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[0962]《发动机原理》
第一次作业
[填空题]
1、在初态、加热量和压缩比相同的条件下，三种理想循环中（）加热循环的热效率最高。
2、四行程发动机实际循环有5个过程组成，（）、（）、（）、（）、（）。
3、指示指标是用于评定（）质量好坏，而有效指标是用于评定（）。
4、同一台发动机，其有效指标比指示指标数值大的指标是（）。
5、某发动机的指示功率很大，而有效功率很少，说明该机的（），应该尽量（）。
6、强化发动机的两个方向是提高（）、减小（）。
7、非增压发动机主要机械损失包括三部分，分别是（）损失，（）损失和（）损失。
8、当转速增大时，平均机械损失压力（）。
9、发动机转速提高，机械效率（）。
10、汽油机负荷减小时，残余废气系数（）。
11、充气系数是（）的新鲜充量与（）的新鲜充量之比。
12、在配气定时中，（）角对充气效率的影响最大。
13、汽油机负荷调节的方法是（）调节，柴油机负荷调节的方法是（）调节。
14、国产汽油以（）为性能指标，90号汽油表示（）为90。
15、辛烷值表示汽油的（）性能，16烷值表示柴油的（）性能。
16、为了便于分析，汽油机燃烧过程通常分为（），（）和（）三个阶段。
17、汽油机高速运转时，因（）而使爆燃倾向（）。
18、为使汽油机燃烧过程有效进行，当转速（）或（）降低时，均应加大点火提前角。
19、汽油机燃烧过程通常出现在不正常燃烧现象有（）和（）。
20、汽油机在（）转速，（）负荷工况时最容易发生爆燃。
参考答案：
1、定容2、依次是进气压缩燃烧膨胀排气过程3、实际循环整体性能4、有效燃油消耗率5、机械效率低减小机械损失6、升功率比质量7、摩擦驱动各附件泵气8、增大9、降低10、增大11、实际进入气缸进气状态下充满气缸12、进气迟闭13、量质14、抗爆性辛烷值15、抗爆自燃16、着火延迟期明显燃烧期补燃期17、火焰速度增加减小18、升高负荷19、爆燃表面点火20、低高
[单选题]汽油机的燃烧过程是：
A：
温度传播过程
B：
压力传播过程
C：
热量传播过程
D：
火焰传播过程
参考答案：
D
[单选题]为了利用气流的运动惯性，在活塞运动到下止点以后，才关闭气门。
从下止点到气门完全关闭之间的曲轴转角称为
A：
排气提前角
B：
进气提前角
C：
进气提前角
D：
进气迟闭角
参考答案：
D
[单选题]发动机实际换气过程完善程度的评价参数有
A：
机械效率
B：
热效率
C：
热效率
D：
充气效率
参考答案：
D
[单选题]柴油的十六烷值反映其
A：
着火性能
B：
抗爆性能
C：
安全性能
D：
点火性能
参考答案：
A
[单选题]汽油机出现表面点火的原因中包括
A：
压力过高
B：
水垢过多
C：
浓度过高
D：
积炭过多
参考答案：
D
[单选题]汽油机混合气形成过程中，燃料（）、燃料蒸汽与空气之间的扩散同步进行。
A：
喷射
B：
雾化
C：
蒸发
D：
混合
参考答案：
B
[单选题]一般说来，提高汽油机的压缩比，要相应提高所使用汽油的
A：
热值
B：
点火能量
C：
辛烷值
D：
馏程
参考答案：
C
[单选题]极其细小油滴群的燃烧，可以看作是
A：
预混燃烧
B：
扩散燃烧
C：
喷雾燃烧
D：
混合燃烧
参考答案：
C
[单选题]汽油的辛烷值反映其
A：
着火性能
B：
抗爆性能
C：
安全性能
D：
点火性能
参考答案：
B
[单选题]我国-20号柴油适用的最低温度是
A：
20℃
B：
15℃
C：
–20℃
D：
–15℃
参考答案：
C
[单选题]对于汽油，化学当量的空燃比A/F为
A：
15.7
B：
14.1
C：
14.7
D：
13.9
参考答案：
C
[单选题]1公斤燃料完全燃烧所放出的热量称为燃料的
A：
放热率
B：
高热值
C：
低热值
D：
热值
参考答案：
D
[单选题]汽油机爆震燃烧的根本原因是远端混合气
A：
被过热表面点燃
B：
因温度过高自燃
C：
受火焰传播燃烧
D：
受火焰传播燃烧
参考答案：
B
[单选题]提高汽油机的压缩比，要相应提高所使用汽油的
A：
热值
B：
点火能量
C：
辛烷值
D：
馏程
参考答案：
C
[单选题]为了增加流通面积，在活塞运动到上止点之前，就开启气门。
从气门开始打开到上止点之间的曲轴转角称为
A：
排气提前角
B：
进气提前角
C：
排气迟闭角
D：
进气迟闭角
参考答案：
B
[单选题]在发动机强制排气阶段，排气流动速度是（）的。
A：
低于音速
B：
等于音速
C：
高于音速
D：
和音速无关
参考答案：
A
第二次作业
[填空题]
