发动机原理计算题

1. 已知一四行程柴油发动机，缸数为6，单缸气缸工作容积为2L ，燃料燃烧热值为

44000kJ/kg ，发动机转速为1500r/min ，机械效率为0.8，有效功率为88.5kw ，耗油量为20.3kg/h 。

①指示功率、指示热效率、指示燃油消耗率； ②有效热效率、有效燃油消耗率 解：指示功率：由)(625.1108

.05.88kW P P P P m e i i e m ====ηη，得 有效燃油消耗率：)/(4.22910005.883.20h kW g P B b e e ⋅=⨯==

有效效率： 356.01044000

4.2296.3106.366=⨯⨯=⨯=μηH b e e 指示燃油消耗率：)/

5.183(1000625.1103.20h kW g P B b i i ⋅=⨯==

指示效率：445.01044100

6.1836.3106.366=⨯⨯=⨯=μηH b i i 2. 设计一台四冲程六缸柴油机，标定工况转速3000r/min ，标定功率66.8KW ，活塞平均速

度v m =10m/s ，平均指示压力p mi =0.9Mpa ，平均机械损失压力p mm =0.2Mpa 。

（1）活塞行程s （2）气缸直径（3）标定工况下的机械效率ηm （4）设活塞组摩擦损失占全部机械损失的40%；标定工况转速3000r/min 时减小负荷，机械效率下降，当 ηm=0.5时，通过研究，活塞组摩擦损失可能降低25%，试问有效燃油消耗率be 怎样变化？

解：（1） 601022-⨯⋅=n s v m

cm n v s m 103000101030103022=⨯⨯=⨯=

（2）Mpa p p p mm mi me 7.02.09.0=-=-=

12041202n i s D p n i V p P me s me e ⋅⋅⋅=⋅⋅⨯=π

cm dm P D e 990.014

.3126008.6648014.33000617.0480=≈⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=

（3） 778.022222.019.02.011=-=-=-=mi mm m p p η （4）％H H H m

＃m m m ＃m U m t c U ＃m t c U m t c 6.555

.05.0778.01111=-=⋅-=⋅⋅⋅⋅-⋅⋅=ηηηηηηηηηηηηηηλ 可能提高％6.55

3. 六缸四行程柴油机s D *=135*140mm ，在2200r/min 发动机的有效功率e P =154Kw ，有效

燃油消耗率e b =217g/Kw.h ，机械效率m η =0.75，求该工况下的指示功率i P ，平均有效压力me p ，有效扭矩tq T 和有效效率e η（柴油机热值μH =42500 kJ/Kg ）。 解：指示功率：由)(33.20575

.0154kW P P P P m e i i e m ====ηη，得 气缸工作容积：)(2101404

13514.310462

32

L s D V s =⨯⨯⨯=⨯⋅=--π 平均有效压力：)(7.0220062154120120MPa n i V P p s e me =⨯⨯⨯=⋅⋅= 有效扭矩：)(5.6682200

15495509550m N n P T e tq ⋅⨯== 有效效率： 39.01042500

2176.3106.366=⨯⨯=⨯=μηH b e e 4. 设计一台四缸四冲程高速汽油机，设平均指示压力mi p =0.95Mpa,平均机械损失压力mm

p =0.15Mpa ，设标定转速为5000r/min 时能发出27.13kw 的功率。

(1)为使活塞平均速度控制在12m/s ，缸径冲程各为多少？(取整)(2)若缸径冲程比为1:1.09，则缸径、冲程取多大？(取整)

解：（1）平均有效压力：)(8.015.095.0MPa p p p mm mi me =-=-= 气缸工作容积：)(20347510500048.013.274301030366mm n i p P V me e s =⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⋅⋅=

τ 活塞行程：)(721005000

123010030mm n C s m =⨯⨯=⨯= 气缸直径：)(6072

14.320347544mm S V D S =⨯⨯=⋅=π （2）09.1/=D s 气缸直径：)(6214

.309.1203475409.1433mm V D S =⨯⨯==π 活塞行程：)(686209.109.1mm D s =⨯==

5.设有一台单缸四冲程柴油机，其部分参数为：气缸直径mm D 100=，活塞行程

mm s 110=，

标定转速min /2000r n =，摩擦功率kW P m 68.3=，机械效率75.0=m η，每小时耗油量h kg B /67.2=，柴油的低热值kg kJ H u /42496=，试求该柴油机的平均有效压力me p 、有效燃油消耗率e b 及有效效率et η。 解：由公式i

m m P P -=1η得

指示功率：)(72.1475

.0168.31kW P P m m i =-=-=η 有效功率：)(04.1175.072.14kW P P m i e =⨯=⋅=η 指示效率：467.042496

67.272.14106.3106.333=⨯⨯⨯=⋅⋅⨯=u i it H B P η 有效效率：35.0467.075.0=⨯=⋅=m it et ηηη 气缸排量：)(8635001104

10014.310432

62

mm s D V S =⨯⨯=⨯⋅=-π 平均有效压力：)(767.020*******.004.11120120MPa n i V P p s e me =⨯⨯⨯=⋅⋅= 有效燃油消耗率：)/(85.2411004

.1167.21033h kW g P B b e e ⋅=⨯=⨯= 6.一台四冲程柴油机的标定功率为kW P e 158=，单缸功率缸/33.261kW P e =，平均有效压力MPa p me 85.0=，设冲程缸径比24.1/=D s ，活塞平均运动速度s m C m /11=，试确定这台柴油机的缸径和转速（取整）。

解：633.26/158==i

)/(330113030s m C n s m =⨯==⋅

3

104

1201202

⨯⋅⋅⋅=⋅⋅=n i s D P n i V P p e s e me π )(12.01085.0330614.3158

4801048033

m p n s i P D me e =⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⋅⋅⋅⋅=π 24.1/=D s

)(149.012.024.124.1m D s =⨯==

min)/(2215149

.0330330r s n === 7.设某四冲程六缸柴油机，在额定工况时，min /2000r n =，kW P e 7.126=，MPa p me 8.0=，MPa p mm 267.0=，)/(215h kW g b e ⋅=。

（1）若已知s m C m /33.9=，问该机的缸经?=D 行程?=s （2）已知柴油低热值kg kJ H u /41868=，问在额定工况时?=et η?=it η 解：由)/(9.27933.93030s m C n s m =⨯==⋅ 得活塞冲程：)(13995.020009.279m s ==

由3

104

1201202

⨯⋅⋅⋅=⋅⋅=n i s D P n i V P p e s e me π 得气缸直径：