內(nèi)燃機(jī)原理課后習(xí)題與答案

1、內(nèi)燃機(jī)原理課后習(xí)題與答案第一章發(fā)動機(jī)的性能1.簡述發(fā)動機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)過程。1）進(jìn)氣過程：為了使發(fā)動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須不斷吸入新鮮工質(zhì)，即是進(jìn)氣過程。此 時(shí)進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動。2）壓縮過程：此時(shí)進(jìn)排氣門 關(guān)閉，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動，缸內(nèi)工質(zhì)受到壓縮、溫度。壓力不斷上升，工質(zhì)受壓 縮的程度用壓縮比表示。3）燃燒過程：期間進(jìn)排氣門關(guān)閉，活塞在上止點(diǎn)前后。作用是 將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，使工質(zhì)的壓力和溫度升高，燃燒放熱多，靠近上止點(diǎn)，熱效 率越高。4）膨脹過程：此時(shí)，進(jìn)排氣門均關(guān)閉，高溫高壓的工質(zhì)推動活塞，由上止點(diǎn)向下 至點(diǎn)移動而膨脹做功，氣體的壓力、溫度也隨之迅速

2、下降。（5）排氣過程：當(dāng)膨脹過程 接近終了時(shí)，排氣門打開，廢氣開始靠自身壓力自由排氣，膨張過程結(jié)束時(shí)，活塞由下止 點(diǎn)返回上止點(diǎn)，將氣缸內(nèi)廢氣移除。3 .提高發(fā)動機(jī)實(shí)際工作循環(huán)熱效率的基本途徑是什么？可采取哪些基本措施？提高實(shí)際循環(huán)熱效率的基本途徑是：減小工質(zhì)傳熱損失、燃燒損失、換氣損失、不完 全燃燒損失、工質(zhì)流動損失、工質(zhì)泄漏損失。提高工質(zhì)的絕熱指數(shù)k可采取的基本措施 是：減小燃燒室面積，縮短后燃期能減小傳熱損失。（2）.采用最佳的點(diǎn)火提前角和供油 提前角能減小提前燃燒損失或后燃損失。采用多氣門、最佳配氣相位和最優(yōu)的進(jìn)排氣系 統(tǒng)能減小換氣損失。加強(qiáng)燃燒室氣流運(yùn)動，改善混合氣均勻性，優(yōu)化混合氣濃

3、度能減 少不完全燃燒損失。優(yōu)化燃燒室結(jié)構(gòu)減少缸內(nèi)流動損失。采用合理的配缸間隙，提高 各密封面的密封性減少工質(zhì)泄漏損失。4 .什么是發(fā)動機(jī)的指示指標(biāo)？主要有哪些？答：以工質(zhì)對活塞所作之功為計(jì)算基準(zhǔn)的指標(biāo)稱為指示性能指標(biāo)。它主要有：指示功 和平均指示壓力.指示功率.指示熱效率和指示燃油消耗率。5 .什么是發(fā)動機(jī)的有效指標(biāo)？主要有哪些？答：以曲軸輸出功為計(jì)算基準(zhǔn)的指標(biāo)稱為有效性能指標(biāo)。主要有：1）發(fā)動機(jī)動力性指 標(biāo)，包括有效功和有效功率.有效轉(zhuǎn)矩.平均有效壓力.轉(zhuǎn)速n和活塞平均速度；2）發(fā)動機(jī) 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，包括有效熱效率.有效燃油消耗率：3）發(fā)動機(jī)強(qiáng)化指標(biāo)，包括升功率PL.比 質(zhì)量me。強(qiáng)化系數(shù)Pm

4、eCm.6 .總結(jié)提高發(fā)動機(jī)動力性能和經(jīng)濟(jì)性能的基本途徑。增大氣缸直徑，增加氣缸數(shù)增壓技術(shù)合理組織燃燒過程提高充量系數(shù)提高 轉(zhuǎn)速提高機(jī)械效率用二沖程提高升功率。7 .什么是發(fā)動機(jī)的平均有效壓力、油耗率、有效熱效率？各有什么意義？平均有效壓力是指發(fā)動機(jī)單位氣缸工作容積所作的有效功。平均有效壓力是從最終發(fā) 動機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩的角度來評定氣缸工作容積的利用率，是衡量發(fā)動機(jī)動力性能方面的一 個(gè)很重要的指標(biāo)。有效燃油消耗率是單位有效功的耗油量，通常以每千瓦小時(shí)有效功消耗 的燃料量來表示。有效熱效率是實(shí)際循環(huán)有效功與所消耗的燃料熱量之比值。有效熱 效率和有效燃油消耗率是衡量發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。8 .發(fā)動

5、機(jī)的機(jī)械損失主要包括哪些？摩擦損失，驅(qū)動各種附件損失，帶動機(jī)械增壓器損失，泵氣損失9 .什么是機(jī)械效率？受哪些因素影響？有何意義？機(jī)械效率是有效功率與指示功率的比值。影響因素：轉(zhuǎn)速和活塞平均速度負(fù)荷 潤滑油溫度和冷卻水溫度，意義：比較機(jī)械損失所占比例的大小。10 .如何測定機(jī)械效率？適用于汽油機(jī)的是哪種方法？為什么？通過發(fā)動機(jī)試驗(yàn)測定，常用方法有示功圖法、倒拖法、滅缸法、油耗線法。倒拖法適 用于汽油機(jī)。11 .簡述汽油機(jī)和柴油機(jī)工作循環(huán)的區(qū)別汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)同樣有進(jìn)氣，壓縮，燃燒（工作），排氣四個(gè)過程。它 們的不同的點(diǎn)；1）汽油機(jī)在進(jìn)氣道，進(jìn)入汽缸內(nèi)的氣體是有一定比例的汽油和空氣（稱

