发动机原理第一章、第二章复习题

第一章工程热力学基础第二章发动机的性能指标复习题

一、解释术语

1、指示热效率：发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比值

2、压缩比：发动机气缸总容积与气缸压缩容积之比

3、燃油消耗率：单位有效功的燃油消耗量

4、平均有效压力：单位气缸工作容积输出的有效功

5、有效燃料消耗率：单位有效功的燃油消耗量

6、升功率：发动机每升工作容积所发出的有效功率

7、有效扭矩：发动机通过曲轴输出的扭矩

8、平均指示压力：发动机单位气缸容积的指示功

2、示功图：气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角变化的图形

二、选择题

1、通常认为，汽油机的理论循环为（A）

A、定容加热循环

B、等压加热循环

C、混合加热循环

D、多变加热循环

6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中，工质（ C ）

A、不吸热不放热

B、先吸热后放热

C、先放热后吸热

D、又吸热又放热

2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ）

A、燃料放出的热量为基础

B、气体膨胀的功为基础

C、活塞输出的功率为基础

D、曲轴输出的功率为基础

5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（C ）

A、定容加热循环

B、定压加热循环

C、混合加热循环

D、多变加热循环

6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中，工质（ B ）

A、不吸热不放热

B、先吸热后放热

C、先放热后吸热

D、又吸热又放热

2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ）

A、燃料具有的热量为基础

B、燃料放出的热量为基础

C、气体对活塞的做功为基础

D、曲轴输出的功率为基础

2、表示循环热效率的参数有（ C ）。

A、有效热效率

B、混合热效率

C、指示热效率

D、实际热效率

3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。

A、定容过程

B、加热过程

C、定压过程

D、绝热过程

4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。

A、绝热过程

B、吸热过程

C、放热过程

D、多变过程

5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（C）加热循环。

A、定容

B、定压

C、混合

D、多变

6、实际发动机的膨胀过程是一个（ D ）。

A、绝热过程

B、吸热过程

C、放热过程

D、多变过程

7、通常认为，低速柴油机的理论循环为（ B ）加热循环。

A、定容

B、定压

C、混合

D、多变

8、汽油机实际循环与下列（ B ）理论循环相似。

A、混合加热循环

B、定容加热循环

C、定压加热循环

D、卡诺循环

9、汽油机常用的压缩比在（ D ）范围内。

A、4 ～7

B、7 ～11

C、11 ～15

D、15 ～22

10、车用柴油机实际循环与下列（A）理论循环相似。

A、混合加热循环

B、定容加热循环

C、定压加热循环

D、卡诺循环

11、非增压发动机在一个工作循环中，缸内压力最低出现在（A）。

A、膨胀结束

B、排气终了

C、压缩初期

D、进气中期

12、自然吸气柴油机的压缩比范围为（ C ）。

A、8 ～16

B、10 ～18

C、12 ～20

D、14 ～22

3、发动机理论循环的假设燃烧是加热过程，其原因是（ D ）。

A、温度不变

B、工质不变

C、压力不变

D、容积不变

6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程，原因是在膨胀过程中，工质（ C ）。

A、不吸热不放热

B、先吸热后放热

C、先放热后吸热

D、又吸热又放热

6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程，原因是在压缩过程中，工质（ C ）。

A、不吸热不放热

B、先吸热后放热

C、先放热后吸热

D、又吸热又放热

2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（D ）。

A、燃料放出的热量为基础

B、气体膨胀的功为基础

C、活塞输出的功率为基础

D、曲轴输出的功率为基础

2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ）。

A、燃料具有的热量为基础

B、燃料放出的热量为基础

C、气体对活塞的做功为基础

D、曲轴输出的功率为基础

三、填空题

1、P-V图上曲线所包围的面积表示工质完成一个循环所做的有用功，该图称为___压容图__________。

2、实际发动机的压缩过程是一个复杂的___多变____________过程。

3、四冲程发动机的四个冲程为：进气冲程、____压缩冲程_____________、作功冲程、排气冲程。

四冲程

发动机的实际循环由进气、压缩、燃烧、___做功__________、和排气五个过程组成。

4、一个实际循环中，工质对活塞所做的有用功称为________指示功_________。

5、升功率用来衡量发动机___排量_____________利用的程度。

5、同样排量的两种汽油机，其功率大小可能并不相同，说明强化程度和技术先进程度不同，衡量

指标是____强化系数____________ 。

5、同样排量的两种汽油机，在转速相同时，其功率大小可能并不相同，说明容积利用程度不同，

衡量发动机单位气缸容积所发出有效功的指标是__平均有效压力______________ 。

1、具有相同标定功率的两种柴油机，如果其干质量不同，说明材料利用程度和技术先进程度不同，

衡量指标是__比质量______________ 。

四、判断题

1、比质量是指发动机的干质量与所给出的标定功率之比。[ ×]

2、升功率是指发动机的标定功率与其质量之比。[ ×]

