汽车发动机原理课后习题答案

第二章发动机的性能指标

1.研究理论循环的目的是什么？理论循环与实际循环相比，主要作了哪些简化？

答:目的：1.用简单的公式来阐明内燃机工作过程中各基本热力参数间的关系，明确提高以理论循环热效率为代表的经济性和以平均有效压力为代表的动力性的基本途径 2.确定循环热效率的理论极限，以判断实际内燃机经济性和工作过程进行的完善程度以及改进潜力 3.有利于分析比较发动机不同循环方式的经济性和动力性

简化：1.以空气为工质，并视为理想气体，在整个循环中工质的比热容等物理参数为常数，均不随压力、温度等状态参数而变化 2.将燃烧过程简化为由外界无数个高温热源向工质进行的等容、等压或混合加热过程，将排气过程即工质的放热视为等容放热过程 3.把压缩和膨胀过程简化成理想的绝热等熵过程，忽略工质与外界的热交换及其泄露等的影响4.换气过程简化为在上、下止点瞬间开和关，无节流损失，缸内压力不变的流入流出过程。

2.简述发动机的实际工作循环过程。

四冲程发动机的实际循环由进气、压缩、燃烧、膨胀、排气组成3.排气终了温度偏高的原因可能是什么？

有流动阻力，排气压力>大气压力，克服阻力做功，阻力增大排气压力增大,废气温度升高。负荷增大Tr增大；n升高Tr增大，∈+，膨胀比增大，Tr减小。

4.发动机的实际循环与理论循环相比存在哪些损失？试述各种损失

形成的原因。

答：1.传热损失，实际循环中缸套内壁面、活塞顶面、气缸盖底面以及活塞环、气门、喷油器等与缸内工质直接接触的表面始终与工质发生着热交换

2.换气损失，实际循环中，排气门在膨胀行程接近下止点前提前开启造成自由排气损失、强制排气的活塞推出功损失和自然吸气行程的吸气功损失

3.燃烧损失，实际循环中着火燃烧总要持续一段时间，不存在理想等容燃烧，造成时间损失，同时由于供油不及时、混合气准备不充分、燃烧后期氧不足造成后燃损失以及不完全燃烧损失

4.涡流和节流损失实际循环中活塞的高速运动使工质在气缸产生涡流造成压力损失。分隔式燃烧室，工质在主副燃烧室之间流进、流出引起节流损失

5.泄露损失活塞环处的泄漏无法避免

5.提高发动机实际工作循环效率的基本途径是什么？可采取哪些措施？

答：减少工质比热容、燃烧不完全及热分解、传热损失、提前排气等带来的损失。措施：提高压缩比、稀释混合气等

6.为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机?

柴油机拥有更高的压缩比，

7.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？

以工质在气缸内对活塞做功为基础，评定发动机实际工作循环质量的

好坏。指示压力、指示功率、指示热效率、指示燃油消耗率。

8.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？

以曲轴对外输出功率为基础反映发动机整体性能的优劣

①动力性能指标：有效功率，有效转矩，平均有效压力，转速②经济性能：有效

热效率，有效燃料消耗率③强化指标：升功率和比质量，强化系数。

9.总结提高发动机动力性能和经济性能指标的基本措施？

①增大气缸直径，增加气缸数②增压技术③合理组织燃烧过程④提高充量系数⑤提高转速⑥提高机械效率⑦用二冲程提高升功率。

10.发动机的机械损失主要包括哪些？

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11.什么是机械效率？机械效率受哪些因素影响？有何意义？

比较机械损失所占比例的大小，有效功率与指示功率的比值。影响因素：①转速和活塞平均速度②负荷③润滑油温度和冷却水温度。12.如何测定机械效率？适用于汽油机的是哪种方法？

通过发动机试验测定，常用方法有示功图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法。倒拖法适用于汽油机。

13.研究发动机热平衡的意义何在？

第三章发动机的换气过程

1.四冲程换气过程

排气门开始到进气门关闭。包括进气、排气过程

2.四冲程柴油发动机与汽油发动机的换气过程有何不同？

汽油发动机排气提前角小，柴油机增压更大

3.气门叠开角对换气过程有何影响？

进排气门均提前开启迟后关闭，可以增加气门通过能力，利用气流流惯，减少换气损失，提高发动机性能。

4.换气损失怎样造成的？从哪些方面采取措施可以减少换气损失？：①排气损失（自由：排气门提前打开，排气压力线偏离理论循环膨胀线，引起膨胀功减少造成；强制：活塞将废气推出所消耗的功）②进气损失：进气过程气缸压力小于进气管压力造成损失。措施：①减少排气系统阻力以及排气门处流动损失②合理调整配气正时，加大进气门的流通截面积，正确设计进气及降低活塞平均速度。

5.什么是充量系数？试推导充量系数的解析式

每个循环实际吸入气缸的新鲜充量ml与进气状态下充满汽缸工作容积的新鲜充量msh之比。

6.残余废气系数和充量系数有什么关系？

7.分析影响充量系数的因素？

进气门关闭气缸内压力PA升高φc升高；转矩Ta升高φc减小；残余废气系数y升高φc减小；进排气相位角合适使PA升高，压缩比增加φc升高。

8.什么是进气马赫数？对充量系数有什么影响？

M进气门处气流平均速度V与该处声速a之比。在0.5左右，φc急剧下降。

9.为什么说进气迟闭角在配气正时中对充量系数影响最大？试分析

之

10．提高充量系数的措施

①降低进气系统的阻力②合理选择配位气③减少排气系统的阻力④减少对新鲜充量的热传导⑤进气系统采用电子控制技术。

11.充量系数的研究中，为什么常把注意力主要集中于进气系统？

φc是衡量不同发动机性能和进气过程完善程度的指标。

12.发动机转速变化时充量系数变化特征。

转速升高进气阻力增大φc减小；转速增加负荷不变，加热新气时间短，φc略上升；转速不变，负荷增加，新气加热多，充量系数下降。

13.发动机通过提高转速来提高功率时，从换气过程看会遇到什么困难？有何措施防止充量系数下降？

发动机转速提高，气体流速升高，Pa增大，φc减小，同时，进气门进气阻力，排气门排气终了废气压力增大，φc下降，增加排气损失。克服：适当增加进气门迟闭角，利用废气再循环系统，降低进排气系统的阻力，减少对进气充量的加热，合理选择进，排气相位角。14.多气门结构有何功能和特点？

φc充量加大，最大转速提高功率加大百分比远超转矩的增加值。实现可变技术，改善低速，低负荷性能；布置紧凑燃烧室，火花塞放置在燃烧室中央，从而改善燃烧，减少运动件质量，利于高速化。

第四章燃料与燃烧

1.汽油和柴油的标号分别是根据什么指标确定的？

答：汽油标号的划分是按照抗爆系数，或者叫做辛烷值来划分的。所