内燃机原理复习题
1.内燃机性能有哪些？
答：动力性，经济性，可靠耐久性，使用维修性，排放噪声性，加工工艺性。 2.内燃机如何分类？分为几类？ 答：1按实现循环的方式分1四冲程内燃机2二冲程内燃机
2按燃料种类分1液体燃料2气体燃料 3按点火方式分1外然点火2压燃点火 4按混合气形式分1外源2内源 5按压缩比分1高2低
6按循环加热方式分1定额加热循环2定压加热循环3混合加热循环 7按调节符合方式分1量调节（汽油）2质调节（柴油）
8按进气方式1增压2非增压 9按用途分
10按冷却方式分1水冷2风冷 11按气缸排列方式分1直到 2V W 3水平
3.试比较活塞式内燃机的各种理论循环？ 答：1ε和q1相同 q1v=q1=q1p q2v
η
tp
2
ε和q2相同 q2v=q2=q2p q1v>q1>q1p ηtv>ηt>ηtp
3Pmax 和Tmax 相同 q2v=q2=q2p q1v 12 3 结论：1对于点燃式内燃机ε相同时定容循环最高。 2对于压燃式内燃机一般高速内燃机应接混合循环工作接近定容。 3对于高增压内燃机，受机件强度设计，定压循环热效率最高。 4.简述四行程内燃机的实际循环？并画出P-φ图，如何评定内燃机的实际循环？ 答：四冲程内燃机是曲轴旋转两周完成一 个实际工作循环是有进气，压缩，燃烧，膨胀，排气五个过程组成。 1进气过程：活塞由上止点向下止点移动，此时进气门打开，排气门关闭。 2压缩过程： 活塞由下止点向上止点移动，此时进气门均关闭，汽缸内工质由于受到压缩，温度，压力都不断上升。 3燃烧过程：活塞运动到在上止点附近，此时进排气门均关闭。 4膨胀过程：进排气门关闭，高温高压的工质推动活塞由上止点向下止点移动，达到做功的目的，随后气缸内的压力和温度均迅速降低。 5排气过程：活塞由下止点向上止点移动，排气门打开，将气缸内的废气排出。发动机的实际工作过程是实际循环的周而复始。评定内燃机的实际循环主要控制点火提前角的大小和进排气门的时间等。 5.如何评定内燃机的动力性和经济性？ 答；内燃机的动力性和经济性能称为有效 指标. 动力性有；1.有效功率和机械损失功率2.有效转矩3.平均有效压力 经济性有1.有效燃油消耗率2.有效热效率 6.什么是机械损失？试分析影响机械效率的因素？ 答：发动机的机械损失主要由机械摩擦损失。辅助设备驱动功率的消耗和泵气损失 等组成！ 影响机械效率的因素有1.转速的影响2.负荷的影响3.润滑油温和冷却水温 的影响4.汽缸尺寸及数目的影响5.加工工艺水平的影响 7.试分析内燃机的换气过程？换气损失包括那些？试画出配气相位图？ 答：根据气体流动特点，一般此过程分为 五个阶段；1.自由排气阶段2.强制排气阶段3.扫气阶段4.充气阶段5.后充气阶段 1.从排气门开启至汽缸内压力接近于排气管内压力的这一阶段是自由排气 阶段.其气体流动特点是废气在压差作用自由排除汽缸2.从自由排气的进气门开启这一阶段是强制排气阶段。活塞从此下点向上点运动。将废气推出气缸3.从进气门开启到排气门关闭的这一阶段是扫气阶段。此时进排气门同时打开废气在惯性作用下继续排除新鲜工质开始进入气缸。4.从排气门关闭到进气行程结束的这一阶段是充气阶段活塞从上止点晕倒到下止点的过程中，气缸内压力低于进气管内 压力。新鲜工质在负压作用下被吸入气缸内5.从下止点到进气关闭的这一阶段是后充气阶段，此时是利用气流惯性和波动效应，是新鲜工质继续流入气缸从而提高充气效率。 换气损失有两点； 排气和进气的损失 8.何为充气效率ηv ？试分析ηv 的影响因素和提高ηv 的措施？ 答：充气效率ηv 就是实际进入汽缸的新鲜 工质与进气下整个汽缸充满了新鲜工质质量之比值。 影响ηv 因素有1.进气系统的流动阻力2.残余废气量3.进气温度4.配气相位5.进排气系统的动态效应 提高ηv 的措施有 1.减小进气系统的 阻力2.合理选择配气时间3.利用动态 效应4.提高压缩比 9.转速升高内燃机的的机械效率下降，主要原因是什么？ 答：发动机的结构因素，运转因素以及内外的状态条件都对机械效率值ηv有 不同程度的影响 1.转速影响 2.润滑 油温和冷却水温的影响4.汽缸尺寸及 数目的影响5加工工艺水平的影响10.发动机转速高时，进气流速大，则进气量多，可充气系数为何在高转速时下降？答：进气终了的压力等于Po减去系统的压降，排气终了的压力等于Po加上排气 系统的压降而进排气系统的压降与该 系统的流动阻力成正比，流体力学研 究结果表明，进排气系统截面变化越 急剧管道越细长，管壁越粗燥，气体 流速越高初始压力越低则压降越大， 充气效率就越低。 12.石油烃类分为几类？ 答：1.烷烃；2.烯烃；3.环烷烃；4.芳香烃； 13.如何测定是有的十六烷值？ 答：柴油十六烷值的分析方法目前有三类，分别是是通过介电常数法、红外法、 单缸马达法分析柴油十六烷值。 14.如何测定汽油的辛烷值？ 答：①马达法辛烷值测定条件较苛刻，发动机转速为900r/min,进气温度149° C。它反映汽车在高速、重负荷条件下 行驶的汽油抗爆性。②研究法辛烷值 测定条件缓和，转速为600r/min，进 气为室温。这种辛烷值反映汽车在市 区慢速行驶时的汽油抗爆性。对同一 种汽油，其研究法辛烷值比马达法辛 烷值高约0～15个单位,两者之间差值 称敏感性或敏感度。③道路法辛烷值 也称行车辛烷值，用汽车进行实测或 在全功率试验台上模拟汽车在公路上 行驶的条件进行测定。道路辛烷值也 可用马达法和研究法辛烷值按经验公 式计算求得。马达法辛烷值和研究法 辛烷值的平均值称作抗爆指数，它可 以近似地表示道路辛烷值。 15.如何选择汽油的牌号？ 答：根据发动机的压缩比来选择其相应使用的汽油；90号汽油适用于压缩比小 于8.5的发动机；93号汽油使用与压 缩比比较高的发动机；97号汽油适用 于高压缩比的发动机。 16.何为过量空气系数？何为空燃比？ 答：在发动机中，实际提供的空气量往往 并不等于理论空气量。燃烧1KG燃料 实际提供的空气量L与理论上所需的 空气量L0之比称为过量空气系数— α，公式—α=L/L0，将燃烧的空气量 与燃料量得比例值是空燃比—A/F表 示 A/F=空气量/燃料量 17.试用示功图分析汽油机的燃烧过程及 特点？ 18.何为爆震燃烧？其产生的原因的是什 么？有什么特点及危害？其影响因素及避 免爆震的措施是什么？ 答：爆震是气缸内发出清脆的金属敲击声， 亦称之敲缸。 产生的原因是：在正常火焰传播的过 程中，处在最后燃烧位置上的那部分 末端混合气受到压缩和接受辐射热 能，加速了先期反应而自然。 