2007重庆大学830内燃机原理考研真题答案(2007)
内燃机原理习题与答案PDF
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热工基础B卷真题2007年
2007年硕士学位研究生入学统一考试试题热工基础B卷工程热力学一、简答题1．写出热力学第一定律对不同系统的表达式。
2．可逆过程的定义，建立可逆过程概念的好处和实际意义。
3．写出用压缩因子表示的实际气体状态方程式，说明压缩因子的物理意义。
4．卡诺定理的理论价值和实用价值。
5．用搅拌器搅拌绝热容器中的水：(a) 水温20℃；(b) 水温60℃。
在搅拌器耗功相同条件下，试问两种情况哪种的不可逆损失大?为什么?6．压气机高压比时为什么采用多级压缩中间冷却方式?二、某燃气轮机装置中燃烧室的温度为1800℃，来自压气机的压缩空气的温度为220℃。
根据燃气轮机叶片强度的要求，进入燃气轮机的气体温度不得超过850℃。
试确定来自燃烧室的燃气与来自压气机的压缩空气的混合比例。
(设燃烧室燃气的比热cp,1=1.170kJ/(kg·K) ，压缩空气的比热为cp,2=1.004kJ/(kg·K) 。
)三、冬季室外温度-15℃、室内温度18℃，耗电3kW的热泵能向室内提供的最大热量是多少?夏季热泵以空调方式工作，要求室内温度为22℃，允许的室外温度最高为多少?假定室内无热源，且室内外之间的热交换的热流量是常数。
四、下图为一烟气余热回收方案。
设烟气比热容cp =1.4kJ/(kg·K) ，cv=1kJ/(kg·K) 。
求：1．烟气流经换热器时传给热机工质的热量：2．热机放给大气的最小热量Q2；3．热机输出的最大功W。
传热学五、简答题1．冬季晴朗的夜晚，测得室外空气温度Ta高于0℃，有人却发现地面上结有一层薄冰，试解释原因(若不考虑水表面的蒸发)2．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。
为使稀饭凉得更快一些，你认为应该搅拌碗中稀饭还是盆中凉水?为什么?3．试从沸腾过程分析，为什么用电加热器加热时当加热功率q＞q时易发生壁max面被烧毁的现象，而采用蒸汽加热则不会?4．写出普朗特数Pr的表达式，并说明其物理意义。
2003重庆大学830内燃机原理考研真题答案(2003)
（重庆大学830内燃机原理考研真题答案2002）一，名词解释扫气效率：指扫气结束后留在气缸中的新鲜空气量与气缸内全部气体总量之比。
升功率：在额定工况下，发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。
指示热效率：是发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。
过量空气系数：燃烧1Kg燃料实际提供的空气量L与理论上所需要的空气量Lo之比称为过量空气系数。
内燃机外特性：内燃机处于全负荷时候的速度特性。
放热规律：瞬时放热速率和累计放热百分比随曲轴转角的变化关系。
二，问答题1.研究理论循环的目的是什么？内燃机实际循环与理论循环存在哪些差异？为使实际循环接近理论循环可采取哪些可行措施？（15分）答：⑴研究理论循环的目的是：①确定循环热效率的理论极限，以判断实际发动机经济性能和工作过程的完善程度以及改进潜力。
②有利于分析发动机比较不同热力循环方式的经济性能和动力性能。
③通过分析理论循环的热效率和平均有效压力，明确提高以理论循环热效率为代表的经济性能和以平均有效压力为代表的动力性能的基本途径。
⑵两种循环的差异①工质的不同：理论循环中工质比热容是定值，而实际气体的比热容是随着温度上升而升高的，且燃烧后生的的CO2.H2O等多原子分子比热容大于空气，致使循环的最高温度降低，而且实际循环存在着泄露，工质数目减少。
②气体流动阻力不同，理想循环式闭式循环，工质在循环中以保持均匀状态的缓慢速度流动，没有阻力流失，实际循环中，每个循环的工质必须更换，有一定的流阻损失。
③传热损失不同，理想循环中没有热交换，实际循环中，部分热量从冷却系统中传出去。
④燃烧不及时、后燃及不完全燃烧损失，在理想循环中，其示功图的上方呈方角形，实际循环中，其示功图的上方呈圆弧形。
⑤漏气损失不同，理想循环，工质数量完全不变，实际循环中，活塞环与气缸壁之间常有微量工质漏出。
⑶提高燃烧加热后的能量质量，即在相同加热量和环境温度条件下，尽可能提高加热过程中工质的平均温度。
2007年普通高等学校招生全国统一考试(重庆卷)理综答案
