2013工程热力学及内燃机原理自考重点复习资料 (1)

内燃机原理复习资料 第二章、内燃机的工作循环

一、“理想循环”假定？

答：理想循环讨论中所采取的简化假定是：1.工质是一种理想的完全气体，在整个循环中保持物理及化学性质不变；2.不考虑实际存在的工质更换以及漏气损失，工质数量保持不变，循环是在定量工质下进行的；3.把汽缸内工质的压缩和膨胀看成是完全理想的绝热过程，工质与外界不进行热交换；4.用假想的定容放热和定容或定压加热来代替实际的换气和燃烧过程。 二、内燃机的实际循环与理论循环的区别

答：1、工质不同；2、气体流动阻力；3、传热损失；4、燃烧不及时、后燃及不完全燃烧损失；5、漏气损失。

三、压缩过程的作用？

1、压缩过程扩大了工作循环的温度范围；2、压缩过程使循环的工质得到更大的膨胀比，对活塞做更多的功；3、压缩过程提高的工质的温度和压力，为冷机启动及着火燃烧创造了条件。 四、四冲程工作原理

1、进气行程：排气门关闭，随着活塞下行汽缸内产生低压，重进气门吸入空气和汽油的混合气，柴油机中吸入的是新鲜空气。2、压缩行程：进、排气门关闭，活塞上行压缩汽缸内的气体，在柴油机中，把空气压缩到燃料自然温度以上。3、做功行程：当活塞快到上止点时，用火花塞点燃混合气使之燃烧，在柴油机中，此时燃料以雾化状态喷射到汽缸内，和高温空气接触而自行着火燃烧，燃烧所产生的高压气体，把活塞往下推而做功。4、排气行程:当活塞到下止点稍前一些时，排气门开启，排气溢出，汽缸内压力下降，活塞上行把膨胀完了的燃气排除汽缸外。

五、示功图：把内燃机在1个工作循环中气缸内工质状态的变化，表示为压力与容积的关系，即压力与活塞行程的关系的图形。

六、标定转速：指在标定工况下，发出标定功率时内燃机相应的曲轴转速。 七、油耗率：在标定工况下，发出标定功率时内燃机所具有的有效油耗率。 八、升功率N :单位气缸工作容积内燃机所具有的标定功率。 九、活塞功率N ：单位活塞总面积上内燃机所具有的标定功率。

十、指示效率：是评价内燃机工作循环的一个经济性参数，也是衡量气缸内燃料燃烧所应释放出的热能有效转换成指示功的程度的一个尺度。

十一、机械损失功率由以下组成：摩擦损失功率、泵气损失功率、压力机或扫气泵损失功率、辅助机械损失功率。

1

十二、有效效率及有效油耗率

有效效率是曲轴上输出有效功与消耗相应的燃料热能的比。有效油耗是在内燃机曲轴输出有效功1KW’h所消耗的燃料量。

第四章内燃机的燃烧

一、为什么汽油机要使用预混合燃烧

答：按混合气燃烧的性质划分，内燃机中的燃烧有预混合燃烧和扩散燃烧两大类。

汽油机所使用的汽油燃料易于蒸发，且具有较高的自然着火温度，所以汽油机一般通过化油器使燃料与空气在气缸外部形成混合气，由于在进气过程中汽油蒸发及其与空气混合的时间较长，以至于临近点火前，燃料和空气已基本上预先混合好了。显然，化油器式汽油机的燃烧属于典型的预混合燃烧。由于使用化油器的汽油机存在着进气节流损失，且较难实现像柴油机那样的高压缩比，非均相稀薄混合气燃烧，故其热效率相对较低、燃油消耗率相对较高。 二、汽油机的燃烧的三个阶段及特点？

1、滞燃期：滞燃期的长短对汽油机的工作影响不大。2、急燃期。3、后燃期。

三、爆燃：由于汽油机一般缸径较小，所以强烈的压力波在活塞顶、汽缸盖底面等机件之间多次反射，会引起这些零件的高频震动，发出尖锐的金属敲击声。

四、早燃：如果缸内的混合气在火花塞点火前，已被燃烧室内其他的帜热热表面点燃。 五、爆燃时汽油机与柴油机的区别？

答：汽油机的爆燃现象同柴油机的工作粗暴性在燃烧本质上是一致的，均为可燃混合气自燃的结果，但二者在发生的时间和缸内状态方面互有差异，柴油机的工作粗暴性发生于急燃期始点，但缸内压力分布仍是均匀的，而汽油机的爆燃发生于急燃期的终点，缸内的压力分布不平衡，有压力波冲击现象。

