内燃机原理与构造复习题 需要掌握的概念: 1) 压缩比?:压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比; 2) 平均有效压力 pme:单位气缸工作容积发出的有效功; 3) 有效功率 Pe:发动机通过飞轮对外输出的功率 Pe=Ttqn/9550; 4) 有效燃油消耗率 ge: 发动机每输出 1kW· h 的有效功所消耗的燃油量; 5) 升功率 PL:每升气缸工作容积发出的功率; 6) 机械效率?m:机械输出功与输入功 的百分比; 7) 充气效率?v: 内燃机每个工作循环内,发动机气缸内实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气道状态 下充满气缸工作容积的理论空气质量比值; 8) 过量空气系数?:燃烧 1kg 燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧 1kg 燃料所需的空气质量之比; 9) 空燃比 A/F: 混合气中空气与燃料之间的质量的比例; 10) 发动机工况:发动机运转状态或工作状况,常以功率和转速来表征; 11) 发动机速度特性:有效功率 Pe、扭矩 M、比燃料消耗量 g 随发动机转速 n 而连续变化的表现; 12) 发动机负荷特性: 在转速一定的条件下,发动机经济性能指标随负荷变化而变化的关系; 13) 发动机外特性: 在发动机最好的工作状态下能使发动机发出最大功率的情况下测出来 补充:工作循环与性能指标 1. 发动机理论循环分类: (1)混合加热循环——高速柴油机; (2)定容加热循环——汽油机; (3)定压 加热循环——高增压和低速大型柴油机; 2. 理论循环的假设条件: (1)工质是理想气体; (2)工质在闭口系统中做封闭循环; (3)绝热等熵过程; (4)所有过程是可逆过程; (5)假设燃烧是外界无数个高温热源定容或定压向工质加热。工质放热为定 容放热 3. 发动机实际工作过程(柴油机启动条件):进气——压缩——燃烧——膨胀——排气 4. 理论循环与实际循环的差别:实际循环存在以下损失(1)实际工质影响:泄露损失; (2)换气损失; (3)燃烧损失; (4) :传热损失。以上损失致使实际循环效率比理论循环低。 5. 性能指标及性能参数:动力性能指标(1)有效功率 Pe(2)有效扭矩 Ttq; (3)平均有效压力 Pme;;(4) 转速 n 和活塞平均速度 Cm 经济性能指标(1)有效热效率 ?e; (2)有效燃油消耗率 be 强化指标(1) 升功率和比质量; (2)强化系数 环境指标(1)排放性能; (2)噪声 6. 热平衡分析:热量转换为有效功及各项损失的分配情况,由试验确定。 1、发动机每小时所耗燃油的 热量 QT(kg/h) 2、发动机每小时转换为有效功的热量 QE( kg/h )3、每小时传递给冷却介质的热量 QS ( kg/h )4、每小时废气带走的热量 QR(kJ/h)5、每小时燃料不完全燃烧热损失 QB(kJ/h)6、其 它热量损失 QL(kJ/h)热平衡常以燃料总热量的百分比表示,即: qe ? Q QE Q % qS ? S % q r ? R % QT QT QT qb ? QB Q % ql ? L % QT QT qe+qs+qr+qb+ql=1 第一章:发动机原理与总体构造 1. 什么是外燃机?什么是内燃机?:外燃机——利用燃料燃烧加热循环工质,使热能转化为机械能的一 种热机; 内燃机——使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机 2. 往复活塞式内燃机如何分类?: (1)点火方式; (2)使用燃料种类; (3)冷却方式; (4)进气状态; (5)冲程数; (6)气缸数及布置 3. 四冲程汽油机通常由哪两大机构和五大系统组成及作用?答:两大机构:曲柄连杆机构,作用:动机 借以产生动力,并将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。