发动机构造试题及答案(北林)

《内燃机理论与结构》复习参考题1、汽车发动机是如何分类的？1）按活塞运动方式的不同，活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。

2）根据所用燃料种类，活塞式内燃机主要分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。

以汽油和柴油为燃料的活塞式内燃机分别称作汽油机和柴油机。

使用天然气、液化石油气和其他气体燃料的活塞式内燃机称作气体燃料发动机。

3）按冷却方式的不同，活塞式内燃机分为水冷式和风冷式两种。

以水或冷却液为冷却介质的称作水冷式内燃机，而以空气为冷却介质的则称作风冷式内燃机。

4）往复活塞式内燃机还按其在一个工作循环期间活塞往复运动的行程数进行分类。

活塞式内燃机每完成一个工作循环，便对外作功一次，不断地完成工作循环，才使热能连续地转变为机械能。

在一个工作循环中活塞往复四个行程的内燃机称作四冲程往复活塞式内燃机，而活塞往复两个行程便完成一个工作循环的则称作二冲程往复活塞式内燃机。

5）按照气缸数目分类可以分为单缸发动机和多缸发动机。

仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。

如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。

现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。

6）内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。

单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。

7）按进气状态不同，活塞式内燃机还可分为增压和非增压两类。

若进气是在接近大气状态下进行的，则为非增压内燃机或自然吸气式内燃机；若利用增压器将进气压力增高，进气密度增大，则为增压内燃机。

增压可以提高内燃机功率。

2、什么叫指示功率？什么叫有效功率？怎样计算有效功率？指示功率：有效功率：发动机在单位时间内对外输出的有效功称为有效功率，记为：Pe，单位为KW。

它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。

发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率：式中：Te －有效扭矩，单位为N·m；n －曲轴转速，单位为r/min。

3、发动机功率是根据什么标定的？4、什么叫发动机排量？如何计算？它有什么意义？定义：多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。

一般用VL表示：式中：Vh－气缸工作容积；i－气缸数目。

5、怎样计算发动机压缩比？压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。

一般用ε表示。

式中：Va －气缸总容积；Vh －气缸工作容积；Vc －燃烧室容积；通常汽油机的压缩比为6～10，柴油机的压缩比较高，一般为16～22。

6、什么是发动机的特性与特性曲线？什么是速度特性？什么是外特性？外特性有什么重要意义？特性：发动机性能指标随调整状况及运行工况而变化的关系称为发动机特性，利用特性曲线可以简单而又方便地评价发动机性能。

特性曲线：速度特性：发动机的有效功率P e、有效转矩T e和有效燃油消耗率b e随发动机转速n的变化关系称为发动机速度特性。

外特性：当燃料供给调节机构位置达到最大时，所得到的是总功率特性，也称发动机外特性。

外特性的重要意义：发动机的外特性代表了发动机所具有的最高动力性能。

外特性曲线上标出的发动机最大功率和最大有效转矩及其相应的转速，是表示发动机性能的重要指标。

要联系汽车使用条件，诸如道路情况所要求克服的阻力数值，最高车速等来分析发动机外特性曲线是否符合要求。

7、汽油机与柴油机各有哪些优缺点？8、二冲程发动机与四冲程发动机（化油器式）相比有哪些主要优点？1）曲轴每转一周就有一个作功行程，因此，当二冲程发动机的工作容积和转速与四冲程发动机相同时，在理论上它的功率应等于四冲程发动机的2倍。

2）由于发生作功过程的频率较高，故二冲程发动机的运转比较均匀平稳。

3）由于没有专门的换气机构，所以其构造较简单，质量也比较小。

4）使用方便，因为附属机构少，所以易受磨损和经常需修理的运动部件数量也较少。

9、汽车发动机由哪几个大部分组成？汽车发动机一般由机体组、曲柄连杆机构、配气系统、供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统、起动系统组成。

机体组：作为发动机各机构各系统的装配基体，而其本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系统，冷却系统和润滑系统的组成部分。

曲柄连杆机构：讲活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转云顶并输出动力的机构。

配气机构：根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。

冷却系统：将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。

水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。

供给系统：根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。

润滑系统：向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。

并对零件表面进行清洗和冷却。

润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。

点火系统：能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。

起动系统：是静止的发动机起动并转入自行运转。

10、曲柄连杆机构的功用是什么？由哪些部件组成？功用：把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。

