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当前位置:首页 > 机械/制造/汽车 > 汽车理论 > 清华大学X年春季学期汽车发动机原理期中考试试题(答案)
2009春季学期《汽车发动机原理》期中考试试题姓名:班级:学号:一、单项或多项选择题(每题1分,共10分)1.我国汽油标号如93#代表汽油的(b)。a)MONb)RONc)馏出温度d)粘度2.我国柴油标号如0#代表柴油的(c)。a)闪点b)十六烷值c)凝固点d)饱和蒸汽压3.转速不变,负荷增加时,(c)。a)汽油机φa增加,柴油机φa基本不变b)汽油机φa减小,柴油机φa增加c)汽油机φa基本不变,柴油机φa减小d)汽油机φa基本不变,柴油机φa增加4.下列替代燃料中,属于可再生能源的是(b)。a)LPGb)BTLc)CTLd)CNG5.机械损失功不包括(b)。a)泵气损失功b)发电机消耗功c)冷却水泵消耗功d)活塞摩擦消耗功6.汽油机采用“Downsizing”技术后,可以(a,d)。a)增加升功率b)增加压缩比c)减小面容比d)减小摩擦损失7.PFI汽油车加速时,为了保持化学计量比运行,燃油喷射量应该(c)。a)不变b)减小c)增加d)先减小再增加8.下列柴油机喷射系统需要调速的是(a,c)。a)机械分配泵b)电控单体泵c)电控直列泵d)高压共轨9.应用发动机VVT技术可以(a,d)。a)提高充量系数b)减小过量空气系数c)减少机械摩擦损失d)降低排气损失10.提高循环等容度,意味着(c)。a)增大加热量b)减少放热量c)靠近TDC加热d)靠近BDC放热二、判断题(每题1分,共10分)(正确√,错误×)1.燃料的C/H比越小,则燃料的燃烧越清洁,但燃料的热值越低。(×)2.化学计量比GDI发动机不是稀燃,所以不能节能。(×)3.在可变进气系统中,为利用波动效应,低速时使进气通过短管进入气缸,高速时使进气通过长管进入气缸。(×)4.转速一定,负荷增加时,内燃机的机械效率增加。(√)5.增大进气门晚关角有利于高速大功率,但会降低低速昀大转矩。(√)6.选择对转速不太敏感的燃料系统,可以使万有特性的昀经济区域在横坐标方向变宽。(√)7.化学安定性越差的燃料,辛烷值越低。(×)8.内燃机的换气损失包括进气损失、排气损失和泵气损失三部分。(×)9.轿车用发动机的额定功率一般按1小时功率进行标定。(×)10.发动机缸内涡流比越大,则充量系数越小。(√)三、填空题(每空0.5分,共10分)1.HCCI汽油机采用(预混或均质)混合气形成方式和(压燃或自燃)着火方式。2.从发动机工作特点来看,发动机特性有(静态或稳态)特性和(动态)特性之分;从可变因素特点来看,则有(调整)特性与(运行)特性之别。3.油门全开的发动机速度特性称之为(外特性)。4.烃燃料依据分子结构不同可分为(烷烃)、(烯烃)、(炔烃)和(芳香烃)。5.影响发动机充气系数的主要因素有(流动阻力或进气压力降或进气压力损失)、(进气温升或温升)、(配气相位或进气晚关角)。6.发动机单位气缸工作容积输出的有效功用(平均有效压力或pme或BMEP)表示。7.测量辛烷值的两种标准燃料是(正庚烷或n-heptane)和(异辛烷或iso-octane)。8.根据工质和循环特征,内燃机循环模式可以分为(理论循环)、(理想循环)和(真实循环)。四、专业英语(共10分)1.将下表所列参数或名词译成英文(每词0.5分,共5分)压缩比compressionratio比热容比specificheatratio乙醇ethanol示功图indicatordiagram泵气损失pumpingloss节气门throttlevalve进气道intakeport排量displacement化学计量比stoichiometricratio环境温度ambienttemperature2.写出下表所列专业英文缩写的全称,并译为中文(每条1分,共5分)BSFCbrakespecificfuelconsumption有效燃油消耗CVTcontinuouslyvariabletransmission无级变速器PAHpolycyclicaromatichydrocarbon多环芳烃BTDCbeforetopdeadcenterICEinternalcombustionengine五、画图或问答题(共40分)1.(6分)画出增压四冲程柴油机一个循环的p-ϕ图,并标出上下止点、进排气门开关和着火时刻的位置。2.(8分)在同一张T-S图上画出在加热量和昀高燃烧压力相同条件下的等容循环、等压循环和混合循环,比较它们的循环热效率大小,并说明原因。由于三种循环加热终了的状态点z1、z2和z3都在pmax线上,并且因为等容,等压线斜率的差别,导致压缩终了的温度将是Tc3Tc2Tc1,即压缩比ε3ε2ε1。于是在加热量Q1相同的条件下,T-S图上从左到右依次是z3b3、z2b2、z1b1,放热量Q2pQ2mQ2v,由此必然得出等压循环ηtp混合循环ηtm等容循环ηtV的结论。3.(10分)画出带两级调速器的直列泵柴油机在大、中、小三种负荷条件下,转矩、有效功率和有效油耗随转速的变化规律。