吉林大学内燃机期末考试大题习题库

柴油机为什么要安装调速器？ �提高工作稳定性。柴油机扭矩曲线平坦，外界阻力变化 ，转速变化大，为保 持稳定需安装调速器。 �防止柴油机超速（飞车）。 汽车、拖拉机经常会遇到负荷突变情况，突然卸 去负荷造成转速急剧上升导致飞车。汽油机运动件质量小，充量系数随转速 上升而下降快，扭矩迅速降低，对短时超速影响不大。而柴油机扭矩曲线平 坦， 循环供油量又随转速增加 而增加 ，转速继续增高。同时运动件质量大， 超速会引起零件损坏，所以为防止柴油机超速需安装调速器 。 �保持怠速稳定，怠速时，Pmi=Pmm，由于偶然因素，发动机转速增加， Pmi大于Pmm，转速增加，转速不能自动恢复。转速下降， Pmi小于Pmm， 熄火。所以，为保持怠速稳定需安装调速器。
内燃机的万有特性如何制取（负荷特性法）？ �万有特性不能直接制取，只能通过负荷特性或速度特性转换 得来。 �制取不同转速时的负荷特性，将其以相同的比例尺画在以Pme 为横坐标以 be为纵坐标的同一张图上； �以Pme为纵坐标，比例尺与负荷特性图相同，以适当比例尺的转速为横坐标 确定万有特性坐标系； �在负荷特性曲线图上作等油耗线，与每一条负荷特性有一个或两个交点，在 万有特性坐标系内找到相应的点； �把万有特性图上的等油耗点连成光滑曲线，即等油耗 线； �根据公式，在万有特性图上画出不同值的等功率曲线。将外特性中的 Pme曲 线画在万有特性图上构成上边界线，即得到万有特性曲线图。
试比较汽油机总功率特性曲线上 A、B两点，下列参数的大小并说明为什么？ ①充气效率 ②机械效率 ③过量空气系数 ④点火提前角 ⑤平均有效压力 �充气效率 ，A＜B，因发动机转速增加， 进气阻力增加，充气效率 下降； �机械效率， A＜B，因ηm =1-Pmm/Pmi，发动机转速增加，平均机械损失压力 增加，平均指示压力 变化不大，机械效率下降； �过量空气系数， A=B因节气门全开，供给功率混合气； �点火提前角， A＞B，因发动机转速增加，燃烧占曲轴转角，点火提前角增 大； �平均有效压力， A＜B，因Pme正比于Ttq。
�（2） n一定时，功率增加， gb增加，过量空气系数下降， B上升；当负荷接近 冒烟界限后由于燃烧恶化，过量空气系数下降陡， B上升快。
何谓汽油机的全负荷速度特性（外特性）简要分析汽油机全负荷速度特性中 转矩曲线和有效燃油消耗率曲线的历程。 �汽油机节气门固定在全开位置，其性能指标随转速的变化关系称为汽油机 的 全负荷速度特性（外特性）。 �（1） Ttq= k2 (Φc/ Φ a) ηit η m Φ a值基本不随n变化，故Ttq∝ Φc ηit η m ， Ttq主要取决于Φc随n变化的关 系。 Φc ： 在中间某时， Φcmax ，最好利用进气惯性，其它时， Φc下降。 ηit ： 中间某n时稍凸起，比较平坦。 由最高点开始， n下降，涡流下降，传热、漏气损失增加，火焰传播速度 下降， ηit下降。 由最高点开始， n增加，燃烧占曲轴转角增加，泵气功增加， ηit下降。 η m： n增加，Pmm增加， Pmi变化不大， ηm =1-Pmm/Pmi，η m下降。 n增加， Φc 增加， ηit 增加， η m下降， Ttq增加。 到Ttq最大值后， n再增加， Φc 下降， ηit 下降， η m下降， Ttq急剧下降。
试比较柴油机负荷特性曲线上 A、B两点下列参数的大小，并说明为什么？ ①循环供油量 ②过量空气系数 ③指示效率 ④机械效率 ⑤排气烟度 �循环供油量，A＜B，柴油机是质调节，功率增加，循环供油量增加； �过量空气系数， A＞B，因n不变，充量系数基本不变，供油量增加，过量空 气系数下降； �指示效率， A＞B，功率增加，循环供油量增加，燃烧持续期增加、过量空 气系数下降、不完全燃烧损失增加，指示效率降低。 �机械效率，A＜B，ηm =1-Pmm/Pmi，发动机转速不变， Pmm不变，功率增加， Pmi增加， ηm增加； �排气烟度，A＜B，因功率增加，循环供油量增加，过量空气系数下降，烟度 增加。
