内燃机原理习题与答案PDF.pdf

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1、发动机原理习题第一章发动机工作循环及性能指标[1]说明提高压缩比可以提高发动机热效率和功率的原因。k1���1答�由混合加热循环热效率公式���1��tk�1�(��1)�k�(��1)知提高压缩比可以提高发动机热效率。[2]为什么汽油机的压缩比不宜过高�答�汽油机压缩比的增加受到结构强度、机械效率和燃烧条件的限制。1ε增高将Pz使急剧上升�对承载零件的强度要求更高�增加发动机的质量�降低发动机的使用寿命和可靠性2ε增高导致运动摩擦副之间的摩擦力增加�及运动件惯性力的增大�从而导致机械效率下降3ε增高导致压缩终点的压力和温度升高�易使汽油机产生不正常燃烧即爆震[3]做出四冲程非增压

2、柴油机理想循环和实际循环p-V图�并标明各项损失。�见书第9页图1-2�[4]何为指示指标�何为有效指标�答�指示指标�以工质在气缸内对活塞做功为基础�评价工作循环的质量。有效指标�以曲轴上得到的净功率为基础�评价整机性能。[5]发动机机械损失有哪几部分组成�答�发动机机械损由摩擦损失、驱动附件损失、泵气损失组成。[6]写出机械效率的定义式�并分析影响机械效率的因素。NepeNmpm����1��1�mNipiNipi影响机械效率的因素�1、转速ηm与n似呈二次方关系�随n增大而迅速下降2、负荷负荷�时�发动机燃烧剧烈程度��平均指示压力��而由于转速不变�平均机械损失压力基本pm

3、保持不变。则由��1���机械效率下降当发动机怠速运转时�机械效率=0mp�i3、润滑油品质和冷却水温度冷却水、润滑油温度通过润滑油粘度间接影响润滑效果。[7]试述机械损失的测定方法。机械损失的测试方法只有通过实际内燃机的试验来测定。常用的方法有�倒拖法灭缸法、油耗线法和示功图法。�1�倒拖法步骤�1.让内燃机在给定工况下稳定运转�是冷却水和机油温度达到给定值�2.切断燃油供应或停止点火�同时将电力测功器转换为电动机�以原给定速度倒拖内燃机空转�并尽可能使冷却水、机油温度保持不变。此方法规定优先采用�且不能用于增压发动机。�2�灭缸法此方法仅适用于多缸内燃机�非增压柴油机�步骤�1

4、.将内燃机调整到给定工矿稳定运转�测出其有效功率Pe。2.停止向一个气缸供油�或点火)3.同理�依次使各缸熄火�测得熄火后内燃机的有效功率Pe2�Pe3„„�由此可得整机的指示功率为�Pi=Pi1+Pi2+„=iPe-[Pe(1)+Pe(2)+„]�3�油耗线法�保证内燃机转速不变�逐渐改变柴油机供油齿条的位置�测出每小时耗油量GT随负荷Pe变化的关系�绘制成曲线�称为负荷特性曲线�由此测得机械损失�此方法只是用于柴油机。�4�示功图法�根据示功图测算出机械损失。[8]试述过量空气系数、空燃比和分子变更系数的定义。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

5、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。分子变更系数�理论分子变更系数�燃烧后工质摩尔数M2与燃烧前工质的摩尔数M1之比。实际分子变更系数:考虑残余废气后�燃烧后的工质摩尔数M2’与燃烧前工质摩尔数M1’之比。[9]简述汽油机和柴油机的着火和燃烧方式。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

6、烧过程实质上就是火焰在预混气体中传播过程。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。[10]已知�某汽油机的气缸数目i=6�冲程数t=4�气缸直径D=100[mm]�冲程S=115[mm]�转速n=3000[r/min]�有效功率Ne=100[kW]�每小时耗油量Gt=37[kg/h]�燃料低热值hu=44100[kJ/kg]�机械效率hm=0.83。求�平均有效压力�有效扭矩�有效燃料消耗率�有效热效率�升功率�机械损失功率�平均机械损失压力�指示功率�平均指

7、示压力�指示燃料消耗率�指示热效率。-3解�平均有效压力�Pe=30Ne*t/�Vn*i*10�=738kPa3有效扭矩�Me=9550*Ne*10/n=318.4N·m3有效燃油消耗率�ge=GT/Ne*10=370g/�KN·h�6有效热效率�ηe=We/Q1=Wi*hm/Q1=3.6/�ge*hu�*10=0.22-3升功率�P1=Ne/(Vn*i)=pe*n/�30t�*10=18.45Kw/L机械损失功率Pm=Ni—Ne�hm=Ne/NiPm=20.48Kw