发动机原理复习题(含答案)

《发动机原理》复习题（含答案）

一、解释下列概念

1）平均有效压力 2）预混燃烧 3）有效燃油消耗率4）机械效率 5）残余废气系数 6）火焰传播速度

7）爆燃 8）柴油机滞燃期 9）表面点火

10）理论空气量 11）过量空气系数 12）外特性

13）扫气系数 14）喷油规律 15）挤流

16）有效功率 17）扩散燃烧 18）升功率

19）充气效率 20）压缩比 21）燃料的低热值

22）泵气损失 23）汽油机燃烧的滞燃期 24）理想化油器特性25）扭矩储备系数 26）燃烧放热规律 27）负荷特性

28）自由排气 29）排气后处理 30）滚流

31）定容加热循环 32）混合加热循环

答案：

1．平均有效压力：发动机单位气缸工作容积输出的有效功。

2．预混燃烧：在燃烧过程中，如果混合过程比燃烧反应要快的多或者在火焰到达之前燃料与空气已充分混合，这种混合气的燃烧称之为预混燃烧。

3．有效燃油消耗率：单位有效功的油耗。

4．机械效率：有效功率与指示功率之比。

5．残余废气系数：进气终了时的缸内残余废气质量与每一循环实际进入缸内的新鲜冲量之比。

6．火焰传播速度：火焰前锋相对与燃烧室壁面传播的绝对速率。

7．爆燃：在某种条件下燃烧变得不正常，压力曲线出现高频大幅波动，在上止点附近压力增长率很高，火焰前锋形状发生急剧变化。称之为爆燃。

8．柴油机滞燃期：从喷油开始到压力开始急剧升高时为止，称为滞燃期，此阶段燃料经历一系列物理化学的变化过程。

9．表面点火：凡是不靠火花塞点活而由燃烧室炙热表面点燃混合气的现象。10．理论空气量：1公斤燃料完全燃烧所需要的空气量。

11．过量空气系数：燃烧1公斤燃料的实际空气量与理论空气量之比，称为过量空气系数。

12．外特性：当油量控制机构在标定位置时（最大节气门或标定工况位置）的速度特性。

13．扫气系数：换气过程结束后留在气缸内的新鲜冲量质量与缸内气体的总质量的比值。

14．喷油规律：在喷油过程中，单位凸轮转角从喷油器喷入气缸的燃油量随凸轮转角的变化关系。

15．挤流：在压缩过程后期，活塞表面的某一部分和气缸盖彼此靠近时所产生的径向或横向气流运动称为挤流。

16．有效功率：发动机单位气缸工作容积输出的有效功

17．扩散燃烧：在燃烧过程中，如果混合过程比燃烧反应要快的多或者在火焰到达

之前燃料与空气已充分混合，这种混合气的燃烧称之为预混燃烧。

18．升功率：单位有效功的油耗

19．充气效率：有效功率与指示功率之比

20．压缩比：气缸总容积与气缸压缩容积（燃烧室容积）的比值

21．燃料的低热值：火焰前锋相对与燃烧室壁面传播的绝对速率。

22．泵气损失：由排气、进气和部分压缩过程所构成的封闭循环的低压示功图。23．汽油机燃烧的滞燃期：从喷油开始到压力开始急剧升高时为止，称为滞燃期，此阶段燃料经历一系列物理化学的变化过程。

24．理想化油器特性：在满足最佳性能要求的情况下，混合气成分随负荷特性（或充气流量）的变化关系

25．扭矩储备系数：1公斤燃料完全燃烧所需要的空气量。

26．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27．负荷特性：当油量控制机构在标定位置时（最大节气门或标定工况位置）的速度特性。

