简答题

内燃机有哪三种理论循环，汽油机、高速柴油机和高增压柴油机各简化为何种循环？为什么？

? 解：根据加热方式不同，发动机有三种理论循环，即定容加热循环，定压加热循环

和混合加热循环。

? 汽油机混合气燃烧迅速近似为定容加热循环。

? 高速柴油机部分燃料在上止点前燃烧，部分燃料在上止点后燃烧，近似混合加热循

环。

? 高增压和低速大型柴油机，由于受燃烧最高压力的限制，大部分燃料在上止点后燃

烧，燃烧时气缸内压力变化不明显，所以近似为定压加热循环。

何谓理论循环热效率 ？写出 其表达式。

? 理论循环热效率是工质所做循环功 与循环加热量 之比，用以评定循环经济性。 当初始点、压缩比和加热量相同时，用 T－S图比较定三种理论循环热效率的大小。 用 T－S图说明定容加热循环中，当加热 量一定，压缩比 增加时，循环热效率的变化。 内燃机机械损失包括哪几部分？各占比例如何？常用哪些方法测量？

? 发动机的机械损失包括三部分：（1）磨擦损失，约占整个机械损失的62-75%；（2）

驱动附件损失，约占整个机械损失的10-20%；（3）泵气损失，约占整个机械损失的10-20%。

? 经常用来测定发动机机械损失的方法有：（1）倒拖法；（2）灭缸法；（3）油耗线法

（又称负荷特性法）；示功图法。

简述用油耗线外延法测量柴油机机械损失的原理及方法。

? 内燃机与电力测功机相连，在稳定工况水温、油温正常时，切断点火或供油，测功

器作电动机运行，以给定转速反拖发动机，尽量维持水温、油温不变，测出的功率即为发动机在该工况下的机械损失功率。

简述用示功图法测量柴油机机械损失的原理及方法。

? （1）用各种示功器测出气缸的示功图，算出Pmi及pi;

? （2）用测功器测出Pme或Pe。则：Pm=Pi-Pe或Pmm=Pmi-Pme 内燃机实际循环由哪几个过程组成？其中压缩过程的作用是什么？

发动机实际循环是由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气过程所组成。其中压缩过程的作用是增大工作过程的温差，获得最大限度的膨胀比，提高热功转换效率，同时也为燃烧过程创造有利条件。在柴油机中，压缩后气体的高温是保证燃料着火的必要条件。 画出机械效率随负荷变化关系的曲线？并分析其历程。

? 发动机转速不变时， 机械损失功率基本不变，功率增加，指示功率增加。由公式，

机械效率增加。

? 空转，功率为0，指示功率＝机械损失功率，机械效率＝0。

画出机械效率随转速变化关系的曲线，并分析其历程。 转速增加，（1）惯性力（侧压力及轴承负荷增加）及摩擦付间速度增加，摩擦损失增加；（2）驱动附件损失增加；（3）泵气损失增加。Pmm增加，Pmi变化不大，由 公式知，机械效率下降。

何谓四行程非增压发动机的换气损失？试用示功图说明。

如图换气损失是理论换气功和实际换气功之差，由排气损失和进气损失两部分组成。

何谓四行程非增压发动机的泵气损失？试用示功图说明。

? 泵气损换放在机械效率中考虑。

画出充气效率随转速变化关系的曲线并分析其历程。

? 在某一中间转速充气效率有最大值，在此转速气流惯性充气最好，当转速高于此转

速时，气流惯性增加，但进气迟闭角不变，使一部分可以利用惯性进入气缸的气体被关在气缸之外，另外转速增加进气阻力增加，所以 随 转速增加而下降。当转速低于此转速气流惯性减小，由于进气门迟关，使一部分进入气缸内的新气被推回进气管，所以也下降。

画出汽油机充气效率随负荷变化关系的曲线并分析其历程。

? 如图，汽油机是量调节，负荷增加，节气门开大， 进气阻力下降，进气终了压力增

加，充量系统提高。

画出柴油机充气效率随负荷变化关系的曲线并分析其历程。

? 柴油机是量调节，负荷 不变， 进气终了压力不变，进气终了温度增加，充量系数

稍有下降，主要由 温度增加而引起。

何谓过气马赫数？画出充气效率随进气马赫数变化关系的曲线？

? 进气马赫数 是进气门处气体的平均速度 与该处声速的比值 。

? 在正常的配气条件下，当 超过一定数值（0.5左右）时，充气效率 急剧下降。 何谓气门叠开？作用是什么？

? 由于排气门的迟后关闭和进气门的提前开启，存在进、排气门同时开启的现象，称

为气门叠开。此时，进气管、气缸、排气管互相连通，可以利用气流的压差，惯性或进排气管压力波的帮助，清除残余废气，增加进气量，降低高温零件的温度，但注意不应产生废气倒流现象。