六、汽油机典型燃烧室：锲形燃烧室、浴盆形燃烧室、半球形燃烧室。直接喷射式燃烧室：开式燃烧室、半开式燃烧室。 分隔式燃烧室：涡流室预燃室、预燃室燃烧室。 七、稀薄混合气燃烧的优点

答：这种燃烧方式不但能提高汽油机的指示热效率，同时还可以降低NOx排放，另外，稀燃汽油机可以采用高压缩比从而有利于进一步提高热效率，改善经济性。 八、分层燃烧的优点

答：分层燃烧是改善排气污染，提高经济性的提高压缩比的最有效方法。1、可采用更高的压缩比；2、改变了汽油机功率变化只能用进气管节流的变量调节的情况；3、火焰温度有所降低，有利于减少热损失和热分解，并显著改善过浓混合气燃烧排气中有害成分含量高的情况；4、汽油机在稀混

2

合气下工作时，其末端气体不宜产生爆燃。

九、柴油机热效率高的原因：在于其压缩比较高，泵气损失较低（无节气门）以及可燃混合气较稀，能获得高效率的非均相燃烧。

十、柴油机燃烧：柴油机的燃烧过程包括预混合燃烧和扩散燃烧两部分，扩散燃烧是燃料和氧化剂未预先混合的燃烧过程，控制其燃烧速率的是可燃混合气形成的快慢，柴油机中的燃烧主要是扩散燃烧。

十一、柴油机的燃烧阶段：1、着火延迟期（滞燃期）2、急燃期3.、缓燃期4、后燃期

第五章、内燃机的燃料和燃料供给

一、柴油的主要特性

1、自然性2、流动性3、粘度4、蒸发性。

二、燃油喷射过程：第一阶段为喷油滞后阶段、第二阶段为主喷射阶段、第三阶段为自由膨胀阶段 三、喷油规律及其测量：由喷油泵进入高压油管的燃油质量随时间或凸轮轴转角变化而变化的规律称为喷油规律。

四、常见的异常喷射现象有：二次喷油、断续喷油、间歇喷油、穴蚀等 五、如何消除二次喷油？

答：可以采用适当增大等容卸载出油阀的卸载容积，选用等压卸载出油阀，提高针阀开起压力，改变高压油管等措施来消除二次喷油。

六、喷油系统与柴油机匹配的原则和工作顺序

答：1、了解柴油机的特征和主要参数；2、对柴油机的运行范围，常用工况进行调研和统计处理；3、求出各个匹配点的有关柴油机性能指标；4、柴油机冷启动性能的优劣、怠速工况冷却性暖机时间的长短，与喷油系统直接相关；5、匹配工作有时会受到喷油系统自身零部件工作能力的制约；6、匹配工作的优劣要将喷油系统，柴油机装到试验台架或配套机械上进行实验和使用考核后，才能最终确定。

第六章、内燃机的换气过程

一、换气过程的分析：

答：1、自由排气阶段：该阶段自排气门在点b开启时起至缸内压力p和排气管内压力pr相等时止，特点为，利用缸内和排气管内的压差排气。2、强制排气阶段：该阶段至自缸内气体压力p和管内燃气压力pr相等时起至排气门关闭的点r止，特点为，依靠活塞强制推挤将燃气排除缸内，在此阶段，缸内气体状态由活塞速度，排气门有效流通面积，排气管内的气体状态共同决定。3、进气阶段：该阶段进气门在点r开启时起至点g关闭时止，在进气阶段，下行的活塞把充量吸入气缸，缸内的气体状态取决于活塞速度，进气门开启规律，进气管内气体状态。4、气门重叠和燃烧室扫

3

气阶段:活塞在上止点附近时进、排气门同时开启，称为“气门重叠”，进气提前角与排气延迟角的和称为气门重叠角，由于这时缸内形成的空间也就是活塞在上止点附近形成的燃烧室空间，所以这一阶段也称为燃烧室扫气。