28．自由排气：换气过程结束后留在气缸内的新鲜冲量质量与缸内气体的总质量的比值

29．排气后处理：气体排出发动机气缸后，在排气系统中进一步减少有害成分的措施，主要指催化转换器。

30．滚流：在进气过程中形成的绕垂直于气缸轴线的有组织大尺寸空气涡流。31．定容加热循环：汽油机混合气燃烧迅速，近似为定容加热循环。

32. 混合加热循环：高速柴油机燃烧过程视为定容定压的加热组合，近似为混合

加热循环。

二、简要回答下列问题

1. 何谓内燃机的充气效率？简述提高汽油机充气效率的主要途径。

答：内燃机的充气效率是指内燃机每一循环实际进入缸内的新鲜冲量与以进气状态充满气缸工作容积的理论冲量的比值。

提高汽油机充气效率的主要途径如下：

降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了时的压力。

降低排气系统的阻力损失，以减少缸内的残余废气稀疏。

减少高温零件在进气系统中对新鲜冲量的加热，以降低进气终了时的冲量温度。

2. 内燃机机械损失都有哪些？测量方法和各自特点是什么？

答：机械损失：内部相对运动间的摩擦损失，驱动附件的损失，换气过程中的泵气损失。

测量方法及特点：（1）、倒拖法：需要电力测功器，主要误差来自缸内压力和温度与实际工况不相符，是用于低压缩比的发动机。

（2）、示功图法：需要燃烧分析仪，示功图测量仪器，主要误差来自于示功图的测量精度，是用于任何发动机

（3）、灭缸法：需要测功机，适用于非增压多缸柴油机。

（4）、油耗法：误差主要来自于每小时燃油消耗量随时间负荷变化的线性度，用在柴油机上。

3. 对于电控柴油机何谓时间控制，高压共轨系统主要的优缺点？

答：时间控制系统：在高压油路中利用一个或两个高速电磁阀的启闭控制喷油泵和喷油器的喷油过程。喷油量的控制由喷油器的开启时间长短和喷油压力大小决定，喷油定时由控制电磁阀的开启时刻确定，从而实现喷油量、喷由定时和喷由速率的柔性控制和一体控制。

高压共轨系统主要的优缺点如下：

（1）喷油压力柔性可调，对不同工况可确定其最佳喷射压力，优化柴油机的综合性能

（2）可独立地柔性控制喷油定时，配合高的喷射压力，可同时控制有害物的排放。

（3）柔性控制喷油速率变化，实现理想的喷油规律，降低柴油机Nox、dp/dφ保证优良的动力性与经济性。

（4）电磁阀控制喷油，控制精度高，高压油路不会出现气跑和残压为零现象。4．简述点火提前角对车用汽油机性能的影响

答：对应每一工况都存在一个最佳点火提前角，这时汽油机功率最大，耗油率最低。点火提前角过大，则大部分混合气在压缩过程中燃烧，活塞所消耗的压缩功增加，且最高压力升高，末端混合气燃烧前的温度升高，爆燃倾向增大。

