发动机原理简答)考试资料

一、名词解释题指示功：气缸完成一个工作循环所得到的有用功。

有效热效率：实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值。

热值：单位重量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量。

充量系数：每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下理论计算充满气缸工作容积的空气质量比值。

发动机的运行特性：冷启动性能、噪音和排气品质。

有效转矩：发动机工作时，由功率输出轴输出的转矩。

平均机械损失压力：发动机单位汽缸工作容积一个循环所损失的功指示功率：发动机单位时间内所做的指示功。

残余废气系数：进气过程结束时气缸内残余废气量与进入气缸中新鲜空气的比值。

负荷特性：当转速不变时，发动机的性能指标随负荷而变化的关系。

指示热效率：发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。

有效性能指标：以曲轴输出功为计算基准的指示称为有效性能指标。

升功率：发动机每升工作容积所发出的有效功率。

过量空气系数：燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量与全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量之比。

柴油机的燃烧放热规律：瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系。

（瞬时放热速率是指在燃烧过程的某一时刻，单位时间内或1°曲轴转角内燃烧的燃油所放出的热量；累积放热百分比是指燃烧过程开始至某一时刻为止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。

）平均有效压力：发动机单位气缸工作容积输出的有效功。

增压度：发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。

速度特性：发动机在油量调节机构（油量调节齿轮、拉杆或节气门开度）保持不变的情况下，主要性能指标（转矩、油耗、功率、排气温度、烟度等）随发动机转速的变化规律。

有效燃料消耗率：每小时单位有效功率所消耗的燃料。

平均指示压力：单位气缸容积一个循环所做的指示功。

比质量：发动机的质量与所给定的标定功率之比。

增压比：增压后气体的压力与增压前气体的压力之比。

发动机的特性：动力性（功率、转矩、转速）；经济性（燃料及润滑油消耗率）；运转性（冷启动性能、噪音、排气品质）等。

汽油性能指标：挥发性，抗爆性，安定性，防腐性，清洁性。

燃烧过程：着火落后期，明显燃烧期，补燃期。

柴油性能指标：低温流动性，发火性，挥发性，黏度，安定性，防腐性，清洁性。

燃烧过程：滞燃期，速燃期，缓燃期，后燃期。

二、问答题1、简述提高充量系数的措施。

答：①.降低进气系统阻力：减少节气门处的流动损失；减少进气道、进气管和空气滤清器的阻力。

②.减少对进气充量的加热。

③.降低排气系统的阻力。

④.合理选择进、排气相位角。

⑤.利用进气管的动态效应：谐振进气和可变进气支管。

2、发动机实际循环与理论循环的差别由哪些损失引起？答：①实际工质的影响：理论循环中假设工质的比热容为定值，而实际气体比热是随温度上升儿增大的，而产生的CO2 、H2O 等气体这些多原子气体的比热容又大于空气导致循环的最高温度降低，加之实际循环的工工质的泄露，工质数量减少；②换气损失：为使循环重复进行，更换工质时而消耗的功；③燃烧损失：非燃烧损失和补燃损失，不完全燃烧损失，在温度降低时，受化学平衡的影响反应时间加长，传热损失，缸内流动损失。

3、醇类燃料作为代用燃料有什么特点？答：醇类燃料通常指甲醇和乙醇，是相对分子质量较小的单质，燃烧产物中基本上没有碳烟，NOx排放浓度很低，是一种低污染燃料，且其来源稳定，能稳定生产。

其具体特点如下：①、化学成分及燃烧产物：醇类燃料含氧、碳、氢比较多，燃烧时产生较多的水和较少的二氧化碳，但当启动或者暖机，缸内温度不高时，易在缸壁上生成冷凝物，使酸性物质的生产及磨损的加剧。

②沸点凝点：相对于汽油，醇类燃料的沸点低，有助于与空气混合，但缺乏高挥发性组分，对启动不利，但点低。

③、热值：为优质汽油的50%左右。

④、汽化潜热：醇分子间有强氢键，汽化潜热大，形成混合气降温大，妨碍了在运行温度下的完全汽化，使其雾化、汽化困难，难形成良好、均匀的混合气，其次在压缩终了时缸内温度降低，压燃着火延迟期变长，影响启动性能，但高汽化潜热可降低压缩负功，提高充气效率。

