第二章 内燃机的工作指标
一、填空题（任选10 题）
1. 内燃机指标体系中主要有动力性能指标 、经济性能指标、运转性能指标、 耐久可靠性指标、 排放性指标、强化指标等几类指标。

2. 内燃机强化指标主要有：
、、等。

3. 造成内燃机有效指标与指示指标
不同的主要原因是。

4. 平均有效压力可以看作是一个假想不变的力作用在活塞顶上， 使活塞移动一个冲程所做的 功等于每循环所做的有效功
5. 在标定工况下， 高速四冲程柴油机的有效燃油消耗率的一般范围为210~285 g/kW.h 。

6.汽油机有效效率的一般区间为： 0.15~0.32 ；柴油机有效效率的一般区间为： 0.3~0.42 。

7.从内燃机示功图上可以得到的信息包括： 内燃机工作循环不同阶段中的压力变化 、 进气行程中的压力变化 、 排气行程中的压力变化 等。

8. 增压柴油机的示功图与非增压相比，主要不同点有： 、 等。

9. 什么动力机械应该用持续功率？ ；什么动力机械应该用十五分钟功率？ 。

10. 给出几个能反映普通汽油机特点的性能指标值： 、 、 等。

11. 内燃机的指示指标是指工质对 活塞 做功为基础的指标；指示功减有效功等于 机械损失功 。

12. 平均指示压力是一个假想不变的压力，这个压力作用在活塞顶上，使活塞 运动一个膨胀行程 所做的功。

13.发动机转速一定，负荷增加时，机械效率 。

14.测量机械损失的方法主要有 示功图法 、 倒拖法 、 灭缸法 、 油耗线法 几种。

15. 内燃机中机械损失最大的是： 活塞、活塞环与气缸套之间的摩擦损失 。

16. 活塞和活塞环的摩擦损失大约占机械损失功率的 45%~65% 。

17. 机械损失的测量方法有： 、 、 等。

18. 当发动机负荷一定，转速降低时，平均机械损失压力， 机械效率。

19. 过量空气系数的定义为 燃烧单位质量燃料的实际空气量与理论空气量之比，即：10a b m g l φ= 。

20. 过量空气系数a φ=1 表示： 燃烧单位质量燃料的实际空气量与理论空气量相等 。

21. 内燃机的燃油消耗率和哪两个因素成反比：et η、u H 。

22. 燃料化学能在柴油机内最终分配情况大致为： 热损失 ， 机械损失 ， 输出功 等。

23. 提高内燃机经济性的主要措施有： 采用增压技术 、 合理组织燃烧过程，提高循环指示效率 、 改善换气过程，提高气缸充量系数 、 提高发动机转速 、 提高内燃机机械效率 、 采用二冲程提高升功率 等。

24. 提高内燃机升功率的主要措施有： 采用增压技术 、 合理组织燃烧过程，提高循环指示效率 、 改善换气过程，提高气缸充量系数 、 提高发动机转速 、 提高内燃机机械效率 、 采用二冲程提高升功率 等。

二、论述与计算题（任选 3 题，其中第 6、7、8 必选 1 题）
1. 绘制某类内燃机的示功图，并基于此图，分析说明该内燃机的特
点。

2. 提高内燃机经济性的技术措施都有哪些类？（请系统、 分类说明） 答： 衡量内燃机经济性能的重要指标燃油消耗率可表示为：6
3.610e it m u
b H ηη⨯=，其中Hu 作为燃油的化学特性，变化不大。

所以要提高内燃机的经济性，可通过增大指示效率it η和机械效率m η来实现。

增大指示效率it η：合理组织燃烧过程，提高循环的指示效率it η。

可采用电控汽油喷射或者采用缸内直接喷射。

增大机械效率m η：提高内燃机机械效率可通过合理选定各种热力和结构参数，靠结构、工艺上采取措施减少其摩擦损失和驱动水泵、油泵等附属机构所消耗的功率以及改善发动机的润滑、冷却来实现。

