1、计算题 1. 要设计一台 6 缸四冲程高速柴油机，设平均指示压力 pmi=0.85MPa，平均损失压力 pmm=0.15MPa，希望在 2000r/min 时能发出的功率 为 73.5kW。 1） 为将活塞平均速度控制在 8m/s，缸径与行程比取多大？ 2） 为使缸径行程比为 1:1.2，缸径与行程取多大？ 2. 有一台 6135Q-1 柴油机， DS=135mm140mm， 6 缸，在 2200r/min 时，发动机的有效功率为 154kW， be=217g/(kWh)。 1） 求发动机的 pme、 Ttq和 et。 88.01256.10)(56.1012105044S4DVcm1050L
2、05.1200067.045.7330P30V30(MPa) 0.7 = 0.15 - 0.85 = p -p = p)(12)(12.02000830303023mmmime=SDcmSVDinpinVpPcmmnCSSnCssmeessmeemmpppttQQQ）（）（)(44.1237.102.12.1)(37.103.010503.03.02.1442.11.2:1S:D33322cmDScmVDDDDSDVDSss=pppppQ39.010425002176.3106.3)/(425007-353P5.6682200154955095509550)(7.022006241543030
3、30)(2cm200414413.54D663322=mmhttpphbmkJhmNnPTnTPMPainVPpinVpPLSVseetetqtqesemesmee得表查书）（又）（QQ2） 当 m=0.75 时，试求 bi、 it、 i和 m的值。 3） 当 it、 c、 a均未变， m由 0.75 提高到 0.8，求此时 L、 e和 be的值。 4） 若通过提高 c使 e提高到 160kW，而 it、 m均未变化，则 i、 m、 be值是多大？ 5） 通过以上计算，你可以得出那些结论？ 机械效率提高时， 有效 功率增加，燃油消耗率下降，升功率增高 ； 充量系数提高时， 指示 功率 增加，燃
4、油消耗率下降，升功率下降 。 )(33.5115433.20552.0104250076.1626.3106.3)/(76.162100033.20542.331000)(33.20575.0154)/(42.33100015421710001000661kWPPPhbhkWgPBbkWPPPPhkgPbBPBbeimiitiimeiiemeeee=-=-=-mhhhQQ)/(62.2031042500416.06.3106.3416.08.052.0)(69.136226.16426.16433.2058.0 P 均未 变a、166ic-=hkWghbkWiVPPkWPPPPetemitet
5、seLimeiemitmhhhhhhjh）（不变指示功率QQ)/(34.21410425003952.06.3106.3106.33952.076.052.076.033.211160)(33.21133.511601666-=+=+=hkWghbhbPPkWPPPeteeetmitetiemmeimmhhhhhhQ3. 一台四冲程 4 缸火花点火发动机（缸径 D 80mm，冲程 s 76.5mm）节气门全开时在台架上的测量结果如下： 发动机转速 n=5900 r/min,有效转矩 Ttq =107.1 Nm,平均指示压力 pmi=1.19 MPa 计算： 1）循环指示功 Wi； 2）指示功率
6、 Pi和有效功率 Pe； 3）平均有效压力 pme； 4）机械效率 hm； 5）机械损失功率 Pm和平均机械损失压力 pmm。 4. 一台 6 缸四冲程柴油机，气缸直径为 135mm，行程缸径比为 1，额定转速为2100r/min，如外界大气条件为 0.1Mpa和 25摄氏度，充量系数为 90%，试确定该机额定转速工况时的空气消耗量。 )45.038.019.1 )(38.05.38465.7484D322JVspWVsWpLcmSVsmiiimi（）（=Qpp)(51.66950059001.10795505.8844260590045.0260kWnTPkWinWPtqeii= ）（)(8
7、9.04590038.051.664303030MPaniVPpniVpPsemesmee=ttQ75.05.8851.66=PiPemh)(29.05900438.099.214303030)(99.2151.665.88MPainVPpinVpPMPaPPPsmmmsmmmeim=-=-=ttQkghkgVmmkgRTPhmVVVVhminVniVVLcmSDVcmmmDSDSvvsss21.768 )/( 21.768586.65617.1)/(17.129828710)/(586.65654.7299.0%90)/(54.72993.12100603.003.06021000)(93.