⑤、辛烷值：醇类燃料辛烷值高，是点燃式内燃机好的代用燃料，也可作为提高汽油辛烷值的优良添加剂。

⑥、十六烷值：醇类燃料的十六烷值低，在压燃式内燃机中使用醇类燃料很困难。

⑦、着火极限：醇类燃料的着火上下限都比石油宽，能在稀混合气区工作，有利于排气进化和降低油耗，也利于空燃比的控制。

⑧、着火延迟期：由于十六烷值低，着火性差，着火延迟期差。

⑨、火焰传播速度:醇类燃料的的火焰传播比汽油高。

4、柴油机直喷式燃烧室有何特点？答：①、由于燃烧迅速，故经济性好，有效燃油消耗率低。

②、燃烧室结构简单，表面积与容积比小，因此散热损失小，也没有主、副室之间的节流损失，冷启动性好，经济性也好。

③、对喷射系统的要求高，特别是开始燃烧室。

④、半开式燃烧室对进气道要求较高。

⑤、NOx的排量较角分隔式燃烧室柴油机高。

⑥、对转速的变化较为敏感，特别是半开式燃烧室，较难兼顾高速和低速工况的性能，因而适合转速较非直喷式燃烧室柴油机。

⑦、压力升高率大，燃烧噪声大，工作粗暴。

5、汽油机的不正常燃烧的定义是什么？有哪些表现？它们对发动机有何危害？答：汽油机的不正常燃烧是指当设计或者控制不当，汽油机偏离正常点火的时间及地点，由此引起燃烧速率急剧上升，压力急剧增大等异常现象。

表现在爆燃和表面点火两类。

爆燃危害：爆燃也称敲缸，轻微敲缸会使功率上升，严重敲缸，发动机功率下降，转速下降，工作不稳定，机身振动大，同时冷却液过热，润滑油温度明显上升。

发生爆燃时，最高燃烧压力和压力升高率都急剧增大，因而相关零部件所受应力大幅增加，机械负荷增大；爆燃时压力波冲击缸壁破环了油膜层，导致活塞、气缸和活塞环磨损加剧；爆燃时剧烈无序的放热还使气缸温度明显上升，热负荷及散热损失加剧；这种不正常燃烧还使动力性经济性恶化。

表面点火危害：表面点火指不靠电火花点燃而由燃烧室内炽热表面（如排气门的头部，火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉积物等）点燃混合气的现象，表面点火时刻不可控制。

由于提前点火而且热点表面比火花大，使燃烧速率快，气缸压力温度升高，发动机工作粗暴，并且由于压缩功增大，向壁传热增加，使功率下降，火花塞、活塞等零件过热，早燃会诱发爆燃，爆燃又会使更多的炽热表面温度升高，促使更剧烈的表面点火，两者相互促进，危害更大。

6、简述影响充量系数的因素。

答：①气门关闭时缸内压力；②进气门关闭时缸内气体的温度Ta：引起其升高的原因是，新鲜工质进入发动机与高温零件接触而被加热，新鲜工质与高温残余废弃混合而加热。

Ta值越高，充入汽缸工质密度越小，充量系数降低。

③、残余废弃系数；④、进排气相位角7、发动机机械损失包括哪些部分？测定机械损失的方法有哪些？答：①、摩擦损失：活塞及活塞环连杆、曲轴轴承及配气机构；②、驱动各种附件的损失：水泵、风扇、机油泵、电气设备；③、带动机械增压损失；④、泵气损失。

测定方法:示功图法；倒拖法；灭缸法；油耗线法。

8、天然气作为代用燃料有何特点？答：着火极限宽；点火能量高；抗爆性好；理论混合气热值低，功率低；排污小；携带性差。

9、简述汽油机燃烧室的设计原则。

答：①、结构紧凑；②、具有良好的充气性能；③、火花塞位置安排得当；④、要产生适当的气体流动；⑤、适当冷却末端气体。

10、柴油机燃烧放热规律的定义是什么？其三要素包括哪些因素？答：瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系。