爆震的危害有：1.气缸内的温度过 高，很有可能烧坏零件，其次换可以 分解燃料，发生冒黑烟的情况，热效 率随之下降；2.热效率的下降还会导 致有开锅的现象；3.在产生爆震的时 候，有冲击波的存在，会把气缸的附 面烧坏；4.产生爆震的同时有很大的 噪音，还有震动的现象产生；4.dt/d ψ上升。 影响爆震的因素有 1.燃料的性 质-辛烷值高的燃料抗暴能力强； 2.末端混合器的压强和温度-末 端混合气的压强和温度增高，则 爆震倾向大；3.火焰前锋传播到 末端混合气的时间-提高火焰传 播速度、缩短火焰传播距离，都 会减少火焰前锋传播到末端混合 气的时间，这有利于避免爆震。 19.试述汽油机点火调整特性实验的目的、 条件、设备及步棸？并对实验结果加以 分析？ 答：目的：确定最佳的点火提前角 条件：测功机；标准热状态；水 温=80±5℃；油温=85±5℃ 步棸：改变、Me、n、Ne、Gt、ge 实验结果分析：1.θ小:燃烧拖 后，及时性差，膨胀不充分，散 热面变大，主要热效率下降，排 气温度上升。 极限状态：燃烧在下止点进行， 热能不做功，在排气管燃烧。（放炮） 2.θ大：燃烧相位前移，压缩负 功上升。 极限状态：燃烧在上止点进行， 热能不做功。 20.如何评价内燃机的燃烧过程? 答：1.及时性保持定容性2.完全性排放3. 正常性无爆震无表面点火 21.汽油机的混合气的形成方式有几种？ 答：混合气成分对燃烧过程和发动机的动 力性、经济性有很大的影响。1.功率 混合气：当α=0.85~0.95时，火焰传 播速度最快，这种浓度的混合气将使 发动机发出最大功率；2.经济混合气： 当α=1.05~1.15时，火焰传播速度仍 较高，混合气中的氧气足够使燃料完 全燃烧，此时发动机的热效率最高， 有效耗油率最低；3.过浓、过稀混合 气：当汽油机混合气过浓时，由于空 气不足，燃料燃烧不完全，将引起排 气管冒黑烟，严重时将使未然的油分 子一遇到空气中的氧分子就迅速的燃 烧起来，造成排气管放炮。 22.试用示功图分析柴油机的燃烧过程及 特点？ 23.试述柴油机工作粗暴的产生原因及降 低粗暴的方法？ 答：在着火落后期内喷入的燃油形成燃烧 混合气，同时燃烧dψ/dy变大，压力 升高。 降低粗暴的措施有；1.减少ψ期内的 喷油量；2.提高十六烷值；3.提高p、 t、ε；4.减少ψ期内混合气量 24.试述柴油机微粒产生的原因及控制微 粒的措施？ 答：1.满负荷的供油量提高进气量;2.增压 —可能会导致发热，所以在这里装个 冷却装置；3.提高速燃期的燃烧比例； 4.提高喷雾质量； 5.在柴油里加添加 剂；6.使用燃料；7.加加强气流运动； 8.四气门技术；9.掺水 25.何为内燃机的功率标定？按国家标准 的规定，内燃机的功率标定有那些？ 答：根据内燃机的特性，用途和使用特点而确定的有效功率的最大使用界限， 叫内燃机的标定功率一般有四种标 定：1.15分钟功率 2.1小时功率 3.12 小时功率 4.连续功率 26.何为发动机的速度特性？检测速度特 性的目的是什么？试分析汽油机和柴 油机的速度特性？ 答：发动机性能指标随转速变化的关系称为速度特性，目的是评价发动机的动 力性，1.汽油机：负荷一定，n ↓ 2.柴油机：负荷一定，1.me↓n↓ 2.me↑ n↓ 3.n↑↑ me↓ne↓ 扭矩储备系数me↓人为控制扭矩，不 会出现飞车 27.何为发动机的负荷特性？检测负荷特 性的目的是什么？试分析汽油机和柴 油机的负荷特性？ 答：符合特性是指发动机在某一转速下，燃油经济性指标及其它参数随负荷变 化的关系。 目的：评价发动机的经济特性。 汽油机的负荷特性 1.汽油机转速一定时，每小时燃 油消耗量mh主要取决于节气门开度和 混合气成分。 2.转速一定时随负荷增加节气门 开度加大，残余废气相对减少热负荷 增加从而改变了燃油雾化及混合条 件，使燃烧速度加快，散热损失相对 减少，指示热效率增加。 柴油机的负荷特性 1.转速一定时，柴油机的每小时 耗油量mh取决于Δp。负荷增加，Δp 增加，mh随之增大。 2.同汽油机一样，柴油的有效燃 油消耗变化也取决于指示热效率和机 械效率。与汽油机不同，虽符合增加， 每循环供油量Δp增加，过量空气系数 α减小，燃烧不完全程度加大，使指 示热效率减小。大负荷时，混合气过 浓，燃烧恶化，不完全燃烧及补燃增 多，使指示热效率下降增快。机械效 率随负荷增加而上升。 理论力学期末考试试题 1-1、自重为P=100kN的T字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。其中转矩M=，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m。试求固定端A的约束力。 解：取T型刚架为受力对象，画受力图. 1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA上的气动力按梯形分布： q=60kN/m，2q=40kN/m，机翼重1p=45kN，发动机重2p=20kN，发动机螺旋桨的反作用力1 偶矩M=。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O所受的力。 解： 1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=，各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。 1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, F F F, 求：A，D处约束力. 12 解： 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC为等边三角形，且AD=DB。求杆CD的内力。 1-6、如图所示的平面桁架，A端采用铰链约束，B端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m。在节点E和G上分别作用载荷 F=10kN，G F=7 kN。试计算杆1、2和3的内力。 E 解： 2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，。若F=10kN，求各杆的内力。 又EC=CK=FD=DM 2-2 杆系由铰链连接，位于正方形的边和对角线上，如图所示。在节点D沿对角线LD方向作用力D F。在节点C沿CH边铅直向下作用力F。