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发动机原理
第一章

1、什么是内燃机的指示指标和有效指标？
答：指示指标：以工质对活塞作功为基础的性能指标。指示指标不受动力输出过程中机械摩擦和附件消耗等各种外来因素的影响，直接反映由燃烧到热功转换的工作循环进行的好坏。
有效指标：以曲轴输出功率为基础的性能指标。有效指标被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣。包括动力性指标和经济性指标两类。

2、指示指标有哪些，有效指标有那些？
答：指示指标：1、指示功Wi和平均指示压力Pmi。2、指示功率Pi。3、指示燃油消耗率bi。4、指示热效率ηi。
有效指标：1、有效功率Pe。2、有效扭矩（转矩）Ttp。3、平均有效压力Pme。4、升功率PL，比质量Me。5、有效燃油消耗率be和有效热效率ηe。

3、指示指标和有效指标两者之间的何区别和联系是什么。
答：

4、画出汽油机与柴油机实际循环示功图，说明其燃烧过程接近哪种热力过程？
答：（1） 左：柴油机 右：汽油机

（2）.汽油机：混合气燃烧，火焰迅速传播到整个燃烧室，工质的压力、温度剧烈上升，整个燃烧接近于定容加热。（图中最左边竖线）
柴油机：开始，燃烧速度很快，而气缸容积变化小，所以工质的压力、温度剧增，接近于定容加热(图中最左边竖线)；接着，一面喷油，一面燃烧，燃烧速度缓慢下来，且随着活塞向下止点移动，气缸容积增大，气缸压力升高不大，而温度继续上，该过程接近于定压加热。(图中上边横线)

第二章

1、发动机换汽过程
答：自由排气、强制排气、进气和气门叠开中个阶段。

2、什么是配气定时，配气相位图的意义。
答：配气定时：以曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间称作配气定时。

3、什么是内燃机的充气效率？分析影响充气效率的因素和提高充气系数的主要措施？计算充气效率
答：变气效率：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。大气压力高、温度低、密度高时，发动机的充气效率也将随之提高。
影响因素：进气终了的压力pa、进气终了的温度Ta、残余废气系数γ、配气定时ξ、压缩比ε、进气（或大气）状态。
措施：（1）减少进气门处的流动损失。 2）减少整个进气管道对气流的阻力。 (3）减少对新鲜充量的热传导。（4）减少排气系统对气流的阻力。（5）合理选择配气相位。

例：已知某六缸四行程内燃机缸径×冲程=100×114(mm×mm)，当n=2800rad/min时，测得，求

4、怎样合理选择配气定时
答：
1、进气门迟闭角的选择：
进气门迟闭角对充气效率影响最大
1）图中每条曲线相当于在一定的配气定时下，ηv随转速变化的关系。ηv是在某一转速下达到最高值
2）不同ηv曲线相当于在不同的配气定时下，ηv随转速变化的关系。不同的进气迟闭角，ηv最大值相当的转速不同，一般迟闭角增大，ηv最大值相当的转速也增加
因此，改变进气迟闭角，可以改变充气效率随转速变化的趋向，可用以调整发动机扭矩曲线，来满足不同的使用要求。加大进气门迟闭角，在高转速时时充气效率增加，有利于最大功率的提高。对于低中速性能，减少进气迟闭角，能防止低速倒喷，有利于提高最大扭矩。对于配气定时不能改变的发动机，应根据常用工况确定进气迟闭角。

2、排气提前角的选择：
（1）保证排气损失最小的前提下，尽量晚开排气门，以加大膨胀比，提高热效率。
（2）当转速增加时，相应的自由排气时间减小，为降低排气损失，应增加排气提前角。

3、气门叠开角的选择：
（1）高速：利用排气管的压力波增加ηv，新鲜工质流过高温零件，降低热负荷，减少NOx，故应安排适当的气门叠开角。
（2）低速：发动机在低速、小负荷时，进气管真空度较大，且同样的叠开角相当的时间长，会产生废气倒流，为改善低速性能及怠速稳定性，要求气门叠开角较小。

5、发动机可变技术有哪些
答：可变进气管、可变气门定时、可变气门升程、可变进气涡流。

第三章

1、汽油、柴油标号及特性？举例说明。
1、柴油性能：十六烷值、馏程、粘度、闪凝点、其他（机械杂质、水分、灰分、含硫量、酸度、水溶性酸和碱、残碳等）

（1）十六烷值：十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标。
十六烷值大，自燃性好，着火延迟时期短，在着火落后时期内，气缸中形成的混合气少，着火后压力升高速度低，工作柔和，冷起动性能亦随之改善。测定柴油的十六烷值，是在特殊的单缸试验机上按规定的条件进行。试验时采用由十六烷和α甲基萘混合制成的混合液，十六烷容易自燃，规定它的十六烷值为100，a甲基萘最不容易自燃，其十六烷值定为0。当被测定柴油的自燃性与所配制的混合液的自燃性相同时，则混合液中十六烷的体积百分数就定为该种柴油的十六烷值。
国产柴油的十六烷值规定在40-50之间

