《内燃机学》课程作业习题（含答案）第十章 内燃机动力学

第十章习题与答案1、何谓内燃机的功率标定？按国家标准的规定，内燃机的标定功率有哪几种？同一型号的内燃机能否有不同的标定功率、其依据是什么？答：（1）内燃机功率标定，即工况标定。是指制造厂商根据内燃机的性能和用途，规定该产品在标准大气条件下，所输出的有效功率及其对应的转速（2）按国标，内燃机的标定功率依不同用途有四种：15分钟功率，1小时功率，12小时功率，持续功率。（3）同一型号的内燃机可以有不同的标定功率，其依据是具体的用途和工作性质。2、为什么汽油机不装调速器能在各种工况（包括怠速工况）下稳定运行、而柴油机则必须装有调速器？答：内燃机工况的自动调节是由调速器来完成的。不同用途的内燃机所配备的调速器也不尽相同。汽油机因其扭矩特性陡峭，因此工况的自稳定能力强，一般都不配备调速器：而柴油机因其扭矩特性平缓，因此工况的自稳定能力差，必须配备调速器。为保证内燃机工况的稳定性，不同用途的柴油机应配备具有相应功能的调速器。3、内燃机速度特性的定义是什么？对装有全程式调速器的柴油机而言，试用特性曲线来解析其全负荷速度特性、部分负荷速度特性和各种工况下的调速特性。答：（1）内燃机速度特性是指内燃机在循环供油量保持不变的情况下，其主要参数（Me,Ne，ge,T以及烟度，噪声级等）随转速n而变化的规律。（2）当柴油机的喷油泵装备全程式调速器时，9.1c39d.其供油特性及调速特性可分析如下：（a）在全负荷工况下，调速弹簧预紧力被调定到最大：若柴油机的转速因负荷减轻而上升，则在飞锤离心力的作用下，油泵柱塞的有效行程将减小，供油量也迅速减少，直到减低到最低稳定工作转速时的供油量为止。（b）当油门控制手柄固定在任一个部分负荷工况位置时，调速弹簧的预紧力也就相应地被确定。此时弹簧的张力比在全负荷位置时小，因此引起调速器开始调速的转速就相应低些。当转速因负荷的减轻而上升时，调速器飞轮产生的轴向推力增大，克服了调速弹簧的张力，而迫使供油量迅速减少，直到供油量迅速减少到几乎为零。当转速因负荷加重而下降时，飞锤所产生的轴向推力减小时，喷油泵的供油量在弹簧张力的作用下将迅速增大，直到达到最大值为止。若转速进(b)

步下降，则供油量按供油特性曲线变化。显然，当油泵按其任一调速特性工作时，其供油量均小于等于标定工况时的供油量。4、当柴油机装有全程式调速器，而未装油量限制器时，应如何对其进行速度特性的试验？为什么？答：可以先将油门控制手柄固定在标定工况的油量位置。这时，调速弹簧的预紧力被调定为最大张力。然后可以将发动机转速调整到一个适当的值（一般为燃油经济速度，正常的平稳工作状态的转速，此转速适当地略高于标定工况），使发动机处于某个部分负荷特性速度然后保持转速不变，就可进行相应的速度特性试验了。因为油泵按任一部分调速特性（曲线）工作时，其供油量均小于标定工况时的供油量。这样，即使未装油量限制器，也不会影响速度特性的试验。5、内燃机的基本运行特性是指哪几种特性？内燃机“万有特性”是否为其基本运行特性？为什么？答：内燃机的基本运行特性是指速度特性，调速特性，负荷特性。“万有特性”不是基本运行特性。因为，它不是直接测量得到的原始数据结果，面是经过了相应的计算，转化等处理过程而得到的、能更直观地反映内燃机在不同的转速、负荷状态下的综合运行特性曲线，包括等油耗曲线，等功率曲线，等排温曲线等等。（万有曲线的横坐标为转速，纵坐标一般为平均有效压力，也可为有效功率。）万有特性曲线，是内燃机实用运行特性之一。6、内燃机的实用运行特性与基本运行特性之间的联系和区别何在？在内燃机试验台架上对柴油机进行推进特性试验的自目的是什么？如何进行推进特性的试验？答：（1）推进特性曲线，也称为船用柴油机的推进特性，是将柴油机的工况人为地调节在螺旋桨特性所对应的各个工况点上运行时，用以描述柴油机的性能参数随转速变化而变化的关系的曲线。（2)在发动机试验台架上进行柴油机推进特性试验的目的是为了测取柴油机在按推进特性运行时，其燃油消耗率等各种性能参数随转速（或功率）变化而变化的关系，即测取推进特性曲线。在实际中，推进特性曲线可作为分析发动机运行是否正常的参考。（3）推进特性的实验：(a）木根据螺旋浆特性描述公式N，=Kn先确定标定工况点，其他各工况点可按功率的百分比来计算其对应的转速。(b)m值与柴油机所匹配的船舶类型有关，例如，低速、排水型船舶的m=2.8～3.2：驱逐舰的m=2.2~2.8；快艇的m=1.9~2.2；水翼艇的m=1.6~1.9。当m=3时。(c)1以转速百分比为横坐标，g。，N。,P.为相应的纵坐标示值参数的推进特性曲线。7、为什么要对内燃机的实测功率和燃油消耗率进行修正？两种修正方法各适用于什么项目的试验？答：（1）大气条件的不同，使人们不便根据实测数据来评定内燃机的主要性能。为了使内燃

机功率标定、主要性能的评定和产品质量的检验有统一的基准和依据，各国都以“国标”或“行业标准”规定了内燃机的标准大气条件（包括大气压p，环境温度T和相对湿度β，以及这三个大气要素的缓慢变化（2）两种修正方法介绍：我国采用了国际标准化组织（ISO）所选用的两种修正方法，分别为“等油量法”和“可调油量法”。均涉及到有效功率和燃油消耗率的修正。（3）两种方法各自的适用试验：等油量法适用于供油量不因大气条件的改变而增减的内燃机试验；而可调油量法则适用于其功率受过量空气系数或热力因素的限制，供油量随现场大气条件调整的内燃机进行功率和燃油消耗率修正的实验