内燃机原理习题与答案PDF

[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]�燃料低热值 hu=44100 [kJ/kg]�机械效率 hm=0.83。求�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。 解�平均有效压力�Pe=30Ne*t/�Vn*i*10-3�=738kPa
第二章 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�如果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,则 V1值一定比活塞排量 Vh小�
两者的比值定义为充气效率�即�ηv=G1/Gsh=M1/Msh=V1/Vh
充气效率是评价内燃机实际换气过程完善程度的重要参数�充气效率ηv值高�说明每循环进入一定汽缸容
有效扭矩� Me=9550*Ne*103/n=318.4N·m 有效燃油消耗率�ge=GT/Ne*103=370g/�KN·h� 有效热效率�ηe=We/Q1=Wi*hm/Q1=3.6/�ge*hu�*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=Ni—Ne�hm=Ne/Ni Pm=20.48Kw 平均机械损失压力 pm=pi—pe=151.2kPa 指示功率�Pi=Ne/hm=120.48Kw 平均指示压力�pi=30tPi/(Vn*i*n)*103=889.14kPa 指示燃油消耗率�gi=GT/Pi*103=307.1g/(KN·h) 指示热效率�ηi=3.6/�gi*hu�*106=0.27
�m
�
Ne Ni
�
pe pi
�1�
Nm Ni
�1�
pm pi
影响机械效率的因素�
1、转速ηm与 n似呈二次方关系�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
保持不变。则由
�m
�1�
pm � �机械效率下降 pi�
当发动机怠速运转时 �机械效率=0
[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燃料实际提供的空气量 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�与过量空气系数相似�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。
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
积的充气量越多�内燃机的功率和转矩大�动力性好。
实际内燃机充气效率可用实验方法直接测定。对于非增压内燃机�可视燃烧室没有扫气�用流量计来
实测内燃机吸入的总充气量 V�m3/h�。而理论充气量 Vsh可由下式算出� 由此可得实验测定的充气效率值为ηv=V/Vsh
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。
[7]试述机械损失的测定方法。
机械损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。
�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空转�并
[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。气着火浓度范围为��阿尔法�α=0.5~1.3�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。
1ε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可
靠性
2ε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
3ε增高导致压缩终点的压力和温度升高�易使汽油机产生不正常燃烧即爆震
[3]做出四冲程非增压柴油机理想循环和实际循环 p-V图�并标明各项损失。�见书第 9页 图 1-2�
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�由此测得示功图法�根据示功图测算出机械损失。
[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�评价工作循环的质量。
有效指标�以曲轴上得到的净功率为基础�评价整机性能。
[5]发动机机械损失有哪几部分组成�
答� 发动机机械损由摩擦损失、驱动附件损失、泵气损失组成。
[6]写出机械效率的定义式�并分析影响机械效率的因素。
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原因。
答�由混合加热循环热效率公式� �t � 知提高压缩比可以提高发动机热效率。
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[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构强度、机械效率和燃烧条件的限制。