发动机原理知识点

1.发动机的定义。

燃料在机器内部燃烧而将化学能转化为热能，再通过气体膨胀做功将其转化为机械能输出的机械设备。

2.发动机发展历经的三个阶段。

①20世纪70年代之前（提高生产力）

目标：追求良好的动力性能。

措施：提高压缩比，提高转速。

指标：最高车速、加速性能、最大爬坡能力。三个指标均取决于发动机及其它动力装置。

②20世纪70~80年代（石油危机）

目标：追求良好的经济性能。

措施：降低油耗、增大升功率、减轻比重量。

指标：百公里油耗。

③20世纪80年代后期（环境污染）

目标：追求良好的环保性能。主要解决排放与噪声问题。

3.常规汽车能源和新型替代能源有哪些，各有何特点?

①汽油机：汽油和空气混合经压缩由火花塞点燃。

②柴油机：柴油和空气混合经压缩自行着火燃烧。

③天然气发动机LNG

④液化石油气发动机LPG

⑤酒精发动机

⑥双燃料、多燃料发动机

4.热力系统基本概念;

在热力学中，将所要研究的对象从周围物体中隔离出来，构成一个热力系统。

系统以外的一切物质，称为外界，热力系统和外界的分界面，称为界面。5.热力学第一定律的实质;

当热能与其它形式的能量相互转换时，能的总量保持不变，只是能量的形式发生了变化—能量守衡。吸收的能量-散失的能量=储存能量的变化量

6.理想气体的四个基本热力过程;