组成：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。

11、气环的断面形状有哪些？各有什么优缺点？矩形断面环：工艺性好，成本低，工作面积大，导热效果较好。

磨合性，密封性较差。

锥形断面环：上行能形成油膜，下行有良好的刮油作用，良好的磨合性能。

不能装反，否则会窜机油。

正扭曲内切环/反扭曲锥面环：提高表面接触应力，防治活塞环在环槽内上行窜动而造成的泵油作用，增加密封性，易于磨合，下行刮油的作用。

但不能装反。

梯形环：抗胶结能力特别好，避免了环被粘在环槽中而引起的折断，加强密封作用，弹性丧失时，仍能与气缸贴合良好，寿命长。

上下面的精磨工艺比较复杂。

桶面环：活塞的外圆面为凸圆弧形，当桶面环上下运动时，均能与气缸壁形成楔形空间，使机油容易进入摩擦面，从而使磨损大为减少。

对气缸表面和活塞摆动的适应均较好，密封性能提高，磨合性好。

但凸圆弧表面加工较困难。

12、活塞环间隙有哪些？过大或过小有什么不好？13、活塞分哪几部分？汽油机活塞上为什么开槽？活塞的基本构造可分为顶部、头部、裙部三部分。

开槽的原因：用以安装气环合油环，保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的高温高压燃气大量漏入曲轴箱；刮除气缸壁上多余的机油，并在其上涂布一层油膜，防止机油窜入气缸燃烧，减小摩擦阻力和磨损。

14、活塞销与活塞销座孔、连杆小头的连接配合为什么常采用全浮式？采用全浮式的原因：在发动机运转过程中，活塞销不仅可以在连杆小头衬套孔内，还可以在销座孔内缓慢地转动，以使活塞销各部分的磨损比较均匀。

15、曲轴的作用是什么？由哪些部分组成？作用：承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线的力矩，并对外输出转矩。

组成：曲轴的前端（自由端）；曲拐（曲柄销，左右两端曲柄，前后两个主轴颈）；曲轴的后端（功率输出端）凸缘。

16、曲轴受到哪些力的作用？曲轴在发动机工作时，受旋转质量的离心力，周期性变化的气体压力和往复惯性力。

17、曲轴的形状除了与承受的载荷有关，还与哪些因素有关？汽缸数、气缸排列方式（直列式/v形等）发火次序。

18、飞轮的作用和原理怎样？如果没有飞轮，发动机能不能正常运转？主要作用：将在作功形成中传输给曲轴的功的一部分储存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷，此外，在结构上飞轮又往往用作汽车传动系统中摩擦离合器的驱动件。

如果没有飞轮，发动机正常运转。

19、配气机构的作用是什么？配气机构的布置型式有哪些？配气机构的作用：按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭进、排气门，使新鲜充量（汽油机为可燃混合气、柴油机为空气）得以及时进入气缸，而废气得以及时从气缸排出。

配气机构按气门的布置形式分有：气门顶置式、气门侧置式；按凸轮轴的布置位置分：凸轮轴下置式、凸轮轴中置式、凸轮轴上置式；20、在配气机构中凸轮轴的结构与什么因素有关？21、顶置气门式配气机构与侧置气门式配气机构相比较有何优缺点？22、什么叫配气相位？什么是发动机配气相位图？23、发动机进排气门为什么要早开、晚关？进气门提前开启的目的是为了保证进气行程开始时进气门已开大，新鲜空气能顺利地充入气缸。

当活塞到达下止点时，气缸内压力仍低于大气压力，在压缩行程开始阶段，活塞上移速度较慢的情况下，仍可以利用气流惯性和压力差继续进气，因此进气门早开一点事有利于进气的。

排气门提前开启的原因是：当作功行程的活塞接近下止点时，气缸内的气体虽有0.3~0.4MPa的压力，但就活塞作功而言，作用不大，这时若稍开排气门，大部分废气在此压力作用下可以迅速自缸内排出；当活塞到达下止点时，气缸内压力已大大下降（约为0.115MPa），这时排气门的宽度进一步增加，从而减小了活塞上行是的排气阻力，高温废气迅速排出，还可防止发动机过热。

当活塞到达上止点时，燃烧室内的废气压力仍高于大气压力，加之排气时气流有一定得惯性，所以排气门迟一点关，可以使废气排放得较干净。

24、何谓气门间隙？为什么要留有气门间隙？气门间隙过大或过小有何不好？气门间隙：在法定及冷态装配时，在气门与其传动机构中留有一定的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量，这一间隙称为气门间隙。

留有气门间隙的原因：发动机工作时，气门将因温度的升高而膨胀。

如果气门及其传动件之间在冷态时无间隙或间隙很小，则在热态下，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功过程中的漏气，从而使功率下降，严重时甚至不易起动。

为了消除这种现象，才留气门间隙。

气门间隙过大：使传动零件之间以及气门和气门座之间产生撞击声，而且加速磨损，同时也会使得气门开启的持续时间减少，气缸的充气和排气情况变坏。

气门间隙过小：发动机在热态下可能发生漏气，导致功率下降甚至气门烧坏。

25、汽油机燃料供给系的功用是什么？由哪些主要部件组成？汽油机供给系统的功用是：根据发动机各种不同工况的要求，配制出一定数量和浓度可燃混合气，供入气缸，使之在临近压缩终了时点火燃烧而膨胀作功。