内燃机学课后习题部分

2-4 平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别？

答：平均有效压力是一个假想不变的压力，其作用在活塞顶上使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功，升功率是在标定的工况下，发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。

区别：前者只反应输出转矩的大小，后者是从发动机有效功率的角度对其气缸容积的利用率作出的总评价，它与Pme和n的乘积成正比。（Pl=Pme〃n/30T）2-5充量系数的定义是什么？充量系数的高低反映了发动机哪些方面性能的好坏？

答：（1）充量系数每个循环吸入气缸的空气量换算成的进气管状态下的体积。V1与活塞排量Vs之比（Φc =V1/Vs）

（2）充量系数高低反映换气过程进行完善程度。

2-7影响有效燃料消耗率be的因素有哪些？降低be的途径有哪些？

答：影响因素：燃烧效率、机械效率、循环热效率等。

降低途径：增压小排量技术、稀薄燃烧、增大压缩比等。

2-11、有一台6135Q-1柴油机，D*S=135mm*140mm，6缸，在2200r/min，发动机的有效功率154KW，be=217g/（kW*h）。 1）求发动机的pme、Ttq和ηet。2）当ηm=0.75时，试求bi、ηit、Pi、和Pm的值。 3）当ηit、φc、φa 均未变，ηm由0.75提高到0.8，此时PL、Pe和be的值。 4）若通过提高φc使Pe提高到160kW，而ηit、Pm均未变化，则Pi、ηm、be值是多大？ 5）通过以上计算，你可以得出哪些结论？

5）当机械效率提高时，功率增加，燃油消耗率下降，升功率增高。当充量系数提高时，功率提高。

3-4汽油的辛烷值是如何评定的？它有几种评定方法？

（1）将油料的爆燃强度同异辛烷与正庚烷的混合液的爆燃强度相比较,当两者相同时,标准混合液中所含异辛烷的体积百分比,即为所试油料的辛烷值。

（2）马达法辛烷值，研究法辛烷值，道路辛烷值。

3-8 内燃机的实际循环与理想循环相比，存在着哪些损失？试述各种损失形成原因。

答：1工质的影响：实际工质不是理想气体，其中CO2.水蒸气等三原子气体在燃烧过程中不断增强，使工质比热容增大，且随温度升高而增大，使气体温度下降，同时燃烧产物存在高温分解及在膨胀过程

中复合放热现象。

2传热损失：实际循环中，缸套内壁面、活塞顶面以及气缸盖底面等与缸内工质直接相接触的表面，始终与工质发生着热量交换，在压缩初期，缸壁对工质加热，但燃烧和膨胀期，工质大量向壁面传热。

3换气损失：理论循环中不考虑气体流动阻力损失实际循环中，在吸入新鲜充量及排出废气时有膨胀损失，活塞推出功损失和吸气功损失。

4燃烧损失：燃烧速度的有限性使压缩负功增加及最高压力下降另外还存在不完全燃烧损失。

4-1 试分析内燃机进、排气门提前开启和迟后关闭的原因。其数值的大小与哪些因素有关？

答：排气提前：排气门提前开启可以增大在膨胀行程下止点时的流通面积，使排气顺畅，减小排气冲程的活塞推出功。排气门迟后关闭可避免排气流动截面积的过早减小而造成的排气阻力增加，使活塞推出功和缸内残余废气增加，另外还可以利用排气管内气体流动的惯性抽吸一部分废气，实现过后排气。进气门提前开启可增大开始充量进气时的进气截面积，减小气流阻力，增加进气气缸的新鲜充量。进气门迟后关闭可利用气流惯性实现向气缸的过后充气，增加缸内充量。汽油机排气门提前角小些，柴油机大些，增压柴油机更大。节气门调节的内燃机（点燃式）的进气提前角较小，柴油机进气提前角较大，增压则更大。另外，转速高的发动机有较大的气门提前角及迟闭角。所以影响因素有：机型，是否增压，转速高低。

4-3试述影响充量系数的各个主要因素以及提高充量系数的技术措施。

答： (1)影响充量系数的主要因素：进气阻力损失，排气阻力损失，高温零件对进气过程中新鲜充量的加热，配气正时及气门升程规律的影响。

(2)提高充量系数的技术措施：1.降低进气系统的流动阻力。2.采用可变配气系统技术（可变凸轮机构，可变气门正时）。3.合理利用进气谐振。4.降低排气系统的流动阻力。5.减少对进气充量的加热。5-3说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点，以及对它们的要求。答：燃烧过程：（1）着火落后期：它对每一循环都可能有变动，有时最大值是最小值的数倍。要求：为了提高效率，希望尽量缩短着火落后期，为了发动机稳定运行，希望着火落后期保持稳定（2）明显燃烧期：压力升高很快，压力升高率在0.2-0.4MPa/(°)。希望压力升高率合适（3）后燃期：湍流火焰前锋后面没有完全燃烧掉的燃料，以及附在气缸壁面上的混合气层继续燃烧。希望后燃期尽可能的短。5-5 爆燃的机理是什么？如何避免发动机出现爆燃？

答：1.机理：爆燃是终燃混合气的快速自燃，在正常火焰未到达前，终燃混合气内部最宜着火部位出现火焰中心，这些火焰中心以很高的速率传播火焰，迅速将终燃混合气燃烧完毕，使得压力升高率dp/dt 急剧波动，出现爆燃。

2.防止发动机爆燃措施：1推迟点火。2合理设计燃烧室形状及布臵火花塞位臵，缩短火焰传播距离。3终燃混合气冷却。4增加流动，

使火焰传播速度增加。5利用燃烧室扫气和冷却作用。

5-13 柴油机燃烧过程滞燃期定义是什么？柴油机滞燃期的影响因素有哪些？

答：（1）滞燃期：从喷油开始到压力开始急剧升高为止的这一段时（2）影响因素：压缩温度、压力、喷油提前角、转速、燃料性质等。

7-10 说明压燃式内燃机有哪些异常喷射现象和它们可能出现的工况。简述二次喷射产生的原因、造成的危害及消除方法。

答：（1)可能出现的工况：二次喷射：大负荷高速运转的情况下；气穴和穴蚀：小负荷；不稳定喷射：低怠速工况

（2）二次喷射的原因：燃油在高压的作用下的可压缩性和压力波在高压油路中的传播和反射；

（3）危害：喷油持续期延长，雾化质量差，燃烧不完全且后燃严重，燃油消耗率及烟度增加，排温升高，性能恶化，零件过热，甚至产生喷孔积碳堵塞；

（4）消除措施：减少高压油路的容积，适当增大喷孔直径，适当增大出油阀弹簧刚度与开启压力，加大出油阀减压容积，采用阻尼或者等压式出油阀。

9-5试比较柴油机和汽油机在负荷特性曲线和速度特性曲线走向的差异，并分析其原因。

（1）负特性曲线：汽油机负特性曲线（be曲线）在柴油机上面，汽油机的曲线较陡，柴油机平坦，二者都是在中等偏大的负荷范围下，