3. 运用内燃机学的有关知识论述提高发动机平均有效压力的措施有
哪些？
4. 提高内燃机升功率的主要技术措施有哪些？
答： 内燃机的升功率可表示为：01130it u L c m s a H P n l ηφηρφτ
=
，根据表达式中各个参数，可以得到提高升功率的措施：
a) 采用增压技术，增加吸进空气的密度0ρ。

b) 合理组织燃烧过程，提高循环指示效率it η。

c) 改善换气过程，提高气缸冲量系数c φ。

d) 提高发动机转速n 。

e) 提高内燃机机械效率m η。

f) 采用二冲程提高升功率。

5. 请选择一台特定用途的柴油机，用新技术改造它，并说明如何匹
配各项技术才能使其性能更优异。

（供油、燃烧室、增压、进排气、
增压中冷、配气机构、电子管理等）
6. 6135Q 柴油机，行程 S=140mm ，转速 n=2200r/min 时，有效功率
Pe=154kW ，实测比油耗 be=217g/kW.h ，假设柴油的低热值为
Hu=41868kJ/kg
求：（1）该发动机的平均有效压力、扭矩和有效热效率。

解： 平均有效压力：2303015440.6991.35 1.4220064
e me s P P MPa V ni τπ⨯⨯===⨯⨯⨯⨯； 扭矩：95509550154668.52200
e tq P T N m n ⨯===⋅； 有效热效率：66
3.610 3.6100.39621741868
et e u b H η⨯⨯===⨯。

（2）当机械效率为 75%时，计算指示比油耗、指示热效率、指示
功率和机械损失功率。

指示燃油消耗率：()
0.75217162.75i m e g b b kW h η==⨯=⋅； 指示热效率：0.3960.5280.75et it m ηηη=
==； 指示功率：154205.330.25e i m
P P kW η===； 机械损失功率：205.3315451.33m i e P P P kW =-=-=。

（3）当指示效率、充气效率、过量空气系数等参数不变，机械效
率由 75%提高到 80%，计算此时的有效功率和有效比油耗。

有效功率：'205.330.8164.27e i m
P P kW η==⨯=； 有效燃油消耗率：()'162.75203.440.8
i
e m b g b kW h η===⋅。

（4）通过提高充气效率将有效功率提高到 160kW ，而指示效率和
机械损失功率不变，此时指示功率、机械效率和有效比油耗是多大？
指示功率：'16051.33211.33i e m P P P kW =+=+=； 机械效率：'1600.757211.33
e m i P P η===； 有效热效率：0.5280.7570.400et it m ηηη=⋅=⨯=； 有效燃油消耗率：()66
3.610 3.610=215.090.40041868
e et u g b kW h H η⨯⨯==⋅⋅⨯。

（5）通过以上计算，你可以得出哪些结论？
通过计算可以发现：当指示效率、充气效率、过量空气系数等参数不变，提高机械效率后，有效功率提高了10.27kW ，有效燃油消耗率降低了13.56g/(kW.h)；指示效率和机械损失功率不变，提高充气效率后，有效功率提高了6kW ，有效燃油消耗率降低了1.91g/(kW.h)。

所以，对于内燃机性能的提升，提高机械效率比提高充气效率的效果好。

7. 要设计一台六缸四冲程柴油机， 在 2000r/min 时假设平均指示压力 为 0.85MPa ，平均机械损失压力为 0.15MPa 。

希望能发出的功率为
73.5kW 。

（1） 为将活塞速度控制在 8m/s ，缸径行程比取多大合适？
（2） 为使缸径行程比为 1：1.2，缸径与行程各取多大？
8. 请对下面的柴油机进行特点分析与计算评价。

该发动机是法国雪
铁龙公司在某国际汽车展览会上曾经展出的 4冲程 4缸轿车用柴油
机。

该机 S/D=85.5mm/90mm ，压比ε=22，标定转速 n=4500r/min ，
标定功率 Pe=48.5kW ，每缸循环喷油量 g b =2.1×10-5kg/(cyc.缸)。

该
机采用灰铸铁机体，铝合金缸盖、下置凸轮轴，涡流室式燃烧室，
轴向压缩式分配泵。

(柴油的低热值 Hu=41868kJ/kg)。