内燃机学课后习题答案

内燃机学课后习题答案

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：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。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。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。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。

11.内燃机实际循环与理论循环相比，存在哪些损失？

答：a) 工质造成的损失。b) 工质与汽缸套、活塞、汽缸盖等设备

间的传热损失。c) 泵气损失。d) 燃烧损失。e) 漏气损失。

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。

4-2内燃机换气过程存在那些损失？增压和自然吸气发动机的泵气功和泵气损失各有什么特点？

内燃机换气过程：（1）排气门早开所造成的膨胀功损失（2）活塞强制排气的排气功损失（3）缸内的怠压造成的吸气功损失。自然吸气发动机：泵气功为负功，泵气损失在数值上等于它的泵气功，泵气功Wpw与泵气损失Wp数值上相等，

Wp=Wpw=（X+Y)Lp。增压内燃机：泵气功大于0，泵气功和泵气损失不相等。

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。

(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。

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5-5 爆燃的机理是什么？如何避免发动机出现爆燃？

答：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。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置火花塞位置，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。

5-5爆燃的机理是什么？如何避免？

发生爆燃原因是终燃混合气的快速燃烧。措施：（1）推迟点火（2）缩短火焰传播距离（3）终燃混合气的冷却（4）增加流动（5）燃烧室扫气的冷却可减轻爆燃

5-7何谓汽油机燃烧循环变动？燃烧循环变动对汽油机性能有何影响？如何减少

燃烧循环变动？

答：燃烧循环变动是点燃式发动机燃烧过程的一大特征，是指发动机以某一工况稳定运转时，这一循环和下一循环燃烧过程的进行情况不断变化，具体表现在压力曲线、火焰传播情况及发动机功率输出均不相同。影响：由于存在燃烧循环变动，对于每一循环，点火提前角和空燃比等参数都不可能调整到最佳，因而使发动机油耗上升、功率下降，性能指标得不到充分优化。随着循环变动加剧，燃烧不正常甚至失火的循环次数逐渐增多，碳氢化合物等不完全燃烧产物增多，动力性、经济性下降。同时，由于燃烧过程不稳定，也使振动和噪声增大，零部件寿命下降，当采用稀薄燃烧时，这种循环变动情况加剧。减少措施：1）尽可能使фa=0.8～1.0，此时的循环变动最小。2）适当提高气流运动速度和湍流程度可改善混合气的均匀性，进而改善循环变动。3）改善排气过程，降低残余废气系数γ。4）避免发动机工作在低负荷、低转速工况下。5)多点点火有利于减少循环变动。6）提高点火能量，优化放电方式，采用大的火花塞间隙。

5-11汽油机燃烧过程滞燃期的定义是什么？汽油机滞燃期影响因素有哪些？

点火花跳火以后，混合气并不马上产生火焰，而是过一段时间后才产生火焰核心，这一段时间称为滞燃期。因素：（1）本身分子结构和物理化学性能（2）开始点火时气缸的压力、温度（3）过量空气系数Φa （4）残余废气量增加（5）气缸内混合运动加强（6）火花能量大ti缩短

5-12分析柴油机燃烧过程的四个阶段：（

1）滞燃期，从喷油开始到压力急剧升高时为止（2）急燃期，压力急剧上升的阶段（3）缓燃期，从压力急剧升高的终点到压力开始下降点为止（4）后燃气，缓燃期的终点到燃烧基本上燃烧完全为止

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？

定义：从喷油开始到压力急剧上升开始。正常运转的情况下，压缩温度和压力是影响滞燃期的主要因素，喷油提前角，转速及燃料性质对滞燃期也有很大的影响。

柴油机燃料供给与调节系统基本要求：（1能产生足够高的喷射压力，（2对柴

油机的每一工况能精确及时的控制每循环喷入气缸的燃油量（3在运转整个工况

范围内，尽可能保持最佳喷油时刻，喷油持续期与理想喷油规律（4能保证柴油

机安全，可靠地工作

7-4简述几何供油规律和喷油规律的关系，并解释两者之间的区别与联系。