《发动机原理》习题分析

《发动机原理》习题绪论[1] 简述本课程的研究对象和任务。

答：以性能指标为研究对象；任务：深入到工作过程的各个阶段，分析影响性能指标的各种因素，找出规律，研究提高性能指标的措施与途径。

[2] 发动机的冲程和热力过程各是什么？答：发动机的冲程四个：吸气、压缩、做工、排气；发动机的热力过程五个：吸气、压缩、燃烧、膨胀、排气。

燃烧至膨胀为能量转换过程。

[3] 发动机性能指标分为哪几类？各包括哪些参数？答：动力性指标：功率、扭矩、转速；经济性指标：燃油消耗率（量），润滑油消耗率（量）；运转性指标：冷起动性、噪声、排气品质；此外，还应考虑可靠性，耐久性，加工容易，操作维修方便等。

[4] 发动机按用途分为哪些种类？（了解）答：1 按用途分（1）灌溉（抽水）用（2）电站用n = const. 线工况固定式柴油机或机组（3）船舶用Ne = k n3（螺旋桨曲线）线工况大型、低速柴油机（4）汽车、拖拉机用变工况-面工况中小型、高速柴油机（5）发动机车大型高速柴油机组（6）工程机械（矿山机械、建筑、石油钻探）多变型（7）坦克V型、多缸机（8）飞机星型（径向式）已基本不用2 按燃油种类分类汽油机，柴油机3 按点火方式分类自行着火（压燃式），外源点火（点燃式）4 按工作循环分类四冲程，二冲程5 按冷却方式分类水冷，风冷6 按汽缸排列分类直列式，卧式，V型，星型（径向式）7 按汽缸数目分类单缸机，多缸机（2，3，4，5，6，8，10，12，14，16缸…）[5] 发动机的代用燃料有哪些？答：压缩天然气，液化天然气，液化石油气，氢气，甲醇，乙醇，二甲醚，植物油，电瓶，太阳能[6] 简述发动机的优缺点。

答：（一）优点1 有效热效率高蒸汽机11～16%，蒸汽轮机30%，汽油机30%，柴油机40%，增压柴油机46%以上2 功率范围广Ne = 0.6～35000 kw3 比重量小，升功率大（体积小、重量轻）比重量: 柴油机3.7 kg/kw，车用汽油机1.37 kg/kw4 起动性好可很快达到全负荷（二）缺点1 对燃料要求高石油紧张，汽油、柴油价格高；要求一定的标号。

2 噪声、排污3 结构较复杂第一章发动机的工作循环和性能指标[1] 为何要分析发动机的理想循环？答：通过理论循环的研究，可以清楚确定影响性能的某些重要因数，从而找到提高发动机性能的基本途径。

[2] 简述发动机实际循环向理想循环的简化条件。

答：第一页[3] 说明提高压缩比可以提高发动机热效率和功率的原因。

答：图1－2，提高压缩比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] 为什么汽油机的压缩比不宜过高？[6] 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。

[7] 试分析工质改变对发动机实际循环的影响。

[8] 何为指示指标？何为有效指标？[9] 在发动机性能指标分析中，为什么将泵气损失功归到机械损失中考虑？[10] 写出机械效率的定义式，并分析影响机械效率的因素。

[11] 试述机械损失的测定方法。

[13] 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？[14] 简述汽油机和柴油机的着火和燃烧方式。

[15] 已知：某汽油机的气缸数目6=i ，冲程数4=τ，气缸直径100=D [mm]，冲程115=S [mm]，转速3000=n [r/min]，有效功率100=e N [kW]，每小时耗油量37=T G [kg/h]，燃料低热值44100=u h [kJ/kg]，机械效率83.0=m η。

求：平均有效压力e p ，有效扭矩e M ，有效燃料消耗率e g ，有效热效率e η，升功率l N ，机械损失功率m N ，平均机械损失压力m p ，指示功率i N ，平均指示压力i p ，指示燃料消耗率i g ，指示热效率i η。

