（重庆大学830内燃机原理考研真题答案2005）
2005年
一，名词解释
平均指示压力：单位气缸容积一个循环所做的指示功Pmi。
预混燃烧：燃料和氧气（或空气）预先混合成均匀的混合气，此可燃混合气称为预混合气，预混合气在燃烧器内进行着火、燃烧的过程称为预混燃烧。
残余废气系数：是指每循环进气过程结束时，缸内残余废气量与每循环缸内气体的总质量的比值（质量或体积比）。
扫气系数：扫气效率是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。 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。 汽油机外特性：汽油机处于全负荷时的速度特性。
二，问答题
1.试比较四冲程火花点火发动机燃烧放热规律与四冲程压燃式柴油机的燃烧放热规律有何特点？并画出图像。
答：
⑴四冲程点火发动机：由于燃料在进入气缸之前进行了充分混合，在点火后混合气迅速燃烧，在自燃期和怠燃期阶段放热速率迅速上升，达到峰值。在后燃期燃料基本上燃烧完全，放出少量热量，放热率基本上呈直线下降，整个放热规律为单峰状。
⑵四冲程压燃式柴油机：当燃料喷入气缸时，由于缸内温度非常高，在滞燃期时一部分燃料着火燃烧，放出热量，放热率上升到一个峰值；燃料与空气混合不充分，导致放热率达到第一个峰值后开始下降，在燃料与空气进一步混合后放热率又再一次上升达到第二个峰值，这时喷入的燃料在怠燃期已几乎完全燃烧，放热率大幅下降，由于燃料混合不好，在燃烧末期放热率曲线发生波动，整个放热过程为双峰状。
⑶图像：
2.柴油机在低温下冷启动困难的原因是什么？如何改进柴油机冷启动性能？（6分） 答：原因
①气缸内压缩始点温度下降，气缸壁传热增大以及由于启动转速低而引起漏气量增加，从而压缩终点和温度下降。
②在低温时燃料粘度增大以及启动转速低从而使燃料蒸发和雾化恶化，影响混合气形成。 ③润滑油粘度增加，蓄电池性能下降。
措施：
①选用凝固点较低的柴油,适当提高柴油的十六烷值。
②采用直喷式柴油机，并应用快速电热塞。
③运用综合启动加热器。
④选用品质较高的润滑油。
⑤对柴油机保温或预热。
3.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。主要的实施方向有三个：在允许和可能的条件下，提高发动机的压缩比；合理组织燃烧，提高循环加热的“等容度”，特别是减小循环的预膨胀比和合理选择燃烧始点相位；保证工质具有较高的绝热指数。
4.说明造成汽油机循环波动的原因及改善措施。（6分）
答：原因：①火花塞附近混合气成分波动 ② 气体运动状态波动 ③混合气过浓或过稀 ④残余废气系数过大⑤点火能量不足
措施：①使过量空气系数尽量保持在0.8—1.0这个范围内 ，采用理论空燃比或较浓混合气②降低残余废气系数。③多点点火④提高点火能量，优化放电方式，采用大的火花塞间隙 后果：油耗上升，功率下降，不正常燃烧倾向增加。
5.内燃机进排气门为什么需要提前开启和延迟关闭？如何确定进排气门早开角和晚关角的大小？（10分）
答：
⑴原因：①进气门提前开启的目的是：为了保证新鲜气体或可燃混合气能顺利、充分地进入气缸 ②进气门晚关的目的是：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，达到多进气的目的。
（①排气门早开的目的是：当活塞作功行程接近下止点时，可燃混合气的燃烧膨胀已基本结束，但气缸内的气体压力仍然较高，利用此压力可使气缸内的废气迅速地排出；②排气门迟关的目的是：由于活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，利用排气流的惯性可使废气继续排出。③由于进气门早开和排气门晚关，就会出现有一段时间进、排气门同时开启的现象。进气门和排气门同时开启的那一段时间或曲轴转角，我们就把它称之为气门重叠时间或气门重叠角，气门重叠角的大小等于进气门早开角与排气门晚关角之和。）
6.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。