内燃机原理课后题

内燃机学课后题

第二章：内燃机的工作指标

2-7 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？

2-8 怎样求取发动机的指示功率、有效功率、平均指示压力和平均有效压力？ 2-9 机械效率的定义是什么？

2-10 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？ 2-11 充量系数的定义是什么？的高低反映了发动机哪些方面性能的好坏？ 2-12 试推导由吸入的空气量来计算平均有效压力的解析式及升功率的解析式，并分析提高发动机升功率的途径。

2-13 影响be的因素有哪些？降低be的途径有哪些？

2-14 过量空气系数的定义是什么？在实际发动机上怎样求得？

2-15 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。

2-16 要设计一台六缸四冲程高速柴油机，设平均指示压力，平均机械损失压力，希望在2000r/min时能发出的功率为73.5kW。

1）为将活塞平均速度控制在8m/s，缸径行程比取多大合适？ 2）为使缸径行程比为1:1.2，缸径与行程取多大？

2-17 有一台6135Q-1柴油机，D×S=135mm×140mm，6缸，在2200r/min时，发动机发出的有效功率为154kW，be=217g/(kW·h)。

1）求发动机的pme、Ttq和。 2）当时，试求、、和的值。

3）当、、均未变，由0.75提高到0.8，此时PL、Pe和be的值。 4）若通过提高使Pe提高到160kW，而、均未变化，则、、be值是多大？ 5）通过以上计算，你可以得出哪些结论？ 2-17试述机械损失的测定方法。

第三章：内燃机的工作循环

3-1 研究理论循环的目的是什么？柴油机的理论循规蹈矩环与实际循环有何区别？

3-2 试推导混合加热理论循环热效率的表达式。

3-3 从理论循环中可以得到哪些结论？在指导实际工作时要受到哪些限制？ 3-4 简述发动机实际循环向理想循环的简化条件。

3-5 在初态相同、最高压力和温度相同、放热量相同的前提下，在发动机理想循环P-V图上比较混合、定容和定压加热循环的热效率。

3-6说明提高压缩比可以提高发动机热效率和功率的原因。 3-7 为什么汽油机的压缩比不宜过高？

3-8 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。 3-9 汽油及柴油的重要理化指标各有哪些？

3-10 什么是汽油的辛烷值？提高汽油燃料辛烷值的方法有哪些？

3-11 汽油机上使用甲醇与汽油的混合燃料，其中甲醇与汽油的质量分数分别为15%和85%，试求出这种燃料的化学计量空燃比。

3-12 内燃机的实际循环与理想循环相比，存在着哪些损失？试述各种损失及其形成原因。

3-13 何谓内燃机的燃烧效率？汽油机与柴油机的燃烧效率有何不同？ 3-14 绘出非增压内燃机气缸内工作过程的计算框图。

3-15 选择一台内燃机，利用本章所介绍的方法并参考有关文献，对该内燃机缸内封闭期间的工作过程进行数值计算。

第四章：内燃机的冲量更换

4-1 试分析内燃机进、排气门提前开启和迟后关闭的原因。其数值的大小与哪些因素有关？

4-2 内燃机采用提高转速进行强化时，会遇到哪些技术障碍，如何防止充量系数的下降？

4-3 一台6缸四冲程柴油机，气缸直径为135mm，行程缸径比为1，标定转速为2100r/min。如已知外界大气条件为0.1MPa和25℃，试确定该机标定工况时的空气消耗量。

4-4 四气门发动机与二气门发动机相比，除了有利于提高充量系数外，还有哪些优点？

4-5 换气过程的泵吸收功是怎样形成的？对于增压和非增压发动机各有什么特点？

4-6 试述影响充量系数的各个主要因素以及提高充量系数的技术措施。

4-7 试比较四冲程内燃机与二冲程内燃机换气过程的特点，并分析说明几种典型的二冲程扫气方案。

4-8 如何评价四种程内燃机与二冲程内燃机的换气过程？ 4-9 增压前后发动机的性能参数是如何变化的？ 4-10 为什么要采用增压充量的进气中冷技术？ 4-11 压气机与涡轮的工作参数有哪些？