（2）馏程: 表示柴油的蒸发性，与燃烧完善程度及起动性能有密切关系
燃料馏出50%的温度低，说明这种燃料轻馏分多、蒸发快，有利于混合气形成。
90%和95%溜出温度标志柴油中所含难于蒸发的重馏分的数量。如果重馏分过多，在高速柴油机中来不及蒸发和形成均匀混合气，燃烧不容易及时和完全。
车用高速柴油机使用轻馏分柴油，但馏分太轻也不好，因为轻质燃料容易蒸发，在着火前形成大量油气混合气，一旦着火压力猛增，将使柴油机工作粗暴。

（3） 凝点：指柴油失去流动性而开始凝结的温度，与柴油储存、运送、使用有关。按凝点不同分为10号、0号、-10号、-20号、－35号五级，其凝点分别不高于10℃、0℃、－10℃、-20℃和-35℃

（4）粘度：是燃料流动性的尺度，是表示燃料内部摩擦力的物理特性。与燃料喷射有密切关系
当其它条件相同时，粘度越大，雾化后油滴的平均直径也越大．使燃油和空气混合不均匀，燃烧不及时或不完全，燃油消耗率增加，排气带烟

2、汽油：影响汽油机性能的关键性指标是辛烷值和馏程。
汽油是多种烃类的混合物，没有一定的沸点，它随着温度的上升，按照馏分由轻到重逐次沸腾。汽油馏出温度的范围称为馏程

（1）辛烷值：辛烷值表示汽油抗爆性。汽油的辛烷值高，则抗爆震的能力强。国产汽油是以辛烷值（研究法）来标号的。
为了提高汽油的辛烷值，常使用抗爆添加剂，它是由四乙铅[Pb(C2H5)4]和溴化乙烷（C2H4Br2）组成的混合物。在汽油中加入少量的乙基液可明显地提高汽油的辛烷值。四乙铅有毒，常限制使用。含有四乙铅的汽油都用加色标明，以引起使用者的注意
辛烷值的测定：在专门的试验发动机上进行的。测定时，用容易爆震的正庚烷（辛烷值定为0和抗爆性好的异辛烷（2、2、4三甲基戊烷）（其辛烷值定为100）的混合液与被测定的汽油作比较。当混合液与被测汽油在专用的发动机上的抗爆程度相同时，则混合液中异辛烷含量的体积百分数就是被测定汽油的辛烷值。
评定车用汽油的抗爆性，可采用两种试验工况，分别称为马达法与研究法。马达法规定的试验转速及进气温度比研究法高，所以用马达法测定的辛烷值（MON）比研究法辛烷值（ROM）低。 美国认为用辛烷值指数[ONI，即（RON＋MON）／2]来表征在各种道路行驶（工作情况）时的抗爆性能更合理，并将汽油按ONI分为85、87、89、91、93、95、97共七个等级。

（2）馏程和蒸气压：馏程和蒸气压是评价汽油蒸发性的指标。汽油馏出温度的范围称为馏程
蒸发性：馏程曲线
（1）10%馏出温度：标志起动性；注意气阻
（2）50%馏出温度：标志平均蒸发性，它影响着发动机的暖车时间、加速性以及工作稳定性
（3）90%馏出温度：标志着燃料中含有难于挥发的重质成分的数量
（3）98%馏出温度：干点

第四章

1、汽油机不正常燃烧
答：1.爆燃：爆燃时，缸内压力曲线出现高频大幅度波动(锯齿波)，同时发动机会产生一种高频金属敲击声，因此也称爆燃为敲缸。轻微敲缸时，发动机功率上升，严重敲缸时，发动机功率下降，转速下降，工作不稳定，机身有较大振动，同时冷却水过热，润滑油温度明显上升
2.表面点火：凡是不靠电火花点火而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——诱发早燃

2、使用因素对燃烧的影响
答：（一）混合气浓度对燃烧的影响
（二）点火提前角对燃烧的影响
（三）转速对燃烧的影响
（四）负荷燃烧的影响 当负荷减小时，需要增大点火提前角
（五）大气状况对燃烧的影响
3、工况变化时点火提前角的调整
答：

第五章
汽油机混合气的形成与的燃烧过程

柴油机混合气的形成与的燃烧过程

汽油机和柴油机在混合气形成、着火和燃烧上的区别
答：
对比项目
汽油机
柴油机

着火
点燃，高温单阶段着火，单
点着火
压燃，低温多阶段着火，多点同时着火
燃烧
火焰在均质预混合气体中在有序传播，燃烧柔和
两阶段燃烧，即无序的非均质混合燃烧和扩散燃烧，燃烧较粗暴。

第六章

1、发动机特性曲线的意义
答：特性用曲线表示称为特性曲线，它是评价发动机的性能的一种简单的\方便\必不可少的形式。根据各种特性曲线，可以合理地选用发动机，并能更有效地利用它。了解形成特性曲线的原因以及影响它变化的因素，就可以按需要方向改造它，使发动机性能进一步提高，并设法满足使用要求。

