2022年汽车发动机原理习题.docx
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1、精品学习资源发动机原理 习题第一章 发动机工作循环及性能指标1 说明提高压缩比可以提高发动机热效率和功率的缘由;1k1欢迎下载精品学习资源答:由混合加热循环热效率公式:t1k 1 1k 1欢迎下载精品学习资源知提高压缩比可以提高发动机热效率;2 为什么汽油机的压缩比不宜过高?答:汽油机压缩比的增加受到结够强度、机械效率和燃烧条件的限制;1、增高将 Pz 使急剧上升,对承载零件的强度要求更高,增加发动机的质量,降低发动机的使用寿命和牢靠性2、增高导致运动摩擦副之间的摩擦力增加,及运动件惯性力的增大,从而导致机械效率下降3、增高导致压缩终点的压力和温度上升,易使汽油机产生不正常燃烧即爆震3 做出四
2、冲程非增压柴油机抱负循环和实际循环p-V 图,并标明各项缺失;4 何为指示指标?何为有效指标?答:指示指标:以工质在气缸内对活塞做功为基础,评判工作循环的质量;有效指标:以曲轴上得到的净功率为基础,评判整机性能;5 发动机机械缺失有哪几部分组成?答: 发动机机械损由摩擦缺失、驱动附件缺失、泵气缺失组成;6 写出机械效率的定义式,并分析影响机械效率的因素;欢迎下载精品学习资源NepemNipi1NmNi1pm pi欢迎下载精品学习资源影响机械效率的因素:1、转速 m与 n 似呈二次方关系,随 n 增大而快速下降;欢迎下载精品学习资源m2、负荷负荷 时,发动机燃烧猛烈程度p,平均指示压力 ;而由于
3、转速不变,平均欢迎下载精品学习资源m1机械缺失压力基本保持不变; 就由pi机械效率 =0;,机械效率下降当发动机怠速运转时 ,欢迎下载精品学习资源3、润滑油品质和冷却水温度冷却水、润滑油温度通过润滑油粘度间接影响润滑成效;7 试述机械缺失的测定方法;机械缺失的测试方法只有通过实际内燃机的试验来测定;常用的方法有:倒拖法灭缸法、油耗线法和示功图法;欢迎下载精品学习资源1倒拖法步骤: 1. 让内燃机在给定工况下稳固运转,是冷却水和机油温度到达给定值;2. 切断燃油供应或停止点火,同时将电力测功器转换为电动机,以原给定速度倒拖内燃机空转,并尽可能使冷却水、机油温度保持不变;此方法规定优先采纳,且不能
4、用于增压发动机;2灭缸法此方法仅适用于多缸内燃机非增压柴油机步骤: 1. 将内燃机调整到给定工矿稳固运转,测出其有效功率Pe;2. 停止向一个气缸供油或点火3. 同理,依次使各缸熄火,测得熄火后内燃机的有效功率Pe2, Pe3,由此可得整机的指示功率为: Pi=Pi1+Pi2+ =iPe-Pe1+Pe2+3油耗线法:保证内燃机转速不变,逐步转变柴油机供油齿条的位置,测出每小时耗油量GT随负荷Pe变化的关系,绘制成曲线,称为负荷特性曲线,由此测得机械缺失,此方法只是用于柴油机;4示功图法:依据示功图测算出机械缺失;8 试述过量空气系数、空燃比和分子变更系数的定义;过量空气系数: 燃烧 1Kg燃料
5、实际供应的空气量 L 与理论上所需要的空气量 Lo 之比称为过量空气系数;空燃比 A/F:与过量空气系数相像,也用空气量与燃料量的比值来描述混合气的浓度,成为空燃比;分子变更系数:理论分子变更系数:燃烧后工质摩尔数M2与燃烧前工质的摩尔数M1之比;实际分子变更系数 : 考虑残余废气后,燃烧后的工质摩尔数M2与燃烧前工质摩尔数 M1 之比;9 简述汽油机和柴油机的着火和燃烧方式;汽油机:分两个阶段 : 火焰核心的形成和火焰的传播; 气着火浓度范畴为:阿尔法 =0.5 1.3 , 火花塞跳火之后,靠火花塞供应能量,不仅是局部混合气温度进一步上升,而且引起火花塞邻近的混合气电离,形成火化中心,促使支
6、链反应加速,形成火焰核心;火焰核心形成之后,燃烧过程实质上就是火焰在预混气体中传播过程;柴油机:依靠喷射的方法,将燃油直接是喷入压缩升温后的工质,在缸内形成可燃性气体,依靠压缩后的高温自燃点火,柴油机的燃烧属于喷雾双相燃烧,也有微油滴群的油滴扩散燃烧;10 已知:某汽油机的气缸数目i = 6,冲程数 t = 4,气缸直径 D = 100 mm ,冲程 S = 115 mm ,转速 n = 3000 r/min ,有效功率 Ne = 100 kW ,每小时耗油量 Gt = 37 kg/h ,燃料欢迎下载精品学习资源-3低热值 hu = 44100 kJ/kg ,机械效率 hm = 0.83 ;求