配气机构, 作用:使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排出废气 五大系统:燃料供给系(作用是把汽油和 空气混合成成分合适的可燃混合气供入气缸,以供燃烧,并将燃烧生成的废气排出发动机。)、润滑系(将一定压力的润滑油供给 作相对运动的零件工作表面之间以形成液体摩擦,减少摩擦阻力,减轻机件的磨损,并冷却摩擦零件,清洗摩擦表面,缓和冲击,分 散应力,辅助密封。 ) 、冷却系(把受热机件的热量散到大气中,以保证发动机在正常温度范围内工作) 、点火系(保证按规定 时刻及时点燃被压缩的可燃混合气。 )和起动系(使静止的发动机起动并转入自行运转) 4. 内燃机压缩比的定义是什么?汽油机与柴油机的压缩比有何不同?答:1、定义:内燃机气缸总容积与 燃烧室容积的比值;2、汽油机压缩比比柴油机低得多。因点火方式不同,汽油机火花塞点火, 不需要高压缩比,柴油机高压自行燃烧。 5. 汽油机与柴油机工作原理上的主要不同之处有哪些?(1)点火方式不同; (2) 可燃混合气形成方式不同; (3)压缩比相差较大 第二章:曲柄连杆机构 1. 汽车发动机气缸体结构如何分类及各自特点?(1)直列式:结构简单,加工容易,但长度和高度较 大; (2)V 形:刚度增加,重量减轻,宽度大,形状复杂,加工困难; (3)对置式:高度小,布置方便 2. 比较干式缸套和湿式缸套的结构特点和各自的优缺点? (1) 干式: 不直接与冷却液接触, 壁厚 1~3mm; 优点:刚度大,中心距小;缺点:传热性差,温度分布不均,易局部变形,工艺复杂; (2)湿式:与冷却 液接触,壁厚 5~9mm;优点:工艺简单,冷却效果好;缺点:易漏水、漏气 3. 气环的主要作用是什么?能避免“泵油”现象的气环是什么断面形状的气环? 答:作用:保证活塞 与汽缸壁间的密封,防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱,同时将活塞顶部的大部分热量传给汽 缸壁,再由冷却液或空气带走。 (密封与导热) 非矩形断面扭曲环 4. 扭曲环装入气缸内为什么会产生扭曲的效果?它有何优点?装配时应注意什么?(1)活塞环装入气 缸后,其外侧拉力合力与内侧压力合力之间有一力臂,于是产生了扭曲力矩; (2)增加密封性,易于磨合, 有向下刮油作用。 (3)注意换的断面形状和方向,不能装反 5. 四冲程四缸汽油机发火次序是什么?四冲程六缸汽油机发火次序是什么?(1 ) 1-2-4-3 或 1-3-4-2 (2)1-5-3-6-2-4 第三章:配气机构 1. 四冲程汽油机的配气机构如何分类?(1)气门布置形式; (2)凸轮轴的布置位置; (3)曲轴和凸轮 轴的传动方式; (4)每气缸气门数 2. 现代高速四冲程汽油机多采用四气门、双顶置凸轮轴,为什么?答:与两气门相比,气门质量小,配气 机构动力特性更好,更容易上高速机,由于便于采用结构紧凑的半球形燃烧室,气门夹角较小,便于布置 3. 发动机配气相位定义、作用及作图(1)用曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻,并用圆弧表示气门 的开启角度和关闭角度(2)按照发动机每一气缸内进行的工作循环和发火次序的要求,定时开启和关闭 进、排气门,使新鲜充量及时进入气缸,而废气即使从气缸排出。 第四章:汽油机供给系 1. 汽油的使用性能指标主要有哪些?汽油的牌号如何确定?如何选择汽油的牌号?(1)蒸发性、热值 和抗爆性; (2)根据辛烷值划分; (3)根据发动机压缩比(压缩比越高选择汽油的牌号越高)和汽车说明 书建议 2. 与传统化油器式发动机相比,电控汽油喷射式发动机的优点有哪些?(1)能提高发动机最大功率(2) 耗油量低,经济性好(3)减少排气污染 3. 电控汽油喷射系统如何分类?(1)按喷射系统执行机构的不同:多点喷射、单点喷射; (2)按喷射 控制装置的形式不同:机械式、电子控制式、机电混合控制式(3)喷射方式不同:间歇喷射、连续喷射 4. 