内燃机学习题及答案周龙保.pdf

2- 1 内燃机的动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类？表示动力性能的指标有哪 些？ 它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？表示经济性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它 们之 间的关系是什么？答 ：（1）指示性能指标是以工质对活塞做功为基础的指标。能评定工作循环进行的好坏。有效性 能指标是以曲轴的有效输出为基础的指标 ，能表示曲轴的有效输出。 （2）动力性能指标 ：功率、转矩、转速、平均有效压力、升功率。 （3）功率 ：内燃机单位时间内做的有效功。转矩 ：力与力臂之积。转速 ：内燃机每分钟的转数。Pe=Ttq.n/9550 （4）经济性能指标 ：有效热效率，有效燃油消耗率 be。 （5）有效热效率:实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量之比值。 ηet=We/Q1 有效燃油消耗率 ：单位有效功的耗油量。关系 ：be=3.6*106/ηet。Hu 2-4 平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别？答平均有效压力是一个假想不变的压力 ， 其作用在活塞顶上使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功 ，升功率是在标定的工况下 ，发动机每升 气缸工作容积所发出的有效功率 。 区别：前者只反应输出转矩的大小，后者是从发动机有效功率的角度对其气缸 容积的利用率作出的总评价 ，它与 Pme 和 n 的乘积成正比。（Pl=Pme ·n/30T） 2-5 充量系数的定义是什么？充量系数的高低反映了发动机哪些方面性能的好坏？答 （1）充量系数每个循环吸入 气缸的空气量换算成的进气管状态下的体积 。V1 与活塞排量 Vs 之比 （Φc =V1/Vs）（2）充量系数高地反映换气 过程进行完善程度。 2-8 过量空气系数的定义是什么？在实际发动机上怎样求得？ 1）过量空气系数 ：燃烧 1kg 燃料的实际空气量与理论空气量之比。（2）实际发动机中 Φa 可由废气分析法求得 ， 也可用仪器直接测得；对于自然吸气的四冲程内燃机 ，也可由耗油量与耗气量按下式求的 （Φa=Aa/BLo ） 2-9 内燃机的机械损失由哪些部分组成？详细分析内燃机机械损失的测定方法 ，其优、缺点及适用场合。答 （1） 机械损失组成 ：1 活塞与活塞环的摩擦损失。2 轴承与气门机构的摩擦损失。3.驱动附属机构的功率消耗。4 风阻 损失。5 驱动扫气泵及增压器的损失。（2）机械损失的测定 ：1示功图法 ：由示功图测出指示功率 Pi ，从测功器和 转速计读数中测出有效功率 Pe，从而求得 Pm,pm 及 ηm 的值。优 ：在发动机真实工作情况下进行 ，理论上完全 符合机械损失定义。缺 ：示功图上活塞上止点位置不易正确确定，多缸发动机中各缸存在一定的不均匀性。应用 ： 上止点位置能精确标定的场合。 2 倒拖法 ：发动机以给定工况稳定运行到冷却水，机油温度达正常值时 ，切断对发动机供油 ，将电力测功器转换为 电动机，以给定转速倒拖发动机，并且维持冷却水和机油温度不变。这样测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的 机械损失功率 。缺点 ：1 倒拖工况与实际运行情况相比有差别 2 求出的摩擦功率中含有不该有的 Pp 这一项。3 在 膨胀，压缩行程中 ，p-v 图上膨胀线与压缩线不重合。4 上述因素导致测量值偏高。应用 ：汽油机机械损失的测定 。 3 灭缸法 ：在内燃机给定工况下测出有效功率 Pe，然后逐个停止向某一缸供油或点火 ，并用减少制动力矩的办法恢 复其转速。重新测定其有效功率。则各缸指示功率为 （Pr）x （Pe-Pe）x 。总指示功率。Pi ∑(Pi)x。然后可求出 Pm 和 ηm.优点 ：无须测示功图，也无须电力测功器。缺点 ：要求燃烧不引起进。排气系统的异常变化。应用 ：只 适用于多缸发动机 ，且对增压机及汽油机不适用。 4 油耗线法 ：将负荷特性实验时获得的燃油消耗率曲线延长并求出横坐标的交点 ，就可得到 Pmm。优点 ：无须电 力测功器和燃烧分析仪。缺点 ：只是近似方法，低负荷附近才可靠 。应用 ：除节气门调节的汽油机和中高增压的柴 油机。 3-2 试推导混合加热理论循环热效率的表达式 。答 ： Tb Ta Tb/Ta  1 t 1 Q2/Q1 1 1 (TzTc) k(Tz Tz) (Tz/TaTc