如铰链B，L和H是固定的，杆重不计，求各杆的内力。 内燃机原理习题 一、基本概念 1、循环热效率 2、循环平均压力 3、压缩比 指示功Wi：一个实际循环工质对活塞所作的有用功。 平均指示压力Pmi：单位气缸工作容积的指示功 指示功率：内燃机单位时间内所作的指示功称指示功率。指示效率：实际循环指示功与所消耗的燃料放热量之比。 指示燃料消耗率：指单位指示功的耗油量，一般以每kWh的耗油量表示有效功率有效转矩有效扭矩：轴输出扭矩 平均有效压力： ?单位气缸工作容积输出有效功。 ?其值大，说明单位气缸工作容积对外输出功多，作功能力强，评价内燃机动力性的重要指标。 有效热效率：内燃机有效功与所耗燃料热量之比。 有效燃料消耗率 升功率：标定工况下，每升工作容积所发出功率，表示容积利用率 机械效率 气门叠开 平均机械损失压力 换气损失 泵气损失 充量系数 残余废气系数 过量空气系数 燃料的低热值 理论混合气热值火焰传播速度 爆震燃烧 表面点火 点火提前角 喷油泵速度特性供油规律 喷油规律 废气再循环 发动机排量 转矩储备系数转速储备系数 稳定调速率 瞬时调速率 理论空气量 排气微粒 排气损失 进气损失 自由排气损失 强制排气损失 柴油机工作粗暴全程式调速器两极式调速器 发动机的工况 发动机的特性 早燃 二次喷射 油束的雾化质量 二行程发动机的扫气效率 二行程发动机的给气效率 二、内燃机的性能指标 1.理论循环与实际循环有何区别？研究理论循环的目的何在？ 实际循环与理论循环的差别 1、工质的质和量不是常数 比热容的影响。 2、传热损失 3、更换工质损失。 换气损失。 4、燃烧损失 燃烧速度的影响 后燃及不完全燃烧损失 研究理论循环的目的 1.用简单公式阐明热力学参数间关系，明确提高循环效率和平均压力的途径； 2.确定循环效率的极限，判断实际内燃机经济性和工作过程进行完善程度及改 进潜力； 3.有利于比较各种热力循环的经济性。 2.内燃机理论循环有几种？各由哪些热力过程组成？怎样计算它们的循环热效率 和循环平均压力？ 一、发动机的性能 一、解释术语 1、指示热效率：是发动机实际循环指示功与消耗燃料的热量的比值. 2、压缩比：气功容积与燃烧室容积之比 3、燃油消耗率：发动机每发出1KW有效功率,在1h内所消耗的燃油质量 4、平均有效压力：单位气缸工作容积所做的有效功 5、有效燃料消耗率：是发动机发出单位有效功率时的耗油量 6、升功率：在标定工况下，发动机每升气缸工作容积说发出的有效功率 7、有效扭矩：曲轴的输出转矩 8、平均指示压力：单位气缸容积所做的指示功 2、示功图：发动机实际循环常用气缸内工质压力P随气缸容积V（或曲轴转角）而变化的曲线 二、选择题 1、通常认为，汽油机的理论循环为（ A ） A、定容加热循环 B、等压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ） A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ） A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有（ C ）。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 1循环热效率：循环功和循环加热量之比 2循环平均压力：单位汽缸工作容积所做的循环功 3压缩比：气缸的总容积与气缸压缩容积之比 4指示功;一个实际循环工质对活塞所做的有用功称为循环指示功 5平均指示压力：发动机单位气缸工作容积一个循环所做的指示功 6指示功率：发动机单位时间所做的指示功 7指示热效率：实际循环指示功Wi与所消耗的燃料热量Qi之比。 8指示燃油消耗率：单位指示功的耗油量通常以每千瓦小时的耗油量表示［g/（kw.h）］。 9有效功率：曲轴对外输出的功率，称为有效功率 10有效扭矩：发动机工作时，由功率输出轴输出的扭矩 11平均有效压力：单位气缸工作容积输出的有效功 12有效热效率：有效功We（J）与所消耗燃料热量Ql之比值。 13有效燃油消耗率：单位有效功的耗油量 14升功率：是发动机每升工作容积所发出的有效功率。 15比质量：是发动机的干质量m与所给出的标定功率之比，它表征质量利用程度和结构紧凑性。 16强化系数：平均有效压力Pme与活塞平均速度Cm的乘积称为强化系数 17机械效率：有效功率Pe和指示功率Pi的比 18气门叠开：由于排气门的迟后关闭和进气门的提前开启，导致进、排气门同时开启的现象。 19换气损失: 换气损失=排气损失+进气损失。 20泵气损失：主要指活塞在强制排气过程和进气过程中所造成的损失。 21充气效率：充气效率是实际进入气缸的新鲜工质的质量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质的质量的比值. 22残余废气系数：进气过程结束时气缸内残余废气量与气缸中新鲜充量的比值。 23进气马赫数：进气马赫数是进气门处气体的平均速度与该处声速c的比值。 24过量空气系数：提供的空气量L与理论上所需空气量L0之比，称为过量空气系数。 25燃料的低热值：1kg燃料完全燃烧所放出的热量，不包括水蒸汽凝结后放出的汽化潜热。26理论混合气热值：单位数量的可燃混合气燃烧所产生的热量。 27火焰传播速度：火焰前锋相对于未燃混合气向前推进的速度 28燃烧速度：单位时间燃烧的混合气量 29爆震燃烧：处在最后燃烧位置上的那部分未燃混合气（常称末端混合气），受到压缩和辐射热的作用，加速了先期反应产生了自燃。压力冲击波反复撞击缸壁。气缸内 发出特别尖锐的金属敲击声，亦称之敲缸。 30表面点火：由燃烧室内炽热表面（如排气门头部、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，统称表面点火。 31点火提前角：点火提前角是从发出电火花到上止点间的曲轴转角。 32喉管真空度：指化油器喉管最小截面处因气体流速加大而产生的负压。 33进气管真空度：指节气门后进气管中的负压 34喷油泵速度特性：喷油泵油量控制机构（齿条或拉杆）位置固定，循环供油量随喷油泵转速度变化的关系 35供油规律：指单位时间（或转角）喷油泵的供油量随时间（或转角）的变化关系 36喷油规律：单位时间（或转角）喷油器喷火燃烧室内的燃油量随时间（或转角）的变化关系 A 卷 第 1页 蚌埠学院2013—2014学年第一学期 《理论力学Ⅱ》期末考试试题（A ） 注意事项：1、适用班级：2012级土木工程班、2012级水利水电班、2012级车辆工 程班 2、本试卷共2页。