电控汽油喷射系统组成?答:燃油供给,空气供给,电路控制 第五章: 柴油机供给系 1. 柴油的使用性能指标主要有哪些?柴油的牌号如何确定?如何选择柴油的牌号?(1)发火性、低温 流动性、蒸发性、化学安定性、防腐性、适当黏度; (2)根据凝点划分; (3)根据使用地区最低气温选择 2. 与传统柴油机相比,高压共轨发动机的优点有哪些?(1)提供最佳供油量(2)减少燃油压力随发动 机转速变化的程度(3)精度高(4)可以提高汽车动力性、经济性、降低排放。 3. 高压共轨系统组成?高压油泵、压力传感器、电子控制单元 第六章: 发动机特性 1. 发动机工况定义:发动机运转状态或工作状况,常以功率和转速来表征。 2. 发动机工况稳定条件:发动机输出扭矩即有效扭矩 Ttq 和工作机械阻力矩 Tr 相等。 3. 发动机速度特定、负荷特定、万有特性汽柴油机差别: (1)汽油机节气门开度一定,其有效功率、扭 矩、耗油率、每小时耗油量等随转速变化的关系称为汽油机的速度特性。喷油泵的油门拉杆或齿条位置固 定不动,柴油机性能指标随转速变化的关系称为柴油机速度特性(2)负荷特性:汽油机:有效燃油消耗 be 随负荷的增加而降低,一般在接近全负荷时达到最小,随后又缓慢上升;柴油机:与汽油机趋势相同, 不过比汽油机更平坦(3)万有特性:1.汽油机:最低油耗偏高,经济区偏小;等 be 线在低速区向大负荷 收敛,说明汽油机在低速低负荷 be 较高,等有效功率曲线 Pe 随转速升高而斜穿等 be 线。2.柴油机:最低 be 较低,经济区宽;等 be 线在高低俗均不收敛,变化较平坦;等有效功率曲线 Pe 向高转速延伸时,be 变化不大。 4. 万有特性作图 第七章 发动机冷却系 1. 冷却系统的功用是什么?发动机的冷却强度为什么要调节?如何调节?(1)使发动机在所有工况下 都保持在适当的温度范围内,防止发动机过热或过冷,并且在发动机启动后使发动机迅速升温,尽可能缩 短暖机时间。 (2) 发动机工作期间最高温度达到 2500℃, 即使怠速或中等转速燃烧室的平均温度也在 1000℃ 以上,若不进行适当的冷却,发动机将会过热,工作过程恶化,零件强度降低,机油变质,零件磨损加剧, 最终导致发动机动力性、经济性、可靠性及耐久性的全面下降。 (3)通过节温器、散热器、百叶窗、风扇 来调节。 2. 强制循环水冷却系统中节温器的作用什么?引起发动机过热的原因有那些?(1)根据冷却水温的高 低,打开或关闭冷却水通向散热器的通道,调节冷却系统的冷却强度。 (2)冷却水不足、散热不良(散热 器使用过久后,内部的积垢相应加厚或是风扇皮带打滑) 、节温器损坏 3. 什么是冷却系统的大循环冷却方式?什么是冷却系统的小循环冷却方式?(1 )当发动机水温高于 76℃,主阀门开启,水温超过 86℃,主阀门完全打开,副阀门完全关闭,此时来自气缸出口的冷却水沿出 水管全部进入散热器,成为发动机的大循环冷却方式。 (2)当发动机水温低于 76℃,节温器主阀门关闭, 副阀门打开,冷却水不流经散热器,只是在水套与水泵之间循环,成为发动机的小循环冷却方式。 第八章 发动机润滑系 1. 润滑油有哪些作用?润滑油的牌号如何确定?如何根据季节变化选择机油牌号?(1)形成油膜,实 现液体润滑,从而减少摩擦阻力,降低功率消耗,减轻机件磨损,保证发动机可靠,提高耐久性。 (2)根 据机油粘度的大小来确定,通常用运动粘度表示。 (3)冬天时应选择牌号低的机油,夏天时应选择牌号高 的机油。 2. 四冲程汽油机机油消耗的途经是什么?四冲程汽油机机油消耗率剧增的原因有那些?(1)发动机工 作时, 总有一部分可燃混合气和废气经活塞环漏到曲轴箱, 漏到曲轴箱内的汽油蒸汽凝结后造成机油变稀, 性能变坏;废气促使机油氧化变质,更使曲轴箱内压力升高,促使机油上窜到燃烧室内烧掉,也从曲轴油 封、衬垫等处渗出而流失。 (2)1、连杆弯曲偏磨,机油上窜;2、活塞环磨损,密封失效,机油上窜;3、 气门导管橡胶密封圈损坏,机油下窜;4、曲轴箱通风系统失效,机油上窜。