何谓汽油机的负荷特性？简要分析汽油机负荷特性曲线的历程 。 �当汽油机保持某一转速不变，其经济性指标随负荷的变化关系称为汽油机 负 荷特性。 �（1）be=k3/(ηmηit ) ηm ： ηm =1-Pmm/Pmi= 1-Pmm/(Pmm+Pme) n不变，Pmm基本不变 空车Pmm=Pmi，Pe=0，ηm =0 Pe增大—Pmi增大—ηm增大 ηit ： 从小负荷开始，随节气门开大： 雾化质量提高，残气相对少、残余废气系数下降 ——火焰传播速度上升 过量空气系数上升 冷却损失相对下降 因此， ηit上升 当接近全负荷时，开始加浓，过量空气系数小于 1， ηit下降。 空车时， ηm =0， be =∞，小负荷开始，由于 ηm 、 ηit同时上升，be下降 比柴油机快。当接近全负荷时， 由于ηit 下降，be上升。
综合应用
何谓汽油机点火提前角调整特性？画出汽油机最佳点火提前角随转速（节气 门位置一定）和负荷（转速一定）变化的曲线，分析其历程。 �当汽油机保持节气门开度，转速及混合气浓度一定时 ，性能指标随点火提前 角的变化关系称为汽油机的点火提前角调整特性。 �汽油机随n增加， 燃烧所占曲轴转角增加，点火提前； �负荷下降，节气门关小，残余废气系数 增加，火焰传播速度 下降，着火延 迟期增大，点火提前。
试比较汽油机负荷特性曲线上 A、B两点，下列参数的大小并说明为什么？ ①充气效率 ②过量空气系数 ③指示效率 ④机械效率 ⑤点火提前角 �充气效率 ，A＜B，因汽油机是量调节， 功率增大，节气门开大 ，充气效率 增大； �过量空气系数，A＜B，因功率增大，充气效率 增大，残余废气系数下降， 残余废气对新气的稀释作用下降，过量空气系数增加； �指示效率， A＜B，功率增大，残余废气系数下降，火焰传播加快、过量空 气系数增加、燃烧完全性变好，指示效率增加； �机械效率，A＜B，ηm =1-Pmm/Pmi，发动机转速不变， Pmm不变，功率增加， Pmi增加， ηm增加； �点火提前角， A＞B，因功率增加，着火落后期 下降、火焰传播速度增加， 点火迟后。
�（2）be=k3/(ηmηit ) n增加，由于ηit 增加超过ηm 下降ຫໍສະໝຸດ Baidube下降，达 be最低点后， n增大， 由 于ηit 下降、ηm 下降，be上升。
试比较汽油机负荷特性曲线和柴油机负荷特性曲线的差别，并说明为什么？ �柴油机be比汽油机低20—30% ，因为柴油机压缩比和过量空气系数大热效 率高。 �柴油机be曲线变化平坦，而汽油机 be曲线变化比柴 油机陡，因为汽油机是 量调节，指示效率随负荷增加而增加，柴油机是质调节，指示效率随负荷增 加而减小。 �柴油机B曲线在中小负荷接近直线，而汽油机 B曲线在中小负荷直线性差。这 是由于在中小负荷柴油机指示效率变化不大，而汽油机指示效率变化大 。 �汽油机排温较高。汽油机压缩比低，膨胀比低，排温高， 负荷增加，混合气 总量增加，气缸总热量的增加，排温上升；但在大部分区域过量空气系数变 化小，排温上升幅度不大。柴油机中，随负荷的提高，过量空气系数降低， 排温显著上升。
在柴油机调速特性上，试比较 A、B两点下列参数的大小说明为什么 ①循环供油量 ②过量空气系数 ③指示效率 ④机械效率 ⑤排气烟度 �循环供油量，A＞B，因调速器起作用，转速增加，循环供油量下降； �过量空气系数， A＜B，因在调速特性上 n变化不大， 充量系数基本不变， 功率增加，循环供油量增加，过量空气系数下降。 �指示效率 ，A＜B，因功率增加，循环供油量增加，燃烧持续期增加、过量 空气系数下降、不完全燃烧损失增加，指示效率降低 。 �机械效率 ， A＞B ，ηm =1-Pmm/Pmi，发动机转速不变， Pmm不变，功率增加 ，Pmi增加， ηm增加。 �气烟度， A＞B ，因功率增加，循环供油量增加，过量空气系数下降， 烟度 增加。
