导读：在2200r/min发动机的有效功率Pe=154Kw，第二章发动机的换气过程，85.四冲程发动机的泵气过程功：四冲程发动机的进、排气冲程中工质对活塞做的功称为，答案要点：，指示燃油消耗率：bi=指示效率：ηi=B20.3=?g/kW?h)Pi110.?106=?106=0.445biHμ183.6?4410053.设计一台四冲程六缸柴油机，标定工况转速3
指示燃油消耗率：bi=
指示效率：ηi=B20.3=?g/kW?h) Pi110.?106=?106=0.445 biHμ183.6?44100
53. 设计一台四冲程六缸柴油机，标定工况转速3000r/min，标定功率66.8KW，活塞平均速度vm=10m/s，平均指示压力
pmi=0.9Mpa，平均机械损失压力pmm=0.2Mpa。
（1）活塞行程s
（2）气缸直径
（3）标定工况下的机械效率ηm
（4）设活塞组摩擦损失占全部机械损失的40%；标定工况转速3000r/min时减小负荷，机械效率下降，当
ηm=0.5时，通过研究，活塞组摩擦损失可能降低25%，试问有效燃油消耗率be怎样变化？
（1） vm=2s?n?10-2
2s=30vm?102=30?10?10=10cm
（2）pme=pmi-pmm=0.9-0.2=0.7Mpa
p?Vs?i?nPe=me=120
D=pme?πD2120s?i?n 480?Pe480?66.8=≈0.90dm=9cm 0.7?1?6?
p0.2=1-0. （3） ηm=1-mm=1-pmi0.9
η＃11m-ηm-ηc?ηt?ηmHUηc?ηt?ηηm?η0.778-0.5mHUm（4）λ====55.6％ 0.5
ηc?ηt?ηmHUηm
可能提高55.6％
54. 六缸四行程柴油机D*s=135*140mm，在2200r/min发动机的有效功率Pe=154Kw，有效燃油消耗率be=217g/Kw.h，
机械效率ηm =0.75，求该工况下的指示功率Pi，平均有效压力pme，有效扭矩Ttq和有效效率ηe（柴油机热值
。 Hμ=42500 kJ/Kg）
解： 指示功率：由ηm=PeP154，得Pi=e==205.33(kW) Piηm0.75
气缸工作容积：Vs=?s?10=?140?10-6=2(L) 44
120Pe120?154==0.7(MPa) 平均有效压力：pme=Vs?i?n2?6?2200-3πD2
?154=668.5(N?m) n2200
3.63.6?106=?106=0.39 有效效率： ηe=beHμ217?42500有效扭矩：Ttq=
55. 设计一台四缸四冲程高速汽油机，设平均指示压力pmi=0.95Mpa,平均机械损失压力pmm=0.15Mpa，设标定转速为
5000r/min时能发出27.13kw的功率。
(1)为使活塞平均速度控制在12m/s，缸径冲程各为多少？(取整)
(2)若缸径冲程比为1:1.09，则缸径、冲程取多大？(取整)
（1）平均有效压力：pme=pmi-pmm=0.95-0.15=0.8(MPa) 气缸工作容积：Vs=
活塞行程：s=30τPe30?4?27.13?106=?106=203475(mm3) pme?i?n0.8?4??12?100=?100=72(mm) n5000
4VS=π?S4?(mm) 3.14?72气缸直径：D=
（2）s/D=1.09 气缸直径：D=4VS4?(mm) 1.09π1.09?3.14
活塞行程：s=1.09D=1.09?62=68(mm)
56. 设有一台单缸四冲程柴油机，其部分参数为：气缸直径D=100mm，活塞行程s=110mm，标定转速n=2000r/min，
kJ/kg，试求摩擦功率Pm=3.68kW，机械效率ηm=0.75，每小时耗油量B=2.67kg/h，柴油的低热值Hu=42496
该柴油机的平均有效压力pme、有效燃油消耗率be及有效效率ηet。
解： 由公式ηm=1-Pm得 Pi
Pm3.68==14.72(kW) 1-ηm1-0.75指示功率：Pi=