满分100分。 3、考试时间120分钟。 4、考试方式：“闭卷” 一、判断题（每小题2分，共20分） （ ）1．作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线 相同，大小相等，方向相反。 （ ）2．已知质点的质量和作用于质点的力，质点的运动规律就完全确定。 （ ）3．质点系中各质点都处于静止时，质点系的动量为零。于是可知如果质点系的动 量为零，则质点系中各质点必都静止。 （ ）4．刚体在3个力的作用下平衡，这3个力不一定在同一个平面内。 （ ）5．用解析法求平面汇交力系的平衡问题时，所建立的坐标系x ，y 轴一定要相互 垂直。 （ ）6．一空间任意力系，若各力的作用线均平行于某一固定平面，则其独立的平衡方 程最多只有3个。 （ ）7．刚体的平移运动一定不是刚体的平面运动。 （ ）8．说到角速度，角加速度，可以对点而言。 （ ）9．两自由运动质点，其微分方程完全相同，但其运动规律不一定相同。 （ ）10．质点系总动量的方向就是质点系所受外力主矢的方向。 二、选择题（每小题2分，共10分） 1．若平面力系对一点A 的主矩等于零，则此力系 。 A.不可能合成为一个力 B.不可能合成为一个力偶 C.一定平衡 D.可能合成为一个力偶，也可能平衡 2．刚体在四个力的作用下处于平衡，若其中三个力的作用线汇交于一点，则第四个力的作用线 。 A.一定通过汇交点 B.不一定通过汇交点 C.一定不通过汇交点 D.可能通过汇交点，也可能不通过汇交点 3．加减平衡力系公理适用于 。 A.变形体 B.刚体 C.刚体系统 D.任何物体或物体系统 4．在点的复合运动中，牵连速度是指 。 A.动系原点的速度 B.动系上观察者的速度 C.动系上与动点瞬时相重合的那一点的速度 D.动系质心的速度 5．设有质量相等的两物体A 和B ，在同一段时间内，A 作水平移动，B 作铅直移动，则 两物体的重力在这段时间里的冲量 。 A.不同 B.相同 C.A 物体重力的冲量大 D.B 物体重力的冲量大 三、计算题（每小题14分，共70分） 1．质量为 100kg 的球，用绳悬挂在墙壁上如图所示。平衡时绳与墙壁间夹角为 30°，求墙壁反力和绳的张力 2．某三角拱，左右两个半拱在C 由铰链连接，约束和载荷如图所示，如果忽略拱的重量，求支座A 和B 的约束反力。 装 订 线 内 不 要 答 题 一、发动机的性能 二、选择题 1、通常认为，汽油机的理论循环为（ A ） A、定容加热循环 B、等压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中，工质（ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ） A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中，工质 （ B ） A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ） A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有（ C ）。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 6、实际发动机的膨胀过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 7、通常认为，低速柴油机的理论循环为（ B ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 8、汽油机实际循环与下列（ B ）理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 9、汽油机常用的压缩比在（ B ）范围内。 A、4 ～ 7 B、7 ～ 11 C、11 ～ 15 D、15 ～ 22 10、车用柴油机实际循环与下列（ A ）理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 11、非增压发动机在一个工作循环中，缸内压力最低出现在（ D ）。 A、膨胀结束 B、排气终了 C、压缩初期 D、进气中期 内燃机原理复习资料 第二章、内燃机的工作循环 一、“理想循环”假定？ 答：理想循环讨论中所采取的简化假定是：1.工质是一种理想的完全气体，在整个循环中保持物理及化学性质不变；2.不考虑实际存在的工质更换以及漏气损失，工质数量保持不变，循环是在定量工质下进行的；3.把汽缸内工质的压缩和膨胀看成是完全理想的绝热过程，工质与外界不进行热交换；4.用假想的定容放热和定容或定压加热来代替实际的换气和燃烧过程。 二、内燃机的实际循环与理论循环的区别 答：1、工质不同；2、气体流动阻力；3、传热损失；4、燃烧不及时、后燃及不完全燃烧损失；5、漏气损失。 三、压缩过程的作用？ 1、压缩过程扩大了工作循环的温度范围； 2、压缩过程使循环的工质得到更大的膨胀比，对活塞做更多的功； 3、压缩过程提高的工质的温度和压力，为冷机启动及着火燃烧创造了条件。 四、四冲程工作原理 1、进气行程：排气门关闭，随着活塞下行汽缸内产生低压，重进气门吸入空气和汽油的混合气，柴油机中吸入的是新鲜空气。 2、压缩行程：进、排气门关闭，活塞上行压缩汽缸内的气体，在柴油机中，把空气压缩到燃料自然温度以上。 3、做功行程：当活塞快到上止点时，用火花塞点燃混合气使之燃烧，在柴油机中，此时燃料以雾化状态喷射到汽缸内，和高温空气接触而自行着火燃烧，燃烧所产生的高压气体，把活塞往下推而做功。 4、排气行程:当活塞到下止点稍前一些时，排气门开启，排气溢出，汽缸内压力下降，活塞上行把膨胀完了的燃气排除汽缸外。 五、示功图：把内燃机在1个工作循环中气缸内工质状态的变化，表示为压力与容积的关系，即压力与活塞行程的关系的图形。 六、标定转速：指在标定工况下，发出标定功率时内燃机相应的曲轴转速。 七、油耗率：在标定工况下，发出标定功率时内燃机所具有的有效油耗率。 八、升功率N :单位气缸工作容积内燃机所具有的标定功率。 九、活塞功率N ：单位活塞总面积上内燃机所具有的标定功率。 十、指示效率：是评价内燃机工作循环的一个经济性参数，也是衡量气缸内燃料燃烧所应释放出的热能有效转换成指示功的程度的一个尺度。 