4.(10分)画出汽油机理想化油器特性曲线,并解释汽油机稀燃带来的益处和存在的问题。稀燃(lean-burn)的优点:(1)增加比热比k,可以提高循环热效率;(2)稀燃爆震倾向减少,可以提高压缩比ε,进而提高循环热效率;(3)稀燃氧浓度高,燃烧更加完全;(4)稀燃传热损失减少。总之,稀燃可以实现较大幅度的节能。稀燃的问题:(1)高效成熟的三效催化剂不能用,如采用吸附NOx催化剂,则需要短期加浓产生还原气氛,损失稀燃带来的节能优势,此外,吸附NOx催化剂对燃油中的硫含量非常敏感,要求燃油中硫含量低于50ppm;(2)燃烧火焰传播速度变慢,燃烧等容度降低,热效率降低。5.(6分)画出汽油机充量系数φc在大、中、小负荷条件下随转速变化的规律,并解释原因。汽油机由于存在节气门,进气阻力较大,因而φc随转速上升而较快下降;部分负荷节气门关小时,阻力更大,φc下降更急剧,因而导致了不同负荷时充量系数φc随转速上升呈现出如上图所示的变化趋势。六、计算题(共20分)1.(8分)在一台小型3缸增压车用汽油机上,用异辛烷(C8H18)作燃料,与120%所需理论空气混合燃烧。计算发动机的:(1)空燃比;(2)燃空当量比。解:(1)异辛烷(C8H18)完全燃烧的化学反应方程式为:8182222589;2CHOCOHO+=+因此1kg异辛烷完全燃烧所需要的理论空气质量为:32/12515.1240;0.232114/2gmolkgkggmol××=即异辛烷的化学计量比为l0=15.1240;又由题意可知燃烧时的过量空气系数φa=1.2,因而空燃比为:01.215.124018.1488;alαφ=⋅=×=(2)由于过量空气系数φa已知,因而容易求得燃空当量比为:110.83331.2aϕφ===。2.(12分)一台压缩比为10.2具有断缸技术的5.6升排量V8汽油机,在低负荷时发动机由8缸切换为4缸工作。在8缸1800r/min运转时,其空燃比A/F=14.9,充气效率57%,燃烧效率91%,机械效率92%。当发动机切换到4缸工作时,为了输出相同的有效功率,需要增加发动机转速。假设发动机4缸工作时,其空燃比A/F=14.2,充气效率66%,燃烧效率99%,机械效率90%。假设汽油机按Otto理想循环工作,进气充量比热比1.35,密度1.181kg/m3,汽油低热值43000kJ/kg。计算:(1)8缸切换为4缸的有效燃油消耗率降低百分比;(2)4缸工作时的发动机转速。解:(1)由题意知,汽油机按Otto理想循环工作,因而其循环热效率ηt为:11.35111110.5564;10.2tκηε−−=−=−=所以当发动机8缸工作时其有效燃油消耗率be,8为:,8,8,811191%0.556492%43000/10003600/0.910.55640.9243000179.7288/;eeetuctmuBbPHHkJkggkWhgkWhηηηη==⋅=⋅⋅⋅=××××=⋅×××=⋅同理,当发动机切换为4缸工作时其有效燃油消耗率be,4为:,4,4,411199%0.556490%43000/10003600/0.990.55640.9043000168.8765/;eeetuctmuBbPHHkJkggkWhgkWhηηηη==⋅=⋅⋅⋅=××××=⋅×××=⋅因而8缸切换为4缸的燃油消耗降低百分比为:,8,4,8179.7288/168.8765/100%100%179.7288/179.7288168.8765100%179.72880.06046.04%;eeebbgkWhgkWhbgkWh−⋅−⋅×=×⋅−=×==(2)发动机在8缸1800r/min运转时,其有效功率Pe,8为:88,8,8,8,882()()()usectmcsssHpinPVRTηηηφατ=当发动机切换为4缸且在转速n4下工作时,其输出的有效功率Pe,4为:44,4,4,4,442()()()usectmcsssHpinPVRTηηηφατ=上面两个有效功率的表达式中,除带有下标8,4的项互不相等外,其余各项均相同。又因为发动机4缸工作和8缸运转时具有相同的有效功率,即Pe,8=Pe,4,所以有:,8,8,888,4,4,4448411cmccmcininηηφηηφαα⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅上式中除切换后的发动机转速n4未知外,其余各项均为已知,因而容易求得切换为4缸工作时的发动机转速n4为:,8,8,88848,4,4,444,8,84,888,4,48,441191%92%14.257%81800/min99%90%14.966%42784/mincmccmccmccmcinniinirrηηφαηηφαηηαφηηαφ⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅××××=×××××=。
本文标题:清华大学X年春季学期汽车发动机原理期中考试试题(答案)
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