有效功率：Pe=Pi?ηm=14.72?0.75=11.04(kW) 3.6?103?Pi3.6?103?14.72==0.467 指示效率：ηit=B?Hu2.67?42496
有效效率：ηet=ηit?ηm=0.75?0.467=0.35 3.14?1002
气缸排量：VS=?s?10=?110=863500(mm3) 44
120Pe120?11.04==0.767(MPa) 平均有效压力：pme=Vs?i?n0.0-6πD2
有效燃油消耗率：be=
B2.67?103=?103=241.85g/(kW?h) Pe11.04
57. 一台四冲程柴油机的标定功率为Pe=158kW，单缸功率Pe1=26.33kW/缸，平均有效压力pme=0.85MPa，设冲程 6
缸径比s/D=1.24，活塞平均运动速度Cm=11m/s，试确定这台柴油机的缸径和转速（取整）。
i=158/26.33=6
s?n=30Cm=30?11=330(m/s)
pme=120Pe120Pe =Vs?i?nπD2
?s?i?n?103
480Pe=480?158
3.14?6?330?0.85?103D=π?i?s?n?pme?103=0.12(m)
s=1.24D=1.24?0.12=0.149(m)
n=15(r/min) s0.149
58. 设某四冲程六缸柴油机，在额定工况时，n=2000r/min，Pe=126.7kW，pme=0.8MPa，pmm=0.267MPa，
be=215g/(kW?h)。
（1）若已知Cm=9.33m/s，问该机的缸经D=?行程s=?
kJ/kg，问在额定工况时ηet=?ηit=? （2）已知柴油低热值Hu=41868
由s?n=30Cm=30?9.33=279.9(m/s) 得活塞冲程：s=
由pme=279.9=0.13995(m) 0Pe
=Vs?i?nπD2
?s?i?n?103
得气缸直径：
π?i?s?n?pme?103=480?126.7
3.14?6?279.9?0.8?103=0.12(m)
平均指示压力：pmi=pme+pmm=0.8+0.267=1.067(MPa) 有效效率：ηet=3.63.6?106=?106=0.4 be?Hu215?41868
pmm0.267=1-=0.75 pmi1.067机械效率：ηm=1-
指示效率：ηit=
ηet0.4==0.533 ηm0.75
59. 某四缸四行程汽油机D*s=92mm*92mm，标定工况，有效功率Pe=55kW，转速n=3750r/min，有效燃油消耗率
be=325g/(kW?h)，机械效率ηm=0.75，求该工况下的指示功率Pi，平均有效压力pme，有效扭矩Ttq和有效效率ηet
kJ/kg）（汽油低热值Hu=44000。
指示功率：Pi=Pe
ηm=55=73.33(kW) 0.75
-63.14?922
气缸排量：VS=?s?10=?92=611270(mm3) 44
120Pe120?55==0.72(MPa) 平均有效压力：pme=Vs?i?n0.0
?55==140.07(N?m) n3750
3.63.6有效效率：ηet=?106=?106=0.252 be?Hu325?44000πD2有效扭矩：Ttq=
第二章发动机的换气过程
三、名词解释
82. 充量系数（充气效率）：每缸每循环吸入缸内的新鲜空气量与按进气系统前状态计算而得的理论充气量的比值称为
充量系数。
83. 残余废气系数：进气终了时的每循环每缸的残余废气质量与每一循环实际进入缸内的新鲜充量的质量比称为残余废
84. 排气再循环率：排气的再循环量与缸内总充量（新鲜充量与再循环量之和）的比值称为排气再循环率。 85. 四冲程发动机的泵气过程功：四冲程发动机的进、排气冲程中工质对活塞做的功称为四冲程发动机的泵气过程功。 86. 气门开启总时面值：气门瞬时开启截面积对时间的积分称为气门开启时面值。
87. 简述提高汽油机充气效率的主要途径。
答案要点：
第一，降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了时的压力。
