所消耗的功的代数和。不包括气流对换气产生的阻力所消耗的功。 充量系数：实际进入气缸内的新鲜空气质量与进气状态下理论充满气缸工作容积的空气质量之比。 进气马赫数M ：进气门处气流平均速度与该处声速之比，它是决定气流性质的重要参数。M 反映气体流动对充量系数的影响，是分析充量系数的一个特征数。当M 超过一定数值时，大约在0.5左右，急剧下降。应使M 在最高转速时不超过一定数值，M 受气门大小、形状、生成规律、进气相位等因素影响。 增压比：增压后气体压力与增压前气体压力之比。 增压：利用增压器提高空气或可燃混合气的压力。 增压度：发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。 4抗爆性：汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力，用辛烷值表示。 干点：汽油蒸发量为100%时的温度。 自然点：柴油在没有外界火源的情况下能自行着火的最低温度。 凝点：柴油失去流动性而开始凝固的温度。 热值：单位量（固体和液体燃料用1kg ，气体燃料用1）的燃料完全燃烧时所发出的热量。当生成的水为液态时，成为高热值，气态时为低热值。无论是汽油机还是柴油机，燃料在气缸中生成的水均为气态，所用热值均为低热值。 理论空气量：1kg 燃料完全燃烧时所需的最少空气量。 过量空气系数：燃油燃烧实际供给的空气量（L ）与完全燃烧所需理论空气量（）的比值。 空燃比：燃油燃烧时空气流量与燃料流量的比。 5喷油器的流通特性：喷孔流通截面积与针阀升程的关系。 喷射过程：从喷油泵开始供油直到喷油器停止喷油的过程。 供油规律：供油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系。 喷油规律：喷油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系。 喷油提前角：燃油喷入气缸的时刻到活塞上止点所经历的曲轴转角。 燃油的雾化：燃油喷入燃烧室内后备粉碎分散为细小液滴的过程。 燃烧放热规律：瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系。 瞬时放热速率：在燃烧过程中的某一时刻，单位时间内（或曲轴转角内）燃烧的燃油所放出的热量。 累积放热百分比：从燃烧开始到某一时刻为止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。 第1、2、10、11章复习题 一、填空题 1-1.热力过程是指( 热力系统)从一个状态向另一个状态变化时所经历的全部状态总合。 1-2 .热力学第一定律直接否定了创造能量的( “第一类永动机” )。 1-3.把实现热能与机械能交换的工作物质称之为( 工质 )。 2-1.发动机(有效指标)是以发动机曲轴对外输出的功率为基础，代表发动机性能。 11-1.在发动机常规试验中，可以分为( 性能 )试验和可靠性试验。 二、选择题 10-1.电控柴油机喷油系统通常由三部分组成，三部分不包含( D ) A.传感器 B.电控单元 C.执行器 D.喷油嘴 10-2.电控多点汽油喷射系统中控制喷油时刻的不含( D ) A.同时喷射 B.分组喷射 C.顺序喷射 D.连续喷射 三、判断改错题ⅹ√ 2-1.一般来说，发动机压缩比的增大，循环热效率可以大于1。 (ⅹ) 改：一般来说，发动机压缩比的增大，循环热效率提高，但始终小于1。 2-2.发动机指示指标代表发动机的整机性能。(ⅹ) 改：发动机有效代表发动机的整机性能。 2-3.四行程发动机实际循环由进气、压缩、排气和作功四个行程所组成。(√ ) 2-4.内燃机的有效指标是指以曲轴对外输出的功率为基础的指标。(√) 10-1.分层给气燃烧室有利于提高汽油机经济性。(√) 10-2.为了提高进气效率，发动机低速时的进气管应为粗短型。(ⅹ) 改：为了提高进气效率，发动机低速时的进气管应为细长型 四、名词解释 1-1.循环热效率——为了评价热力循环在能源利用方面的经济性，通常采用热力循环的净功W0与工质从高温热源受的热量q1的比值作指标，称为循环热效率。 2-1．发动机有效指标——以曲轴对外输出的功率为基础，代表发动机的整机性能。 2-2.平均有效压力——单位气缸工作容积输出的有效功。 五、简答题 2-1.简述四行程发动机实际循环的五个过程及其作用。 答： 1.进气行程——进气门开启，排气门关闭，活塞从上止点向下止点运动，在气缸内形成真空，新鲜工质被吸人气缸。 