1、为了便于分析，柴油机燃烧过程通常分为（）、（）、（）和（）四个阶段。
2、减小喷油延续角会使柴油机的经济性变（），工作柔和性变（）。
3、柴油机压力升高率的大小主要与（）期内形成的可燃混合气的数量有关。
压力升高率大，则柴油机燃烧噪声（）。
4、柴油机混合气形成的两种方式是（）混合和（）混合。
5、直喷式柴油机缸内空气的两种涡流是（）和（）。
6、柴油机产生燃烧噪音的直接原因是（）期中（）过大所致。
7、ΔP/Δφ过高，柴油机燃烧噪声（），机械负荷（）。
8、ω形燃烧室的经济性和冷起动性（），但工作柔和性（）。
9、车用发动机对万有特性的要求是：
最经济区域应大致在万有特性的（）位置，使常用转速和负荷落在最经济区域内，并希望等油耗率曲线在（）向较长。
10、汽油机通过改变每循环进入气缸的（）量，柴油机通过改变每循环进入气缸的（）来改变负荷。
11、万有特性曲线上等耗油率曲线越靠近（）层，则经济性越好。
12、汽油机节气门开度越小，扭矩随转速提高下降得（），而且最大扭矩点及最大功率点均向调整方向移动。
13、发动机排气中，主要污染物包括（），（），（）和（）。
14、发动机缸内高温富氧生成的有害污染物是（）。
15、柴油机在（）温时生成蓝白烟；在（）温时易生成黑烟。
16、促使NO生成的三个因素有（）、（）和（）。
17、减小点火提前角对降低（）和（）的排放有利。
18、怠速与减速工况是（）生成的主要工况。
19、汽油机转速一定，负荷增加时，进气管真空度（），充气效率（），残余废气系数（），着火落后期（），火焰传播速度（）。
20、柴油机转速一定，负荷增加时，进气管真空度（），充气效率（），循环供油量（），着火落后期（），过量空气系数（），排气烟度（），噪声（）。
21、汽油机油门位置不变，转速增加时，进气管真空度（），循环供油量（），排气温度（），最佳点火提前角（），平均机械损失压力（），机械效率（）。
参考答案：
1、滞燃期速燃期缓燃期补燃期2、好差3、着火延迟增大4、空间雾化油膜蒸发5、进气涡流挤气涡流6、速燃压力升高率7、大增大8、好差9、横10、混合气喷油量11、内12、越快13、CONOx未燃物微粒14、氮氧化物15、低高16、高温富氧反应滞留时间17、NOHC18、HC19、降低升高降低缩短慢20、基本不变减小增加缩短变小增大变小21、增大增大升高增大增大降低
[单选题]汽油机实际循环与下列（ ）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
参考答案：
B
[单选题]通常认为，汽油机的理论循环为
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
参考答案：
A
[单选题]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
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
参考答案：
B
[单选题]通常认为，高速柴油机的理论循环为
A：
定容加热循环
B：
定压加热循环
C：
混合加热循环
D：
混合加热循环
参考答案：
C
[单选题]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
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
参考答案：
B
[单选题]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
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
参考答案：
C
[单选题]发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以
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
参考答案：
D
[单选题]表示循环热效率的参数有
A：
有效热效率
B：
混合热效率
C：
指示热效率
D：
实际热效率
参考答案：
C
[单选题]实际发动机的压缩过程是一个
A：
绝热过程
B：
吸热过程
C：
放热过程
D：
多变过程
参考答案：
D
[单选题]实际发动机的膨胀过程是一个
A：
绝热过程
B：
吸热过程
C：
放热过程
D：
多变过程
参考答案：
D
[单选题]发动机的换气过程是指
A：
进气过程
B：
排气过程
C：
进排气过程
D：
气门开启时期
参考答案：
C
[单选题]自然吸气柴油机的压缩比范围为
A：
8～16
B：
10～18
C：