2007年普通高等学校招生全国统一考试（重庆卷）理综试卷参考答案选择题一（包括18小题，每小题6分，共108分）1．C 2．A 3．A 4．B 5．D6．A 7．B 8．B 9．C 10．D11．A 12．D 13．C 14．B 15．B16．C 17．A 18．D选择题二（包括3小题，每小题6分，共18分）19．AD20．CD21．BC第二部分（包括10小题，共174分）22．（17分）（1）d 导线 b 导线 g 导线（2）①测力计（弹测力计、力传感器等等）②13.3（允许误差±0.5） 0.27（允许误差±0.03）N③分子之间存在引力，钢板与水面的接触面积大④快速拉出、变速拉出、出水过程中角度变化、水中有油污、水面波动等等23．（16分）解：（1） ①切割磁感线的速度为v ，任意时刻线框中电动势大小 g=2n B v L v （1） 导线中的电流大小I =RL nB v v 2 （2） ②线框所受安培力的大小和方向Rv L B n LI nB F 2202042== 由左手定则判断，线框所受安培力的方向始终沿x 轴正方向。
（2）磁感应强度的波长和频率分别为02l =λ （4）（3） v l vf 2= （5）t =0时磁感应强度的波形图如答23图答23图24．（19分）解：（1） ①设离子带电量为q ，质量为m ，经电场加速后的速度为v ，则mv qU 21= 2 （a ） 离子飞越真空管，AB 做匀速直线运动，则L=m 1 （b ）由（a ）、（b ）两式得离子荷质比2122Ut L m q = （c ） ②离子在匀强电场区域B C 中做往返运动，设加速度为a ，则qE =ma （d ）L 2=av v L 2+ （e ） 由（a ）、（d ）、（e ）式得离子荷质比 2221421t E U L U m q ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=或221222L E U UL m q ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+= （f ） （2）两离子初速度分别为v 、v ′，则 m qE v n L L 2+=（g ） l ′=v L '+mqEv '2 （h ）Δt =t －t ′=)(2v v qE m v v L -'⎭⎬⎫⎩⎨⎧-' （i ） 要使Δt ＝0，则须02=-'qE m v v L （j ） 所以E =qLv m v '2 （k ） 25．（20分）解：（1）设n 号球质量为m ，n +1，碰撞后的速度分别为,1+''n nv v 、取水平向右为正方向，据题意有n 号球与n +1号球碰撞前的速度分别为v n 、0、m n +1n km根据动量守恒，有1+'+'=nn v n v v km E m v m ① 根据机械能守恒，有221n n v m =1222121+'+n n n n v km v m ② 由①、②得)0(1211舍去='+='++n n n v k E v 设n +1号球与n +2号球碰前的速度为E n +1据题意有v n －1=1+'nv 得v n －1=1+'n v =kE n +12 ③ （2）设1号球摆至最低点时的速度为v 1，由机械能守恒定律有211121v m gh m = ④ v 1=gh 2 ⑤同理可求，5号球碰后瞬间的速度k g v 1625⨯= ⑥ 由③式得111212v k k k v n n ⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=+-+ ⑦ N=n =5时，v 5=1112v k v nn ⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=+ ⑧ 由⑤、⑥、⑧三式得k =12-)12(414.0舍去--=≈k ⑨（3）设绳长为l ，每个球在最低点时，细绳对球的拉力为F ，由牛顿第二定律有lv m g m F n n n 2=- ⑩ 则kn n n n n n n n E lg m l v m g m l v m g m F 22/222+=+=+= ⑾ ⑾式中E kn 为n 号球在最低点的动能由题意1号球的重力最大，又由机械能守恒可知1号球在最低点碰前的动能也最大，根据⑾式可判断在1号球碰前瞬间悬挂1号球细绳的张力最大，故悬挂1号球的绳最容易断。
2007年重庆大学工程热力学考研真题
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内燃机原理习题答案