五、简答题

1、什么叫热力系统、闭口系统、绝热系统？

答：热力系统：在热力学中，把一宏观尺寸范围内的工质作为研究的具体对象，称为热力系统闭口系统：与外界无质量交换的系统

绝热系统：与外界无热量交换的系统。

2、什么叫工质、状态、状态参数、基本状态参数？基本状态参数有哪些？单位如何？

答：工质：用以实现热功转换的媒介物质

状态：工质在热力系统中某一瞬间所处的宏观状况

状态参数：用来描述工质状态的物理量

基本状态参数：能够测量并能代表工质基本特征的参数

基本状态参数有：压力p，单位为帕斯卡；温度T，单位为K；比体积v，单位为m3/ kg

3、某汽车从天津行驶到拉萨，问用压力表测轮胎压力，其读数有无变化？（假设行驶途中不漏气）

答：有变化，表压力跟大气压有关，随着大气压变化

4、什么是理想气体？其状态方程有哪几种形式？

答：气体分子本身不占有体积，分子之间无引力的气体

状态方程：Pv=RT

PV=mRT

PV

m =R

m

T

5、P-V图上的一点、一条曲线、曲线下面所包围的面积表示什么？? 答：一点：表示平衡状态

一条曲线：表示热力过程

面积：表示功W

6、膨胀功如何计算，其正负各表示什么？

答：膨胀功就是一点到另一点之间的面积

系统对外界做功（膨胀功）为正，外界对系统做功（压缩功）为负。

7、能否说物质的温度越高，其所具有的热量越多？

答：不能，因为热量是过程量，不是状态量

8、什么叫热容量、比热？其单位如何？

答：比热：单位质量的工质温度变化1K所吸收或放出的热量

单位：质量比热C：单位kJ/kgK

kJ/kmol.K

摩尔比热φ

c

容积比热C1 kJ/m3K

9、热力学第一定律如何表述？闭口系统能量方程式的形式如何？。

答：热力学第一定律：在热能与其他形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变

q-w=Δu

10、什么是定容、定压、定温、绝热过程？它们的过程方程式是什么样的？在P-V图上做出它们的过程曲线。

答：定容过程：容积保持不变的过程过程方程式：ν=常数

定压过程：压力保持不变的过程过程方程式：P=常数

定温过程：温度保持不变的过程过程方程式：T=常数

绝热过程：系统与外界不存在热量交换过程方程式：pv k=常数

11、多变过程中，多变指数n为多少时，过程分别为定容、定温、定压、绝热过程？当n=K、n=1、n=0时过程线对热量、内能、功量有什么影响？

答：n=0，P=常数，为定压过程；

n=1, Pv=常数，为定温过程

n=k, Pv k=常数，为绝热过程

n=∞, v=常数，为定容过程

n=k 绝热线热量交换分界线，右方q>0；左方q<0。

n =1 等温线内能变换分界线，右方Δu >0；左方Δu <0。

n=∞等容线功量变换分界线右方w >0；左方w <0

12、热力学第二定律如何表述？

答：从热功转换角度：不可能制成只从单热源吸热作功而不向冷源放热的热机。即单热源热机是不存在的从热量传递角度：热不可能自发的、不付任何代价的由一个低温物体传至高温物体。

