(完整版)《发动机原理》复习题.pdf
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1、(完整版)发动机原理复习题发动机原理复习题发动机原理复习题1 1 简述发动机实际循环向理论循环的简化条件。简述发动机实际循环向理论循环的简化条件。答(1)假设工质是理想气体,其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同。(2)假设工质是在闭口系统中作封闭循环。(3)假设工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程。(4)假设燃烧是外界无数个高温热源定容或定压向工质加热。工质的放热为定容放热。2 2 在初态相同、最高压力和温度相同、放热量相同的前提下,在发动机理想许混在初态相同、最高压力和温度相同、放热量相同的前提下,在发动机理想许混 P-VP-V 图上比较混合、定容、定压图上比较混合、定容、定压加热循环的热效率
2、。加热循环的热效率。答:3 3 说明提高压缩比能够提高发动机热效率和功率的原因。说明提高压缩比能够提高发动机热效率和功率的原因。答:因为提高了压缩比,所以可以提高循环平均吸热温度,降低循环平均放热温度,扩大循环温差,增大膨胀比。4 4 绘制四冲程汽油机和非增压柴油发动机理想循环和实际循环绘制四冲程汽油机和非增压柴油发动机理想循环和实际循环 P-VP-V 图图,并标明各项损失并标明各项损失.5 5 试分析工质改变对发动机实际循环的影响。试分析工质改变对发动机实际循环的影响。答:理论循环中假设工质的比热容是定值,而实际空气的比热容是随着温度是上升而增大的,且燃烧后生成CO2、H2O 等气体,这些多
3、原子气体的比热容又大于空气,因之循环的最高温度降低。加之实际循环还存在泄漏,使工质数量减少,因此,由于实际工质的影响,实际循环热效率和指示功率小于理论循环的循环热效率和指示功率。6 6 何为指示指标?何为有效指标?何为指示指标?何为有效指标?答:指示指标用来评定实际循环质量的好坏,它以工质在气缸内对活塞做功为基础。发动机经济性和动力性指标是以曲轴对外输出的功率为基础,代表了发动机整机的性能,通常称之为有效指标。7 写出机械效率的定写出机械效率的定义式,并分析影响机械效率的因素。义式,并分析影响机械效率的因素。NpNpmee1m1mNipiNipi答:影响机械效率的因素:1、转速m 与n似呈二次
4、方关系,随n增大而迅速下降;2、负荷负荷时,发动机燃烧剧烈程度,平均指示压力;而由于转速不变,平均机械损失压力基本p保持不变.则由 ,当发动机怠速运转时,机械效率=0;m机械效率下降1mpi 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效果(完整版)发动机原理复习题8 8 试述机械损失的测定方法。试述机械损失的测定方法。答:机械损失功率是通过对实际发动机实验来测定的。常用的测试方法有倒拖法、灭缸法和油耗线法。(1)倒拖法步骤:1。让内燃机在给定工况下稳定运转,是冷却水和机油温度达到给定值;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
5、空转,并尽可能使冷却水、机油温度保持不变.此方法规定优先采用,且不能用于增压发动机。(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定运转,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-Pe(1)+Pe(2)+(3)油耗线法:保证内燃机转速不变,逐渐改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,由此测得机械损失,此方法只是用于柴油机.9 9 试述过量空气系数、空燃比
6、的定义。试述过量空气系数、空燃比的定义。答:燃烧 1 千克燃料实际提供的空气量 L 与理论上所需空气量 L0 之比,称为过量空气系数。空燃比是燃烧时空气量与燃料的比值.1010 试述燃料低热值和混合气热值的定义,柴油和汽油的低热值各为多少?试述燃料低热值和混合气热值的定义,柴油和汽油的低热值各为多少?答:1 千克燃料完全燃烧放出的热量,称为燃料的热值。水以蒸汽状态存在,水的汽化潜热不能利用,待温度降低以后,水的汽化潜热才能释放出来。因此,水凝结以后计入水的汽化潜热的热值,称为高热值,在高温下的称为低热值.汽油低热值:44000kj/kg,柴油低热值:42500kj/kg 1 千克燃料形成可燃混
7、合去所产生的热量就是混合气的热值。1111 简述汽油机和柴油机的着火和燃烧方式的异同。简述汽油机和柴油机的着火和燃烧方式的异同。答:汽油机:分两个阶段:火焰核心的形成和火焰的传播.气着火浓度范围为:(阿尔法)=0.51。3,火花塞跳火之后,靠火花塞提供能量,不仅是局部混合气温度进一步升高,而且引起火花塞附近的混合气电离,形成火化中心,促使支链反应加速,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。121
8、2 已知:某汽油机的气缸数目已知:某汽油机的气缸数目 i i=6 6,冲程数,冲程数 t t=4 4,气缸直径,气缸直径 D D=100100 mmmm,冲程,冲程 S S=115115 mmmm,转速转速 n n=30003000r/min,r/min,有效功率有效功率 Ne=100 kW,Ne=100 kW,每小时耗油量每小时耗油量 Gt=37 kg/hGt=37 kg/h,燃料低热值,燃料低热值 hu=44100 kJ/kghu=44100 kJ/kg,机械效率,机械效率hmhm=0.83.0.83.求求:平均有效压力,有效扭矩平均有效压力,有效扭矩,有效燃料消耗率,有效热效率,升功率,