12～20
D：
14～22
参考答案：
D
[单选题]发动机的换气损失是指
A：
进气损失
B：
排气损失
C：
进排气损失
D：
机械损失
参考答案：
C
[单选题]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：
泵气损失
B：
传热损失
C：
流动损失
D：
机械损失
参考答案：
A
[单选题]为了利用气流的运动惯性，在活塞运动到上止点以后，才关闭气门。
从上止点到气门完全关闭之间的曲轴转角称为
A：
排气提前角
B：
进气提前角
C：
排气迟闭角
D：
进气迟闭角
参考答案：
C
[单选题]在发动机超临界排气阶段，排气流动速度是（）的。
A：
低于音速
B：
等于音速
C：
高于音速
D：
亚音速
参考答案：
B
[单选题]车用柴油机实际循环与下列（）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
参考答案：
A
[单选题]通常认为，低速柴油机的理论循环为（）加热循环。
A：
定容
B：
定压
C：
混合
D：
多变
参考答案：
B
第三次作业
[判断题]
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。
参考答案：
错误
[判断题]
从排气门打开到气缸压力接近排气管压力的这个时期，称为强制排气阶段。
参考答案：
错误
[判断题]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。
参考答案：
错误
[判断题]
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。
参考答案：
错误
[判断题]
为了减少柴油机的燃烧噪声，应尽量减少其滞燃期中的喷油量。
参考答案：
正确
[判断题]排气终了时，排气管内废气压力高，说明残余废气密度大，残余废气系数上升。
参考答案：
正确
[判断题]
汽油机在最小油耗工况下工作时，过量空气系数小于或等于1。
参考答案：
错误
[判断题]在进、排气门开、闭的四个定时中，排气提前角对充气效率的影响最大。
参考答案：
错误
[判断题]
升功率是指发动机的标定功率与其质量之比。
参考答案：
错误
[判断题]
高速小型汽油机通常采用碗形燃烧室。
参考答案：
错误
[判断题]在超临界排气期间，排出的废气量由缸内和排气管内的压力差来决定。
参考答案：
错误
[判断题]除GDI发动机外，汽油机是量调节，柴油机是质调节。
参考答案：
正确
[判断题]涡轮增压柴油机比非增压柴油机气门叠开角大。
参考答案：
正确
[判断题]当汽油机转速一定，负荷增加时，最佳点火提前角减小。
参考答案：
正确
[判断题]柴油牌号是以其凝点来标号的。
参考答案：
错误
[判断题]汽油机着火不受混合气浓度的影响，只要点火能量足够高，就能保证着火。
参考答案：
错误
[判断题]柴油机缸内的不均匀混合气是在高温、高压下多点自燃着火燃烧的。
参考答案：
正确
[判断题]柴油机一般用压力升高率代表发动机工作粗暴的程度。
参考答案：
正确
[判断题]
柴油机负荷一定，转速一定时，进气温度增加，气缸压力增长率减少。
参考答案：
正确
[判断题]发动机进气终了的气体温度Ta低于进气状态时的气体温度Ts。
参考答案：
错误
[判断题]由于车用发动机的功率和转速独立地在很大范围内变化，故其工况是面工况。
参考答案：
正确
[判断题]在柴油机中，燃料成分在燃烧室空间的分布是均匀的。
参考答案：
错误
[判断题]柴油是挥发性好而又易自燃的燃料。
参考答案：
错误
[判断题]汽油是挥发性好而又易自燃的燃料。
参考答案：
错误
[判断题]国产汽油是以辛烷值来标号的。
参考答案：
正确
[判断题]万有特性图中，最内层的区域是最经济区域。
参考答案：
正确
[填空题]
解释下列概念
1、温熵图
2、火焰传播速度
3、指示热效率
4、压缩比
5、燃油消耗率
6、平均有效压力
7、有效燃料消耗率
8、升功率
9、有效扭矩
10、平均指示压力
11、示功图
12、配气相位
13、气门重叠
14、充气效率
15、残余废气系数
16、着火延迟
17、过量空气系数
18、空燃比
19、喷油提前角
20、着火方式
21、速度特性
22、负荷特性
23、发动机特性
24、外特性
参考答案：
1、温熵图：
热力循环过程中工质温度T与熵的变化关系曲线图。
2、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。
3、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.