第一章 发动机工作循环及性能指标[1]说明提高压缩比可以提高发动机热效率和功率的原因。
答：由混合加热循环热效率公式： 知提高压缩比可以提高发动机热效率。
[2] 为什么汽油机的压缩比不宜过高？答：汽油机压缩比的增加受到结构强度、机械效率和燃烧条件的限制。
1ε增高将Pz 使急剧上升，对承载零件的强度要求更高，增加发动机的质量，降低发动机的使用寿命和可靠性 2ε增高导致运动摩擦副之间的摩擦力增加，及运动件惯性力的增大，从而导致机械效率下降 3ε增高导致压缩终点的压力和温度升高，易使汽油机产生不正常燃烧即爆震[3]做出四冲程非增压柴油机理想循环和实际循环p-V 图，并标明各项损失。
（见书第9页 图1-2）[4]何为指示指标？何为有效指标？答：指示指标：以工质在气缸内对活塞做功为基础，评价工作循环的质量。
有效指标：以曲轴上得到的净功率为基础，评价整机性能。
[5] 发动机机械损失有哪几部分组成？答： 发动机机械损由摩擦损失、驱动附件损失、泵气损失组成。
[6] 写出机械效率的定义式，并分析影响机械效率的因素。
影响机械效率的因素：1、转速ηm 与n 似呈二次方关系，随n 增大而迅速下降2、负荷 负荷↓时，发动机燃烧剧烈程度↓，平均指示压力↓；而由于转速不变，平均机械损失压力基本保持不变。
则由 ，机械效率下降 当发动机怠速运转时 ，机械效率=03、润滑油品质和冷却水温度 冷却水、润滑油温度通过润滑油粘度间接影响润滑效果。
[7] 试述机械损失的测定方法。
机械损失的测试方法只有通过实际内燃机的试验来测定。
常用的方法有：倒拖法灭缸法、油耗线法和示功图法。
（1）倒拖法步骤：1.让内燃机在给定工况下稳定运转，是冷却水和机油温度达到给定值；2.切断燃油供应或停止点火，同时将电力测功器转换为电动机，以原给定速度倒拖内燃机空转，并尽可能使冷却水、机油温度保持不变。
此方法规定优先采用，且不能用于增压发动机。
（2）灭缸法此方法仅适用于多缸内燃机（非增压柴油机）步骤：1.将内燃机调整到给定工矿稳定运转，测出其有效功率Pe 。
2008重庆大学830内燃机原理考研真题答案(2008)
（重庆大学830内燃机原理考研真题答案2008）2008年一.名词解释发动机负荷特性：当转速不变时，发动机性能指标随负荷变化的关系。
平均有效压力：单位气缸容积一个循环所做的有效功。
过量空气系数：燃烧单位质量燃料所消耗的实际空气量与理论所需空气量之比。
火焰传播速度：单位时间内在火焰前锋单位面积上所烧掉的可燃混合气数量。
转矩适应系数：发动机的外特性曲线上最大扭矩相对于标定功率下的扭矩的百分比。
二，分析回答与计算1.简述提高内燃机动力性和经济性的主要途径。
（12分）答：①采用增压技术；②合理组织燃烧过程，提高指示热效率；③合理组织进气过程，提高充气系数；④提高发动机转速⑤提高机械效率；⑥采用二冲程提高升功率。
2.汽油机的燃烧分哪几个阶段？影响点火提前角的因素有哪些？（10分）答：⑴汽油机的燃烧分为：着火落后期；明显燃烧期；补燃期。
⑵影响点火提前角的因素：大气压力，温度，湿度，缸内温度，燃料辛烷值，空燃比，残余废气系数，排气再循环等。
3.根据燃烧机理分析柴油发动机工作粗暴及NOx排放过高的原因及避免措施。
（12分）答：⑴工作粗暴的原因：着火落后期过程，压力升高率和最高燃烧压力高，柴油机工作粗暴。
过后落后期过短，扩散燃烧增加，燃烧易恶化，柴油机性能降低，颗粒排放增加。
着火落后期影响柴油机的燃烧特性、动力性、经济性、排放特性以及噪声震动。
措施：①控制转速及减小惯性力②减小配合零件的震动③减少不正常燃烧并控制燃烧爆发力,使用十六烷值较高的柴油。
⑵NOx排放过高的原因：①混合气过浓；②怠速转速过低；③混合气理论空燃比稀。
降低NOx排放量的措施：①提高发动机怠速转速；②采用废气再循环装置；③采用三元催化转化器。
4.如何采用作图法通过发动机台架试验制取汽油机的等油耗曲线（万有特性曲线）？要求写出作图步骤并用图示之？（10分）答：⑴步骤①在第一象限中集中绘出各转速有效燃油消耗率be-平均有效压力pme曲线，在曲线尾端标出相应的转速。
（完整版）内燃机原理课后习题与答案
（完整版）内燃机原理课后习题与答案第一章发动机的性能1. 简述发动机的实际工作循环过程。
1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。
此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。
