发动机原理计算题

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1、1. 已知一四行程柴油发动机，缸数为 6,单缸气缸工作容积为2L,燃料燃烧热值为 44000kJ/kg，发动机转速为1500r/min，机械效率为0.8，有效功率为88.5kw，耗油量 为 20.3kg/h。 P 解：指示功率：由耳=―^ mP i 有效燃油消耗率 ①指示功率、指示热效率、指示燃油消耗率；②有效热效率、有效燃油消耗率 P 88.5 得 P = — = —= 110.625(kW) i n 0.8 m B 20.3 b = — = x 1000 = 229.4(g / kW - h) e P 88.5 e 有效效率： n e =着 x 106 =

2、 2294^ x 106 = 0356 e 卩 指示燃油消耗率：b =—二二03 x 1000 = (183.5g/kW -h) i P 110.625 i 3.6 3.6 指示效率：n = x 106 = x 106 = 0.445 i b H 183.6x44100 i 卩 2. 设计一台四冲程六缸柴油机，标定工况转速3000r/min，标定功率66.8KW，活塞平均速 度v =10m/s，平均指示压力p =0.9Mpa，平均机械损失压力p =0.2Mpa。 m mi mm (1)活塞行程s (2)气缸直径(3)标定工况下的机械效率n (4)设活塞组摩擦损失占全 m

3、 部机械损失的40%；标定工况转速3000r/min时减小负荷，机械效率下降，当n m=0.5时， 通过研究，活塞组摩擦损失可能降低25%，试问有效燃油消耗率be怎样变化？ s = 30v x 解: (1) v = 2s -nx 10_V60 =30 x 10 x 102 / = 10cm = /3000 =10cm 2) p = p _ p = 0.9 _ 0.2 = 0.7Mpa me mi mm nD 2 P= e p x V - i • n pme •〒 s - i -n me— s 120 120 480 x P e .480 x 66.8 0.7

4、 x 1 x 6 x 3000 x 3.14 一 *12600 x 3.14 a 0.90dm = 9cm 3) n m =1 _ -P«* = 1 _ 02 = 1 _ 0.22222 = 0.778 pmi °9 n# _n n・n・n h n・n・n#h U ■c 1 m —m m n •n# m m— 0.778 — 0.5 = 55.6% 0.5 n・n・n h c t m U 可能提高55.6％ 3. 六缸四行程柴油机D * s =135*140mm，在2200r/min发动机的有效功率P =154Kw，有效 e 燃油消耗率b =217g/

5、Kw.h，机械效率耳=0.75，求该工况下的指示功率P，平均有效 e m i 压力P ，有效扭矩T和有效效率耳(柴油机热值H =42500 kJ/Kg)。 me tq e 卩 解：指示功率：由耳= m 气缸工作容积： P P 154 f，得P = * = = 205.33(kW) P i n 0.75 im “ a2 10 3 3.14 x 1352 V = - s x 10-3 = s 4 4 x 140 x 10 -6 = 2( L) 平均有效压力： 有效扭矩： T tq 有效效率：耳 ：4x203475 气缸直径：D = 3急=3奇希=62(mm)

6、 120P 120 x 154 c—"”、 p = l = = 0.7(MPa) me V - i - n 2 x 6 x 2200 s 9550P 9550 x 154 - = & = 668.5(N - m) n 2200 3.6 3.6 = x 106 = x 106 = 0.39 b H 217 x 42500 e 卩 mm 4. 设计一台四缸四冲程高速汽油机，设平均指示压力p =0.95Mpa,平均机械损失压力p mi =0.15Mpa，设标定转速为5000r/min时能发出27.13kw的功率。 (1)为使活塞平均速度控制在12m/s,缸径冲程各为

7、多少？(取整)(2)若缸径冲程比为 1:1.09，则缸径、冲程取多大？(取整) 解：(1)平均有效压力：p = p - p = 0.95 - 0.15 = 0.8(MPa) me mi mm 气缸工作容积：V = 301 匚 x 106 =30x4x27.13 x 106 = 203475(mm3) s p - i - n 0.8 x 4 x 5000 me 活塞行程：s ='°°m x 100 = — x 100 = 72(mm) n 5000 气缸直径：D = i'-4V^ =( 4 x 203475 = 60(mm) 冗・ S 3.14 x 72 活塞行程：s = 1