第二，降低排气系统的阻力损失，以减少缸内的残余废气稀释。
第三，减少高温零件在进气系统中对新鲜充量的加热，降低进气充量的温度。
88. 对于汽油机，均质燃烧系统与分层燃烧系统相比有何缺点？简述分层燃烧的原则。
答案要点：
与分层燃烧相比，均质燃烧系统有以下缺点：
1）容易发生爆燃（1分）；
2）汽油机功率变化时，混合气浓度仍需维持在点火范围内，即空燃比不可能变化很大，这就决定了汽油机的负荷调节只能采取量调节，而不能采用质调节（1分）；
3）汽油机始终以点火范围的混合气工作，热效率
济性更差（1分）；
4）排气污染严重（1分）。
分层燃烧的原则：点火的瞬间，在火花塞间隙周围是具有良好着火条件的较浓混合气。而在燃烧室大部分地区是较稀的混合气，在此二者之间，为了有利于火焰的传播，混合气空燃比从浓到稀过渡，只要一旦形成火焰， 8 ηt较低，低负荷时由于残余废气系数加大，热效率更低，经
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第6章 发动机特性
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第6章 发动机特性
官方公共微信上升，又存在一个最低燃油消耗率的?a值，其过量空气系数以?ab表示）。理想混合气（动
态过程对混合气特性的要求：冷车起动时，供给的混合气空燃比达2:1才能在汽缸中产生可燃混合器；暖车过程中，加浓程度应在暖车过程中逐渐减小，一直到发动机能以正常的混合气在稳定工况下运转为止；汽车在加速时，节气门突然开大，进气管压力随之增加；汽车急减速时，驾驶员迅速松开加速踏板，节气门突然关闭，此时由于惯性作用，发动机仍保持很高的转速）。
35.电控燃油喷射式供油系统混合气的形成。（1）按喷射位置分类：A缸内喷射B进气管喷射（单点喷射、多点喷射）；（2）按喷射方式分类：A连续喷射（发动机整个工作过程中连续喷射燃油）B间歇喷射又称脉冲喷射（每缸每次喷射都有一个限定的持续时间）；（3）按空气流量测量方法分类：A直接测量，质量（体积）流量控制的汽油喷射系统B进气管压力、发动机转速，推算吸入的空气量，并计算燃油流量的速度密度方式，速度密度控制的汽油喷射系统。
36.汽油机的燃烧室要求：结构紧凑；具有良好的充气性能；火花塞位置安排得当；燃烧室形状合理分布；要产生适当的气体流动。
37.传统汽油机燃烧室：楔形燃烧室；浴盆形燃烧室；半球形燃烧室。
38.常规汽油机缺点：为防止爆燃，采用较低压缩比，导致热效率较低；浓混合气的比热容低，使热效率降低；只能用进气管节流方式对混合气充量进行调节，即所谓量调节，这使得泵气损失较大；在化学计量比附近燃烧，其有害排放特别是NOx排放较高。
39.柴油机燃烧过程：（1）着火延迟期（2）速燃期（3）缓燃期（4）补燃期。
40.瞬时放热速率——在燃烧过程中的某一时刻，单位时间内（或1?曲轴转角内）燃烧的燃油所放出的热量；累积放热百分比——从燃烧过程开始至某一时刻为止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。
41.放热规律三要素——燃烧放热始点、放热持续期和放热率曲线的形状。
42.燃油喷射又两类指标即喷油特性和喷雾特性，喷油特性是喷油系统高压油路中的行为，主要包括喷油开始时间、喷油持续期、喷油速率变化以及喷油压力。喷雾特性——燃油喷入燃烧室后的行为，主要包括贯穿距离、喷雾锥角和喷雾粒径，以及油束中燃油浓度、速度和粒度的分布规律。
43.喷射过程：（1）喷射延迟阶段（2）主喷射阶段（3）喷油结束阶段。
44.供油速率——单位凸轮轴转角(或单位时间)由喷油泵供入高压油路中的燃油量；喷油速率——单位凸轮轴转角（或单位时间）由喷油器喷入燃烧室内的燃油量。供油规律——供油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系；喷油规律——喷油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系。（两者差异：A燃油的可压缩性；B压力波传播滞后；C压力波动；D高压容积变化。)
