西安交通大学本科生课程考试试题标准答案与评分标准（A）课程名称：内燃机原理课时：56 考试时间：2010年6月日第页第页西安交通大学本科生课程考试试题标准答案与评分标准（B）课程名称：内燃机原理课时：56 考试时间：2010年6月日第页第页参考资料仅供参考简答题1.提高内燃机动力性与经济性途径？一采用增压技术：在过量空气系数参数φα的情况下，增加吸进空气的密度ρs 可以使发动机功率按比例增长。

在柴油机上采用高增压后，可以使柴油机的Pme 和PL成倍增长。

于此时使它还改善了柴油机的经济性降低比质量降低废气排放降低废气有害气体排放二．合理组织燃烧过程提高循环指示效率ηit提高指示功率ηit不仅改善了内燃机的动力性能同时也改善经济性能三．改善换气过程提高气缸的充量系数φc同样大小的气缸容积在相同的进气状态下若能吸入更多新鲜空气则可容许喷入更多的燃料在同样燃料条件下可获得更多的有用功。

四．提高发动机的转速。

增加转速可以增加单位时间内每个汽缸做功的次数，因而可提高发动机功率输出同时发动机比质量也随之降低五．提高内燃机的机械效率。

可以提高内燃机的动力性能和经济性能。

六．采用二冲程提高功率。

理论上，采用二冲程相对四冲程可以提高升功率一倍2．降低汽油机排放途径一．曲轴箱排放控制，为防止曲轴箱排放物的危害，采用曲轴箱强制通系流，把曲轴箱排放物吸入气管进而在汽缸内燃掉二．蒸发排放物的控制，为了控制车用汽油机HC蒸发排放采用活性炭罐式蒸发排放控制蒸发排放三．冷起动暖机和怠速排放控制，为了改善冷起动排放增加起动功率提高起动转速增大点火能量尽量缩短起动时间并在起动前对发动机进行预热。

较高转速对左较大节气门开度和较小残余废气分数，相应减小混合气加浓程度四．低排放燃料供给根据不同负荷率提供适当浓度的混合气五．低排放点火系统六．低排放燃烧系统七．排气再循环，采用排气再循环有效降低点燃式内燃机的NOx排放3．柴油机的燃烧过程有哪几个阶段？重点控制哪一过程？产生噪声的原因及解决办法？主要有第I阶段滞燃期即在压缩过程末期在A点，开始向气缸喷气燃料但由于气缸温度过高远远高于当时正常压力下的正常温度，燃料并不马上着火而是稍有滞后。

第II阶段急燃期在活塞接近上止点，气缸容积较小的情况下混合气几乎一起燃烧，因此气缸中压力升高的特别快第III阶段缓燃期即从压力急剧升高的终点到压力开始下降第IV阶段后燃期即从缓燃期的终点，到燃料上基本燃烧完全为止。