4-12 车用发动机采用增压时应进行哪些方面的调整？ 4-13 如何根据不同的要求合理选择发动机的增压方式？ 4-14 如果发动机与增压器的匹配出现问题，应如何处理？ 4-15 汽油机增压的技术难点在哪里？如何解决？ 4-16 如何选择高速发动机和低速发动机的进气管长度？

4-17 如何选择进气压力波固有频率与发动机吸气频率之比q，以利用进气动态效应提高发动机的充气效率？

4-18 进气惯性效应和波动效应有何不同？

第五章：内燃机混合气的形成和燃烧

5-1 分析内燃机缸内空气运动形式及其它们对混合气形成和燃烧过程的影响。 5-2 何谓缸内滚流？滚流对燃烧过程有何影响？

5-3 说明汽油机燃油过程各阶段的主要特点以及对它们的要求。 5-4 分析过得空气系数和点火提前角对燃烧过程的影响。

5-5 为什么在汽车发动机上要安装点火提前真空调节器和点火提前离心自动调节器？

5-6 爆燃的机理是什么？如何避免发动机出现爆燃？

5-7 何谓汽油机表面点火？防止表面点火的主要措施有哪些？

5-8 何谓汽油机燃烧循环变动？燃烧循环变动对汽油机性能有何影响？如何减少燃烧循环变动？

5-9 提高汽油机压缩比对提高性能有何意义？如何保证在汽油机上使用较高的压缩比？

5-10 分析空气运动对汽油机燃烧过程的影响。 5-11 汽油机燃烧室设计的要求是什么？

5-12 何谓稀燃、层燃系统？稀燃、层燃对汽油机有何益处？

5-13 如何选定合适的点火提前角？当转速和负荷变化时，分别采用什么方法调节点火提前角？

5-14 怠速混合气、功率混合气和经济混合气的过量空气系数和空燃比的值各为多少？

5-15 过量空气系数略增或略减时有助于消除爆震燃烧，但为什么过稀会“回火”，过浓会“放炮”。

第六章：内燃机待用燃料

6-22 为什么要在内燃机上使用气体燃料？ 6-23 简述气体燃料发动机的发展情况。

6-24 简述气体燃料发动机的燃料供给系统的基本组成。

6-25 举例说明LPG发动机燃料供给系统中蒸发减压器和混合器的结构原理。

第七章：内燃机的燃料供给与调节

7-1 汽油机燃烧过程滞燃期的定义是什么？汽油机滞燃期的影响因素有哪些？ 7-2 分析柴油机燃烧过程的四个阶段。

7-3 柴油机燃烧过程滞燃期定义是什么？柴油机滞燃期的影响因素有哪些？ 7-4 放热率曲线如何求出？放热率曲线在内燃机研究中的作用是什么？ 7-5 影响柴油机冷起动性能的主要因素有哪些？

7-6 试述评定旋流进气道的方法以及评价旋流进气道性能的评价指标。 7-7 分析比较直喷式和分隔式柴油机的优缺点。 7-8 涡流室柴油机的设计要点有哪些？ 7-9 改善柴油机燃烧的主要途径有哪些？

7-10 试分析空气运动对直喷柴油机混合气形成和燃烧的影响。 7-11 对压燃式内燃机燃料供给与调节系统的基本要求是什么？ 7-12 简述压燃式内燃机燃料喷射过程（以柱塞式喷油泵为例）。