其三要素包括：燃烧起点、燃烧放热规律曲线形状和燃烧持续时间。

11、柴油机和汽油机的速度特性有什么差异？答：①、柴油机在各种负荷的速度特性下的转矩曲线都比较平坦（汽油机的速度特性的转矩曲线的曲率半径较小，节气门开度越小，转矩峰值向低速移动，且随转速变化的斜率越大。

）。

②、汽油机的有效功率外特性线的最大值点，一般在标定功率点；柴油机可以达到的最大值点转速很高，而标定点要比其低的多。

③、柴油机的燃油消耗率曲线在各种负荷的转速特性下都比较平坦，仅在两端约有翘起，最经济区的转速范围很宽；汽油机则不同，其油耗曲线的翘曲度随节气门开度减小而聚类增大，相应最经济区的转速范围越来越窄。

12、汽油和柴油性能的差异使汽油机和柴油机有何差异？答：1、混合气形成：汽油：蒸发性强，较低温度下在气缸外形成均匀混合气。

柴油：蒸发性差，低温下不能形成混合气。

2、着火与燃烧：汽油：自燃点高，着火点低，适于外源点火。

柴油：自燃点低，应促进自燃。

3、负荷调节方式：汽油机：控制节气门开度。

量调节。

柴油机：调节循环喷油量。

质调节13、汽油机爆燃现象出现的原因是什么？影响爆燃出现的因素有哪些？答：爆燃原因：火花塞点燃之后，燃烧室末端的混合气自燃。

影响爆燃的因素:燃料的性质（辛烷值高的燃料，抗爆能力强）；末端混合气的压力和温度（末端混合气的温度和压力增高，爆燃倾向增大，比如压缩比的提高）；火焰前锋面传播到末端混合气的时间（提高火焰的传播速度、缩短火焰的传播距离，减少火焰前锋面传播到末端混合气的时间。

）14、汽油机和柴油机的负荷特性比较有何差异？答：①、汽油机的燃油消耗率普遍较高，且在从空负荷向中、小负荷过渡时，燃油消耗率下降缓慢，维持在较高水平，燃油经济性明显较差；②、汽油机排气温普遍较高，且与负荷关系较小；③、汽油机燃油消耗率曲线弯曲度较大，而柴油机的燃油消耗率曲线在中、小负荷段的线型较好。

15、着火延迟期对柴油机性能有何影响？影响着火延迟期的因素有哪些？答：着火延迟期↑→期间喷入缸内的燃料量↑→着火前可燃混合气量↑着火延迟期↑↑→冲击载荷↑，工作粗暴，柴油机寿命↓。

着火延迟期↓↓→混合气形成欠佳→柴油机性能↓影响着火延迟期的因素是此时然是室内工质的状态（温度或压力越高，则着火落期越短）；还有燃烧室的形式和缸壁的温度等。

16、柴油机有害排放物的机内净化技术有哪些？答：①、增压中冷技术；②、改进进气系统；③、改进喷油系统；④、改进燃烧系统；⑤、降低机油消耗；⑥、废弃再循环；⑦、提高燃油品质。

3.发动机的机械损失包括那几部分？各占比例如何？常用哪几种方法测量发动机机械损失？摩擦损失，占62-75%；驱动各种附件损失，占10-20%；带动机械增压器损失，占6-10%泵气损失，占10-20%。

机械损失常用的测量方法有倒拖法、灭缸法、油耗线法。

6.试分析进气迟闭角对充气效率及有效功率的影响。

加大进气门迟闭角，高转速时充气效率增加，有利于最大功率的提高，但对于低速和中速性能则不利。

减小进气迟闭角，能防止低速倒喷，有利于提高最大扭矩，但降低了最大功率。

7.简述提高充气效率的措施。

减少进气门处的阻力系数（增大气门直径、采用多气门结构、适当增加进气门升程、适当减小活塞行程）；减小空气滤清器的阻力系数；减小进气管道的阻力系数。

第一，降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了时的压力。