第一章
1.内燃机动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类？表示
动力性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？表示经济性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？
答：指示指标是以工质对活塞所做的功为基础的，它不考虑动力输出过程中机械摩擦和附件消耗等外来因的影响，可以直接反映由燃烧到热工转换的工作循环进行的好坏：有效指标是以曲轴对外输出的功率为基础，代表了发动机整机的性能。
表示动力性能的指标：
平均指示压力p mi是发动机单位气缸工作容积的指示功
平均指示功率P i发动机单位时间所做的指示功，P i=p mi V s in
30τ
平均有效压力p me发动机单位气缸工作容积输出的有效功
有效功率P e发动机指示功率减去机械损失功率对外输出的功率，P e=P i−P m
有效扭矩发动机工作时，由功率输出轴输出的扭矩
转速n和活塞平均速度C m：提高发动机转速，即增加单位时间内做工的次数，从而使发动
机体积小、重量轻和功率增加。转速增加活塞平均速度也增加，他们之间的关系：C m=Sn
30表示经济性能的指标：
指示热效率ηi是实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比。
指示燃油消耗率b i单位指示功的耗油量，与指示热效率之间的关系：b i=3.6×106
ηi×Hμ
有效热效率ηe发动机有效功与所消耗燃料热量的比值
有效燃油消耗率b e与P e的关系：b e=B
P e ×106，与ηe的关系ηe=3.6×106
b e×Hμ
2.怎样求取发动机的指示功率、有效功率、平均指示压力和平均有效压力？
指示功率P i=p mi V s in
30τb i=B
P i
×106 P i=P e+P m
有效功率P e=P i−P m P e=T tq n
9550P e=p me V s in
30τ
b e=B
P e
×106
平均指示压力p mi=W i
V s P i=p mi V s in
30τ
平均有效压力p me=30P eτ
V s in p me=0.1047T tqτ
iV s
×30×10−3
3.机械效率的定义是什么？
机械效率是有效功率和指示功率的比值，ηm=P e
P i =p me
p mi
=1−P m
P i
=1−p mm
p mi
4.压缩比的定义是什么？
压缩比等于气缸总容积与燃烧室容积的比值。
5.平均有效压力和升功率在评定发动机性能方面有何区别？
平均有效压力是发动机单位气缸工作容积输出的有效功，用于评定发动机的动力性能。升功率是发动机每升工作容积发出的有效功率，用来衡量发动机容积的利用程度，属于发动机的强化指标。
6.影响有效燃油消耗率的b e的因素有哪些？降低b e的途径有哪些？
发动机的燃油消耗率一方面取决于发动机的种类、设计制造水平；另一方面又与汽车行驶时发动机的的负荷率有关。降低燃油消耗率的途径：
1 提高发动机热效率与机械效率
2 发动机增压化
3发动机广泛采用电子计算机控制技术
4缩减轿车总尺寸和质量，减小空气阻力
5合理调整与保养
6增加传动系挡位
7.过量空气系数φa的定义是什么？在实际发动机上怎样求得？
燃烧1kg燃料实际提供的空气量L与理论上所需的空气量L0之比，称为过量空气系数α，
α=L
L0
。在实际发动机中，通过翼片式空气流量计和翼片式空气流量传感器、温度和压力传感器采集数据，测出空气流量的体积，通过ECU计算得出过量空气系数；或通过热丝式或热膜式空气流量计测出空气流量的质量得出过量空气系数。涡轮增压发动机优缺点
8.内燃机的机械损失由哪些部分组成？详细分析内燃机机械损失的测定方法，其优缺
点及适用场合。
内燃机的机械损失包括：摩擦损失、驱动各种附件损失、带动机械增压器损失、泵气损失、总功率损失。
内燃机机械损失的测定方法有倒拖法、灭缸法和油耗线法。
1倒拖法：发动机与平衡式电力测功器相连，首先让发动机在给定的工况下稳定运转，当冷却水和机油温度达到正常时，立即切断供油（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，并尽可能维持冷却水和机油的温度不变，电力测功器的倒拖功率，即为发动机在该工况下的机械损失功率。这种方法的缺点是必须使用平衡式电力测功器，而且由于缸内压力温度与实际不符，测量结果往往偏大。
2灭缸法：此法仅适用于多缸发动机。首先将发动机调整到给定工况稳定工作，测定其有效功率P e：然后停止向一个气缸供油，并调整测功器，是内燃机恢复到原来的转速，再测定发动机的有效功率P e(1)。由于有一个气缸不工作，第二次测得的有效功率比第一次测得的小，两者只差即为停油气缸的指示功率。同法，依次使各缸熄火，则可测得对应的有效功率P e(2)、P e(3)…..于是可得各缸的指示功率为P i1=P e−P e(1), P i2=P e−P e(2)……
将上式相加得整机的指示功率为P i=P i1+P i2+⋯..=iP e−(P e(1)+P e(2)+⋯…)，因此整机的机械损失功率为：P m=(i−1)P e−(P e(1)+P e(2)+⋯…)
此法的测量误差，对于柴油机，在较好的条件下可达到5%，单对于汽油机，由于停缸会使进气情况改变，往往得不到正确地结果。同样它也不能用于废气涡轮增压发动机及单缸机。3油耗线法：保证发动机在转速不变，逐渐改变柴油机供油齿条的位置，测出每小时耗油量B随负荷P m变化的关系，绘制成如图所示的曲线。在曲线中出接近直线的线段，并顺此此线段作延长线，直至与横坐标相交，则交点到坐标原点的长度即为该机平均机械损失压力p mm的数值。此方法的基础是，假设转速不变时p mm和指示热效率不随负荷的增减而变化。柴油机接近这个假设，故此法适用于柴油机，但不适用于汽油机。