十一、机械损失功率由以下组成：摩擦损失功率、泵气损失功率、压力机或扫气泵损失功率、辅助机械损失功率。 理想循环：为了了解内燃机热能利用的完善程度，能量相互转换的效率，寻求提高热量利用率的途径，在不是其基本物理、化学过程特征的前提下，将内燃机的实际循环进行若干简化，使其近似乎于所讨论的实际循环，而又简化了实际变化纷繁的物理、化学过程，从而提出一种便于作定量分析的假想循环，称为“理想循环”。 实际循环与理想循环差异主要有：1、工质不同2、气体流动阻力3、涡流与节流损失4、传热损失5、燃烧不及时，后燃及不完全燃烧损失6、漏气损失； 压缩比：压缩比是一个描述工质容积变化和压缩程度的参数，定义为压缩始点容积比上压缩终点容积。 按什么原则取定压缩比： 压缩比的上限：a、对点燃式内燃机（如汽油机，煤气机），在缸内被压缩的是空气与燃料的混合物，上限受到可燃混合气早燃或爆燃的限制。因此，上限取值应考虑到燃料的性质，传热条件及燃烧室结构等因素。 b.对压燃式发动机（如柴油机,上限受到机械负荷Pc、Pz，噪声、排放（温度高,NOX上升；高温下CO2分解形成CO）的限制。当压缩比上升到一定程度时，压缩比上升的程度明显减少，太高反而得不偿失。 压缩比的下限：a、对点燃式内燃机,在满足上限的限制下,尽量使压缩比高些；b、对压燃式发动机（如柴油机），应保证压缩终点的温度不低于燃料着火燃烧的自燃温度。 多变压缩指数影响因素：1、曲轴转速2、气缸尺寸3、周壁散热强度及充量扰动的速度； 多变膨胀指数影响因素：转速、燃烧速度、气缸尺寸、负荷等。 示功图：把内燃机在1个循环中气缸工质状态的变化，表示为压力与容积的关系图（p-V图）或压力与曲轴转角的关系图称为示功图。 示功图作用：示功图直接表示了内燃机作功的大小，除此之外，还包含了许多反映内燃机性能的信息和数据，是评价分析内燃机性能的主要手段。 内燃机的指示参数是用以表征燃料燃烧释放出来的热能转变为机械能完善程度的一组参数，只考虑了气缸内因燃烧不完全和传热等方面所引起的热量损失，而没有考虑各运动副间所存在的摩擦损失、泵气损失和辅助机械损失等。内燃机的指示参数主要包括内燃机的平均指示压力pi、指示功率Ni、指示效率ηi以及指示油耗率gi。 指示压力的影响因素：增压度、过量空气系数、换气质量、油气混合完善程度、燃烧完善程度 机械损失功率：摩擦、泵气、压气机或扫气泵、辅助机械损失功率 指示效率及指示油耗率影响因素：燃料热能释放好坏、热量损失大小、热能转换有效程度 内燃机的有效参数包括平均有效压力pe、有效功率Ne、有效效率ηe及有效油耗率ge。它们与指示参数的不同之处就是除指示参数考虑的热力损失外，还考虑了机械损失。 内燃机性能：动力性、经济性、排放性、可靠性、运转性。 提高内燃机性能的措施：1、采用增压技术2、合理组织燃烧过程，提高循环指示效率3、改善换气过程，提高气缸的充气系数4、提高发动机的转速5、提高内燃机的机械效率6、采用二冲程提高升功率。 机械效率：在内燃机工作过程中，经曲轴输出的有效功率Ne总小于活塞所获得 工程力学（Ⅱ）期终考试卷（A ） 专业 姓名 学号 题号 一 二 三 四 五 六 总分 题分 25 15 15 20 10 15 100 得分 一、填空题（每题5分，共25分） 1. 杆AB 绕A 轴以=5t （ 以rad 计，t 以s 计） 的规律转动，其上一小环M 将杆AB 和半径为 R （以m 计）的固定大圆环连在一起，若以O 1 为原点，逆时针为正向，则用自然法 表示的点M 的运动方程为_Rt R s 102 π+= 。 2. 平面机构如图所示。已知AB //O 1O 2，且 AB =O 1O 2=L ，AO 1=BO 2=r ，ABCD 是矩形板， AD =BC =b ，AO 1杆以匀角速度绕O 1轴转动， 则矩形板重心C '点的速度和加速度的大小分别 为v ＝_ r _，a ＝_ r 。 并在图上标出它们的方向。 3. 两全同的三棱柱，倾角为，静止地置于 光滑的水平地面上，将质量相等的圆盘与滑块分 别置于两三棱柱斜面上的A 处，皆从静止释放， 且圆盘为纯滚动，都由三棱柱的A 处运动到B 处， 则此两种情况下两个三棱柱的水平位移 ___相等；_____（填写相等或不相等）， 因为_两个系统在水平方向质心位置守恒 。 4. 已知偏心轮为均质圆盘，质心在C 点，质量 为m ，半径为R ，偏心距2 R OC =。转动的角速度为， 角加速度为 ，若将惯性力系向O 点简化，则惯性 力系的主矢为_____ me ，me 2 ；____； 惯性力系的主矩为__2 )2(22α e R m +__。各矢量应在图中标出。 5.质量为m 的物块，用二根刚性系数分别为k 1和k 2 的弹簧连接，不计阻尼，则系统的固有频率 为_______________，若物体受到干扰力F =H sin （ωt ） 的作用，则系统受迫振动的频率为______________ 在____________条件下，系统将发生共振。 二、计算题（本题15分） 1.根据公式，，可以知道，当设计的活塞平均速度Vm增加时，可 以增加有效功率，请叙述活塞平均速度增加带来的副作用有哪些？具体原因是什么？ 2.气压力Pg和往复惯性力Pj的对外表现是什么？有什么不同？ 3.汽油机的主要优点是什么？柴油机的优点是什么？ 4.活塞平均速度提高，可以强化发动机动力性，请分析带来的负作用是什么？ 5.目前使发动机产生性能大幅度提高的新型结构措施有哪些？为什么？ 6.内燃机仿真设计手段主要有那些？ 7.内燃机主要零部件（曲轴、连杆、活塞、机体等）的强度计算分析主要采用什么方法，能够解决 哪些问题？ 8.发动机工程数据库在内燃机开发设计中有何重要作用？ 9.写出中心曲柄连杆机构活塞的运动规律表达式，并说出位移、速度和加速度的用途。 10.推导单缸发动机连杆力、侧向力、曲柄切向力和径向力的表达式，并证明翻倒力矩与输出力矩大 小相等方向相反。 11.曲轴主轴颈的积累扭矩如何计算，连杆轴颈扭矩如何计算？如果已知一个四冲程四缸机，发火顺 序1－3－4－2，试求第四主轴颈扭矩和第四拐连杆轴颈扭矩。 12.四缸四行程发动机，发火顺序1－3－4－2，试分析旋转惯性力和力矩、第一阶、第二阶往复惯性 力和力矩，如不平衡，请采取平衡措施。 13.四缸二行程发动机，发火顺序1－3－4－2，试分析旋转惯性力和力矩、第一阶、第二阶往复惯性 力和力矩，如不平衡，请采取平衡措施。并指出Mj1max及出现时刻。 14.三缸四行程发动机，发火顺序1－3－2，试分析旋转惯性力和力矩、第一阶、第二阶往复惯性力 和力矩，如不平衡，请采取平衡措施。