第二章 发动机的换气过程[1] 画出发动机的配气相位图，并标明各部分名称。

[2] 简述排气过程的各种划分方法。

[3] 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？[4] 简述燃烧室的扫气作用。

[5] 什么是充气效率？怎样确定一台发动机的充气效率？[6] 试根据充气效率的分析式，说明提高充气效率的措施。

[7] 试述转速和负荷是如何影响充气效率的，汽油机与柴油机有什么不同？[8] 如何选择柴油机和汽油机进气管的截面形状？[9] 柴油机和汽油机的进气管应如何布置？[10] 怎样综合评定发动机配气定时的合理与否？[11] 做出进气迟闭角分别为40º和60º时的充气效率v 曲线和有效功率e N 曲线，标明和解释各参数，并分析转速变化对进气迟闭角的影响。

[12] 如何选择高速发动机和低速发动机的进气管长度？[13] 如何选择进气压力波固有频率与发动机吸气频率之比q ，以利用进气动态效应提高发动机的充气效率？[14] 进气惯性效应和波动效应有何不同？[15] 单位时间充气量和单位时间供油量与循环充气量和循环供油量对发动机性能的影响有何不同？第三章 燃料与燃烧[1] 我国的汽油和柴油是根据哪个指标来标号的？最常用的标号有哪些？[2] 试述过量空气系数、空燃比和分子变更系数的定义。

[3] 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？[4] 简述汽油机和柴油机的着火和燃烧方式。

第四章 汽油机混合气形成和燃烧[2] 画出理想化油器和简单化油器特性曲线，并标明和解释各参数。

[3] 汽油机为什么要进行满负荷加浓和怠速加浓？[4] 画出汽油机的燃料调整特性曲线，并标明和解释各参数。

[5] 怎样使混合气浓度适应汽油机的变工况运行？[6] 与汽油喷射式相比，化油器式汽油机有哪些不足之处？[7] 画出汽油机燃烧过程的ϕp图，并简述各个时期的划分。

-[8] 什么是爆震燃烧？引起爆震燃烧的根本原因是什么？[9] 简述使用因素对汽油机爆震燃烧的影响。

[10] 什么是表面点火？如何产生？危害最大的表面点火是什么？[11] 如何选定合适的点火提前角？当转速和负荷变化时，分别采用什么方法调节点火提前角？[12] 怠速混合气、功率混合气和经济混合气的过量空气系数和空燃比的值各为多少？[13] 过量空气系数略增或略减时有助于消除爆震燃烧，但为什么过稀会“回火”，过浓会“放炮”。

[14] 什么是分层燃烧？它对汽油机的性能有何影响？[15] 简述按气门布置的燃烧室分类，并说明各燃烧室的特点。

第五章柴油机混合气形成和燃烧[1] 汽油机与柴油机相比，在燃烧过程的划分、着火方式、着火延迟期的影响、混合气的形成、机械负荷和热负荷、压缩比、组织缸内气流运动的目的以及燃烧过程的主要问题方面，各有什么不同？[2] 简述柴油机混合气形成的两个基本方式和特点。

[3] 简述喷雾特性参数。

[4] 简述喷油规律对发动机性能的影响。

[5] 简述孔式喷嘴和轴针式喷嘴的特点。

[6] 简述切向气道和螺旋气道的特点。

[7] 影响挤气涡流的主要因素是什么？[8] 简述热混合作用。

[9] 画出柴油机燃烧过程的ϕp图，并简述各个时期的划分。

-[10] 为什么应尽量减少发动机的补燃？[11] 简述着火延迟期τ对柴油机性能的影响。

i[12] 简述影响着火延迟期τ的各种因素。

i[13] 引起柴油机工作粗暴和噪声的原因是什么？如何改善？[14] 什么是燃烧过程的三要素？[15] 柴油机的针阀升程规律、供油规律、喷油规律、放热规律、以及对工质的加热规律之间有什么联系？希望有怎样的规律？[16] 如何选定最佳供油提前角？它对柴油机的动力性、经济性以及排污和噪声有何影响？[17] 什么是喷油泵的速度特性？是否适于车用？如何校正？[18] 简述柴油机的不正常喷射现象。