其中要重要控制:滞燃期，因为滞燃期的时间长短直接影响到急燃期的燃烧对整个燃烧过程影响最大。

产生噪声的原因：由于升高率的过高而引起的，压力升高率过大从而使柴油机运动零件受强烈冲击负荷以而产生强烈噪声降低使用寿命。

解决办法：通过降低压力升高率来降低燃烧噪声即缩短滞燃期和减少滞燃期的喷油量。

采用引导喷射使喷油量先少后多并缩短主喷射时燃油滞燃期降低噪声。

填空与名词解释1内燃机按着火方式可分为（点燃式）和（压燃式）按冷却方式分（液压冷却）（空气冷却）复合冷却）按燃烧室设计分为（开式燃烧室）（分隔式燃烧室）2.指示功：发动机在一个循环中所获得的有用功数量（Wi）平均指示压力Pmi=Wi/Va单位气缸的容积一个循环所作的指示功指示效率：单位时间所作的指示功（Pi）指示热效率：发动机实际循环指示功和所消耗的燃料热量的比值即ηit=Wi/Qi=3.6x1000Pi/BHu3.燃油消耗率：单位指示功的耗油量B：每小时燃油消耗量 H：燃料的低热值有效功率Pe=Pi-Pm(损失功率) ηm(机械效率)=Pe/Pi4.平均有效压力：Pme=30TPe/Vs ni Ttq=318.3PmeVsi/i5.升功率：在标定工况下，发动机每升气缸工作容量所发出的有效功率6.充量系数Φc=V1/Vs=M1/Msh(实际充满气缸的空气量与理论充满气缸空气量之比)过量空气系数Φa=m1/gblo(燃烧1kg燃烧的实际空气量与理论空气量之比) 7．有效热功率：实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值即：ηet=We/α1=ηitηm8.有效燃油消耗率：单位有效功的耗油量be=B/PeΧ1000Be=3.6x1000/ηetHu PL=k1ΦcηitηmPs n/ΦabQ=3.6x1000/ηitηmHu=k2/ηitηm采用涡轮增压使Ps↑从而使发动机动力性能增加改善换气过程提高气缸充量系数Φc从而使PL↑9．提高压缩比提高循环热效率提高压缩比εc可提高工质的最高燃烧温度扩大循环温度阶梯从而使热效率ηt增高，但热效率随着压缩比εc的提高逐渐减少柴油机压缩比为12-22之间，最高爆发压力不超过14MPa汽油机的压缩比在6-12之间，最高爆发压力不超过8.5MPa10．抗爆性：燃料对于发动机发生爆燃的抵抗能力，无论是点燃式还是压燃式转速高的发动机宜采用较大的气门叠开角和气门开启持续期，以提高发动机的充量系数11．提高充量系数措施A．降低进气系统的阻力损失，提高气缸进气终了时的压力PaB.降低排气系统的阻力损失，减少缸内残余废气系数ΦrC.减小高温零件在进气过程中对新鲜充量的加热以降低进气终了时的充量温度TaD.合理的配气正时和气门升程规律在减少mr同时增加m1.12．柴油的特性参数：柴油的密度、粘度、表面张力、闪点、浊点、凝点、热值、化学计量空燃比、十六烷值。

13．汽油的理化性质：挥发性、抗爆性。

14．内燃机缸内的气体流动：1、涡流2、挤流3、滚流和斜轴涡流4、湍流15．点火过程：1、击穿阶段2、电弧阶段3、辉光放电阶段16．点燃式发动机的燃烧过程：1、着火阶段2、急燃期3、后燃期17．不同工况下的燃烧过程的特点：1、点火提前角不同时燃烧过程2、混合气浓度不同时的燃烧过程3、负荷不同时的燃烧过程4、转速不同时的燃烧过程18．爆燃：在某种条件下（如压缩比过高），汽油机的燃烧会变得不正常，压力曲线出现高频大幅波动，上止点附近的dp/dt值急剧波动达（dp/dt）max=0.2MPa/us 之高，此时火焰传播速度和火焰前锋形状发生急剧的改变，称为爆燃。

19．防止爆燃的方法：使用抗爆性高的燃料，降低终燃混合气温度，提高火焰传播速度或缩短火焰传播距离，缩短终燃混合气暴露在高温中的时间。

表面点火：在点燃式发动机中，凡是不依靠电火花点火，而是由于炽热表面（如过热的火花塞绝燃体和电极、排气门，更多的是燃烧室表面炽热的沉积物）点燃混合气而引起的不正常燃烧现象。

20．典型燃烧室：1、木契形燃烧室2、浴盆室燃烧室3、碗形燃烧室4、半球形燃烧室5、其他类型燃烧室（带湍流罐的燃烧室，双火花塞的燃烧室）21．醇类燃料：甲醇，乙醇，二甲醚，煤制油，生物柴油22．柴油机的供给系统：泵管嘴系统，泵喷嘴系统，共轨式系统23．电控系统的组成：传感器、电控器、执行器24．污染物的成分：CO ，碳氢化合物，氮氧化合物，微粒25．降低柴油机的排放：1、增压2、低排放燃油喷射系统3、气流组织和多气门技术4、低排放燃烧室5、排气再循环26．内燃机排后处理：1、三效催化转化器2、氧化催化转化器3、富氧降NOx 催化转化器4、柴油机微粒捕集器27．内燃机工况：实际运行的工作状况。

28．内燃机负荷特性：当内燃机的转速不变时，性能指标随负荷而变化的关系29．内燃机速性：内燃机在供油量调节机构保持不变的情况下，性能指标随转速而变化的关系.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。

答：由混合加热循环热效率公式：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。

)1()1(1111-+--⋅-=-ρλλρλεηk k k t1ε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。

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保持不变。

则由 ，机械效率下降 当发动机怠速运转时 ，机械效率=03、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.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↓↓-=i m m p p 1ηi mi m i e i e m p p N N p p N N -=-===11η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。