9、机械损失功率,平均机械损失有效燃料消耗率,有效热效率,升功率,机械损失功率,平均机械损失压力,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=30Net/(Vn*i*103)=738kPa有效扭矩:Me=9550Ne*103/n=318.4Nm有效燃油消耗率:ge=GT/Ne103=370 g/(KNh)有效热效率:e=We/Q1=Wi*hm/Q1=3。6/(gehu)106=0.22升功率:P1=Ne/(Vn*i)=pe*n/(30t)*10-3=18.45Kw/L机械损失功率 Pm=NiNe,hm=Ne/N
10、i Pm=20.48Kw平均机械损失压力 pm=pipe=151.2kPa指示功率:Pi=Ne/hm=120。48Kw平均指示压力:pi=30tPi/(Vni*n)103=889。14kPa指示燃油消耗率:gi=GT/Pi*103=307.1g/(KNh)指示热效率:i=3.6/(gihu)*106=0.27(完整版)发动机原理复习题13:13:发动机的代用燃料有哪些发动机的代用燃料有哪些.答:发动机的代用燃料有醇类燃料、人造汽油、氢燃料、煤浆燃料、植物油等等.1414 简述排气过程划分方法。简述排气过程划分方法。答:一般将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。1515 非增
11、压发动机和增压发动机的气阀叠开角有何不同,为什么?非增压发动机和增压发动机的气阀叠开角有何不同,为什么?答:非增压发动机中,叠开角一般为20 度80 度增压发动机中,叠开角可达到 80 度160 度曲轴转角。因为增压发动机进气压高,所以可以有较大的叠开角。1616 什么是充气效率什么是充气效率?怎样确定一台发动机的充气效率怎样确定一台发动机的充气效率?答:充气效率是实际进入气缸的新鲜工质量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质量的比值.实际发动机的充气效率可以直接测定,用流量计测出发动机每小时实际充其量,理论充气量V=Vs/1000i*n/2*60 算出.1717 试根据充气效率的分析式,说明
12、提高充气效率的措施。试根据充气效率的分析式,说明提高充气效率的措施。答:进气终了压力 Pa,增大 Pa,可以提高充气效率。在条件允许的条件下,降低进气终了温度 Ta减少排气终了时气缸内废气残留量。合适的配气定时提高压缩比.1818 试述转速和负荷是如何影响充气效率的,汽油机和柴油机有何不同?试述转速和负荷是如何影响充气效率的,汽油机和柴油机有何不同?答:当节气门开度一定的时候,转速增加则进气终了压力Pa 下降。当节气门开度逐渐减小时,Pa 不仅下降,且 Pa 随转速的增加而下降的愈快.Pa 随转速和负荷的变化,决定了充气效率的变化.1919 如何选择高速发动机和低速发动机的进气管长度?如何选择
13、高速发动机和低速发动机的进气管长度?答:压力波动次数 q 一定,管长与转速成反比,即高速发动机所需进气管短,低速发动机所需进气管长.2020 进气惯性效应和波动效应有何不同?进气惯性效应和波动效应有何不同?答:如果进气管长度合适,那么进气管的惯性效应提高了进气门处的进气压力,达到增压效果.它是以稳压室为波节的压力波。进气管的波动效应如果正压波与下一循环的进气过程重合,就能使进气终了压力升高,因而提高充气效率;如果是负压波与下一循环的进气过程重合,则气门关闭时压力会下降,充气效率降低。波动效应是由稳压室至开口端为波节的。2121 如何减小进气系统的阻力。如何减小进气系统的阻力。答:保证气门的时面
14、值,它表示了气门的通过能力.在惯性力允许的条件下使气门开闭尽可能快,从而增大时面值,提高通过能力。改善气门处流体动力性能如气门头部到杆身的过渡形状,气门和气门座的锐边等等。进气道和进气管必须保证足够的流通面积,避免转弯及截面突变,改善管道表面的光洁程度,以减小阻力。在保证滤清效果的前提下,减小阻力.2222 汽油机为什么要进行满负荷加浓和怠速加浓汽油机为什么要进行满负荷加浓和怠速加浓?答:当发动机在满负荷运行时,需要另外设置功率加浓系统,提供浓的功率混合气,以获得最大功率,这种将主供油系与加浓系分开,必要时予以加浓的做法,相对来说,起到了确保在部分负荷时节省油料的作用。发动机在怠速运行时,节气
15、门开度很小,设置在真空度很大的节气门之后的怠速油孔,可以保证在怠速和小负荷时获得所需浓混合气.在主油系上设置满负荷加浓和怠速加浓,化油器便可按照理想特性在稳定工矿下工作。2323 阐述并对比汽油机和柴油机的燃烧过程阐述并对比汽油机和柴油机的燃烧过程.答:汽油机,按其压力变化的特点,认为的将其燃烧过程分为三个阶段:(1)着火延迟期从火花塞点火至气缸压力明显脱离压缩线而急剧上升时的时间或曲轴转角.(2)明显燃烧期从形成火焰中心到火焰传遍整个燃烧室,示功图上常指压力达到最高点止。(3)后燃期明显燃烧期后的燃烧柴油机燃烧过程人为的分为四个阶段,即着火延迟期,速燃期、缓燃期、和补燃期。(1)着火延迟期从
16、燃油开始喷入燃烧室内至由于开始燃烧而引起压力升高使压力脱离压缩线开(完整版)发动机原理复习题始急剧上升。(2)速燃期从压力脱离压缩线开始急剧上升到达到最大压力点。(3)缓燃期从最大压力点至最高温度点。(4)补燃期从最高温度点至燃油基本燃烧完。2424 什么是爆震燃烧?引起爆震燃烧的根本原因是什么什么是爆震燃烧?引起爆震燃烧的根本原因是什么?答:爆震是燃烧室中末端混合气在火焰前锋面到达之前发生的自燃,在燃烧室中产生多个火焰中心,引发爆炸式燃烧反应。造成爆震最主要有以下几点原因:一、燃料品质二、末端混合气的压力和温度三、火焰前锋传到末端混合气的时间四、表面点火2525 简述使用因素对汽油机爆震燃烧
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