9.灭缸法测量发动机机械损失的原理？为什么内燃机原理中把平均有效压力p me作为
一个极重要的性能指标？
灭缸法原理：此法仅适用于多缸发动机。首先将发动机调整到给定工况稳定工作，测定其有效功率P e：然后停止向一个气缸供油，并调整测功器，是内燃机恢复到原来的转速，再测定发动机的有效功率P e(1)。由于有一个气缸不工作，第二次测得的有效功率比第一次测得的小，两者只差即为停油气缸的指示功率。同法，依次使各缸熄火，则可测得对应的有效功率P e(2)、P e(3)…..于是可得各缸的指示功率为P i1=P e−P e(1), P i2=P e−P e(2)……
将上式相加得整机的指示功率为P i=P i1+P i2+⋯..=iP e−(P e(1)+P e(2)+⋯…)，因此整机的机械损失功率为：P m=(i−1)P e−(P e(1)+P e(2)+⋯…)，
平均有效压力是单位气缸工作容积输出的有效功，p me值越大，说明单位气缸工作容积对外
，同时平均有效输出的功多，做工能力强。同时p me与P e还存在着如下的关系：P e=p me V s in
30τ
压力p me与活塞平均速度C m的乘积称为强化系数，其值愈大，发动机的热负荷和机械负荷愈
高。因此，平均有效压力在内燃机原理中是一个极其重要的指标。
10.真实循环比之理想循环，多增加了哪些损失项目？这些损失是怎样产生的？
多增加的损失项目有：
1实际工质的影响：理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体比热是随温度上升而增大的，且燃烧后生成的CO2、H2O等气体，这些多原子气体的比热容大于空气，因之循环的最高温度降低。加之实际循环还存在着泄漏，使工质数量减少。
2换气损失：为使循环重复进行，必须更换工质，因此消耗的功称为换气损失。其中，因工质流动时需要克服进排气系统的阻力所消耗的功，称为泵气损失。因排气门在下止点提前开启而产生的损失。
3燃烧损失：实际循环中，燃料燃烧需要一定的时间，所以喷油或点火在上止点前，并且燃烧还会延续到膨胀行程，由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失。实际循环中会有部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失。在高温下部分燃烧产物分解吸热，使循环的最高温度下降。
4传热损失：实际循环中，气缸壁和工质之间自始至终存在着热交换，使压缩、膨胀线均脱离理论热循环的压缩、膨胀线，造成损失。
第二章
1.分析内燃机进排气门提前开启和迟后关闭的原因。其数值大小与那些因素有关？
答：进气门提前开启时为了保证活塞下行时有足够大的开启面积，新鲜工质可以顺利流入气缸，增加进气量。排气门提前开启是为了利用气缸内废气的高温高压，使废气迅速排出。排气门迟后关闭时为了利用高速气流的惯性排出废气，使废气排出得更加彻底。其数值大小受发动机转速、扭矩、功率以及发动机结构的影响。
2.内燃机换气过程有哪些损失？增压和自然吸气发动机的泵气功和泵气损失各有什么特
试点？
答：内燃机的换气损失由排气损失和进气损失两部分组成。排气损失包括自由排气损失和强制排气损失。自然吸气发动机的泵气功为负功，泵气损失在数值上等于它的泵气功，增压内燃机的泵气功大于0，泵气功和泵气损失不相等。
3.试述影响充量系数的各个主要因素及提高充量系数的技术措施？
影响充量系数的主要因素有：进气（或大气的状态）、进气终了的气缸压力和温度、残余废气系数、压缩比及气门正时等。提高的技术措施：
1通过增大节气门开度或降低转速可提高ην
2将高温排气管与进气管分置气缸两侧，控制进气预热，适当加大进气门叠开角，以降低进气终了温度。
3增大压缩比，减少残余废气量。
4减小进气系统的阻力
5合理选择配气定时
4.名词解释：充气效率、过量扫气系数、GDI、进气可变技术、爆震
充气效率：实际进入气缸的新鲜工质的量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质的量的比值。
过量扫气系数：扫气中所用新气总质量m t与在大气状态下充满气缸工作容积V s的新气质量m s的比值。
GDI：gasoline direct injection, 汽油缸内直喷技术
进气可变技术：随使用工况（转速、负荷）变化，使发动机某系统结构参数可变的技术。爆震：在汽油机燃烧中，随着压缩比及气缸内的气体温度的升高，可能出现的一种不正常燃烧的现象称为爆震。
第三章
1.常用的气体燃料发动机有哪几种？内燃机用气体燃料有哪些优点与缺点？
常用的气体燃料发动机有天然气发动机、液化石油气发动机。
内燃机使用气体燃料的优点：
1 CO排放减少，未燃HC成分引起的光化学反应降低，SO2排放降低。
2辛烷值高，可采用高压缩比，获得高的热效率。
3燃烧下限宽，稀燃特性优越，可降低NO X生成，提高热效率。
4低温启动性及低温运转性能良好，不需要在使用液体燃料时的额外供油，不完全燃烧成分少。
5适用性能好，固体微粒排放率几乎为0.
缺点：
1储运性能比液体燃料差，行驶距离较短。
2储气压力高，使燃料容器加重。
3由于成气体状态吸入，使发动机的体积效率降低，与液体燃料相比，单位体积的混合热值小，功率下降近10%。
2.为什么醇类是火花点火发动机的优良燃料？
1醇类燃料的热值低，但醇中含氧量大，所需的理论空气量不到汽油的一半，两者混合气热值差不多，从而保证发动机性能不致降低。由于热值低，醇类燃料的消耗率比普通汽油高，不过热效率不必普通汽油低，其混合气比汽油混合气低。