7、:平均有效压力,有效扭矩,有效燃料消耗率,有效热效率,升功率,机械缺失功率,平均机械缺失压力,指示功率,平均指示压 力,指示燃料消耗率,指示热效率;解:平均有效压力: Pe=30Ne*t/ Vn*i*10=738kPa3有效扭矩:Me=9550*Ne*10 m3有效燃油消耗率: ge=GT/Ne*10 =370 g/ KN h欢迎下载精品学习资源有效热效率: e=We/Q1=Wi*hm/Q1=3.6/ 升功率: P1=Ne/Vn*i=pe*n/ 30t *10 机械缺失功率 Pm=Ni平均机械缺失压力 pm=pige*hu*10 6-3欢迎下载精品学习资源平均指示压力: pi=30tPi/Vn
8、*i*n*1033指示燃油消耗率: gi=GT/Pi*10=307.1g/KN h6指示热效率: i=3.6/gi*hu *10其次章 发动机的换气过程1 什么是充气效率?怎样确定一台发动机的充气效率?答:假如把每循环吸入汽缸的工质换算成进口状态Pa、Ta下的体积 V1, 就 V1值肯定比活塞排量 Vh小,两者的比值定义为充气效率,即:v=G1 /Gsh=M1/Msh=V1/V h充气效率是评判内燃机实际换气过程完善程度的重要参数,充气效率v 值高,说明每循环进入肯定汽缸容积的充气量越多,内燃机的功率和转矩大,动力性好;3实际内燃机充气效率可用试验方法直接测定;对于非增压内燃机, 可视燃烧室没
9、有扫气,用流量计来实测内燃机吸入的总充气量Vm/h ;而理论充气量 Vshh由此可得试验测定的充气效率值为 v=V/Vsh2 试依据充气效率的分析式,说明提高充气效率的措施;欢迎下载精品学习资源答:由式 v高充气效率;T01 p0pa1Ta 1r知提高进气终了压力pa ,适当削减进气终了温度Ta 可提欢迎下载精品学习资源3 影响充气效率的因素有哪些?是如何影响的?答: 1. 进气终了压力 Pa:Pa 值越大, v 越大;2. 进气终了温度 Ta:Ta 上升, v 下降; 与残余废气系数:增加, v 略有上升,增加, v 下降;4. 配气定时:合理的配气定时可使 v 增大;5. 进气状态:进气温
10、度Ts 上升, v 增加,进气压力 Ps 下降, Pa 随之下降,且 Pa/Ps欢迎下载精品学习资源的比值基本不变,对 v 影响不大;4 汽车由平原行驶高原地区,发动机的功率下降是不是由于充气效率下降所致?为什么?答:不是,进气压力 Ps 下降,Pa 随之下降, 且 Pa/Ps 的比值基本不变, 对v 影响不大;缘由是高原地区空气淡薄,进气量削减使发动机的功率下降;5 柴油机和汽油机的进气管应如何布置?答:柴油机的进气管应与排气管分置两侧,防止排气管给进气管加热化油器式汽油机进气管应与排气管同置一侧,这样可以改善混合气形成,但是会使充气效率下降电喷汽油机的进气管应与排气管分置两侧,防止排气管给
11、进气管加热6 如何利用进气惯性效应和波动效应增大进气量? 答:惯性效应:转速上升,气流惯性增大,进气迟闭角应增大;-可变气门正时技术 VVT-i,VTEC波动效应:转速上升,发动机吸气频率增大,应缩短进气管;-可变进气管长度技术7 什么是换气缺失,它由哪些部分组成?并作图说明;答:换气缺失就是理论循环换气功与实际循环换气功之差;换气缺失由排气缺失和进气缺失两部分组成;换气缺失功 = X+Y+W排气缺失功 Y+W进气缺失功 X 泵气缺失功 X+Y-d图中 X,Y 中间有一条水平虚线,曲线最右边有一条竖直虚线也就是将 W,d 都封闭起来第三章 车用发动机的废气涡轮增压1 试述增压比、增压度、压气机
12、喘振、涡轮机堵塞的定义;答:增压比:增压比是指增压后气体压力P与增压前气体压力Po之比;增压度:增压度是指发动机在增压后的功率与增压前的功率之比;压气机踹振:在肯定转速下,当空气流量削减到低于肯定数值时,压气机的工作便开头不稳固,气流发生猛烈的脉动,引起整台压气机猛烈振动,甚至导致损坏,同时发出粗暴的踹息声,这种不稳固工况称为踹振;欢迎下载精品学习资源涡轮机堵塞:当涡轮机转速肯定,随着膨胀比Pt*/P 2 的增大,流量随着增加,当膨胀比增加到某一临界时,流量到达最大值,不再增加,这种现象称为涡轮机的堵塞现象;2 废气涡轮增压对发动机性能有什么影响?答:一动力性 ,升功率,经济性二排气污染及噪声