并指出Mj1max及出现时刻。 15.三缸二行程发动机，发火顺序1－3－2，试分析旋转惯性力和力矩、第一阶、第二阶往复惯性力 和力矩，如不平衡，请采取平衡措施。并指出Mj1max及出现时刻。 16.四行程V型两缸机，左右两缸轴线夹角为γ，试分析一阶往复惯性力和二阶往复惯性力。并分析 当γ角为90度时，往复惯性力的特点。 17.什么是扭振，扭振的现象和原因？ 18.列出单自由度扭转自由振动系统的振动方程，微分方程的解和初相位。 19.列出三质量扭转振动系统的自由振动方程。 20.什么是力矩简谐分析的摩托阶数？为什么四冲程发动机的扭矩简谐表达式中，简谐阶数不都是自 然数，有半数的阶数？ 21.对于多拐曲轴，可以画出几个相位图？什么情况是主谐量？什么情况是次主谐量？ 22.什么是临界转速？如何求对应第K阶谐量引起的临界转速？计算和分析扭转共振的条件是什么？ 23.计算曲轴系统扭转共振的假设条件是什么？ 24.如果知道第一个集中质量的绝对振幅，其它集中质量的振幅如何求出？为什么？ 25.活塞的工作条件是什么，请分项论述。然后论述对活塞的设计要求。 26.活塞销一般有哪几种结构？它与销座之间的矛盾是什么，设计时如何考虑？ 27.活塞环的工作应力与套装应力之间是什么关系？请用公式说明。实际上如何考虑。 28.高转速发动机与低转速发动机对活塞初始弹力P0的要求有什么不同？为什么？缸径对P0的要求 如何，为什么？ 29.试述气环的密封原理，保证气环能够起到密封作用的关键因素是什么？ 30.试结合公式说明活塞环的套装应力与工作应力的关系。 31.高速内燃机对活塞材料的要求是什么？ 理论力学 期末考试试题 A 卷 1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。其中转矩M=20kN.m ，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。试求固定端A 的约束力。 解：取T 型刚架为受力对象，画受力图. 1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布： 1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作 用力偶矩M=18kN.m 。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。 解： 1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m，F=50kN，M=6kN.m，各尺寸如图。求固定端A处及支座C的约束力。 1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力. 解： 1-5、平面桁架受力如图所示。ABC 为等边三角形，且AD=DB 。求杆CD 的内力。 1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。试计算杆1、2和3的内力。 解： 2-1 图示空间力系由6根桁架构成。在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45o角。ΔEAK=ΔFBM。等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。若F=10kN，求各杆的内力。 第一章工程热力学基础 4、用来描述气体热力状态的物理量是 Ａ. 膨胀功Ｂ. 容积功Ｃ. 内能 D. 热量 8、对于理想气体，内能是的单值函数。 Ａ. 压力Ｂ. 熵Ｃ. 温度 D. 比容 10、下列描述正确的是 Ａ. 比容ν的变化量标志着有无做功，温度T的变化量标志着有无传热。 Ｂ. 压力P的变化量标志着有无做功，温度T的变化量标志着有无传热。 Ｃ. 压力P的变化量标志着有无做功，熵s的变化量标志着有无传热。 D. 比容ν的变化量标志着有无做功，熵s的变化量标志着有无传热。 13、关于内能的说法，哪一个不正确？。 A. 内能是一过程量 B. 内能只是温度的函数 C. 内能是微观能量 D.内能与热力过程无关 18、在定温过程中，温度T=常数，则热力系统。 Ａ. 无功量变化Ｂ. 无热量变化Ｃ. 无内能变化 D. 热量和作功不等19、关于定容过程的描述正确的是 Ａ. 加入系统的热量全部转换为系统对外界做的功。 Ｂ. 外界对系统所做的功全部用来增加系统的内能。 Ｃ. 系统的比容与绝对温度之比为常数。 D. 加入工质的热量全部转变为工质的内能。 20、关于定温过程的描述正确的是 Ａ. 加入系统的热量全部转换为系统对外界做的功。 Ｂ. 外界对系统所做的功全部用来增加系统的内能。 Ｃ. 系统的比容与绝对温度之比为常数。 D. 加入工质的热量全部转变为工质的内能。 21、关于定压过程的描述正确的是 Ａ. 加入系统的热量全部转换为系统对外界做的功。 Ｂ. 外界对系统所做的功全部用来增加系统的内能。 Ｃ. 系统的比容与绝对温度之比为常数。 D. 加入工质的热量全部转变为工质的内能。 22、关于绝热过程的描述正确的是 Ａ. 加入系统的热量全部转换为系统对外界做的功。 Ｂ. 外界对系统所做的功全部用来增加系统的内能。 Ｃ. 系统的比容与绝对温度之比为常数。 D. 加入工质的热量全部转变为工质的内能。 23、绝热过程中，热力系统的多变指数n= 。 Ａ. 1 Ｂ. 0 Ｃ. k Ｄ. ∞ 24、过程进行中，系统的多变指数n＝k（k为绝热指数），这个过程称为 Ａ. 定容过程Ｂ. 定温过程Ｃ. 定压过程Ｄ. 绝热过程 25、过程进行中，系统的多变指数n＝0，这个过程称为 Ａ. 定容过程Ｂ. 定温过程Ｃ. 定压过程Ｄ. 绝热过程 26、过程进行中，系统的多变指数n＝∞，这个过程称为 Ａ. 定容过程Ｂ. 定温过程Ｃ. 定压过程Ｄ. 绝热过程 27、过程进行中，系统的多变指数n＝1，这个过程称为 Ａ. 定容过程Ｂ. 定温过程Ｃ. 定压过程Ｄ. 绝热过程 35、热力系统中，熵的变化与否标志着系统有无 Ａ. 做功Ｂ. 传热Ｃ. 温度变化Ｄ. 内能变化 36、热力系统经历一个膨胀、压力降低、吸收热量、温度下降的过程，则多变指数n的范围是。