①定容过程：热力过程进行中系统的容积（比容）保持不变的过程。

②定压过程：热力过程进行中系统的压力保持不变。

③定温过程：热力过程进行中系统的温度保持不变

④绝热过程：热力过程进行中系统与外界没有热量的传递

7.四行程发动机的实际工作循环过程；

进气过程、压缩过程、燃烧过程、膨胀过程、排气过程

8.发动机实际循环向理论循环的简化条件；

①忽略进、排气过程（r-a,b-r), 排气放热简化为定容放热过程；

②压缩、膨胀过程（复杂的多变过程）简化为绝热过程；

③把燃料燃烧加热燃气的过程简化成工质从高温热源的吸热过程，分为定容

加热过程（c～z’）和定压加热过程（z’～z）；

④假定工质为定比热的理想气体。

9. 发动机的三种理论循环及其特点；

定容加热循环:加热过程在等容条件下很快完成，热效率仅与压缩比有关 ，

热效率最高。

定压加热循环:加热过程在等压条件下缓慢完成，负荷的增加使得热效率下

降 。

混合加热循环:热效率介于上述两者之间。

10. 为什么发动机(汽\柴)的压缩比不宜过高？

若压缩比定得过高，汽油机将会产生爆燃、表面点火等不正常燃烧的现象。

对于柴油机，过高的压缩比将使压缩终了的气缸容积变得很小，对制造工艺

的要求极为苛刻，燃烧室设计的难度增加，也不利于燃烧的高效进行。

11. 什么是发动机的指示指标和有效指标？分别有哪些？

指示指标:从示功图测量计算得出的。

动力性指标—平均指示压力pi

经济性指标—指示热效率ηi 、指示燃油消耗率bi

有效指标:以曲轴输出功为计算基础的性能指标

动力性指标—有效功、有效功率、有效转矩、平均有效压力

12. 为什么说柴油机的热效率高于汽油机？

效燃油消耗率be 和有效热效率ηet

柴油机:218～285 [ g/kw ·h ]0.30～0.40

汽油机:285～380 [ g/kw ·h ]0.20～0.30

13. 机械损失的测定方法：倒拖法、灭缸法；

试验时，发动机与电力测功器相连，当发动机以给定工况稳定运行，冷却水、

机油温度到达正常数值时，切断对发动机的供油（柴油机）或停止点火（汽

油机），同时将电力测功器转换为电动机，以给定转速倒拖发动机，并且维

持冷却水和机油温度不变，这样测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机

械损失功率

当发动机调整到以给定工况稳定运转后，先测出整个发动机的有效功率。之

后，在柴油机油门拉杆或齿条位置、或汽油机节气门开度固定不动的情况下，

停止向某一汽缸供油或点火,使发动机恢复到原来的转速，重新测定剩余几

个汽缸的有效功率。

14. 有效转矩、升功率、燃油消耗率、有效热效率的概念以及它们之间的换算

有效转矩： n Pe T tq 9550=升功率：s e L V i P P =燃油消耗率：3

10⨯=e e P B b 有效热效率：

u e et h b 6

106.3⨯=η 15. 增压的目的是什么？

通过增加充气量，可以提升发动机动力（提高功率，增大扭矩）和燃油经济

性，同时减少发动机有害废气排放量。

16. 高增压系统为什么必须加装中冷器？

空气因压缩、废气加热而升温。对柴油机中引起增压条件下进气密度减小，

功率下降。汽油机除了功率下降外，最主要的是爆燃倾向增加。

17.机械增压和废气涡轮增压各有何优缺点？

机械增压优点：转子的速度与发动机转速是相对应的，所以没有滞后或超前，动力输出更为流畅。缺点：由于它要消耗部分引擎动力，会导致增压效率不高。

废气涡轮增压：优点：不直接消耗发动机的动力，增压效率高于机械增压。

缺点：在低转速时，废气流量小，涡轮增压器没有介入，同时废气排出不畅（泵气损失），发动机扭力输出较弱；加大油门后一般需要等片刻，稍后发动机会有惊人的动力爆发。发动机动力输出略滞后于油门的开启--涡轮迟滞。

18.增压系统如何分类？各有什么特点？

机械增压:直接利用发动机曲轴带动压气机，增压效率不高；低转速时扭力输出大，但是高转速时功率输出有限。

废气涡轮增压:由发动机废气驱动压气机，增压效率较高；低转速时力不从心，但高转速时功率输出强大。

复合增压：克服了前两种增压方式各自的缺陷，发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小，但结构复杂。

19.简述换气过程;

①膨胀过程后期，活塞到达下止点之前，排气门开启，高压废气从气缸排出，

气缸压力迅速下降，直到排气上止点后的某一位置排气门关闭。

②在排气上止点之前，进气门打开，进、排气门同时开启—气门叠开。

③进气门开启后，新鲜充量流入气缸，直到进气下止点后的某一位置进气门

关闭为止。进、排气门提前开启，推迟关闭，存在气门叠开。

20.何谓排气提前角？排气为什么要提前？

从排气门开启到活塞行至下止点所对应的曲轴转角，一般为30º～80º曲轴转角。

排气门提前开启的原因：①换气效率－气门开启的速度有限,流通截面积不能瞬间达到最大。②有效功－为了减少活塞回程时有效功的消耗。

21.何谓扫气，简述扫气的作用;

残余废气越少，可以吸入的新鲜充量越多，充气效率越高—扫气。

22.进气迟闭的目的是什么？

为了在压缩行程开始时，利用气缸内的压力暂低于大气或环境压力，靠进气气流的惯性使新鲜气体或可燃混合气仍可能继续进入气缸。

23.试分析排气提前角对换气损失的影响？

随着排气提前角的增大，膨胀损失增加，而推出损失功减小，因此，最有利的排气提前角，应当是使两者之和(W+Y)为最小。

24.提高充气效率的措施有哪些？

提高进气终了的压力，降低进气终了的温度，减少残余废气，降低转速25.如何理解汽油机的负荷调节属于“量调节”，而柴油机的负荷调节属于“质

调节”？

汽油机的负荷是通过改变节气门的开度来调整的，这样相应地改变了进入气缸的混合气的数量，而混合气的浓度变化不大，故称为“量调节”。

柴油机的负荷是通过改变循环的供油量来调节的，而循环的进气量并不变，所以工质的浓度会发生变化，因而称为“质调节”。