4、压缩比：
气功容积与燃烧室容积之比
5、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
6、平均有效压力：
单位气缸工作容积所做的有效功
7、有效燃料消耗率：
是发动机发出单位有效功率时的耗油量
8、升功率：
在标定工况下，发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率
9、有效扭矩：
曲轴的输出转矩
10、平均指示压力：
单位气缸容积所做的指示功
11、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
12、配气相位：
发动机进、排气门开闭角度相对于上、下止点的分布
13、气门重叠：
在四冲程发动机中，由于进气门提前开启和排气门迟后关闭，在上止点附近，存在进排气门同时开启的现象
14、充气效率：
指每一个进气行程所吸入的空气质量与标准状态下占有气缸活塞行程容积的干燥空气质量的比值
15、残余废气系数：
气缸中残余废气质量与实际新鲜充量的质量之比
16、着火延迟：
火花引燃或加热到燃料自然温度以上时，可燃混合气并不立即燃烧，需要经过一定延迟时间才能出现明显的火焰，放出热量
17、过量空气系数：
是指燃烧1KG燃料时实际供给的空气量与理论上所需空气量之比
18、空燃比：
是指燃料实际燃烧时所供给的空气质量与燃油质量的比值
19、喷油提前角：
从燃油喷入汽缸到活塞达到上止点所对应的曲轴转角。
20、着火方式：
使燃料着火形成火焰的方式，有点燃方式和自燃方式等形式。
21、速度特性：
油量调节机构不变时，发动机的各项性能参数随转速而变化的关系曲线
22、负荷特性：
发动机转速不变时，性能参数随负荷变化的关系
23、发动机特性：
性能指标（或性能参数）的变化规律
24、外特性：
节气门保持全开，所测得的速度特性为外特性
第四次作业
[论述题]
简要回答下列问题：
1、 分析汽油机和柴油机的着火和燃烧方式的区别。
2、简述柴油机混合气形成的两个基本方式和特点。
3、试述过量空气系数、空燃比的定义。
4、请说明汽油机不规则燃烧的原因。
5、柴油机的燃烧过程分成哪几个阶段？
它们的特点是什么？
6、试述点火提前角对汽油机燃烧的影响？
7、分析发动机进、排气门提前开启和迟后关闭的原因。
8、试分析转速和负荷对机械效率的影响。
9、试分析汽油机爆震产生的原因以及爆震的危害？
10、试述柴油机混合气形成的特点和方式。
11、简述提高汽油机充气效率的主要途径。
参考答案：
1、答：
（1）汽油机：
分两个阶段:
火焰核心的形成和火焰的传播。
气着火浓度范围为：
（阿尔法）α=0.5~1.3，火花塞跳火之后，靠火花塞提供能量，不仅是局部混合气温度进一步升高，而且引起火花塞附近的混合气电离，形成火化中心，促使支链反应加速，形成火焰核心。
火焰核心形成之后，燃烧过程实质上就是火焰在预混气体中传播过程。
（2）柴油机：
依靠喷射的方法，将燃油直接是喷入压缩升温后的工质，在缸内形成可燃性气体，依靠压缩后的高温自燃点火，柴油机的燃烧属于喷雾双相燃烧，也有微油滴群的油滴扩散燃烧。
2、答：
（1）空间雾化混合特点：
对燃料喷雾要求高（采用多孔喷嘴），经济性好；对空气运动要求不高；初期空间分布燃料多，工作粗暴
（2）油膜蒸发混合特点：
对燃料喷雾要求不高；放热先缓后急，工作柔和，噪声小；低速性能不好，冷起动困难。
3、答：
过量空气系数：