13、什么是热机的循环热效率ηt？

答：循环净功与从高温热源吸收热量的比值

14、汽油机与车用柴油机的理想循环是什么循环？它们有哪些过程组成？

答：汽油机：等容加热循环

过程：1-2绝热压缩；

2-3等容加热；

3-4绝热膨胀；

4-1等容放热。

车用柴油机：混合加热循环

过程：1-2绝热压缩

2-3等容加热

3-4等压加热

4-5绝热膨胀

5-1等容放热

15、压缩比、加热量对ηt有何影响？在压缩比、加热量相同的情况下，三种理想循环那种热效率高？答：压缩比升高，ηt升高；加热量升高，ηt降低

在压缩比、加热量相同的情况下，等容的热效率高

16、什么是发动机的指示指标、有效指标？它们有什么用途？

答：指示指标：以工质对活塞所做的功(W

i

)为基础,用来评价工作循环的好坏，研究发动机的工作过程用指示功，平均指示压力和指示功率评定循环的动力性；用循环热效率及燃油的消耗率评

定循环经济性。

有效指标：以曲轴对外输出的功为基础的性能指标，用来评定发动机性能的好坏。

17、发动机的指示指标、有效指标各有哪些？它们的定义、单位是什么？

答：指示指标：1、指示功：在气缸内完成一个循环所得到的有用功；单位是kj；

2、平均指示压力：单位气缸工作容积每循环做的指示功；单位是MPa；

3、指示功率：单位时间内所做的指示功；单位是KW

4、指示热效率η

I ：循环指示功W

i

与所用燃油的发热量Q

1

之比值；

5、指示燃油消耗率g

I

：每小时单位指示功所消耗的燃油量；单位是[g/kw·h] 有效指标：1、平均有效压力：单位气缸工作容积所输出的有效功；单位是MPa

2、有效功率Ne：曲轴对外输出的功率；单位是kw

3、有效扭矩：曲轴对外输出的扭矩；单位是N.m

4、升功率N

L

：发动机在标定工况每升工作容积发出的有效功率；

5、比重量Ge：发动机净重量G与标定功率N

eb

的比。

6、有效燃油消耗率g

e

：每小时单位有效功的油耗量；单位是g/kw·h

7、有效热效率η

e ：有效功W

e

与所消耗的燃油发出的热量Q

1

的比值

18、什么是机械损失？有哪几部分组成？

答：机械损失：机械过程中的损失

组成：⑴摩擦损失。活塞环与缸壁间，各轴承与轴颈间，气门传动机构的摩擦等。60～75%

⑵驱动附属机构的能量损失。10～20%

⑶泵气损失。10～20%

19、什么是机械效率？当发动机的转速、负荷、机油粘度、水温发生变化时，ηm怎样变化？

答：机械效率：有效功率与指示功率的比值

发动机转速升高时，ηm升高

负荷升高时，ηm降低

机油粘度变大时，ηm升高

水温升高时，ηm升高

20、什么是发动机的平均有效压力、油耗率、有效热效率? 答：平均有效压力：单位气缸工作容积所输出的有效功油耗率：单位有效功的燃油消耗率

有效热效率：有效功W

e 与所消耗的燃油发出的热量Q

1

的比值

21、发动机的机械损失主要包括哪些?

答：发动机的机械损失包括：⑴摩擦损失。活塞环与缸壁间，各轴承与轴颈间，气门传动机构的摩擦

等。60～75%

⑵驱动附属机构的能量损失。10～20%

⑶泵气损失。10～20%

22、如何测定机械效率?适用汽油机的是哪种?为什么?

答：通过有效功率与指示功率的比值来测定机械效率

23、排气终了温度偏高是什么原因?

答：说明燃烧不完全，废气过多，热效率不高

24、研究发动机热平衡的意义何在?

答：根据发动机不同运行情况，如负荷特性、外特性等所得到的热平衡试验结果可作为设计冷却系统的原始依据，还可以估计强化发动机高温零件的热负荷

25、解释发动机的指示指标和有效指标的联系和区别。

答：指示指标是以工质对活塞所做的功(W

i

)为基础，用来评价工作循环的好坏，研究发动机的工作过程有效指标是以曲轴对外输出的功为基础的性能指标，用来评定发动机性能的好坏

指示指标和有效指标之间相差一个机械损失

26、什么是发动机的机械损失？它由哪些损失组成？

答：机械损失：机械过程中的损失

组成：⑴摩擦损失。活塞环与缸壁间，各轴承与轴颈间，气门传动机构的摩擦等。60～75%

⑵驱动附属机构的能量损失。10～20%

⑶泵气损失。10～20%

27、发动机的指示指标有何作用？

答：指示指标是以工质对活塞所做的功(W

i

)为基础，用来评价工作循环的好坏，研究发动机的工作过程

六、综述题

1、简述机械损失的组成及影响机械损失的因素。

答：机械损失：机械过程中的损失

组成：⑴摩擦损失。活塞环与缸壁间，各轴承与轴颈间，气门传动机构的摩擦等。60～75%

⑵驱动附属机构的能量损失。10～20%

⑶泵气损失。10～20%

影响机械损失的因素：（1）、使用因素：转速、负荷、润滑油品质、水温

（2）、结构因素：最高燃烧压力、气缸尺寸、气缸数目、大气压

2、讨论发动机实际循环和理论循环的差异。

答：理论循环有四个假设条件：

1、整个循环为闭口，不考虑进气、排气过程工质数量的变化；

2、压缩、膨胀过程为绝热，不考虑传热、摩擦的损失；

3、燃烧过程为吸热，排气过程为放热，不考虑燃烧不完全的损失；

4、工质的比热为定值。

而实际循环有：实际工质的影响、换气损失、燃烧损失以及传热损失。

七、计算题

1、测量得到某柴油机的有效功率P e＝130 （kW ），每小时消耗柴油量B＝35 （kg / h），

求该柴油机的有效燃料消耗率b e。

2、某汽油机在转速n＝5000 （r / min）时，测量出其有效功率P e＝120 （kW ），求该

汽油机的有效扭矩T eq。

3、已知：某汽油机的气缸数目i = 6，冲程数t = 4，气缸直径D = 100 [mm]，冲程S = 115 [mm]，

转速n = 3000 [r/min]，有效功率Ne = 100 [kW]，每小时耗油量Gt = 37 [kg/h]，燃料低热值hu = 44100 [kJ/kg]，机械效率hm = 0.83。求：平均有效压力，有效扭矩，有效燃料消耗率，有效热效率，升功率，机械损失功率，平均机械损失压力，指示功率，平均指示压力，指示燃料消耗率，指示热效率。