2、什么是发动机的负荷特性和速度特性？
答：负荷特性：指发动机转速不变，其经济性指标随负荷（可用功率Pe、扭矩Ttq或平均有效压力pme表示）而变化的关系；
汽油机的负荷特性：汽油机保持某一转速不变，而逐渐改变节气门开度，每小时耗油量B 和耗油率be随负荷（Pe 、 Ttq、pme）变化的关系称为汽油机负荷特性；
柴油机的负荷特性：柴油机保持某一转速不变，而移动喷油泵齿条或拉杆位置，改变每循环供油量Δb时，每小时耗油量B 和耗油率be随功率Pe（或转矩Ttq、平均有效压力pme）变化的关系称为柴油机负荷特性；
速度特性：发动机性能指标随转速变化的关系称为速度特性 ；
汽油机速度特性：汽油机节气门（油门）开度固定不动，其有效功率Pe、转矩Ttq、耗油率be、每小时耗油量B 等随转速变化的关系称为汽油机速度特性；
柴油机速度特性：喷油泵的油量调节机构（油门拉杆或齿条）位置固定不动，柴油机性能指标（主要是有效功率Pe、转矩Ttq、耗油率be、每小时耗油量B 等）随转速变化的关系称为柴油机速度特性；

3、什么是外特性？
答：汽油机外特性：节气门保持全开，所测得的速度特性称为外特性。
柴油机外特性：当测量调节机构在标定（或称额定）功率循环供油量位置时，测得的速度特性为标定功率速度特性，习惯上称为外特性。

4、柴油机标定功率供油量如何确定
答：四、柴油机标定功率供油量如何确定？
标定功率速度特性代表该机在使用中允许达到的最高性能 。
在柴油机中，在各种转速下究竟能发出多大的扭矩，主要取决于每循环供油量Δb，柴油机扭矩曲线的变化趋势，很大程度上决定于每循环供油量Δb随转速变化的情况。一般可以写成 Δb=Nv/a
随着油量调节机构固定位置的减小，循环供油量减小，但Δb随n的变化趋势基本相似；

5、从提高动力性角度改善发动机与车辆的匹配
答：汽车的动力性可由三方面的指标评价：
• 汽车的最高车速
• 汽车的加速时间
• 最大爬坡能力
变速器各档有不同的传动比，可将发动机外特性转换成不同档位的驱动力与车速的曲线；
由图看出，该车的最高车速在18Okm／h以上，在1档能爬上的最大坡度为55％，相应地还能计算其加速时间；

发动机外特性功率曲线与汽车行驶阻力功率图，表示发动机所拥有的后备功率；
后备功率愈大，爬坡、加速性能愈好，行驶中负荷率低，经济性差。
不同种类、不同排量的车辆，不可能用驱动力——行驶阻力平衡图直接比较其动力性的好坏，必须把驱动力与汽车质量结合起来，而且还必须考虑到它们在行驶中遇到的空气阻力的差异；
将单位汽车质量的受力状况整理成一个无因次量（称为动力因数D），可用以比较不同车辆的动力性；
通过选择合适的比功率与汽车总质量的乘积，可以估算出应配备的发动机功率；
从结构紧凑性及减轻比质量的角度看，汽油机明显优于柴油机；
提高发动机动力性（增加升功率、降低比质量）的有效措施是采用增压；
此外，采用多气门机构、汽油喷射等，也是改善发动机动力性的有效措施。
6、汽车动力性指标
答：汽车的最高车速、汽车的加速时间、最大爬坡能力

7、汽车行驶后备功率对动力性能的影响
答：后备功率愈大，爬坡、加速性能愈好，行驶中负荷率低，经济性差。

8、提高发动机动力性的有效措施有哪些？
答：提高发动机动力性（增加升功率、降低比质量）的有效措施是采用增压，还有采用多气门机构、汽油喷射等。

9、发动机容积法耗油率的测量与计算
1、某汽油机在3000r/min时测得其转矩为55N.m，在该工况下燃烧50mL的汽油需要的时间是25.7s，试计算有效功率Pe（kW）、每小时耗油量B（kg/h）和耗油率be（g/kW.h）。汽油的密度为0.73g/mL。

Ø 1、三种理论循环（图形、对应近似机种）；
Ø 2、循环热效率（定义、影响因素压缩比、绝热指数、压力升高比、预膨胀比）；
Ø 3、四行程发动机的实际循环（示功图、循环过程、ε和PZ的范围）；
Ø 4、指示指标与有效（两类指标的运算、联系）；
Ø 5、机械效率的定义；
Ø 6、机械损失的影响因素5个和测定方法3种；
Ø 7、热平衡中热量分配情况；
Ø 8、四行程换气过程（过程、气门叠开、配气相位图）；
Ø 9、充气效率（定义、公式、影响因素、配气相位的影响）；
Ø 10、进气管动态效应；
Ø 11、二行程发动机工作原理与扫气形式；
Ø 12、二行程和四行程发动机性能比较；
Ø 13、十六烷值、凝点、辛烷值；
Ø 14、汽油、柴油性能差异对发动机的影响；
Ø 15、常用代用燃料名称；
Ø 16、空燃比与过量空气系数
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