何谓进气门迟闭角，画出不同进气门迟闭角时，充气效率随转速变化关系的曲线？

? 为了利用高速气流的惯性，以增加进气量，进气门一般在下止点后关闭。从下止点

开始到进气门关闭这段曲轴转角称进气门迟闭角，进气迟闭角的大小对发动机充气效率影响很大，不仅影响充气效率的最大值，而且还影响 出现转速。

提高充量系数的措施有哪些？

? （1）降低进气系统的阻力；（2）降低排气系统的阻力；（3）减少对进气充量的加热；

（4）合理选择配气定时；（5）合理利用进气谐振

何谓汽油机的燃料调整特性？画出典型汽油机燃料调整特性的曲线图。

? 燃料调整特性：转速、节气门开度一定，点火提前角最佳，调节供油量，功率、燃

油消耗率、排温随过量空气系统变化的关系。

何谓汽油的辛烷值？如何测定？。

? 辛烷值是表示汽油抗爆性的指标，测量汽油的辛烷值是在CFR单缸上进行的。测定

时，用容易爆震的正庚烷（辛烷值量为0）和抗爆性好的异辛烷（辛烷值是为100）的混合燃料与被测汽油作比较。当混合液与被测汽油在CFR试验机上的抗爆程度相同时，测混合液中异辛烷含量的体积百分数就是被测汽油的辛烷值。

何谓汽油的馏程？简要说明10％馏出温度和50％溜出温度对汽油机性能的影响。

? 馏程表示汽油的蒸发性，用汽油馏出某一百分比的温度范围来表示。

? 汽油馏出10%的温度与汽油机的起动性有密切关系，如果10%馏出温度低，说明发

动机使用这种燃料容易冷车起动。但此温度过低，在管路中输送时受发动机温度较高部位的加热易变成蒸气，在管路中易形成“汽阻”使发动机断火，影响正常运转。 ? 汽油馏出50%的温度标志着汽油的平均蒸发性。它影响汽油机的暖车时间，加速性

及工作稳定性。若此温度低说明该汽油蒸发性好，在较低温度下可以有大量的燃料挥发与空气形成可燃混合气，这样可以缩短暖车时间，而且从低负荷向较高负荷过渡时能够及时供应所需混合气，加速性较好。

何谓燃料的热值？何谓高热值和低热值？内燃机为什么使用低热值。

? 1kg燃料完全燃烧所放出的热量称为燃料的热值。在高温的燃烧产物中，水以蒸气

状态存在，水的汽化潜热不能利用。待温度降低以后，水的汽化潜热才能释放出来。因此水蒸气凝结以后计入水的汽化潜热的热值称为高热值。内燃机排气温度较高，水的汽化潜热不能利用，因此用低热值。

酒精的低热值比汽油低得多，为什么在过量空气系数为1时，两者的混合气热值都差不多？ 何谓汽油机爆震？对发动机有何危害？

? 汽油机在正常火焰传播过程中，末端混合气进一步受到压缩和热幅射，加速了先期

反应，在火焰前锋尚未传到之前就自燃了。这部分混合气燃烧速度极快，压力来不及膨胀，产生冲击波，使气缸发生尖锐的金属敲击声，称为爆震燃烧。

? 爆震产生的压力波破坏了壁面表面的气体附面层和油膜，使传热和摩擦损失增加，

冷却系过热，功率下降，油耗率增加，甚至会造成活塞、气门烧坏。轴承破裂，火花塞绝缘体破坏，润滑油结胶、活塞环粘在槽内等故障。

在P—φ图上画出汽油机正常燃烧，爆震燃烧和早燃的示功图，并简要说明它们的区别？

? （1）正常燃烧最高压力出现在上止点后15°CA左右， 压力升高率在

0.175—0.25MPa/oCA。（2）爆震燃烧是末端混合气自燃有压力波产生。（3）早燃是发生在电火花前的表面点火，压力升高率增加，压缩负功增加。

用示功图说明汽油机点火提前角过大、过小，对燃烧过程和发动机性能的影响。

? （1）点火角过大，大部分混合气在上止点前燃烧，压缩负功 增加，最高压力增加 ，