8、1)(37.19325.1345.134)(5.13)(1351:350033322气消耗量为每小时该额定转速工况时的空由气体状态方程可得实际充气量理论充气量=rrhhppQQ5. 一台 6 缸四冲程柴油机，气缸直径为 135mm，行程缸径比为 1。已知外界大气条件为 P0=105pa、 T0=298K，空气的气体常数 R=287J/kg.K。若在标定转速为 2100r/min 时测得的发动机空气流量为 m& =770 kg/h，试求发动机标定转速 时的充气效率 v6. 一台压缩比 e=5的低速发动机，在 288K、 0.1MPa的大气状态下运转，排温为280C，进气终了时缸内压力和温度分别是
9、 60C 和 0.092MPa，排气压力可认为与大气压力相同，试估算发动机的充气效率。 7. 有一常规的四缸四冲程汽油机，在发动机台架上做实验，燃用优质汽油。下面是测得的数据： 排量 Vst2.0 dm3消耗 400cm3燃油和 3.38m3空气的时间 53.0 s 发动机转速 n 4800 r/min 平均有效压力 pme0.951 MPa 环境温度 T0293 K 环境压力 p00.1 MPa 残余废气系数 5 %21.9054.72912.658)/(12.65817.1770)/(17.129828710)/(54.72993.12100603.003.06021000)(93.1)(
10、37.19325.1345.134)(5.13)(1351:335003322=VVhmmVmkgRTPhminVniVVLcmSDVcmmmDSDSvssshrrpp实际充气量由气体状态方程可得理论充气量Q%44.86)5531.0333092.05(1.02881-51)(111 , 1, )(111.0 , 553273288092.0 , 333273601.0 , 288=-=-=+=-=+=+=rraassvcrscscrraassvrraassTpTppTVVVVVVTpTppTMPapKTMPapKTMPapKTeehjxjxjxeeh的影响，则忽略进、排气门迟闭角其中残余废气
11、：进气终了：进气状态：假设：假设气门重叠很小，它对换气循环的影响可以忽略不计。 摩尔重量 (kg / kmol) 密度（ 15C） (kg / dm3) 低热值 (kJ / kg) 完全燃烧所需空气量 优质汽油 98 0.76 42000 14.5 计算： (1) 每循环气缸新鲜充量 m； (2) 空燃比 A/F； (3) 充量系数 hv； (4) 残余废气质量 mr； (5) 混合气热值 Hum； gmmmgkgVmgkgVmmVsrrnmkgRTpKkgJRffff033.2143.089.1143.01043.11089.176.089.11089.11059.119.11059.140
12、5338.340/ 80min/ 4800/19.1293287101.0)/(287 0443300033036000=+=+=-rrr个进气冲程每秒有由气体状态方程可得空气的气体常数22.13143.089.1/143.01089.1189.04053400343=-fffmmFAgmdmcmVQ%5.79259.159.11059.103330=-stvVVdmmVhgmmmmmrrr0995.0%5189.1%51=-=-=+=ggg残余废气系数QkmolkJMLhMhHLLLLrTum/ 91.318011415.1491.042000111491.05.1422.135.14 ,
13、22.130100=+=+=aamm汽油的相对分子质量为过量空气系数(6) 有效效率 he。 8. 1kg 汽油和 1kg 轻柴油完全燃烧所需的理论空气量是多少 ? (汽油： gc=0.855； gH=0.145；不含氧轻柴油： gc=0.87； gH=0.126； go=0.004) 9. 一台燃烧混合燃料 M（汽油占 97%，甲醇占 3%，质量比）的发动机，实验时测得有效功率 Pe=80.9kW， be=346.8g/kW.h，每小时吸入空气量 Gk=400kg/h，试计算该工况下得过量空气系数 a。已知： gcgHgo汽油 0.855 0.145 0 甲醇 0.375 0.125 0.5
14、 )317.042000143.010210951.0(316.0104200042.2716.3106.3)/(42.271100008.7665.20100008.7643048002951.030/65.203600531040076.03666300=-mmhhtrhmVphbhkWgPBbkWnVPPhkgVmBfstmeeeeeestmeefff燃料轻柴油燃料汽油kgkggggLkgkggggLoHcoHc/ 45.14)004.0126.0887.038(23.01)838(23.01:/ 96.14)0145.08855.038(23.01)838(23.01:00=-+=-+
15、=-+=-+=97.071.1426.14/ 71.1452.603.096.1497.0%3%97/ 52.6)5.0125.08375.038(23.01)838(23.01:/ 96.14)0145.08855.038(23.01)838(23.01:/ 26.1406.28400:1:/ 06.2810009.808.346100010000201002222011110=+=+=-+=-+=-+=-+=LLkgkgLLLkgkggggLkgkggggLkgkgBGLBGLhkgPbBPBboHcoHckkeeeea燃料燃料甲醇燃料汽油燃料Q10. 一台汽油机的工作转速为 2400 r
16、/min，在此转速下火花塞在上止点前 20 CA时跳火。火焰传播过程从上止点前 10CA 时开始，并持续 0.001667s，计算： （ 1）以曲轴转角计的火焰传播持续时间； （ 2）以 s 计的滞燃期长度； （ 3）火焰传播过程结束时所对应的曲轴转角（ CA ATDC）。 11. 某 4 缸 4 冲程电喷汽油机在某一工况下运行，已知目标空燃比为 0；喷油器的流量特性为 m= k(t-t0)，其中： m 为喷油量 (g)， t 为喷油时间 (ms)；测得发动机的空气流量为 q(kg/h)，转速为 n(r/min)。试推导该工况下 t 的表达式。 CAntsrrn=24360001667.040360)/( 40min)/( 2400j)( 000695.0)1020(24001667.0102024001667.0sCACACATCACATCAt=-=D-D=jATDCCACABTDCCA14102424 10=-=对应的曲轴转角为火焰传播过程结束时所为，且火焰传播持续时间轴转角为火焰传播过程开始时曲 jQ0000003100)(3100)(3100)( (g) 310010002602min1tnkqtttnkqttknqmmttkmnqnqmnfafa+=-=-=-=ffQ每次进气量为内进气次数为