6、做可燃混合氣）；柴油機(jī)在進(jìn)氣道，進(jìn)入汽缸內(nèi)的氣體是純凈的空氣。2）在壓縮的過程。 汽油機(jī)與柴油機(jī)是沒有區(qū)別的，只是被壓縮的氣體，成分不同。3）燃燒過程，汽油機(jī)與柴油機(jī)的區(qū)別較大。汽油本身物質(zhì)燃點(diǎn)較低，經(jīng)壓縮后給一 個(gè)高壓的電火花就將其點(diǎn)燃了，而且燃燒的速度比柴油快：柴油本身物質(zhì)密度較大，要在 高溫和高壓的條件下才能自行燃燒，經(jīng)壓縮后的純凈空氣正好滿足了這個(gè)條件，這時(shí)即刻 向汽缸噴入高壓油使其燃燒。柴油的熱值比汽油高產(chǎn)生的動力比汽油機(jī)大。4）排氣過程 基本是一樣的。廢棄物都是二氧化碳和水，但是由于汽油的燃燒速度太快需要加入抗爆劑, 因此排放不如柴油機(jī)清潔13 .為什么柴油機(jī)的熱效率要顯著高于汽油

7、機(jī)？1） .柴油機(jī)的壓縮比高，作功時(shí)膨脹得更厲害。2） .柴油機(jī)油氣混合時(shí)空燃比遠(yuǎn)大于1,是富氧燃燒，燃料可以充分燃燒。汽油機(jī)燃 燒的空燃比在1左右，因?yàn)闆]有足夠的氧氣，汽油不能完全燃燒。14 .柴油機(jī)工作循環(huán)為什么不采用等容加熱循環(huán)？定容加熱理想循環(huán)乂稱奧托循環(huán)，基于這種循環(huán)而制造的煤氣機(jī)和汽油機(jī)是最早的活 塞式內(nèi)燃機(jī)。由于煤氣機(jī)、汽油機(jī)和柴油機(jī)燃料性質(zhì)不同，機(jī)器的構(gòu)造也不同，其燃燒過 程接近于定容過程，不再有邊燃燒邊膨脹接近于定壓的過程，故而在熱力學(xué)分析中，奧托 循環(huán)可以看作不存在定壓加熱過程的混合加熱理想循環(huán)。定容加熱循環(huán)被壓縮的是燃料和空氣的混合物，要受混合氣體自燃溫度的限制，存在 “

8、爆燃”的問題，效率不會太高;定壓加熱循環(huán)壓縮的僅僅是空氣，不存在“爆燃”的問題, 效率高,所以柴油機(jī)采用的是后者而不是前者第二章發(fā)動機(jī)的換氣過程1 .為什么發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門遲后關(guān)閉、排氣門提前開啟。提前與遲后的角度與哪些因素有 關(guān)？答：（1）進(jìn)氣門遲后關(guān)閉是為了充分利用高速氣流的動能，實(shí)現(xiàn)在下止點(diǎn)后繼續(xù)充 氣，增加進(jìn)氣量。排氣門提前開啟是由于配氣機(jī)構(gòu)慣性力的限制，若是活塞在下至點(diǎn)時(shí)才 打開排氣門，則在氣門開啟的初期，開度極小，廢氣不能通暢流出，缸內(nèi)壓力來不及下降, 在活塞向上回行時(shí)形成較大的反壓力，增加排氣行程所消耗的功（2）提前與遲后的角度與哪些因素有關(guān)？（配氣相位的合理選擇要從哪幾個(gè)方面衡 量

9、）：充氣效率的變化是否符合動力性要求。換氣損失盡可能的小。能否保證必要 的燃燒室掃氣作用。排放指標(biāo)好。2 .四沖程發(fā)動機(jī)換氣過程包括哪幾個(gè)階段，這幾個(gè)階段時(shí)如何界定的？答：1）自由排氣階段：從排氣門打開到氣缸壓力接近于排氣管內(nèi)壓力的這個(gè)時(shí)期。 強(qiáng)制排氣階段：廢氣是由活塞上行強(qiáng)制推出的這個(gè)時(shí)期。進(jìn)氣過程：進(jìn)氣門開啟到關(guān)閉 這段時(shí)期。氣門重疊和燃燒室掃氣：由于排氣門遲后關(guān)閉和進(jìn)氣門提前開啟，所以進(jìn).排氣門同 時(shí)打開這段時(shí)期。3影響充量系數(shù)的主要因素有哪些?答：1.進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)缸內(nèi)的壓力。2.進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)缸內(nèi)氣體溫度。3.殘余廢氣量。4.進(jìn)排氣相位角。5.發(fā)動機(jī)壓縮比。6.進(jìn)氣狀態(tài)。第三章發(fā)動機(jī)廢氣渦輪增壓3為什么增壓后需要采用進(jìn)氣中冷技術(shù)？答：對增壓器出口空氣進(jìn)行冷卻，一方面可以進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)空氣密度， 提高發(fā)動機(jī)的功率輸出，另一方面可以降低發(fā)動機(jī)壓縮始點(diǎn)的溫度和整個(gè)循環(huán)的平均溫度, 從而降低發(fā)動機(jī)的排氣溫度、熱負(fù)荷和NOx的排放。5車用發(fā)動機(jī)采用增壓時(shí)應(yīng)注意哪些問題？答：1）適當(dāng)降低壓縮比，加大過量空氣系數(shù)。2）對供油系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，增加每 循環(huán)供油率。3）