2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。
3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。
4）膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。
（5 ）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。
3. 提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数K可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。
⑵?采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4. 什么是发动机的指示指标？主要有哪些？它主要有：指示功和平均答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。
指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。
5. 什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n 和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率?有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。
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（重庆大学830内燃机原理考研真题答案2007）
2007年
一，名词解释（20分）
发动机进气速度特性：发动机速度特性指内燃机油门位置不变时，其性能指标随转速而变化的关系。
平均指示压力：单位气缸容积一个循环所做的指示功Pmi。
过量空气系数Φa：燃烧单位质量燃料所消耗的实际空气量与理论所需空气量之比。
发动机负荷特性：当转速不变时，发动机性能指标随负荷变化的关系。
火焰传播速度：单位时间内在火焰前锋单位面积上所烧掉的可燃混合气数量。
三．分析回答题（共100分）
1.对某汽油机的排放测试结果表明其NOx和HC严重超标，请分析造成上述两种排放物排放量过大的可能原因；提出降低其排放量的措施（分别给出至少三种解决措施）？（10分）答：⑴NOx排量过大的原因：①点火提前角过大②混合气过浓
③怠速转速过低④混合气理论空燃比稀
HC排量过大的原因：①发动机处于怠速或减速工况②点火提前角过大
③怠速转速过低④燃烧室温度低，未燃燃油多。
⑵降低NOx排放量的措施：①减小点火提前角（推迟点火）②提高发动机怠速转速
③采用废气再循环装置④采用三元催化转化器
降低HC排放量的措施：①减小点火提前角（推迟点火）②提高发动机怠速转速
③使发动机尽量少处于怠速和减速工况④使用涡轮增压代替自燃吸气
⑤采用三元催化转化器
2.影响四冲程发动机充气效率的因素有哪些？请分析回答提高发动机充气量的可能措施？（10分）
答：⑴充气效率影响因素：进气终了压力、进气终了温度、残余废气系数、配气相位、压缩比.
⑵提高发动机充气效率的措施：①降低进气系统的阻力，②合理选择进排气门相位（采用可变配气系统技术，③合理利用进气谐振，④降低排气系统的流动阻力，⑤减少对进气充量的加热）
3.汽油机产生爆震时的外部表象怎样？产生爆震的原因是什么？如何防止汽油机爆震？（写出四种措施即可）（10分）
答：⑴外部表现：①汽油机运转时机内伴随有不规则的金属敲击声。
②汽油机工作不稳定，运转时有较大的振动。
③发动机冷却系温度偏高。
④发动机气缸盖温度上升。
⑤发动机功率下降。
⑥发动机燃料燃烧不完全，排出的废气中有黑烟。
⑦发动机燃油消耗率增大
⑵原因：火花点火之后，火焰以正常的速度推进，远端未燃混合气进一步受到压缩和热辐射，温度压力急剧上升，加速其先期反应，以致在正常火焰到达之前，终燃混合气快速自燃，引起缸内压力急剧波动。
爆燃的发生取决于终燃混合气的温度－压力－时间历程。
措施：
⑶汽油机防止爆燃的措施有：①使用抗爆性能高的燃料②推迟点火③缩短火焰传播距离④提高火焰传播速度⑤降低终燃混合气的温度，如减小余隙高度，加速气流运动，燃烧室扫气（加大进排气门重叠角）。
4.空气运动对发动机混合气形成有何影响？在柴油机中是如何组织进气涡流的？（6分）答：⑴影响：内燃机缸内空气流动对混合气的形成和燃烧过程有决定性影响，因而深刻的影响着发动机的动力性、经济性、燃烧噪声和有害其的排放。