燃烧1Kg燃料实际提供的空气量L与理论上所需要的空气量Lo之比称为过量空气系数。
空燃比A/F：
与过量空气系数相似，也用空气量与燃料量的比值来描述混合气的浓度，成为空燃比。
4、答：
（1）循环间燃烧变动原因
火花塞附近混合气的混合比和气体紊流性质、程度在各循环均有变动，致使火焰中心形成所用的时间不同，即由有效着火时间变动而引起。
（2）各缸间燃烧差异原因
由于燃料分配不均，使各缸空燃比不一致；各缸进气量分配不均匀；各缸内空气运动不相同以及燃烧室结构的很小差异等等。
5、答：
柴油机燃烧过程包括滞燃期、速燃期、缓燃期和火燃期。
滞燃期特点：
过程复杂，有物理准备―形成混合气，有化学准备―氧化反应速度逐渐加快；缸内压力无明显升高。
速燃期特点：
预混合燃烧，多点燃烧；同时又形成混合气；缸内压力急剧升高。
缓燃期特点：
扩散燃烧；可能有边喷射、边形成混合气、边燃烧；缸内压力下降慢。
后燃气特点：
燃烧速度慢，燃烧放热因活塞下行不能利用，反而使排气温度升高。
6、答：
点火提前角过大，则在压缩过程中燃烧的混合气增多，活塞上行的压缩功增加，发动机容易过热，有效功率下降，工作粗暴程度增加。
同时，爆震倾向加大。
点火提前角过小，则后燃严重，最高燃烧压力和温度下降，传热损失增多，排气温度升到，功率下降，耗油增多。
7、答：
排气门早开：
（1）快排气；
（2）减小排气损失
排气门晚闭：
惯性排气
排气门早开：
（1）增加截面；
（2）可以扫气
进气门晚闭：
惯性进气
8、答：
转速n上升，各摩擦副之间相对速度增加，摩擦损失增加。
曲柄连杆机构的惯性力加大，活塞侧压力和轴承负荷均增高，摩擦损失增加；泵气损失加大。
驱动附件消耗的功多。
因此，机械损失功率增加，机械效率下降。
转速一定时，负荷减小，平均指示压力pmi随之下降，而平均机械损失压力pmm变化很小，因为pmm的大小主要取决于摩擦副的相对速度和惯性力的大小，根据ηm=1-（pmm/pmi）知，随着负荷减小，机械效率ηm下降。
9、答：
在正常火焰传播的过程中，处在最后燃烧位置上的那部分未燃混合气，进一步受到压缩和辐射热的作用，加速了先期反应。
如果在火焰前锋尚未到达之前，末端混合气已经自燃，则这部分混合气烯烧速度极快，火焰速度可达每秒百米甚至数百米以上，使局部压力、温度很高，并伴随有冲击波。
主要原因包括
（1）燃料的性质抗暴性能好坏，
（2）末端混合气的压力和温度过高导致爆燃的产生，（3）火焰传播距离过长时间过长。
危害是发生爆震时，压力冲击波反复撞击缸壁，发出尖锐的敲击声，严重时破坏缸壁表面的附面气膜和油膜，使传热增加，气缸盖和活塞顶温度升高，冷却系统过热，汽油机功率减少，耗油率增加，甚至造成活塞、气门烧坏，轴瓦破裂，火花塞绝缘体破坏，润滑油氧化成胶质，活塞环粘在槽内等故障。
10、答：
柴油机混合气形成的特点是：
（1）混合气形成时间短；
（2）混合气不均匀；（3）空气过量；（4）多数情况下，需要组织空气运动。
柴油机混合气形成方式分为空间雾化混合和油膜蒸发混合两种。
11、答：
（1）降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了时的压力。
（2）降低排气系统的阻力损失，以减少缸内的残余废气稀疏。
（3）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。
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