二、残余燃气系数 ：在进气过程结束时，气缸内的残余燃气质量M与气缸内的新鲜空气质量之比M ,即：

三、补充进气比：进气门关闭时气缸内的混合气质量mg与进气过程到下止点时气缸内的混合气质量mg'之比

四、充气系数(充气效率)ηv：进气过程结柬时，实际进入气缸的新鲜空气质量mL与在进气状态下

能充满气缸工作容积的新鲜空气质量ms，之比，

第七章、内燃机增压

一、增压技术：所谓内燃机增压，就是增加进入内燃机气缸之前的空气压力，即增加进气密度，以增加进入气缸的空气质量。 二、采用增压的优点

答：采用增压的方法，除能提高内燃机升功率以外，还具有一下优点：1.因为增压器增压的重量和尺寸都相对较小，而内燃机的功率可有较大提高，所以增压柴油机单位功率的重量、尺寸将会相应减小；2.内燃机单位功率的造价降低，特别是大型柴油机尤为显著；3.排气的噪声有所降低，对减少有害物质排放也会有所好处；4.在采用涡轮增压时，内燃机的热效率较高，经济性将会得到改善。 三、涡轮增压和谐振系统组成的复合增压优点

结构较简单，不要专门的控制系统；内燃机的扭矩特性可获得明显改善；内燃机的加速性能也可得到改善。因为进气系统的容积较大，空气储备充足，在加速时进气动力效应又无惰性，故可缩短响应时间。采用电控可变预行程技术，来控制喷油规律。 四、脉冲式和定压式涡轮增压系统的比较？ 1、排气能量利用的效果

（1）排气能量传递效率：在定压涡轮增压系统中，排能能量传递效率较低；在脉冲涡轮增压系统中，排能能量传递效率较高。

（2）涡轮效率：在定压涡轮增压系统中，涡轮效率较高；在脉冲涡轮增压系统中，涡轮效率较低。 2、对柴油的性能影响

（1）柴油机的加速性：在定压涡轮增压系统响应快，加速性能较好； 在脉冲涡轮增压系统效应慢，加速性能较差。

（2）低速转矩特性：在定压涡轮增压系统低速转矩较小；在脉冲涡轮增压系统低速转矩特性比定

4

压涡轮增压系统的好。

（3）柴油机得油耗效率：采用定压涡轮增压系统时，在高增压负荷时才具有较小的油耗率；采用在脉冲涡轮增压系统时，在增压压力较低。并处于部分负荷时才有较小的油耗率。

第八章、内燃机的排放与控制

一、采用多气门技术的优点

答：1、增加了内燃机的充气量，可以提高内燃机功率百分之20左右；2、有利于喷油器在气缸盖中垂直布置，并使喷油嘴中心靠近燃烧室中心，从而改善混合气形成及燃烧，可减低内燃机油耗百分之3-；3、可使内燃机排放减少百分之15-20；4、多节气门技术为扩大排气再循环率提供了可能。 二、内燃机燃烧后的产物的基本成分是：二氧化碳、水蒸汽、氧气、氮气。 三、微粒过滤器：氧化剂过滤器是一种能显著降低柴油机颗粒排放的排气出理装置。 四、排气再循环EGR(废气再循环)

答：指将排气管内一部分排气，再返流至进气管，并参与缸内循环，这可降低NOx的排放，这样一种系统称为废气再循环。

五、工况：将内燃机的运行状态称为工况。

六、内燃机标定功率分为：15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率。 七、内燃机的速度特性：其主要性能参数随转速n而变化的规律

内燃机的外特性：当柴油机的循环供油量被限制在对应于标定工况点的位置或汽油机的节气门全开时，其主要性能参数随转速不同而变化的规律被称为全负荷速度特征，俗称外特性。

部分负荷速度特性（315页名）

工程热力学复习资料

1．热力系内工质质量若保持恒定，则该热力系一定是 D 。 A开口系 B闭口系 C孤立系 D不能确定

题解：当稳定流动的开口系qmin?qmout则热力系工质质量亦保持恒定

2．当分析以下热现象时，通常哪些可以取作闭口系：（B）

1）正在使用的压力锅内的蒸汽 。 2）被扎了胎的自行车轮胎。 3）汽车行驶中轮胎被热的路面加热。 4）内燃机气缸内燃烧的气体。 5）内燃机排气冲程时气缸内的燃烧气体。 A 1）、2）可取作闭口系 B 3）、4）可取作闭口系 C 4）、5）可取作开口系 D 2）、4）可取作开口系

3．热力系与外界既有质量交换，又有能量交换的是 D 。 A闭口系 B开口系 C绝热系 D开口系或绝热系 4．开口系的质量是 C 。

A不变的 B变化的 C 变化的也可以是不变的 D在理想过程中是不变的

5．某设备管道中的工质为50mmHg，设大气压力为80kPa，此压力在其压力测量表计上读A 。

5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/viw6.html