组织良好的缸内空气运动对提高汽油机的火焰传播速率，降低燃烧循环变动有重要作用。
对柴油机而言，它可以促进燃烧过程中空气与未然燃料的混合，提高燃烧速率。
⑵组织进气涡流的方式：导气屏切向气道螺旋气道组织进气系统
5.请分析比较柴油机直喷式燃烧室和非直喷式燃烧室各自的特点、应用范围及发展趋势。
（8分）
答：⑴特点：
直喷式：①由于燃烧迅速，经济性好，有效燃油消耗率低②燃烧室结构简单，面容比小，散热损失小，冷启动性较好，经济性好③对喷射系统要求高④对转速变化敏感⑤压力升高率大，燃烧噪声大，工作较粗暴
非直喷式①采用浓稀两端混合燃烧方式，NOx和微粒排放低于直喷式，但低负荷下碳烟排放量较大②燃烧柔和震动噪声小③缸内气流运动强烈，空气利用率好④对喷射系统要求不高⑤一般对燃油不敏感，适应性强⑥燃烧室结构复杂，面容比大⑦冷启动性能不如直喷式燃烧室
⑵应用范围：直喷式燃烧室一般用于重型柴油机和其他柴油机；非直喷式燃烧室一般用于要求转速较高的轿车和轻型车柴油机，以及要求使用方便的小型农用柴油机。
⑶发展趋势：随车柴油机直喷技术，多气门技术，增压技术的进步，直喷式柴油机高速适应性大大改善，应用将更广；非直喷式柴油机新的变化较少。
7.试分析柴油机燃烧噪声的产生机理、影响因素及降低燃烧噪声的主要技术途径。
（10分）答：
⑴产生机理：在燃烧时，气缸内压力急剧上升的气体冲击而产生，包括由气缸内压力剧烈变化引起的动力载荷，以及冲击波引起的高频振动，压力升高率过大。
⑵影响因素：柴油机转速，负荷，喷油时间，加速运转和不正常燃烧（转速升高，负荷加大则噪声增大，喷油推迟噪声减小，加速或不正常燃烧时噪声增大。
）
⑶降噪技术途径：①适当推迟喷油②选用十六烷值较高的柴油③改变燃烧室形式（分开式燃烧室）④降低压力升高率。
8.如何采用作图法通过发动机台架试验制取汽油机的等油耗曲线（万有特性曲线）？要求写出作图步骤并用图示之？（10分）
答：⑴步骤
①在第一象限中集中绘出各转速有效燃油消耗率be-平均有效压力pme曲线，在曲线尾端标出相应的转速。
②在第四象限以相同的比例尺Pme比例绘制转速n-平均有效压力pme曲线。
③以有效燃油消耗率等于230克每千瓦时为例，在有效燃油消耗率be的坐标轴上，作的水平线与负荷曲线相交，得a,b,c,d,e.f六点，将此六点对应移到转速n-平均有效压力pme 面上。
④将等be 值的各点连成光滑的等值线，并标出相应的数值，从而得到万有特性上的等燃油消耗率曲线。
⑵图示
9.研究发动机理论循环的意义是什么？请分析比较同类型发动机分别采用等容加热循环、等压加热循环和混合加热循环时的热效率大小（12分）
答：⑴研究理论循环的意义是：
①确定循环热效率的理论极限，以判断实际发动机经济性能和工作过程的完善程度以及改进潜力。
②有利于分析发动机比较不同热力循环方式的经济性能和动力性能。
③通过分析理论循环的热效率和平均有效压力，明确提高以理论循环热效率为代表的经济性能和以平均有效压力为代表的动力性能的基本途径。
⑵大小比较及分析：ηtV>ηtm>ηtp
10.试分析汽油机和柴油机（速度特性）外特性转矩、功率曲线的差别及原因。
画出两者的外特性图像。
谁的动力适应性好？为什么？有何方法提高柴油机的转矩储备系数？衡量发动机短时超载能力的指标有哪些？如何定义？，如何提高这些指标？（18分）
答：⑴转矩曲线比较：汽油机的转矩Ttq曲线基本上是随着转速n的升高而降低，只有在低速范围内才有一段随升高而升高的情况；而柴油机的转矩Ttq曲线都比较平坦，在油门关小后，转矩Ttq甚至随着转速n的升高而降低。
⑵功率曲线比较：汽油机外特性功率曲线的最大值点，一般在标定功率点；而柴油机可以达到最大值点的转速很高，但标定点要比其值低得多。
汽油机功率随转速的增大非线性增加，柴油机基本上呈线性增加。
图像：
⑶汽油机的外特性比柴油机外特性的动力适应性好
原因：①在同一排挡，相同阻力和相同标定点的情况下，在低标定点转速各点的转矩和功率汽油机都高于柴油机。
②由于汽油机转矩Ttq曲线变化急剧，柴油机变化平缓，所以，柴油机的最高转速可以比汽油机更远离标定点。
⑷提高柴油机的转矩储备系数：①采取有效的油量校正措施，增加低转速时循环供油量。
②改善柴油机动力性能，提高外特性上的最大转矩。
⑸衡量发动机短时超载能力的指标：①转矩适应性系数Kt：发动机的外特性曲线上最大转矩相对于标定功率下的转矩的百分比。
②转矩储备系数：u=Kt-1。
③转速适应用系数：标定转速与外特性上最大转矩对应的转速之比。