（k为绝热指数） Ａ. 0＜n＜1 Ｂ. 1＜n＜K Ｃ. n＞1 Ｄ. n＞k 第二章发动机工作循环及性能指标 一、单项选择题 1、高速柴油机的实际循环接近于（ D ） A、定压加热循环 B、定容加热循环 C、定温加热循环 D、混和加热循环 2、增加排气提前角会导致（ C ） A、自由排气损失增加 B、强制排气损失增加 C、提前排气损失增加 D、换气损失增加 3、汽油机早燃的原因是混和气（ C ） A、自燃 B、被火花塞点燃 C、被炽热表面点燃 D、被废气点燃 4、对自然吸气的四冲程内燃机，提高充气效率的措施中有（ D ） A、提高进气气流速度 B、加大进气迟闭角 C、提高进气管内压力 D、合理选择进气迟闭角 5、为了保证新鲜工质顺利流入气缸，在活塞运动到上止点之前就打开气门。 从气门开启到上止点之间的角度称为（ B ） A、排气门提前角 B、进气提前角 C、排气迟闭角 D、进气迟闭角 6、单位时间内燃烧的混合气数量是汽油机的（ C ） A、火焰速度 B、点火速度 C、燃烧速度 D、混合速度 7、柴油机混合气形成的过程中，不使用的辅助手段是（ D ） A、大压缩比 B、高压喷射 C、进气运动 D、加热进气道 8、压力升高率用于评价（ B ） A、着火延迟期 B、速燃期 C、缓燃期 D、后燃期 9、四冲程发动机实际排气过程的持续长度（ C ） A、小于180°曲轴转角 B、等于180°曲轴转角 C、大于180°曲轴转角 D、不小于180°曲轴转角 10、发动机的工况变化取决于其所带动的工作机械的（ A ） A、运转情况 B、功率情况 C、速度情况 D、传动情况 11、柴油机出现不正常喷射的各种原因中包括（ C ） A、高压油管过细 B、油管壁面过厚 C、喷油压力过高 D、喷油数量过多 12、描述发动机负荷特性时，不能代表负荷的参数是（ A ） A、转速 B、功率 C、扭矩 D、油门位置 13、汽油机的燃烧过程人为地分为（ C ） A、5个阶段 B、4个阶段 C、3个阶段 D、2个阶段 14、实际发动机的膨胀过程是（ C ） A、定压过程 B、定温过程 C、多变过程 D、绝热过程 15、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ） A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 16、为了评价发动机进、排气过程中所消耗的有用功，引入的参数是（ A ） A、泵气损失 B、传热损失 C、流动损失 D、机械损失 17、柴油机间接喷射式燃烧室类型中包括下面列出的（ D ） A、半开式燃烧室 B、开式燃烧室 C、统一室燃烧室 D、预燃室燃烧室 发动机构造试卷 考号姓名专业 装订线 一词语解释（14×1=14分） 1．EQ6100――1型汽油机 2．压缩比 3．发动机的工作循环 4．活塞环端隙 5．轴瓦的自由弹势 6．干式缸套 7．气门重叠角 8．配气相位 9．空燃比 10．发动机怠速 11．多点喷射 12．压力润滑 13．冷却水大循环 14．废气涡轮增压 二、选择（12×1=12分） 1．汽车用发动机一般按（C ）来分类。 A．排量B．气门数目C．所用燃料D．活塞的行程 2．气缸工作容积是指（C ）的容积。 A．活塞运行到下止点活塞上方B．活塞运行到上止点活塞上方C．活塞上、下止点之间D．进气门从开到关所进空气 3．湿式缸套上平面比缸体上平面（ A ） A．高B．低C．一样高D．依具体车型而定，有的高有的低。 4．为了限制曲轴轴向移动，通常在曲轴采用（ A ）方式定位。 A．在曲轴的前端加止推片B．在曲轴的前端和后端加止推片C．在曲轴的前端和中部加止推片D．在曲轴的中部和后端加止推片5．液力挺柱在发动机温度升高后，挺柱有效长度（ B ）。 A．变长B．变短C．保持不变D．依机型而定，可能变长也可能变短。 6．排气门在活塞位于（ B ）开启。 A．作功行程之前B．作功行程将要结束时C．进气行程开始前D．进气行程开始后 7．发动机在冷启动时需要供给（ A ）混合气。 A．极浓B．极稀C．经济混合气D．功率混合气 8．在电喷发动机的供油系统中，油压调节器的作用是（ C ）。 A．控制燃油压力衡压B．在节气门开度大时燃油压力变小C．燃油压力与进气管压力之差保持恒定D．进气管压力大时燃油压力小9．在柴油机燃料供给系中，喷油压力的大小取决于（ D ）。 A．发动机的转速B．节气门开度的大小C．喷油泵的柱塞行程D．喷油器弹簧的预紧力 共2页第1页 10．当节温器失效后冷却系（ A ）。 第一章发动机的性能 1.简述发动机的实际工作循环过程。 1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。 3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？ 提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。提高工质的绝热指数κ可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。 ⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。 4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？ 答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。 5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？ 答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。强化系数PmeCm. 6.总结提高发动机动力性能和经济性能的基本途径。 ①增大气缸直径，增加气缸数②增压技术③合理组织燃烧过程④提高充量系数⑤提高转速⑥提高机械效率⑦用二冲程提高升功率。 7.什么是发动机的平均有效压力、油耗率、有效热效率？各有什么意 义？ 平均有效压力是指发动机单位气缸工作容积所作的有效功。平均有效压力是从最终发动机实际输出转矩的角度来评定气缸工作容积的利用率，是衡量发动机动力性能方面的一个很重要的指标。有效燃油消耗率是单位有效功的耗油量，通常以每千瓦小时有效功消耗的燃料量来表示。有效热效率是实际循环有效功与所消耗的燃料热量之比值。有效热效率和有效燃油消耗率是衡量发动机经济性的重要指标。 内燃机原理 1.1784 年英国发明家 J·瓦特发明了蒸汽机。根据德国人 N·A·奥托和 R·狄赛尔提 出的内燃机循环, 于1876 年和 1897 年分别推出了汽油机和柴油机。 