[19] 简述柴油机燃烧室的分类及适用范围。

[20] 什么是M过程？为什么球型燃烧室的噪声和废气排放污染较低？[21] 为什么分隔式燃烧室的散热损失比直喷式燃烧室的大？第四章汽油机混合气形成和燃烧[1] 汽油机与柴油机相比，在燃烧过程的划分、着火方式、着火延迟期的影响、混合气的形成、机械负荷和热负荷、压缩比、组织缸内气流运动的目的以及燃烧过程的主要问题方面，各有什么不同？[2] 画出理想化油器和简单化油器特性曲线，并标明和解释各参数。

[3] 汽油机为什么要进行满负荷加浓和怠速加浓？[4] 画出汽油机的燃料调整特性曲线，并标明和解释各参数。

[5] 怎样使混合气浓度适应汽油机的变工况运行？[6] 与汽油喷射式相比，化油器式汽油机有哪些不足之处？[7] 画出汽油机燃烧过程的ϕp图，并简述各个时期的划分。

-[8] 什么是爆震燃烧？引起爆震燃烧的根本原因是什么？[9] 简述使用因素对汽油机爆震燃烧的影响。

[10] 什么是表面点火？如何产生？危害最大的表面点火是什么？[11] 如何选定合适的点火提前角？当转速和负荷变化时，分别采用什么方法调节点火提前角？[12] 怠速混合气、功率混合气和经济混合气的过量空气系数和空燃比的值各为多少？[13] 过量空气系数略增或略减时有助于消除爆震燃烧，但为什么过稀会“回火”，过浓会“放炮”。

[14] 什么是分层燃烧？它对汽油机的性能有何影响？[15] 简述按气门布置的燃烧室分类，并说明各燃烧室的特点。

第五章发动机噪声及排放污染[1] 汽车和发动机的主要噪声源各有哪些？[2] 与发动机转速有关和与车速有关的噪声源各有哪些？[3] 试述声压级、声强级、声功率级和响度级的定义。

[4] 排气消声器主要有哪几类？各用于什么车型？[5] 发动机有害气体的主要污染源有哪些？[6] 发动机的排放污染物主要有哪些成份？汽油机与柴油机相比，哪种污染物的排放更多些？[7] 简述一氧化碳CO的生成机理和主要防治措施。

[8] 简述氮氧化合物NO x的生成机理和主要防治措施。

[9] 简述碳氢化合物HC的生成机理和主要防治措施。

[10]简述炭粒PM的生成机理和主要防治措施。

[11] 柴油机在什么工况下冒黑烟？在什么工况下冒蓝、白烟？蓝、白烟的成份有无差异？第六章发动机特性[1] 试述发动机速度特性（包括外特性）和负荷特性的定义。

[2] 画出汽油机的外特性曲线，并标明和解释各参数。

[3] 在外特性中，为什么柴油机的扭矩M曲线比汽油机的平坦些？这对实际使e用有何影响？[4] 为什么汽车不宜装标定功率过大的发动机？[5] 试述扭矩储备系数和适应性系数的定义。

[6] 试根据发动机扭矩曲线（n M e -）和外界阻力矩曲线（n R -），说明最大扭矩时的转速对发动机克服外界阻力的影响。

[7] 柴油机标定功率有哪几种？有何意义？[8] 画出柴油机的负荷特性曲线，并标明和解释各参数。

[9] 在负荷特性中，为什么柴油机的有效燃料消耗率e g 曲线比汽油机的平坦些？这对实际使用有何影响？[10] 在全负荷运转时，汽油机比柴油机的经济性差，为什么？在部分负荷运转时，汽油机比柴油机的经济性更差，又为什么？[11] 柴油机随着负荷的增大，指示燃料消耗率i g 增大，而有效燃料消耗率e g 先降后升。