13、三加速性四发动机的低速扭矩偏低五起动性与制动性六热负荷、机械负荷3 什么是恒压系统、脉冲系统?对它们进行比较?答:恒压系统:这种增压系统的特点是涡轮前排气管内压力基本是恒定,它把柴油机全部的排气管都连接于一根排气总管,而排气总管的截面积又尽可能做得大,排气管实际上起到了集气箱的作用,由于集气箱起了稳压作用,因而在排气总管内的压力振荡是较小的;脉冲系统:特点是使排气管中的压力造成尽可能大的压力变动,把涡轮增压器尽量靠近汽缸,把排气管做得短而细,并且几个缸连一根排气管;这样每一根排气管中就形成几个连续的互不干扰的排气脉冲波进入废气涡轮机中,同时把涡轮的喷嘴环,依据排气管的数目分组隔开,使互不干扰;
14、脉冲可利用能量大于恒压系统;脉冲系统有利于扫气;脉冲系统加速性能好;脉冲系统结构复杂、流淌缺失大;低增压:脉冲系统高增压:恒压系统4 高增压系统为什么必需加装中冷器?答:将增压器出口的增压空气加以冷却,一方面可以提高充气密度,从而提高柴油机功率,另一方面也可以降低柴油机压缩始点的温度和整个循环的平均温度,从而降低柴油机的热负荷和排气温度;冷却增压空气尽管是降低热负荷的最合理的措施之一,但只有在增压压力较高时才是合适的,低增压时没有必要 设置中冷器;第四章柴油机混合气形成1 简述柴油机混合气形成的两个基本方式和特点;答: 1、空间雾化混合 特点:: 1 对燃料喷雾要求高 采纳多孔喷嘴 ,经济性好
15、;2 对空气运动要求不高3初期空间分布燃料多,工作粗暴欢迎下载精品学习资源2、油膜蒸发混合 特点:1 对燃料喷雾要求不高 2 放热先缓后急 ,工作柔和,噪声小 3 低速性能不好,冷起动困难;2 简述喷雾特性参数;答:油束射程 L:也称油束的贯穿距离; L 的大小对燃料在燃烧室中的分布有很大的影响;假如燃烧室尺寸小,射程大,就有较多的燃油喷到燃烧室壁上;反之假如L 过小,就燃料不能很好地分布到燃烧室空间,燃烧室中空气得不到充分利用;因此油束射程必需依据混合气形成方式的不同要求与燃烧室的大小相互协作;喷雾锥角:他与喷油器结构有很大关系; 对相同的喷油器结构, 一般用 来标志油束的紧密程度,大说明油
16、束松散, 小说明油束紧密;雾化质量 : 表示然后喷散雾化程度,一般是指喷雾的细度和匀称度;细度可用油束中的油粒的平均直径来表示;匀称度是指喷注中油粒直径相同的程度,油粒的尺寸差异越小, 说明喷雾匀称度越高;3 简述孔式喷嘴和轴针式喷嘴的特点;孔式喷嘴孔数: 1 5 个, = 0.25 0.8 mm;雾化好,但易堵塞轴针式喷嘴= 1 3 mm ,雾化差,但有自洁作用,不易堵塞4 简述产生进气涡流的方法?答:异气屏、切向气道,旋转气道;5 柴油机燃烧过程分为哪几个阶段,绘图分阶段阐述柴油机燃烧过程的进行情形;答:第 I 阶段 滞燃期,图中的 1-2 段;从喷油开头点 1到压力线与纯压缩线的别离点点
17、 2止;点 2 视为燃油开头着火点;第 II阶段 速燃期,图中的 2-3 段;从气缸压力偏离纯压缩线开头急剧上升点 2 起,到最高压力点 3 止;第 III阶段 缓燃期,图中的 3-4 段;从最高压力点点 3开头到最高温度点点 4 止;第 IV 阶段 补燃期,图中 4-5 段;从缓燃期终点点 4到燃油基本燃烧完为止;6 为什么应尽量削减发动机的补燃?答:在高速柴油机中,由于燃油和空气形成混合气时间短,混合不匀称,总有一些燃油不能准时燃烧,要拖到膨胀过程燃烧;由于这部分热量是在活塞远离上止点时放出,故做功的成效很差;同时仍会增加传给冷却水的热量,并使排气温度上升,零件热负荷增加,使柴油机经济性和
18、动力性下降,所以应尽量削减发动机的补燃;欢迎下载精品学习资源7 简述影响着火推迟期的各种因素 ,着火推迟期对柴油机性能的影响;答:影响着火推迟期的因素:1压缩温度,随着压缩温度上升着火推迟期下降;2压缩压力,其他条件相同时,燃烧室压力增加,着火推迟期缩短3 喷油提前角其实是温度压力和反应物焰前反应时间对着火推迟的综合影响;角越大,喷油时缸内温度和压力越低,因而反应速度越慢,反应时间越长; 4转速,影响有双重性,对以时间计的 Ti 随 n 增加而缩短, 压缩比 E越低, n 对 Ti 影响越明显; n 增大后以曲轴转角计的着火推迟期可能增大 5油品, 柴油机中含烷烃量越多,含芳香烃越少,着火推迟
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- 2022 汽车发动机 原理 习题
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