2.今后值得研究的主要问题：(一)内燃机燃烧问题的研究，(二)降低内燃机排放与噪声的 研究，(三)内燃机代用燃料及新型燃料的研究，(四)内燃机电子控制技术的研究，(五)内燃机工作过程模拟及其优化的研究，(六)内燃机增压技术的研究，(七)提高内燃机可靠性与耐久性的研究，(八)内燃机低摩擦、低磨损的研究。 3. （1）图( b) 等容循环, 加热过程是在等容条件下进行的。气体从a点开始绝热压缩到c点, 自c 点等容吸热至z点, 气体从z点绝热膨胀到b点, 最后沿ba 线等容散热再回到a点完成一个工作循环。等容循环也叫奥托循环。 （2）图 ( c) 等压循环,加热过程是在等压条件下进行的，等压循环也叫狄赛尔循。气体从a 点开始绝热压缩到c点, 自c 点定压加热至z 点, 气体从z 点绝热膨胀到b 点, 最后沿ba 线定容散热再回到a 点完成一个工作循环。 （3）图( a) 混合循环,。气体从a 点开始绝热压缩到c点, 自c点定容加热至y点, 自y点定压加热至z点，气体从z 点绝热膨胀到b 点, 最后沿ba 线等容散热再回到a 点完成一个工作循环。 4.实际循环与理论循环相比,热效率较低,循环作的功也较小, 具体表现在如下几个方面： 1 .工质不同：理想循环工质是理想气体新鲜空气，比热不随温度变化。实际循环工质 是空气和燃烧产物的混合物,它们的比热随温度升高而上升,加热量相同, 实际循环达到的最高温度比理想循环低。燃烧过程中及燃烧后,工质的成分变为燃烧产物,成分有变化,容积数量即物质的量也发生变化;1300K高温分解。 2 .气体流动阻力：实际循环每个循环工质必须更换,工质在进、排气行程中流经进、排 气管, 进、排气道和进、排气门, 有一定流阻损失。气缸中和分开式燃烧室的柴油机中, 空气流入和流出燃气副室, 也都会引起一定的流阻损失。 3 .传热损失：理想循环中,假设工质与气缸盖、活塞顶、气缸壁等受热件没有热交换。 实际循环,必须对这些受热件进行有效的冷却才能保证内燃机的可靠运转, 部分热量从冷却系统中传出去, 使循环的热效率和循环的比功都有所下降。 4 .燃烧不及时、后燃及不完全燃烧损失：燃烧不可能是瞬时的, 它必然需要一定的时 间才能完成这一过程。 5 .漏气损失：理想循环中, 工质的数量是完全不变的。在实际循环中, 活塞环与气缸 壁之间常有微量工质漏出, 一般约为总量的0 .2%。 D 《理论力学》期末考试试题A 卷 一、选择题（本题共12分，每小题3分，请将答案的序号填入括号） 1. 物块重P ，与水面的摩擦角o 20m ?=，其上作用一力Q ，且已知P =Q ，方向如图，则物块的状态为（ C ）。 A 滑动状态 B 临界平衡状态 C 静止(非临界平衡)状态 D 不能确定 2. 一个平面任意力系加一个平行于此平面力系所在平面的平行力系组成的空间力系的独立平衡方程数目为（ B ）。 A 3个 B 4个 C 5个 D 6个 3. 图示偏心轮顶杆机构中，轮心为C ，ω=常量。选杆端A 为动点，在C 点固连平移系（动系）， 则牵连速度和牵连加速度的方向分别为（ B ）。 A 垂直于AO ，沿AO 方向 B 垂直于CO ，沿CO 方向 C 沿AO 方向，垂直于AO D A 点切线方向，沿AC 方向 4、正方形薄板由铰链支座A 支承，并由挡板B 限制，使AB 边呈铅垂位置，如图所示。若将挡板B 突然撤去，则在该瞬时支座A 的反力的铅垂分量的大小将（ C ）。 A 不变 B 变大 C 变小 D 无法确定 二、填空题（本题共26分，请将答案填入括号） 1（本小题4分）. 如图所示，沿长方体不相交且不平行的棱上作用三个大小等于F 的力。问棱长a ，b ，c 满足（ 0c b a --= ）关系时，该力系能简化为一个力。 2（本小题4分）. 正方形板ABCD 以匀角速度ω绕固定轴z 转动，点1M 和点2M 分别沿对角线BD 和边线CD 运动，在图示位置时相对板的速度分别为1v 和1v ，则点1M 和点2M 科氏加速度大小分别为（ 12v ω ）和（ 0 ）。 y x z O c b a 3 F 2 F 1 F 大 连 理 工 大 学 课程名称： 理论力学 试卷：A 考试形式：闭卷 授课院系： 力学系 考试日期：2012年1月5日 试卷共６页 一、简答题，写出求解过程。 (共25分, 每题5分) 1.（5分）求图示平面桁架各杆内力。 2.（5分）均质圆轮A 与均质杆AB 质量均为m ，在A 点铰接，杆AB 长为4R ，轮A 的半径为 R ，在斜面上作纯滚动。系统由静止开始运动，初始瞬时轮心A 的加速度为a ，杆的角加速度为 ，试利用达朗贝尔原理求系统的惯性力并画在图上。 装 订 线 题一.1图 题一.2图 3.（5分）如图所示构件中，均质圆环圆心为O ，半径为r ，质量为2m ，其上 焊接钢杆OA ，杆长为r ，质量为m 。构件质心C 点距圆心O 的距离为4 r ，求 此构件对过质心C 与圆环面垂直轴的转动惯量C J 。 4.（5分）曲柄滑道机构如图所示，已知圆轮半径为r ，绕O 轴匀速转动，角速度为ω，圆轮边缘有一固定销子C ，可在滑槽中滑动，带动滑槽DAB 沿水平滑道运动，初始瞬时OC 在水平线上，求滑槽DAB 的运动方程、速度方程和加速度方程。 5.（5分）杆CD 与轮C 在轮心处铰接，在D 端施加水平力F ，杆AB 可绕A 轴转动，杆AB 与C 轮接触处有足够大的摩擦使之不打滑，轮C 的半径为r ， 在杆AB 上施加矩为M 的力偶使系统在图示位置处于平衡。设力F 为已知，利用虚位移原理求力偶矩M 的大小。 A A 题一.3图 题一.4图 题一.5图 二.（15分）图示正圆锥体底面半径为r ，高为h ，可绕其中心铅垂轴z 自由转动，转动惯量为J z 。当它处于静止状态时，一质量为m 的小球自圆锥顶A 无初速度地沿此圆锥表面的光滑螺旋槽滑下。滑至锥底B 点时，小球沿水平切线方向脱离锥体。一切摩擦均可忽略。求刚脱离瞬时，小球的速度v 和锥体的角速度ω。 三.（15分）长度均为2l 的两直杆AB 和CD ，在中点E 以铰链连接，使两杆互成直角。两杆的A 、C 端各用球铰链固结在铅垂墙上，并用绳子BF 吊住B 端，使两杆维持在水平位置，如图所示。F 和C 点的连线沿铅垂方向，绳子的倾角 45=∠FBC 。在D 端挂一物体重N 250=P ，杆重不计，求绳的张力及支座A 、C 的约束反力。 装 订 线 y理论力学期末考试试题.pdf
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