点火过迟，则燃烧延长到膨胀过程，燃烧最高压力和温度下降，传热损失增多，排温升高，功率、热效率降低，但爆燃倾向减小，氮氧化物排放量降低。、

5．简述汽油机的有害排放物都有哪些？影响排放的因素有哪些？

答：有害排放物：CO、HC、NOx、CO2。

影响排放的因素：过量空气系数、点火提前角、转速、负荷。

6. 汽油机的燃烧分哪几各阶段？影响点火提前角的因素有那些？

答：影响因素：转速、过量空气系数、进气压力、温度、残余废气系数、燃烧室结构、燃料品质、空燃比、点火能量、火花塞间隙等。

三、选择正确答案

选择题答案：1.A 2.B 3.C 4.D 5.C 6 .A 7.A 8.B 9.B 10.C 11.D 12.A

1、当发动机压缩比增加时（）

A、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向增加

B、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向增加

C、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向减小

D、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向减小

2、一般汽油机和柴油机标定工况相比最高燃烧压力Pz和最高燃烧温度Tz是（）

A、Pz柴油机大于汽油机，Tz柴油机大于汽油机

B、Pz柴油机大于汽油机，Tz柴油机小于汽油机

C、Pz柴油机小于汽油机，Tz柴油机小于汽油机

D、Pz柴油机小于汽油机，Tz柴油机大于汽油机

3、当发动机燃料的自燃温度增加时（）

A、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向增加

B、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向减小

C、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向增加

D、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向减小

4、当发动机的点火提前角或喷油提前角增加时（）

A、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向也增加

B、汽油机爆震倾向增加，柴油机工作粗暴倾向减小

C、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向增加

D、汽油机爆震倾向减小，柴油机工作粗暴倾向减小

5、对于汽油机来说，最佳点火提前角如下变化（）

A、油门位置一定，转速增加时，最佳点火提前角不变，

B、油门位置一定，转速增加时，最佳点火提前角减小，

C、转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角增大

D、转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角减小

6. 在内燃机排气涡轮增压器中，空气进入压气机压缩，其损失主要表现为____。

A.摩擦损失，传热损失

B.传热损失，泄漏损失

C.摩擦损失，撞击损失

D.撞击损失，泄漏损失

7. 以下不属于高压、电控燃料喷射系统的是：____。

A.泵-管-嘴系统

B.单体泵系统

C.泵喷嘴与PT系统

D.蓄压式或共轨系统

8. 柴油机的燃烧过程可以分为四个阶段：着火延迟阶段、急燃期、缓燃期和____。

A.完全燃烧期

B.后燃期

C.燃烧完成期

D.速燃期

9. 四冲程内燃机进气门提前开启和推迟关闭的主要目的是____。

A.扫气

B.增加气缸的新鲜充量

C.加强进气流动

D.减小进气管和气缸内压差

10. 汽油机燃烧过程的实际进展分成3个阶段：着火阶段、急燃期和_____。

A.慢燃期

B.前燃期

C.后燃期

D.补燃期

11. 电控多点汽油喷射系统中控制喷油时刻的不含：____。

A.同时喷射

B.分组喷射

C.顺序喷射

D.连续喷射

12. 按燃气对活塞做功的性质，排气过程可分为____过程。

A.自由排气和强制排气

B.自由排气和扫气

C.超临界排气和亚临界排气

D.扫气和泵气

四、判断对错

答案：1 对 2 对 3 对 4 对 5 错 6 对7 错8 错9 对10 对11.对12.对13.错14.对15.错16.对17.错18.错19.错20.错21.对22.对23.对

1．内燃机转速一定，负荷增加时，内燃机的机械效率增加。（）

2．当汽油机转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角减小。（）

3．增压柴油机比非增压柴油机气门叠开角大。（）

4．汽油机是量调节，柴油机是质调节。（）

5．内燃机的扭矩储备系数指外特性上最大扭矩与标定扭矩之比。（）6．当汽油机油门位置一定，转速变化时，过量空气系数a基本不变。（）7．当汽油机在使用中出现爆震，常用的消除办法是增加点火提前角。（）8．内燃机的换气损失包括：进气损失、排气损失和泵气损失三部分。（）9．为了减少柴油机燃烧噪声，应尽量减少其滞燃期中的喷油量。（）10．高速小型柴油机通常采用浅盆型燃烧室。（）

11. 内燃机的工作指标主要有动力性能指标、经济性能指标、运转性能指标和耐久可靠性指标等。（）

12. 平均指示压力越高，气缸工作容积的利用程度越佳。（）

13. 在点燃式发动机中，依靠电火花点火引起混合气的燃烧现象称为表面点火。（）

14. 采用可变气门正时技术可以改善发动机的低速转矩特性。（）

15. 在汽车所排放到大气中的HC总量中，80%来自排气管，20%来自曲轴箱窜气。（）

16. 内燃机充量系数是指内燃机每循环实际吸入气缸的新鲜充量与以进气管

内状态充满气缸工作容积的理论充量的比值。（）

17. 柴油机正常燃烧过程中，后燃期的燃烧温度是最高的。（）

18. 对于内燃机排气涡轮增压器而言，定压增压系统的扫气作用优于脉冲增压系统。（）

19. 负荷特性属于稳态工况特性，速度特性属于瞬态工况特性。（）

20. 加速阻力是车辆加、减速时承受的惯性阻力，其大小等于汽车质量与加速度的乘积。（）

21. 燃烧室面容比越大，火焰传播距离越长，越容易引起爆燃。（）

22. 分隔式燃烧室的散热损失比直喷式燃烧室的大。（）

23. 在泵-管-嘴燃料供给系统中，由于高压油管的存在，难于实现高压喷射与理想的喷油规律。（）

五、分析计算题

1.分析柴油机直喷式燃烧室与涡流式燃烧室的优缺点。

涡流燃烧室:

1）、靠强烈的空气运动来保证混合气质量，空气利用率高

2）、空气运动随转速提高而增大，高速适应性能好

3）、对喷射系统的要求较低，可以利用轴针式喷油器，喷射压力较低，使喷射系统的制造要求降低，工作可靠性和使用寿命高

4）、燃烧室结构较复杂，面容比较大

5）、散热损失大，通道节流作用引起的流动损失也较大。热效率低，经济性差6）、冷启动性也较差

7）、工作较为平稳，燃烧噪音小

8）.涡流燃烧室柴油机一般对燃油不太敏感，有较强的适应性。

9）.低负荷下，碳烟的排放量较大，其余优于直喷式燃烧室柴油机。

直喷式燃烧室：

1）、燃烧迅速，经济性较好，有效燃油消耗率低

2）、燃烧室结构简单，面容比小，散热损失小，没有主副燃烧室之间流动损失，冷起动性能好，经济性好

3）、对喷射系统要求较高

4）、工作较粗暴，压力升高率大，燃烧噪声大

5）、NOx排放量比涡流燃烧室高

6）、对转速变化较为敏感，较难兼顾高速和低速工况的性能。转速较涡流式燃烧室低。

2．设计一台四缸四冲程高速汽油机，设平均指示压力p mi=0.95Mpa,平均机械损失压力p mm=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，缸径冲程比为多少？（5分）

2）若缸径冲程比为1：1.09，则缸径、冲程取多大？(取整)（5分）

解：(1)由公式Pmi=Pme+Pmm

Pe=Pme*Vs*I*n/30t 27.13=4*(0.95-0.15)*4*5000*Vs/（30*4）

Vs=27.13*30*4/4/5000/0.8=0.203475L=203475mm3

Cm=s*n/30=12, s=30*10/5000=0.072m =72mm,

d=(Vs*4/3.14/s)=(203475*4/3.14/72)1/2=60mm

(2) 由公式s/D=1.09

D=(Vs*4/3.14/1.09)1/3=62mm

S=66mm

3. 何为废气再循环？说明其对发动机性能的影响。

废气再循环是在换气过程中，将以排除气缸的废气的一部分再次引入进气管与新鲜气体一起进入气缸的过程。

废气再循环对发动机性能的影响：

1）：对汽油机汽油机采用均与混合气靠外部能源点燃的燃烧方式，采用量调节调节方法。再循环的废气对混合气有加热的作用。同事和汽缸内的残余废气一起，稀释混合气，加大汽缸工作混合气的总热容，影响燃料与空气的氧化反应速度，使着火后期延长，最高燃烧温度降低，从而降低的NOx排放量。但是如果EGR率过大，会造成燃烧不稳定，HC排放及烟度增加，油耗恶化。

2）、对柴油机对柴油机实施EGR后，进入气缸的空气流量减小，但喷油量不变，故混合气变浓，不仅降低了气缸内氧和氮的含量，而且高比热容的再循环废气的惰性作用，使混合气的热容增大，抑制混合气的燃烧，从而降低最高燃烧温度。故降低Nox排放的效果更明显。而且由于柴油机废气中含氧量远高于汽油机，而CO2含量较低，所以可实施较大的EGR率。

4．设计一台四缸四冲程高速汽油机，设平均指示压力p mi=0.90Mpa,平均机械损失压力p mm=0.10Mpa，设标定转速为6000r/min时能发出27.13kw的功率。

1）为使活塞平均速度控制在12m/s，缸径冲程比为多少？（5分）

2）若缸径冲程比为1：1，则缸径、冲程取多大？(取整)（5分）

解：(1) 由公式Pmi=Pme+Pmm

Pe=Pme*Vs*I*n/30t 27.13=4*(0.95-0.15)*4*6000*Vs/（30*4）

Vs=27.13*30*4/4/6000/0.8=0.17=170000mm3

Cm=s*n/30=12, s=30*12/6000=0.060m =60mm,

d=(Vs*4/3.14/s)=(170000*4/3.14/60)1/2=60mm

(2) 由公式s/D=1.

D=(Vs*4/3.14/1.09)1/3=60mm

S=60mm