2.压缩行程——进、排气门均关闭，活塞由下止点向上止点运动，将工质压缩。 3.燃烧过程——活塞位于上止点前后，进、排气门均关闭。将燃料的化学能转化为热能，使工质的温度和压力升高。 4.做功行程——进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，工质燃烧放出大量的热能。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用以维持发动机本身继续运转外，其余的用于对外做功。 5.排气行程——当做功行程接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点运动时，继续将废气强制排到大气中。 2-2.简述发动机实际循环简化为理想循环的简化条件。 答:简化条件如下: 1.假设工质为理想气体，其比热容为定值。 2.假设工质的压缩和膨胀是绝热等'脑过程。 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。 平均循环压力：指单位气缸工作容积所做的循环功，是评价热力循环的做功能力的指标。 残余废气系数：排气终了后，由于在结构上余隙溶剂的存在，气缸内的废气不能排净而保留一部分，这一部分被保留在气缸内的废气称为残余废气。残余废气量与新鲜进气量之比叫做残余废气系数。 在近气上止点，由于进气门提前开启，排气门迟后关闭而造成进排气门同时开启的现象叫气门叠开现象。进气提前角和排气迟后角之和称为气门叠开角。 充气效率：每循环实际进入气缸的新鲜充量与进气状态下充满气缸工作容积的理论充量之比称为充气效率。 压气机的流量特性：在相同压气机转速下，增压比和压气机绝热效率随压气机流量的变化关系。 在压气机转速一定的条件下，当气体流量减小到一定程度后，气流在叶片或扩压器入口处出现边层分离现象，导致产生涡流并迅速传播到压气机的其他部分，引起气流的强烈震荡，工作叶轮强烈振动，并产生很大的噪声，叫做喘振；另一方面，在一定的压气机转速下，流量超过设计工况点的流量后，增压比和效率随转速急速下降，而流量却不会再增加，这叫做堵塞。 废气再循环：在换气过程中，将已排出气缸的废气的一部分再次引入进气管与新鲜气体一起进入气缸的过程。需要指出的是，随着EGR 的实施气缸内的废气量增多，但这不等于残余废气系数的增加。EGR是用来调节混合气的组成成分，提高混合气的总热容，由此控制燃烧速率，降低最高燃烧温度，达到在保持动力性和经济性基本不变的条件下，降低N o x排放的量的目的。 十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标，辛烷值是评定汽油抗暴性的指标。 燃烧1kg燃料实际供给的空气量与理论上所需要的空气量之比，称为过量空气系数。空燃比=空气量/燃油量。 第 1 页 第二章练习题答案 1.因排气门提前开启而损失的膨胀功, 称为自由排气损失 2.活塞作用在废气上的推出功, 称为强制排气损失功 3.排气门开始打开到下止点这段曲轴转角 4.从上止点到排气门完全关闭这段曲轴转角 5.实际进入气缸的新鲜工质的质量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜 工质的质量的比值。 6.进气过程结束时气缸内残余废气量与气缸中新鲜充量的比值。 7.进气门处气体的平均速度与该处声速的比值 8.换气后留在气缸内的新鲜充量的质量与换气后气缸内气体的总质量之比 9.扫气中所用新气总质量与在大气状态充满气缸工作容积的新气质量之比 10.换气后留在气缸内的新气质量与每循环供给的新气质量之比 11.换气过程分作自由排气、强制排气、进气和气门叠开四个阶段 12.理论循环换气功与实际循环换气功之差 13.自由排气损失和强制排气损失 14.汽油机：φc=0.7-0.85 柴油机：φc=0.75-0.90 15.惯性效应和波动效应 16.W—自由排气损失 Y—强制排气损失 X—进气损失 17. 1)清除废气, 增加气缸内的新鲜充量。 2)降低排气温度。 3)降低热负荷最严重处（如气阀、活塞等）的温度 18， 直流换气换气效果最好，回流扫气次之，横流扫气换气效果最差。但横流扫气和回流扫气发动机结构简单，制造方便，直流换气发动机结构复杂。 