7-13 简述几何供油规律和喷油规律的关系，并解释两者之间的区别与联系。 7-14 给出供油提前角、喷油提前角的定义，解释两者的关系以及它们对柴油机性能的影响。

7-15给出预行程、有效行程的定义，并分别说明预行程和有效行程大小对喷油过程及柴油机性能的影响。

7-16 分析等容式出油阀减压容积大小对喷油过程的影响。

7-17 什么是喷油喷流通特性？说明喷油嘴流通截面对喷油过程和柴油机性能的影响。

7-18 提高喷油系统的喷油压力与哪些因素有关？简述它们的变化关系及限制因素。

7-19 说明压燃式内燃机有哪些异常喷射现象和它们可能出现的工况。简述二次喷射产生的原因、造成的危害及消除方法。

7-20 喷油泵速度特性校正方法有哪几种？简述各种校正方法的原理。 7-21 分析两极式和全程式机械调速器工作特性不同的原因。

7-22 说明稳定调速率与瞬态调速率的不同，分别给出它们的测试方法。 7-23 压燃式内燃机电控高压喷射有哪两大类？为什么说时间控制方式是今后的发展方向？

7-24 已知一台6缸四冲程直喷柴油机，标定功率Pe=130kW，标定转速n=2500r/min，标定工况be=240g/(kW·h)。试计算该柴油机喷油系统的主要性能参数和为它选配喷油系统，如柴油机循环供油量、柱塞直径、有效行程、凸轮最大升程、喷油泵类型、喷油器开启压力、喷孔数、喷孔直径。

7-25 简单化油器特性不符合理想化油器特性的原因何在？目前广泛采用的主燃油系校正方法是什么？这种方法有何特点？

7-26 怠速转速过高或过低对汽油机性能产生什么影响？如何调整？

7-27 简述化油器的主要功能，比较化油器与电控汽油喷射系统的结构和性能特点。 7-28 简述电控汽油喷射系统的组成和各部分的主要功用。 7-29 汽油机的喷油系统与柴油机的喷油系统有何区别？ 7-30 说明化油器与电控汽油喷射系统在加速工况时的工作原理。

7-31 画出电控汽油喷射系统燃油供给部分和电控部分的原理框图，并说明各部分的工作特点。

第八章：内燃机污染物生成与控制

8-1 从对环境的污染来看，相对其他类型热力发动机（例如燃气轮机和蒸气动力系统）来说，为什么内燃机存在特殊的问题？

8-2 CO、HC和NOx对环境和人体的危害作用在什么地方？它们的危害各自有何特殊性？

8-3 柴油机的微料有什么危害性？

8-4 排放物体积分数、质量浓度、质量排放量和比排放量如何计算和测定？ 8-5 点燃式与压燃式内燃机之间在CO、HC和NOx生成机理方面有何异同？ 8-6 EGR对汽油机和柴油机的作用各有何特点？

8-7 为针对NOx排放优化点火和喷油定时，要对燃烧系统进行怎样的改进？ 8-8 柴油机碳烟排放与微料排放之间有什么关系？

8-9 柴油机的微粒与NOx排放之间存在什么矛盾？如何缓解此矛盾？

8-10 试针对图7-10和图7-13所示车用汽油机和柴油机的排放特性进行解释。 8-11 试比较汽油机和柴油机的曲轴箱强制通风问题。 8-12 请设计汽油机和柴油机的电控EGR脉谱。

8-13 为什么汽油怠速时，CO排放调低了一般会使HC排放升高？ 8-14 试评价高能点火对排放的影响？

8-15 全面分析S/D对汽油机和柴油机排放的影响。 8-16 综述低排放汽油机的设计要点。 8-17 综述低排放柴油机的设计要点。

8-18 为降低柴油机的排放，对喷油系统的最新发展进行评述。

8-19 合理应用三效催化转化器的前提是什么？催化转化器对怠速排放有什么影响？

8-20 柴油机排放微粒捕集器的技术关键是什么？试评价其发展和应用前景。 8-21 为降低内燃机的排放，对汽油和柴油要作哪些改进？

8-22 从排放角度综合评价各种可能的代用燃料和能源。 8-23简述一氧化碳CO的生成机理和主要防治措施。 8-24 简述氮氧化合物NOx的生成机理和主要防治措施。 8-25 简述碳氢化合物HC的生成机理和主要防治措施。 8-26 简述炭粒PM的生成机理和主要防治措施。