8、.09 D = 1.09 x 62 = 68(mm) 5. 设有一台单缸四冲程柴油机，其部分参数为：气缸直径 D = 100mm，活塞行程 s = 110mm，标定转速n = 2000r/min，摩擦功率P = 3.68kW，机械效率n = 0.75，每 mm 小时耗油量B = 2.67kg/h，柴油的低热值H“ = 42496kJ/kg，试求该柴油机的平均有效 压力p 、有效燃油消耗率b及有效效率n。 me e et P 解：由公式n = 1 - 得 mP i 指示功率： P m— 1 -n m 3.68 = 14.72(kW) 1 - 0.75 有效功率

9、： =P -n im =14.72 x 0.75 = 11.04(kW) 指示效率： nit 込咤=3.6 x 103 x 14.72 = 0.467 —-H u 2.67 x 42496 有效效率： net 气缸排量： VS = =nit -nm 兀D 2 =0.75 x 0.467 = 0.35 x 110 = 863500(mm3) 平均有效压力： pme 120P e 120x11.04 V - i - n 0.8635 x 1 x 2000 = 0.767(MPa) 有效燃油消耗率：b =—x 103 = — x 103 = 241.

10、85g /(kW - h) P 11.04 e 6.—台四冲程柴油机的标定功率为P = 158kW，单缸功率P = 26.33kW/缸，平均有效压力 e e1 p = 0.85MPa，设冲程缸径比s/D = 1.24，活塞平均运动速度C = 11m/s，试确定这台柴 me m 油机的缸径和转速（取整）。 解：i = 158/26.33 = 6 s - n = 30C = 30 x 11 = 330(m / s) m pme 120P e 120P e V -1 - n 冗D2 3 -s-i - n x10 4 480P e 480 x 158 兀-i

11、- s - n - p x 103 me 3.14 x 6 x 330 x 0.85 x 103 =0.12(m) s / D = 1.24 s = 1.24 D = 1.24 x 0.12 = 0.149(m) 330 330 n = = = 2215(r /min) s 0.149 7.设某四冲程六缸柴油机，在额定工况时， n = 2000r/min ， P = 126.7kW ， p =0.8MPa， e me p = 0.267MPa ， mm  b = 215g /(kW - h)。 e （1）若已知C m = 9.33m /

12、s ， 问该机的缸经 D=? 行程 s=? （2）已知柴油低热值 =41868kJ / kg , 问在额定工况时n = ? n = et it 解： 由 s - n = 30C = 30 x 9.33 = 279.9(m/ s) m 279.9 得活塞冲程：S =五=°.13995(m) 由p me 120P 120P 也-s-i - n x103 4 得气缸直径： 480P e D =., 兀.i - s - n - p me 480 x 126.7 X 103 3.14 x 6 x 279.9

13、 x 0.8 x 103 =0.12(m) 平均指示压力： p 有效效率： mi 3.6 + p = 0.8 + 0.267 = 1.067( MPa) me mm 3.6 x 106 = : x 106 = 0.4 b .H 215x 41868 eu 机械效率： .p . 0.267 c ru =1 一 = 1 一 = 0.75 p 1.067 mi 指示效率： -=竺=0.533 耳 0.75 m &某四缸四行程汽油机D*s = 92mm*92mm ,标定工况，有效功率P = 55kW ,转速 n = 3750r/min，有效燃油消耗率b = 3

14、25g /(kW • h)，机械效率耳=0.75， em 求该工况下的指 示功率P，平均有效压力p ，有效扭矩T.和有效效率耳(汽油低热值H i me tq et u =44000kJ/kg )o 解：扌旨示功率：P =-^ = 1 耳 m 科=73-33(kW) 气缸排量： V = S  x 92 = 611270(mm3 ) 平均有效压力： pme 120P e 120x55 V . i. n 0.61127 x 4 x 3750 = °.72( 有效扭矩： T tq 9550P 9550 x 55 e 3750 =140.07(N - m) 有效效率：耳 et 3.6 6 x 106 = b - H eu 3.6 325x 44000 x106 = 0.252 (2) s/D = 1.09