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为什么汽车柴油机（重型汽车除外）一般都安装两速调速器？ �对于一般汽车来说，行驶阻力变化幅度较小而且缓慢，但车速却需不断变化 ，由于车身的振动，油门踏板不可能稳定在一个确切位置，再加上汽车惯量 大，所以司机不断调节油门踏板压下的程度直接操纵油量调节机构可以保持 汽车相当稳定地行驶。 �当车速变化时两极式和全程式调速器响应方式不同， 效果不同。对于全程式 调速器，踏下油门，相当于加大弹簧予紧力，调速器起作用，很快加大油量 ，扭矩迅速上升，然后再下降达到新平衡点，这样油门稍有变动汽车便以很 大加速度移向新平衡点，往往使乘客感到不舒适，加速时易冒烟，操作时要 十分小心，此外感应不直接，油门踏板也较重，会产生操纵不快感 。对两极 调速器，司机直接操纵油量调节机构，达到新平衡点的加速度小，反应快， 加速性能好，操纵方便。
何谓柴油机的供油提前角调整特性？画出典型的柴油机供油提前角调整特性 曲线图并简单分析曲线历程。 �柴油机保持油量调节机构位置和转速一定，柴油机的性能指标随供油提前角 的变化关系称为柴油机的供油提前角调整特性。 �当供油提前角过大时，较多燃料在上止点前燃烧使压缩负功增加 ，功率下降 及比油耗增加；当供油提前角过小时，则会使燃油不能在上止点附近及时燃 烧，热效率下降，致使功率下降及比油耗增加。只有在最佳供油提前角时， 才有 最大功率和最低比油耗 。 何谓汽油机的燃料调整特性？实验目的是什么？画出典型的汽油机燃料调整 特性曲线图。 �汽油机保持节气门开度和转速一定．点火提前角最佳时，其性能指标随 燃小 时耗油量（或过量空气系数）的变化关系，称为汽油机的燃料调整特性。 �该试验的目的是为了实现理想化油器特性，即确定发动机性能与最佳混合气 成分之间的定量关系。 �功率曲线有是最大功率点，表示在该转速下的最大功率，相应的混合气成分 叫做功率混合气；比油耗曲线上有最经济点，表示该转速和油门开度下的最 低油耗，相应的混合气成分叫做经济混合气。
�（2）be=k3/(ηmηit ) 从低速开始， n增加，由于ηit 增加超过ηm 下降，be下降，达 be最低点 后， n增大， 由于ηit 下降、ηm 下降，be上升。
何谓柴油机的全负荷速度特性（外特性）简要分析柴油机全负荷速度特性中 转矩曲线和有效燃油消耗率曲线的历程。 �柴油机量调节机构固定在全负荷位置时，其性能指标随转速的变化关系称为 柴油机全负荷速度特性（外特性）。 �（1） Ttq=k2 gbηit η m gb： 油泵速度特性确定，不校正时，发动机转速增加， gb增加；校正时，发 动机转速增加， gb基本不变或略下降，取决于校正机构。 ηit ： 在中间某转速时，稍有凸起，总体变化趋势较平坦。 由最大点开始，发动机转速增加——Φc下降， gb增加——Φa下降，燃烧 时间短，混合气形成条件差，不完全燃烧增加，燃烧持续角增加，不及时， η it下降。 由最大点开始，发动机转速下降 ——空气涡流下降，传热、漏气损失增 加，燃烧不良， ηit下降。 η m： n增加，Pmm增加， Pmi变化不大， ηm =1-Pmm/Pmi，η m下降。 n增加， gb增加， ηit 增加， η m下降， Ttq缓慢增加。 到Ttq最大值后， n再增加， gb增加， ηit 下降， η m下降， Ttq缓慢下降。 由于抵销作用柴油机曲线变化平缓。
�（2）B=k4 (Φc /Φa) n Φc： Φa ： 随负荷增加， Φc增加， Φa增加较小，B增加； 当接近全负荷时， Φc增加， Φa下降，B增加较快。
何谓柴油机的负荷特性？简要分析柴油机负荷特性曲线的历程。 �当柴油机保持某一转速不变，其经济性指标随负荷的变化关系称为柴油机的 负荷特性。 �（1）be=k3/(ηmηit ) ηm： ηm =1-Pmm/Pmi= 1-Pmm/(Pmm+Pme) n不变，Pmm基本不变 空车Pmm=Pmi，Pe=0，ηm =0 Pe增大—Pmi增大—ηm增大 ηit ： 中小负荷时， ηit基本不变。 从小负荷开始， Pe增大，gb增大 过量空气系数下降 燃烧不完全 燃烧持续期增大 ηit下降 空车时， ηm =0， be =∞，小负荷开始，由于 ηm 增加超过 ηit下降，be下 降，达 be最低点后， Pe增大， 由于ηit 下降超过ηm 上升，be上升。