8-27 柴油机在什么工况下冒黑烟？在什么工况下冒蓝、白烟？蓝、白烟的成份有无差异？

第九章：内燃机的使用特性与匹配

9-1 发动机沿外特性工作时，平均指示压力最高的转速与平均有效压力最高的转速是否一致，为什么？

9-2 根据汽油机和柴油机的特性曲线，如何综合分析评价两种发动机的动力性和经济性？

9-3 内燃机的万有特性是如何得到的？它有何用途？ 9-4 发动机功率标定的依据是什么？

9-5 为何汽油机不用调速器也能在各种工况（包括怠速条件）下稳定工作，而柴油机则必须安装调速器？

9-6 发动机的转矩曲线陡，对车辆性能有何影响？如何改善转矩特性？ 9-7 内燃机速度特性的定义是什么？如何进行测量？

9-8 为什么要对内燃机的实测功率和燃油消耗率进行修正？两种修正方法各适用于什么项目？

9-9 试从工作过程分析柴油机与汽油机在负荷特性上的主要差异。为什么柴油机的排气温度明显地低于汽油机而且与负荷的关系较大？

9-10 一台非增压柴油机，功率受过量空气系数的限制，其标定功率为500kW，机械损失功率为88.2kW，燃油消耗率为220g/(kW·h)，在使用现场，大气压力为80kPa、环境温度为46℃、相对温度为60%时，其净功率和燃油消耗率为多少？

9-11 一台转速为30r/s、总排量为51.61L、具有进气中冷的四冲程的涡轮增压柴油机，在试验环境状态下发出功率896kW，燃油消耗量为196.2kg/h，增压比为2.6，试

问在使用现场应输出多少功率？燃油消耗率又为多少？已知试验环境大气状态为p=96kPa，t=29℃，=20%，使用现场环境状态为，℃，。

9-12 汽车发动机的转矩与汽车车速之间存在怎样的关系？与哪些因素有关？ 9-13 汽车的动力性能是如何评价的？如何通过汽车动力特性曲线获取动力性能的有关参数？

9-14 万有特性是如何得到的？有什么用途？

9-15 汽车经济性匹配的基本原则是什么？如何改进？ 9-16 汽车动力性匹配的基本步骤如何？ 9-17 发电用内燃机在匹配中应注意什么问题？

9-18 什么是内燃机的推进特性？试分析推进特性上各种性能参数的变化趋势。 9-19 采用变距桨对改善船舶航行的经济性有什么好处？一般用于哪些场合？ 9-20 机车内燃机主要的传动方式有哪些？各有何特点？ 9-21 试述发动机速度特性（包括外特性）和负荷特性的定义。 9-22 画出汽油机的外特性曲线，并标明和解释各参数。

9-23 在外特性中，为什么柴油机的扭矩Me曲线比汽油机的平坦些？这对实际使用有何影响？

9-24 为什么汽车不宜装标定功率过大的发动机？ 9-25 试述扭矩储备系数和适应性系数的定义。

9-26 试根据发动机扭矩曲线（Me?n）和外界阻力矩曲线（R?n），说明最大扭矩时的转速对发动机克服外界阻力的影响。

9-27 柴油机标定功率有哪几种？有何意义？

9-28 画出柴油机的负荷特性曲线，并标明和解释各参数。

9-29 在负荷特性中，为什么柴油机的有效燃料消耗率ge曲线比汽油机的平坦些？这对实际使用有何影响？

9-30 在全负荷运转时，汽油机比柴油机的经济性差，为什么？在部分负荷运转时，汽油机比柴油机的经济性更差，又为什么？

9-31 柴油机随着负荷的增大，指示燃料消耗率gi增大，而有效燃料消耗率ge先降后升。为什么同为经济性指标，其随负荷的变化却如此不同？

9-32 汽车和拖拉机是分别根据有效燃料消耗率ge曲线上的哪一点作为标定功率界限的，为什么？

9-33 负荷特性能够评价发动机的经济性，为什么车用发动机还要进行万有特性分析？

9-34 试述万有特性曲线的测取方法。

9-35 各类车型对万有特性曲线的要求有何不同？ 9-36 试述车用柴油机装调速器的必要性。

9-37 简述柴油机安装调速器后能够抑制高速飞车的机理。

9-48 画出全程式调速器的调速特性曲线，标明和解释各参数，并简述全程式调速器的工作原理。

9-39 试述稳定调速率、瞬时调速率和调速器不灵敏度的定义。 9-40 为什么在高原、热带和潮湿地区，发动机的功率会有所降低？

拓展题

T-1 试用一个实际内燃机的例子，比较活塞运动规律的精确式与近似式之间的差别。

T-2 在0.2~0.3范围内给定几个曲柄连杆比，按近似式进行计算，研究对运动规律的影响。

T-3 研究偏心曲柄连杆机构与中心机械的差别，讨论这种差别与偏心率的关系 T-4 曲柄连杆机构中的惯性力是“想象的力”，还是实际存在的力？ T-5 往复惯性力与缸内气体作用力的作用特性有什么差别？ T-6 请比较惯性力与气体作用力对活塞组和曲轴轴承副工作的影响。