19， 1)降低进气系统的阻力损失，提高汽缸内进气终了压力 2)降低排气系统的阻力损失，减小缸内的残余废气系数 3)减少高温零件在进气过程中对新鲜冲量的加热，以降低进气终了时的充 量温度 4)合理的配气正时和气门升程规律，在减小mr的同时增加m即增加Pa减 少φr 发动机原理复习资料 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期: 此答案仅供参考，如有错误,请大家相互改正； 发动机原理复习资料 注意:考试试题类型有三种：填空题，选择题，名词解释,简答题，计算题。1.发动机的示功图是什么？代表什么?参数有哪些？ P-V图上曲线所包围的面积表示工质完成一个实际循环所做的有用功２，根据加热方式不同,发动机有三种基本空气标准循环,柴油机，汽油机近似为 哪种循环? 汽油机的理想循环：等容加热循环; 低速柴油机的理想循环：等压加热循环 高速柴油机的理想循环：混合加热循环 定容加热混合加热定压加热 3.?实际循环与理论循环之间的差别由哪几项损失引起? ? 1.实际工质的影响 ? 2.换气损失 ? 3.燃烧损失 ?４.传热损失 ? 5.缸内流动损失 ? 6.其他几项损失 ４.?影响充气效率的因素包括哪几项？ 影响ηv的因素有： ?进气(或大气〕的状态(ps、Ｔs) ?进气终了时气体压力(pa） ?进气终了的气体温度（Tａ） ?残余废气系数（γ) ?压缩比（ε） ?气门正时（ξ） 5. 评定柴油自燃性好坏的指标，汽油抗爆性的指标是什么? 十六烷值辛烷值 6.预混合燃烧的燃烧过程实质是一个什么样的过程？ 火焰在预混合气体中传播的过程 ７. 四冲程发动机换气过程有哪些？ 自由排气、强制排气、进气、气门叠开 8.四行程发动机换气过程的图是怎么样的？图上的内容表示什么? (以书本为准）(P2３） 气缸压力p、排气管压力ｐr随曲轴转角的变化曲线 汽车发动机原理复习重点解答（50 分） 一）识记及理解层次重点复习内容 1、热力循环热效率、发动机理论循环及其热效率高低的比较（压缩比相同的情况下）P20 P27 答：为了评价热力循环在能源利用方面的经济性，通常采用热力循环的净功W0与工质从高温 热源受热的热量 q1 的比值作指标称为热力循环热效率。 发动机理论循环包括：定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环（选择）压缩比相同时定容加热循环的热效率最高（汽油机）。在最高压力一定的条件下定压加热循环的热效率最高（柴油机）。 2、有效功率、指示功率的含义及其大小比较，示功图P28 （坐标图上面积越大指示功越大）答：发动机通过曲轴对外输出的功率称为有效功率 P32 ： 发动机单位时间内所做得指示功称为指示功率（指示功：在汽缸内完成一个循环所得到的有用功） P31 柴油牌号的选用、柴油自燃温度对起动性能的影响P81 （选择、判断）答：我国柴油的牌号是 以其凝固点命名的，轻柴油按凝固点不同分为 10、 0、 -10、 -20、 -35 号五个级别，选用柴油时应按最低环境温度要高出凝固点5°C 以上，凝点越低起动性越好。柴油的自然温度为 200 C -220 C .自然温度越低。启动性越好。 3、排放物中主要有害气体成分、柴油机有害排放物中主要有害颗粒P157（选择） 答：主要有害气体为：一氧化碳（CO；碳氢化合物（HQ氮氧化合物（NOX ；柴油机有害排放物中主要有害颗粒为：干炭灰、可溶性有机物、硫酸盐 4、分层给气燃烧、柴油机的理想放热规律 P191/P97（选择、判断） 答：分层给气燃烧：合理组织燃烧室内的混合气成分分布，即在火花塞附近形成具有良好着火条件的较浓可燃混合气，其空燃比为 12-14，以保证火焰中心由此向外传播，而在燃烧室的大部分空间具有较稀的混合气。柴油机的理想放热规律：燃烧先缓后急柴油机的理想放热规律是希望燃烧先缓后急，即开始放热要适中，满足运转柔和的要求，随后燃烧要加快使燃料尽量在上止点附近燃烧。一般燃烧持续的时间不应超过上止点后40C（CA）。 5、燃油消耗量测量方法分类P247 （选择） 1）容积法：通过测量消耗一定容积的燃油所需要的时间。2）质量法：通过测量消耗一定质量 M 的燃油所需的时间。 6、汽车发动机试验分类：发动机的性能特性：负荷特性、速度特性、调速特性和万有特性答：汽车发动机试验分类为：单项专题性研究试验和常规性试验 P238 发动机的性能特性为：1）负荷特性：发动机转速不变时，经济性能指标随负荷变化的关 系称为负荷特性称为负荷特性。 P138 2）速度特性：发动机的性能指标随转速变化的关系称为速度特性（ 140）发动机原理复习资料
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