45.柴油机的混合气形成方式分为两大类，即空气雾化混合与壁面油膜蒸发混合。（空间雾化混合方式尽管有较高的热效率，但炭烟、NOx和燃烧噪声均较高。）
46.缸内气流运动：涡流（涡流转速与发动机转速之比?）(1)进气涡流（2）压缩涡流；挤流；湍流；滚流。
47.柴油机燃烧室：直喷式燃烧室（1）浅盆形燃烧室（2）?形燃烧室（3）挤流口形燃烧室
（4）非回转体燃烧室（5）球形燃烧室；分隔式燃烧室（1）涡流室燃烧室（2）预燃室燃烧室。
48.柴油机燃烧影响因素：（1）燃油的物化性质（2）压缩气体状态（3）燃油喷射规律（4）油气混合组织。
49.柴油机优化基本原则：油—气—燃烧室的最佳配合；控制着火延迟期内的混合气生成量；合理组织燃烧室内的涡流和湍流运动；紧凑的燃烧室形状；加强燃烧期间和燃烧后期的扰流；优化运转参数。
50.发动机的特性——在一定条件下，发动机性能指标或特性参数随各种可变因素的变化规律，可分为运行特性和调整特性。发动机得运行特性——发动机的性能指标随工况参数—转速和负荷的变化规律；调整特性——发动机在转速和油量调节装置位置不变条件下，各种性能指标随调整参数而变化的规律。
51.发动机工况是指发动机实际运行的工作状况Pe?Ttq?n；发动机工况平面即工作区域取决于发动机的用途。
52.发动机工况可分为:(1)第一类工况，其特点是发动机的功率变化时，转速几乎保持不变，该工况又被称为固定式发动机工况。（2）第二类工况，其特点是发动机的功率与转速接近于幂函数关系，发动机的螺旋工况。（3）第三类工况，其特点是工率与转速都在很大范围内变化，发动机的面工况。
53.发动机的功率标定是指制造企业根据发动机的用途、寿命、可靠性、维修与使用条件等要求，人为地规定该产品在标准大气条件下输出的有效功率以及对应的转速，即标定功率与标定转速。我国发动机功率为四级（1）15min功率（2）1h功率（3）12h功率（4）持续功率。
54.发动机特性参数分析式（1）有效功率
；（2）有效输出转矩
（3）有效燃油消耗率be??it?m；
；（4）每小时燃油消耗量
n。可以导出柴油机分析式
Pe?K5gb?it?mn
Ttq?K6gb?it?m;B?K7gbn。
55.发动机速度特性是指发动机在油量调节机构（油量调节齿条、拉杆或节气门开度）保持不变的情况下，主要性能指标（转矩、油耗、功率、排温、烟度等）随发动机转速的变化规
56.柴油机的速度特性：喷油泵的油量调节机构位置固定，柴油机得有效功率Pe、有效转矩
Ttq、有效燃油消耗率be、每小时燃油耗油量B等性能指标随转速n变化的关系。
57.汽油机的速度特性：当汽油机的节气门开度一定，其有效功率Pe、有效转矩Ttq、有效耗油率be、每小时耗油量B等性能指标随转速变化的关系。
58.调速特性——加速踏板（喷油泵手柄）位置固定，在调速器起作用时，柴油机得性能指标随转速的变化关系。
59.负荷特性——当转速不变时，发动机的性能指标随负荷而变化的关系。
60.柴油机负荷特性——当柴油机保持某一转速不变，移动喷油泵齿条或拉杆位置，改变每循环供油量gb，燃油消耗量B、燃油消耗率be等随负荷Pe（Ttq,pme）而变化的关系（过
量空气系数随负荷增加而减小，这一负荷调节过程被称为“质调节”。）
61.汽油机负荷特性——当汽油机的转速保持不变，而逐渐改变节气门开度，同时调节测功器负荷，以保持转速不变；此时，燃油消耗量B、燃油消耗率be随负荷Pe（Ttq,pme）变化
而变化的关系。（汽油机的供油量是通过节气门的开度变化来调节，这样相应改变了进入汽缸的混合气数量，而混合气的浓度变化不大，故称为“量调节”）。
62.造成燃油消耗率差异的主要原因在于指示热效率的差异。
63.在一张图上全面表示出发动机性能的特性曲线，这种能够表达发动机多参数的特性称为万有特性。绘制方法：负荷特性法和速度特性法。
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