T-7 试用一个实际内燃机的例子，计算和绘制曲柄销、连杆轴承、主轴颈和主轴承负荷极坐标图，并把它们展开成直角坐标图，研究负荷的变化情况和平均值。 T-8 发火均匀性对多缸内燃机总转矩曲线的形状及运转均匀性有什么影响？试以均匀发火和不均匀发火的两缸机为例加以说明。

T-9 试述内燃机曲轴平均块的设计原则。

T-10 试比较往复惯性力的旋转矢量合成表达法及放转矢量投影表达法的优缺点。 T-11 试为一台直列四缸四冲程内燃机设计一套二阶惯性力双轴平衡系统。 T-12 试为一台直列三缸内燃机设计一套一阶惯性力矩的双轴平衡系统。 T-13 试用一个实际内燃机的例子，计算曲轴轴系各段的刚度和相应的转动惯量，建立一个圆盘和直轴据振模型，并计算其固有频率和振形。

T-14 试分析内燃机的主要噪声源，并提出降低源强度的措施。

T-1 试针对轿车、货车、工程机械、农业机械、发电机等不同用途的内燃机，分别按主次排列列举其主要的设计要求，并论证其主次的理由。

T-2 试述汽油机与柴油机各自在的优缺点，并论证其适用场合。

T-3 四冲程和二冲程内燃机各自有什么优缺点？并分析二冲程机在汽车上的应用前景及面临的技术挑战。

T-5 为什么四缸机和六缸机应用最为广泛？ T-6 试述增压内燃机的发展现状和今后的动向。

T-7 试分析影响内燃机平均有效压力的主要因素，以及提高该参数的主要技术措施。

T-8 试分析活塞平均速度对内燃机动力性、经济性、紧凑性、可靠性和耐久性的影响。

T-9 试论证气缸尺寸和气缸数对内燃机各种指标的影响。

T-7 试用一个实际内燃机的例子，计算和绘制曲柄销、连杆轴承、主轴颈和主轴承负荷极坐标图，并把它们展开成直角坐标图，研究负荷的变化情况和平均值。 T-8 发火均匀性对多缸内燃机总转矩曲线的形状及运转均匀性有什么影响？试以均匀发火和不均匀发火的两缸机为例加以说明。

T-9 试述内燃机曲轴平均块的设计原则。

T-10 试比较往复惯性力的旋转矢量合成表达法及放转矢量投影表达法的优缺点。 T-11 试为一台直列四缸四冲程内燃机设计一套二阶惯性力双轴平衡系统。 T-12 试为一台直列三缸内燃机设计一套一阶惯性力矩的双轴平衡系统。 T-13 试用一个实际内燃机的例子，计算曲轴轴系各段的刚度和相应的转动惯量，建立一个圆盘和直轴据振模型，并计算其固有频率和振形。

T-14 试分析内燃机的主要噪声源，并提出降低源强度的措施。

T-1 试针对轿车、货车、工程机械、农业机械、发电机等不同用途的内燃机，分别按主次排列列举其主要的设计要求，并论证其主次的理由。

T-2 试述汽油机与柴油机各自在的优缺点，并论证其适用场合。

T-3 四冲程和二冲程内燃机各自有什么优缺点？并分析二冲程机在汽车上的应用前景及面临的技术挑战。

T-5 为什么四缸机和六缸机应用最为广泛？ T-6 试述增压内燃机的发展现状和今后的动向。

T-7 试分析影响内燃机平均有效压力的主要因素，以及提高该参数的主要技术措施。

T-8 试分析活塞平均速度对内燃机动力性、经济性、紧凑性、可靠性和耐久性的影响。

T-9 试论证气缸尺寸和气缸数对内燃机各种指标的影响。

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